DE2645625A1

DE2645625A1 - Rotational velocity transducer with pulses at proportional frequency - is particularly suited to liq. flow rate measurement devices using immersed impeller

Info

Publication number: DE2645625A1
Application number: DE19762645625
Authority: DE
Inventors: Peter G Dipl Ing Dr Tech Duell
Original assignee: SETRON ERZEUGUNG ELEKTRONISCHE
Current assignee: SETRON ERZEUGUNG ELEKTRONISCHE
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1976-10-08
Publication date: 1977-05-18
Also published as: ATA863875A; DE7631610U1

Abstract

An angular velocity transducer produces a pulse train of frequency proportional to that angular velocity, which is suitable for use in a liquid flow rate transducer. An impeller wheel (2) is immersed in the liquid in a suitable tubular chassis (1) and rotates at a rate proportional to the flow rate of the liquid. Two small permanent magnets (3) are mounted in the impeller, one being mounted to produce a field opposed to the other. Outside the chassis (1) which is of non magnetic material, is mounted a reed relay (5) and an auxiliary magnet (6) producing a field at right angles to the fields produced by the impeller magnets. The effect is to switch the relay to and from at a rate proportional to the impeller angular velocity, even when that velocity is low. The relay is in turn mounted in a magnetically conductive case (7).

Description

Einrichtung zur elektrischen Impulsab- Device for electrical impulse

nahme von bewegten, vorzugsweise drehenden Teilen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur elektrischen Impulsabnahme von bewegten, vorzugsweise drehenden Teilen, insbesondere zur Messung und Zählung des Durchflusses strömender Medien. acquisition of moving, preferably rotating parts The invention relates to a device for picking up electrical impulses from moving, preferably rotating Parts, in particular for measuring and counting the flow of flowing media.

Zur Messung und Zählung des Durchflusses von Flüssigkeiten werden unter anderem motorische Wasserzähler eingesetzt. Die strömende Flüssigkeit bewegt darin ein Flügelrad, dessen Umdrehungszahl der durchfließenden Menge proportional ist. Für die Erzeugung elektrischer Impulse, deren Zahl der Durchflußmenge proportional ist, sind Impulsgeber bekannt, die die Umdrehungszahl des Flügeirades in eine elektrische Information umsetzen.Used to measure and count the flow of liquids among other things motorized water meters are used. The flowing liquid moves in it an impeller, the speed of which is proportional to the amount flowing through it is. For the generation of electrical impulses, the number of which is proportional to the flow rate is, pulse generators are known that the number of revolutions of the flying wheel convert it into electrical information.

Es ist bekannt, in das Flügelrad oder in einem auf der Flügelradwelle befestigten Träger Dauermagnete einer setzen, deren Magnetfelder durch die magnetfelddurchlässige Wandung des flussigkeitsenthaitenden Raumes hindurch wirken und entweder eine weitere Magnetanordnung auf einer Welle mitdrehen, oderin einem feststehenden Magnetspulensystezi eine elektrische Spannung induzieren.It is known in the impeller or in one on the impeller shaft fixed carrier permanent magnets one put whose magnetic fields through the magnetic field permeable Wall of the liquid-containing room act through it and either another Rotate the magnet arrangement on a shaft or in a fixed magnet coil system induce an electrical voltage.

Weiter ist bekannt, daß die außerhalb des Flüssigkeitsraumes liegende Hilfswelle über Zwischenübersetzungen eine weitere Magnetanordnung dreht, die ihrerseits durch die Drehung an, einer oder mehreren magnetfeldempfindlichen elektrischen Schaltelementen wie z.B.Reed-Schaltröhren vorbeigeführt wird und in diesen ein Ein- und Ausschalten eines elektrischen Stromes bewirkt.It is also known that the outside of the liquid space Auxiliary shaft rotates another magnet arrangement via intermediate transmissions, which in turn by rotating one or more magnetic field sensitive electrical switching elements such as, for example, reed interrupters being led past and switching on and off in these of an electric current.

Den bekannten Einrichtungen haften einige Nachteile an.The known devices have some disadvantages.

Impulsgeber mit sich drehenden mechanischen Zwischengliedern zwischen dem Flügelrad und dem Schaltelement sind aufwendig und störanfällig. Systeme mit Magnet spulenliefern bei niedrigen Drehzahlen nur sehr kleine Spannungen, die elektrisch verstärkt werden müssen. Die Überlegung1 das magnetfeldempfindliche Schaltelement direkt von den Magneten im Flügelrad zu betätigen,konnte mangels genügend empfindlicher Schaltelemente bisher nicht zufriedenstellend in die Tat umgesetzt werden, da einerseits der mechanische Aufbau einen relativ großen Abstand zwischen Magneten und Schaltelement erfordert und andererseits die magnetische Kopplung zwischen beiden nicht so groß sein darf, daß eine merkliche Bremsung des FlUgelrades erfolgt.Pulse generator with rotating mechanical links between the impeller and the switching element are complex and prone to failure. Systems with At low speeds, solenoid coils only supply very low voltages that are electrically need to be reinforced. The consideration1 the magnetic field sensitive switching element Actuating directly from the magnets in the impeller could be more sensitive for lack of it Switching elements have not yet been implemented satisfactorily, as on the one hand the mechanical structure creates a relatively large distance between the magnet and the switching element and on the other hand the magnetic coupling between the two is not so great It may be that a noticeable braking of the impeller takes place.

Gemäß der Erfindung werden die oben genannten Nachteile dadurch behoben, daß am bewegten Teil Kraftfeldquellen, wie Magnete od. dgl.vorgesehen sind, die einem Kraftfeldimpulsgeber gegenüberliegen, der zur kraftfeldmäßigen Vorspannung dem Einfluß eines Hilfskraftfeldes ausgesetzt ist. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist der bewegte Teil in einem ediendurchströmten Gehäuse und der fraftfeldimpulsgeber außerhalb dieses Gehäuses zwischen dem bewegten Teil und dem Hilfsmagneten vorgesehen. Fernerhin sind erfindungsgemäß der Kraftfeldimpulsgeber und der Hilfsmagnet an den vom bewegten Teil abgewendeten Seiten von einer magnetischen Abschirmung umgeben, als Kraftfeldimpulsgeber wird vorzugsweise ein Reed-Kontakt verwendet.According to the invention, the above-mentioned disadvantages are eliminated by that on the moving part force field sources such as magnets or the like are provided that opposed to a force field pulse generator, which is used to pretension the force field is exposed to the influence of an auxiliary force field. According to another indicator of the invention is the moving part in a housing through which media flows, and the fraftfeldimpulsgeber provided outside this housing between the moving part and the auxiliary magnet. Furthermore, according to the invention, the force field pulse generator and the auxiliary magnet are attached to the sides facing away from the moving part surrounded by a magnetic shield, A reed contact is preferably used as the force field pulse generator.

Wie man sieht, ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung die direkte Beeinflussung des' Schaltelementes durch Magnete im Flügelrad oder einem Magnetträger auf der Flügelradwelle im wesentlichen dadurch, daß durch einen Hilfamagnet das Feld der beweglichen Magnete am Ort des Schaltelementes verstärkt bzw. vorgespannt wird.As can be seen, the device according to the invention enables the direct Influence of the switching element through magnets in the impeller or a magnet carrier on the impeller shaft essentially in that the The field of the moving magnets at the location of the switching element is reinforced or pretensioned will.

In der einzigen Figur der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt.In the single figure of the drawing is the subject of the invention shown in one embodiment, for example.

In dieser Figur wird an einem Einstrahl-Flügelradzähler die erfindungsgeiäße Anordnung gezeigt. Das Zählergehäuse 1 und das Flügelrad 2 bestehen aus einem magnetfelddurchläasigen Material. Im Fltlgelrad sind vorzugsweise paarweise, symmetrisch zur Drehachse mit eweils abwechselnder Polarität Dauermagnete 3 eingesetzt, wobei die Magnetfeldachse dieser Magnete im wesentlichen parallel zur Drehachse stehen muß. Das erfindungsemäße Impulsgebersystem besteht aus dem magnetfeldempfindlichen elektrischen Schaltelement 5, welches bei Erreichen einer bestimmten Magnetfeldstärke einen elektrischen Stromkreis verändert und bei Unterschreiten eines darunter liegenden Wertes die Veränderung rückgängig macht, in der Figur beispielsweise eine Reed-Kontaktrffhre;,dem Hilfsdauermagnet 6 und einer ferromagnetischen Abschirmung 7.In this figure, the inventive device is used on a single-jet impeller meter Arrangement shown. The counter housing 1 and the impeller 2 consist of a magnetic field permeable Material. In the wing wheel are preferably in pairs, symmetrical to the axis of rotation Either alternating polarity permanent magnets 3 are used, the magnetic field axis this magnet must be essentially parallel to the axis of rotation. The inventive Pulse generator system consists of the magnetic field-sensitive electrical switching element 5, which at A certain magnetic field strength changes an electrical circuit and if the value falls below this, the change is reversed makes, in the figure for example a reed contact tube;, the auxiliary permanent magnet 6 and a ferromagnetic shield 7.

Das Schaltelement 5 ist über der Drehachse des PlUgelrades 2, den gedrehten Magneten 3 gegenüberliegend, so angeordnet, daß das von den Magneten 3 hervorgerufene Feld das Schaltelement 5 in seiner empfindlichsten Richtung durchsetzt. Auf der den Magneten 3 entgegengesetzten Seite des Schalt elementes 5 ist der Hilfsmagnet 6 so angeordnet, daß sein Feld parallel zum Feld der Magnete 3 das Schaltelement 5 ebenfalls in seiner empfindlichsten Richtung durchsetzt.The switching element 5 is above the axis of rotation of the PlUgelrades 2, the rotated magnet 3 opposite, arranged so that the magnet 3 caused field penetrates the switching element 5 in its most sensitive direction. On the opposite side of the switching element 5, the magnet 3 is the auxiliary magnet 6 arranged so that its field parallel to the field of the magnets 3, the switching element 5 also interspersed in its most sensitive direction.

Der Abstand des Hilfsmagnetes 6 wird unter Abwesenheit der Magnete 3 so fixiert, daß die magnetische Feldstärke durch den Hilfsmagnet im Schaltelement in der Mitte des Bereiches zwischen Ein- und Ausschaltung des Schaltelementes liegt. Drehen sich im Betrieb die Magneten 3 unter dem Schaltelement 5 hinweg, so werden sich bei gegenüber stehenden gleichnamigen Polen von Hilfsmagnet 6 und Magnete 3 die Feldstärken im Schaltelement addieren bei ungleichnamigen Polen subtrahieren.The distance of the auxiliary magnet 6 is in the absence of the magnets 3 fixed so that the magnetic field strength through the auxiliary magnet in the switching element lies in the middle of the area between switching the switching element on and off. If the magnets 3 rotate under the switching element 5 during operation, then at opposite poles of the same name of auxiliary magnet 6 and magnets 3 add the field strengths in the switching element subtract if the poles are not the same.

Da bei den meisten magnetfeldempfindlichen elektrischen Schaltelementen die Schwankung des Feldes, die zur Betätigung der Schaltfunktion notwendig ist, wesentlich kleiner als der absolute Wert der Feldstärke in der Mitte des Schaltbereiches ist, wird durch die erfindungsgemäße Anordnung eine Betätigung des Schaltelementes schon bei geringen Feldstärken der-bewegten Magnete am Ort des Schaltelementes erreicht, wodurch einerseits große Abstände zwischen den Magneten im Flügelrad oder Magnetträger und dem Schaltelement ermöglicht werden und andererseits nur eine geringe Beeinflussung des Fifigelrades durch das feste System erfolgt. Die Abschirmung 7 verhindert eine Beeinflussung des Schaltelemeutes durch Magnetfelder außerhalb des Flüssigkeitszählers.As is the case with most electrical switching elements that are sensitive to magnetic fields the fluctuation of the field that is necessary to operate the switching function, much smaller than the absolute value of the field strength in the middle of the switching range is, by the arrangement according to the invention, an actuation of the switching element beautiful achieved at low field strengths of the moving magnets at the location of the switching element, which on the one hand large distances between the magnets in the impeller or magnet carrier and the switching element are made possible and on the other hand only a slight influence of the Fifigel wheel takes place through the fixed system. The shield 7 prevents one Influence of the switching element by magnetic fields outside the liquid meter.

Die Richtung der Magnetfelddurchflutung im Schaltelement kann sowohl normal als auch parallel zur Drehachse erfolgen; im letzteren Fall ist die Impulsgeberanordnung zweckmäßigerweise nicht axial anzuordnen, sondern seitlich des Flügelrades oder MagnettrSgers auf der Flügelradwell e.The direction of the magnetic field flow in the switching element can be both normal as well as parallel to the axis of rotation; in the latter case is the pulse generator arrangement expediently not to be arranged axially, but to the side of the impeller or Magnet carrier on the impeller shaft e.

Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbei spiel nicht beschränkt. Anstelle eines Reed-Kontaktes können Hallsonden, Feldplattensonden oder Magnetdiodensonden Verwendung finden. In der oben stehenden Beschreibung ist schon angedeutet worden, daß der elektrische Stromkreis nicht nur unterbrochen oder geschlossen werden kann. Je nach dem verwendeten Impulsgebersystem ist es auch möglich, Veränderungen des durch das System fließenden Stromes als Zählinformation auszuwerten.The invention is not playing on the illustrated Ausführungsbei limited. Instead of a reed contact, Hall probes, field plate probes or Find magnetic diode probes use. In the description above is already it has been suggested that the electrical circuit is not just broken or closed can be. Depending on the pulse generator system used, it is also possible to make changes of the current flowing through the system as counting information.

Selbstverständlich können nicht nur drehende Teile zur Messung herangezogen werden, sondern allgemeine Relativbewegungen wie Kippbewegungen, Verschiebungen u.dgl. Als Kraftfeldquellen kommen auch Elektromagnete in Frage.Endl£ch sei noch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung als geschlossene Baueinheit rasch und einfach in eine bestehende Leitung eingesetzt oder ausgewechselt werden kann.Of course, not only rotating parts can be used for the measurement but general relative movements such as tilting movements, displacements Electromagnets can also be used as force field sources. Endl £ ch is still noted that the device according to the invention as a closed The unit can be quickly and easily inserted or replaced in an existing line can be.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims: 9 device for electrical impulse pick-up from moving, preferably rotating parts, especially for measuring and counting the Flow of flowing media, characterized in that on the moving part (2) Force field sources, such as magnets (3) or the like, are provided that a force field pulse generator (5) opposed to the force field-like prestressing the influence of an auxiliary force field (Auxiliary magnet 6) is exposed.

2. Device according to claim 1, characterized in that the moving Part (2) in a housing through which the medium flows (i) and the force field pulse generator (5) outside this housing between the moving part (2) and the auxiliary magnet (6) is provided.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the force field pulse generator (5) and the auxiliary magnet (6) on the moving part (2) facing away sides are surrounded by a magnetic shield (7).

4. Device according to one of the goal claims, characterized in that that the force field pulse generator (5) is a reed contact.