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Einrichtung zur elektrischen Messung und Registrierung einer Strömungsmenge.
Es sind elektrische Strömungsmesser bekannt, bei welchen für die Messung des Durchflusses in einzelnen Rohrleitungen durch Verstellen einer als Sekundärwicklung eines Transformators dienenden Quecksilbersäule dessen Übersetzungsverhältnis und damit die von dem Transformator jeweils aufgenommene Menge elektrischer Energie verändert wird. Die von dem Transformator aufgenommene elektrische Leistung ist dann der gleichzeitigen Durehflussmenge in der Rohrleitung proportional. Ein Beispiel einer derartigen Einrichtung ist in der amerikanischen Patentschrift Nr. 1, 331.065 beschrieben.
Für die elektrische Messung und Registrierung der in einer gewissen Zeit in einer Rohrleitung fliessenden Flüssigkeit wird gewöhnlich ein Zeigeramperemeter, ein Kurvenschreiber und ein Wattstundenzähler verwendet.
Beim Vorhandensein mehrerer Rohrleitungen mit Strömungsmessern ist es nun manchmal erwünscht, dass ausser der Messung jeder einzelnen in den getrennten Rohrleitungen fliessenden Flüssigkeitsmenge auch eine solche des Gesamtdurehflusses aller Rohrleitungen erfolgt. Eine Messung des Gesamtdurchflusses mit direkter Ablesung des letzteren ist aber bisher nicht möglich gewesen, weil sich keine brauchbare Ablesung ergibt, wenn die einzelnen Messtransformatoren an ein gemeinsames Messinstrument angeschlossen werden. Das hat seinen Grund darin, dass das Verhältnis zwischen der Strömungsmenge in-der einzelnen Rohrleitung und der von dem dazugehörigen Messtransformator aufgenommenen elektrischen Leistungen, die Konstante des Strömungsmessers, bei verschiedenen Strömungsmessern verschieden ist.
Da infolgedessen ein Strömungsmesser bei einer bestimmten Stromstärke mehr, ein anderer wiederum weniger Flüssigkeitsmengeneinheiten anzeigen kann, würde ein gemeinsames Messinstrument für mehrere Strömungsmesser den wirklichen Gesamtdurchfluss nicht anzeigen können.
Die Aufgabe, bei Verteilung einer Strömungsmenge auf mehrere getrennte Rohrleitungen die Angaben der mit den einzelnen Rohrleitungen verbundenen einzelnen Strömungsmesser zu einer Gesamtablesung zu vereinen, die als die Summe der Einzelangaben den Gesamtdurchfluss sämtlicher Rohrleitungen unmittelbar angibt, wird durch die Erfindung gelöst.
Die verschiedenen Konstanten der einzelnen Instrumente werden auf einen gemeinsamen Wert gebracht, u. zw. durch Stromwandlungsmittel, deren Erregung je von dem Wechselstrom eines einzelnen Strömungsmessers gesetzmässig beeinflusst wird, und die in einen gemeinsamen Stromkreis Wechselströme von gleicher Konstante entsenden und dadurch in dem letzteren einen Gesamtwechselstrom hervorrufen, der eine Messung und eine Registrierung des gesamten auf die verschiedenen Rohrleitungen verteilten Flüssigkeitsdurchflusses durch ein einzelnes Messinstrument oder einen einzelnen aus Zeigeramperemeter, Kurvenschreiber und Wattstundenzähler bestehenden Satz von Messinstrumenten ermöglicht.
. Bei dem weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiel wird in den Stromkreis jedes einzelnen Strömungsmessers ein Stromwandler mit solchem Übersetzungsverhältnis eingeschaltet, dass jedesmal das Produkt aus diesem Übersetzungsverhältnis und der Konstante des dazugehörigen Strömungsmessers denselben Wert ergibt. Dieses für jedes System von Stromwandler und Strömungsmesser gleiche Produkt ist die gemeinsame Konstante für die sämtlichen Systeme, die es ermöglicht, die von den Stromwandler kommenden Ströme in einem gemeinsamen Stromkreis zu sammeln und durch ein einzelnes Messinstrument oder einen Satz der eingangs erwähnten Instrumente den gesamten Flüssigkeitsdurchfluss zu messen und zu registrieren.
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In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine gemäss der Erfindung ausgeführte Anordnung zur Messung einer auf drei Leitungen verteilten Strömung und Fig. 2 einen einzelnen der dabei verwandten elektrischen Strömungsmesser in grösserem Massstabe. Durch die Druckleitungen 7 wird der in der Rohrleitung vor und hinter der Staudüse 10 herrschende Druck auf die aus Fig. 2 ersichtlichen Spiegel 21 und 22 der Quecksilbersäule 23 übertragen, so dass diese sich dem Druckunterschied entsprechend einstellt. Der in dem Raum 24 befindliche Teil der Quecksilbersäule bildet die Sekundärwicklung eines Transformators mit der Primärwicklung 25 und dem Kern 26.
Die Primärwicklung 25 ist mit der Leitung 4 induktiv verbunden und entnimmt aus dieser mehr oder weniger elektrische Energie, je nachdem das Quecksilber im Raume 24 in Abhängigkeit von der zu messenden Strömung höher oder tiefer steht.
In Fig. 1. sind die elektrischen Strömungsmesser 1, 2 und 3 mit Stromkreisen 4, 5 und 6 induktiv verbunden. In jedem dieser Stromkreise fliesst ein Wechselstrom, der von dem Stand des Quecksilbers in- dem zugehörigen Flüssigkeitsmesser so beeinflusst wird, dass er jederzeit dem Flüssigkeitsfluss der betreffenden Rohrleitung proportional ist. Die Strömungsmesser sind durch je eine Druckleitung 7, 8 und 9 an die eine Staudüse jf < ? enthaltenden Flüssigkeitsrohrleitungen angeschlossen. In jedem der Strömungsmesserkreise 4, 5 und 6 befindet sich ein Satz 12 von elektrischen Messinstrumenten der oben erwähnten Art, die an die durch eine konstante Wechselstromquelle gespeiste Leitung 11 angeschlossen sind.
Die einzelnen'elektrischen Strömungsmesser'besitzen ungleiche Konstanten. Jeder Strömung- messerkreis 4, 5 und 6 wird nun mit je einer an die Leitung 13 parallel angeschlossenen Zweigleitung 15, 16 und 17 unter Vermittlung von Stromwandler M, 19 und 20 elektrisch verbunden. Die Übersetzungsverhältnisse der Stromwandler sind in der angegebenen Weise so gewählt, dass die Ströme mit verschiedenen Konstanten in Ströme gleicher Konstante umgewandelt werden. Das Instrument 14, das nach dieser gemeinsamen Konstante geeicht ist, misst den Gesamtfluss der Flüssigkeitsmengen in den getrennten Rohrleitungen. Es kann ein Wattstundenmeter, ein Amperemeter, ein Amperestundenmeter oder ein beliebig anderes sein.
Ebenso können auch mehrere Messgeräte zur Messung und Registrierung des Gesamtdurchflusses in die Leitung 13 eingeschaltet werden.
Zur weiteren Erläuterung soll ein Zahlenbeispiel dienen : Es wird angenommen, dass bei 1 Amp. ein fliessender Strom in dem Stromkreis 4 100 Strömeinheiten, in dem Stromkreis 5 200 Strömeinheiten und in dem Stromkreis 6 300 Strömeinheiten anzeigt. Unter diesen Verhältnissen wird der Wechselstrom in den drei Zeigleitungen auf eine gemeinsame Konstante von 300 zu bringen sein. Der Stromwandler erhält daher in dem Stromkreis 4 ein Übersetzungsverhältnis von 3 : 1, in dem Stromkreis 5 ein solches von 3 : 2 und in dem Stromkreis 6 ein solches von 3 : 3. Während also die in den Strömungsmesserkreisen fliessenden Ströme verschiedene Konstanten besitzen, sind die in den Zeigleitungen fliessenden Ströme der gleichen Konstante (3 : 1) x 100 == (3 ;'2) x 200 = (3 : 3) x 300 = 300.
Als elektrische Strömungsmesser können natürlich in Verbindung mit dieser Schaltungsanordnung auch alle ändern bekannten Arten Verwendung finden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur elektrischen Messung und Registrierung des Gesamtdurchflusses einer auf mehrere getrennte Rohrleitungen verteilten Strömungsmenge unter Verwendung je eines elektrischen Strömungsmessers für jede Rohrleitung, wobei die einzelnen Strömungsmesser verschiedene Konstanten besitzen, gekennzeichnet durch Stromwandler (18, 19, 20), die je von dem Wechselstrom (4, 5 oder 6) eines einzelnen Strömungsmessers (1, 2 oder 3) erregt werden und derartige Übersetzungsverhältnisse erhalten, dass sie in einen gemeinsamen Stromkreis (13) Wechselströme von gleicher Konstante entsenden und dadurch in dem letzteren einen Gesamtwechselstrom hervorrufen,
der eine Messung und eine Registrierung des gesamten auf die verschiedenen Rohrleitungen verteilten Flüssigkeitsdurchflusses durch ein einzelnes elektrisches Messinstrument (14) oder einen einzelnen Satz von elektrischen Instrumenten ermöglicht.