CH320373A - Verfahren zum Messen von Druckschwankungen eines in einer Leitung eingeschlossenen Mediums, insbesondere des Kraftstoffes in der Einspritzleitung von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Messen von Druckschwankungen eines in einer Leitung eingeschlossenen Mediums, insbesondere des Kraftstoffes in der Einspritzleitung von Brennkraftmaschinen
Das vorliegende Patent bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen von Druckschwankungen von in Leitungen eingeschlossenen Medien, insbesondere des Kraftstoffes in den Einspritzleitungen von Brennkraftmaschinen, sowie auf eine Messeinrichtung zur Durch  führung    des   erfindungsgemä#en    Verfahrens.



     Letzteres besteht darin, da#    man das Medium auf den   mitschwingenden    Teil eines   Mess-    gebers wirken lässt, der eine Trägerfrequenz moduliert, die nach Verstärkung und Demo  dulation angezeigt    wird.



   Bei der hierzu vorgesehenen Einrichtung ist mit dem beweglichen Geberteil ein auf einer Seite von dem zu untersuchenden Medium bespülter elastischer Wandabschnitt fest verbunden. Als beweglicher Geberteil dient z. B. ein stabformiger Kern, der mindestens zum Teil aus einem magnet. isierbaren Werkstoff besteht und der in eine im   Mess-    zweig einer   Me#brücke   des mit der Trägerfrequenzmodulation arbeitenden Gerätes angeordnete Induktionsspule   eintaueht.   



   In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt, an Hand deren ein   Ausführungs-    beispiel des erfindungsgemässen Verfahrens behandelt wird. Es zeigen :
Fig.   1    ein Schema, der gesamten    meus-    anordnung,
Fig. 2 einen Messgeber für die Anordnung nach Fig.   1    im Längsschnitt,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie   3-3    von Fig. 2,
Fig. 4 das Schaltschema eines   phasenrieli-    tigen Demodulators,
Fig. 5 ein Spannungsdiagramm über die Wirku. ng des Demodulators nach Fig. 4.



   In Fig.   1    ist mit 10 eine   Flüssigkeits-    leitung, z. B. die Einspritzdruckleitung einer Einspritzbrennkraftmaschine, bezeichnet, durch welche die Flüssigkeit mit hohem Druck gefördert wird. Die Leitung führt   durci    einen R-aum 11, welcher mögliehst klein gehalten und im Zuge der Leitung 10 derart angeordnet ist, dass er keine störenden Schwingungen oder Reflexionsstellen in der Leitung verursacht und die zu untersuchenden Leitungen nieht wesentlich vergrössert. Der Raum 10 ist seitlich durch einen elastischen Wandabschnitt, z. B. durch eine möglichst kleine Membran   12,    begrenzt.



  An der Membrane 12 ist ein Kern 13   a. us    einem magnetisierbaren Werkstoff befestigt, der   axialbeweglich in eine Doppelspule Si,      S2    eintaucht. Die   Doppelspule    S1, S2, an deren Stelle auch eine einfache Spule ode    : r    veränderliche Kapazitäten verwendet werden können, bildet einen Teil einer   Brückenschal-    tung mit den Widerständen W1 und W2, die ebenfalls durch Induktivitäten oder Kapazi täten ersetzt werden können. Von den Wider ständen W1 oder W2 ist mindestens einer re gelbar, so   da#    ein Abgleich nach Betrag und
Phase moglieh ist.

   Zwischen je einer Spul e und einem Widerstand ist die Brücke an n einen Generator   G angeschlossen,    der die Brüeke mit Wechselstrom (Trägerfrequenz) versorgt. Die andern Eckpunkte. der Brücke sind durch die Leitungen 14 und 15 unter
Zwischenschaltung eines Verstärkers V mit einem   phasenrichtigen    Demodulator D verbunden, an den seinerseits ein Anzeigegerät Z, z. B. ein die Amplitude anzeigendes In  strument    oder ein   Oszillograph, angeschlossen    ist. Die   Briieke    ist   vorzugsweise so abgegli-    chen, dass in der Ruhelage der Membrane 12 die die Diagonalverbindung der Brüeke darstellenden Leitungen 14, 15 stromlos s sind.



  Wird jedoch die Induktivität in einer der Spulen S1 und S2 geändert, so   flie#   ein ent  sprechender,    durch die Schwingungen des s
Tauchkernes 13 modulierter Wechselstrom dureh die Leitungen   14    und 15, der über den Verstärker V auf den Demodulator D übertragen wird, in welchem der Strom phasen  riehtig gleichgeriehtet    und   hierauf dem An-      zeigegerät Z    zugeleitet wird.



   Was den oben erwähnten phasenrichtigen Demodulator betrifft, wird auf die   Fig.4    und 5 hingewiesen. In Fig.   4    bezeichnet.   1    je einen Gleichrichter und 2 einen mit diesem hintereinander geschalteten Widerstand. Die aus   Gleichrichter und Widerstand bestehen-    den Einheiten sind   dureh    eine Leitung 3    ring-    förmig hintereinander geschaltet und bilden somit ebenfalls eine sogenannte e Brücke. An dieser liegt die hohe   Trägerfrequenzspannung    f2. Diese Spannung bewirkt eine Arbeitsweise der Gleichrichter   ähnlieh,    derjenigen eines Schalters.

   Es wirken die Gleichrichter beim Auftreten einer positiven Spannnug   le. tend    und beim Auftreten einer negativen   Span-    nung sperrend. Die Transformatoren 6 und 7 sorgen dafür, dass der bei jedem Gleichrichter vorhandene Strom nicht durch die Schleife des Oszillographen fliesst.



   Die Fig.   5    eranschaulicht die   Barbez    weise des Modulators nach Fig. 4. Im untern Teil der   Figer    ist der Spannungsverlauf der Trägerfrequenz dargestellt. Die Messbrücke des Trägerfrequenzgerätes (W1, W2, S1, S2 nach Fig.   1)    liefert beispielsweise eine Spannung f1 nur dann, wenn diese   Messbrücke auf    Null abgeglichen und die Spannung des Gebers durch einen niederfrequenten Vorgang moduliert worden ist.

     Dureh    die   oben ge-      schilderte      Sperr-und    Freigabewirkung des Modulators ergibt es sich,   da#    der   Modula-    tor nur immer dann dureh die   Schleife Z    Strom schickt, wenn die vie]   grössere Span-      nung/2 jeweils    an einem der Gleichrichter   posit. iv    ist. Betraehtet man z. B. den linken Brückenteil der Fig.   4    für sieh getrennt, dann erhält man einen Spannungsverlauf, wie ihn die Fig. 5 zeigt. Es wird in diesem Fall der Kurvenzug 4 gleichgerichtet und nicht wie bei einer   gewöhnliehen      Alodulation    der Kurvenzug 4, 5.

   Für die vollständige Brücke erhält man den   gleiehen    Vorgang noch einmal, aber gegenüber der Aufzeichnung nach Fig. 5 um   180     phasenverschoben.



  Man hat also eine Arbeitsweise mit einer   Vollweggleiehrichtung.    Die   Halbweggleich-    richtung entspricht dann der halben Brücke.



   In Fig. 2 ist der Druekgeber mit den Teilen 10 bis 13 und den   Spulen S'i und. S's    in einer konstruktiven Ausführung dargestellt. Der Druckgeber besteht aus einem   ! ; e-    häuseunterteil 16, in welchen ein Gehäuseoberteil 17 eingeschraubt ist. Letzterer ist als starkwandige Hülse ausgebildet und mit der   ebenfalls verhältnismä#ig starkwandigen    Membrane   12 aus einem Stück hergestellt. Mit      der Membrane    ist   der Tauchkern durch An-    löten verbunden.

   Dieser Kern besteht in seinem mittleren Teil 13 aus   Messing oder eitlem    andern,   nichtmagnetisierbaren Material, wäh-    rend die Endteile 13"und 13"'aus einem   magnetisierbaren Material, x.    B. aus Eisen. sind.   Gegebenenfalls kann auch eine um-    gekehrte Anordnung getroffen werden, die jedoeh eine geringere Empfindlichkeit vernittelt.

   Die Spulen   Sl    und   S2    sind in einem zweiteiligen Einsatzteil 18, 19 angeordnet,   welcher in den Gehäuseoberteil 17 einge-    schraubt und durch eine Mutter 20 und   tuber-    wurfmutter 21 gesichert ist.   Dureh    die Cber  wurfmutter    21 sind die Leitungen   14    und 22, 23 zum Verstärker bzw. zu den Widerständen   Wl    und W2 herausgeführt.



   Durch Verschrauben des Einsatzteils 18 im Gehäuseoberteil 17 können die Spulen S1,   82 gegenilber    dem Eisenkern axial eingestellt werden, so   da# in der Ruhelage des Gerätes    die   Kernabsehnitte      13"und 13"'eine derart      symmetrische Lage zu    den Spulen S1 und S2 einnehmen, dass sie von aussen her jeweils gleich tief in die ihnen   zunäehstliegende      Pin-    zelspule   eintauehen.   



   Dadureh, dass die Membrane   12    mit dem (ehäuseoberteil 17 aus einem Stück besteht, ist die Gewähr dafür gegeben, dass sie sich auch bei sehr hohen   Driieken    von z. B. 30 at. wie eine fest eingespannte Platte verhält, und dass sie ferner eine hohe Eigenfrequenz aufweist. Letztere ist notwendig, damit die   vor-    kommenden Leitungsschwingungen weit unterhalb der Eigenfrequenz der Membrane liegen und somit   richtig gemessen werden kön-    nen.



   Die in den Spulen durch die axiale Verschiebung des   Tauchkernes    erzeugten Induk  tionsströme    überlagern sich den durch den Generator G erzeugten und mit   Trägerfre-      quenz    schwingenden Wechselströmen. Diese werden in der eingangs beschriebenen Weise über den Verstärker V und den   Demoduiator    D dem   Anzeigegerät      Z    zugeleitet, dass die den   Induktionsänderungen    an den Spulen S1, S2 proportionalen Hübe (also nicht die Geschwindigkeiten) des Kernes 13 unmittelbar als Weg anzeigt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Messen von Druekschwankungen von in einer Leitung eingesehlossenen Medien, insbesondere des Kraft- stoffes in den Einspritzleitungen von Brennkraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Medium auf den mitschwingenden Teil eines lessgebers wirken lä#t, der eine Trägerfrequenz moduliert, die nach Verstär- kung und Demodulation angezeigt wird.

   II. Me#einrichtung zur Durehführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekenn- zeichnet durch einen auf einer Seite von dem zu untersuchenden Medium bespülten, elasti- schen und mit dem beweglichen Geberteil (13'', S, 13''') des mit Trägerfrequenzmodalation arbeitenden Gerätes fest verb. undenen Leitnngswandabschnitt (12).

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der das zu untersuchende Medium führende Raum (11) un- mittelbar vor dem elastischen Wandabschnitt (12) derart klein bemessen wird, da# Störschwingungen nicht auftreten.

   2. Vorriehtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeiehnet, dass an dem elastischen Leitungswandabschnitt (12) ein sta. bformiger Kern (13", 13, 13''') befestigt ist, der min destens zum Teil a. us einem magnetisierbaren Werkstoff besteht und der in eine im Messzweig einer Messbrücke des mit Trägerfre quenzmodulation arbeitenden Gerätes (Fig. 1) a. ngeschlossene Induktionsspule (S1, S2) ein- taucht.

   3. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass an dem elasti- schen Leitungswandabschnitt (12) ein stabförmiger Tauehkem in eine aus zwei fluchtgleich unmittelbar hintereinander angeord- neten Einzelspulen (Sl, S2) besteliende Doppelspule eintaucht, und der Tauch- kern aus zwei äussern magnetisierbaren Werkstoffabschnitten (13", 13''') und einem dazwischenliegenden nicht magnetisierbaren Abschnitt (13) besteht, der in der normalen Ruhestellung des Kernes gegenüber den Dop- pelspulen eine solche Mittelstellung einnimmt, da.

   die äussern Kernabsehnitte (13", 13"') in die ihnen zuächst liegenden Einzel- spulen (S1, S2) von au#en her gleich weit eintauchen.

   4. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteranspriiehen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Wand abschnitt (12) der zu prüfenden Leitung (10, 11) in einem Schraubteil (17) angeord. iet und mit diesem aus einem Stüek hergestellt ist.

   5. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüehen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Wandabschnitt (12) der Prüfleitung (10, 11) einem Schraubteil (17) angehört und mit diesem. zu einem austauschbaren Ganzen unlösl) ar vereinigt ist.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch II une den Unteransprüehen 2 bis 5, dadureh gekennzeichnet, dass der den Tauchkern (13", 13, 13''') haltende elastische Leitungswandabsehnitt (12) in einer Seitenwand der zn prüfenden Leitung (10, 11) angeordnet ist.