CH624760A5 - Arrangement for detecting the amount of a flowing medium or of an electrical load power exceeding a predetermined amount. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung des eine vorgegebene Menge übersteigenden Betrages eines fliessenden Mediums oder einer elektrischen Verbraucherleistung durch quantitative Messung mit Hilfe eines Impulsgeberzählers, wobei die von diesem abgegebenen Impulse auf einen auf die Menge voreinstellbaren Impulszähler gegeben werden, der bei

Erreichen seiner voreingestellten Impulszahl durch Auslösen eines Impulses ein Überschreitungszählwerk um einen Schritt fortschaltet und der nach Ablauf einer jeden Messperiode mit Hilfe eines Zeitbasiszählers in seine Ausgangsstellung zurückge-s stellt wird, wobei der vom Impulszähler nach Erreichen seiner voreingestellten Impulszahl ausgelöste Impuls nicht nur das Überschreitungszählwerk um einen Schritt fortschaltet, sondern auch den Zeitbasiszähler und den Impulszähler in seine Ausgangsstellung zurückstellt.

io Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass die Einstellbarkeit des eine vorgegebene Menge übersteigenden Betrages in geradzahligen Leistungswerten mögich ist.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, i5 dass die Dauer der Messperiode und eine mechanische Untersetzung des den Impulsgeber antreibenden Läufers des Impulsgeberzählers so aufeinander abgestimmt sind, dass die Einstellung des Überverbrauchs in geradzahligen Werten vornehmbar ist. Um die Dauer der Messperiode aus der Netzfrequenz mit 2( Hilfe eines Zeitbasiszählers abzuleiten kann dem Zeitbasiszähler ein Teiler, insbesondere zur Vervielfachung der Zeitbasis, vorgeschaltet sein. Ein solcher Teiler kann in einfacher Weise durch eine integrierte Schaltung oder einen Treppen-Spannungsgenerator gebildet sein.

25 Eine besonders einfache Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems ergibt sich dadurch, dass bei Impulsgeberzählern mit über ein Anpassungsgetriebe angetriebenen Gesamtverbrauchszählwerk der Impulsgeber von der nach dem veränderbaren Teil des Getriebes angeordneten Welle angetrie-30 ben ist, da dann der Impulsgeber eine von der Zählerkonstante unabhängige, feste Arbeitsmenge je Impuls abgibt. Dies hat den grossen Vorteil, dass in diesem Falle dem Zeitbasiszähler kein weiterer Teiler vorgeschaltet zu sein braucht, sofern die Dauer der Messperiode von der Netzfrequenz abgeleitet wird. 35 Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Anordnung schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein Schaltbild des Elektronikteils der Anordnung

40 und

Figur 2 einen Teil des Impulsgeberzählers.

Mit 1 ist ein Impulszähler bezeichnet, der eine entsprechende Anzahl von voreinstellbaren Zählstufen aufweist. Diesem Impulszähler 1 werden die von einem Impulsgeberzähler abge-« gebenen Impulse über eine Eingangsklemme 2 zugeführt. Über eine Eingangsklemme 3 wird über ein Glättungsglied einem Zeitbasiszähler 5 die Netzfrequenz von 50Hz zugeführt. Dieser Zeitbasiszähler arbeitet dem Prinzip nach als Frequenzteiler, der die Netzfrequenz so weit herabsetzt, dass am Ausgang 6 ein so Messperiodenimpuls abgegeben wird. Beispielsweise erhält man bei einem 14-stelligen Frequenzteiler eine Messperiode von 5 Min. 27,68 sec. Der Zeitbasiszähler kann auch für eine exakt ganzzahlige Zeitbasis ausgelegt werden. Ausserdem kann dem Zeitbasiszähler nochmals ein Teiler vorgeschaltet werden zur 55 Vervielfachung der Zeitbasis. Dieser Teiler kann dann durch ein weiteres IC- oder durch einen Treppen -Spannungsgenerator realisiert sein.

Die am Ausgang 6 des Zeitbasiszählers austretenden Impulse werden einem Monoflop 7 zugeführt, das über eine Diode 8 60 auf den Rückstelleingang R des Impulszählers 1 einwirkt. Der Impulszähler wird also, falls sein Inhalt weniger als die vorgegebene Impulszahl beträgt, stets nach der vorgegebenen Messperiode in die Ausgangsstellung zurückgesetzt. Der Ausgang 9 des Impulszählers 1 ist mit dem Eingang eines weiteren Monoflops 65 10 verbunden, welches immer dann einen Eingangsimpuls erhält, wenn der Impulszähler 1 durchlaufen ist, d.h. am Ausgang 9 ein Impuls erscheint. Der Ausgang 11 des Monoflops 10 ist einerseits über eine Leitung 12 und einen Widerstand 13 mit

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dem Rückstelleingang R des Impulszählers 1 verbunden und andererseits über eine Leitung 14 mit dem Rückstelleingang R des Zeitbasiszählers 5. Ferner ist der Ausgang des Monoflops 10 über einen Widerstand 15 mit der Basis eines Transistors 16 verbunden, dessen Emitter an dem negativen Pol liegt und dessen Kollektor über eine Spule 17 eines elektromechanischen Überschreitungszählwerkes 18 und einem Widerstand 19 mit dem positiven Pol der Versorgungsspannung verbunden ist. Der Spule 17 ist eine Diode 21 zur Verhinderung von Überspannungen parallel geschaltet. Die Energie zum Fortschalten des elektromechanischen Überschreitungszählwerkes 18 wird also aus dem Kondensator 22 entnommen, der über den Widerstand 19 immer wieder nachgeladen wird. Dadurch kommt die gesamte Schaltung mit sehr wenig Strombedarf aus und kann deshalb von einer Zusatzwicklung auf der Spannungsspule des Ferrariszählers gespeist werden, ohne dass damit nennenswert die Messgenauigkeit des Ferrariszählers beeinflusst wird.

Solange innerhalb einer Messperiode die an dem Impulszähler 1 voreingestellte Impulszahl durch die am Eingang 2 eintreffenden Messimpulse nicht erreicht wird, wird nach Ablauf einer jeden Messperiode durch einen am Ausgang 6 des Zeitbasiszählers 5 austretenden Impuls über das Monoflop 7 der Impulszähler 1 in seine Ausgangsstellung zurückgestellt und akkumuliert von neuem die am Eingang 2 eintreffenden, vom Impulszähler abgegebenen Messimpulse. Wird jedoch die durch den Impulszähler 1 vorgegebene Leistungsgrenze überschritten, so wird der Impulszähler 1 voll durchlaufen und gibt bei Erreichen der eingestellten Impulszahl an dem Ausgang 9 einen Impuls ab, der über das Monoflop 10 nicht nur das Überschreitungszählwerk 18 um einen Schritt weiterschaltet, sondern auch über die Leitungen 12 und 14 die Rückstellung des Impulszählers 1 bzw. des Zeitbasiszählers 5 bewirkt. Der von dem Überschreitungszählwerk 18 registrierte Impuls stellt eine feste Arbeitsmenge dar, die durch Überschreiten einer vorgegebenen mittleren Leistung gebildet wurde, wie die von dem Impulsgeberzähler abgegebenen und an dem Eingang 2 des Impulszählers 1 eingegebenen Impulse. Die Leistungsgrenze errechnet sich aus der der Anzahl der am Impulszähler 1 eingestellten Impulse entsprechend der Arbeit dividiert durch die Dauer der Messperiode, die von dem Zeitbasiszähler 5 vorgegeben ist. Damit ein von dem Überschreitungszählwerk 18 registrierter Impuls einem bestimmten Leistungswert entsprechen soll, ist es nötig, dass die Dauer der Messperiode in bezug auf die im Impulszähler 1 eingestellte

Impulszahl und Arbeitsmenge des vom Impulsgeberzähler abgegebenen Impulses abgestimmt sein muss. Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, und zwar dadurch, dass dem Zeitbasiszähler 5 ein entsprechender Teiler vorgeschaltet wird. Dies 5 allein genügt meistens nicht, sondern es müssen noch die vom Impulsgeberzähler abgegebenen Impulse entsprechend gequan-telt werden, was beispielsweise mit Hilfe eines über eine Untersetzung angetriebenen Impulsgebers vorgenommen werden kann. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die vom Impulsgeber-lo zähler kommenden Impulse, die ja eine feste Arbeitsmenge darstellen, von der Zählerkonstante abhängig sind.

Figur 2 zeigt nun eine Anordnung, mit der auf einfache Weise das der Erfindung zugrunde liegende Problem gelöst werden kann. Hierbei sind nur die zum Verständnis der Erfindung 15 notwendigen Teile dargestellt. Mit 24 ist die Läuferachse eines Impulsgeberzählers dargestellt, die über eine Schnecke 25 und Schneckenrad 26 eine Welle 27 antreibt; über eine Wechselradübersetzung 28,29 wird eine Welle 30 angetrieben, die über ein Vorgelege 31 ein in jedem Zähler angeordnetes Gesamtver-20 brauchszählwerk 32 antreibt. Der normalerweise von der Zählerachse 24 angetriebene Impulsgeber des Impulsgeberzählers wird erfindungsgemäss von der Achse 30 angetrieben, die bei jedem Zählwerk eines Ferrariszählers bereits vorhanden ist. Als Beispiel wurde ein Impulsgeber verwendet, der aus einem Flü-25 gelrad 33 aus nichtferromagnetischem Metall besteht, wobei die einzelnen Flügel mit einem fest angeordneten Abtastkopf 34 zwecks Abgabe von Impulsen zusammenwirkt. Bei einer Umdrehung der Welle 30 werden also vier Impulse an den Leitungen 35 abgenommen, die dann an die Klemme 2 des Impulszäh-30 lers 1 gemäss Figur 1 geleitet werden. Auf diese Weise wird bewirkt, dass der Impulsgeber eine von der Zählerkonstante unabhängige feste Arbeitsmenge je Impuls abgibt. Diese Arbeitsmenge ist so gewählt, dass sie z.B. bei einer vorgegebenen Messperiodenzeit von 5 Min. 27.68 sec der mittleren Leistung 35 von 1kW entspricht. Der in Figur 1 dargestellte Überschreitungszähler 18 gibt also dann einen Impuls ab, wenn die mittlere Verbraucherleistung in kW der voreingestellten Impulszahl des Impulszählers 1 überschritten wird.

Ferner ist es zweckmässig, dass von dem Transistor 16 ein 40 weiteres Relais angesteuert wird, mit dem eine Kontaktabgabe nach aussen gegeben werden kann, beispielsweise für eine Fernsteuerung. Desweiteren kann die Überschreitung optisch oder akustisch angezeigt werden.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

624 760 PATENTANSPRÜCHE

1. Anordnung zur Erfassung des eine vorgegebene Menge übersteigenden Betrages eines fiessenden Mediums oder einer elektrischen Verbraucherleistung durch quantitative Messung mit Hilfe eines Impulsgeberzählers, wobei die von diesem abgegebenen Impulse auf einen auf die Menge voreinstellbaren Impulszähler gegeben werden, der bei Erreichen seiner voreingestellten Impulszahl durch Auslesen eines Impulses ein Überschreitungszählwerk um einen Schritt fortschaltet und der nach Ablauf einer jeden Messperiode mit Hilfe eines Zeitbasiszählers in seine Ausgangsstellung zurückgestellt wird, wobei der vom Impulszähler nach Erreichen seiner voreingestellten Impulszahl ausgelöste Impuls nicht nur das Überschreitungszählwerk um einen Schritt fortschaltet, sondern auch den Zeitbasiszähler und den Impulszähler in ihre Ausgangsstellung zurücksetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Messperiode und eine mechanische Untersetzung (25-29) des den Impulsgeber (33-35) antreibenden Läufers (24) des Impulsgeberzählers so aufeinander abgestimmt sind, dass die Einstellung des Überverbrauchs in geradzahligen Werten vornehmbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitbasiszähler (5) ein Teiler, insbesondere zur Vervielfachung der Zeitbasis, vorgeschaltet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teiler durch eine integrierte Schaltung oder einen Treppenspannungsgenerator gebildet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Impulsgeberzählern mit über ein Anpassungsgetriebe (25-31) angetriebenem Gesamtverbrauchszählwerk (32) der Impulsgeber (33-35) von der nach dem veränderbaren Teil (28, 29) des Getriebes angeordneten Welle (30) angetrieben ist.

5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Impulsgeber ein Flügelrad (33) verwendet ist, welches mit einem induktiven oder galvanomagnetischen Abtastkopf (34) zusammenwirkt.

6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie zum Fortschalten des elektromechanischen Überschreitungszählwerkes (18) einem Kondensator (22) entnommen wird, der über einen Widerstand (19) ständig nachgeladen wird.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (22) die Wicklung (17) des Überschreitungszählwerkes (18) über die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors (16) schaltet, dessen Basis bei jedem bei Erreichen der voreingestellten Impulszahl des Impulszählers ausgelösten Impuls angesteuert wird.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu der Wicklung (17) des elektromechanischen Überschreitungszählwerkes (18) eine in Sperrichtung gepolte Diode (21) geschaltet ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stromversorgung eine der Zählerspannungsspulen eine Zusatzwicklung trägt, an der ein Vollweggleichrichter angeschlossen ist.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Transistor (16) ein weiteres Relais angesteuert wird für eine Kontaktgabe nach aussen.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Überschreitung optisch oder akustisch angezeigt wird.