CN114585886A - 用于测量流量的测量系统 - Google Patents

Abstract

已知一种用于测量负载(10)处的流量的测量系统，具有供应单元(12)，其具有介质接口(18)和吹扫气体接口(20)和/或惰性气体或压力空气接口(22)，测量单元(14)，其具有至少一个流量计(50)和至少一个可控阀(46，60，70)，测量单元(14)以流通方式连接到供应单元(12)，用于有选择地引入测量介质流或惰性气体流，并且通过测量单元(14)能够测量流量，出口压力调节单元(16)，测量单元(14)能够通过出口压力调节单元连接到负载(10)并且出口压力调节单元(16)具有至少一个出口压力传感器(86)和至少一个可控阀(80、116、124)，和主线路(26)，其连接到介质接口(18)，并且供应单元(12)、测量单元(14)和出口压力调节单元(16)通过该主线路(12)流通地连接。为了在较长的时间范围以及在负载会处于的极端条件下保证可靠的测量结果，按照本发明建议，供应单元(12)和测量单元(14)布置在一个壳体(74)中，并且出口压力调节单元(16)被布置在分开的壳体(90)中，其中测量单元(14)和出口压力调节单元(16)的可控阀(46、60、70、80、116、124)和出口压力调节单元(16)的出口压力传感器(86)通过线路(88)与供应单元(12)连接。

Description

用于测量流量的测量系统

本发明涉及一种用于测量流量的测量系统，其包括供应单元，其具有介质接口和吹扫气体接口和/或惰性气体或压力空气接口；测量单元，其具有至少一个流量计和至少一个可控阀，测量单元流通地连接到供应单元，用于选择性地引入介质流或吹扫气体流，并通过测量单元能够测量流量；出口压力调节单元，其具有至少一个出口压力传感器和至少一个阀，出口压力调节单元流通地连接到测量单元，并且测量单元通过出口压力调节单元连接到负载；以及主线路，主线路连接到介质接口并且供应单元、测量单元和出口压力调节单元通过所述主线路流通地连接。

这种测量系统和相关测量方法用于各种设备，其中需要对设备中存在的流量(可以是体积流量或质量流量)得出结论。测量设备可用于测量相应线路中液体和气体的流量。流量测量的例子是使用这种装置来测量机动车辆中的燃料消耗，例如柴油或汽油以及氢气。

在已知的消耗测量系统中，使用科里奥利测量设备，因为它们在单相流中具有高精度，也适用于测量气态介质的流速和流量。这些测量设备只能在一定的流量范围内获得足够准确的测量结果。出于这种原因已知测量设备，其中结合了几种不同尺寸的科里奥利测量装置。

此外，已知科里奥利测量装置与测量单元中的压力调节器相结合，并且在两个不同尺寸的科里奥利测量装置之间来回切换，其方式在于这些测量设备中的至少一个被其中设有阀的旁路被绕过。例如从WO 2016/206983 A1中可以知道这样的测量单元。介质通过入口连接进入测量单元和主线路。然后在调节装置中对其进行调温，并在第一压力调节器处膨胀到所需的膨胀压力。然后，它流经科里奥利测量装置，这些装置用于测量流量。这些测量装置的下游设置第二压力调节器，用于设置出口压力。这是通过在消耗测量装置的出口处提供出口压力传感器来完成的，该传感器检测出口压力并将其馈送到控制科里奥利测量设备下游的出口压力调节器的控制单元。经过调节的介质通过出口接口流出并供应给负载。测量系统还具有惰性气体接口，通过该惰性气体接口可以将惰性气体引入测量系统进行吹扫。

然而，这种系统的缺点是，已经发现当负载暴露在极端压力和温度条件下时，例如在测试台上(例如在人工气候室中时)被模拟的那样，会发生测量误差。

因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于测量流量的测量系统，即使当负载暴露于极端气候条件下时，也可以使用该系统获得准确的测量值，同时尽可能降低设备方面的耗费。此外，系统的使用和维护应尽可能简单，并具有足够的灵活性。

所述技术问题通过具有权利要求1的特征的用于测量流量的测量系统解决。

本发明的测量系统由三个单元组成，即供应单元、测量单元和出口压力调节单元，供应单元包含用于供应和控制的构件并且具有介质接口和惰性气体接口，测量单元具有至少一个流量计，例如科里奥利测量装置，通过所述流量计可以测量在连接到介质接口的主线路中的流量，出口压力调节单元带有至少一个出口压力传感器，通过该出口压力传感器测量测量系统的出口压力。这些单元可以形成为单独的模块。测量单元至少具有可控阀，用于关闭或打开测量单元中的主线路，和/或具有用于调节主线路中压力的压力调节器。这些阀尤其可以通过气动方式操控。测量单元以流通方式连接到供应单元，用于有选择地引入测量介质流或惰性气体流。除出口压力传感器外，出口压力调节单元还具有用于调节介质流量的可控阀，并以流体方式连接到测量单元。此外，出口压力调节单元可以流通地连接到负载，因此测量单元可以通过出口压力调节单元连接到负载。这种连接是通过主线路进行的，主线路从连接到测量介质源的介质入口延伸到供应单元，并通过测量单元和出口压力调节单元延伸到出口。

根据本发明，供应单元和测量单元布置在一个壳体中，出口压力调节单元布置在单独的壳体中，与测量单元的壳体分开。在这种情况下，测量单元和可控阀和压力调节器和出口压力调节单元与供给单元相连用于通过线路控制阀和压力调节器。因此，这些线路要么是气动、液压线路要么是电气线路。通过这种设计允许出口压力调节单元、从而出口压力传感器直接定位在负载处，而不必将测量单元的热敏或冷敏组件暴露在相应的条件下。最远约10米的距离是可实现的。因此，可以获得非常准确的测量结果，同时确保测量单元的长的使用寿命，而不必增加设备的复杂性。相反，非常小的出口压力调节单元可以很容易地容纳在现有的小型气候室中。因此，这种设计提供了高度的灵活性，并允许测量不同的介质。

优选地，出口压力调节单元与测量单元保持间距或者说相间隔地布置，并且仅通过主线路直接连接到测量单元。因此，具有其热敏构件的测量单元与出口压力调节单元之间存在空间距离，出口压力调节单元也可以暴露在很大的热量或寒冷中，并且可以通过出口压力传感器在相同的气候条件下直接采集负载的压力。通过控制单元，来自出口压力传感器的反馈信号用于控制测量单元的出口压力调节器。

作为优选，出口压力调节器单元也与供应单元相间隔地布置，并且的距离处，并且仅通过主线路、气动控制线路和至少一条电气线路连接到该供给单元，其中该电气线路将出口压力传感器连接到该供应单元的控制单元。出口压力调节单元的整个电气控制和气动供应通过远距离供应单元相应地实现。

因此，出口压力调节单元可以与负载一起布置在气候室中，测量单元和供应单元可以布置在气候室外面。通过这种方式，可以在实验室中轻松模拟各种气候条件，而无需接受任何由此产生的测量误差。

优选地，供应单元具有带有多个电磁阀的阀排(或称为阀轨)，每个电磁阀都通过气动控制线连接到供应单元的可控阀、测量单元和出口压力调节单元，并且这些电磁阀与控制单元电连接。通过为供应单元中的电磁阀通电，测量单元的阀和压力调节器、出口压力调节单元和供应单元可以单独以气动方式相应地驱动。这种气动驱动对温度不敏感，因此只有具有敏感电气存在的供应单元不能暴露在很大的热量下。

在进一步的实施方式中，供应单元的惰性气体或压力空气接口通过惰性气体或压力空气线路与阀排相连，其中设置了惰性气体或空气压力调节器和入口压力传感器。因此，可以根据压力传感器的反馈，通过惰性气体压力调节器设置用于切换或控制阀的正确压力，并且可以确保为通过电磁阀进行切换提供足够的压力。

有利地，该供应单元具有阻尼元件，该阻尼元件在主线路上具有第一开关阀，并且具有一条旁通线路，通过该旁通线路可以旁路第一开关阀，并在其中布置第二开关阀和节流阀。该阻尼元件可防止在接通测量系统时压力突然急剧上升，这可能导致后续设备特别是后续的压力调节器、损坏。为此，当测量系统接通时，通过主线路通过阀关闭，介质首先经由节流阀引导。因此，由于节流阀，压力逐渐增加，直到阀切换并且主线路再次被流过。

有利地，该供应单元包括布置在主线路中的入口压力传感器，根据该入口压力传感器调节第一出口压力调节器(其在主线路中位于测量单元的流量计之前)。通过这种布置可以防止在压力调节器下游发生脉动以及在流量计上发生脉动。例如，如果消耗量突然跳动，压力传感器的压力可能会下降或上升多达1巴。由于泵的滞后，发生约0.3bar的额外压差，因此在入口压力传感器处发生约1.3bar的压降，这将导致测量值的误差。因此，流量计上游的出口压力调节器被设置为超过1.3bar的压力，例如2bar，低于测量系统的供应压力，这可以防止脉动在系统中进一步传播。因此，这种布置消除了为了获得可靠测量值而使供应压力保持恒定的需要，因为只要供应压力不降低到测量系统的出口压力以下，就可以在科里奥利测量设备的上游设置恒定压力条件。

此外，供应单元优选具有吹扫气体供应线路，其从吹扫气体接口引导到主线路，并在吹扫气体供应线路中布置了第一吹扫气体阀、第一止回阀和吹扫气体压力传感器。因此，测量系统可以以简单的方式进行吹扫，吹扫气体压力传感器可确保存在足够的吹扫气体压力。吹扫气体阀用于关闭和打开吹扫气体线路，而止回阀确保没有其他介质可以从主线路流入吹扫气体线路。

在进一步的延伸中，供应单元具有供应单元吹扫气体排放线路，该线路在测量单元上游从主线路分支出来，并接入第一吹扫气体出口接口，在供应单元吹扫气体排放线路中设置第二吹扫气体阀和第二止回阀。因此，可以单独吹扫测量单元上游的区域。止回阀可防止通过出口接口的气体流入。在这种情况下，止回阀或供应单元吹扫气体排放线路的尺寸如此小，使得通过现有的节流效应实现流量限制。

此外，供应单元具有连接接口，通过该连接接口可以将附加单元连接到主线路中。例如，该附加单元可以是预热器，通过该预热器可以防止在后续通过测量单元的第一出口压力调节器膨胀时发生介质冷却，这在规范之外。但是，连接接口也可以连接到质量流量校准设备，或者可以通过该接口提取样品。还可以通过连接额外的压力调节器来扩展测量系统的许用压力范围。然而，该压力调节器并非总是连接，从而避免了正常压力范围内的不期望的压力损失。

优选地，在测量单元的主线路中布置有第二出口压力调节器、第一科里奥利测量装置和在主线路中布置在第一科里奥利测量装置的下游的第二科里奥利测量装置，第二科里奥利测量装置可以被旁通线路旁路，在旁通线路中布置阀。因此，出口压力调节器下游的压力可以设置为任何值，特别是恒定值。因此，以下通向负载的线路可以具有几乎任意的长度而不会造成质量消耗测量误差，从而允许出口压力调节器单元与测量单元较远地布置。在此设计中，只有测量单元和第二出口压力调节器之间的线路具有非恒定压力，这导致可压缩介质的该线路部分的质量不恒定。但是，这可以很容易地最小化长度，从而可以获得非常准确的测量结果。此外，还可以模拟压力比变化的条件，例如当油箱清空导致压力值下降时在车辆上发生的条件。当然，为此目的，必须选择供应单元和测量单元之间的主线路中的压力，使其大于出口压力调节单元出口处的压力，从而大于负载处的压力。此外，压力调节器还可用于限制质量流量，因此，如果燃料电池超过允许的质量流量限制，则通过降低压力再次产生允许的质量流量。因此，第二出口压力调节器通过控制单元与出口压力调节单元的出口压力传感器进行通信，从而可以非常精确地设置和控制出口压力。

优选地，出口压力调节器直接位于测量单元的下游，并且可以控制到恒定理论值或按照理论值特征曲线调节，因此测量单元和出口压力调节器之间的管线长度最小化，因此由于线路中存在的非恒定质量而导致的测量误差也最小化。不同的特征曲线可用于模拟负载的不同状态。

有利的是，旁通线路中的阀根据压力地打开，并且可旁路的第二科里奥利测量装置设计的最大流量低于第一科里奥利测量装置的。通过在旁路中使用根据压力打开的阀，可以分别使用在相应的测量范围内以更高的精度进行测量的科里奥利传感器的测量值。根据压力打开的阀在此理解为一种阀，其在达到阈值压力时开始释放开口截面，该开口截面随着压力的升高而增加。通过这种方式，与开关阀相比，可以避免导致测量流量不连续的压力浪涌。

在一个优选的实施方案中，测量单元压力传感器设置在第一出口压力调节器和第一科里奥利测量装置之间，由此科里奥利测量装置的入口压力被确定并且相应地借助于测量单元的第一出口压力调节器被调节。

此外有利的是，在测量单元中第一测量单元吹扫气体线路从第一出口压力调节器分支出来，并且第二测量单元吹扫气体线路从第二出口压力调节器分支出来，第二测量单元吹扫气体线路通过第三止回阀导向吹扫气体出口接口。因此，通过这些线路可以要么完全吹扫测量单元，要么仅测量单元的入口区域被吹扫。止回阀可防止不期望的相反方向的气体流入。供应单元的吹扫气体出口接口可用作出口。在这里，节流也可以通过止回阀或相应小尺寸的线路来实现。

在第二科里奥利测量装置的下游和第二出口压力调节器的上游形成了另外的连接接口，通过该连接接口可以将校准单元连接到主线路中。通过在此位置连接，可以对测量单元进行完全校准，而无需从主线路进一步流向出口压力调节器。因此，可以取消与燃料电池的连接的断开以进行校准，从而节省时间并消除重新连接到燃料电池时产生泄漏的风险。

作为已经描述的吹扫气体线路的补充有利的是，在出口压力传感器的上游从出口压力调节单元的主线路分支出第一出口压力调节单元吹扫气体线路并且在出口压力传感器的下游或高度上分支出第二出口压力调节单元吹扫气体线路，在两个线路中分别设置开关阀并且它们通过止回阀导引至第二吹扫气体出口接口。因此，出口压力调节单元也可以通过这些线路进行吹扫，或者阀这样被切换，以便负载也进行吹扫，其中出口压力调节器也可用于在吹扫负载和出口压力调节单元时调节压力。此外，还可以通过流量计确定吹扫气体的消耗量。

在进一步的实施例中，温度传感器被布置在出口压力调节单元的主线路中，通过该传感器可以由此确定出口处的温度以及相应地在入口处的温度。这一方面可以使用相应的调节装置调节温度，还可以校正被测量的流量。

此外，出口压力调节单元最好具有连接接口，通过该连接接口可以将线路体积模拟单元连接到主线路路中。因此，可以模拟从储罐到负载的特定线路体积，这在燃料电池关闭期间尤为重要，因为这里仍然需要氢气。

因此，创建了一个测量系统，该系统可以非常准确地测量气体和液体在宽流量范围内出现的流量，因为在很大程度上避免了由于线路中的压力波动而产生的误差，从而避免了这些线路中体积的变化，并且防止了测量系统和负载之间不明原因的压力变化，因为出口压力控制单元可以在相同的气候条件下紧邻负载定位。这也适用于负载和供应单元之间的较大距离，如这在气候柜测试中通常是这样的情况。此外，这种测量系统还可以很容易地适应客户对出口压力和温度的要求，并且比已知的测量设备具有更高的精度。

根据本发明的测量系统的实施例如附图所示，其功能也在下面描述。

附图示出了根据本发明的测量系统的示意图。

根据本发明的测量系统如图所示，其可用于测量负载10中介质的消耗或流量，例如内燃机中的液体燃料以及燃料电池中的气体燃料如氢气，测量系统包括三个模块，即供应单元12、测量单元14和出口压力调节单元16。

供应单元12用于测量系统的供电和控制，为此目的，介质接口18、吹扫气体接口20和惰性气体或压力空气接口22(用于气压的并在必要时液压的供应)以及用于测量系统12的电气供应和调节的控制单元24连接至供应单元12。

介质接口18通向主线路26，其从供应单元12通过测量单元14和出口压力调节单元16延伸到介质出口28，通过该介质出口测量系统可以连接到负载10，并且主线路在测量时被介质流过，介质的质量流量被确定。

紧邻介质接口18的下游，入口压力传感器30被设置在主线路26中，通过入口压力传感器可以检查介质接口处18处是否有足够的压力。接下来是第一气动开关阀32，通过该第一气动开关阀32可以中断流经主线路26的通流。该第一气动开关阀32可通过旁通线路34旁路，其中第二气动开关阀36和节流阀38被布置。因此，如果在测量系统打开时施加的压力过高，则可以打开第二开关阀36，而第一开关阀32首先保持关闭状态，由此介质必须流经节流阀38，由此在后续主线路26中的压力才逐渐积聚。一旦达到所需的压力，两个开关阀32、36就被切换过来，以便通过节流阀38的压力损失被消除，并且来自介质接口18的全部压力可供测量系统使用。这可以防止在测量系统启动期间损坏下游单元。

主线路26继续延伸到第一连接接口40，例如，辅助加热器或校准装置可以连接到该连接接口40，因此可以接通到主线路26。也可以在这里提取样品或连接一个可选的压力调节器，通过该调节器可以将工作压力从250bar下调到25bar。可选接口的优点是，在正常工作压力下消除了压力调节器处发生的压降。

主线路26继续向测量单元14的方向延伸，由此在测量单元14上游的主线路26上设置一个弹簧加载的安全阀42，其在超过30bar的压力下打开以保护测量单元14中的组件。

为了能够不受制于供应单元12的恒定供应压力，第一出口压力调节器44在主线路26中被布置在供应单元12和测量单元14之间。为了排除通过测量单元14的回流，出口压力调节器44的出口压力被设置为低于供应单元12的常规供应压力，从而出口压力调节器44处的出口压力以及因此即使在供应单元12的压力水平下降时也可以保持在测量单元14中。

第一出口压力调节器44的下游设置有开关阀46(用于关闭主线路26)以及测量单元压力传感器48(用于检查通过出口压力调节器44所调节的压力)。

在测量单元压力传感器48的下游设置有流量计50。其包括第一科里奥利测量装置52，其被设计为最大流量高于在测量系统中预期的最大流量。这样的科里奥利测量装置52由于零漂移而无法在低流量下提供准确的测量值，这是因为在科里奥利测量装置中需要一定的最小流量才能进行精确测量。

在该第一科里奥利测量装置52的下游，第二科里奥利测量装置54被布置在主线路26中，其最大流量低于第一科里奥利测量装置52的最大流量，但由于其测量范围而在较低的流量下提供比第一科里奥利测量装置52更准确的测量值。

因为下游的第二科里奥利测量装置54由于产生的孔口效应将导致在高于其最大流量的上限测量范围内极高的压力损失，所述压力损失将使在试样上要测量的流量出错或由于最小出口压力不足而使不能通流，因此第一科里奥利测量装置52和第二科里奥利测量装置54之间旁通线路56从主线路26分支出来。该旁通线路56在第二科里奥利测量装置54下游重新接入主线路26。

压力依赖型开关阀58(其被设计为止回阀)和另一的开关阀60被布置在旁通线路56中。压力依赖型开关阀58根据作用在阀58上的压差打开或关闭旁通线路56的流量横截面。如果存在超过阈值压差的压差，则相应地释放流动横截面，并且介质可以从旁通线路56的分支62从主线路26通过旁通线路56并通过旁通线路56的连通口64流回主线路26。

该流量计50连接到控制单元24，将科里奥利测量装置52、54的测量值传送到该控制单元24并在控制单元中对这些测量值进行处理，以产生可用的测量结果，其中，根据流量的大小使用第一科里奥利测量装置52或第二科里奥利测量装置54的测量值，并且在过渡范围内使用两个科里奥利测量装置52、54的测量值。

通过所述根据压力打开的阀58的开关对测量系统的输出值的反作用由此很大程度上被排除，使得阀58随着压力的增加而进一步打开，从而逐渐释放出额外的流动横截面，而第二科里奥利测量装置54处的阻力增加。以这种方式可靠地防止压力跳跃。

在旁通线路56的连通口64的下游，压力表66设置在主线路26中用于检查压力。主线路26继续连接到另一连接接口68，与该连接接口尤其可以连接一个校准单元，借助其可以校准流量计50而不必在继续引导的线路中进行干预。

与其他的连接阀70相连地、第二出口压力调节器72被布置在主线路26中，通过该出口压力调节器，要么测量系统10因此在负载10处的出口压力保持恒定、要么根据基于时间的特征曲线进行控制。例如在清空储罐的情况下也可以模拟压力特征曲线。

供应单元12与测量单元14一起布置在公共壳体74中，其具有一个出口接口76，其连接到后续出口压力调节单元16的入口接口78。首先，开关阀80设置在出口压力调节单元16的主线路26中，通过该开关阀26可以关闭主线路26。之后，出口压力控制单元16具有另外的连接接口82。在这里特别是可以连接一个线路体积模拟单元。其模拟了从储罐到负载10的特定线路体积(或称为线路容积)。这可能是必要的，因为燃料电池系统仍然需要氢气才能关闭。理想情况下，整个系统的设计使得储存在线路中的气体是足够的。为了在设计中对此进行仿真，可以使用此连接接口82。

在后续延伸中，在主线路26中布置温度传感器84和出口压力传感器86，其流通地布置在介质出口28的上游，因此在负载10的上游，使得如果出口压力调节单元16可以适当地布置在负载10附近，则在负载10处的入口压力和入口温度被测量。温度传感器84和出口压力传感器86通过电线(为清楚起见未示出)连接到控制单元24，其向出口压力调节器72发出相应的命令以进行调节，以便在出口压力传感器86处期望的出口压力被测量并且根据其测量值通过出口压力调节器72被调整。

为了能够将出口压力调节单元16布置得足够靠近负载10，出口压力调节单元16只能通过电气线路和气动控制线路88连接到供应单元12，否则可以设置在距离供应单元12和测量单元14最远10m的距离。

为此目的，出口压力调节单元16被布置在单独的壳体90中，其可以与负载10例如布置在气候室中，以便实际压力值可以被传输，而不必担心测量单元14的敏感部件例如流量计50或出口压力调节器44，72，或供应单元12的敏感元件、如控制单元24被损害。

通过供应单元12，还可以例如用氮气吹扫测量系统的部分或全部，以便能够切换到另一种介质。为此目的，吹扫气体接口20具有与吹扫气体供应线路92的连接，其中布置有气体压力传感器94、第一吹扫气体阀96和第一止回阀98，并且其在第一开关阀32和第一连接接口40之间接入主线路26。吹扫气体通常是惰性气体，例如氮气。

吹扫气体压力传感器94用于测量吹扫气体的压力，其仅用于检测过低的压力，在该压力下将不再保证吹扫。吹扫气体阀96被打开以启动吹扫过程并且否则处于其关闭位置，而止回阀98仅用于防止测量介质流入吹扫气体供应线路92。

在连接接口下游和安全阀42上游、供应单元吹扫气体排放线路100从主线路26分支出来，其中布置第二气动吹扫气体阀102和第二止回阀104，并且供应单元吹扫气体排放线路100如此细的实施，使得流量采用定义的值。当吹扫气体阀102打开时，供应单元12在测量单元14因而在出口压力调节器44之前的区域被吹扫。止回阀104再次用于防止气体从第一吹扫气体出口接口106(第一供应单元吹扫气体排放线路100接入此处)流入测量系统。

如果测量单元14或测量单元14和出口压力调节单元16要被吹扫，则开关阀32、36首先关闭。第一测量单元吹扫气体线路108从第一出口压力调节器44分支出来，并且第二测量单元吹扫气体线路110从第二出口压力调节器72分支出来，它们在第三止回阀112的上游汇合。共同的测量单元吹扫气体线路接通到第一吹扫气体出口接口106。此外，在出口压力调节单元16处设置再次用于减小流量的较细构造的第一吹扫气体线路114，其从主线路26分支出来并且其中设置开关阀116以及由于前面提到的原因设置止回阀118。出口压力调节单元吹扫气体线路114终止于第二吹扫气体出口接口120，在此还接通细的第二出口压力调节单元吹扫气体线路122，其在出口压力传感器86从主线路26分支出了来并且其中同样设置开关阀124和止回阀126。根据开关阀102、46、70、116、124的哪个打开，可以相应地吹扫测量系统的不同区域。通过打开阀46、70、96、124，对包括出口压力调节单元16在内的整个测量系统进行吹扫。如果只有供应单元12和测量单元14被吹扫，例如，阀80、116可以关闭并且阀46、70、96可以打开。如果负载10也被吹扫，则阀80打开，而阀116、124关闭。当吹扫负载10时，可以通过可远程调节的出口压力调节器72为负载提供定义的清洗压力，其可由客户定义。

当然，如果不仅供应单元12被吹扫，吹扫气体的流量也可以通过流量计50进行测量，从而可以确定吹扫气体的消耗量。通过脉冲操作可实现特别高效的吹扫。在这种情况下，开关阀102、46、70、116、124只是短暂地打开，以便将加压气体输送到吹扫气体线路100、108、110、114、122中。当阀关闭时，吹扫气体有可能与主气体混合，从而通过带有吹扫气体的混合物解除了其中收集了待测介质的死区。

除了向测量系统供应惰性气体外，供应单元12被设计成驱动气动阀32、36、46、60、70、80、96、102、116、124和出口压力调节器44、72，其中也可以供应压力空气，在下文中示范性地基于惰性气体。为此目的，惰性气体线路128从惰性气体接口22(其中存在加压惰性气体)引出，经入口压力传感器130和惰性气体压力调节器132到阀排134，其处设置有多个电磁阀136。通过入口压力传感器130可用于确定是否存在足够的压力，其随后可由惰性气体压力调节器132调节至开关所述气动阀32、36、46、60、70、80、96、102、116、124所需的压力。每个电磁阀136相应地分配给其中一个阀32、36、46、60、70、80、96、102、116、124，并通过相应的气动控制线路88连接到分配的阀32、36、46、60、70、80、96、102、116、124。当电磁阀136被接通时，由惰性气体压力调节器132或压力空气调节器相应控制的压力被供应到开关阀32、36、46、60、70、80、96、102、116、124的压力室，通过所述压力将相应的阀设置为其打开状态，而当电磁阀未接通时，阀保持关闭状态。电磁阀136连接到控制单元24并位于同一壳体74中，因此只需要很短的电线来开关电磁阀136。

气动可控的出口压力调节器44、72的开关由电动气动的换能器138、140执行，其能够根据作用在线圈上的电流调节流量横截面。因此，依赖于电流强度的惰性气体压力被供应给相应的出口压力调节器44，72，通过该惰性气体压力能够调节介质压力。

以这种方式构建的测量系统在宽压力范围和流量范围内提供非常精确的测量值，这些测量值是连续可用的，即使当负载必须在特殊条件下进行测试时，例如在很高或非常低的温度下，这会导致测量单元或供应单元的电子设备损坏。该测量系统适用于测量气体和液体，即使在非常低的流量下也能实现高测量精度。模块化设计允许非常精确地适应客户要求，因为这些单元既可以相对于彼此不同地定位，也可以连接各种附加单元。

当然，实施例中未描述的扩展设计也是可以想到的。例如，仍然可以安装温度调节单元，阀可以设计为电动或液压阀，或者可以使用其他流量计。对于本领域技术人员而言，在主权利要求的保护范围内还能得出其他变型。

Claims (20)

1.一种用于测量负载(10)处的流量的测量系统，所述测量系统具有

供应单元(12)，其具有介质接口(18)和吹扫气体接口(20)和/或惰性气体或压力空气接口(22)，

测量单元(14)，其具有至少一个流量计(50)和至少一个可控阀(46，60，70)，测量单元(14)流通地连接到供应单元(12)，用于有选择地引入测量介质流或惰性气体流，并且通过测量单元(14)能够测量流量，

出口压力调节单元(16)，测量单元(14)能够通过出口压力调节单元连接到负载(10)。并且出口压力调节单元(16)具有至少一个出口压力传感器(86)和至少一个可控阀(80、116、124)，

主线路(26)，其与介质接口(18)相连，并且供应单元(12)、测量单元(14)和出口压力调节单元(16)通过该主线路(12)流通地连接，

其特征在于，

供应单元(12)和测量单元(14)布置在一个壳体(74)中，并且出口压力调节单元(16)被布置在分开的壳体(90)中，其中测量单元(14)的和出口压力调节单元(16)的可控阀(46、60、70、80、116、124)和出口压力调节单元(16)的出口压力传感器(86)通过线路(88)与供应单元(12)连接。

2.根据权利要求1所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

出口压力调节单元(16)与测量单元(14)保持间距地布置并且仅通过主线路(26)直接与测量单元(14)相连。

3.根据权利要求1或2所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

出口压力调节单元(16)与供应单元(12)保持间距地布置并且仅通过主线路(26)、气动控制线路(88)和至少一条电气线路连接到供应单元(12)，其中，所述电气线路将出口压力传感器(86)与供应单元(12)的控制单元(24)相连。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

出口压力调节单元(16)与负载(10)一起布置在气候室中，并且测量单元(14)和供应单元(12)布置在气候室外。

5.根据权利要求3或4所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

供应单元(12)具有配备多个电磁阀(136)阀排(134)，这些电磁阀分别通过气动控制线路(88)连接到供应单元(12)的、测量单元(14)的和出口压力调节单元(16)的可控气动阀(32、36、46、60、70、80、96、102、116、124)，并且这些电磁阀与控制单元(24)电连接。

6.根据权利要求5所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

供应单元(12)的惰性气体或压力空气接口(22)通过惰性气体或压力空气线路(128)连接到阀排(134)，在惰性气体或压力空气线路(128)中布置了惰性气体或空气压力调节器(132)和入口压力传感器(130)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

供应单元(12)有阻尼元件，该阻尼元件具有在主线路(26)中的第一开关阀(32)，并且供应单元具有旁通线路(34)，通过该旁通线路(34)能够绕过第一开关阀(32)，并在该旁通线路(34)中布置了第二开关阀(36)和节流阀(38)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

供应单元(12)具有布置在主线路(26)中的入口压力传感器(30)，根据该入口压力传感器调节第一出口压力调节器(44)，所述第一出口压力调节器(44)在主线路(26)中布置在测量单元(14)的流量计(50)之前。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

供应单元(12)具有吹扫气体供应线路(92)，该吹扫气体供应线路(92)从吹扫气体接口(20)导引至主线路(26)，并且在吹扫气体供应线路(92)中布置了第一吹扫气体阀(96)、第一止回阀(98)和吹扫气体压力传感器(94)。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

供应单元(12)具有供应单元吹扫气体排放线路(100)，该供应单元吹扫气体排放线路(100)在测量单元(14)上游从主线路(26)分支出来并接入第一吹扫气体出口接口(106)，其中，在供应单元吹扫气体排放线路(100)中布置了第二吹扫气体阀(102)和第二止回阀(104)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

供应单元(12)具有连接接口(40)，通过该连接接口能够将附加单元在测量单元(14)上游连接到主线路(26)中。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

在测量单元(14)的主线路(26)中布置有第二出口压力调节器(72)、第一科里奥利测量装置(52)和第二科里奥利测量装置(54)，该第二科里奥利测量装置在主线路(26)中布置在第一科里奥利测量装置(52)的下游并且能够被旁通线路(56)绕过，在该旁通线路中布置有阀(58)。

13.根据权利要求12所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

第二出口压力调节器(72)布置在两个科里奥利测量装置(52，54)的下游，并且能够调节到恒定的理论值或按照理论值特征曲线调节。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

旁通线路(56)中的阀(58)根据压力地打开，并且第二科里奥利测量装置(54)与第一科里奥利测量装置(52)相比设计用于更低的最大流量。

15.根据权利要求13或14所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

在第一出口压力调节器(44)和第一科里奥利测量装置(52)之间布置测量单元压力传感器(48)。

16.根据权利要求15所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

第一测量单元吹扫气体线路(108)从第一出口压力调节器(44)分支出来，并且第二测量单元吹扫气体线路(110)从第二出口压力调节器(72)分支出来，第二测量单元吹扫气体线路(110)通过第三止回阀(112)导引至吹扫气体出口接口(106)。

17.根据权利要求15或16所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于

在第二科里奥利测量装置(54)的下游和第二出口压力调节器(72)的上游形成连接接口(68)，通过该连接接口可以将校准单元连接到主线路(26)。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

在出口压力传感器(86)的上游从出口压力调节单元(16)的主线路(26)分支出第一出口压力调节单元吹扫气体线路(114)并且在出口压力传感器(86)的下游或高度上分支出第二出口压力调节单元吹扫气体线路(122)，在所述第一出口压力调节单元吹扫气体线路和第二出口压力调节单元吹扫气体线路中分别设置开关阀(116，124)并且通过止回阀(118，126)导引至第二吹扫气体出口接口(120)。

19.根据权利要求1至18任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

温度传感器(84)设置在出口压力调节单元(16)的主线路(26)中。

20.根据权利要求1至19中任一项所述的用于测量流量的测量系统，

其特征在于，

出口压力调节单元(16)具有连接接口(82)，通过该连接接口能够将线路体积模拟单元连接到主线路(26)。

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