DE1000607B

DE1000607B - Electrical pressure and differential pressure measuring device

Info

Publication number: DE1000607B
Application number: DEE6898A
Authority: DE
Inventors: Dr Carl Fr R Eickhoff
Original assignee: CARL FR R EICKHOFF DR
Current assignee: CARL FR R EICKHOFF DR
Priority date: 1953-03-13
Filing date: 1953-03-13
Publication date: 1957-01-10

Description

Elektrische Druck- und Druddifferenzmeßeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf zu ne elektrische Druck- und Druckdifferenzmeßeinrichtung, hei der in dem zu messenden flüssigen bzw. gasförmigen Medium ein Wirk- bzw. Staudruck erzeugt wird, welcher - durch die Einwirkung auf einen elektrischen Geber - zur Messung benutzt wird. Somit handelt es sich bei dem Gegenstand der Erfindung um die Ausbildung eines mit einem elektrischen Gelber zusammenarbeitenden Wirkdruckgeber.Electrical pressure and differential pressure measuring device The invention relates to on to ne electrical pressure and pressure difference measuring device, called in the to be measured liquid or gaseous medium generates an effective or dynamic pressure which - by acting on an electrical transmitter - for measurement is used. Thus, the subject matter of the invention is training a differential pressure transducer that works together with an electrical Gelber.

Bekannte Meßverfahren bzw. -einrichtungen dieser bzw. ähnlicher Art bedienen sich überwiegend mechanisch arbeitender Meßgeräte, die mit Staublenden. Known measuring methods or devices of this or a similar type predominantly use mechanically working measuring devices, those with dust screens.

5 tau rohren oder anderen Querschnittsverengungen (Venturimesser) arbeiten, welche auf einer beschränkten Strecke eine erhöhte Geschwindigkeit des durchströmenden Mediums herbeiführen, welche sich an den Meßstellen in einer Druckänderung äußert. Die entstehenden Druckänderungen werden meist manometrisch z. B. durch eine Ringwaage ermittelt.5 dew pipes or other cross-sectional constrictions (Venturi knife) work which increases the speed of the causing the medium flowing through, which results in a pressure change at the measuring points expresses. The resulting pressure changes are usually manometrically z. B. by a Ring scale determined.

Die Empfindlichkeit dieser bekannten Geherfühlglieder ist verhältnismäßig gering, so daß der geringe Meßdruck, der unterhalb einer bestimmten Durchflußgeschwindigkeit auftritt, nicht mehr erfaßt werden kann. The sensitivity of these known Geherfühlglieder is relative low, so that the low measuring pressure, which is below a certain flow rate occurs, can no longer be recorded.

Die elektrischen Geber bekannter Einrichtungen begnügen sich wiederum damit, den erzeugten Wirkdruck durch ein von einer Membran od. dgl. gesteuertes induktives System auf einem Anzeigegerät sichtbar zu machen. Sie stellen somit lediglich Strömungsgeschwindigkeitsmesser dar. The electrical transmitters of known devices are in turn satisfied thus, the differential pressure generated by a diaphragm or the like. Controlled to make the inductive system visible on a display device. You are simply asking Flow velocity meter.

Die elektrisch arbeitelldxen Geber bestehen bei den bekannten Einrichtungen praktisch aus einem Quecksilber aufnehmenden U-Rohr, in dessen Wandungen in bestimmten Abständen Drähte eingeschmolzen sind, so daß bei der Berührung mit dem Quecksilber ein Stromkreis geschlossen wird. The electric work-type encoders exist in the known devices practically from a mercury-absorbing U-tube, in the walls of which in certain Spacing wires are melted down so that when in contact with the mercury a circuit is closed.

Es sind ferner Meßgeräte bekannt, die ebenfalls ein U-Rohr enthalten, welches einen Schwimmer aufnimmt, dessen Bewegung aus dem druckfesten Raum durch einen Magneten übertragen wird; bei den anderen Schwimmermessern schwimmt auf dem Quecksilher beispielsweise ein Eisenkern, welcher in irgendeiner Weise eine Stromänderung in einem induktiven System hervorruft. Sämtliche derartigen elektrischen Geber haben den Nachteil, daß zum Betrieb einer Quecksilbersäule erhebliche Differenzdrücke und somit Meßhlenden erforderlich sind, welche wiederum nur in dem kleinen Bereich genau arbeiten, für den sie hergestellt sind. Mit solchen Blenden normaler Bauart sind somit vielfach weder kleine Differenzdrücke noch große, etwa zwischen o bis IO°/o liegende Drücke zu messen. There are also measuring devices known that also contain a U-tube, which picks up a swimmer, whose movement from the pressure-tight space by a magnet is transferred; the other float knives float on the Mercury, for example, an iron core, which in some way changes the current in an inductive system. All such electrical transmitters have the disadvantage that considerable differential pressures are required to operate a mercury column and thus measuring ends are required, which in turn only in the small area work exactly for which they are made. With such screens of normal design are therefore often neither small nor large differential pressures, e.g. between o to To measure 10 ° / o horizontal pressures.

Die I--Ieral)setzullg des Schwellwertes der SIeßdrücke bzw. die Heraufsetzung der Meßleistung er- fordert daher eine besondere Durchbildung des Durch flußmessers; für diese Zwecke kann beispielsweise eine den Meßraum abschließende Membran oder Trennwand mit einem Anker versehen werden, welcher auf ein elektromagnetisches System so einwirkt, daß die Anschläge der Membran eine entsprechende Änderung des durchfließenden Meßstromes zur Folge haben. The I-Ieral) sets the threshold value of the SIeßpressure or the increase the measuring performance therefore calls for a special design of the flow meter; for this purpose, for example, a membrane closing off the measuring space or Partition wall to be provided with an anchor, which on an electromagnetic system acts so that the stops on the membrane cause a corresponding change in the flowing through Result in measuring current.

Hinsichtlich des Wirkdruckgebers macht die Erfindung zwar von den an sich bekannten Staurohren (Impulsrohren) Gebrauch. Sie beschreitet jedoch sowohl in bezug auf die Anordnung bzw. Unterteilung der Staurohre (Impulsrohre) in funktioneller Hinsicht im Wirkdruckgeber als auch auf die Ausbildung des elektrischen Gebers insofern einen grundsätzlich neuen Weg, als sie hierbei, im Gegensatz zu den bis herigen Strömungsgeschwindigkeitsmessern, einen druckunabhängigen Mengenmesser entstehen läßt. Die Erfindung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß auf das elektrische System, außer dem Wirk- bzw. With regard to the differential pressure transducer, the invention makes of the known pitot tubes (impulse tubes) use. However, she treads both with regard to the arrangement or subdivision of the pitot tubes (impulse tubes) into functional ones Regarding the differential pressure transmitter as well as the training of the electrical transmitter a fundamentally new way than here, in contrast to the previous one Flow rate meters, a pressure-independent flow meter are created leaves. The invention is essentially characterized in that on the electrical System, except for the active resp.

Staudruck, der gegebenenfalls sich ändernde statische Druck einwirkt, insbesondere derart, daß der elektrische Geber dem Wirk- und statischen Druck entsprechende Ströme liefert, welche vom jeweiligen Druck im wesentlichen bzw. völlig unabhängige Mengenmessungen bzw. Anzeigen ergeben.Dynamic pressure, the static pressure that may change, in particular in such a way that the electrical transmitter corresponds to the active and static pressure Provides currents which are essentially or completely independent of the respective pressure Quantity measurements or displays result.

Gemäß einem weiteren Vorschlag nach der Erfindung besteht der Wirkdruckgeber aus mindestens zwei in der Durchflußleitung vorgesehenen Staurohren (Impulsrohren), von denen eines den Über- bzw. According to a further proposal according to the invention, there is the differential pressure transducer from at least two pitot tubes (impulse tubes) provided in the flow line, of which one of the over- resp.

Unterdruck liefert bzw. als polarisiertes Impulsrohr ausgebildet ist, während das eine der übrigen Rohre den statischen Druck aufnimmt. Dabei weist eine solche Art der Wirkdruckerzeugung gegenüber der Ver-wendung von Blenden, erhebliche Vorteile auf, die unter anderem in der einfachen Anfertigung bei der selben großen Genauigkeit wie die Blenden, in der vereinfachten Montage und im mühelosen Auswechseln während des Betriebes bestehen.Supplies negative pressure or is designed as a polarized pulse tube, while one of the other tubes absorbs the static pressure. One has such type of differential pressure generation compared to the Use of Fade, considerable advantages, among other things in the simple production with the same great accuracy as the diaphragms, in the simplified assembly and consist in easy replacement during operation.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die die Bohrungen aufweisenden Impulsrohre, zur Vermeidung von Meßfehlern, in die Hauptrohrleitung bis zum Anliegen an die gegenüberliegende Stelle der Hauptrohrinnenwandung eingesetzt. Die Bohrung oder Bohrungen in den Impulsrohren zur Anpassung an die internationalen Rechenformeln für Meßblenden sind so verteilt, daß der erzeugte Wirkdruck stets einem bestimmten Durchmesserverhältnis der Blenden entspricht, so daß mit Hilfe eines festliegenden Faktors die Blendenformeln benutzt werden können. According to a further feature of the invention are the holes having impulse tubes, to avoid measurement errors, into the main pipeline used until it touches the opposite point of the main pipe inner wall. The hole or holes in the impulse tubes to adapt to the international Calculation formulas for measuring orifices are distributed in such a way that the differential pressure generated is always corresponds to a certain diameter ratio of the diaphragms, so that with the help a fixed factor the aperture formulas can be used.

Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme, die auch für sich angewandt werden kann, besteht darin, daß der elektrische Geber einstellbare drucltempfin.dliche Organe, z. B. Membranen aufweist, die vonein ander unabhängige Veränderungen der Luftspalte in den elektrischen Geberteilen bzw. -geräten herbeiführen und insbesondere unsymmetrische Luftspalte einzustellen gestatten. Hierdurch wird die Verwirklichung des Mengenmessers erleichtert; dabei können die damit erreichten Stromkurven schon an sich eine Rechen funktion darstellen. Die Ausführung weiterer Rechenfunktionen für die Steuer- bzw. Regelzwecke läßt sich durch die Anwendung von Hilfsvorkehrun gen, wie Vormagnetisierung der magnetischen Teile des elektrischen Gebers, Einstellung eines kleinen Anfangsluftspaltes, Verwendung der Spulen eines Magnetverstärkers, gegebenenfalls in Verbindung mit den Spulen eines induktiven Systems, z. B. als Brücken schaltung. usw. erreichen. Another measure according to the invention, which is also used for itself can be, is that the electrical encoder adjustable pressure sensitive Organs, e.g. B. has membranes, the vonein other independent changes Bringing about air gaps in the electrical encoder parts or devices, and in particular Allow asymmetrical air gaps to be set. This is the realization the flow meter relieved; the current curves thus achieved can already be in itself represent a computational function. The execution of further arithmetic functions for the control or regulating purposes can be through the use of auxiliary measures such as pre-magnetization of the magnetic parts of the electrical encoder, setting a small initial air gap, use of the coils of a magnetic amplifier, optionally in connection with the coils of an inductive system, e.g. B. as Bridge circuit. etc. achieve.

Weitere Vorkehrungen bzw. Erfindungsmerkmale, Kombinations- und Anwendungsmöglichkeiten sowie Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind in der nachstehenden Beschreibung, an Hand der Zeichnung, erläutert und ergeben sich aus den nachfolgenden Ansprüchen. In der Zeichnung zeigt Abb. I an eine Hauptleitung angeschlossene Staurohre (Impulsrohre) eines Wirkdruckgebers, Abb. 2 einen Querschnitt durch die Hauptleitung bzw. durch das polarisierte Impulsrohr, Abb. 3 den elektrischen Geber für den Wirkdruckgeber nach Abb. I, Abb. 4 eine Abart des elektrischen Gebers unter Anwendung z. B. eines Eisendrosseln enthaltenden induktiven Systems, Abb. 5 eine weitere Ausführungsform des elektrischen Gebers unter Verwendung eines kapazitiven Systems, an Stelle eines induktiven Systems, Abb. 6 eine ideale Mengenkurve [J = f (lt) bzw. Further precautions or features of the invention, possible combinations and applications as well as advantages of the subject matter of the invention are in the following description, with reference to the drawing, explained and result from the following claims. In the drawing, Fig. I shows pitot tubes connected to a main line (impulse tubes) a differential pressure transducer, Fig. 2 shows a cross section through the main line or through the polarized pulse tube, Fig. 3 the electrical transmitter for the differential pressure transmitter according to Fig. I, Fig. 4 a variant of the electrical encoder using z. B. one An inductive system containing iron chokes, Fig. 5, shows a further embodiment of the electrical encoder using a capacitive system instead of a inductive system, Fig. 6 an ideal quantity curve [J = f (lt) or

J=f (8P), wo h=Wirkdruck und P = statischer Druck ist] für planimetrierbare Anzeige in mS, Abb. 6 a eine jungfräuliche Mengsenkurve, die logarithmische Rurven ableiten läßt [J = f (li) bzw.J = f (8P), where h = differential pressure and P = static pressure] for planimetrable Display in mS, Fig. 6 a, a virgin quantity curve, the logarithmic curve can be derived [J = f (li) resp.

J=f (P)] und Abb. 7 eine Prinzip-Schaltskizze für elektrische Messung pulsierender, strömen der Medien, durch Einschaltung einer beispielsweise angegebenen Siebkette.J = f (P)] and Fig. 7 a principle circuit diagram for electrical measurement pulsating, flow of media, by engaging an example specified Sieve chain.

Wie Abb. I zeigt, wird der an eine Durchflußleitung 5 angeschlossene Wirkdruckgeber durch ein oder mehrere Staurohre (Impulsrohre), z. B. I, 2 und 3, gebildet. Im Gegensatz zu den bisherigen für die Erzeugung eines Wirkdruckes dienenden Staurohren, die keine praktische Möglichkeit gehen, eine solche Druckerzeugung den internationalen Rechenformeln für Meßblenden anzupassen, läßt sich eine derartige Anpassung bei dem Erfindungsgegenstand durch eine entsprechende Anordnung der Impulsrohre und die Ausbildung des elektrischen Gebers erzielen. As Fig. I shows, is connected to a flow line 5 Differential pressure transducer through one or more pitot tubes (impulse tubes), e.g. B. I, 2 and 3, educated. In contrast to the previous ones used to generate a differential pressure Pitot tubes, which are no practical way of generating such pressure to adapt international formulas for measuring diaphragms, such adjustment in the subject matter of the invention by a corresponding arrangement of the impulse tubes and achieve the training of the electrical encoder.

Die Durchbrechungen 6 aufweisenden Impulsrohre I un.d 2 nach Abb. I werden in die Durchflußleitung (Hauptleitung)5 vollständig eingeschoben, so daß sie zum Anliegen an die gegenüberliegende Stelle der Durchflußleitung 5 kommen. Die Hauptleitung 5 bildet zusammen mit den Impulsrohren I, 2, 3 einen Wirkdruckgeber A. Die Durchbrechungen 6 sind so verteilt, daß der erzeugte Wirkdruck immer einem bestimmten Verhältnis rn (d21D2) einer Blende entspricht, worin m einen Faktor, d die Blendenöffnung und D den Innendurchmesser des Rohres bedeutet. Somit können mit Hilfe des festliegenden Faktors die Blendenformeln benutzt werden. In der Praxis können die Durchbrechungen 6 der Impulsrohre und ihr Abstand voneinander so eingerichtet werden, daß beispielsweise bei einem gedachten Faktor m von 0,5 in dem Wirkdruckgeber A der halbe Wirkdruck der Blende entsteht. The impulse tubes I and d 2 having openings 6 according to Fig. I are fully inserted into the flow line (main line) 5, so that they come to rest on the opposite point of the flow line 5. The main line 5 forms, together with the impulse tubes I, 2, 3, a differential pressure transducer A. The openings 6 are distributed so that the differential pressure generated is always one certain ratio rn (d21D2) corresponds to an aperture, where m is a factor, d is the orifice opening and D is the inside diameter of the pipe. Thus can the aperture formulas can be used with the help of the fixed factor. In practice the openings 6 of the impulse tubes and their spacing from one another can be set up in this way be that, for example, with an imaginary factor m of 0.5 in the differential pressure transducer A half the effective pressure of the orifice is created.

Die Impulsrohre I und 2 würden bei der durch den Pfeil 17 angegebenen Strömungsrichtung des jeweiligen gasförmigen oder flüssigen Durchfluß mediums an den die Hauptleitung 5 berührenden Stellen im Impulsrohr 1 einen Überdruck (+zip) und im Impuls rohr 2 einen Unterdruck (- J' p) erzeugen. Das Impuls rohr 3 ist zur Aufnahme des statischen Druckes bestimmt. The pulse tubes I and 2 would be indicated by the arrow 17 in the case of the one indicated by the arrow 17 Direction of flow of the respective gaseous or liquid flow medium the points in contact with the main line 5 in the impulse tube 1 an overpressure (+ zip) and generate a negative pressure (- J 'p) in the pulse tube 2. The pulse tube 3 is for Determines the static pressure recording.

Für die Erzeugung des. Wirkdruckes genügt es, in manchen Fällen nur das Impulsrohr I vorzusehen und dazu noch das Rohr 3 zu nehmen, welches den, statischen Druck ergibt. Eine solche Rohrzusammenstellung kann dann von besonderem Vorteil sein, wenn das strömende Medium Verkrustungen oder Verschmutzungen des Wirkdruckgebers 24 hervorrufen kann. In diesem Falle nimmt man an Stelle des Impulsrohres I ein polarisiertes Impulsrohr 4. In some cases it is only sufficient to generate the differential pressure to provide the pulse tube I and also to take the tube 3, which is the static Pressure results. Such a pipe assembly can then be of particular advantage if the flowing medium is encrusted or contaminated by the differential pressure transducer 24 can cause. In this case one takes I instead of the pulse tube polarized pulse tube 4.

Ein solches Rohr 4 besteht aus einem in der Haupt.-leitung 5 isoliert eingesetzten Metallrohr oder einem beispielsweise aus keramischem Stoff (Glas od. dgl.) bestehenden Isolierstoff mit Metallmantel, welcher auch durch Aufspritzen einer stromleitenden Schicht gebildet werden kann. Einem solchen Metallrohrmantel bzw. -überzug wird ein elektrisches Potential aufgedrückt. Such a pipe 4 consists of an insulated in the main line 5 used metal tube or one, for example, made of ceramic material (glass or. Like.) Existing insulating material with a metal jacket, which can also be sprayed on an electrically conductive layer can be formed. Such a metal pipe jacket or coating, an electrical potential is applied.

Wie aus Abb. 2 hervorgeht, können neben dem Impulsrohr Führungsbleche 7 vorgesehen sein. Diese Bleche können. auch zur Verbesserung der Polarisation verwendet werden und dann isoliert oder mit Masse verbunden sein. Außerdem bzw. statt dessen können an den beiden Seiten oder an einer Seite des Impulsrohres 4 besondere Elektroden 7a vorgesehen werden, die entweder leitend oder nichtleitend mit dem Hauptrohr 5 verbunden sein können, um im letzten Falle wieder elektrisch aufgeladen zu werden. Hierbei ist die Art der elektrischen Aufladung von der Zusammensetzung des durchströmten Mediums abhängig. As can be seen from Fig. 2, guide plates can be placed next to the pulse tube 7 may be provided. These sheets can. also used to improve polarization and then be isolated or connected to ground. Besides or instead of it can on both sides or on one side of the pulse tube 4 special electrodes 7a can be provided, which are either conductive or non-conductive with the main pipe 5 can be connected in order to be recharged electrically in the latter case. The type of electrical charge depends on the composition of the flow Medium dependent.

Zum Aufladen kann ein Gleichstrom. ein pulsierender Gleichstrom oder ein Wechselstrom, insbesondere von hoher Frequenz, verwendet werden (vgl. den rechten Teil der Abb. I und 2). Derartige Impulsrohre 4 bleiben stets sauber.A direct current can be used for charging. a pulsating direct current or an alternating current, in particular of high frequency, can be used (see the right Part of Fig. I and 2). Such pulse tubes 4 always remain clean.

Die Impulsrohre 4 können ferner je nach den Eigenschaften des durchströmenden Mediums beispielsweise mit Dampf bzw. elektrisch beheizt oder gekühlt perden. The pulse tubes 4 can also depending on the properties of the flowing through Medium, for example with steam or electrically heated or cooled.

Wie Abb. 3 zeigt, führen die einzelnen Impulsrohre 1, 2, 3 das zu messende Medium zu den einzelnen Teilkammern 1, II und III eines mit C bezeichneten elektrischen Gebers. Die Teilkammern I, II, III entstehen dadurch, daß in einer zum elektrischen Geber C gehörenden druckfesten Kammer K mindestens zwei Membranen M,, M2. vorgesehen werden. As Fig. 3 shows, the individual impulse tubes 1, 2, 3 lead to the measuring medium to the individual sub-chambers 1, II and III one designated with C. electrical Donor. The sub-chambers I, II, III arise from the fact that in one to the electrical Encoder C belonging pressure-resistant chamber K at least two membranes M ,, M2. intended will.

An die Teilkammer I kann beispielsweise das Impulsrohr I, an die Teilkammer II das Impulsrohr 2 und an die Teilkammer III das Impulsrohr 3 angeschlossen werden, so daß die Teilkanamer 1 unter Überdruck (+ J p), die Teilkammer II unter Unterdruck (- J p) und die Teilkammer III unter statischem Druck P des zu messenden Mediums steht.The pulse tube I, for example, can be attached to the sub-chamber I, to the sub-chamber II the pulse tube 2 and the pulse tube 3 are connected to the subchamber III, so that the Teilkanamer 1 under positive pressure (+ J p), the sub-chamber II under negative pressure (- J p) and the sub-chamber III under static pressure P of the medium to be measured stands.

An den Membranen Mt, M2 können Eisenplatten e1, e2 angebracht werden, die je einem z. B. dreischenkligen Eisenkern al, bI, cI bzw. aII, b11, cII zugeordnet sind. Sämtliche bzw. einige Schenkel können mit Spulen versehen werden, die an eine geeignete Quelle elektrischer Energie angeschlossen werden. Iron plates e1, e2 can be attached to the membranes Mt, M2, each one z. B. three-legged iron core assigned to al, bI, cI or aII, b11, cII are. All or some legs can be provided with coils that are connected to a suitable source of electrical energy.

Auf diese Weise entstehen induktiv gekoppelte Systeme. Dabei überträgt die Membran 11, den Wirkdruck h und die Membran M2 den statischen Druck P auf das ihr jeweils zugeordnete elektrische System.In this way, inductively coupled systems are created. It transfers the membrane 11, the effective pressure h and the membrane M2 the static pressure P on the their associated electrical system.

Durch die Bewegung der Eisenplatten e, bzw. e2 an den Membranen gegenüber den bewickelten Schenkeln der Eisenkerne stellt sich somit ein veränderlicher Stromfluß ein.By moving the iron plates e or e2 on the membranes opposite The wound legs of the iron cores thus have a variable current flow a.

Auf diese Weise läßt sich der veränderliche statische Druck P berücksichtigen, wodurch sich die Menge bei sonst gleichem Wirkungsdruck h ändert. In this way the variable static pressure P can be taken into account, whereby the amount changes with otherwise the same effective pressure h.

Somit erhält man im Gegensatz zu der die Proportionalität der V h und somit eine planimetrierbare Anzeige in Kubikmetern (m3) wiedergebenden linearen Abhängigkeit nach Abb. 6 eine Anzeige in Normalkubikmetern (Nm3) nach Abb. 6 a, da der elektrische Geber C zwei Ströme liefert, welche die gewünschte Menge zur Anzeige bringen.Thus, in contrast to the, one obtains the proportionality of the V h and thus a linear display that can be planned in cubic meters (m3) Dependency according to Fig. 6 a display in normal cubic meters (Nm3) according to Fig. 6 a, because the electrical transmitter C delivers two currents, which the desired amount for Bring a report.

Während somit das Diagramm nach Abb. 6 eine ideale Mengen- oder Druckkurve wiedergibt, müßte die jungfräuliche Stromkurve als Funktion des Wirkdruckes h bzw. des statischen Druckes P etwa den in Abb. 6a wiedergegebenen Verlauf aufweisen. Um eine solche Beziehung ohne einen nennenswerten Aufwand zu erreichen, kann die Membran in der Nullage vorteilhaft mit einem kleinen Luftspalt eingestellt werden, so daß bereits bei einem kleinen Membranweg eine große Stromänderung eintritt, wenn die Eisenplatten et, e2 sich von den zugeordneten Eisenkernen entfernen. Wird z. B. auf dem Schenkel b, des Fisenkernes eine Spule vorgesehen, die man von einem Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom durchfließen läßt, dessen Änderung in Abhängigkeit von der Membranbewegung zur Anzeige gebracht wird, so kann eine Kurve nach Abb. 6 nur annähernd erreicht werden. Durch eine entsprechende Vormagnetisierung der Schenkel aI und cI läßt sich dagegen die ideale Kurve nach Abb. 6 stets erreichen, so daß man trotz der Anfangsträgheit der Membran eine von Null an gerade Stromkurve erhält, die als gh planimetrierbar ist. Ähnliche Verhältnisse liegen vor, wenn man zur Erreichung der Abhängigkeit vom statischen Druck P den Schenkel bII mit einer Spule ausrüstet und diese von einem Wechselstrom bzw. pulsierenden Gleichstrom speist. While the diagram according to Fig. 6 is an ideal volume or pressure curve reproduces the virgin current curve as a function of the differential pressure h resp. of the static pressure P have approximately the course shown in Fig. 6a. In order to achieve such a relationship without any significant effort, the The diaphragm in the zero position can advantageously be set with a small air gap, so that a large change in current occurs even with a small membrane path, if the iron plates et, e2 move away from the associated iron cores. Is z. B. on the leg b, the fisel core a coil is provided, which is one of Alternating current or pulsating direct current can flow through, the change of which in Depending on the membrane movement is displayed, a curve according to Fig. 6 can only be approximated. By means of a corresponding pre-magnetization the legs aI and cI, on the other hand, the ideal curve according to Fig. 6 can always be achieved, so that, despite the initial inertia of the membrane, a straight current curve is obtained from zero which is planimetrable as gh. Similar conditions exist if one to achieve the dependence on the static pressure P the leg bII with a Equips coil and feeds it from an alternating current or pulsating direct current.

Zur Erreichung der Anzeige in Normalkubikmetern (Nm3) müßten die beiden Ströme in den Wicklungen auf den Schenkeln b1 und bii nunmehr multipliziert werden. Hierzu wird ein Wattuieter verwendet, durch dessen Spannungsspule der durch die Spule des Schenkels bI fließende Strom und durch dessen Stromspule der durch die Spule des Schenkels bI fließende Strom hindurchgeschickt wird. To achieve the display in normal cubic meters (Nm3) the both currents in the windings on the legs b1 and bii are now multiplied will. For this purpose, a Wattuieter is used, through whose voltage coil the the coil of the leg bI flowing current and through its current coil the through the coil of the leg bI flowing current is sent through it.

Will man zur Erreichung des stromlosen Zustandes beim Wirkdruck h=o und beim statischen Druck P=o auf die Brückenschaltung verzichten, so wird durch die Spulen der Schenkel bI und b11 an Stelle des Wechselstromes der Einfachheit halber ein pulsieren der Gleichstrom hindurchgeschickt und dieser Strom in der Nullage durch Zuschaltung eines Gleichstromes kompensiert. In diesem Falle läßt sich stets eine Meßgenauigkeit nach der zur Zeit geltenden neuen internationalen Industrienorm von 0,5 O/o der Anzeige auch ohne Brückenschaltung erreichen. If one wants to achieve the currentless state at the differential pressure h = o and if the static pressure P = o do not use the bridge circuit, then through the coils of legs bI and b11 in place of the alternating current of simplicity because of a pulsing the direct current is sent through and this current is in the zero position compensated by connecting a direct current. In this case you can always a measurement accuracy according to the currently applicable new international industrial standard of 0.5 o / o of the display can be achieved even without a bridge connection.

Stabt den Schenkel b1 mit einer Spule auszurüsten, kann man die Schenkel aI und cI bzw. aII und cII vormagnetisieren, indem man z. B. die Spulen auf den Schenkeln aI und cI gegeneinanderschaltet und dadurch jegliche Transformierung auf den Schenkel bI unterbindet. Die Benutzung der Vormagnetisierung ist dabei praktisch nur bei einem kleinen Luftspalt in der Membrannullage wirksam, da mit der Vergrößerung des Luftspaltes die Wirkung der Vormagnetisierung abnimmt. If you equip leg b1 with a coil, you can use the legs Premagnetize aI and cI or aII and cII by e.g. B. the coils on the Legs aI and cI switched against each other and thereby any transformation on the leg bI prevents. The use of the premagnetization is practical here only effective with a small air gap in the membrane zero position, since with the enlargement the effect of the premagnetization decreases.

Um das Produkt aus dem Wirkdruck h und dem statischen Druck P zu bekommen, kann man, wenn zur Anzeige ein einfaches Drehspulinstrument an Stelle eines Wattmeters verwendet werden soll, die Vormagnetisierung benutzen, indem an Stelle der Kurve nach Abb. 6a die jungfräulichen Kurven für h und P in die logarithmische Kurve verwandelt und die erhaltenen beiden Ströme einfach addiert werden. To get the product of the differential pressure h and the static pressure P. you can get a simple moving-coil instrument in place of the display of a wattmeter is to be used, use the bias by turning on Place the curve according to Fig. 6a, the virgin curves for h and P into the logarithmic one Curve and simply add the two currents obtained.

Die daraus resultierende Gesamtstromkurve stellt jedoch keine gerade Linie dar, so daß sie keine planimetrierbaren Werte ergibt. Wird jedoch ein Magnetverstärker nachgeschaltet, so läßt sich bei der Verwendung des entsprechenden Kurventeiles der Ausgangsstromkurve des Magnetverstärkers das »Delogarithmieren« ohne jegliche 5 chwierigkeiten durchführen.However, the resulting overall current curve is not straight Line so that it does not result in any planimetrable values. However, it becomes a magnetic amplifier downstream, it can be used when using the corresponding part of the curve the output current curve of the magnetic amplifier the "delogarithmizing" without any 5 difficulties.

Um die oben angeführten Rechenoperationen (Ziehen der Quadratwurzel, Berechnen des Logarithmaus) oder andere Rechenoperationen durchzuführen, können an Stelle des in Abb. 3 wiedergegebenen dreischenkligen Systems auch anders geformte, z. B. In order to perform the arithmetic operations listed above (taking the square root, Calculating the logarithm) or performing other arithmetic operations instead of the three-legged system shown in Fig. 3 also differently shaped, z. B.

U-förmige Kerne verwendet werden.U-shaped cores can be used.

Die Kammer des elektrischen Gebers nach Abb. 3 kann dahingehend vereinfacht werden, daß z. B. der Teilkammer 1 der Wirkdruck +p und der statische Druck P und der Teilkammer II nur der statische Druck P zugeführt wird, während in der Teilkammer III der atmosphärische Druck herrscht. The chamber of the electrical transmitter according to Fig. 3 can be simplified to that effect be that z. B. the partial chamber 1 the differential pressure + p and the static pressure P and the sub-chamber II only the static pressure P is supplied, while in the sub-chamber III the atmospheric pressure prevails.

Am elektrostatischen System aII, b11, cII kann der Strom für die Anzeige des statischen Druckes bzw. der Menge in allen Fällen benutzt werden. On the electrostatic system aII, b11, cII the current for the Static pressure or quantity display can be used in all cases.

An Stelle der induktiven Kopplung nach Abb. 3 können im Geber C Eisendrosseln a111, b111, c111 nach Abb. 4 vorgesehen werden, wodurch der Strom in den Spulen sich durch Veränderung des beiderseitigen I,uftspaltes ändert. Dadurch finden die Addition des Stromes oder anderer Rechenoperationen in den jeweiligen Spulen statt. Instead of the inductive coupling according to Fig. 3, iron chokes can be used in encoder C. a111, b111, c111 can be provided as shown in Fig. 4, whereby the current in the coils changes by changing the air gap on both sides. This way the Addition of the current or other arithmetic operations take place in the respective coils.

An Stelle des induktiven Gebersystems kann. auch ein kapazitives System verwendet werden, in welchem der Kondensator aus der Membran und der gegenüberliegenden Wand gebildet wird. Man hat zwar schon verschiedentlich versucht, kapazitive Systeme für Maßzwecke vorzusehen; die Anwendung für solche Zwecke bedingt jedoch Spannungen von höhere ren Frequenzen als die normalen Netzfrequenzen von 50 bzw. 60 Hz, oder aber die zu verwendenden Kondensatoren müßten räumlich sehr groß werden, wodurch ihre Meßgenauigkeit praktisch wertlos würde. Instead of the inductive encoder system,. also a capacitive one System used in which the condenser consists of the membrane and the opposite Wall is formed. Various attempts have been made to use capacitive systems to be provided for measurement purposes; however, their use for such purposes involves tensions of higher frequencies than the normal line frequencies of 50 or 60 Hz, or but the capacitors to be used would have to be spatially very large, whereby their measurement accuracy would be practically worthless.

Um diese Nachteile zu vermeiden, kann nach der Erfindung auch eine Kammer gemäß Abb. 5 verwendet werden. Nach dieser Abbildung wird eine druckfeste Kammer K angewandt, die ähnlich wie die Kammer nach Abb. 3 mittels einer oder mehrerer Membranen M1, M2 in mehrere getrennte Räume aufgeteilt ist, in welchen zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit des Mediums z. B. radioaktive Strahler Str. eingesetzt sind. Hierbei können die Strahler bzw. die Membranen isoliert eingesetzt werden. Werden als Strahler z. B. Alphastrahler angewandt, so rufen sie eine Vorionisation hervor, so daß eine geringfügige Veränderung der Membranstellung eine erhebliche Stromänderung in Abhängigkeit von der hohen Frequenz hervorruft, wenn die Strahler und die Membranen an einer Stromquelle angeschlossen sind. Die Ausführung von Rechenoperationen zur Errechnung bestimmter Stromkurven kann in der bereits geschilderten Weise erfolgen. In order to avoid these disadvantages, according to the invention, a Chamber according to Fig. 5 can be used. According to this figure, a pressure-resistant Chamber K applied, similar to the chamber according to Fig. 3 by means of one or more Membranes M1, M2 is divided into several separate rooms in which to improve the electrical conductivity of the medium z. B. radioactive emitters Str. Used are. Here, the radiators or the membranes can be used in isolation. Are z. B. applied alpha emitters, they call a pre-ionization so that a slight change in the diaphragm position is a significant one Current change depending on the high frequency causes when the radiator and the membranes are connected to a power source. The execution of arithmetic operations to calculate certain current curves can be done in the manner already described.

Da die Ionisation druckabhängig ist, können an Stelle von Membranen auch feste Wandungen. treten; dabei werden die auftretenden Drücke in ihrem Wechsel als druckabhängige Ionisation gemessen. Since the ionization is pressure-dependent, instead of membranes also solid walls. step; the pressures that occur alternate between them measured as pressure-dependent ionization.

Da in der chemischen Industrie teilweise sehr hohe Drücke, z. B. bis zu 4000 kg/cm2, unter Umständen zu verarbeiten sind. kann für diesen Teil der Messung auch ein druckabhängiger Widerstand z. B. aus Mangan verwendet werden. Since in the chemical industry sometimes very high pressures, e.g. B. up to 4000 kg / cm2, may have to be processed. can for this part of the Measurement also a pressure-dependent resistance z. B. from manganese can be used.

Es kommt des öfteren vor, daß ein Mengenmesser, außer der Menge, für die er normalerweise vorgesehen. ist, auch eine sehr kleine Menge messen soll, wie dies beispielsweise bei Schleichdampf der Fall ist. Da der Geber erforderlichenfalls eine von Null an geradlinig ansteigende Kurve in linearer Teilung gibt, kann das erste Stück der Stromkurve daher im unteren Bereich durch Zwischenschaltung eines z. B. temperaturabhängigen Widerstandes (z. B. einer Glühlampe) gesondert benutzt werden. Man mißt dann praktisch den Spannungsabfall an diesem Widerstand, den man jetzt auf die ganze Skala aufteilen kann. It often happens that a quantity meter, in addition to the quantity, for which he normally intended. is to measure even a very small amount, as is the case with slow steam, for example. As the giver, if necessary If there is a curve that rises in a straight line from zero in linear division, that can first part of the current curve therefore in the lower area through the interposition of a z. B. temperature-dependent resistor (z. B. an incandescent lamp) used separately will. You then practically measure the voltage drop across this resistor, which you can now divide up the whole scale.

Dasselbe kann natürlich, insbesondere für Steuerzwecke, mit einem beliebigen anderen Teil der Stromkurve vorgenommen werden, auch wenn man z.B. den Meßvorgang in einem bestimmten Bereich weit auseinandergezogen genau betrachten will. Derartige Schaltungen benötigen meistens gleichzeitig eine Verstärkung, die durch einen Magnetverstärker nach der Erfindung hervorgerufen werden kann. The same can of course, especially for tax purposes, with a any other part of the current curve can be made, even if, for example, the Observe the measuring process in a certain area drawn far apart want. Such circuits usually require a gain at the same time, the can be caused by a magnetic amplifier according to the invention.

Die Schwierigkeit der Mengenmessung bestand bisher besonders bei pulsierender Strömung des Mediums, z. B. unter Kolbenkompressoren. Verwendet man hierzu beispielsweise Ringwaagen, so. können diese sich aufschaukeln, wodurch die Meßwerte falsch angezeigt werden. The difficulty of measuring the quantity has so far been particularly prevalent pulsating flow of the medium, e.g. B. under reciprocating compressors. If you use this, for example, ring scales, see above. these can build up, whereby the Measured values are displayed incorrectly.

Abb. 7 zeigt im Prinzip die elektrische Messung pulsierender, strömender Medien mit Hilfe einer Anordnung nach der Erfindung. Bei dieser Anordnung wird eine Siebkette verwendet, die in dem angegebenen Ausführungsbeispiel durch Parallelschalten eines Kondensators K zum Anzeigeinstrument i gebildet wird. Die Schaltung kann beliebig. und zwar durch Hiilzzu ügen einer Drossel od. dgl. variiert werden, wie C auch den Sieblietten z. B. bei Rundfunk und Telefoniegeräten bekannt ist. Diese Schaltung kann auch dann verwendet werden, wenn z. B. durch den ele ctrischen Geber C ein elektrisch gesteuertes Röhrenventil, und zwar meistens unter Zwischen schaltung eines Magnetverstärkers vorgesehen wird, um eine Verzögerung in der Steuerzeit oder ähnliche Vorgänge herbeizuführen. Fig. 7 shows in principle the electrical measurement of pulsating, flowing Media with the aid of an arrangement according to the invention. With this arrangement, a Sieve chain used in the specified embodiment by connecting in parallel a capacitor K for indicating instrument i is formed. The circuit can be arbitrary. namely by helping a throttle or the like. Be varied, like C also the Sieblietten z. B. is known in radio and telephony equipment. This circuit can also be used when e.g. B. by the ele ctrical encoder C. electrically controlled tubular valve, mostly with interconnection A magnetic amplifier is provided to avoid a delay in the control time or bring about similar processes.

Durch die Kombination des Gebers C mit dem Spulensystem des Magnetverstärkers kann nach vorstehendem eine Änderung der Kurvenform herbeigeführt werden; dabei üben somit der Geber und der Magnetverstärker Rechenfunktionen aus, bei denen der Magnetverstärker im wesentlichen vielfach nicht als ein röhrenloser Verstärker wirkt, sondern hauptsächlich für die Beeinflussung der Kurvenform verwendet wird. Die Rückkopplungsleistung des Magnetverstärkers kann auch rückwirkend vom Magneterstärl;er zum Geber C zur Vormagnetisierung des Letztgenannten benutzt wcrden; ebenso können z. B. Gleichstroinsteuerspulen des Magnetverstärkers Bestandteile der Brückenschaltung des Gebers ( bilden. By combining the encoder C with the coil system of the magnetic amplifier a change in the shape of the curve can be brought about according to the above; included thus exercise the encoder and the magnetic amplifier arithmetic functions in which the Magnetic amplifier essentially does not act as a tube-less amplifier in many cases, but is mainly used to influence the shape of the curve. The feedback performance of the magnetic amplifier can also retroactively from the magnet output to the encoder C for Bias of the latter can be used; also z. B. DC control coils of the magnetic amplifier components of the bridge circuit of the encoder (form.

Ferner kann z. B. bei entsprechender Schaltung und Verwendung von bewickelten Schenkeln al und und c1 in bI ein transformierter Strom entstehen, der im Gegensatz zum Strom in den Spulen der Schenkel aI und c1 mit größer werdendem Luftspalt ahnimmt. Furthermore, z. B. with appropriate circuit and use of wound legs al and and c1 in bI a transformed current arise, the in contrast to the current in the coils of the legs aI and c1 with increasing Air gap assumes.

Weiter kann zur Änderung der Kurvenform und Ausführung von Rechenoperationen der Unterschied in den Kennlinien zwischen einem Selengleichrichter und einer Germaniumdiode benutzt werden. It can also be used to change the waveform and perform arithmetic operations the difference in the characteristics between a selenium rectifier and a germanium diode to be used.

Durch die Vielzahl der möglichen Kurven kann praktisch fast jede Messung und Eichung erfolgen. sei es in Nm3/h oder t oder Kmol usw. Auf diese Weise kann auch fast jedes praktisch vorkommende Ventil oder jede Drossel gesteuert werden. Letztere haben bekanntlich vielfach eine logarithmische Steuerkurve, während die Steuerung selbst nach normaler Mengenkurve erfolgen muß. Due to the large number of possible curves, practically any Measurement and calibration take place. be it in Nm3 / h or t or Kmol etc. In this way almost every practically occurring valve or throttle can also be controlled. As is well known, the latter often have a logarithmic control curve, while the Control itself must take place according to the normal quantity curve.

Durch die im vorstehenden erläuterte Kombination von Geber und Magnetverstärker können somit nach der Erfindung beide Stromkurven gleichzeitig erreicht werden. Through the combination of transmitter and magnetic amplifier explained above Thus, according to the invention, both current curves can be achieved at the same time.

PATENTANSPPRt CHE: I. Elektrische Druck- und Druckdifterenzmeßeinrichtung, bei der in dem zu messenden flüssigen bzw. gasförmigen Medium, mittels Staurohre, ein Widi- bzw. Staudruck erzeugt wird, welcher - durch die Einwirkung auf einen elektrischen Geber - zur Messung benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf das elektrische System, außer dem Wirk- bzw. Staudruck, der gegebenenfalls sich ändernde, statische Druck einwirkt, derart, daß der elektrische Geber (C) dem \\rirk-und statischen Druck entsprechende Ströme liefert, welche vom jeweiligen Druck im wesentlichen bzw. völlig unabhängige Mengenmessungen bzw. Anzeigen ergeben. PATENTANSPPRt CHE: I. Electrical pressure and pressure differential measuring device, in the liquid or gaseous medium to be measured, by means of pitot tubes, a Widi- or dynamic pressure is generated, which - by acting on a electrical encoder - is used for measurement, characterized in that the electrical system, apart from the effective or dynamic pressure, which may change, static pressure acts in such a way that the electrical transmitter (C) corresponds to the \\ rirk and static Pressure supplies corresponding currents, which are essentially of the respective pressure or completely independent quantity measurements or displays result.

Claims

2. Electrical pressure and differential pressure meter according to claim I, characterized in that the differential pressure transducer (.4) consists of at least two between Pitot tubes (impulse tubes) provided for the main pipe (5) and the electrical transmitter (C) (I and 2 or I, 2 and 3 or I and 3 or 2 and), one of which (e.g. B. I or 2) supplies the positive or negative pressure or as a polarized pulse tube (4) is formed, while one of the remaining tubes (z. B. 3) the static Pressure leads.

3. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I. and 2, characterized in that the openings (6) have Impulse tubes (e.g. I, 2, 3, 4) into the main pipe (5) until it touches the opposite one Place of the main pipe inner wall are used, and where the breakthrough or the openings (6) in the impulse tubes (z. B. I, 3) to adapt to the Calculation formulas for orifice plates are distributed so that the generated effective pressure is always one corresponds to a certain diameter ratio of the apertures, so that, with the help of a fixed factor that enables the use of the aperture formulas.

4. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I. to 3, characterized in that the ratio of the square of the diaphragm diameter to the square of the pipe diameter is chosen so that at a factor of z. B. 0.5 half the differential pressure of the orifice is created in the differential pressure transducer (A).

5. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I. to 4, characterized in that the polarized pulse tube (4) consists of an in the main line (5) insulated inserted metal pipe or an insulating pipe with a metal jacket and that the metal tube or the metal jacket on an electrical Potential is brought.

6. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I. to 5, characterized in that the electrical charge, depending on the composition of the flowing medium, from an imposed direct voltage, a pulsating one Direct voltage or an alternating voltage, in particular of high frequency, exists.

7. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I. to 6, characterized in that the impulse tubes, according to the properties of the medium flowing through, e.g. B. heated by steam or electrically or are cooled.

8. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I. to 7. characterized in that the pulse tubes (z. B. I or 4, 2 and 3) on the individual compartments (I, II and III) created by membranes (e.g. M ,, M2) a common pressure-tight chamber (K) are connected, which has an electrical Encoder (C) contains.

9. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to 8, characterized in that the electrical transmitter is adjustable pressure-sensitive Organs, e.g. B. membranes (M ,, M2), the mutually independent changes to bring about the air gap in the electrical encoder parts or devices and Allow asymmetrical air gaps to be set.

IO. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to 9, characterized in that to carry out further arithmetic functions For control purposes, take precautions such as setting a small initial air gap in the encoder, premagnetization, transformation individually or in any combination are applied to each other, so that z. B. the membranes (Mr, M2) a small one Form the initial air gap, and that at the same time the individual legs (al and cI or a11 and c ,, or b1 and b11) of the cores interacting with the membranes (aI, bI, cI; a11, b11, c11) are premagnetized.

I I. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I0, characterized in that the electrical transmitter (C) consists of inductive systems consists, the multi-legged cores (a1, bI, CI; aII, bII, c11) or choke coils (a10 .. b111, cIII) included.

12. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to Ii, characterized in that the electrical transmitter (C) by a capacitive System is formed whose capacitor or capacitors each from a membrane (M1, M2) and the opposite wall is or are formed.

13. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I2, characterized in that to improve the electrical conductivity of the medium in the individual chambers of the transmitter (C) radioactive emitters (Str.) are provided are.

14. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I3, characterized in that instead of membranes in the chamber (K) of the sender (C) fixed walls are provided to absorb the pressures occurring in their Measure change as pressure-dependent ionization.

15. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims. I to I4, characterized in that in connection with the coils of the inductive System of the encoder (C) a with this system z. B. forming a bridge circuit Magnetic amplifier is provided.

I6. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I5, characterized in that with pure direct current control of the magnetic amplifier Instead of its coil in the current coming from the encoder (C), a rectifier bridge is provided.

17. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I6, characterized in that several windings on one leg or several systems or several cores are arranged in the encoder (C).

I8. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I7, characterized in that for performing arithmetic operations in the power lines also switched on resistors, capacitors or inductors are.

I9. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I8, characterized in that, increased by a part of the current curve received, in the primary current path of the encoder (C) or in the secondary current path the magnetic amplifier resistors are provided, which in turn, for. B. from temperature-dependent Resistors, capacitors, inductors exist.

20. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to I9, characterized in that, when measuring quantities, pulsating, flowing Media for which one or more sieve chains are used for electrical measurement, for example from a capacitor connected in parallel to the display instrument (i) (k) or from a combination of capacitances, inductances and ohmic resistances exist.

21. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to 20, characterized by the use of a sieve chain in combination with one by the electrical encoder (C) powered, electrically controlled Tubular valve, possibly with the interposition of a magnetic amplifier.

22. Electrical pressure and differential pressure meter according to claims I to 2I, thus identified shows that pressure-dependent resistances are used to measure high pressures are provided, their circuits - for performing arithmetic operations with the other circuit or the other circuits are interconnected.