DE68906576T2 - Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Auslesen eines Flüssigkeitszählers mit einem mechanischen Zählwerk. - Google Patents

Description

• Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Auslesen eines Fluidzählers mit einem mit unterteilten Scheiben oder Rollen ausgestatteten mechanischen Zählwerk.
• Fluidzähler mit mechanischem Zählwerk wie Gaszähler oder Wasserzähler, die zum Abrechnen des Fluidverbrauches und zum Liefern von Angaben über den angesammelten Verbrauch bestimmt sind, sind sehr verbreitet im Gebrauch.
• Üblicherweise werden diese Zähler von Hand ausgelesen, was kostspielig und wenig praktisch ist, da eine für diese Arbeit abgestellte Person sich regelmäßig bei jedem Anwender einfinden muß, um die Zählerablesung durchzuführen. Dies ist sehr zeitaufwendig. Außerdem sind die Zähler im allgemeinen nicht von außerhalb einer Wohnung oder eines Gebäudes zugänglich, so daß die Ablesung nur in Gegenwart des Anwenders stattfinden kann.
• Es wäre jedoch sehr kostspielig, die mechanischen oder elektromechanischen Fluidzähler, die im allgemeinen eine lange Lebensdauer haben, durch Zähler eines völlig anderen Typs zu ersetzen.
• Außerdem ist es häufig wünschenswert, aus Sicherheitsgründen, insbesondere im Fall von Zählern für gasförmige brennbare Fluide, keine elektrischen Schaltungen in unmittelbarer Nähe des Zählers anzubringen, und in dieser Beziehung sind mechanische Zähler absolut sicher.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen und unter geringstmöglicher Veränderung der Struktur eines mechanischen Zählers dessen automatische Ablesung aus der Ferne zu ermöglichen.
• Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Ablesen eines Fluidmessers mit einem mit skalentragenden rotierenden Scheiben oder Walzen ausgestattetem mechanischen Zählwerk an entfernter Stelle, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, einen Teilbereich wenigstens eines herkömmlichen rotierenden Elements des Zählwerks lokal mit einem lichtreflektierenden Element zu versehen, einen Lichtstrahl durch eine erste optische Faserleitung zu übertragen, die an dem vorerwähnten Teilbereich des rotierenden Elements endet, mit Hilfe einer zweiten optischen Faserleitung, die in der Nähe des rotierenden Elements in einer Zone beginnt, die der benachbart ist, wo die erste optischen Faserleitung endet, das vom rotierenden Element reflektierte Licht einzufangen, am Ausgang der zweiten optischen Faserleitung das aus von dieser zweiten Faserleitung abgegebene Licht zu erfassen, die erfaßte Lichtmenge in ein elektrisches Signal umzuwandeln, das elektrische Signal zu verstärken, das elektrische Signal mit einem ersten unteren Schwellwert zu vergleichen, der dem Empfang eines Minimums an Licht entspricht, es mit einem zweiten oberen Schwellwert zu vergleichen, der einer Lichtintensität entspricht, die größer als die einer normalen Reflexion durch das herkömmliche rotierende Element entsprechende, aber kleiner als die einer Reflexion durch das reflektierende Element entsprechende ist, um einen Alarm auszulösen, der einem Ausfall des Ablesesystems entspricht, wenn das elektrische Signal unter den ersten Schwellwert fällt, jedes Mal, wenn das elektrische Signal den zweiten Schwellwert übersteigt, einen Impuls abzugeben und in einem Speicher die bei jedem Überschreiten des zweiten Schwellwertes abgegebenen Impulses zu zählen und zu speichern, um jederzeit an entfernter Stelle eine automatische Ablesung der durch den Fluidzähler mit mechanischem Zählwerk nuinerisch aufgezeichneten Abrechnungsinformation zu ermöglichen.
• Vorteilhafter Weise wird die erste optische Faserleitung konzentrisch um die zweite optische Faserleitung herum angeordnet. An sich ist die Idee, einen Zähler zum Fernablesen mit optischen Faserleitungen zu benutzen, aus den Dokumenten Patent Abstracts of Japan, Band 9, Nr. 170 (P-373) 1893; 16. Juli 1985; und JP-A-60 47 922 (Kinmon Seisakusho K.K.) 15. 03. 1985 und Patent Abstracts of Japan, Band 9, Nr. 203 (P-381) 1926, 21. August 1985 und JP-A-60 67 824 (Touhouo Gas K.K.) 18. 04. 1985 bekannt.
• Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum automatischen Ablesen eines Fluidzählers mit mechanischem Zählwerk, der mit skalierten rotierenden Scheiben oder Rollen ausgestattet ist, gekennzeichnet durch
• wenigstens ein lichtreflektierendes Element, das auf einem Teilbereich wenigstens eines herkömmlichen rotierenden Elements des Zählwerks angebracht ist, einer lichtemittierenden Einrichtung,
• eine Lichtdetektoreinrichtung,
• erste und zweite konzentrische äußere und innere optische Faserleitungen, die so angeordnet sind, daß der Eingang der ersten und äußeren optischen Faserleitung in der Nähe der lichtemittierenden Einrichtung angeordnet ist, der Ausgang der zweiten und inneren optischen Faserleitung in der Nähe der Lichdetektoreinrichtung und der Ausgang der ersten bzw. der Eingang der zweiten optischen Faserleitung vor dem reflektierenden Element angeordnet sind,
• eine Wandlereinrichtung zum Umwandeln des auf der Lichtdetektoreinrichtung eintreffenden Lichtstrahles in ein elektrisches Signal,
• einen Verstärker zum Empfang des aus der Wandlereinrichtung hervorgegangenen elektrischen Signals,
• eine erste Komparatorschaltung zum Vergleichen des verstärkten elektrischen Signals mit einem ersten Schwellwert,
• eine zweite Komparatorschaltung zum Vergleichen des verstärkten elektrischen Signals mit einem zweiten Schwellwert, einer Alarm- oder Signaleinrichtung, die mit dem Ausgang der ersten Komparatorschaltung verbunden ist und
• eine Zähl- und Speichereinrichtung zum Zählen und Speichern der von der zweiten Komparatorschaltung abgegebenen Impulse.
• Die lichtemittierende Einrichtung kann eine im nahen Infrarot emittierende Leuchtdiode umfassen.
• Die Lichtdetektoreinrichtung und die Wandlereinrichtung können aus ein und demselben Element, z. B. einer Photodiode oder einem Phototransistor bestehen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere bei einem Zähler für gasförmige Fluide angewandt werden und in diesem Fall können die in der Nähe des Eingangs der ersten optischen Faserleitung und des Ausgangs der zweiten optischen Faserleitung angeordneten elektronischen Schaltungen vorteilhafterweise in einen fernablesbaren elektronischen Zähler wie z.B. einen Stromzähler einbezogen werden.
• Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von besonderen Ausführungsformen, die als Beispiele unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen gegeben werden, von denen:
• - Figur 1 eine schematische Darstellung der Hauptbauelemente einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist,
• - Figur 2 ein Blockdiagramm ist, das die wesentlichen Funktionsuntergruppen eines Teiles der elektronischen Schaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt,
• - Figur 3 das elektronische Schema einer besonderen Ausgestaltung der Elemente der Figur 2 ist,
• - Figur 4 das elektronische Schema einer ersten besonderen Ausgestaltung einer in der Vorrichtung aus Figur 1 verwendbaren lichtemittierenden Einrichtung darstellt,
• - Figur 5 die Form der Modulation des an das lichtemittierende Element der Einrichtung aus Figur 4 angelegten Signals zeigt,
• - Figur 6 das elektronische Schema einer zweiten besonderen Ausgestaltung einer in der Vorrichtung aus Figur 1 verwendbaren lichtemittierenden Einrichtung darstellt und
• - Figur 7 die Form der Modulation des an das lichtemittierende Element der Einrichtung aus Figur 6 angelegten elektrischen Signals zeigt.
• In Figur 1 symbolisiert der Block 1 einen Fluidzähler, der in traditioneller Weise mit einem mechanischen Zählwerk aus rotierenden skalierten Rollen oder Scheiben ausgestattet ist, das die Anzeige der gemessenen Größe ermöglicht.
• In Figur 1 ist der Fall eines mechanischen Zählwerks mit Scheiben dargestellt und das Bezugszeichen 10 bezeichnet eine rotierende Rolle, deren Rand erfindungsgemäß örtlich mit wenigstens einem reflektierenden Element versehen ist. Das reflektierende Element kann aus einem auf den Rand 12 der Rolle 10 aufgeklebten Spiegel oder einfach einem auf den Rand 12 der Rolle 10 aufgesetzten Klebeplättchen aus einem weichen oder halbstarren Material bestehen, das so gefärbt ist, daß es ein großes Reflexionsvermögen aufweist.
• Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, sind zwei optische koaxiale Faserleitungen 21, 22, die eine Länge in der Größenordnung von einigen Metern aufweisen können, zwischen dem Zähler 1 und einem elektronischen Zählblock 100 angeordnet, in dem die elektronischen Schaltkreise angeordnet sind, die es ermöglichen, die vom Fluidzähler 1 gelieferten Informationen automatisch in numerische Werte zu transformieren. Der elektronische Zählblock 100 weist einen Speicher 190 auf, in dem die numerischen Werte gespeichert sind, die die in herkömmlicher Weise durch die Rollen 10 des mechanischen Zählwerkes des Zählers 1 angezeigten Verbrauchsinformationen darstellen. Der Zählblock 100 kann vorteilhafter Weise in einen fernablesbaren elektronischen Zähler integriert sein, der dazu bestimmt ist, Informationen bezüglich der Messung einer anderen Größe, z.B. des Verbrauchs an elektrischer Energie zu liefern. In diesem Fall ist der Block 100 in den fernablesbaren elektronischen Zähler einbezogen, oder in seiner direkten Nachbarschaft angeordnet und ermöglicht gleichzeitig automatisch die Ablesung der von dem fernablesbaren elektronischen Zähler verbuchten Verbrauchsinformationen und die Ablesung der durch den Fluidzähler mit inechanischem Zählwerk verbuchten und durch die erfindungsgemäße Vorrichtung in im Speicher 190 gespeicherte numerische Werte konvertierten Fluidverbrauchsinformation.
• Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels ist es möglich, ohne in unmittelbarer Nachbarschaft des Fluidzählers einen elektrischen oder elektronischen Schaltkreis hinzuzufügen, Informationen des mechanischen Zählers über eine Distanz zu transportieren und eine numerische Konversion zu verwirklichen, und dabei galvanische Kopplung zu vermeiden.
• Wie oben erwähnt, ist die Verbindung zwischen dem Zählblock 100 und dem Fluidzähler 1 mittels eines Systems aus zwei konzentrischen Faserleitungen 21 und 22 verwirklicht, die drei Funktionen haben, und zwar eine Funktion der Beleuchtung eines begrenzten Abschnittes eines rotierenden Elementes 10 des Zählers, wobei der Abschnitt auf der Bahn des reflektierenden Elementes 11 gelegen ist, wenn das rotierende Element 10 sich dreht, eine Funktion der Kontrolle der optischen Faserleitungen auf Unversehrtheit und eine Funktion der Überwachung des Durchgangs des reflektierenden Elementes 11 durch den von den Faserleitungen beleuchteten Abschnitt, um daraus durch Zählen der produzierten Impulse numerische Informationen abzuleiten, die die vom Fluidzähler angezeigten Informationen darstellen.
• Der Eingang der äußeren Faserleitung 21 ist mit einer lichtemittierenden Einrrichtung 130 verbunden, die eine Leuchtdiode 131 enthalten kann, die Licht im nahen Infraroten oder im Roten emittiert, z.B. mit einer Wellenlänge um 660 nm. Der Ausgang der äußeren Faserleitung 21 ist gegenüber dem Rand 12 einer Rolle 10 des Zählwerks 1 gelegen.
• Die innere optische Faserleitung 22 hat die Funktion einer Detektionsfaser und empfängt durch Reflexion an ihrem in Höhe des Ausgangs der optischen Faserleitung 21 gelegenen Eingangsende, d.h. gegenüber dem Rand 12 der Rolle 10, einen Teil des roten oder infraroten Lichtes, das den Auftreffbereich aus der äußeren optischen Faserleitung 21 beleuchtet. Der Ausgang der inneren optischen Faserleitung 22, der in Nachbarschaft des Eingangs der äußeren optischen Faserleitung 21 gelegen ist, ist mit einer Lichtaufnahme- und -wandlereinrichtung 140 verbunden, die das aus der inneren Faserleitung austretende, zurückkehrende Licht in ein elektrisches Signal umwandelt. Die Lichtaufnahme- und -wandlerrichtung 140 kann eine photoelektrische Zelle oder vorzugsweise eine Photodiode 141 umfassen.
• Wenn die optischen Faserleitungen 21 und 22 in einem guten Zustand und nicht unterbrochen sind, wird ein Teil des sich durch die äußere Faserleitung 21 fortpflanzenden und auf den Auftreffbereich (d.h. auf einen lokalisierten Abschnitt des Rands 12 der Rolle 10) eingestrahlten Lichtes von diesem Auftreffbereich reflektiert und über die innere Faserleitung 22 zur Aufnahme-Wandlereinrichtung 140 übertragen, die daraufhin ein höheres elektrisches Signal als einen vergleichsweise niedrigen, aber von Null verschiedenen, ersten elektrischen Schwellwert abgibt. Wenn die eine oder die andere der Faserleitungen 21, 22 beschädigt oder zufällig durchgeschnitten worden ist, wird kein Licht zum Empfängerwandler 140 zurückgeschickt und das elektrische Signal am Ausgang des Wandlers 140 ist Null, so daß ein Alarm oder eine Meldung, die einen Fehler anzeigt, ausgelöst werden kann. Wenn hingegen das refllektierende Element 11 den durch die äußere optische Faserleitung 21 beleuchteten Abschnitt passiert, empfängt die innere Faserleitung 22 ein zurückgeworfenes Lichtbündel, dessen Intensität so groß ist, daß der Wandler 140 ein elektrisches Signal abgibt, dessen Pegel erheblich größer ist, als wenn der Abschnitt des Rands 12 der Rolle 10, die gegenüber den Faserleitungen 21, 22 gelegen ist, kein reflektierendes Element trägt. Infolgedessen gibt der Wandler 140 ferner ein elektrisches Signal mit einem höheren Niveau über einem zweiten elektrischen Schwellwert S2 ab, der höher ist als der erste Schwellwert S1.
• Die Wahl der zwei Schwellwerte S1 und S2, deren Niveau dem vom Wandler gelieferten elektrischen Signal angepaßt ist, erlaubt es, eine wirksame Funktion der Kontrolle auf Unversehrtheit der optischen Faserleitungen und eine Funktion der Überwachung des Durchganges des reflektierenden Elementes 11 nur unter Benutzung zweier optischer Faserleitungen 21, 22 zu kombinieren. Die Wahl zweier optischer konzentrischer Faserleitungen, von denen die äußere Faserleitung 21 die Beleuchtung eines bestimmten Abschnittes des Auftreffbereiches gewährleistet und die innere Faserleitung 22 mit kleinerem Durchmesser die Rolle einer Überwachungsfaser spielt, die eine hohe Detektionsgenauigkeit gewährleistet. Es ist bemerkenswert, daß die optischen Faserleitungen 21, 22 aus einem Plastikmaterial hergestellt werden können, wenn die Hin- und Rücklaufstrecke des Lichtes nicht länger als einige Meter sind und wenn die Lichtquelle 131 eine Elektrolumineszenzdiode ist, die im nahen Infrarot emittiert. In diesem Fall ist die Abschwächung begrenzt auf eine Größenordnung von 0,3 - 0,4 dB pro Meter. Die Wahl der optischen Faserleitungen aus Plastikmaterial ermöglicht es, eine preiswerte Vorrichtung zu verwirklichen.
• Die Lichtemissionseinrichtung 130, die mit der äußeren Faserleitung 21 gekoppelt ist und in dem Zählblock 100 angeordnet ist, umfaßt vorteilhafterweise eine Elektrolumineszenzdiode 131, die mit der Faserleitung 21 verbunden ist und in Serie mit einem Widerstand 132 oder 232 (Figuren 4 und 6) geschaltet ist.
• Die Versorgung der Elektrolumineszenzdiode 131 kann mit Hilfe von Gleichstrom verwirklicht werden, was eine sehr einfach zu verwirklichende Lösung ist, aber eine mittlere Leistungsemission impliziert, die die Leistungsgrenzen der Diode 131 berücksichtigt, um ihre Lebensdauer nicht zu verkürzen.
• Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel, für das die Schaltkreise der Figuren 4 und 6 zwei Beispiele darstellen, wird die Elektrolumineszenzdiode 131 mit einer gepulsten Spannung bei Spitzenleistung versorgt. In diesem Fall umfaßt die Lichtemissionseinrichtung einen Strommodulator, der an der Elektrolumineszenzdiode 131 angeordnet ist.
• Da die Spitzenleistung, die in die optische Faserleitung eingegeben wird, eine lineare Funktion des in der Elektrolumineszenzdiode fließenden Stroms ist, ist es sinnvoll, einen Strommodulator zu verwenden, der es erlaubt, bei der Emission mit der Spitzenleistung, aber mit einer verringerten Versorgungsspannung und Dissipation zu arbeiten.
• Der Schaltkreis in Figur 4 stellt einen Modulator in TTL-Logik mit einem Tastverhältnis von 0,5 dar (siehe Kurve in Figur 5, die die Versorgungsstromstärke der Elektrolumineszenzdiode 131 als Funktion der Zeit darstellt). Dieser preiswerte Schaltkreis besteht aus zwei in Reihe geschalteten Invertergattern 133, 136, aus einem zwischen dem Eingang des Invertergatters 133 und dem Ausgang des Invertergatters 136 angeschlossenen Kondensators 135, einem zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Invertergatters 133 angeschlossenen Widerstand 134 und aus einem mit dem Eingang der Diode 131 verbundenen Widerstand 132. ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Spitzenleistung nur das Doppelte der mittleren Leistung.
• Der Schaltkreis in Figur 6 stellt einen Modulator dar, der ein elektronisches Zählwerk verwendet, um ein elektronisches Tastverhältnis von beispielsweise 0,1 zu erzeugen (wie in der Kurve in Figur 7 dargestellt, die die Versorgungsstromstärke der Elektrolumineszenzdiode 131 als Funktion der Zeit darstellt). Die Wahl eines Tastverhältnisses von 0,1 erlaubt es, eine Impulsspannung zu erzeugen, die zehnmal höher ist als die mittlere Spannung. So ist es möglich, eine maximale Emissionsspannung anzulegen, ohne die Lebensdauer der Elektrolumineszenzdiode zu verkürzen. Die Verwirklichung eines Modulators ist unter Verwendung eines integrierten Schaltkreises 233, zu dem eine kleine Anzahl von Komponenten (Kondensatoren 234, 235, Widerstände 232, 236, 237) hinzuzufügen sind, besonders einfach.
• Natürlich impliziert die Wahl einer Modulation der Emission eines Lichtstrahles aus einer Emissionseinrichtung 130, daß der zugehörige Aufnahmeschaltkreis, im Empfänger/Wandler 140 in symmetrischer Weise bei der Analyse des empfangenden Signals die Modulation dieses Signals berücksichtigt. Dies ist ein klassischer Ansatz, und zum besseren Verständnis der nun folgenden Beschreibung wird der Fall einer Empfangseinrichtung, betrachtet, die zur Behandlung von nicht modulierten Signalen vorgesehen ist.
• Figur 2 zeigt in Form eines Blockschemas die wichtigsten Funktionsmodule der elektronischen Schaltkreise zur Verarbeitung von elektrischen Signalen, die den durch die interne optische Faserleitung 22 zurückgeworfenen Lichtstrahl dartellen.
• Das Modul 140 entspricht der Empfänger/Wandlerstufe, die mit der optischen Faserleitung 22 verbunden ist und ein elektrisches Signal an die Verstärkerstufe 150 liefert, gefolgt von einer Verfolgerstufe 160, die es erlaubt, in allgemeiner Weise die Empfindlichkeit der Vorrichtung in Abhängigkeit von der Länge der optischen Faserleitungen anzupassen. Die von der Verfolgerstufe 160 ausgegebenen Signale werden gleichzeitig an zwei Komparatoren 170, 180 angelegt, die es ermöglichen, einen Vergleich mit zwei Schwellwerten S1 und S2 von unterschiedlichem Niveau durchzuführen und numerische Signale zu liefern, die die Unversehrtheit der optischen Faserleitungen 21, 22 und die Erfassung oder Nichterfassung von reflektierenden Elementen 11 auf der Rolle 10 des Zählers 1 angeben.
• Figur 3 zeigt ein besonderes Ausführungsbeispiel der Empfängervorrichtung der Figur 2.
• In Figur 3 besteht das Lichtempfängerelement 141, das die Wandlung in ein elektrisches Signal gewährleistet, aus einer Photodiode, die im photovoltaischen Modus arbeitet und die Spannung an einem Anschluß des hochohmigen Ladewiderstandes 142 ändert.
• Die geringen Eingangsspannungsänderungen werden mit Hilfe eines dreistufigen Verstärkers 150 verstärkt, der in klassischer Weise auf der Grundlage eines einzigen integrierten Schaltkreises verwirklicht werden kann, der drei Operationsverstärker 151, 152, 153 aufweist, wobei noch Polarisations- und Gegenreaktionswiderstände 154 - 159 hinzugefügt werden.
• Der Verstärker 150 wird durch ein Potentiometer 161 zur Empfindlichkeitsregelung belastet, gefolgt von einer Impedanzanpassungsstufe, die einen als Signalfolger geschalteten Operationsverstärker 162 und einen einen Tiefpass bildenden RC- Schaltkreis, der aus einem Widerstand 163 und einem Kondensator 164 besteht, aufweist.
• Der Ausgang der Impedanzanpassungsstufe 160, der aus dem gemeinsamen Punkt des Widerstandes 163 und des Kondensators 164 gebildet wird, ist mit zwei Komparatorschaltkreisen 170, 180 verbunden, die es ermöglichen, den Signalpegel am Ausgang der Impedanzanpassungsstufe 160 mit einem niedrigen Schwellwert S 1 und einem höheren Schwellwert S 2 zu vergleichen, um am Ausgang Informationen jeweils über die Unversehrtheit der optischen Faserleitungen und die An- oder Abwesenheit des reflektierenden Elementes 11 gegenüber dem optischen Faserleitungen zu liefern.
• Der Komparatorschaltkreis 170 besteht aus einem Operationsverstärker 171, dessen invertierender Eingang ein Signal empfängt, dessen Pegel, der durch Spannungsteiler 172, 173 festgelegt worden ist, den niedrigen Schwellwert S 1 bestimmt. Der Ausgang der Stufe 160 ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 171 verbunden. Wenn das am nicht invertierenden Eingang liegende Signal unter den niedrigen Schwellwert S 1 fällt, aktiviert der Ausgang des Operationsverstärkers 171, der über den Widerstand 175 mit der Kathode der Diode eines Optokopplers 176 verbunden ist, diesen Optokoppler, der ein Melde- oder Alarmsignal liefert, das anzeigt, daß die eine oder andere optische Faserleitung unterbrochen ist. In ähnlicher Weise umfaßt der Komparatorschaltkreis 180 einen Operationsverstärker 181, dessen nicht invertierender Eingang ein Signal empfängt, dessen Pegel, der durch einen Spannungsteiler 182, 183 festgelegt ist, den oberen Schwellwert S 2 bestimmt. Der Ausgang der Stufe 160 ist mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 181 verbunden. Ferner ist ein Widerstand 184 zwischen dem Ausgang und dem nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 181 angeordnet. Wenn das am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 181 angelegte Signal den Pegel des oberen Schwellwerts S 2 beim Passieren des reflektierenden Elements vor den optischen Faserleitungen 21, 22 überschreitet, aktiviert der Ausgang des Operationsverstärkers 181, der über einen Widerstand 185 mit der Kathode der Diode eines Optokopplers 186 verbunden ist, diesen Optokoppler, der ein Impulssignal liefert, das einem Zähl- und Speicherschaltkreis 190 zugeführt wird.
• Die von den Optokopplern 176, 186 gelieferten Signale sind numerische Signale, die für eine Zählung, eine Speicherung und eine automatische Fernablesung geeignet sind.
• Es ist festzuhalten, daß die elektronischen Schaltkreise der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer klassischen Stromversorgung, bestehend aus einem Transformator, einem Brückengleichrichter, einem Filterkondensator und einem integrierten Regler, mit Strom versorgt werden können. Wenn man den geringen Verbrauch dieser Anordnung und die Tatsache berücksichtigt, daß die Ausgänge der Optokoppler 176, 186 eine galvanische Trennung aufweisen, ist es in gleicher Weise möglich, eine Gleichstromversorgung über spezialisierte integrierte Schaltkreise wie z.B. den Versorgungsschaltkreis vom Typ MAX 600, der von der US-Firma Maxim Integrated Products vertrieben wird, zu verwenden.
• Die Zähl- und Melde- oder Alarmvorrichtung, die mit den Ausgängen der zwei Komparatorschaltkreise 170, 180 verbunden ist, kann z. B. Leuchtanzeigen umfassen, die den Zustand des Systems anzeigen.
• Anfangs wird der Potentiometer zur Empfindlichkeitsregelung 161 in Abhängigkeit von der Länge der optischen Fasern 21, 22 in der Weise eingestellt, daß der einer geringen Lichtreflexion durch einen nicht mit einem klebefähigen reflektierenden Element versehenen Abschnitt auf dem Rand 12 der Rolle 10 entsprechende niedrige Schwellwert S1 festgelegt wird. Sofern das den Komparatoren 170, 180 gelieferte Signal zwischen den Schwellwerten S1 und s2 liegt, leuchtet eine Kontrollaanzeige 202 beispielsweise orange auf (Figur 1). Wenn infolge eines Durchgangs eines reflektierenden Elements 11 vor den optischen Faserleitungen 21, 22 das an die Komparatoren 170, 180 gelieferte Signal den oberen Schwellwert S2 überschreitet, leuchtet eine andere Kontrollanzeige 201 von z. B. grüner Farbe auf und zeigt die Registrierung eines Ausgangimpulses an, der gezählt und im Speicher 190 gespeichert wird. Wenn im Verlauf des Betriebes eine der Fasern 21, 22 unterbrochen wird, leuchtet eine dritte Kontrollanzeige 203 von beispielsweise roter Farbe auf, um aufzuzeigen, daß das an den Komparatoren 170, 180 anliegende Signal (siehe oben) unterhalb des niedrigen Schwellwerts S1 liegt, und daß ein Alarmsignal am Ausgangsoptokoppler 176 des Komparatorschaltkreises 170 zur Verfügung steht. Die Schaltkreise zur Steuerung der Kontrollanzeigen 201, 202, 203 anhand der von den Optokopplern 176, 186 gelieferten Signale können völlig herkömmlich sein und aus logischen Gattern aufgebaut sein.
• Natürlich haben die unter Bezugnahme auf die Figuren 3, 4 und 6 beschriebenen Schaltkreise nur Beispielfunktion, und andere Ausgestaltungen sind möglich. Insbesondere können eine Vielzahl der Komponenten der Schaltkreise in Figur 3 in Form von eines einzigen integrierten Schaltkreises realisiert werden. Außerdem kann die Lichtempfänger/Wandlereinrichtung 140 genauso gut einen Phototransistor wie eine Photodiode umfassen.

Claims (12)

1.Verfahren zum automatischen Ablesen eines Fluidmessers (1) mit mit Skalen tragenden rotierenden Scheiben oder Walzen ausgestattetem mechanischem Meßwerk an entfernter Stelle, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht,

- einen Teilbereich wenigstens eines herkömmlichen rotierenden Elements (10) des Meßwerks lokal mit einem Licht reflektierenden Element (11) zu versehen,

- ein Lichtbündel durch eine erste optische Faserleitung (21) zu übertragen, die gegenüber dem vorerwähnten Teilbereich des rotierenden Elements (10) endet,

- mit Hilfe einer zweiten optischen Faserleitung (22), die in der Nachbarschaft des rotierenden Elements (10) in einer Zone beginnt, die der benachbart ist, wo die erste optische Faserleitung (21) endet, das an dem rotierenden Element (10) reflektierte Licht einzufangen,

- am Ausgang der zweiten optischen Faserleitung (22) das von dieser zweiten Faserleitung (22) abgegebene Licht zu erfassen,

- die erfaßte Lichtmenge in ein elektrisches Signal umzusetzen,

- dieses elektrische Signal zu verstärken,

- dieses elektrische Signal mit einer ersten Schwelle (S1) von dem Empfang eines Minimums an Licht entsprechendem unterem Niveau und mit einer zweiten Schwelle (S2) von oberem Niveau zu vergleichen, das einem Intensitätswert des empfangenen Lichts entspricht, der höher ist als derjenige, der einer normalen Reflexion durch das herkömmliche rotierende Element (10) entspricht, aber niedriger ist als derjenige, der einer Reflexion an dem reflektierenden Element (11) entspricht,

- einen einem Versagen des Ablesesystems entsprechenden Alarm auszulösen, wenn das elektrische Signal kleiner wird als die erste Schwelle (S1),

- jedes Mal einen Impuls abzugeben, wenn das elektrische Sicnal die zweite Schwelle (52) überschreitet, und

- die bei jedem Überschreiten der zweiten Schwelle (S2) abgegebenen Impulse zu zählen und in einem Speicher (190) zu registrieren, um zu jeder Zeit an entfernter Stelle eine automatische Auslesung in numerischer Art für die durch den Fluidmesser mit mechanischem Meßwerk festgehaltenen Informationen zu ermöglichen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste optische Faserleitung (21) konzentrisch außen um die zweite optische Faserleitung (22) herum anordnet.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder, dadurch gekennzeichnet, daß man in die erste optische Faserleitung (21) ein Bündel von Licht einführt, dessen Wellenlänge im nahen Infrarot oder im Rot liegt.

4. Vorrichtung zum automatischen Ablesen eines Fluidmessers (1) mit mit Skalen tragenden rotierenden Scheiben oder Walzen ausgestattetem mechanischem Meßwerk in Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist

- wenigstens ein reflektierendes Element (11), das auf einem Teilbereich wenigstens eines herkömmlichen rotierenden Elements (10) des Meßwerks angeordnet ist,

- eine Einrichtung (130) zum Emittieren von Licht,

- eine Detektoreinrichtung (140) für Licht,

- erste und zweite, zueinander konzentrische äußere (21) und innere (22) optische Faserleitungen, die so angeordnet sind, daß der Eingang der ersten und äußeren optischen Faserleitung (21) in der Nachbarschaft der Einrichtung (130) zum Emittieren von Licht, der Ausgang der zweiten und inneren optischen Faserleitung (22) in der Nachbarschaft der Detektoreinrichtung (140) für Licht liegt und der Ausgang der ersten optischen Faserleitung (21) und der Eingang der zweiten optischen Faserleitung (22) dem reflektierenden Element (11) gegenüberstehen,

- eine Wandlereinrichtung (140) zum Umsetzen des an der Detektoreinrichtung (140) einfallenden Lichtbündels in ein elektrisches Signal,

- ein Verstärker (150) zum Empfangen des von der Wandlereinrichtung (140) abgegebenen elektrischen Signals,

- eine erste Komparatorschaltung (170) zum Vergleichen des verstärkten elektrischen Signals mit einer ersten Schwelle (S1),

- eine zweite Komparatorschaltung (180) zum Vergleichen des verstärkten elektrischen Signals mit einer zweiten Schwelle (S2),

- eine mit dem Ausgang der ersten Komparatorschaltung (170) verbundene Alarm- oder Signalisiereinrichtung und

- eine Zähl- und Speichereinrichtung (190) zum Zählen und Speichern der von der zweiten Komparatorschaltung (180) abgegebenen Impulse.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (130) zum Emittieren von Licht eine Elektrolumineszenzdiode (131) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenzdiode im Rot mit einer Wellenlänge in der Größenordnung 660 nm emittiert.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (140) für Licht und die Wandlereinrichtung (140) durch ein gemeinsames Element (141) wie eine Photodiode (141) oder einen Phototransistor gebildet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite koaxiale optische Faserleitung (21, 22) aus Kunststoffmaterial hergestellt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Regeleinrichtung (160) für die Empfindlichkeit der elektronischen Schaltungen zum Verarbeiten der von der Wandlereinrichtung (140) abgegebenen elektrischen Signale aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (130) zum Emittieren von Licht mit Mitteln (133 bis 136; 233 bis 237) zum Modulieren des emittierten Lichtbündels ausgerüstet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei einem Messer für gasförniige Fluide angewandt wird und

daß die in der Nachbarschaft zum Eingang der ersten optischen Faserleitung (21) und zum Ausgang der zweiten optischen Faserleitung (22) angeordneten elektronischen Schaltungen in einen fernablesbaren elektronischen Zähler wie einen Zähler für elektrische Energie eingebaut sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Elemente des mechanischen Meßwerks des Me-sers (1) für gasförmige Fluide aus Walzen bestehen und

daß das reflektierende Element (11) auf dem Umfang (12) einer Walze (10) angeordnet ist.