CH684657A5 - Method and apparatus for detecting the flow in a pipe. - Google Patents

Method and apparatus for detecting the flow in a pipe. Download PDF

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CH684657A5
CH684657A5 CH47093A CH47093A CH684657A5 CH 684657 A5 CH684657 A5 CH 684657A5 CH 47093 A CH47093 A CH 47093A CH 47093 A CH47093 A CH 47093A CH 684657 A5 CH684657 A5 CH 684657A5
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temperature
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medium
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Wolfgang Huber
Peter Ries
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Landis & Gyr Tech Innovat
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Description

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CH 684 657 A5 CH 684 657 A5

Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur Erfassung des Durchflusses in einem Leitungsrohr gemäss den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 6. The invention relates to a method and a device for detecting the flow in a conduit according to the preambles of claims 1 and 6.

Solche Verfahren werden vorteilhaft zur Erfassung des Durchflusses eines flüssigen oder gasförmigen Strömungsmediums angewendet, wobei der erfasste Durchfluss beispielsweise der Energieverrechnung dienen kann. Such methods are advantageously used to record the flow rate of a liquid or gaseous flow medium, the flow rate recorded being used, for example, for energy billing.

Ein Verfahren zur Ermittlung des Durchflusses eines durch eine Drosselstelle strömenden Mediums ist aus DIN 1952 (Durchflussmessung mit Blenden, Düsen und Venturirohren in voll durchströmten Rohren mit Kreisquerschnitt, Deutsches Institut für Normung, Juli 1982) bekannt. Im Verfahren werden die Temperatur des Mediums und die Differenz der statischen Drücke über der Drosselstelle gemessen und danach der Durchfluss mittels einer Standardformel berechnet. A method for determining the flow of a medium flowing through a throttle point is known from DIN 1952 (flow measurement with orifices, nozzles and Venturi tubes in fully flowed tubes with a circular cross section, German Institute for Standardization, July 1982). In the process, the temperature of the medium and the difference between the static pressures above the throttle point are measured and the flow rate is then calculated using a standard formula.

Die Standardformel zur Berechnung des Volumendurchflusses q lautet demnach in einer ersten Gleichung (G1): The standard formula for calculating the volume flow q is therefore in a first equation (G1):

q = a • E • (d2Jt/4) • (2 • 8p/r)i'2 (Q1 ) q = a • E • (d2Jt / 4) • (2 • 8p / r) i'2 (Q1)

wobei a die Durchflusszahl, where a is the flow number,

E die Expansionszahl, E the expansion number,

d der Durchmesser der Öffnung der Drosselstelle, d the diameter of the opening of the throttle point,

8p die Druckdifferenz über der Drosselstelle und r die temperaturabhängige Dichte des Mediums ist. 8p is the pressure difference across the throttle point and r is the temperature-dependent density of the medium.

Mit kleiner werdender Druckdifferenz wird die Standardformel zunehmend ungenauer; die Einflüsse der Reynoldszahl und der Temperatur des Mediums werden relativ gross. As the pressure difference becomes smaller, the standard formula becomes increasingly imprecise; the influences of the Reynolds number and the temperature of the medium become relatively large.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Erfassung des Durchflusses anzugeben, das auch bei kleinen Volumenströmen genau ist, und eine Einrichtung zur genauen Erfassung des Durchflusses zu schaffen, die mit wenig Aufwand abgleichbar ist. The invention has for its object to provide a method for detecting the flow, which is accurate even with small volume flows, and to provide a device for accurate detection of the flow, which can be compared with little effort.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. According to the invention, the stated object is achieved by the features of claims 1 and 6. Advantageous configurations result from the dependent claims.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Einrichtung zur Erfassung des Durchflusses und Fig. 1 shows the basic structure of a device for detecting the flow and

Fig. 2 ein Datenflussdiagramm zum Abgleich der Einrichtung. 2 shows a data flow diagram for comparing the device.

In der Fig. 1 bedeutet 1 ein von einem flüssigen oder gasförmigen Strömungsmedium durchflosse-nes Leitungsrohr, welches eine Drosselstelle 2 aufweist. Eine Einrichtung zur Erfassung des Durchflusses q im Leitungsrohr 1 weist eine über der Drosselstelle 2 angeordnete Druckdifferenz-Messein-richtung 3, eine Temperatur-Messeinrichtung 4 sowie eine gestrichelt dargestellte Recheneinheit 5 auf. In FIG. 1, 1 means a conduit pipe through which a liquid or gaseous flow medium flows and which has a throttle point 2. A device for detecting the flow q in the conduit 1 has a pressure difference measuring device 3 arranged above the throttle point 2, a temperature measuring device 4 and a computing unit 5 shown in broken lines.

Mit der Temperatur-Messeinrichtung 4 ist die Temperatur T des Strömungsmediums messbar, während durch die Druckdifferenz-Messeinrichtung 3 die in DIN 1952 als Wirkdruck bezeichnete Druckdifferenz 5p im Strömungsmedium über der Drosselstelle 2 erfassbar ist. The temperature T of the flow medium can be measured with the temperature measuring device 4, while the pressure difference 5p in the flow medium above the throttle point 2, which is referred to as differential pressure in DIN 1952, can be detected by the pressure difference measuring device 3.

Der prinzipielle Aufbau der Recheneinheit 5 ist anhand eines Datenflussdiagrammes dargestellt. In der gewählten, aus der Literatur bekannten Darstellungsart (D. J. Hatley, I. A. Pirbhai: Stratégies for Real-Time System Spécification, Dorset House, NY 1988) bedeutet ein Kreis eine Aktivität (activity), ein Rechteck ein angrenzendes System (terminator) und ein Pfeil einen Kommunikationskanal (Channel) zur Übertragung von Daten und/oder Ereignissen, wobei die Pfeilspitze in die wesentliche Datenflussrich-tung zeigt. Ein Datenspeicher (pool), der allgemein mehreren Aktivitäten zur Verfügung steht, ist durch zwei gleich lange, parallele Linien dargestellt. Im weiteren ist beispielsweise eine Anordnung aus zwei durch einen Kommunikationskanal verbundene Aktivitäten mit einer einzigen Aktivität, welche alle Aufgaben der beiden Aktivitäten erfüllt, äquivalent. The basic structure of the computing unit 5 is illustrated using a data flow diagram. In the chosen type of representation known from the literature (DJ Hatley, IA Pirbhai: Stratégies for Real-Time System Specification, Dorset House, NY 1988), a circle means an activity, a rectangle an adjacent system (terminator) and an arrow a communication channel (channel) for the transmission of data and / or events, the arrowhead pointing in the essential data flow direction. A data store (pool), which is generally available for several activities, is represented by two parallel lines of the same length. Furthermore, for example, an arrangement of two activities connected by a communication channel is equivalent to a single activity which fulfills all the tasks of the two activities.

Aktivitäten sind als elektronische Schaltung und/oder als Prozess, Programmstück oder Routine verwirklicht. Activities are implemented as an electronic circuit and / or as a process, program piece or routine.

Die Recheneinheit 5 weist einen ersten Eingang 6 für einen ersten, der Temperatur T zugeordneten Kommunikationskanal 7, einen zweiten Eingang 8 für einen zweiten, der Druckdifferenz 8p zugeordneten Kommunikationskanal 9 und einen Ausgang 10 für einen dritten, dem Durchfluss q zugeordneten Kommunikationskanal 11 auf. Im weiteren verfügt die Recheneinheit 5 über eine erste Aktivität 12, eine zweite Aktivität 13 und einen mit der zweiten Aktivität 13 verbundenen Datenspeicher 14. Die erste Aktivität 12 ist mit der zweiten Aktivität 13 über einen vierten, der Dichte r des Strömungsmediums zugeordneten Kommunikationskanal 15 verbunden. The computing unit 5 has a first input 6 for a first communication channel 7 assigned to the temperature T, a second input 8 for a second communication channel 9 assigned to the pressure difference 8p and an output 10 for a third communication channel 11 assigned to the flow q. Furthermore, the computing unit 5 has a first activity 12, a second activity 13 and a data memory 14 connected to the second activity 13. The first activity 12 is connected to the second activity 13 via a fourth communication channel 15 assigned to the density r of the flow medium .

Der erste Kommunikationskanal 7 verbindet die Temperatur-Messeinrichtung 4 mit der ersten Aktivität 12 und auch mit der zweiten Aktivität 13, während der zweite Kommunikationskanal 9 von der Druckdif2 The first communication channel 7 connects the temperature measuring device 4 with the first activity 12 and also with the second activity 13, while the second communication channel 9 from the pressure dif2

5 5

10 10th

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ferenz-Messeinrichtung 3 zur zweiten Aktivität 13 führt. Über den dritten Kommunikationskanal 11 ist eine Anwendungseinheit 16 mit der zweiten Aktivität 13 verbunden. Reference measuring device 3 leads to the second activity 13. An application unit 16 is connected to the second activity 13 via the third communication channel 11.

Die Einrichtung zur Erfassung des Durchflusses im Leitungsrohr 1 ist in der Fig. 2 zur Durchführung eines Abgleichverfahrens mit einer gestrichelt dargestellten Abgleicheinrichtung 17 verbunden, welche eine dritte Aktivität 18 aufweist. Das Leitungsrohr 1 ist derart durch einen Referenz-Durchflussmesser 19 geführt, dass der Durchfluss des Strömungsmediums im Leitungsrohr 1 als ein Referenz-Durchfluss qR vom Referenz-Durchflussmesser 19 hochgenau erfassbar ist. The device for detecting the flow in the conduit 1 is connected in FIG. 2 to carry out a calibration method with a calibration device 17 shown in dashed lines, which has a third activity 18. The conduit 1 is guided through a reference flow meter 19 such that the flow of the flow medium in the conduit 1 as a reference flow qR can be detected with high precision by the reference flow meter 19.

Der Referenz-Durchflussmesser 19 ist beispielsweise ein bekannter magnetisch-induktiver Durchflussmesser. The reference flow meter 19 is, for example, a known magnetic-inductive flow meter.

Über den dritten Kommunikationskanal 11 ist der Durchfluss q von der zweiten Aktivität 13 zur dritten Aktivität 18 übertragbar. Im weiteren sind die Temperatur-Messeinrichtung 4 über den ersten Kommunikationskanal 7, die Druckdifferenz-Messeinrichtung 3 über den Kommunikationskanal 9 und der Refe-renz-Durchflussmesser 19 über einen fünften, dem Referenz-Durchfluss qR zugeordneten Kommunikationskanal 20 mit der dritten Aktivität 18 verbunden. The flow q can be transmitted from the second activity 13 to the third activity 18 via the third communication channel 11. Furthermore, the temperature measuring device 4 are connected to the third activity 18 via the first communication channel 7, the pressure difference measuring device 3 via the communication channel 9 and the reference flow meter 19 via a fifth communication channel 20 assigned to the reference flow qR.

Im weiteren ist die dritte Aktivität 18 mit Vorteil über einen sechsten Kommunikationskanal 21 mit dem Datenspeicher 14 verbunden. Furthermore, the third activity 18 is advantageously connected to the data memory 14 via a sixth communication channel 21.

Bei Bedarf ist zwischen der Recheneinheit 5 und der Abgleicheinrichtung 17 physikalisch nur ein einziger bidirektionaler Kanal verwirklicht, über den alle zwischen der Recheneinheit 5 und der Abgleicheinrichtung 17 auszutauschenden Daten leitbar sind. If required, only a single bidirectional channel is physically realized between the computing unit 5 and the matching device 17, via which all the data to be exchanged between the computing unit 5 and the matching device 17 can be conducted.

Die Fig. 1 zeigt den Datenfluss der Einrichtung in einer Betriebsphase, in welcher die Recheneinheit 5 aus der von der Temperatur-Messeinrichtung 4 gemessenen Temperatur T und der von der Druckdifferenz-Messeinrichtung 3 gemessenen Druckdifferenz Sp den für die Anwendungseinheit 16 benutzbaren Durchfluss q des beispielsweise in der Richtung eines Pfeiles 22 durch die Drosselstelle 2 fliessenden Strömungsmediums berechnet. 1 shows the data flow of the device in an operating phase, in which the computing unit 5, from the temperature T measured by the temperature measuring device 4 and the pressure difference Sp measured by the pressure difference measuring device 3, shows the flow q q usable for the application unit 16, for example in the direction of an arrow 22 through the throttle 2 flowing fluid.

Die zweite Aktivität 13 berechnet den Durchfluss q vorteilhaft nach einer neuen Formel unter Verwendung der Temperatur T, der von der ersten Aktivität 12 berechneten Dichte r des Strömungsmediums, der Druckdifferenz 8p sowie mindestens einer Berichtigungskonstante, einem Abgleichwert K und einer Abgleichtemperatur Ta- The second activity 13 advantageously calculates the flow q using a new formula using the temperature T, the density r of the flow medium calculated by the first activity 12, the pressure difference 8p and at least one correction constant, an adjustment value K and an adjustment temperature Ta.

In einer ersten vorteilhaften Variante der Recheneinheit 5 sind die Berichtigungskonstante/Berichtigungskonstanten, der Abgleichwert K und die Abgleichtemperatur Ta im Datenspeicher 14 abgespeichert und für die zweite Aktivität 13 verfügbar. In a first advantageous variant of the computing unit 5, the correction constant / correction constant, the adjustment value K and the adjustment temperature Ta are stored in the data memory 14 and are available for the second activity 13.

In einer zweiten vorteilhaften Variante der Recheneinheit 5 sind nur die Berichtigungskonstante/Berichtigungskonstanten sowie der Abgleichwert K im Datenspeicher 14 abgespeichert, während die Abgleichtemperatur Ta als ein vorbestimmter Wert der zweiten Aktivität 13 verwirklicht ist. In a second advantageous variant of the computing unit 5, only the correction constant / correction constant and the adjustment value K are stored in the data memory 14, while the adjustment temperature Ta is realized as a predetermined value of the second activity 13.

Mit einer einzigen Konstante Z hat die in der ersten Gleichung (G1) genannte Standardformel den Aufbau gemäss einer zweiten Gleichung (G2): With a single constant Z, the standard formula given in the first equation (G1) has the structure according to a second equation (G2):

q = Z ■ (8p/r)1/2 (G2) q = Z ■ (8p / r) 1/2 (G2)

Die einzige Konstante Z der zweiten Gleichung (G2) wird vorteilhaft durch das aus dem Abgleichwert K und einer ersten Berichtigungskonstante Di gebildete Produkt ersetzt, womit sich für die Standardformel der Aufbau nach einer dritten Gleichung (G3) ergibt: The only constant Z of the second equation (G2) is advantageously replaced by the product formed from the comparison value K and a first correction constant Di, which results in the structure according to a third equation (G3) for the standard formula:

q = K • Di - (Sp/r)i/2 (G3) q = K • Di - (Sp / r) i / 2 (G3)

Die neue Formel, mit welcher der berichtigte Durchfluss qb berechenbar ist, wird mit Vorteil aus der dritten Gleichung (G3) entwickelt, indem die dritte Gleichung (G3) mit einem ersten Term 01 und einem zweiten Term 02 zu einer vierten Gleichung (G4) ergänzt wird: The new formula with which the corrected flow qb can be calculated is advantageously developed from the third equation (G3) by supplementing the third equation (G3) with a first term 01 and a second term 02 to a fourth equation (G4) becomes:

qb = K • Di • (5p/r)1/2 + 61+02 (G4) qb = K • Di • (5p / r) 1/2 + 61 + 02 (G4)

Mit einer zweiten Berichtigungskonstante D2 wird der erste Term ©i vorteilhaft nach einer fünften Gleichung (G5) definiert: With a second correction constant D2, the first term © i is advantageously defined according to a fifth equation (G5):

01 = K2 • Da • (Sp/r) (G5) 01 = K2 • Da • (Sp / r) (G5)

und der zweite Term 02 wird mit einer dritten Berichtigungskonstante D3 vorteilhaft nach einer sechsten Gleichung (G6) bestimmt: and the second term 02 is advantageously determined with a third correction constant D3 according to a sixth equation (G6):

02 = K • Di • D3 • (T-Ta) • (5p/r)1/2 (G6) 02 = K • Di • D3 • (T-Ta) • (5p / r) 1/2 (G6)

Durch Einsetzen der fünften Gleichung (G5) und auch der sechsten Gleichung (G6) in der vierten Gleichung (G4) ergibt sich in einer siebten Gleichung (G7) eine erste vorteilhafte Variante der neuen Formel mit welcher der Durchfluss qb als berichtigter Volumendurchfluss berechenbar ist: By inserting the fifth equation (G5) and also the sixth equation (G6) in the fourth equation (G4), a seventh equation (G7) results in a first advantageous variant of the new formula with which the flow qb can be calculated as a corrected volume flow:

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

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CH 684 657 A5 CH 684 657 A5

qb = K • Di • (8p/r)1/2 + K2 • D2 • (8p/r) + K • Di • D3 • (T-Ta) • (8p/r)i'2 (G7) qb = K • Di • (8p / r) 1/2 + K2 • D2 • (8p / r) + K • Di • D3 • (T-Ta) • (8p / r) i'2 (G7)

Es versteht sich von selbst, dass anstelle des Volumendurchflusses ebensogut der Massendurchfluss in der gezeigten Art berichtigt werden kann, wenn anstelle der ersten Gleichung (G1) die entsprechende Standardformel für den Massendurchfluss erweitert wird. Die Ausrichtung des Verfahrens auf den Volumendurchfluss ist daher als Beispiel zu verstehen. It goes without saying that instead of the volume flow, the mass flow can be corrected in the manner shown if the corresponding standard formula for the mass flow is expanded instead of the first equation (G1). The alignment of the process to volume flow is therefore to be understood as an example.

Eine zweite vorteilhafte Variante der neuen Formel wird gebildet, indem in der vierten Gleichung (G4) der zweite Term 62 weggelassen wird. Die zweite Variante ist damit eine achte Gleichung (G8): A second advantageous variant of the new formula is formed by omitting the second term 62 in the fourth equation (G4). The second variant is therefore an eighth equation (G8):

qb = K • Di • (8p/r)i/2 + K2 - D2 • (Sp/r) (G8) qb = K • Di • (8p / r) i / 2 + K2 - D2 • (Sp / r) (G8)

Die beiden Varianten der neuen Formel sind derart vorteilhaft aufgebaut, dass sie den einzigen Abgleichwert K sowie die in einer Phase des Abgleichverfahrens mit wenig Aufwand bestimmbaren Berichtigungskonstanten Di, D2 bzw. D3 enthalten. The two variants of the new formula are advantageously constructed in such a way that they contain the only adjustment value K and the correction constants Di, D2 and D3 which can be determined with little effort in one phase of the adjustment method.

Im folgenden wird ein Korrekturverfahren beschrieben, durch welches der Abgleichwert K und die Berichtigungskonstanten Di, D2 und D3 bestimmbar sind. A correction method is described below by means of which the adjustment value K and the correction constants Di, D2 and D3 can be determined.

Zugunsten der Übersichtlichkeit wird die siebte Gleichung (G7) als eine neunte Gleichung (G9) umgeschrieben: For the sake of clarity, the seventh equation (G7) is rewritten as a ninth equation (G9):

qb = {1 + D3 • (T-Ta)} • K • Di • (5p/r)iß + K2 - D2 • (5p/r) (G9) qb = {1 + D3 • (T-Ta)} • K • Di • (5p / r) iß + K2 - D2 • (5p / r) (G9)

Werden in der neunten Gleichung (G9) der Wert der ersten Berichtigungskonstante Di gleich eins und die Werte der zweiten Berichtigungskonstante D2 sowie der dritten Berichtigungskonstante D3 gleich null gesetzt, wird ein fehlerhafter Durchfluss q* nach einer zehnten Gleichung (G10) berechenbar: If the value of the first correction constant Di is set to one and the values of the second correction constant D2 and the third correction constant D3 are set to zero in the ninth equation (G9), an incorrect flow q * can be calculated according to a tenth equation (G10):

q* = K - (8p/r)i/2 (G10) q * = K - (8p / r) i / 2 (G10)

Aus der zehnten Gleichung (G10) wird eine elfte Gleichung abgeleitet, mit welcher der Abgleichwert K in einem Abgleichpunkt bei der Abgleichtemperatur Ta bestimmbar ist: An eleventh equation is derived from the tenth equation (G10), with which the adjustment value K can be determined at an adjustment point at the adjustment temperature Ta:

K = q0 • (ro/5po)1/2 (G11) K = q0 • (ro / 5po) 1/2 (G11)

wobei die mit null indizierten Grössen im gewählten Abgleichpunkt q0 bei der Abgleichtemperatur Ta messbar bzw. berechenbar sind. where the quantities indicated with zero at the selected adjustment point q0 can be measured or calculated at the adjustment temperature Ta.

Eine auf den Referenz-Durchfluss qR - den wahren Durchfluss - bezogene Messabweichung e wird in einer zwölften Gleichung (G12) definiert: A measurement deviation e related to the reference flow qR - the true flow - is defined in a twelfth equation (G12):

e = (q*/qR) - 1 (G12) e = (q * / qR) - 1 (G12)

Mit einer die Messabweichung e kompensierenden Berichtigungsfunktion b wird für den berichtigten Durchfluss qb eine dreizehnte Gleichung (G13) aufgestellt: With a correction function b compensating the measurement deviation e, a thirteenth equation (G13) is established for the corrected flow qb:

qb = (1-b) • q* (G13) qb = (1-b) • q * (G13)

worauf für die Berichtigungsfunktion b aus den drei Gleichungen (G13), (G9) und (G10) eine vierzehnte Gleichung (G14) gebildet wird: whereupon for the correction function b a fourteenth equation (G14) is formed from the three equations (G13), (G9) and (G10):

b = [1- {1 + D3 • (T-Ta)} • Di] - D2 • q* (G14) b = [1- {1 + D3 • (T-Ta)} • Di] - D2 • q * (G14)

Eine auf den Referenz-Durchfluss qR bezogene Gesamtmessabweichung f des berichtigten Durchflusses qb wird in einer fünfzehnten Gleichung (G15) definiert: A total measurement deviation f of the corrected flow qb related to the reference flow qR is defined in a fifteenth equation (G15):

f=(qb/qR)-1 (G15) f = (qb / qR) -1 (G15)

Die beiden Gleichungen (G12) und (G13) werden in der Gleichung (G15) eingesetzt und durch Umformen wird eine sechzehnte Gleichung (G16) gebildet: The two equations (G12) and (G13) are used in equation (G15) and a sixteenth equation (G16) is formed by transformation:

f = e- b- e- b (G16) f = e- b- e- b (G16)

Mit der Voraussetzung, dass die Messabweichung e klein ist, wird der gemischte Term e • b weggelassen und für die Gesamtmessabweichung f eine siebzehnte Gleichung (G17) definiert: Assuming that the measurement deviation e is small, the mixed term e • b is omitted and a seventeenth equation (G17) is defined for the total measurement deviation f:

f <= e - b (G17) f <= e - b (G17)

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

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Zur Bestimmung der drei Berichtigungskonstanten Di, D2 und D3 wird für die Gesamtmessabweichung f in der siebzehnten Gleichung (G17) null eingesetzt und daraus eine achtzehnte Gleichung (G18) gebildet: To determine the three correction constants Di, D2 and D3, zero is used for the total measurement error f in the seventeenth equation (G17) and an eighteenth equation (G18) is formed from it:

e = b (G18) e = b (G18)

Durch Einsetzen der vierzehnten Gleichung (G14) in der achtzehnten Gleichung (G18) wird eine neunzehnte Gleichung (G19) für die Messabweichung e gebildet: By inserting the fourteenth equation (G14) in the eighteenth equation (G18), a nineteenth equation (G19) is formed for the measurement deviation e:

e = [1 - {1 + D3 - (T-Ta)} ■ Di] - D2 • q* (G19) e = [1 - {1 + D3 - (T-Ta)} ■ Di] - D2 • q * (G19)

Mit drei vorteilhaft definierten Bestimmungspunkten, von denen ein erster Bestimmungspunkt beispielsweise der maximal einsetzbare Referenz-Durchflusswert qR2 mit der auftretenden Messabweichung e2 und ein zweiter Bestimmungspunkt der minimal einsetzbare Referenz-Durchflusswert qm mit der auftretenden Messabweichung ei ist, werden die drei Berichtigungskonstanten Di, D2 und D3 bestimmt: With three advantageously defined determination points, of which a first determination point is, for example, the maximum usable reference flow value qR2 with the occurring measurement deviation e2 and a second determination point the minimally usable reference flow value qm with the occurring measurement deviation ei, the three correction constants Di, D2 and D3 determines:

Mit Di = 1 und T = Ta und den zwei definierten Bestimmungspunkten wird aus der neunzehnten Gleichung (G19) eine zwanzigste Gleichung (G20) gebildet: With Di = 1 and T = Ta and the two defined determination points, a twentieth equation (G20) is formed from the nineteenth equation (G19):

D2 = (ei-e2)/(qR2-qm) (G20) D2 = (ei-e2) / (qR2-qm) (G20)

Die zweite Berichtigungskonstante D2 ist vorteilhaft nach der zwanzigsten Gleichung (G20) bestimmbar. The second correction constant D2 can advantageously be determined according to the twentieth equation (G20).

Mit der zweiten Berichtigungskonstante D2 und T = Ta und einem Bestimmungspunkt, beispielsweise dem zweiten, wird aus der neunzehnten Gleichung (G19) eine einundzwanzigste Gleichung (G21) abgeleitet: With the second correction constant D2 and T = Ta and a determination point, for example the second, a twenty-first equation (G21) is derived from the nineteenth equation (G19):

Di = 1 - 62 - D2 • qR2 (G21 ) Di = 1 - 62 - D2 • qR2 (G21)

Die erste Berichtigungskonstante Di ist vorteilhaft nach der einundzwanzigsten Gleichung (G21) bestimmbar. The first correction constant Di can advantageously be determined using the twenty-first equation (G21).

Aus der neunzehnten Gleichung (G19) und mit Hilfe eines dritten Bestimmungspunktes, der bei einer Temperatur T ungleich der Abgleichtemperatur Ta und bei einem Referenz-Durchflusswert qRT und der dabei auftretenden Messabweichung ei festgelegt ist, wird schliesslich eine zweiundzwanzigste Gleichung (G22) definiert: Finally, a twenty-second equation (G22) is defined from the nineteenth equation (G19) and with the help of a third determination point, which is determined at a temperature T not equal to the calibration temperature Ta and at a reference flow value qRT and the measurement deviation ei that occurs:

D3 = [1 - eT - D2 • qT - Di] / [Di • (T-Ta)] (G22) D3 = [1 - eT - D2 • qT - Di] / [Di • (T-Ta)] (G22)

Die dritte Berichtigungskonstante D3 ist vorteilhaft nach der zweiundzwanzigsten Gleichung (G22) bestimmbar. The third correction constant D3 can advantageously be determined according to the twenty-second equation (G22).

Das Abgleichverfahren, nach welchem die Einrichtung zur Erfassung des Durchflusses im Leitungsrohr 1 (Fig. 2) vor der Betriebsphase abgleichbar ist, wird vorteilhaft wie folgt festgelegt: The adjustment method according to which the device for detecting the flow in line pipe 1 (FIG. 2) can be adjusted before the operating phase is advantageously defined as follows:

In einem ersten Schritt wird nach der elften Gleichung (G11) der Abgleichwert K berechnet. In a first step, the adjustment value K is calculated according to the eleventh equation (G11).

In einem zweiten Schritt wird der berechnete Abgleichwert K und bei Bedarf auch die Abgleichtemperatur Ta im Datenspeicher 14 abgespeichert. In a second step, the calculated adjustment value K and, if necessary, the adjustment temperature Ta are stored in the data memory 14.

In einem dritten Schritt, der zeitlich vor oder nach dem zweiten Schritt ausführbar ist, werden im Speicher 14 die erste Berichtigungskonstante Di auf den Wert eins, und die beiden Berichtigungskonstanten D2 und D3 je auf den Wert null gesetzt. In a third step, which can be carried out before or after the second step, the first correction constant Di is set to the value one in the memory 14, and the two correction constants D2 and D3 are each set to the value zero.

Nach den drei Schritten liefert die Recheneinheit den auf dem dritten Kommunikationskanal 11 bzw. am Ausgang 10 verfügbaren Wert des Durchflusses q - bedingt durch die gesetzten Werte der drei Berichtigungskonstanten Di D2 und D3 - gemäss der dritten Gleichung (G3), obwohl die zweite Aktivität den Durchfluss q nach der siebten Gleichung (G7) berechnet. After the three steps, the computing unit supplies the value of the flow q available on the third communication channel 11 or at the output 10 - due to the set values of the three correction constants Di D2 and D3 - according to the third equation (G3), although the second activity does Flow q calculated according to the seventh equation (G7).

Nach den ersten drei Schritten werden in einem vierten Schritt für die drei definierten Bestimmungspunkte qRi, qR2 und qRT die sich für den Punkt qRi bzw. qR2 bzw. qRT ergebende Messabweichung ei bzw. e2 bzw. eT ermittelt. After the first three steps, in a fourth step for the three defined determination points qRi, qR2 and qRT, the measurement deviation ei or e2 or eT resulting for the point qRi or qR2 or qRT is determined.

Nach dem vierten Schritt werden in einem fünften Schritt in der nachfolgenden Reihenfolge After the fourth step, in a fifth step in the following order

- die zweite Berichtigungskonstante D2 nach der zwanzigsten Gleichung (G20), - the second correction constant D2 after the twentieth equation (G20),

-die erste Berichtigungskonstante Di nach der einundzwanzigsten Gleichung (G21) und the first correction constant Di after the twenty-first equation (G21) and

- die dritte Berichtigungskonstante D3 nach der zweiundzwanzigsten Gleichung (G22) berechnet. - the third correction constant D3 is calculated according to the twenty-second equation (G22).

Die drei Berichtigungskonstanten Di, D2 und D3 werden nach ihrer Berechnung in einem sechsten Schritt im Datenspeicher 14 abgespeichert. Bei Bedarf sind der fünfte Schritt und der sechste Schritt mindestens teilweise zeitlich parallel (concurrent) durchführbar. After their calculation, the three correction constants Di, D2 and D3 are stored in the data memory 14 in a sixth step. If necessary, the fifth step and the sixth step can be carried out at least partially in parallel (concurrent).

Das Abgleichverfahren ist vorteilhaft von der dritten Aktivität 18 selbsttätig ausführbar. The adjustment process can advantageously be carried out automatically by the third activity 18.

Nach dem sechsten Schritt liefert die Recheneinheit 5 den auf dem dritten Kommunikationskanal 11 bzw. am Ausgang 10 verfügbaren berichtigten Durchfluss qt>- After the sixth step, the computing unit 5 delivers the corrected flow qt> - available on the third communication channel 11 or at the output 10.

5 5

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

CH 684 657 A5 CH 684 657 A5

Wird der berichtigte Durchfluss qb entsprechend der zweiten Variante der neuen Formel nach der achten Gleichung (G8) berechnet, wird das beschriebene Abgleichverfahren selbstverständlich entsprechend vereinfacht. If the corrected flow qb is calculated according to the second variant of the new formula according to the eighth equation (G8), the adjustment method described is of course simplified accordingly.

Innerhalb eines homogenen Produktionsloses der beschriebenen Einrichtung sind die Berichtigungskonstanten Di, Ü2 und D3 nur in geringem Mass von einer einzelnen Ausführung innerhalb des Produktionsloses abhängig. Mit Vorteil werden die Berichtigungskonstanten Di, D2 und D3 für das Produktionslos nur ein einziges Mal bestimmt. Der Abgleichwert K hingegen wird bei jeder Einrichtung individuell ermittelt. Within a homogeneous production lot of the device described, the correction constants Di, Ü2 and D3 are only slightly dependent on a single execution within the production lot. The correction constants Di, D2 and D3 are advantageously determined only once for the production lot. The adjustment value K, however, is determined individually for each facility.

Claims (5)

PatentansprücheClaims 1. In einem Verfahren zur Erfassung des Durchflusses eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in einem eine Drosselstelle (2) aufweisenden Leitungsrohr (1) werden die Temperatur T des Mediums und auch die Druckdifferenz 8p über der Drosselstelle (2) im Medium gemessen und aus der gemessenen Druckdifferenz 8p, der Dichte r des Mediums und der gemessenen Temperatur T der Durchfluss berechnet, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist1. In a method for detecting the flow of a liquid or gaseous medium in a line pipe (1) having a throttle point (2), the temperature T of the medium and also the pressure difference 8p above the throttle point (2) in the medium are measured and from the measured Pressure difference 8p, the density r of the medium and the measured temperature T the flow is calculated, the method being characterized [a] dass eine mit einem Ausdruck Z in der Form q = Z • (8p/r)1/2 darstellbare Standardformel zur Berechnung des Durchflusses q mit mindestens einem eine Berichtigungskonstante Di, D2 oder D3 aufweisenden Term zu einer einen Abgleichwert K aufweisenden neuen Formel erweitert wird, mit der der Durchfluss q berechenbar ist,[a] that a standard formula that can be represented with an expression Z in the form q = Z • (8p / r) 1/2 for calculating the flow q with at least one term having a correction constant Di, D2 or D3 for a new one having a comparison value K Formula is expanded with which the flow q can be calculated, [b] dass in einer ersten Abgleichphase der Abgleichwert K in einem Abgleichpunkt p0 bei einer Abgleichtemperatur Ta ermittelt wird,[b] that in a first adjustment phase the adjustment value K is determined at an adjustment point p0 at an adjustment temperature Ta, [c] dass in einer zweiten Abgleichphase die Berichtigungskonstante/Berichtigungskonstanten Di bzw. D2 bzw. D3 ermittelt wird/werden und[c] that in a second adjustment phase the correction constant / correction constants Di or D2 or D3 is / are determined and [d] dass in einer auf die beiden Abgleichphasen folgenden Benutzungsphase der Durchfluss q nach der neuen Formel berechnet wird.[d] that in a usage phase following the two adjustment phases, the flow q is calculated using the new formula. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die neue Formel drei Berichtigungskonstanten Di, D2 und D3 aufweist und wie folgt aufgebaut ist q = K • Di • (8p/r)1/2 + K2 - D2 - ( Sp/r) + K • Di • D3 • (T-Ta) • (<5p/r)1/22. The method according to claim 1, characterized in that the new formula has three correction constants Di, D2 and D3 and is constructed as follows q = K • Di • (8p / r) 1/2 + K2 - D2 - (Sp / r ) + K • Di • D3 • (T-Ta) • (<5p / r) 1/2 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die neue Formel zwei Berichtigungskonstanten Di und D2 aufweist und wie folgt aufgebaut ist q = K • Di ■ (8p/r)1/2 + W ■ D2 • (öp/r)3. The method according to claim 1, characterized in that the new formula has two correction constants Di and D2 and is structured as follows q = K • Di ■ (8p / r) 1/2 + W ■ D2 • (öp / r) 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung des Abgleichwertes K bei der Abgleichtemperatur Ta und beim Durchfluss q0 die Druckdifferenz 8p0 über der Drosselstelle (2) gemessen wird und der Abgleichwert K nach der Formel K = qo • (ro/8p0)1/2, wobei r0 die Dichte des Mediums bei der Abgleichtemperatur Ta ist.4. The method according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that to determine the adjustment value K at the adjustment temperature Ta and the flow rate q0, the pressure difference 8p0 is measured above the throttle point (2) and the adjustment value K according to the formula K = qo • (ro / 8p0) 1/2, where r0 is the density of the medium at the calibration temperature Ta. 5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Druckdifferenz-Messein-richtung (3) mit der die Druckdifferenz 8p im Medium über der Drosselstelle (2) messbar ist und mit einer Temperatur-Messeinrichtung (4) mit der die Temperatur des Mediums messbar ist, dadurch gekennzeichnet,5. A device for performing the method according to claim 1, with a pressure difference measuring device (3) with which the pressure difference 8p in the medium above the throttle point (2) can be measured and with a temperature measuring device (4) with which the temperature of the Medium is measurable, characterized in [a] dass die Einrichtung über eine einen Ausgang (10) aufweisende Recheneinheit (5) mit einem Datenspeicher (14) verfügt, wobei am Ausgang (10) der erfasste Durchfluss q berichtigt verfügbar ist, b] dass die Recheneinheit (5) mit der Temperatur-Messeinrichtung (4) und der Druckdifferenz-Mess-einrichtung (3) verbunden ist,[a] that the device has an arithmetic unit (5) with an output (10) with a data memory (14), the detected flow q being available at the outlet (10) corrected, b] that the arithmetic unit (5) with the Temperature measuring device (4) and the pressure difference measuring device (3) is connected, [c] dass der Datenspeicher (14) mindestens eine Berichtigungskonstante Di, D2 oder D3 aufweist,[c] that the data memory (14) has at least one correction constant Di, D2 or D3, [d] dass die Einrichtung in einer Abgleichphase durch einen einzigen in einem Abgleichpunkt p0 bei einer Abgleichtemperatur Ta bestimmbaren Abgleichwert K abgleichbar ist und[d] that the device can be adjusted in a calibration phase by a single calibration value K which can be determined in a calibration point p0 at a calibration temperature Ta and [e] dass der Abgleichwert K von einer Abgleicheinrichtung (17) aus im Datenspeicher (14) speicherbar ist.[e] that the adjustment value K can be stored in the data memory (14) by an adjustment device (17). 66
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