CH683376A5 - Durchflussmesser-Prüfgerät. - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Durchflussmesser-Prüfgerät zum Überprüfen von Durchflussmessern, die nicht gleichmässige pulsierende Ausgänge haben, indem ein Zylinder mit einem Bezugsvolumen verwendet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere ein solches Durchflussmesser-Prüfgerät, das die Funktion eines Berechnungsgerätes aufweist, zum Berechnen der Anzahl von Probeläufen, die notwendig sind, um eine erforderliche Wiederholbarkeit des Prüftestes zu erreichen, indem ein geringes Prüfvolumen verwendet wird.

Es gibt zwei übliche Verfahren zum Überprüfen von Durchflussmessern, eines davon ist das sogenannte «Verfahren zur absoluten Prüfung», wobei ein zu überprüfender Durchflussmesser mit einem Präzisionszylinder in Reihe geschaltet wird, wobei letzterer ein kalibriertes Bezugsvolumen enthält, wobei abgelesen und direkt verglichen wird die Verdrängung des Strömungsmediums vom Bezugsvolumen durch den kalibrierten Abschnitt im Zylinder, auf der einen Seite, mit dem vorerwähnten Volumen oder Gewicht des Strömungsmediums, andererseits. Das andere übliche Verfahren ist das sogenannte «Vergleichsverfahren», wobei das Ablesen des Durchflussmessers mit einem Standard-Durchflussmesser verglichen wird. Das «absolute Prüfverfahren» wird dann angewandt, wenn eine sehr genaue Fehlerkorrektur des Gerätes erforderlich ist. Im allgemeinen kann man sagen, dass das absolute Prüfverfahren in zwei Verfahren unterteilt werden kann. Das eine davon ist das «Gefäss-Ver-fahren», bei dem ein Standardgefäss verwendet wird, bei dem ein bekanntes Volumen vorhanden ist, durch das ein oberes und unteres Niveau definiert ist. Das andere Verfahren ist das «Leitungsverfahren», bei dem ein Leitungsstück mit einem Bezugsvolumen vorhanden ist, wobei sich das bekannte Volumen in einem kalibrierten Abschnitt mit gleichmässiger Querschnittsfläche befindet.

Mit dem «Behälter-Verfahren» kann man keine sehr hohe Leistungsfähigkeit beim Durchführen von Überprüfungstests erreichen, da hierfür viel Zeit und Arbeit erforderlich sind für das Ablesen der oberen und unteren Niveaus, Berechnen des Bezugsvolumens aus den Ablesungen usw. Umgekehrt ist es im Falle des «Leitungs-Verfahrens», da die ganzen Messpulse gezählt werden, die durch den zu überprüfenden Durchflussmesser erzeugt werden, wobei eine aus Gummi bestehende Kugel verwendet wird, die einen solchen Durchmesser hat, der etwas grösser ist als der Innendurchmesser des Leitungsabschnitts, der das Bezugsvolumen enthält, wobei diese Gummikugel innerhalb des Leitungsabschnitts durch einen geringen Druckunterschied in der Flüssigkeit innerhalb des Leitungsabschnitts bewegbar ist, wobei also die Gummikugel im Leitungsabschnitt zwischen zwei angeordneten Fühlern wandert. Das Ergebnis wird mit dem Bezugsvolumen verglichen, so dass es möglich ist eine Fernsteuerung zu erhalten und hierdurch ein automatisches Messen, um ein rationelles Verfahren beim Überprüfvorgang zu erzielen.

Im Hinblick darauf, dass die Entwicklung eines

Durchflussmessers dahingehend erfolgt, dass er eine immer höhere Genauigkeit aufweist und da er auch für verschiedenartige Strömungsmedien verwendbar sein soll, ist es notwendig, dass die Durchflussmesser nach dem «Leitungs-Verfahren» überprüft werden, und zwar in einer möglichst kurzen Zeit, so dass ein Prüfgerät mit einem kleinen Volumen (abgekürzt SVP) verwendet wird, welche sich durch seine verringerte Grösse auszeichnet, so dass es von einem Automobil oder einem anderen Fahrzeug leicht transportiert werden kann, und zwar infolge seines kurzen Leitungsabschnittes mit dem geringen Bezugsvolumen.

Das Arbeitsprinzip mit dem SVP-Gerät ist derart, dass ein Kolben abgedichtet und verschiebbar in einem Zylinder eingesetzt ist, welcher Zylinder eine gleichbleibende Querschnittsfläche aufweist, wobei der Zylinder durch einen kalibrierten Abschnitt des Zylinders hindurchwandert, wobei seine Endstellungen durch die Fühler wahrgenommen werden, so dass also durch den zu prüfenden Durchflussmesser eine konstante Volumenmenge des Strömungsmediums versetzt wird, und das Ablesen mit dem gemessenen Volumen des Strömungsmediums verglichen wird.

Die SVP-Systeme werden im Kapitel 4 «Proving System» im Manual der «Petroleum Measurement Standards» Ausgabe Juni 1988 durch «The American Petroleum Institute» erläutert.

Wie eingangs erläutert, verläuft das Verfahren zum Überprüfen eines Durchflussmessers nach dem SVP-Verfahren derart, dass das Volumen an Strömungsmedium innerhalb eines kalibrierten Abschnittes im Rohr mit dem Bezugsvolumen durch die Signale definiert wird, die von den Fühlern gegeben werden, und dass diese Signale mit der Anzahl an Messpulsen verglichen werden, die während der gleichen Zeitspanne vom Durchflussmesser abgegeben werden. Die Zeitspanne zwischen dem ersten Signal des Fühlers beim Beginn des Prüfdurchganges und dem ersten Messpuls der diesem Fühlersignal folgt sowie die Zeitspanne zwischen dem letzten Signal des Fühlers am Ende des Prüfdurchganges und dem Messpuls der diesem letzten Fühlersignal folgt, d.h. Volumen kleiner als die Messpuls-Zeitspanne, sind bestimmt als Verhältnisse zu der Anzahl an Hochfrequenz-Zeitpulsen, und ein Bruchteil des versetzten Volumens wird berechnet als Summe oder als Differenz zwischen diesen Verhältnissen (durch das Doppel-Zeit-Ver-fahren).

Da jedoch das Doppelzeit-Verfahren das Durchführen der Prüfung mit einer konstanten Durchflussrate erfordert und ein Entstehen der Messpulse bei einer gleichbleibenden Puls-Zeitspanne, d.h., wenn die Durchflussrate variiert oder die Pulse werden bei nicht gleichmässiger Puls-Zeitspanne abgegeben, können die Prüfresultate entsprechende Fehler aufweisen.

Die Streuung der Zeitspanne der Pulse des Durchflussmessers, abhängig von der Art des jeweiligen zu prüfenden Durchflussmessers, wird aufgezeichnet. So wird z.B. ein Turbinen-Durchflussmesser, bei dem ein Rotor, der drehbar ist im Verhältnis zur zu messenden Durchflussrate, nahe dem

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Fühler des Durchflussmessers angeordnet, so dass er Pulse mit der gleichen Zeitspanne abgibt und zwar in einem ausgezeichneten SN-Verhältnis, während eine Puls-Streuung bei einem solchen Durchflussmesser auftreten kann, der einen drehbaren Übertragungsteil aufweist, wie z.B. einen Zahnradtrieb zwischen einem Rotor und einem Messpulse erzeugenden Generator, oder wenn ein Durchflussmesser vorhanden ist mit dem eine Strömungsmenge versetzt wird, wobei der Drehwinkel des Rotors nicht proportional ist der Versetzung durch den Durchflussmesser.

Im vorerwähnten Handbuch des «American Petroleum Institute» (API) wird vorgeschlagen, dass im Falle eines Durchflussmessers, der einen Rotor aufweist, der angrenzend an den Messpuls-Generator angeordnet wird, der Prüftest fünfmal durchgeführt werden soll (bei fünf Probedurchgängen) um eine Mess-Wiederholbarkeit von 0,05% zu erreichen und dass ein Messfaktor (in Liter pro Puls) berechnet werden soll als Mittelwert derjenigen Werte, die bei diesen fünf Probedurchgängen erhalten werden.

Bei einem Prüftest eines Durchflussmessers, bei dem Pulse mit ungleichmässiger Zeitspanne bei bestimmten Durchflussraten erzeugt werden, ist es notwendig, die Anzahl der Kolbenwege zu erhöhen (im folgenden als Anzahl der Probedurchgänge bezeichnet), oder es muss eine grössere Zulässigkeit der Wiederholbarkeit festgesetzt werden.

Wenn zum Beispiel eine Wiederholbarkeit von nicht grösser als 0,1% erreicht werden soll, ist es notwendig, 10 Probedurchgänge durchzuführen. Wenn weiterhin die Anzahl der Probedurchgänge erhöht wird, wird auch die Wiederholbarkeit des Durchflussmessers erhöht und weiterhin wird die Qualität der von einer Einrichtung erzielte Wert verbessert.

Im erwähnten Handbuch erfolgt aber keine Beschreibung des Verhältnisses zwischen einer Anzahl von Probedurchgängen, der erforderlichen Wiederholbarkeit und den Änderungen der Messpulse.

Es wird die Schaffung eines Durchflussmesser-Prüfgerätes bezweckt, mit dem eine bestimmte Anzahl von Probedurchgängen bestimmt werden kann, die notwendig ist um eine erforderliche Wiederholbarkeit bei einem Probetest eines Durchflussmessers festzulegen, der Pulse mit ungleichmässiger Zeitdauer erzeugt.

Das zu schaffende Durchflussmesser-Prüfgerät soll weiterhin so beschaffen sein können, dass mit ihm ein zuverlässiger Messfaktor erhalten werden kann und wobei die Zeit für den Prüftest durch Verringerung unnötiger Prüfdurchgänge verkürzt wird.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und Einzelheiten davon dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels, wobei der Aufbau des Durchflussmesser-Prüfgerätes schematisch dargestellt ist,

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm für ein Computer-Programm,

Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Prüfergebnisse dargestellt sind, die sich aus dem Verhältnis zwischen der Ungleichmässigkeit der Zeitspanne der Messpulse und der Wiederholbarkeit ergeben,

Fig. 4 zeigt ein Diagramm, bei dem die Prüfergebnisse dargestellt sind, die sich aus dem Verhältnis zwischen der erforderlichen Wiederholbarkeit (%) und einer Anzahl von Probedurchgängen ergeben, und

Fig. 5 ein Flussdiagramm einer zentralen Daten-Verarbeitungsanlage eines anderen Durchflussmesser-Prüfgerätes gemäss der Erfindung.

Um das vorerwähnte zu erzielen wird beim Erfindungsgegenstand ein Gerät vorgesehen, wie es aus Fig. 1 ersichtlich ist. Es wird ein Durchflussmesser überprüft, bei dem unregelmässige Pulse in Serie erzeugt werden. Es ist ein konstanter Strömungsfaktor bei einer konstanten Strömungsrate vorhanden, und dieser Durchflussmesser wird in Serie mit einem Zylinder geschaltet, der ein Bezugsvolumen enthält, wobei der Zylinder eine gleichbleibende Querschnittsfläche aufweist und einen Kolben enthält, der abgedichtet verschiebbar im Zylinder geführt wird und hierbei das Bezugsvolumen an Strömungsmedium versetzt, und zwar über einen kalibrierten Abschnitt des Zylinders, zum Bestimmen eines Messfaktors durch Vergleich der Anzahl von Pulsen des zu überprüfenden Durchflussmessers mit dem versetzten Bezugsvolumen. Das erfindungsgemässe Prüfgerät hat weiterhin eine zentrale Daten-Verarbeitungsanlage (CPU). Diese zentrale Daten-Verarbeitungsanlage ist eingerichtet zum Messen der Unregelmässigkeiten der Zeitspanne zwischen den Messpulsen, die durch den zu überprüfenden Durchflussmesser entstehen. Die vorerwähnte Daten-Verarbeitungsanlage ist weiterhin eingerichtet zur Berechnung der Anzahl von Messpulsen aus dem Bezugsvolumen und dem Messfaktor; die Anlage ist weiterhin eingerichtet zur Berechnung der Wiederholbarkeit eines Testlaufes gemäss dem Verhältnis zwischen der Wiederholbarkeit eines Testlaufs und der Unregelmässigkeit der Pulsabfolge für eine vorbestimmte Anzahl an Messpulsen. Die Anlage ist weiterhin eingerichtet zur Berechnung der erforderlichen Wiederholbarkeit des zu prüfenden Durchflussmessers gemäss dem Verhältnis zwischen der erforderlichen Wiederholbarkeit und der Anzahl der Probedurchgänge für eine Anzahl von Probeläufen, die zur Erreichung dieser Wiederholbarkeit notwendig sind. Das Durchflussmesser-Prüfgerät hat weiterhin ein Antriebssteuergerät für den Antrieb des Kolbens im Zylinder für das Bezugsvolumen gemäss dem Ausgangssignal der zentralen Daten-Verarbeitungsanlage. Das erfindungsgemässe Durchflussmesser-Prüfgerät kann auch den folgenden Aufbau haben. Das Prüfgerät dient zum Uberprüfen eines Durchflussmessers, durch den eine Serie von unregelmässigen Pulsen entstehen, mit einem konstanten Strömungsfaktor bei einer konstanten Strömungsrate, wobei dieser zu überprüfende Durchflussmesser in Reihe mit einem Zylinder geschaltet wird, der ein Bezugsvolumen enthält, wobei der Zylinder eine gleichbleibende Querschnittsfläche aufweist und einen Kolben enthält, der im Zylinder abdichtend verschiebbar ist und hierbei ein Standardvolumen an Strömungsme-

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dium über einen kalibrierten Abschnitt des Zylinders versetzt, um einen Messfaktor zu bestimmen durch Vergleich der Anzahl an Pulsen des zu überprüfenden Durchflussmessers mit dem versetzten Bezugsvolumen. Dieses Prüfgerät hat weiterhin eine zentrale Daten-Verarbeitungsanlage, die eingerichtet ist zur Vorbestimmung einer Anzahl von Probedurchgängen eines Probelaufes und zum Berechnen eines Messfaktors für die Anzahl der Probedurchgänge. Die vorerwähnte Daten-Verarbeitungsanlage ist weiterhin eingerichtet zum Berechnen der Standard-Abweichung der berechneten Messfaktoren. Die Daten-Verarbeitungsanlage ist weiterhin eingerichtet zum Abschätzen des Endverlaufs eines Uberprüfungstestes, wenn die Standard-Abweichung nicht grösser ist als die gegebene Wiederholbarkeit des Messfaktors, dass dann eine Anzahl von Probedurchgängen für einen Probelauf bestimmt wird und zwar gemäss dem Wert der Standard-Abweichung des Messfaktors, wenn diese Standard-Abweichung die gegebene Wiederholbarkeit übersteigt, und zwei Probeläufe durchgeführt werden, wenn die Anzahl an Probedurchgängen die gegebene Anzahl übersteigt. Das erfindungsgemässe Durchflussmesser-Prüfgerät hat weiterhin ein Antriebsteuergerät für den Antrieb des Zylinders für das Bezugsvolumen gemäss dem Ausgangsignal der zentralen Daten-Verarbeitungsanlage.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert:

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, aus dem der prinzipielle Aufbau des erfindungsgemässen Durchflussmesser-Prüfgerätes ersichtlich ist. Das Prüfgerät hat eine Leitung 1 für ein Strömungsmedium, ein Bypass-Ventil 2, einen zu überprüfenden Durchflussmesser 3, einen Generator 3a zum Erzeugen von Pulsen für die Flüssigkeitsrate. Das Prüfgerät hat weiterhin eine Prüfvorrichtung 4, die ein kleines Volumen beinhaltet, weiterhin einen Kolben 6, einen Zylinder 5, eine Kolbenstange 7, Fühler 8 und 9, eine Antriebseinheit 10, Leitungen 11 und 12, eine zentrale Daten-Verarbeitungsanlage (CPU) 13, ein Antriebssteuergerät 14 sowie Ventile 15 und 16.

Beim Prüfgerät nach Fig. 1 für den zu überprüfenden Durchflussmesser 3 dient der Zylinder 5 als ein Leitungsabschnitt für ein Bezugsvolumen, wobei der Leistungsabschnitt an beiden Enden verschlossen ist. Der Zylinder 5 ist innen sehr genau bearbeitet, so dass er einen ganz gleichmässigen Innendurchmesser aufweist. Der Kolben 6 ist mittels nicht dargestellter Abdichtmittel im Zylinder ohne jede Leckage verschiebbar. Vom Kolben 6 ragt einseitig die Kolbenstange 7 ab, die mit ihrem anderen Ende zur Antriebseinheit 10 führt, zum Antrieb des Kolbens 6, um diesen in axialer Richtung zu bewegen. Die Antriebseinheit 10 enthält einen nicht dargestellten Stellungs-Fühler, durch den der Verschiebeweg des Kolbens 6 wahrgenommen wird und ein Stellungssignal S3 abgibt, und zwar, falls notwendig, in einer Grössenordnung eines Mikrons. Die Fühler 8 und 9 liegen auf der Aussenseite und bei beiden Enden des Zylinders 5. Diese Fühler 8 und 9 geben Stellungssignale Si und S2 ab, wenn der Kolben 6 an den Messstellen der Fühler vorbeigeht. Die Rückwärtsbewegung des Kolbens 6 im Zylinder

5 wird gemäss von Befehlssignalen durch die CPU 13 gegeben, wodurch die Ventile 2, 15 und 16 entsprechend geschaltet werden.

Die Arbeitsweise des in Fig. 1 dargestellten Prüfgerätes für den zu überprüfenden Durchflussmesser ist folgendermassen:

Ein Überprüfungstest beginnt dann wenn die CPU 13 ein Startsignal abgibt, und zwar dann wenn sich der Kolben 6 in der mit gestrichelten Linien dargestellten Ausgangsstellung befindet. Das Antriebssteuergerät 14 stellt die Ventile 15 und 16 in ihre offene Stellung und das Ventil 2 in seine geschlossene Stellung, während die Antriebseinheit 10 bewirkt, dass sich der Kolben 6 mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt. Falls der Fluss des Strömungsmediums schwankt, wird die Verschiebegeschwindigkeit des Kolbens 6 gemäss dem Stellungssignal S3 gesteuert, so dass eine konstante Strömungsrate aufrechterhalten wird.

Wenn der Kolben 6 die Messstelle des Fühlers 9 passiert, wird ein Fühlersignal S2 abgegeben und der die Messpulse erzeugende Generator 3a des zu überprüfenden Durchflussmessers 3 erzeugt eine Serie von Pulsen Pm mit ungleichförmigen Zeitspannen zwischen den Pulsen, die gezählt werden, bis der Kolben 6 die Messstelle vom Fühler 8 erreicht. In der Zwischenzeit erzeugt die CPU 13 Zeitpulse mit einer hohen Frequenz (z.B. 100 kHz), wobei durch diese Massnahme ein Volumen weniger als ein Mass eines Pulses wahrgenommen wird, indem zwei aufeinanderfolgende Masspulse durch die Fühlersignale Si und S2 wahrgenommen, also ermittelt werden, so dass auf diese Weise ein Prüfdurchgang abgeschlossen ist.

Wenn ein Probedurchgang beendet ist wird das Ventil 15 geschlossen und die Bypass-Ventile 2 und 16 werden geöffnet, so dass der Kolben 6 in seine in Fig. 1 gestrichelt dargestellt Ausgangsstellung zurückgeht. Wenn die Messpulse Pm abgegeben werden und die Stellungen des Kolbens 6 beim vorerwähnten Zurückgehen in seine Ausgangsstellung nacheinander Fühlersignale Si und S2 gibt, die nicht gleich sind wie bei der Bewegung des Kolbens in der anderen Richtung, so kann das erzielte Prüfergebnis einen unentdeckten Fehler enthalten.

Wenn der Prüfungsdurchgang mehrere Male wiederholt wird tritt eine Abweichung zwischen den Ergebnissen der Prüfungsdurchgänge ein, die dem Ausmass der Ungleichförmigkeit entsprechen. Aus diesem Grund wird die Anzahl der Prüfungsdurchgänge erhöht, um die Sicherheit der Prüfungsergebnisse zu verbessern. Um die in Prozent-Werten ausgedrückte Wiederholbarkeit zu verbessern besteht ein Probelauf aus mehreren durchgeführten Prüfungsdurchgängen, wobei dann die Wiederholbarkeit der Prüfungsergebnisse aus der Wiederholbarkeit eines Probelaufes berechnet wird. Der Probelauf wird wiederholt, das heisst es werden zwei Probeläufe durchgeführt.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Probeergebnisses, wobei die Beziehung zwischen den Unregelmässigkeiten der Zeitspanne zwischen den Mess-Pulsen und den Wiederholbarkeiten von verschiedenen Durchflussmessern dargestellt ist. Es sind hierbei volumetrische Durchflussmesser A, B, C vorhanden,

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mit denen also gemäss Fig. 1 ein Volumen versetzt wird. Diese drei Durchflussmesser unterscheiden sich durch ihre Form voneinander.

Zusätzlich ist noch ein Turbinen-Durchflussmes-ser vorhanden. Jeder aktiv verdrängende, also volu-metrischer Durchflussmesser A, B und C ist mit einer Getriebeübertragung versehen. Im Koordinatensystem nach Fig. 3 ist auf der Abszisse die Standard-Abweichung 8i (%) der Unregelmässigkeit der Mess-Pulsspanne im Verhältnis zur Anzahl der gezählten Messpulse dargestellt. Auf der Ordinate ist die Wiederholbarkeit Ri (%) eines Probelaufes dargestellt. Es ergibt sich hieraus folgende Beziehung:

N = (C/Ri)a • 8| (1)

Aus dieser Beziehung ist ersichtlich, dass die Wiederholbarkeit Ri für einen Probelauf durch Verringern der Unregelmässigkeit 8i der Mess-Pulsspanne verbessert werden kann. Eine Konstante C und der Exponent a (z.B. a = 1,0; C = 4) werden durch ein funktionales Verhältnis bestimmt.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel von Probeergebnissen betreffend die Wechselbeziehung zwischen der erforderlichen Wiederholbarkeit (%) und der Anzahl an Probedurchgängen für die selben Durchflussmesser, die beim Prüftest nach Fig. 3 verwendet worden waren. Auf der Abszisse ist das Verhältnis der Anzahl der Probendurchgänge bezüglich von zwei Probeläufen angegeben, also diejenigen Probedurchgänge Np, die für zwei Probeläufe erforderlich sind. Auf der Ordinate ist die erforderliche Wiederholbarkeit R2 (%) dargestellt. Aus der Grafik nach Fig. 4 ergibt sich die erforderliche Anzahl an Probedurchgängen pro zwei Probeläufen aus der folgenden Formel:

Np = (RalRi)-15 (2)

Aus dieser Beziehung ist ersichtlich, dass durch Erhöhen der erforderlichen Anzahl an Probedurchgängen Np der Wiederholbarkeitswert sinkt und die Reproduzierbarkeit verbessert wird. Ein Exponent b (z.B. b = 0,8) wird durch eine funktionale Beziehung bestimmt.

Die vorliegende Erfindung erlaubt der CPU 13 die Anzahl der Probedurchgänge zu bestimmen, die notwendig ist um die erforderliche Wiederholbarkeit (%), basierend auf den in Fig. 3 und 4 ersichtlichen Daten, zu erreichen, nämlich: Berechnen der Anzahl von Probedurchgängen Np, die für zwei Probeläufe erforderlich sind und dann Geben eines Befehls an das Antriebssteuergerät 14 zum Wiederholen des Testes durch die erforderliche Anzahl an Durchgängen.

Fig. 2 zeigt ein Flussdiagramm für ein Computer-Programm, das aus den folgenden Schritten besteht:

Schritt 1: Die Unregelmässigkeit 8| (%) der Zeitspanne zwischen den Messpulsen, die vom zu überprüfenden Durchflussmesser erzeugt werden, werden gemessen, und zwar wenn das Bypass-Ventil 2 geöffnet ist und sich der Kolben 6 in Ruhe befindet. In diesem Zustand werden die Messpulse fortlaufend, also nacheinander durch Pulse (N) und eine Standard-Abweichung der Unregelmässigkeit Si von einem Durchschnittswert X abgetastet, d.h. wahrgenommen.

Schritt 2: Die zu sammelnde Anzahl Pg an Messpulsen wird berechnet aus den Messpulsen, dem Messfaktor K (Liter/Puls; Up und dem Bezugsvolumen des Prüfgeräts (WLiter).

Schritt 3: Die Wiederholbarkeit Ri (%) für einen Probelauf wird berechnet aus der erläuterten Formel (1), nämlich N = (C/Ri)a • 81, gemäss Fig. 3, wobei das Verhältnis zwischen der Wiederholbarkeit und der Unregelmässigkeit der Zeitspanne zwischen den Messpulsen dargestellt ist.

Schritt 4: Die Anzahl Np der Probepulse, die für zwei Probeläufe erforderlich sind, und zwar gemäss der angegebenen Formel (2), nämlich Np = (R2/R1) -t>, ist abgeleitet aus der Zuordnung zwischen der Wiederholbarkeit und der Anzahl Np an Probedurchläufen, gemäss Fig. 4.

Schritt 5: Von der CPU 13 wird ein Befehl «Zwei Läufe x Np» gegeben, zum Einstellen des Testverfahrens.

Schritt 6: Dem Antriebsteuergerät 14 wird ein Befehl gegeben zur Durchführung des Testes zum Überprüfen des Durchflussmessers gemäss dem eingestellten Testverfahren.

Bei den rechnerischen Vorgängen bestimmt der erste Schritt die Unregelmässigkeit 81 (%) der Zeitspanne zwischen den Pulsen des zu überprüfenden Durchflussmessers als Standard-Abweichungswert Si, und der zweite Schritt bestimmt die Anzahl der zu sammelnden Pulse in Proportion zur Bedeutung der Standard-Abweichung öi. Die Anzahl N der zu zählenden Messpulse wird bestimmt als ein Wert für die Wiederholbarkeit Ri für einen Probelauf. Da jedoch in der Praxis die Anzahl N der Messpulse abhängig vom jeweils zu prüfenden Durchflussmesser gleichbleibend ist und durch das beim Prüfgerät vorhandene kleine Bezugsvolumen ist ein spezielles Berechnen der vorerwähnten Anzahl N nicht nötig.

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm einer CPU für eine andere Ausführungsform des erfindungsge-mässen Prüfgerätes für einen Durchflussmesser. Die Anzahl Np von Prüfungsdurchgängen während eines Probelaufes, d.h. die Anzahl der Kolbenbewegungen für einen Probelauf wird z.B. im voraus festgesetzt. Der Messfaktor für jeden Probedurchgang wird berechnet und dann wird eine Standard-Abweichung 8 des berechneten Messfaktors bestimmt. Die Anzahl an Probedurchgängen für einen Probelauf, die notwendig ist zum Erhalten der Wiederholbarkeit, die gemäss dem Wert 8 der Stan-dard-Abweichung bestimmt wird, kann nunmehr bestimmt werden.

Schritt 1: Für die Probedurchlaufanzahl Np wird für eine gleichbleibende Durchflussrate der Wert «fünf» für einen Probelauf bestimmt.

Schritt 2: Von den mit dem Schritt 1 für alle fünf Probedurchgänge gemessenen Messfaktoren Mfi, Mf2, Mf3, M,4 und Mf5 wird der Durchschnittswert Mf berechnet.

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Schritt 3: Aus den fünf Messfaktoren Mfi Mfi> Mf5 für jeden Durchgang wird eine Fehlerabweichung i (i = 1, 2, ... 5) berechnet. Weiterhin wird der Durchschnittswert Mf der Messfaktoren berechnet, und dann wird eine Standard-Abweichung 8 aus der Quadratwurzel und der Fehlerabweichung berechnet.

Schritt 4: Wenn die berechnete Standard-Abweichung 8 kleiner oder gleich ist der Messgenauigkeit des Prüfgerätes, z.B. eine Genauigkeit von 0,013% des Bezugsvolumens, wird der Prüfungstest beendet, wird der Standard-Abweichungswert 8 als Wiederholbarkeit des Durchflussmessers ausgedruckt.

Schritt 5: Wenn die ermittelte Standard-Abweichung 8 grösser ist als die Genauigkeit des Prüfgerätes, also grösser ist als 0,013% des Bezugsvolumens, wird eine andere Wiederholbarkeit, z.B. B = 0,04%, erhalten und der Standard-Abweichungswert 8 wird in die folgende Gleichung eingesetzt: Np = (38/B)a (a: konstant) (3). Auf diese Weise wird der Wert Np der Probedurchgänge bestimmt, wenn der Test zur Überprüfung des Durchflussmessers mit zwei Läufen durchgeführt werden soll. Der Erfindung hat gemäss der Formel (3) einen Versuchswert von a = 0,8 erhalten.

Schritt 6: Durch Bestimmung des Wertes 8 für die Standard-Abweichung nach dem Schritt 3 und Einsetzen des Wertes B = 0,04% in die Formel (3) werden die Anzahl Np der Probedurchgänge berechnet, und zwar als Vielfache der ganzen Zahl N = 5, d.h. N < 5, N < 10, N < 15, N < 20, welcher Wert mit dem Ansteigen des Wertes 8 für die Standard-Abweichung ebenfalls ansteigt, und dann wird der hierzu entsprechende Wert N als Einstellwert genommen.

Schritt 7: Aufgrund des aus Schritt 6 bestimmten Wertes N für die Anzahl an Probedurchgängen, von z.B. N > 5, wird der Prüfungstest für den Durchflussmesser in zwei Läufen mit je fünf Durchgängen durchgeführt.

Schritt 8: Durch Datenverarbeitung der mit dem Schritt 7 erhaltenen Werte wird für jeden der zwei Probeläufe ein Messfaktor berechnet und schliesslich wird dann aus den zwei Probeläufen ein Messfaktor bestimmt und zwar als Mittelwert.

Aus der vorhergehenden Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist es möglich folgende Resultate zu erzielen:

Beim Prüfgerät nach Patentanspruch 1: Wenn ein Durchflussmesser überprüft werden soll, wobei bei Verwendung eines geringen Bezugsvolumens sich eine nicht gleichmässige Auslieferungsmenge pro Puls ergibt, wird mit der Erfindung die Möglichkeit gegeben automatisch eine bestimmte Anzahl von Proben zu bestimmen, die notwendig sind um eine erforderliche Wiederholbarkeit zu erhalten (wo bei üblichen Prüfverfahren eine grosse Anzahl von Probeläufen erforderlich ist, um die Wiederholbarkeit zu verbessern), weiterhin kann ein angemessener Messfaktor bestimmt werden und weiterhin können unnötige Tests und somit Zeit eingespart werden.

Bei einem Prüfgerät nach Patentanspruch 2: Da die Anzahl der Probedurchgänge, die zum Erreichen einer erforderlichen Wiederholbarkeit notwendig sind, bestimmt werden kann gemäss eines Versuchswertes, basierend auf der Standard-Abweichung des Messfaktors, der berechnet wird durch Einführen einer vorbestimmten Anzahl von Probedurchgängen für einen Probelauf bei gegebener Durchflussrate, kann die Überprüfung eines Durchflussmessers rationalisiert werden.

Im folgenden werden noch Erläuterungen zu Fig. 2 gegeben. Beim gezeigten Flussdiagramm mit den Schritten 1-6 sind die Blöcke 17-22 vorhanden. Zum Schritt 1 gehört der Block 17, usw. In den Block 17 kann folgender Schritt 1 eingetragen werden: Messen der Unregelmässigkeit 8i (%) der Zeitspanne zwischen den Pulsen eines Durchflussmessers, der sich in der Bypass-Stellung befindet. In den Block 18 kann folgender Schritt 2 eingetragen werden: Berechnen der Anzahl Pg von Messpulsen, die vom Messfaktor K (H/p) und dem Proben-Ausgangsvolumen (d) gesammelt werden. In den Block 19 kann folgender Schritt 3 eingetragen werden: Berechnen der Wiederholbarkeit Ri (%) aus dem Funktionsverhältnis N = (C/Ri)a • 8i aus Fig. 1. In den Block 20 kann für den Schritt 4 folgendes eingetragen werden: Berechnen von Np = (Ra/R-i)-0 durch Einsetzen des erforderlichen Wiederholbarkeit-Wertes anstelle von R2. In dem Block 21 kann für den Schritt 5 folgendes eingetragen werden: Einstellen des Testverfahrens durch Eingeben des Befehls «Zwei Läufe x Np» vom Computer. In den Block 22 wird eingetragen «Beginn».

Claims (2)

Patentansprüche

1. Durchflussmesser-Prüfgerät zur Überprüfung der Unregelmässigkeit, die beim pulsierenden Fördern mit einem gegebenen Messfaktor und einer konstanten Durchflussrate entstehen, gekennzeichnet durch einen Volumen-Bezugszylinder mit einer gleichmässigen Querschnittsfläche, der mit dem zu überprüfenden Durchflussmesser in Reihe geschaltet ist, mit einem Kolben, der abdichtend im Zylinder verschiebbar ist zum Verdrängen eines Bezugsvolumens eines Strömungsmediums durch einen kalibrierten Abschnitt des Zylinders, zur Bestimmung des Messfaktors durch Vergleich der Pulsanzahl die vom Durchflussmesser für das Bezugsvolumen erzeugt werden, mit einer zentralen Datenverarbeitungsanlage, die eingerichtet ist zum Messen der Unregelmässigkeiten der Zeitspanne zwischen den Messpulsen, die durch den zu überprüfenden Durchflussmesser entstehen, weiterhin zur Berechnung der Anzahl von Messpulsen aus dem Bezugsvolumen und dem Messfaktor, weiterhin zur Berechnung der Wiederholbarkeit eines Testlaufes gemäss dem Verhältnis zwischen der Wiederholbarkeit eines Testlaufes und der Unregelmässigkeit der Pulsabfolge für eine vorbestimmte Anzahl an Messpulsen, sowie zur Berechnung der erforderlichen Wiederholbarkeit des zu prüfenden Durchflussmessers gemäss dem Verhältnis zwischen der erforderlichen Wiederholbarkeit und der Anzahl der Probedurchgänge für eine Anzahl von Probeläufen, die zur Erreichung dieser Wiederholbarkeit notwendig sind, mit einem Antriebssteuergerät für den Antrieb

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2. Durchflussmesser-Prüfgerät zur Überprüfung der Unregelmässigkeit, die beim pulsierenden Fördern mit einem gegebenen Messfaktor und einer konstanten Durchflussrate entstehen, gekennzeichnet durch einen Volumen-Bezugszylinder mit einer gleichmässigen Querschnittsfläche, der mit dem zu überprüfenden Durchflussmesser in Reihe geschaltet ist, mit einem Kolben, der abdichtend im Zylinder verschiebbar ist zum Verdrängen eines Bezugsvolumens eines Strömungsmediums durch einen kalibrierten Abschnitt des Zylinders, zur Bestimmung des Messfaktors durch Vergleich der Pulsanzahl die vom Durchflussmesser für das Bezugsvolumen erzeugt werden, mit einer zentralen Datenverarbeitungsanlage, die eingerichtet ist zur Vorbestimmung einer Anzahl von Probedurchgängen eines Probelaufes und zum Berechnen eines Messfaktors für die Anzahl der Probedurchgänge, weiterhin zum Berechnen der Standard-Abweichung der berechneten Messfaktoren, und weiterhin zum Abschätzen des Endverlaufs eines Überprüfungstestes wenn die Standard-Abweichung nicht grösser ist als die gegebene Wiederholbarkeit des Messfaktors, dass dann eine Anzahl von Probedurchgängen für einen Probeiauf bestimmt wird und zwar gemäss dem Wert der Standard-Abweichung des Messfaktors wenn diese Standard-Abweichung die gegebene Wiederholbarkeit übersteigt, und zwei Probeläufe durchgeführt werden, wenn die Anzahl an Probedurchgängen die gegebene Anzahl übersteigt, und mit einem Antriebssteuergerät für den Antrieb des Zylinders für das Bezugsvolumen gemäss dem Ausgangssignal der zentralen Daten-Vorbereitungsanlage.

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