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Verfahren zur Messung einer veränderlichen Durchflussmenge
Die gebräuchlichen Durchflussmengenmesser arbeiten zum grossen Teil durch Messung des Differenzdruckes in einer Blende oder Düse.
Eine Anzeige und Registrierung der Messung ist nur mit komplizierten Apparaten möglich. Bei Gasen und Dämpfen ist bei allen Messmethoden der Einfluss des Druckes und der Temperatur sehr störend. Nach
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Es sind auchMengenmesser bekannt geworden, bei denen die Erwärmung des durchfliessenden Mediums durch Thermoelemente gemessen wird, und hiebei die Heizungs- oder Kühlungsintensität bei konstanter Temperaturdifferenz oder die Temperaturdifferenz bei konstanter Heizungs-oder Kühlungsintensität zur Anzeige verwendet wird.
Grundsätzlich erfolgt nach der Erfindung die Messung so, dass dem Medium Wärme zugeführt oder entzogen wird und Temperaturen mechanisch angezeigt und registriert werden. Für die Anzeige kann die Temperatur der Wand des Rohres, durch das das zu messende Medium oder das die Wärme zu oder abführende Medium fliesst, oder die Temperatur der Heizeinrichtung z. B. eines Heizdrahtes mechanisch durch die von ihr hervorgerufene Wärmedehnung gemessen werden und dann mechanisch oderelektrischangezeigt, registriert und gezählt werden.
Durch die an sich bekannte Parallelschaltung des Messrohres zu einem Hauptstrom kann die Gesamtmenge gemessen werden. Vorteilhaft wird im Hauptstrom eine Mcssblende oder sonst ein Widerstand eingeschaltet. Es genügt aber auch, den Widerstand der Rohrleitung selbst zu benützen, um den Teilstrom zu bewirken.
Zur Messung werden Einrichtungen verwendet, wie sie im wesentlichen in der österr. Patentschrift Nr. 185139 beschrieben sind. Im Nachstehenden sind Ausführungsformen beschrieben. Vorzugsweise wird die Längendehnung des vom Medium durchströmtun und beheizten oder gekühlten Messrohres gegenüber einem oder zwei vom gleichen jedoch unbeheizten, bzw. ungekühlten Medium durchflossenen Bezugsroh- ren gemessen. Dadurch wird der Einfluss des durchfliessenden Gewichtes durch die Temperaturänderung des Mediums und die vom durchfliessenden Gewicht abhängige Wärmeübergangszahl zur Anzeige verwendet. Der Apparat zeigt also grundsätzlich durchfliessendes Gewicht und nicht durchfliessende Volumen an, ein entscheidender Vorteil gegenüber den bisherigen Messeinrichtungen.
Soll der Einfluss der spezifischen Wärme verstärkt werden gegenüber derwärmeübergangszahl, dann wird vom Messrohr in der Richtung der Durchströmung des zu messenden Mediums zuerst ein Rohrstück beheizt oder gekühlt, der restliche Teil des Messrohres wirkt dann nur durch die Temperaturänderung des Mediums. Die Beheizung kann auch vor die Messstrecke gelegt werden.
Die Anzeige des Messgerätes ist meistens nicht linear und es muss dementsprechend die Skala eingeteilt werden und bei der Multiplikation mit der Temperatur muss dies berücksichtigt werden.
Die oder Abfuhr der Wärme kann auch durch ein Kühl-oder Heizmittel erfolgen, dessen Durchflussmenge vorzugsweise konstant gehalten und dessen Temperaturzunahme durch ein Messrohr gemessen wird, durch dessen Bezugsrohr das unbeheizt Mittel durchfliesst. Die Zu- oder Abfuhr der Wärme kann dadurch erfolgen, dass das vom Medium durchströmte Messrohr von einem konzentrischen Rohr umgeben ist, und das Kühl- oder Heizmittel durch den Ringraum strömt. Das Verfahren kann auch zur Anzeige von Wärmemengen verwendet werden, indem ein Messrohr die Menge anzeigt und ein zweites Messrohr die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf anzeigt, wobei durch die gemeinsamen beidenBe-
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zugsrohre das vor-oder rUdklaufende Medium strömt.
Die Anzeige des Mengenmessers kann in an sich bekannter Weise mittels Uhrwerk, Elektromotor od. dgl. und Planimetriereinrichtungen gezählt werden bzw. ein Durchschnittswert von der letzten Einstellung an gemessen werden.
Wichtig ist die Kompensation störender Einflüsse. Erfindungsgemäss wird der Einfluss veränderlicher Heizleistung oder veränderlicher Temperatur des Heiz-oder Kühlmittels dadurch kompensiert, dass eine zweite Messeinrichtung vorgesehen ist, bei welcher ein Vergleichsmedium den gleichen Veränderungen der Heizwirkung ausgesetzt wird und diese Veränderungen zur Korrektur der Hauptanzeige verwendet werden. So kann z. B. aus einem Gefäss mit Überlauf Wasser mit konstantem Druckgefälle durch ein Messrohr und die beidenBezugsrohre geführt werden. Das Messrohn wird durch die gleiche Wärmequelle beheizt wie dasHauptmessrohr, so dass Veränderungen der Heizwirkung sich als Veränderungen der Wärmedehnung des Messrohres auswirken.
Es kann auch das Wasser vor dem Messrohr der Wärmewirkung ausgesetzt werden.
Diese Veränderungen der Messrohrdehnung werden zur Kompensation der Anzeige des Hauptmessers in der Weise verwendet, dass z. B. die Skala des Hauptmessrohres verdreht oder verschoben wird und so für alle Anzeigen eine entsprechende Korrektur angebracht wird.
BeiDämpfen verändert sich mit zunehmender Überhitzung sowohl die spezifische Wärme als auch die Wärmeübergangszahl. Es ist daher vorteilhaft zur Korrektur der Hauptanzeige die Temperatur des zu messenden Mediums zu messen, bei Heissdampf vorzugsweise die Übertemperatur gegen Sattdampf. Es wird daher neben dem Hauptmessrohr ein Nebenmessrohr eingeschaltet, welches auf Sattdampftemperatur gehalten wird z. B. durch verdampfende Flüssigkeit, welche durch die Wärme des Messtnediums zur Verdampfung gebracht wird. Die Temperaturdifferenz zwischen diesem Hilfsmessrohr und dem Bezugsrohr wird zur Korrektur der Anzeige verwendet.
Die Mengenmessung kann auch indirekt erfolgen, indem die zu messende Mfic durch einen Wärmeaustauscher fliesst, in welchem Flüssigkeit verdampft wird und die verdampfte Menge das Messrohr eines Mengenmessers durchstreicht. Die Angabe dieses Mengenmessers ist indirekt e in Mass für die strömende Menge.
Die Mengenmessung kann auch so erfolgen, dass ein konstant strömendes Hilfstcodium, z.B. Wasser aus einem Gefäss mit Überlauf, das zu messende Medium kühlt odel erwärmt, wobel das Hilfsmedium im Ringraum zweier konzentrischer Rohre und das Medium im Innenrohr strömt. Die Erwärmung oder Ab- kühlung desHilfsmediums wird mittels des beschriebenen Mengenmessers gemessen.
Bei der Messung feuchter Dämpfe z. B., kann die Messung so erfolgen, dass mrder Dampfanteil gemessen wird. Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass der Messstrom in einem Ringrohr getnbrt wird und durch den Drall die feuchten Bestandteile von der inneren Messrohrwand abgehalten werden, so dass hier nur der reine Dampfstrom zur Wirkung kommt.
Diese Beheizung von innen her ist auch dann vorteilhaft, wenn dei Komponeuten, welche die Messung stören, durch den Drall von der Messrohrwand abgehalten werden.
Durch die Anordnung des Heizmediums oder der elektrischen Heizeinrichtung innerhalb eines Ringrohres kann der Wärmeverlust der Einrichtung verringert werden. Der Heizstab kann auch direkt im Messrohr liegen und seine Wärmedehnung gegenüber diesem kann als Mass für die durchfliessende Menge zur Anzeige verwendet werden.
Für die Ausbildung des Mengenmessers gelten auch alle jene Gesichtspunkte die in der österr. Patent-
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Nr.Ausführungsbeispiele gestatten die vielfältigsten Kombinationen, insbesondere bei der Ausschaltung störender oder besonderer Einflüsse.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Messung einer veränderlichen Durchflussmenge, dadurch gekennzeichnet, dass einem vom Medium durchströmten Rohr Wärme zu-oder abgeführt wird und die Änderung der Rohrwandtemperatur zur mechanischen Anzeige bzw. Registrierung und Zählung der Durchflussmenge verwendet wird.