DE2359595A1 - Elektrisches geraet zum messen und ueberwachen eines parameters - Google Patents

Description

PR. MÜLLER-BORE I)IPL-PHyS.PR. MANITZ dipl.-chem. PB. DEÜFEL PIPL.-ING. FJN5TEBVVALI) PiPL.-JNe-GRÄMKOW

PATENTWNWiAtTE £ J 0 SJ 595

Hünehen, den 29. November 1973 Fisch/ £ 2797

1) GHaEBOBIAQ-IS EE FEAtföE

9» Avenue Percier, Paris (Seine) Frankreich

2) KSJ. M FWmOE

8, Rme to <Jiiiäe, Asnieres

Elektrisches Gerät ziyn Messen unci Überwachen eines Parameters

Die Erfindung betrifft ein elektrisches 0-erä.t zum Messen "und /Überwachen eines Parameters,, bestehend aus einem Meß- und tJberwachungssystem und einem Meßwertgeber, die untereinander über einen Abstand durch Speiseleitungen für den'Meßwertgeber und Übertragungsleitungen verbunden sind, die von dem Meßwertgeber aufgenommene Informationen zum Meßsystem übertragen, wobei der Meßwertgeber mit Gleichstrom aus einer Speisestromquelle versorgt wird, die einen Regelkreis aufweist, der die Spannung an den ünschlüssen der IPühlelemente des Meßwertgebers konstant hält, und wobei das von dem Meßwertgeber gelieferte Signal ein GMehspannungssignal istr.

409824/1001

Bestimmte Geräte dieser Art bestehen aus einem Meß- und ' Überwachuhgssystem und einem mit diesem durch Leitungen verbundenen Meßfühler, so daß der Meßfühler an einer entfernten .Meßstelle eingesetzt werden kann und Fernmessungen oder -Überwachungen anzustellen erlaubt. Ein Kabel mit elektrischen Leitern versorgt den Meßfühler mit elektrischem Strom und übermittelt dem Meßsystem die von dem Meßfühler aufgenommenen Informationen in Form einer Gleichspannung} die Kabeladern verbinden den Meßwertgeber mit dem Meßsystem, wobei Spannungsabfälle sowohl für den Speisestrom wie für das -Meßsignal auftreten; man muß dsher mit Regelungen arbeiten, die im allgemeinen langwierig und sehr diffizil sind, um diese Spannungsabfälle ausgleichen zu können.

Bei einigen Geräten.dieser Art ist es ausserdem erforderlich, den Meßfühler an seinen-Anschlüssen mit einer konstanten Spannung zu versorgen. Es ist verhältnismässig einfach, juiierbare Spannungsregelungsschaltungen zu entwickeln und die erwähnten Regelungen auszuüben, so lange der Meßfühler ein integrierender Bestandteil des Geräts ist oder in gleichbleibender Entfernung von dem übrigen Gerät angeordnet werden kann; das gilt aber nicht mehr,- wenn der Meßfühler, an Meßorten angebracht werden soll, deren Entfernung von dem Meßsystem sich in weiten Bereichen ändern kann. Die Streuung der elektrischen Eigenschaften der Adern des Verbindungskabels erlaubt nämlich eine derartige Ausgleichsregelung nur, wenn die Änderung des Spannungsabfalls in der Leitung genau berücksichtigt wird, der aus dem V.'ert des Speisestroms und den Eigenschaften der benutzten Kabelsorte errechnet wird.

Man könnte daran denken, zwei Bedienungsleute einzusetzen,

4Q9824/1QQ1

um immer dann eine Regelung vorzunehmen, wenn der Meßfühler« an einen neuen Meßpunkt gebracht ist, wobei ein Bedienungsmann sich bei dem Meßfühler befindet-, um die an ,den Meßfühleranschlüssen anliegende Spannung zu ermitteln, während der andere Bedienungsmann am Meßsystem steht, um die nötigen Einstellungen je nach den ihm von dem ersten Bedienungsmann mitgeteilten Angaben vorzunehmen. Diese Arbeitsweise macht eine Verbindung zwischen den beiden Bedienungsleuten erforderlich; diese Verbindung ist zeitraubend und kostspielig und schließt auf fehlerhafte Verständigung zurückzuf ührende irrtümliche Interpretatxonen nicht aus.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, den Meßfühler selbst mit einer Spannungsregelungsschaltung auszustatten. Ausser der Tatsache, daß eine solche Lösung den Meßfühler kompliziert und seinen Raumbedarf vergrössert, hat diese Lösung auch keinen Einfluß auf die Schwächung des Meßsignals, die wegender Entfernung des Meßfühlers eintritt; das ist ein schwerwiegender Nachteil.

Der Erfindung liegt im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zu entwickeln, bei dem Meßfühler und Mejßsystem in beliebiger Entfernung voneinander aufgestellt und durch ein Kabel miteinander verbunden werden können, ohne daß dabei die Nachteile der bekanntenGeräte auftreten und insbesondere ohne eine Schwächung des Meßsignals.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Regelkreis sich in dem Meß sys tem befindet, daß das Meßsystem einschließlich des Regelkreises und das Meßsignal das Potential einer erdfreien Masse als Bezugspotential besitzen, und daß der Wert so gesteuert wird, daß er gleich demjenigen des Potentials des Ausgangs für die Versorgung des Meßwertgebers ist.

409824/1001

Auf diese Welse wird eine Kompensation automatisch und ohne Regelung der Meßsignaländerungen erreicht, die sich ergeben, wenn der Meßfühler an Meßpunkten eingesetzt wird, die unterschiedlich weit von dem Meß- und Überwachungssystem entfernt sind.

Die erfindungsgemäßen Merkmale und zusätzliche, weiter unten angegebene Merkmale lassen sich mit neuartigen Mitteln erzielen, die aischliessend anhand von zwei lediglich als Beispiele zu betrachtenden Ausführungsformen und in Verbindung mit Zeichnungen beschrieben werden, die folgendes darstellenί

Fig» 1 das Schaltschema eines an einen Verbraueherstromkreis angeschlossenen erfindungsgemäßen Geräts;

Fig. 2 einen Teil des Schaltbildes einer Variante des Geräts nach Fig. 1, angeschlossen an zwei Verbraucherstromkreise .

In den beiden Figuren wird ein aus einem insgesamt mit bezeichneten Meßsystem und einem mit diesem durch ein fünfsulriges Kabel verbundenen, insgesamt mit 1 bezeichneten Meßwertgeber bestehendes Meßgerät gezeigt. Das Meßsystem 20 weist eine Regelungsanrichtung auf, die in gleichzeitiger funktioneller Beziehung sowohl zu dem Meßwertgeber als auch einem in dem Meßsystem befindlichen Verbraucher-Stromkreis 11 steht. Der Ausgang des Verbraucherstromkreises 11 ist an Auslöseschaltung und/oder Alarmschaltungen 14, angeschlossen.

Nachstehend soll zunächst der Funktionskomplex aus Meßwertgeber und Regelvorrichtung des Meßsystems beschrieben werden.

40S82A/1001

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung besteht der Meßwertgeber 1 aus einem kataIytischen Detektorelement 2 und einem Kompensatxonselement 3, die in Reihe geschaltet und an einem Punkt Q zusammengeführt sind und mit Gleichstrom I durch einen Heizkreis versorgt werden, der eine nicht gezeichnete Spanmmgsque He,(+XL·) besitzt, aus einem Spannungsregelkreis, der weiter.unten beschrieben wird, einer mit dem freien Ende M. des Detektorelements 2 (warmer Punkt des Meßwertgebers) verbundenen Zuleitung 4 und einer Rückleitung 5, die das freie Ende N des Kompensationselements 3 (kalter Punkt des Meßwertgebers) mit der Masse des übrigen Geräts über einen fakultativen Widerstand R verbin-

1 det, dessen Zweck weiter unten erläutert wird.

Der Meßwertgeber 1 dient zum Überwachen und/oder Messen des Anteils eines brennbaren Gases in einer Gasmischung. Als Detektor- und als Kompensationselemente werden zu diesem Zweck Katalysatorperlen an sich bekannter Art eingesetzt. Die Perlen 2 und 3 und der Heizstrom werden so gewählt, daß das brennbare Gas an der Perle 2 oder in dessen Umgebung brennt» an der Perle 3 aber nicht brennt; auf diese Weise nimmt der elektrische Widerstand der Perle 2 zu, während sich der elektrische Widerstand der Perle 3 nur in Abhändigkeit von der Eigentemperatur der Gasmischung ändert und die Änderung des den Gehalt an brennbarem Gas in der Gasmischung charakterisierenden elektrischen Widerstands kommt in an sich bekannter Weise durch eine Änderung der elektrischen^ Spannung an den Anschlüssen der Perle 2 zum Ausdruck, ■

Der Spannungsrege!kreis besteht aus einer-an sich bekannten integrierten Schaltung 6, die aus der Spannungsquelle +IL gespeist wird und mit dem übrigen Gerät in folgender Weise verbunden ist;

409824/1001

- die Eingänge V und V liegen an der Spannungsquelle +U₁.

- der Ausgang V~ .ist mit dem positiven Belag eines polarisierten Kondensators C verbunden, dessen negativer Belag an Masse liegt,

- der Ausgang V ~ ist mit dem positiven Belag des Kondensators C über eine Schaltung verbunden, die in Serie einen Widerstand R2 ein als Regelwiderstand geschaltetes Potentiometer P₁ , einen Widerstand R₃, ein Potentiometer P₂ und einen Widerstand R₁₊ enthält,

- der nicht invertierende Eingang NI liegt an dem gemeinsamen Schaltungspunkt von P₁ und R-j,

- der Ausgang V liegt an der Basis eines npn-Ballasttransistors T₁,. dessen Kollektor an +LL liegt, während der Emitter in Reihe mit einem Widerstand Er und der Leitung 4· des Heizkreises des Meßwertgebers liegt,

- die Strombegrenzungsausgänge CL und CS liegen an den Enden des Widerstands R₅.

Im übrigen

- ist der warme Punkt M des Meßwertgebers 1 mit dem Invertereingang INV der integrierten Schaltung 6 über eine Leitung 7 verbunden,

- verbindet die Leitung 8 das kalte Ende N -des Meßwertgebers mit einem der Eingänge eines RechenVerstärkers 9, dessen anderer Eingang und dessen Ausgang unmittelbar an den positiven Belag des Kondensators C geführt sind, so daß der Rechenverstärker 9 als Emitterfolger oder Impedanzverringerer geschaltet ist,

- ist der gemeinsame Schaltungspunkt Q der beiden Perlen 2 und 3 mittels einer Leitung 10 an einen Verbraucherstromkreis 11 angeschlossen, dessen Aufbau weiter unten beschrieben wird.

409824/1001

In der beschriebenen Sehaltung bildet der positive: Belag des Kondensators C die "erdfreie Masse Mi. Der Spannungsregelkreis 6 gibt, an seinem Ausgang; ^_re£ ständig, eine Spannung U - ab,, die einen konstanten Viert gegenüber . dem Potential der erdfreien Masse hat. Daraus folgt,■ daß der an dem gemeinsamen Schältungspunkt von; P^.. und R- verfügbare Spannungsbruchteil U^, der an den Eingang KI des Kreises 6 geführt wird, und der am Schleifer' von ■". P« verfügbare Spannungsbruehteil U- konstante Werte gegenüber dem Potential der erdfreien Masse ' aufweisen.

Konstruktionsbedingt fließen bei der gr/oßen Impedanz- der Eingänge INV- und NX. der integriertem Schaltung; 6. durch die Leitungen 7 und S nur minimale SH-rÄne«,; unxt dfexj Spannungsabfall in diesen. Leitungen is* zu. vernachlässigen, Daraus folgt, daß an dem an. den: Eingang IN·? vos. 6 gedEühEtea Ende der Leitung 7 das Potential des warmen; Funkt si M: de^s ifeß>· wertgebers herrscht,, wthreitd das; an den; Eechenve-rsjtärkecr 9; geführte Ende der Leitung S das. Eotential. äßM kailten, Funkts N des Meßwertgebers 1 hat„

Der in dem Kreise ^ -r- 2 — 3 — S:

den kalten Punkt" N auf eminent PoterAiAl^ das vom der/ der Leitung 5 abhäng-0,, χιΐχά der- B&c^wmi^sMä^m^ t ha-lt die erdfreie Masse auf; dem gleichen

Die integrierte Schaltung S
tisch die den Durchlaß djes Ballast-fcransifcteojFS I^ e.iiis;tellen,de Spannring V_ont regelt, ciie Spannung C^. *'%%$}» die Spannung (U^ - iLj)»;s© daß sie gleicjh· d©3? ^₁ bleibt> die an ihre». Eingang, Ni liegt»

.Das durch die Spannung (% - U^J geifoiMetß: Meßsignal IJ

40 9 824/WQT

— ο —

wird über eine Leitung 10 auf den Verbraucherstromkreis 11 übertragen, der Bestandteil des Meßsystems ist.

Der Verbraucherstromkreis 11 setzt sich zusammen aus:

- einer Verstärkerschaltung, die gebildet wird durch einen Rechenverstärker 12, dessen "Plus"-Eingang über

einen Widerstand R_c an den Läufer des Potentiometers P₀ angeschlossen ist, dessen "Minus"-Eingang über einen Widerstand R₇ an die Leitung 10 geführt ist und dessen . Verstärkungsfaktor in an sich bekannter Weise mittels einer Schaltung eingestellt wird, die das Potentiometer P₃, das den Ausgang des Rechenverstärkers 12 mit der erdfreien Masse verbindet, und einen Gegenkopplungskreis Rg-C. umfaßt, der den Läufer des Potentiometers P₃ mit dem "Minus"-Eingang des Rechenverstärkers 12 verbindet,

- einem Arbeitswiderstand R₇₁, und einem Meßgerät, das als

an die erdfreie Masse angeschlossenes Galvanometer 13 ausgebildet ist,

- und einem Potentiometer P₁,, das zwischen dem Ausgang Vf von 6 und der erdfreien Masse liegt und eine einstellbare Schwellspannung U ^ liefert, die zwischen dem Potentiometerlaufer und der erdfreien Masse abnehmbar ist.

Wird der Meßwertgeber in reine Luft gehalten, so hat die Spannung (U_Q - ^V? ^ei^nen Wert +U , und die an dem Läufer von P₂ verfügbare Spannung U_r2 wird auf einen so grossen Viert eingestellt, daß der Rechenverstärker 12 keine Spannung abgibt. Wird der Meßwertgeber in ein Gemisch von Luft und brennbarem Gas gehalten, so verursacht die an der Perle 2 stattfindende Verbrennung eine Erhöhung des Widerstands dieser Perle, während der Widerstand der Perle 3 sich nicht

409824/1001

ändert. Da die Spannung LL· - U„ konstant gehalten wird, nimmt die Spannung LJ^ = U„ - U^ einen positiven Wert kleiner als Ü an. Die positive Spannung U₂ - U_n wird von dem Rechenverstärker 12 verstärkt und die von diesem gelieferte positive Spannung U'„ führt zu einer Auslenkung des Galvanometers 13, die proportional zu dem Anteil des brennbaren Gases in.der Gasmischung ist, in die der Meßwertgeber gehalten würde. ·

■Der Verbraucherstromkreis 11 wird, .wie erwähnt, mit einer einen Alarm auslösenden Schaltung verbunden, die aus fol- . genden Elementen besteht:

- einem als Kippschaltung geschalteten Rechenverstärker 15, dessen "Plus"-Eingang mit dem Ausgang des Rechenverstärkers 12 verbunden ist und-dessen"Minus"-Eingang mit dem Läufer des Potentiometers P₁₊ verbunden ist,

- einem npn-Transistor T₂» dessen Basis einerseits an den Ausgang des Rechenverstärkers 15 über einen Widerstand Rq und eine Diode EL ., deren Anode mit dem Rechenverstärker 15 verbunden ist, angeschlossen ist und andererseits an Masse über einen verhältrismässig hohen Widerstand R^₀, während der Kollektor von T₂ an +U^ über eine Anzeigeschaltung angeschlossen ist, die aus den hintereinandergesehalteten Widerständen R*~ und R^₂ und den an die Anschlüsse von IL- gelegten Elektrolumineszenzdiode DEL besteht, und der Emitter von T₂ über einen normalerweise geschlossenen Sehalter 16 an Gerätemasse geführt' ist,

- einem npn-Transistör T₃, dessen Basis einerseits an den Kollektor von T₂ über einen Widerstand R₁₃ und eine Diode D₂, deren Anode mit dem Emitter von T₂ verbunden ist, angeschlossen ist und andererseits an Masse über einen hohen Widerstand R^Ut während de'r'Emitter von T, einerseits

über die Spule eines polarisierten Auslöserelais Re an +IL und andererseits an die Basis von T~ angeschloss'en ist und der Kollektor von T₃ an Masse liegt, - und einem Verzögerungskondensator C₂, der den gemeinsamen Schaltungspunkt von D. und R_g mit einer geregelten Spannungsquelle +U₂ verbindet.

Die Schaltungselemente sind so berechnet worden, daß, sobald der Absolutwert der von dem Rechenverstärker 12 gelieferten Spannung U' niedriger ist als die an dem Läufer von Pj^ abgreifbare Spannung Uj, die Kippschaltung 15 in Ruhestellung ist, der Transistor T₂ gesperrt, der Transistor T₃ im Sättigungszustand, das Relais Re ständig erregt ist und die beiden Beläge des Kondensators C₂ positives Potential haben.

Nimmt der Gehalt der Gasmischung an brennbarem Gas zu, so wächst die. Spannung U' und führt, wie oben gezeigt, zu einer Auslenkung des Galvanometers 13.

Wenn dieser Gehalt einen Wert derart erreicht,, daß U' = U , (kritischer Wert oder Alarmschwellwert), geht die Kippschaltung 15 in den Arbeitszustand über ,und macht T„ lei- . tend, läßt die Elektrolumineszenzdiode DEL aufleuchten und lädt C₂ durch den Basisstrom von T₃., so daß T₃ durchlässig bleibt.

Am Ende der durch die Zeitkonstante der Schaltelemente C₂ R.13 - R.^ gegebenenVerzögerungs-zeit wird T₃ gesperrt, und das Relais Re ist nicht mehr erregt und löst einen Alarm aus.

409824/1001-

Die Durchlässigkeit von T₂ und die Sperrung von T₃ bleibt" aufrechterhalten durch den Basisstrom Γ von T₀, der weiter fließt, auch wenn die Kippschaltung 15 wegen des Absinkens des Anteils .an brennbarem. Gas in der überwachten Gasmischung in den Ruhezustand zurückkehrt. Diese Beibehaltung des Alarms wird durch Öffnen des Basiskreises von T₂ mittels des Schalters 16 aufgehoben, aber dieser Vorgang wird erst möglich, wenn der Gehalt an brennbarem Gas unter den kritischen Wert gefallen ist.

Das Gerät wird.ergänzt durch eine Schaltung, mit der ein Fehler in dem Meßwertgeber und seiner Versorgungsschaltung festgestellt werden kann.

Diese Schaltung umfaßt:

- den Widerstand R^, -

- einen Schalttransistör T₁,, dessen Basis über, einen Widerstand R.r mit der warmen Seite von R. verbunden ist, dessen Emitter an Masse liegt, und dessen Kollektor über ein Lichtsignal 17 und einen Widerstand R^g an eineV Spannungsquelle +U₂ liegt,

- eine Diode D-, deren Anode an den gemeinsamen'Schaltungspunkt von 17 und T^ geführt ist und die in Serie mit einem Widerstand R₁₇ liegt,

- und einen Umschalter 18, der die Bauteilgruppe D₃- R₁₇ entweder mit dem "Minus"-Eingang des Rechenverstärkers verbindet, dem das Meßsignal zugeführt wird (Stellung A in Fig, 1), oder mit dem "Plus"-Eingang des Rechenverstärkers 12, an dem die Spannung U ₂ liegt (Stellung B).

Im normalen Betrieb fließt der Heizstrom für die Perlen durch den Widerstand R^ und macht den Transistor T₄ durchlässig.

409824/100

Das Signal 17 leuchtet, und die Bauteilgruppe D₃ - R₁₇ führt dem Verstärker 12 keine Spannung zu.

Beim Bruch einer Perle oder einer der Leitungen 4 und 5 wird der Transistor T₁₊ gesperrt, und das Signal 17 er licht. Ausserdem tritt an der Anode von D₃ eine positive Spannung auf; daraus ergibt sich folgendes:

- wenn der IMsehalter 18 in die Stellung A gebracht wird, wird die genannte Spannung von dem Rechenverstärker 12 verstärkt und umgekehrt, führt die Spannung das Galvanometer 13 an den negativen Anschlag (unterhalb von Null), führt aber weder zum Kippen des Rechenverstärkers 15 noch zur Erregung des Relais Re,

- wenn der Umschalter 18 in die Stellung B gebracht wird, wird die genannte Spannung verstärkt, jedoch nicht umgekehrt, und führt das Galvanometer 13 an den positiven Anschlag, läßt den Rechenverstärker 15 kippen und erregt das Relais Re.

Im letztgenannten Fall kann die Auslösung des Alarms bedeuten, daß der Gasgehalt den kritischen Wert erreicht hat, oder auch, daß an dem Meßkopf ein Fehler aufgetreten ist.

Die Zweifel beheben sich durch Überprüfung des Lichtsignals 17, der Elektrolumineszenzdiode DEL und des Galvanometers

13. ,

Die in Fig, 2 wiedergegebene AusführungsVariante unterscheidet sich von der oben beschriebenen Ausführungsform dadurch, daß ein zweiter Auslösekreis 19 mit den gleichen Bauelementen wie in dem Auslösekreis 14 vorgesehen ist, und daß das Potentiometer Pg so eingestellt wird, daß die an seinem Läufer auftretende Spannung U₀ grosser ist als

40982Λ/1001

U_sl. Im übrigen kann der "Plus•!-Eingang der Kippschaltung 20 mittels eines Umschalters 21 entweder mit dem
Ausgangskreis des Verstärkers 12 (Stellung C) oder mit
dem Kollektor von T₁₊ (Stellung D) verbunden werden. Der Schalter 16 wirkt übrigens auf beide Auslöseschaltungen 14 und 19. ■

Da der Umschalter 21 sich in der Stellung C befindet,
wenn der Gehalt an brennbarem Gas einen solchen Wert erreicht, daß U^ = ^u _sj_» wirkt die Aus löse schaltung 14 wie oben beschrieben, aber die Schaltung 19 tritt nicht in Tätigkeit, Wenn der Gehalt den höheren Wert erreicht, so daß U_M = U-j j arbeiten die beiden Auslöseschaltungen 14 und 19 gleichzeitig. Das Gerät weist somit eine Voralarm-Auslöseschaltung (14) und eine Alarm-Auslöseschaltung (19) auf» Wenn der Umschalter auf D steht, kann nur die Schaltung 14 wirksam werden.

Hinsichtlich der Fehlernachweisschaltung ist zu sagen, daß

- wenn der Ums cha lter 18 sich in der Stellung A und der Umschalter 21 sich in der Stellung C befindet, ein Fehler am Meßwertgeber nur zum Erlöschen des Lichtsignals 17 führt und das Galvanometer 13 an den negativen Anschlag geht, . - .

- wenn der Umschalter 18 sich in der Stellung B und der Umschalter' 21 sich in der Stellung C befindet, ein Fehler am Meßwertgeber das Lichtsignal 17 erlöschen läßt, während das Galvanometer 13 an den positiven Anschlag geht und beide"Alarme ausgelöst werden,

- wenn der Umschalter 18 sich in der Stellung A und der Umschalter 21 sich in der Stellung D befindet,, ein Fehler am Meßwertgeber zum Erlöschen des Lichtsignals 17 führt, während das Galvanometer 13 sich an den negativen Anschlag

4098 2471001

bewegt und lediglich der Auslösekreis 19 in Tätigkeit tritt.

Es zeigt sich also, daß es im zweiten der angeführten Fälle nur möglich ist, die Ursache der Alarmauslösung zu erkennen, wenn man gleichzeitig den Zustand des Lichtsignals 17, der Elektrolumineszenzdioden DEL und des Galvanometers 13 berücksichtigt.

Demgegenüber zeigt im letztgenannten Fall eine Auslösung nur des von der Schaltung 19 gesteuerten Alarms an, daß in dem Meßwertgeber ein Fehler vorliegt, und de Auslösung nur des von der Schaltung It gesteuerten Alarms läßt erkennen, daß der Gehalt an brennbarem Gas die kritische Schwelle erreicht hat.

Da das Potential der erdfreien Masse M^. auf Übereinstimmung mit demjenigen des kalten Punkts N des Meßwertgebers gesteuert wird und das Bezugspotential des Regelkreises 6 und des Verbraucherstromkreises 11 das Bezugspotential ist, ändern sich, sofern die übrigen Umstände gleich bleiben, die relativen Werte von (U^ - U_n), U_m, U^₂, U'_m, U >, und U „ nicht, wenn die Länge des Kabels, das die Leitungen 4, 5, 7, 8 und 10 umfaßt, geändert wird. Daraus folgt, daß die verschiedenen Einstellungen - Nulleinstellung durch Einstellung von U „» Einstellung der Empfindlichkeit des Rechenverstärkers 12 mittels des Potentiometers P^, Einstellung der Auslösungsschwelle durch Einstellung von Werten von U ^ und U₂ - ^m^ ^^em unmittelbar an das Meßsystem angeschlossenen Meßfühler ausgeführt werden können.

Das beschriebene Gerät besitzt einen aus zwei hintereinander-

409824/1001

geschalteten katalytischen Perlen bestehenden Meßwertgeber. Offensichtlich laßt sich die Erfindung aber auch für andersartige Meßwertgeber verwenden, etwa für eine Wheatstone'sehe Brücke,ν soweit diese Geber mit Gleichstrom gespeist werden und unmittelbar oder mittelbar eine für den überwachten Parameter charakteristische' Gleichspannung liefern. -' .

Das erfindungsgemäße Gerät unterscheidet sich von bekannten .Geräten praktisch durch die Möglichkeit, unverfälschte Signale bei industriellen oder bergbaulichen Untersuchungen über Entfernungen zu übertragen und zu empfangen, die als sehr erheblich zu betrachten sind und die beispielsweise mehrere Kilometer betragen können.

Patentansprüche %

40^824/1001

Claims (2)

1. Patentansprüche

   Elektrisches Gerät zum Messen und Überwachen eines Parameters, bestehend aus einem Meß- und Überwachungssystem und einem Meßwertgeber, die untereinander über einen Abstand durch Speiseleitungen für den Meßwertgeber und Übertragungsleitungen verbunden sind, die von dem Meßwertgeber aufgenommene Informationen zum Meßsystem übertragen, wobei der Meßwertgeber mit Gleichstrom aus einer Speisestromquelle versorgt wird, die einen Regelkreis aufweist, der die Spannung an den Anschlüssen der Fühlelemente des Meßwertgebers konsant hält, und wobei das von dem Meßwertgeber gelieferte Signal ein Gleichspannungssignal ist,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Regelkreis (6) sich in dem Meßsystem (20) befindet, daß das Meßsystem (20) einschließlich des Regelkrases (6) und das Meßsignal das Potential (M^.) einer erdfreien Masse als Bezugspotential besitzen und daß der Wert so gesteuert wird, daß er gleich demjenigen des Potentials des Ausgangs für die Versorgung des Meßwertgebers (1) ist.
2. 2. Meß- und Überwachungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregelkreis (6) einerseits an eine erdfreie Masse (M^) und andererseits an den Gleichstrom-Versorgungskreis für den Meßwertgeber (1) ange-

   409824/100 1

   schlossen ist, wobei der Speiseausgang des Meßwertgebers (1) einerseits an die Gerätemasse und andererseits an die erdfreie Masse (Mj) über eine erste Hilfsleitung (8) und eine Emitterfolgeschaltung (9) mit grosser Eingangsimpedanz angeschlossen ist, daß der Spannungsregelkreis (6) eine Schaltung mit einem Eingang hoher Impedanz aufweist, der durch eine zweite Hilfsleitung (7) mit dem Versorgungseingang des Meßwertgebers (1) verbunden ist und das Potential dieses Eingangs gegenüber der erdfreien Masse (M^.) so steuert, daß es gleich einem Bezugspotential bleibt, das gegenüber dem erdfreien Potential (M-) konstant gehalten wird, wobei ein das Meßsignal empfangender Verbraucherstromkreis (11) als Bezugspotential, das Potential der erdfreien Masse (M~)- hat.

   Gerät zum Messen und Überwachen des Gehalts an brennbarem Gas in einem Gasgemisch, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Fühlelement des Meßwertgebers (I) eine katalytische Meßperle (2) vorgesehen ist, die in Reihe mit einer katalytischenBezugsperle (3) geschaltet ist, daß der den beiden Perlen (2, 3) gemeinsame Schaltungspunkt CQ) an den Verbraueherstromkreis (11) angeschlossen ist, daß das freie Ende der Meßperle (2) denEingang (M) und daß das_freie Ende der Bezugsperle (3) den Ausgang (N) für die Stromversorgung des Meßwertgebers darstellt.

   4098 24/1001