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Anlage zum Messen und Anzeigen der Windgeschwindigkeit
Es ist bereits
vorgeschlagen worden, Tourendynamos zum Messen der Windgeschwindigkeit und Potentiometerwiderstände
für die Richtungsanzeige zu verwenden.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Anlage zum Messen und Anzeigen
von Windgeschwindigkeiten unter Verwendung von Tourendynamos und der Windrichtung
mit Hilfe von Potentiometerwiderständen, bei welcher die Hohlachse des Richtungsgebers
des Geber-Polfeldsystems bzw. des Potentiometers von der Antriebsachse des Meßdynamos
zentrisch durchdrungen ist.
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Durch eine solche Ausbildung des Gebersystems ergibt sich der wesentliche
Vorteil, daß dieses zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden kann, die einen verhältnismäßig
kleinen Raum beansprucht. Da ein hochempfindlicher Meßgenerator Verwendung findet,
kann mit einem kleinen und leichten Schalenkreuz für den Antrieb ausg, ekommen werden.
Die Abmessung des Generators ist derart, daß die Verwendung eines dreiarmigen Schalenkreuzes
von 160 mm # ausreicht.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Geber-Polfeldsystem
mit einem oder mehreren Empfänger-Polfeldsystemen elektrisch verbunden, die dem
Teil der Registrierstelle oder-stellen und der Anzeigestelle oder -stellen zugeordnet
sind, der zum Registrieren und Anzeigen der Windnch tung dient. Bei dieser Ausführung
ist es ohne weiteres möglich, die Registrier- und Anzeigegeräte
an
jedem beliebigen Ort und in jeder beliebigen Entfernung vom Gebersystem anzuordnen.
Ferner kann jede beliebige Anzahl von Registrier-und Anzeigegeräten an das Gebersystem
angeschlossen werden.
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Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles.
Es zeigt Fig. 1 einen Gesamtplan der Anlage, Fig. 2 das Geber- und Empfänger-Polfeldsystem,
Fig. 3 die zwischen dem Empfängerpolsystem der Registrierstelle und der Schreibvorrichtung
angeordnete Zahnradübersetzung, Fig. 4 einen Längsschnitt der Fig. 3.
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Die Anlage besteht aus dem Gebersystem und dem Empfängersystem, das
sich aus tdenRegistriergeräten und den Anzeigegeräten zusammensetzt.
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Das Gebersystem besteht aus dem den Kraftgeber I bildenden Schalenstern
2 und der Winde fahne 3. Durch den hohlen Schaft 4 der Windfahne 3 ist der Schaft
5 des Schalensternes 2 hindurchgeführt. Am unteren Ende des Schaftes 5 des Schalensternes
2 sitzt ein Meßgenerator 6. Uber diesem ist das Geber-Polfeldsystem 7 angeordnet,
das mit dem hohlen Schaft 4 des Schalensternes 3 verbunden ist. Kraftgeber I, Meßgenerator
6 und Geber-Polfeldsystem 7 sind vorteilhaft zu einer Baueinheit zusammengefaßt,
die drei Streckerverbindungen8, 9, 10 aufweist, von denen die Verbindung 8 an dem
Polfeldsystem 7, die Verbindung 9 an dem Meßgenerator 6 und die Verbindung 10 an
einem Heizelement 11 angeschlossen ist, das in Form einer elektrischen Heizwendel
ausgebildet sein kann und dazu dient, das Gebersystem in Frostzeiten zu beheizen,
um eine Vereisungsgefahr auszuschließen. Der Meßgenerator 6 liefert eine der jeweiligen
Windgeschwindigkeit entsprechende proportionale Spannung. Aus Gründen einer hohen
Betriebssicherung wird vorteilhaft ein Wechselstromgenerator gewählt, um jegliche
beweglichen stromführenden Teile im Bereich des Gebers auszuschließen. Die Erfüllung
dieser Forderung ist insofern von Bedeutung, als der Geber starken klimatischen
Schwankungen hinsichtlich Tempe ratur und Feuchtigkeit ausgesetzt ist.
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Von den Steckerverbindungen 8, 9, 10 führen Leitungen 12, 13, 14
ZU dem Empfängersystem.
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Dieses Empfängersystem besteht aus einer Registriertafel oder einem
Registriergerät 15 und einer Anzeigetafel oder einem Anzeigegerät I6.
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Die vom Meßgenerator 6 erzeugte Spannung wird über die Leitung 13
einem Verstärker I7 ZU-geführt, um die erforderliche Leistung zu erhalten.
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Von diesem Verstärker führt die Leitung I3 weiter zu einem Drehspulmeßwerk
18, das zum Registriergerät gehört, und zu einem die Windgeschwindigkeit anzeigenden
Anzeiger 19, der zu dem Anzeigegerät 16 gehört. Da der gelieferte Anodenstrom des
Verstärkers weitgehend unabhängig von dem äußeren Widerstand des Verbrauchers ist,
können gleichzeitig mehrere Anzeige- und Registriergeräte betrieben werden.
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Die von' der Steckerverbindung 8 ausgehende Leitung I2, die zu dem
Geber-Polfeldsystem 7 gehört, führt zu einem Transformator 20, durch den die Spannung
auf 50 Volt transformiert wird und von hier zu den Empfängerpolfeldsystemen des
Registriergerätes und des Anzeigegerätes, die die Windrichtung registrieren und
anzeigen.
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Durch diese Anordnung wird die jeweilige Winkelstellung der Windfahne
3 zu einer bestiminten Bezugs richtung synchron auf die Registrier-und Anzeigegeräte
für die Windrichtung übertragen.
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Im einzelnen geht diese Übertragung folgendermaßen vor sich: Von
der Windfahne 3 wird der Rotor 22 des ia Fig. 2 dargestellten, gemäß Fig. I mechanisch
unmittelbar mit der Windfahne gekuppelten Geber-Polfeldsystems 7 verstellt. Der
Stator 23 des Geber-Polfeldsystems 7 wird mit einer Spannung von 50 Volt 50 Hz gespeist.
Durch entsprechende Dimensionierung des Gebers kann eine große- Anzahl von Empfängern
gesteuert werden. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 die stromlaufmäßige
Verbindung des Geber-Polfeldsystems 7 mit zwei Empfänger-Polfeldsystemen dargestellt.
Da die Erregerwicklungen vom Geber-und Empfänger-Polfeldsystem an der gleichen Spannung
liegen, werden in den Rotoren 22, 24, 25 bei gleicher Lage zu den Statoren 2'3,
26, 27 die gleichen Ströme -erzeugt. Die Verbindungsleitungen sind in diesem Falle
stromlos. Wird nun der Rotor 22 des Geber-Polfeldsystems 7 durch die Windfahne 3
verstellt, dann ändern sich die in ihm induzierten Ströme. Demzufolge fließen in
den Verbindungsleitungen, die zu den Rotoren 24 und 25 der Empfänger-Polfeldsysteme
führen, Ausgleichströme. Diese bewirken so lange eine Bewegung der Rotoren 24, 25
der Empfänger-Poifeld systeme, bis die Verbindungsleitungen wieder stromlos sind,
d. h. die Stellung der drei Rotoren 22, 24, 25 zu ihren Statoren 23, 26, 27 wieder
die gleiche ist. Der Rotor des Empfänger-Polfeld systems trägt einen Zeiger 28,
der demzufolge synchron die Stellung der Windfahne 3 auf die Anzeigegeräte bzw.
Registriergeräte überträgt.
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Im Ausführungsbeispiel ist das Registriergerät als kombinierter Doppellinienschreiber
ausgebildet.
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Hierbei ist für die Aufzeichnung der Windrich tung ein endloses, mit
drei Schreibfedern oder Schreibstiften 29 versehenes Band 30 od. dgl. vorgesehen,
das über zwei Rollen 31, 32 läuft. Dieses Band wird durch den Rotor 24 des dem Registriergerät
zugeordneten Empfänger- Polfeldsystems über eine Zahnradübersetzung (Fig 3 und 4)
oder in sonst geeigneter Weise angetrieben. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
wird zwischen dem antreibenden Zahnrad 37 des Polfeldsystems 24 und dem antreibenden
Zahnrad 38 der Drei£edleraufhängung 30 eine Zahnradübersetzung 34, 35 angeordnet.
Zur Erzielung einer möglichst winkelgetreuen Übertragung muß jeglicher toter Gang
in der Zahnradübersetzung ausgeschaltet werden.
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Aus diesem Grunde werden zwischen dem antreibenden Rad 37 und dem
Rad 38 zwei zentrisch
übereinandergesetzte Zahn, räder 34, 35 vorgesehlen.
Die Räder werden derartig gegeneinander verspannt, daß ständig ein kraftschlüssiger
Eingriff besteht. In das Rad 35 ist ein Stift fest eingeschraubt, der das Rad 34
durchdringt. An der Durchdringungsstelle ist das Rad 34 mit einer Bohrung 41 versehen,
die etwa dem doppelten Durchmesser des Stiftes 39 entspricht. Die Verspannung der
beiden Zahnräder gegeneinander wird durch Federn 36, die an dem Rad 34 mittels Schrauben
40 befestigt und in den Stift 39 eingehakt sind, erzielt. Das Ubersetzungsverhältnis
zwischen der antreibenden Windfahne 3 und den das Band führenden rollen 3I, 32 beträgt
I : 1.
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Der Abstand beider Führungsrollen 3I, 32 ist glelich ihrem Umfang.
Es entspricht daher eine volle Umdrehung der Windfahne in Richtung Nord, Ost, Süd,
West, Nord einer Linie, die sich über die gesamte Breite des Schreibstreifens 33
hinzieht. Der Abstand zwischen den Schreibfedern 29, die an dem endlosen Band 30
befestigt sind, entspricht jeweils dem Umfang einer Führungsrolle 31 bzw. 32.
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In dem Registriergerät ist zur Aufzeichnung der Windgeschwindigkeit
das Drehspulmeßwerk I8 angeordnet, das ebenfalls auf den Registrierstreifen 33 arbeitet,
auf dem die Windrichtung von den Schreibfedern 29 registriert wird. Der Transport
dieses gemeinsamen Registrierstreifens 33 erfolgt in bekannter Weise durch Uhlrwerkantrieb
oder durch Synchron-Motorenantrieb.
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Für die Stromversorgung der Anlage ist eine Betriebsspannung von
220 Volt 50 Hz erforderlich. die Speisung der Polfeldsysteme erfolgt von dem Transformator
20. Das elektrische Heizelement 11 wird von einem Kontaktthermometer über ein Schaltschütz
35 gesteuert.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte und beschriebene Ausführung
beschränkt. Die Ubertragung kann auch mittels Gleichstrom erfolgen, wenn als Geber
ein Potentiometer und als Empfänger Drehfeldsysteme verwendet werd'en.