AT204307B - Verfahren und Einrichtung zur Kompensation der Wärmeverluste in Meßleitungen - Google Patents

Description

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  Verfahren und Einrichtung zur Kompensation der Wärmeverluste in   Messleitunge   
Misst man Wärmeinhalt oder Temperatur eines Gases oder Dampfes indem man einen Teilstrom aus dem Hauptstrom abzweigt, dann fälschen die Wärmeverluste in der Zuleitung zum Messapparat das Messergebnis. Bei der Messung der Dampffeuchtigkeit verursachen überdies Änderungen des Kesseldruckes entsprechende Änderungen der Sattdampftemperatur und damit Kondensation oder Verdampfung an der Wand der Messleitung, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt verfälscht wird. 



   Nach der Erfindung werden die Wärmeverluste in der Messleitung dadurch kompensiert, dass vom Messpunkt zur Anzeigestelle zwei oder mehrere Messleitungen mit gleichem Durchmesser und gleichen Wärmeverlusten durch die Isolation angeordnet werden, wobei die Strömungsgeschwindigkeiten des Mediums in den Messleitungen verschieden gross gewählt werden und aus dem Unterschied des Wärmeinhaltes in den einzelnen Messleitungen an der Anzeigestelle auf den Wärmeinhalt am Messpunkt (an der   Verzweigungsstedle)   rückgeschlossen und dieser zur Anzeige gebracht wird. 



   In jeder Messleitung wird ein Wärmeinhaltsmesser angeordnet und die im Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit vervielfachte Differenz zweier Anzeigen zur kleineren Anzeige addiert. Dadurch wird der wahre   Messwert   an der Verzweigungsstelle angezeigt, unabhängig von der Grösse der Wärmeverluste. 



   Damit Veränderungen des Wärmeinhaltes richtig angezeigt werden, muss die Verzögerung in den beiden Messleitungen gleich gross sein ; es muss daher der Wasserwert der Messleitungen dem Wasserwert der in der Zeiteinheit durch diese hindurchströmenden Mengen proportional sein. 



   Um gleiche Wärmeverluste durch die Isolation zu erzielen, werden die Messleitungen einzeln isoliert und ausserdem in einem gemeinsamen Schutzrohr untergebracht, welches aussen isoliert ist. 



   Die Rohrleitungen können jede für sich eine Entnahmestelle besitzen oder an eine gemeinsame Entnahme anschliessen, wobei aber die Gabelung möglichst nahe der Entnahme- stelle liegen muss, da nach dem Messprinzip der Wärmeinhalt am Beginn der Gabelung gemessen wird. 



   Zur Messung des Wärmeinhaltes können elektrische Messgeräte z. B. Thermoelemente am Ende der beiden Messleitungen vorgesehen sein. Die Differenz deren Anzeigen wird durch Mehrfachelementschaltung entsprechend vervielfacht und der Anzeige einer Leitung elektrisch hinzugezählt. 



   Vorteilhaft erfolgt die Anzeige mechanisch, indem das Medium am Ende der   Messleitung   durch Messrohre strömt und die Längen- änderungen der Messrohre gegeneinander und gegenüber einem Temperaturbezugspunkt z. 



  B. einem auf konstanter Temperatur gehaltenen Bezugsrohr angezeigt werden, siehe das Messverfahren nach der österr. Patentschrift Nr.   185 139"Dampffeuchtigkeitsmesser".   



   In Fig. 1 und 2 sind Ausführungsbeispiele beschrieben- in Fig. 1 ist die Schaltung und die Anzeige, in Fig. 2 lediglich die Anzeige dargestellt. Es bedeutet 1 die Rohrleitung, in der das zu messende Medium strömt, 2 ein in der Leitung vorhandener Widerstand z. B. eine Messblende, 3 die Entnahme für die Messleitungen, 4 und 4', die zu den Messapparaten 5 und   5'führen.   



   Nach den Messapparaten wird das Medium beider Leitungen vereinigt und in einem Rohr 6 wieder in den Hauptstrom zurückgeführt. 



   In Fig. 1 liegen die Messrohre 5 und 5' hintereinander, die daran angreifenden Haupthebel 9 und 9'bewegen sich um einen Drehpunkt am Bezugsrohr 7. Mit Hilfe des Korrekturhebels 10 wird die Differenz der Anzeigen der beiden Haupthebel vervielfacht und damit auf der Skala 8 der wahre Wert angezeigt In Fig. 2 wird die Längenänderung der Messrohre 5 und 5'durch einen Korrekturhebel 11 vervielfacht und der Haupthebel   12.   dessen Drehpunkt am Bezugsrohr 7 liegt,, zeigt an der Skala 8 den wahren Wert. 



   Wenn eine Verschiebung der Skala möglich ist, dann kann der Korrekturhebel die Skala und der Haupthebel den Messzeiger betätigen oder die Funktion getauscht werden. 



   Verursachen die Isolationsverluste eine Ab- 

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 nahme der Temperatur des Mediums, dann sind die Temperaturen am Ende der Messleitungen und damit die Isolationsverluste nicht mehr genau gleich. In diesen Fällen wird die übersetzung des Korrekturhebels entsprechend geändert. 



   Das Verfahren eignet sich gut zur Fernmessung, insbesondere zur mechanischen Abgabe von Impulsen zum Zweck der Regelung oder des Alarmes. Es können z. B. bei einem Kessel die Temperaturen des Speisewassers, des Heissdampfes, der Abgase und die Dampffeuchtigkeit an der Schalttafel mechanisch angezeigt, geschrieben und für Alarm-, Sichzrheits- oder Regelzwecke verwendet werden. 



   Bei der Feuchtigkeitsmessung z. B. beeinflusst das Verhältnis der Geschwindigkeit in der Entnahmeleitung zu der Geschwindigkeit im Hauptrohr das Ergebnis der Messung. Zur Einstellung des Mengenstromes in den Messleitungen werden in diesem Falle Drosselorgane eingeschaltet die vorzugsweise gemeinsam für beide Messleitungen wirken. In den einzelnen Messleitungen sind dann Regel- drosselorgane eingeschaltet, welche das. 



  Mengenverhältnis einzustellen gestatten. Bei Dampffeuchtigkeitsmessern kann die Ent- nahmegeschwindigkeit mit Hilfe des Druck- abfalles im überhitzer durch eine Blende selbsttätig eingestellt werden. Diese Blenden werden möglichst nahe an der Entnahme-. stelle angeordnet, am besten wird die Blende direkt an die Entnahmestelle gelegt und da- hinter die Einzelblenden für die Einstellung des Mengenverhältnisses. 



   Um bei der Drosselung des Mediums mit gleichzeitiger überhitzung verschiedene Tem- peraturen in den beiden Leitungen und damit einen störenden Wärmefluss zwischen den
Leitungen zu vermeiden, kann z. B.   mög-   lichst nahe der Entnahmestelle eine Drosse- lung erfolgen, bei der Sattdampf entsteht und erst kurz vor dem Messrohr eine zweite
Blende die Drosselung auf Heissdampf be- wirken. 



   Mit drei Messleitungen kann die Dampf- feuchtigkeit dreifach gemessen, ein Mittel- wert gebildet und dadurch störende Einflüsse der Entnahme ausgeschaltet werden. 



   Bei feuchtem Hochdruckdampf genügt oft die Drosselung auf Atmosphärendruck nicht um Heissdampf zu erzeugen, ebenso auch bei niedrigen Drücken, wenn die Isolationsver- luste erheblich sind. In solchen Fällen wird das Medium in beiden Leitungen vor oder an der Messstelle geheizt. Wird die Heizleistung in beiden Leitungen gleich gross gehalten, dann ist die Anzeige von der Stärke der Be- heizung, z. B. Spannungsänderung bei elek-   trischer   Beheizung, unabhängig, solange sie in den beiden Leitungen gleich gross ist. Die Heizung stellt gewissermassen einen negativen   I "o1ationsverlust dar. L   
In manchen Fällen wird vorteilhaft zum Messapparat nicht das Medium selbst sondern ein Hilfsmedium geführt, das z. B. Wärme vom Hauptstrom aufnimmt und dem   Mess-   apparat zuführt.

   Das   Hiifsmedium kann   in geschlossenem Kreislauf geführt werden.
Vorteilhaft kann das Verfahren der Wärme-' inhaltsmessung mit einer Mengenmessung kombiniert werden. 



   Insbesondere bei   R. zungen   ist nicht nur der Momentanwert der Anzeige sondern auch die Veränderungstendenz von Interesse. 



   Um die Tendenz der   Veränderung   anzuzeigen, werden zwei   Messleitungen   angeordnet. in welchen das Verhältnis des   Wasserwerfer   der in der Zeiteinheit durch die jeweilige   Messleitung hindurchströmenden Menge zum    Wasserwert dieser Leitung verschieden ist und dadurch eine   verschiedene Verzögerung   der Anzeige in den einzelnen Leitungen erreicht. Durch einfache mechanische Hebel- übersetzung oder durch elektrische Differenztemperaturmessung wird die Differenz zwischen den beiden Anzeigen mit verschiedener   Verzögerung   zur Anzeige der Tendenz der   Veränderung verwendet.

   Vorteilhaft werden    drei Messleitungen vorgesehen, wobei zwei mit gleicher   Verzögerung   den Messwert anzeigen und der Unterschied der Anzeige der dritten Messleitung mit geänderter Verzögerung gegenüber den andern   beiden Leitungen zur   Anzeige der Tendenz verwendet wird. 



   In der vorstehenden Beschreibung sind nur   einige Ausführungsbeispie ! e des Erfindungs-    gedankens angeführt. Es sind aber auch noch andere, hier nicht angeführte Ausführungen und Anwendungsgebiete des Verfahrens   mög-   lich. So können z. B. insbesondere die in dem Patent   Feuchtigkeitsmesser"   angeführten Verfahren und Einrichtungen mit dem Vorstehen- den vorteilhaft kombiniert werden. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Kompensation der Wärme- verluste in Messleitungen, dadurch gekenn- zeichnet, dass vom Messpunkt zur Anzeigestelle zwei oder mehrere Messleitungen mit dem gleichen Durchmesser und gleichen Wärme- verlusten durch die Isolation angeordnet wer- den, wobei die   Strömungsgeschwindigkeiten   des Mediums in den Messleitungen verschieden gross gewählt werden und aus dem Unterschied des Wärmeinhaltes in den einzelnen Mess- leitungen an der Anzeigestelle auf den Wärme- inhalt am Messpunkt (an der Verzweigungs- stelle) rückgeschlossen und dieser zur An- zeige gebracht wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch ge- kennzeichnet, dass in jeder Messleitung ein <Desc/Clms Page number 3> Wärmeinhaltsmesser angeordnet ist und die im Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeiten vervielfachte Differenz zweier Anzeigen zur kleineren Anzeige addiert wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messleitungen von einem Hilfsmedium durchflossen werden, welches gegebenen Falles im geschlossenen Kreislauf geführt wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium in den Messleitungen vor oder an der Messstelle beheizt wird.

   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserwert der Messleitungen dem Wasserwert der in der Zeiteinheit durch diese hin- durchströmenden Mengen proportional ist.

   6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium durch Messrohre strömt, ein auf konstanter Temperatur gehaltenes Bezugsrohr vorgesehen ist und ein Anzeigegerät, die Längen- änderungen der Messrohre gegeneinander und gegenüber dem Bezugsrohr anzeigt.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenänderungen EMI3.1 (1os, der an den beiden Haupthebeln gelagert ist, der Anzeige eines der beiden Haupthebel mechanisch hinzugezählt wird.

   8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenänderung der Messrohre gegeneinander durch einen Korrekturhebel (11) vervielfacht wird, an dessen Ende der Haupthebel (12) angreift, der seinen EMI3.2 Messrohre gegeneinander durch einen Korrekturhebel und die Längenänderung eines Messrohres gegenüber einem Bezugsrohr durch einen Haupthebel angezeigt wird, wobei einer dieser Hebel die Skala und der andere den Messzeiger bewegt.

   10. Einrichtung zur Duchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Messung des Wärmeinhaltes elektrische Messgeräte z. B.

   Thermoelemente am Ende der beiden Messleitungen vorgesehen sind und die Differenz deren Anzeigen durch Mehrfachelementschaltung entsprechend vervielfacht und der An- zeige einer Leitung elektrisch hinzugezählt wird.

   11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Wasserwertes der in der Zeiteinheit durch die jeweilige Messleitung hindurchströmenden Menge zum Wasserwert die- EMI3.3 Leitungen erreicht wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen den beiden Anzeigen mit verschiedener Verzögerung zur Anzeige der Tendenz der Ver- änderung verwendet wird, die z. B. durch einfache mechanische Hebelübersetzung oder durch elektrische Differenztemperaturmessung angezeigt wird.

   13. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass drei Messleitungen vorgesehen sind, wobei zwei mit, gleicher Verzögerung die wahre Anzeige bewirken und die dritte mit geänderter Verzögerung zur Anzeige der Tendenz verwendet wird.

   14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des Mengenstromes in den Messleitungen Drosselorgane, vorzugsweise Blenden, eingeschaltet sind.

   15. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Gabelung der Messleitungen ein gemeinsames Drosselorgan vorgesehen ist.

   16. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Messleitungen isoliert und ausserdem in einem gemeinsamen Schutzrohr untergebracht sind, um eine gleichmässige Abstrahlung zu erzielen.

   17. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Entnahmestelle eine Drosselblende angeordnet ist, hinter welcher noch Sattdampf entsteht und erst kurz vor dem Messrohr eine zweite Blende die Drosselung auf Heissdampf bewirkt.