SE424026B - Metverdesgivare - Google Patents

Description

soo15s2-9 membranet pressas inåt av vattentrycket, minskar kraften i strängen. Denna blir alltså mindre starkt spänd, och därmed minskar dess egenfrekvens. Strängen hålles i sväng- ning medelst två elmagneter, försedda med lindningar, som är anslutna till en oscillator, vars frekvens därmed bestämmas av strängens egenfrekvens. Porvattentryckmätaren nedföres med stången till det ställe av jordmassan, där man avser att mäta porvattentrycket.

Tryckmätaren är kalibrerad,'genom att man låtit ett känt tryck verka på membranet och avläst frekvensen hos strängen. I en kurva erhålles sålunda sambandet mellan frekvens och tryck. När trycket är lika på membranets båda sidor, svänger strängen med en viss frekvens, som kan be- nämnas nolltryckfrekvensen. När trycket mot membranet ökar, sjunker frekvensen. Ju större skillnaden mellan den avlästa frekvensen och nolltryckfrekvensen är, desto större är uppenbarligen det tryck som verkar mot membranet.

Det är ett önskemål att vid tillverkning av dylika porvattentryckmätare (och andra mätvärdesgivare) utföra dessa så, att deras karakteristika, dvs. frekvens- ändringen som funktion av mätstorheten, t.ex. trycket, blir lika för samtliga. Detta har emellertid visat sig omöjligt av den anledningen, att vid minsta differens i strängens och membranets kvalitet, inspänning och/eller dimensioner fjädrings- och svängningskarakteristikan hos mätarens rörliga delar ändras.

Enligt föreliggande uppfinning väljes en annan väg för att med olika mätvärdesgivare erhålla rätt mät- värde, trots att de har olika fjädrings- och svängnings- karakteristikor. I stället fastställes hos resp. givare avvikelsen från den önskade karakteristikan och förses givaren med organ för att till det mottagarinstrument (ovan jord) som skall utvärdera mätvärdet, tillsammans med detta värde även sända värdet på avvikelsen från den önskade karakteristikan; 8061582-9 Det som är utmärkande för uppfinningen framgår av efterföljande patentkrav 1.

Uppfinningen kan användas förutom för mätning av tryck även för mätning av volym.

I det följande förtydligas uppfinningen med hänvisning till bifogade schematiska ritningar, varå fig. 1 visar en i marken nedförd sondstång och fig. 2 i större skala ett längdsnitt genom en porvattentryck- mätare, anbragt på nedre änden av stången. Fig. 5 visar ett kopplingsschema för en i tryckmätaren ingående givare.

Fig. 4 visar ett kopplingsschema för ett ovan jord be- fintligt mottagarinstrument för utvärdering av de från mätaren och givaren utgående signalerna. Fig. 5 visar ett avsnitt av både mätvärdessignalen och den avvikelsen från önskad karakteristika angivande signalen separat, och fig. 6 visar ett motsvarande avsnitt med den sist- nämnda signalen överlagrad på den andra. Fig. 7 visar en anordning enligt uppfinningen, tillämpad vid volymmätning.

Porvattentryckmätaren är enligt fig. 1 försedd med en stâlsträng 1, med övre änden fäst vid ett övre bottenstycke 2 i en i sondstången 5 ingående rördel 4 medelst en skruv 5. Nedre änden av strängen 1 är med en annan klämskruv 6 fäst vid ett membran 7 (eller en bälg) i sondstången 3, så att strängen hålles sträckt. Strängen 1 kan bringas i svängning av två i rördelen 4 fästa per- manentmagneter 8, 9, som omslutes av var sin till en av ett elbatteri driven oscillator 10 ansluten spole 11 resp. 12.

Anordningen är sådan att, om man sätter strängen 1 i svängning, den svänger med en viss frekvens, som bestämmas bl.a. av hur hårt den är spänd. Om spänningen i strängen minskar, då minskar även svängningens frekvens.

Strängen är så inbyggd i den rörformiga delen 4 att en tryckkraft axiellt mot nedre änden av strängen eller mem- branet 7 strävar att minska strängens frekvens. Tryckkraften 8001582-9 erhålles från porvattnet i det markavsnitt som mätes.

Membranet 7 är anbragt i en kammare 13 i rördelen 4, och dess undre yta är utsett för trycket från vattnet mellan kornen 1 leran eller jorden i markavsnittet, just i den nivå dit sondspetsen nått. Kammaren 13 har en axiell kanal 14 och i denna inmynnande radiella ka- naler 15 för i kammaren 13 inströmmande porvatten. Yttre änden av kanalerna 15 är täckt av ett,cylinderform1gt filter 16, som hindrar sand och andra fasta partiklar att följa med porvattnet in i kammaren 13.

När vid mätning med den i en jordmassa nedförda porvattentryckmätaren vattentrycket ökar, tryckes mitt- partiet av membranet 7 av det i kammaren 13 inpressade vattnet något, exempelvis några hundradels mm, uppåt.

Detta minskar dragkraften (spänningen) i strängen 1, och frekvensen i denna minskar. Ju mera vattentrycket ökar, desto mera sjunker strängens egen frekvens.

Till oscillatorn 10 är enligt uppfinningen kopplad en exempelvis med åtta uttag 17, 18, 19, 20, 21, 22, 25 och 24 (fig. 3) försedd s.k. frekvensdelare 25, 26, som genom en ledning 27, lämpligen förd ut genom rördelen 4, är ansluten till ett ovan jord beläget mot- tagarinstrument 28. Uttagen 17 - 24, som är anslutbara till elspänning, möjliggör kalibrering av värdesgivaren.

I mottagarinstrumentet 28 (fig. 4) ingår ett filter 29 och en frekvensmätare 30. I fig. 5 betecknas kurvan för mätfrekvensen med 31 och kurvan för den signal, som anger avvikelsen från önskad karakteristika med 32.

I fig. 6 visas.den kurva 53, som uppstår, när de båda frekvenserna överlagrar varandra. De genom ledningen 27 ankommande signalerna uppdelas 1 filtret 29, och mät- signalerna ledes genom ledningen 54, och signalerna, som anger avvikelserna från önskad karakteristika, ledes genom ledningen 35 till mottagarinstrumentet 28, där de båda signalerna utvärderas.“ 80G1582~9 Arbetsområdet för mätsignalerna kan lämpligen ligga vid f1=10OO-2000 Hz. Frekvensområdet för signalerna, som anger givarens avvikelse från önskad karakteristika, kan lämpligen vara f2=1OOO0-16000 Hz.

Med den i fig. 3 visade frekvensdelaren är 28=256 olika kopplingar möjliga, Av tabellen här nedan framgår att genom frekvensändring olika värden på de till filtret 29 förda signalerna är möjliga. l Tabell fz 10000 --- 0,000 10050 --- 0,001 10100 --- 0,002 10150 --- 0,003 14950 --- 0,095 15000 --- 0,099 etc.

Av talen i andra kolumnen här ovan kan värdet av de båda första siffrorna. alltså 0,0 vara fasta värden i frekvensmätaren 30, medan de båda följande siffrorna, alltså 01, 02, 03 ..... 98 och 99 ange variabla värden.

Vid kalibrering av tryckmätaren fastställes avvikelsen från den önskade karakteristikan och ges omkopplarna 17 - 24 en inställning, som enligt tabellen ovan motsvarar denna avvikelse, varefter tryckmätaren sammansättes. Vid utvärdering av signalerna från tryckmätaren tar instrumentet 28 automatiskt hänsyn till avvikelsen. Det blir alltså möjligt att med ett och samma mottagarinstrument 28 utvärdera mät- resultatet från flera olika tryckmätare, även om dessa har olika karakteristikor.

I fig. 7 visas en anordning för mätning av volym.

Här tänkes en behållare 36 skola dimensioneras för en volym av 1 liter. Framställd visade sig behållaren rymma exempelvis 1,1 liter, varvid värdet bestämmes av den “ .u .,, 1,. e z »aa - . ~ f* n 7.., - - ._ .mr-x-umnnap-nfarnff-fi.. :in-fixa wflanaßmwu f - 1 : ,., _ . , . .. _ , . .. 8.001582-9 rörliga kolvens 37 läge. Mätaren kalíbreras då för att avge en signal, som anger det felaktigt överskjutanded värdet 0,1 liter. Mätvärdet föres genom ledningen 38, och det från det önskade volymvärdet avvikande värdet föres genom ledningen 39 till mottagarinstrumentet 40.

Här utvärderas signalerna, varvid det konstateras, att ---;-LÅL--- = 1 liter 1+0,1 . vilket innebär att instrumentet 40 tagit hänsyn till avvikelsen.

Frekvensdelarna 25, 26 är i och för sig kända och finns att köpa på marknaden. Detsamma gäller oscillatorn 10, som kan vara en kvartskristal med ett svängningstal på 4 Mfiz.

Claims (2)

8001582-9 P a t e n t k r a v

1. Mätvärdesgivare, i vilken ingår en tryckmätare, som är anordnad att påverka en eldriven kraftmätare, vilken är kopplad till en elektrisk oscillator (10), som är monte- rad nedtill i en stång (3),anordnad att tryckas ned i marken, varvid rörelsen hos ett membran eller en bälg (7) styr oscillatorns Frekvens via en axiellt i stången anbragt, svängande sträng (1), vars Frekvens är beroende av det för tillfället på tryckmätaren vilande trycket, k ä n n e- t e o k n a d a v organ, som är anordnade att till ett mottagarinstrument (30) överföra dels de av rådande mättryok beroende signalerna och dels de signaler som anger graden av en eventuell avvikelse Från önskad karakteristik hos bl.a. den svängande strängen (1).

2. Mätvärdesgivare enligt kravet 1, där givarens mätvärde avges i form av en elsignal med viss frekvens, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att givarens avvikelse Från önskad karakteristik avges med en elsignal av annan Frekvens än mätvärdesfrekvensen.