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DE8510897U1 - Fühler, insbesondere zur Verwendung an einem Flügelraddurchflußmesser - Google Patents

Fühler, insbesondere zur Verwendung an einem Flügelraddurchflußmesser

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DE8510897U1
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receiver
receiver coil
transmitter coil
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DE19858510897
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    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
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    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
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Description

1726.5/RO/p '"-'Ί -:* "' '··'···' 09..1Ί.Τ985
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Fühler zum Umsetzen einer mechanischen Eingangsgröße in eine elektrische Ausgangsgröße gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein derartiger Fühler ist in der Ep-OS 121 734 in Verbindung mit einem Flügelrad" DurcnfluSinssscr beschrieben. Dort trägt das Flügelrad einen zur Drehachse konzentrischen teilzylindrischen Modulationskörper, und innerhalb der vom letzteren durchlaufenden Bahn ist eine Sendespule angeordnet. Letztere wird vom Speisekreis her mit kurzen Impulsen beaufschlagt. Das von ihr erzeugte Magnetfeld kann zwei außerhalb der Bahn des Blendenkörpers angeordnete Empfängerspulen erreichen, die mit einer Auswerteschaltung verbunden sind.
Jedesmal dann, wenn der Magnetfluß durch die Empfängerspulen unterbrochen wird, wird ein mit der Auswerteschaltung verbundener Zähler um eins hochgezählt.
In der DE-OS 32 41 222 ist ferner ein ähnlicher Fühler beschrieben, bei welchem der Modulationskörper durch ein elektrisch leitendes Materialstück gebildet ist, welches an einer Spule vorbeiläuft, die Teil eines Schwingkreises ist. Steht das Metallstück der Spule gegenüber, so hat der Schwingkreis eine andere Eigenfrequenz als bei nicht der Spule gegenüberstehendem Materialstück· Diese Verstimmung des die Spule enthaltenden Schwingkreises kann mit einer geeigneten Auswerteschaltung wieder in Impulse umgesetzt werden, durch welche ein Zähler hochgezählt wird.
In der DE-OS 33 10 239 ist ferner ein berührungsfrei arbeitender Fühler zur Verwendung an einem Flügelrad-Durchflußmesser beschrieben, welcher einen ültraschallwandler aufweist und vom Flügelrad zurückgeworfene Echos des Ultraschalls auswertet.
Den vorgenannten Fühlern ist gemeinsam, daß sie einen ver-
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hältnismäßig hohen Stromverbrauch aufweisen, da die Empfängerspulen bzw. der die Echos aufnehmende Schwingquarz mit einem Verstärker verbunden sein müssen, um aus den sehr kleine Amplitude aufweisenden Signalen Signale mit so hohen Pegeln zu erzeugen, wie dies für die Signalverarbeitung in handelsüblichen digitalen Schaltkreisen notwendig ist.
Durch die vorliegende Erfindung soll ein Fühler gemäß dem Qbsrbs^riff dss Anspruches 1 so v/sitsr^sbildst v.'sirdsn ds" ein gesonderter empfangsseitiger Verstärker, entbehrlich ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Fühler gemäß Anspruch 1.
In der Praxis wird der erfindungsgemäGe Fühler in Verbindung
1c mit einer Auswerteschaltung verwendet, die zwei Kondensatoren enthält, welche zusammen mit der Sendespule und der Empfängerspule zwei LC-Schwingkreise bilden, die auf dieselbe Frequenz abgestimmt sind. Durch die angegebene Ausrichtung der Achsen von Sendespule und Empfängerspule sind diese beiden Spulen
2Q weitgehend magnetisch entkoppelt. Diese magnetische Entkopplung kann entweder für den Fall eingestellt sein, daG der Modulationskörper der Spulenanordnung gegenüber steht oder auch für den Fall, daß der Modulationskörper von der Spulenanordnung entfernt ist. In jedem Falle wird dann, wenn der Modulationskörper aus der vorgenannten Lage herausbewegt wird, die Geometrie des Magnetflusses so verzerrt, daß nunmehr eine magnetische Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule gegeben ist. Diese magnetische Kopplung ist zwar absolut gesehen klein, die relative Änderung zwischen der Kopplung der Spulen ist aber groß, weil in der oben angesprochenen ersten Lage des Modulationskörpers keine oder nur eine sehr kleine Kopplung zwischen den Spulen bestand .
Die Erfindung macht davon Gebrauch, daß die Absolutgröße der magnetischen Kopplung zweier LC-Schwingkreise nur einen Einfluß auf die Zeitspanne hat, welche benötigt wird, Schwin-
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gungsenergie vom einen Schwingkreis auf den anderen Schwingkreis zu übertragen, während die Amplitude der im angeregten Schwingkreis aufgebauten Spannung von der Größe der magnetischen Kopplung unabhängig ist. Beaufschlagt somit der Speisekreis den Sende-Schwingungskreis mit Impulsen, deren Amplitude der Amplitude digitaler Signal entspricht, so erhält man am Ausgang des Empfänger-Schwingkreises eine Schwingung vergleichbarer Amplitude, welche nach Gleichrichtung direkt in üblichen digitalen Schaltkreisen verwendet werden kann. Da derartige digitale Schaltkreise eingangsseitig von Hause aus ein gleichrichtendes Element enthalten, kann der Empfänger-Schwingkreis direkt an einen solchen digitalen Schaltkreis angeschlossen werden; ein gesonderter Verstärker ist nicht notwendig. Sowohl hierdurch, als durch die Tatsache, daß zum Anstoßen des Sende-Schwingkreises Impulse sehr kurzer Dauer ausreichen, läßt sich der Energieverbrauch eines erfindungsgemäßen Fühlers· sehr klein halten: In der Praxis läßt sich ein mittlerer Stromverbrauch von 100 nA bis 1000 nA erreichen, wenn die Schaltung mit CMOS-Schaltkreisen realisiert wird. Dies bedeutet, daß man einen erfindungsgemäßen Fühler mit handelsüblichen Langzeitbatterien mehr als 6 Jahre betreiben kann, also länger als dem gesetzlichen Nacheichintervall für Durchflußmesser von Wärmeabrechnungsanlagen entspricht.
25
Bekannte Fühler, bei welchen die Bedämpfung eines induktiven Oszillators durch eine an der Oszillatorspule vorbeibewegte leitende Metallfläche gemessen wird, haben einen demgegenüber hohen Stromverbrauch von mindestens 100 uA. 30.
j Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fühlers ist der,
daß er praktisch temperaturunabhängig arbeitet, da etwaige
temperaturbedingte Einflüsse auf die Kopplung von Sendespule und Empfängerspule sehr viel kleiner sind als die Kopplungs-ί 35 änderung durch den Modulationskörper.
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An dem erfindungsgemäßen Fühler ist ferner vorteilhaft, daß keine abzugleichenden analogen Schaltkreise enthalten sind: die Signalverarbeitung erfolgt unter direktem Anschluß eines digitalen Bausteines an den empfängerseitigen Schwingkreis. 5
Anders als bei Fühlern, bei welchen die Änderung der Induktivität einer Spule durch eine vorbeilaufende elektrisch leitende Fahne' gemessen wird, ist der erfindungsgemäße Fühler gegen externe magnetische Streufelder unempfindlich.
Da der Modulationskörper aus elektrisch leitendem Material, nicht jedoch aus magnetisierbarer!! Material be.steht und da im Fühler keine starken Magnetfelder verwendet werden, kann dieser auch bei Heizwasser-Durchflußmessern verwendet werden, ohne daß im Durchflußmesser im Heizwasser enthaltene magnetische Verunreinigungen abgeschieden werden.
Da durch den elektrisch leitenden Modulationskörper zusätzlich eine Verstimmung der Schwingkreise erfolgt, erhält man so eine zusätzliche Diskriminatorwirkung, welche zur Modulation der magnetischen Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule hinzukommt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in ünteran-Sprüchen angegeben.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß ~ Anspruch 2 ■ ist - ■' im Hinblick auf ein möglichst kleines Minimum der magnetischen Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß der Modulationskörper in Bewegungsrichtung gesehen eine homogene Masseverteilung aufweist. 35
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Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ermöglicht es, die elektrisch leitende Schicht sehr dünn auszubilden, trotzdem aber auch über lange Zeiten hinweg ihre elektrischen Eigenschaften konstant zu halten, da keine Korrosion stattfinden kann.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Hinblick auf eine möglichst große Änderung der magnetischen Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule beim Vorbeibewegen des Modulatiorskörpers von Vorteil.
Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist es möglich, auch die Bewegungsrichtung des Modulationskörpers zu bestimmen und unter Verwendung speziell ausgebildeter digitaler Filterkreise den Einfluß von Oszillationen des Modulationskörpers auf das Meßergebnis auszuräumen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Figur 1: einen axialen Schnitt durch einen Flügelrad-Durchflußmesser;
Figur 2: eine Aufsicht auf den Durchflußmesser nach Figur 1, wobei einige Teile weggebrochen sind;
Figur 3: ein Blockschaltbild des auf die Bewegung des Flügelrades ansprechenden Fühlers des Durchflußmessers nach Figur 1; und
Figur 4s eine grafische Darstellung, in welcher die Induktivität der Empfängerspule und die magnetische Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule des Durchflußmessers nach den Figuren 1 bis 3 in
Abhängigkeit vom Drehwinkel des Flügelrades gezeigt ist.
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Der in den Figuren 1 und 2 wiedergegebene Durchflußmesser hat ein Gehäuse 10 mit einem Einlaßstutzen 12 und einem Auslaßstutzen 14. Diese münden beide außermittig in eine Meßkammer 16 ein, in welcher ein Flügelrad 18 läuft. Letzteres ist im Boden des Gehäuses 10 und einem Meßkammerdeckel 20 gelagert. Letzterer ist strömungsmitteldicht in das Gehäuse 10 eingesetzt, z.B. eingeklebt oder eingeschweißt.
Der Meßkammerdeckel 20 trägt auf seiner Oberseite eine Sendespule 22, welche der Drehachse des Flügelrades 18 benachbart auf der in Figur 2 obenliegenden Hälfte des Meßkammerdeckels 20 so ausgerichtet angebracht ist, daß ihre Symmetrieebene die Flügelrad-Drehachse schneidet.
zu beiden Seiten der Sendespule 22 sind eine erste Empfängerspule 24 bzw. eine zweite Empfängerspule 26 angeordnet, wobei deren Mittelebene parallel zum Meßkammerdeckel 20 verläuft und deren Spulenachsen mit der Spulenachse der Sendespule eine gemeinsame Ebene aufspannen.
Die Sendespule 22 und die Empfängerspulen 24 und 26 haben gleichen geometrischen und elektrischen Aufbau. Auf einen Wickelkern sind Wicklungen aus Kupferdraht rechteckig aufgewickelt. Die Spulen haben eine verglichen mit den Querschnittsabmessungen kleine axiale Abmessung.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Spulen dicht nebeneinander angeordnet, wobei zusätzlich darauf geachtet ist, daß die Radiusstrahlen von der Flügelrad-Drehachse zu den Mittelpunkten der Empfängerspulen 24, 26 einen Winkel von 90° einschließen.
Da die Achsen der Empfängerspulen 24, 26 senkrecht auf der Achse der Sendespule 22 stehen, ist die magnetische Kopplung zwischen der Sendespule und den Empfängerspulen jeweils sehr klein.
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Das Flügelrad 18 hat ein scheibenförmiges Stirnteil 28, welches auf der Oberseite zur Hälfte mit einer dünnen Kupferschicht bedeckt ist, deren Dicke in der Zeichnung übertrieben wiedergegeben ist. In der Praxis kann die Kupferschicht 30 durch Ätzen eines ursprünglich die ganze Oberseite des Stirnteiles 28 bedeckenden Kupferfilmes hergestellt werden, wie bei der Herstellung von Leiterplatten an sich üblich.
Die Kupferschicht 30 ist durch einen dünnen, in der Zeichnung nicht näher wiedergegebenen Schutzfilm vollständig abgedeckt .
Eine becherförmige Abschirmung 32 ist in Figur 1 von oben über die durch die Sendespule 22 und die Empfängerspulen 24, 26 gebildete Spulenanordnung gestülpt und sitzt mit ihrem freien unteren Rand in einer Nut, welche durch eine Schulter des MeßkammeE leckeis 20 und eine zylindrische ümfangswand des Gehäuses 10 begrenzt ist. Ein durchsichtiger Deckel 36 schließt die ümfangswand 34 ab.
Der Meßkammerdeckel 20 trägt ferner eine Elektronikeinheit 38, mit welcher die Sendespule 22 über ein Kabel 40, die Empfängerspulen 24, 26 über weitere Kabel 42 und 44 verbunden sind. Die Elektronikeinheit 38 enthält neben einer Langzeitbatterie und später unter Bezugnahme auf Figur 3 noch näher zu erläuternden Schaltkreisen eine LCD-Segmentanzeige 46, welche durch ein Fenster 48 in der Abschirmung 32 und durch den Deckel 36 abgelesen werden kann.
Strömt bei eingebautem Durchflußmesser Wasser vom Einlaßstutzen 12 zum Auslaßstutzen 14, so wird durch dieses Wasser das Flügelrad 18 mitgenommen, üblicherweise erhält man für einen Durchsatz von 1 Liter 30 Umdrehungen des Flügelrades 18.
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Bei den Drehungen des Flügelrades 18 wird die halbkreisförmige Kupferschicht 30 entsprechend mitgenommen. Bezeichnet man den Drehwinkel der Kupferschicht 30 mit w, wobei dieser Winkel dann 0 sein soll, wenn der die Kupferschicht begrenzende Durchmesser mit der Achse der Stutzen 12, 14 zusammenfällt und die Kupferschicht 30 in Figur 2 unterhalb dieser zusammenfallenden Achsen liegt, so erreicht die Kupferschicht 30 nach einer Drehung von 90° die in Figur 2 wiedergegebene Stellung, in welcher sie die Unterseite der ersten Empfängerspule 24 überdeckt. Nach Drehung um weitere 90° überdeckt die Kupferschicht 30 sowohl die Unterseite der Empfängerspule 24 als auch die Unterseite der Empfängerspule 26. Nach einer Gesamtdrehung von 270° liegt die Kupferschicht 30 nur noch unter der zweiten Empfängerspule 26, und nach weiterer Drehung um 90° liegt unter keiner der Empfängerspulen 24, 26 mehr elektrisch leitendes Material.
Die Gegenwart elektrisch leitenden Materiales in unmittelbarer Nähe einer Spule hat bei Beaufschlagung derselben mit einem Wechselspannungssignal die Folge, daß zur Induktivität der betrachteten Spule zusätzlich eine Kurzschlußwindung parallel geschaltet ist. Durch die Drehung des Flügelrades 18 erhält man somit eine Modulation der Induktivität der beiden Empfängerspulen 24, 26, welche für die Empfängerspule 24 in Figur 4 schematisch durch die Kurve 50 veranschaulicht ist. Man erkennt, daß die prozentuale Änderung der Induktivität L bzw. der Modulationsgrad verhältnismäßig klein ist.
In Figur 4 ist ferner die Änderung dör magnetischen Kopplung K zwischen der Sendespule 22 und der Empfängerspule 24 in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Flügelrades 18 aufgetragen. Man erkennt, daß die magnetische Kopplung K aufgrund der gewählten Ausrichtung der Spulenachsen ein sehr kleines Minimum hat. Beim Vorbeilaufen der Kupferschicht 30 an der Spulenanordnung wird das von der Sendespule 30 bei Beaufschlagung
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mit einem Wechselsignal erzeugte Magnetfeld verzerrt, derart, daß ein größerer Teil des Magnetflusses in der Empfängerspule 24 wirksam wird oder anders gesagt die magnetische Kopplung zwischen Sendespule 22 und Empfängerspule 24 erhöht wird. Man hat somit eine große prozentuale Änderung der magnetischen Kopplung zwischen Sendespule 22 und Empfängerspule
Die grafischen Darstellungen von Figur 4 gelten sinngemäß für die Empfängerspule 26, wobei die Winkelwerte w jeweils um 90° zu erhöhen sind.
Wie aus Figur 3 ersichtlich, sind die Sendespule 22 und die Empfängerspulen 22 und 24 mit ihrer einen Anschlußklemme jeweils an eine Masseleitung 24 angeschlossen. Die zweite Klemme der Sendespule 22 ist über einen Kondensator 56 an die Ausgangsklemme eines schaltbaren Versorgungskreises angeschlossen, dessen Steuerklemme mit der Ausgangsklemme eines Taktgebers 60 in Verbindung steht.
Der Taktgeber 60 erzeugt einzelne Impulse, deren Länge gleich einem Viertel der Periode desjenigen Schwingungskreises ist., welcher durch die Sendespule 22 und den Kondensator 56 gebildet ist.
Die Impulsfolgefrequenz des Taktgebers 60 ist so eingestellt, daß sie größer oder gleich dem Vierfachen der Drehzahl des Flügelrades 18 ist. In der Praxis beträgt die Arbeitsfrequenz des Taktgebers 60 300 Hz, so daß der Durchflußmesser einen Durchsatz von 2 1/sek haben kann.
Durch jeden vom Taktgeber 60 abgegebenen Impuls werden im durch die Sendespule 22 und den Kondensator 56 gebildeten LC-Kreis Schwingungen angestoßen, welche zu einem entsprechenden magnetischen Wechselfeld führen. Die Induktivität der Sendespule 22 und die Kapazität des Kondensators 56
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sind typischerweise so gewählt, daß man eine Eigenfrequenz des Schwingkreises von 1 bis 2 MHz erhält. Die Breite der vom Taktgebor 60 abgegebenen Impulse kann dann größenordnungsmäßig 200 ns betragen, wobei die Stromstärke auf 20 bis 50 mA eingestellt wird.
Ist die Kopplung zwischen der Sendespule 22 und den Empfängerspulen 24 und 26 "klein" so klingt das durch einen Impuls des Taktgebers 60 herbeigeführte magnetische Wechselfeld ab, ohne daß in den Empfängerspulen eine nennenswerte Spannung aufgebaut wird. Ist dagegen die magnetische Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule "groß" (Winkelbereich zwischen 180° und 270° von Figur 4), so wird die Schwingungsenergie vom sendeseitigen Schwingkreis 22, 56 auf einen auf gleiche Frequenz eingestellten empfängerseitigen Schwingkreis übertragen/ welcher jeweils durch eine Empfängerspule und einen hierzu parallel geschalteten Kondensator gebildet ist. Die entsprechenden Kondensatoren für die erste bzw. zweite Empfängerspule sind in der Zeichnung mit 62 bzw. 64 bezeichnet.
Diese übertragung der Schwingungsenergie findet auch bei kleinem Absolutwert der magnetischen Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule statt. Typischerweise wird eine vollständige übertragung der Schwingungsenergie innerhalb einer Zeitspanne von ca. 100 Periodendauern (etwa 100 Mikrosekunden) erhalten, wenn man von einer typischen Güte von 100 für den empfängerseiten Schwingkreis und den sendeseitigen Schwingkreis ausgeht.
Man erhält somit bei Vorliegen der durch die Kupferschicht 30 vergrößerten magnetischen Kopplung zwischen Sendespule und Empfängerspule im empfängerseitigen Schwingkreis unmittelbar Signale, deren Pegel den Pegeln logischer Signale zum Ansteuern digitaler Schaltelemente vergleichbar ist. Eine zusätzliche Verstärkung dieser Signale ist somit nicht notwendig.
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Der Ausgang des durch die erste Empfängerspule 24 und des Kondensators 62 gebildeten ersten empfängerseitigen Schwingkreises ist mit dem Setz-Eingang eines Flip-Flops 66 verbunden. Da handelsübliche Flip.-Flops 66 eingangsseitig ein gleichrichtendes Bauelement enthalten, wird die Wechselspannung am Ausgang des Schwingungskreises automatisch in ein Gleichspannungssignal entsprechender Amplitude umgesetzt, so daß man am Ausgang des Flip-Flops 66 dann ein Signal erhält, wenn sich das Flügelrad 18 um zwischen 90 und 225° gedreht hat. Ähnlich erhält man am Ausgang eines Flip-Flops 68, welches an den Ausgang des durch die zweite Empfängerspule 26 und des Kondensators 64 gebildeten zweiten empfängerseitigen Schwingkreises angeschlossen ist, dann ein Signal, wenn sich das Flügelrad 18 um 180 bis 315° gedreht hat. Die Rückstellung der Flip-Flops erfolgt durch den Taktgeber 60.
Betrachtet man die Ausgangssignale der beiden Flip-Flops 66, 68 als zweistellige binäre Zahl, so erhält man die nachstehende Stellungskodierung für das Flügelrad 18: 20
Drehwinkel Stellungs-Code
90° "1 0 "
180° "11 "
270° "01 "
360° "00 "
Die Ausgänge der beiden Flip-Flops 66, 68 sind mit den beiden Eingängen eines digitalen Rechenkreises 70 verbunden, welcher dazu dient, Signalkomponenten zu eliminieren, die auf Oszillationen des Flügelrades 18 zurückzuführen sind, die an den Ausgängen der Flip-Flops 66, 68 erhaltenen Impulsfolgen zur Anpassung des Meßbereiches des Durchflußmessers herunterzuteilen oder andere Signalverarbeitungen durchzuführen, für welche boi herkömmlichen Durchflußzählern
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mechanische Abgleicharbeiten durchgeführt werden müssen.
Der Rechenkreis 70 arbeitet getaktet durch das Ausgangssignal des Taktgebers 60 und gibt - grob gesprochen für jede Änderung des oben angesprochenen Stellungs-Codes oder für eine vorgegebene Anzahl solcher Änderungen am Ausgang einen Zählimpuls ab, soweit nicht festgestellt wird, daß diese Änderungen Oszillationen entsprochen. Zur letzgenannten Überprüfung enthält der Rechenkreis 70 ο Speicher für eine vorgegebene Anzahl zuvor erhaltener Stellungs-Codes.
Der Ausgang des Rechenkreises 70 ist mit der Zählklemme Z eines digitalen Zählers 72 verbunden, dessen Stand somit der insgesamt durch den Durchflußmesser hindurchgeflossenen Wassermenge entspricht. Durch den Zähler 72 wird die Segmentanzeige 46 angesteuert.
in Figur 3 sind die winkelabhängigen Kopplungsfaktoren zwischen der Sendespule 22 und den Empfängerspulen 24 und durch Pfeile angedeutet.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse aus faserverstärktem Kunststoff gespritzt. Das Gehäuse kann stattdessen auch in üblicher Weise aus Messing hergestellt sein. Nur der Meßkammerdeckel 20 muß in jedem Falle aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen.
Die Sendespule 22 und die Empfängerspulen 24 und 26 haben bei einem Durchmesser der Meßkammer 16 von etwa 90mm in Aufsicht gesehen einen Querschnitt von 10 χ 15 mm und eine axiale Bauhöhe von 3 mm. Jede der Spulen enthält 85 Windungen eines Kupferdrahtes von 0,1 mm Durchmesser.
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Wichtig ist, daß die Spulen gleiche Geometrie und Windungszahl haben und auch die zugeordneten Kondensatoren (im Rahmen der Güte) gleich sind. Temperaturbedingte Änderungen von Induktivität und Kapazität sind bei dem oben beschriebenen Durchflußmesser ohne Bedeutung, da es nicht auf die Absolutwerte der Eigenfrequenzen der Schwingkreise sondern nur auf deren Gleichheit ankommt.

Claims (12)

G 85 10 897.9 " 1 - 23.10.85 Schutzansprüche
1. Fühler zum Umsetzen einer mechanischen Eingangsgröße in eine elektrische Ausgangsgröße, insbesondere zur Verwendung an einem Flügelrad-Durchflußmesser/ mit einer stationären Empfängerspule und mit einem den Magnetfluß von der Sendespule zur Empfängerspule modifizierenden Modulationskörper, welcher mit dem mechanischen Fühlereingangsglied gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen, von Sendespule (22) und Empfängerspule (24) einen rechten Winkel einschließt.
2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Sendespule (22) durch den Mittelpunkt (jer Empfänger spule (24) geht.
3. Fühler najh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendespule (22) und die Empfängerspule (24)
Wicklungen mit verglichen mit dem Spulenquerschiiitt kleiner axialer Abmessung sind.
4. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet/ daß die Achse der Empfängerspule (24)
senkrecht auf der Bewegungsebene des Modulationskörpers (30) steht.
5. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Modulationskörper (30) eine
Schicht aus elektrisch leitendem Material ist, welche auf einem elektrisch isolierendem Grundkörper (28) angeordnet ist.
6. Fühler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (30) dünn ist und
durch einen nicht leitenden Schutzlack abgedeckt ist.
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7. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendespule (22) und die Empfän-
gerspule (24) einander nahe benachbart sind und der Modulationskörper (30) beide Spulen gleichzeitig überdecken kann.
8. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendaspule (22) und die Empfängerspule (24) rechteckige Wicklungen sind.
9. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Abschirmung (32), welche die von der
Bewegungsebene des Modulationskörpers (30) abliegende Seite der Spulenanordnung (22 - 26) umschließt. 15
10. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Modulationskörper (30) um eine
raumfeste Achse umläuft und die Form eines zur Drechachse konzentrischen Kreissektors hat, und daß die Sendespule (22) in einer die Drehachse enthaltenden Ebene von der Drechachse entfernt angeordnet ist und die Empfängerspule (24) entsprechend auf einer Sekanten der durch die Bahn des Modulationskörpers (30) vorgegebenen Kreisfläche liegt.
11. Fühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine zur Empfängerspule (24) bezüglich der Mittelebene der Sendespule (22) symmetrisch angeordnete HilfsEmpfänger spule (26) .
12. Fühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfs-Empfängerspule (26) aleich ausgebildet ist wie die Empfängerspule (24),
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9212109U1 (de) * 1992-09-10 1992-11-19 SaMeCo Meßtechnik GmbH, 1000 Berlin Vorrichtung zum Erzeugen von volumenproportionalen Impulsen in einem Trockenläufer-Wasserzähler
DE19723364A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-10 Hydrometer Gmbh Magnetkupplung für Wasserzähler mit Schutz gegen äußere Störmagnetfelder
DE102019217777A1 (de) * 2018-12-28 2020-07-02 Bosch Termotecnologia S.A. Haushaltsgerätevorrichtung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9212109U1 (de) * 1992-09-10 1992-11-19 SaMeCo Meßtechnik GmbH, 1000 Berlin Vorrichtung zum Erzeugen von volumenproportionalen Impulsen in einem Trockenläufer-Wasserzähler
DE19723364A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-10 Hydrometer Gmbh Magnetkupplung für Wasserzähler mit Schutz gegen äußere Störmagnetfelder
DE19723364B4 (de) * 1997-06-04 2006-09-14 Hydrometer Gmbh Magnetkupplung für Wasserzähler mit Schutz gegen äußere Störmagnetfelder
DE102019217777A1 (de) * 2018-12-28 2020-07-02 Bosch Termotecnologia S.A. Haushaltsgerätevorrichtung

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