DE1266031B

DE1266031B - Pneumatic speed sensor

Info

Publication number: DE1266031B
Application number: DE1966V0031475
Authority: DE
Inventors: Valentin Ferner
Original assignee: TELTOV GERAETE REGLER
Current assignee: TELTOV GERAETE REGLER
Priority date: 1966-07-09
Filing date: 1966-07-09
Publication date: 1968-04-11

Description

Pneumatischer Drehzahlgeber Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Drehzahlgeber, das ist ein Gerät, welches eine Drehgeschwindigkeit als pneumatischen Druck abbildet.Pneumatic speed sensor The invention relates to a pneumatic Tachometer, which is a device that provides a rotational speed as a pneumatic Print images.

Es sind pneumatische Drehzahlgeber bekannt, bei denen Fliehgewichte von dem Rotationskörper angetrieben werden, dessen Drehzahl gemessen werden soll. Die dabei an den Fliehgewichten auftretenden Zentrifugalkräfte werden gegen pneumatische Druckkräfte ausgewogen, so daß die am Meßrotor entstehenden Fliehkräfte proportional dem ausgesteuerten Druck sind. There are known pneumatic speed sensors in which flyweights are driven by the rotary body whose speed is to be measured. The centrifugal forces that occur on the flyweights are counteracted by pneumatic ones Compressive forces balanced so that the centrifugal forces arising on the measuring rotor are proportional the applied pressure.

Es sind auch pneumatische Drehzahlgeber bekanntgeworden, deren Wirkung darauf beruht, daß der Rotationskörper, dessen Drehzahl bestimmt werden soll, eine Luftpumpe antreibt, wobei die geförderte Luft über eine Düse abströmt. Der Druck vor der Düse ist dann ein Maß für die Drehgeschwindigkeit. Pneumatic speed sensors have also become known, their effect is based on the fact that the rotary body, the speed of which is to be determined, a Air pump drives, whereby the conveyed air flows out through a nozzle. The pressure in front of the nozzle there is then a measure of the rotational speed.

Abgesehen davon, daß in beiden Fällen ein verhältnismäßig großer technischer Aufwand erforderlich ist, steigt der Druck nicht linear, sondern quadratisch mit der Drehgeschwindigkeit an. Außerdem ist bei einer Messung nach dem Fliehkraftprinzip die Zufuhr von Hilfsenergie erforderlich. Apart from the fact that in both cases a relatively large one If technical effort is required, the pressure does not increase linearly, but quadratically with the speed of rotation. In addition, a measurement is based on the centrifugal force principle the supply of auxiliary energy is required.

Trotz des linearen Zusammenhanges zwischen der Drehgeschwindigkeit eines einer geradlinigen Potentialströmung ausgesetzten Rotationskörpers und dem an ihm entstehenden Differenzdruck ist der Magnus-Effekt für Einrichtungen zur praktischen Drehzahlmessung ungeeignet, weil der Aufwand für die Erzeugung und Einhaltung einer konstanten Strömung untragbar wäre. Despite the linear relationship between the speed of rotation a rotating body exposed to a rectilinear potential flow and the at it resulting differential pressure is the Magnus effect for facilities for practical Speed measurement unsuitable because the effort involved in generating and maintaining a constant flow would be unsustainable.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Drehzahlgeschwindigkeit unmittelbar und in einem linearen Verhältnis als pneumatischen Druck abzubilden, um ohne den bisherigen technischen und damit kostenmäßigen, aber auch räumlichen Aufwand ein sowohl für die Anzeige wie für Steuerungs- und Regelungszwecke verwendbares Signal zu bekommen. The object of the invention is to determine the speed of rotation directly and map it in a linear relationship as pneumatic pressure to without the previous technical and thus cost-related, but also spatial expenditure Signal that can be used for display as well as for control and regulation purposes to get.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß zwischen der Zylinderfläche des Rotors und der ihr gegenüberliegenden Fläche des Stators mindestens ein als Laminarwiderstand bemessener, mit nach außen führenden, dem Abgriff des Druckes innerhalb des Laminarwiderstandes dienenden Öffnungen verbundener Spalt angeordnet ist, dessen Enden gegeneinander, beispielsweise durch einen Schleifer, abgedichtet sind. This object is achieved in that according to the invention between the Cylindrical surface of the rotor and the opposite surface of the stator at least one measured as a laminar resistance, with leading to the outside, the tap of the Pressure within the laminar resistance serving openings connected gap is arranged, the ends of which against each other, for example by a grinder, are sealed.

Die Adhäsionskräfte bewirken, daß die an der Zylinderfläche des Rotors anliegende Luftschicht von jener mitgenommen wird und deren Geschwindigkeit annimmt, während die an der Zylinderfläche des Stators anliegende Luftschicht in Ruhe bleibt. Die Summe der Luftgeschwindigkeiten, die im Luftspalt auftreten, ergeben eine reduzierte Strömungsgeschwindigkeit, die etwa der halben Umfangsgeschwindigkeit des Rotors entspricht. The adhesive forces cause the on the cylinder surface of the rotor adjacent layer of air is carried along by the air and takes on its speed, while the layer of air lying on the cylinder surface of the stator remains at rest. the The sum of the air velocities that occur in the air gap results in a reduced Flow speed, which is about half the circumferential speed of the rotor is equivalent to.

Da in einem Laminarwiderstand Strömungsgeschwindigkeit und Druckgefälle in linearem Zusammenhang stehen, ist die an zwei Stellen des Laminarwiderstandes auftretende Druckdifferenz der jeweiligen im Spalt herrschenden reduzierten Strömungsgeschwindigkeit und damit der Umfangs geschwindigkeit des Rotors direkt proportional. Es ist aber nicht erforderlich, das Druckgefälle zu messen, es genügt, den Druck an einer Stelle zu messen, der dort der Drehrichtung entsprechend als Unter-oder Überdruck in Erscheinung tritt. Since in a laminar resistance flow velocity and pressure gradient are in a linear relationship, is that at two points of the laminar resistance occurring pressure difference of the respective reduced flow velocity prevailing in the gap and thus directly proportional to the circumferential speed of the rotor. But it is it is not necessary to measure the pressure gradient, it is sufficient to measure the pressure at one point to measure, which appears there as underpressure or overpressure according to the direction of rotation occurs.

Der gerätemäßigen Verwirklichung des Erfindungsgedankens bieten sich viele Möglichkeiten an. So ergibt eine Anordnung von zwei sich tangential berührenden Rotoren im Luftspalt eines Stators wegen des verringerten Innenwiderstandes ein besonders leistungsstarkes Gerät. The implementation of the inventive idea in terms of equipment is offered many possibilities. This results in an arrangement of two tangentially touching one another Rotors in the air gap of a stator because of the reduced internal resistance particularly powerful device.

Eine andere Ausführungsform ist die Ausbildung als Sonde, das ist ein den Laminarwiderstand enthaltender Körper, der an eine Zylinderfläche des Rotors anzulegen ist, wobei an einem mit dem Laminarwiderstand verbundenen Stutzen der der Umfangsgeschwindigkeit proportionale Druck abgenommen werden kann. Another embodiment is the training as a probe, that is a body containing the laminar resistance, which is attached to a cylindrical surface of the rotor is to be applied, with the the circumferential speed proportional pressure can be taken off.

An Hand von drei Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen die zugehörigen Zeichnungen in F i g. 1 eine Schnittdarstellung des Drehzahlgebers mit einem Rotor, F i g. 2 eine Schnittdarstellung mit zwei Rotoren, F i g. 3 den Drehzahlgeber als Sonde. The invention is explained in more detail using three exemplary embodiments. It shows the associated drawings in FIG. 1 is a sectional view of the speed sensor with a rotor, FIG. 2 shows a sectional view with two rotors, FIG. 3 den Speed sensor as a probe.

In dem Gehäuse (Stator) 1 läuft der walzenförmige Rotor 2 um, dessen Umlaufgeschwindigkeit zu messen ist. Der zwischen dem Stator 1 und dem Rotor 2 angeordnete Spalt 3 ist so bemessen, daß beim Umlauf des Rotors 2 nur laminare Strömung (Reibungsströmung) auftreten kann. Die Geschwindigkeitsverteilung der Luftschichten im Spalt 3 geht von Null am Stator 1 linear bis zu der Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 2. Die reduzierte Strömungsgeschwindigkeit im Spalt 3 ist etwa gleich der halben Umfangsgeschwindigkeit. Der dadurch an den beiden, durch einen Schleifer 5 im Spalt 3 gegen Kurzschluß getrennten Druckstutzen 4 a, 4b auftretende Druck, in Drehrichtung dem Druckstutzen 4a als Überdruck dem gegenüberliegenden Druckstutzen 4 b als Unterdruck abnehmbar, ist der Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 2 direkt proportional, also ein Maß für diese und damit für die Drehzahl. Dieser Druck ist auf bekannte Weise für die Zwecke der Signalisation, Steuerung oder Regelung weiterverwendbar. In the housing (stator) 1, the cylindrical rotor 2 rotates, its Circulation speed is to be measured. The one between the stator 1 and the rotor 2 arranged Gap 3 is dimensioned so that when the rotor 2 rotates, only laminar flow (frictional flow) can occur. The speed distribution of the air layers in gap 3 goes from zero at the stator 1 linearly up to the peripheral speed of the rotor 2. The The reduced flow speed in the gap 3 is approximately equal to half the circumferential speed. The thereby separated at the two by a grinder 5 in the gap 3 against short circuit Pressure connection 4 a, 4b occurring pressure, in the direction of rotation the pressure connection 4a as Overpressure of the opposite pressure port 4 b can be removed as a negative pressure the peripheral speed of the rotor 2 is directly proportional, so a measure for this and thus for the speed. This pressure is known for the purposes of the Signalization, control or regulation can still be used.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind zwei Rotoren 6, 7 so angeordnet, daß sie sich tangential berühren, wodurch die mit dem sie umgebenden Stator 8 gebildeten Spalte 9, 10 in die Über- und Unterdruckseite gegliedert werden, denen die Druckstutzen 11 a, 11 b zugeordnet sind. In the embodiment according to FIG. 2, two rotors 6, 7 are arranged so that that they touch each other tangentially, as a result of which they are formed with the stator 8 surrounding them Column 9, 10 are divided into the positive and negative pressure side, which the pressure port 11 a, 11 b are assigned.

Diese Ausführung eignet sich auch als Luftförderer für die Versorgung von Geräten mit Hilfsluft niedrigen Druckes. This version is also suitable as an air conveyor for the supply of devices with low pressure auxiliary air.

Eine weitere Ausführung nach F i g. 3 stellt eine Sonde 13 dar, welche an den walzenförmigen Rotor 12 so anzulegen ist, daß die in sie eingearbeitete Aus- nehmung dem Rotor 12 zugekehrt ist und mit dieseim den als Laminarwiderstand wirkenden Spalt 14 bilß det. An dem Druckstutzen 15 tritt ein der Umfangsgeschwindigkeit proportionaler Druck auf. Another embodiment according to FIG. 3 illustrates a probe 13 which is to be applied to the cylindrical rotor 12 in such a way that the design incorporated into it taking facing the rotor 12 and with this in the gap acting as a laminar resistance 14 picture det. At the pressure port 15 occurs a speed proportional to the circumferential speed Pressure on.

Claims

Claims: 1. Pneumatic speed sensor with at least one, rotor driven by the speed to be measured, marked as a result, that between the cylinder surface s rotor (2) and the surface opposite it of the stator (1) at least one dimensioned as a larbar resistance, with to the outside leading, the tapping of the pressure within the laminar resistance serving openings (4 a; 4 b) connected gap (3) is arranged, the ends of which against each other, for example are sealed by a grinder (5).

2. Pneumatic speed sensor according to claim 1, characterized in that that two synchronously and in opposite directions driven by the speed to be measured, themselves tangentially contacting rotors (6; 7) in a common stator (8) with them this a laminar gap flow ensuring gap (9; 10) forming, arranged are.

References considered: U.S. Patent No. 2,660 886.