DD276920A1 - Verfahren zur ganzheitlichen pruefung von gaszaehlern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ganzheitlichen Pruefung von Gaszaehlern, bei dem die Volumenmessung auf eine Zeitmessung zurueckgefuehrt wird. Durch Abtastung der vollen Umdrehung der Messwertswelle bei Qmax, 0,6 Qmax und Qmin wird das zyklische Volumen bestimmt. Die Zeitdauer jedes Einzelsignals wird gemessen und die Gleichfoermigkeit des Prueflingslauf kontrolliert. Aus den Zeitabweichungen der Ist- von der Sollzeit in mehreren Durchflussbereichen wird ein mittlerer Korrekturwert fuer den Wechsel ermittelt. Durch eine prozessbegleitende Impulszeitueberwachung kann der montierte Wechsel kontrolliert werden. Der bleibende Fehler wird aus den Ergebnissen des Messlaufes mit Kreisel und dem Korrekturwert des Wechsels bestimmt, angezeigt und ausgedruckt. Fig. 3

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ganzheitlichen Prüfung von Gasjählern, bei dem überkritische Düsen als Prüfnormal verwendet werden, die Volumenmessung bei konstantem Durchfluß auf eine Zeitmessung zurückgeführt, die Meßwerkswellenumdrehung in Impulsfolgen aufgelöst, die Abweichung vom zyklischen Nominalvolumen mittels dieser Impulsfolgen ermittelt und der Montagezustand der Zähler geprüft wird, wobei die Zustandsgrößen Druck und Temperatur des Prüfgases mit in die Fehlerbestimmung einbezogen werden, und die Impulsfolgen in einem Mikrorechner gespeichert, verarbeitet und die Ergebnisse ausgegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zur Prüfung großer Mengen von Gaszählern einschließlich Industriogaszähler.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus der DD-PS 207315 ist ein Verfahren zum dynamischen Prüfen mehrerer Gaszähler, insbesondere Hausgaszähler, bekannt, bei dem alle Prüflinge bzw. mehrere Prüflingsketten in Reihenschaltung innerhalb eine·· Prüfbereiches mit einem je Zeiteinheit konstanten Prüfvolumenstrom beaufschlag! und der Prüflingskette eine oder mehrere vorwählbare Prüfzeiten vorgegeben worden, wobei aus der Drehbewegung des Meß- bzw. Zählwerkes über einen gemeinsamen Verteiler angesteuerte Abtastoinrichtungen Steuerungssignale gewonnen werden und das Ergebnis bzw. der Fehler angezeigt wird. Die Prüflinge wordon in oinom Vorlauf mit dem maximalen Prüfvolumenstrom des größten Belastungspunktes beaufschlagt. Unabhängig von der Stellung der Meßworke der Prüflinge wird der Justior- bzw. Eichlauf über eine Vielzahl von Meßwerksperioden derart durchgeführt, daß der Volumenstrom mittels Impulszähler summierte Impulsfolgen erzeugt, wobei jede Umdrehung der Moßwerksabtriobswolle mittels Justiorkroisol in mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Signale aufgelöst wird, die derart in Impulse umgewandelt, gespeichert und angezeigt werden, daß der zum jeweiligen Prüfling passende Wechselradsatz ohne vorherigen Einsatz eines Wechsolradsatzes sofort bestimmbar ist. Im Eichlauf wird die Strichteilung der Zählwerksrollen aller Prüflinge gleichzeitig optoelektronisch abgetastet und in Impulse umgesetzt, gespeichert, angezeigt und so aufbereitet, daß der Fehler jodos Prüflings gleichzeitig ermittelt, angezeigt oder registriert wird

Dieses bekannte Vorfahren basiert auf einem Volumenvergleich mit beträchtlichen Prüfvolumina für Durchflüsse bei Q_max. 0,6

Q_nl3x und Q_min, damit die Nichtlinearität zwischen dem Drehwinkel der Zählwerksachse und dem Meßvolumen während des Ablaufes eines Meßzyklus ausgeglichen wird. Dies verursacht lange Prüfzeiten, vor allem im Prüfpunkt Q_min, weil am montierten Prüfling nicht mehr auf das zyklische Volumen zurückgegriffen werden kann.

Das bekannte Verfahren hat weiterhin den Nachte'l, daß der Wechsel zur Korrektur des Anzeigegetriebes nur an einem Prüf punkt bestimmt wird und die Meßplatzabhängigkeit nicht ausschließbar ist, wodurch die Korrekturbestimmung fehlerbehaftet ist und eine geringere Genauigkeit nacn sich zieht.

Des weiteren können die fehlerhaften Zähler erst nach der Zählwerksmontage ausgesondert werden, was die Effektivität c s Prüfprozesses beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens besteht darin, daß subjektive Faktoren durch das Prüfpersonal während des Justierens und Eichens nicht ausschließbar sind.

In der DD-PS 221269 wird ein Verfahren zur Prüfung, Justiorung und Eichung von Gaszählern offenbart, bei Jem kritische Düsen als Vergleichsnormal verwendet werden und eine optoelektronische Abtastung der Gaszähler erfoigt uno der gesamte Prüfablauf durch einen Mikrorechner gesteuert wird. Der Meßablauf besteht aus den Zyklen Zählerausschluß, Dichtheitsprüfung der Meßanordnung, Prüfung der inneren Dichtheit, Anlaufprüfung der Volumenanzeige, Justierung bei beliebiger Prüfpunktanwahl, Eichung bei beliebiger Prüfpunktanwahl und Dichtheitsprüfung der Zähler. Für jeden Gaszähler erfolgt eine voneinander unabhängige Impi/Isvorwahl, wobei jeder Impuls einen bestimmten Volumendurchsatz des Gaszählers entspricht und mit dem I.Impuls die Zeit gestartet und mit dem letzten gestoppt wird.

Auch dieses bekannte Vorfahrtm ist mit dem Nachteil hoher Prüfzeiten bei der Q_min-Prüfung behaftet. Fehlerhafte Zähler können nur nach der Zählwerksmontac,', erkannt und ausgesondert werden, wodurch der Prüfprozeß nicht effektiv genug ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Verkürzung der Prüf- und Montagezeiten, in der Erhöhung der Genauigkeit der Prüfprozesse, im Ausschluß der Meßplatzabhängigkeit und der Subjektivität uer Messung sowie in der Erhöhung der Effektivität des Prüfprozesses.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zyklische Volumen zur Fehlerbestimmung heranzuziehen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Prüfung in mehreren, nach den Extrembereichen der bauarttypischen Fehlerkurve gewählten Meßgänge derart durchgeführt wird, daß zumindest zwei Meßgänge ohne aufgesetztem Anzeigewerk in den Durchflußbereichen, vorzugsweise 0,8 bis 1,0Q_max und 0,1 bis 0,2Q_max erfolgen, wobei aus den ermittelten Abweichungen der Wechsel und dessen Korrekturwert bestimmt wird sowie die Größe und Varianz der Abweichungen so überwacht werden, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Prüfprozeß für den betreffenden Prüfling abgebrochen wird, dann in einem Maßgang bei kleinstem Durchfluß, vorzugsweise Q_min, der bleibende Anzeigefehler vorabkontrolliert wird, und daß anschließend in einerr Meßgang mit aufgesetztem Anzeigewerk der bestimmte Wechsel auf seine Konkordanz mit dem montierten Wechsel bei nur einem einzigen ohne Anzeigewerk geprüften, aber mit diesem übereinstimmenden Durchflußwert, jedoch mit einem 5- bis 15fach höher gewählten Prüfvolumen kontrolliert und daß der bleibende Anzeigefehler ohne zusätzlichen Meßgang für alle Durchflüsse ermittelt wird.

in einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahren.? werden die Periodendauer der Einzelimpulse gemessen, diese mit Vorgabewerten verglichen und daraus die Gleichförmigkeit der Prüflingsläufe überwacht.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß der Signalwey der anzeigeproportionalen Impulsfolge von der Ziffernrolle bis zum Mikrorechner und der Zustand des Anzeigewerkes durch die Messung der Periodendauer der Einzelimpulse und des Druckabfalles überwacht wird.

In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Mikrorechner zusätzlich als Zeitnormal und Zeitmeßglied verwendet.

Die technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung bestehen in der Verkürzung der Prü⁽- und Montagezeiten und in der Erhöhung der Genauigkeit der Prüfprozesse. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich ferner durch Meßplatzunabhängigkeit und den Ausschluß der Subjektivität der Messung aus. Die Produktivität und Effektivität des Prüfprozesses wird außerdem erhöht.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der dazugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1: oino Ansicht oiner Normalmoßoinrichtung mit der das orfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, Fig.2: oin Blockschaltbild der Figur 1 und

Fig.3: oino Vorfahronsdarstollung im Fuhlardurchflußdiagramm.

Dio Normalmoßoinrichtung bostoht aus don auf dom Ständer 2 aufgebauton, über die Rohrkrümmer 10 verbundenen Prüflingsplöt7on 1, oinom Durchflußnormal 4, dor Anordnung zur Dichtheitsprüfung mit dem Druckregler 9 und den Vakuumvontilon 5 sowin dom s"oarat aufgostollten Mikrorechner als Steuereinheit 16 mit dem Bildschirm 17, Tastatur 18 und Druckor 19. Dio Prüflinge wordon typonabhängig dirokt über eino Spannzange oder mittels spezieller Spanngehänge an die Rohrkrümmer 10 durch einon als Druckkissen dionondun Schlauch 8 gespannt, so daß sio eine Meßketto bilden. Dor oinstollbaro Tisch 3 bestimmt die Spannposition. Am Eingang dieser Kette sind zwei Vakuumventile 5 angebracht, mit denen von der Dichthoitsprüfung auf dio meßtechnische Prüfung umgeschaltet wird.

Am Ausgang dieser Kette ist über einen Feinfilter 7 das Durchfiußnormal 4 mit weiteren sieben Vakuumventilen 5 angebracht, die das Zuschalten der als Normale dienenden Düse 6 ermöglichen.

Über ein Sammelrohr des Durchflußnormals 4 wird die Normalmeßeinrichtung an die Vakuumanlage angeschlossen. Zur Volumenerfassung der Prüflinge sind bei der Prüfung ohne Anzeigewerk induktive Initiatoren 21 vorgesehen, die die auf die Meßwerkswelle aufgesetzten Justierkreisel 20 abtasten. Für die Prüfung mit dem aufgesetzten Anzeigewerk werden optoelektronische Tastköpfe 13 verwendet, welche die Indexrolle des Anzeigewerkes abtasten. Die Tastköpfe 13 werden auf die Anzeigewerkskappen der Prüflinge aufgesetzt. Der Druckabfall an den Prüflingen wird durch Bausteine 12 erfaßt, die direkt an die Rohrkrümmer 10 über Pneumatikschläuche angeschlossen sind.

Vor dem ersten Prüfling sind Temperaturfühler 14 im Einlaufrohr und im Sammelrohr des Durchflußnormals 4 eingebaut. Das U-Rohrmanometer 11 zeigt den Gesamtdruckabfall über die Prüflinge und sichert gleichzeitig die Meßanordnung vor unzulässigem Unterdruckaufbau. Mit dem Manometer 15 wird das anliegende Vakuum kontrolliert.

Im Blockschaltbild der Normalmeßeinrichtung der Figur 1 sind die Funktionseinheiten für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Die induktiven Initiatoren 21 und die optoelektronischen Tastköpfe 13 sind über einen Multiplexer 22 mit der Steuereinheit bzw. Mikrorechner 16 verbunden. Ein Temperatur-Meßumformer 23 und Druckmeßumformer 24, die an einen Analogmultiplexer mit einem Analog-Digital-Umsetzer 25 angeschlossen sind, liefert die Ausgangswerte für die Zustandskorrektur des Prüfvolumens.

Die Bausteine 12 ermöglichen eine Druckabfallüberwachung über die Prüflinge in allen Meßbereichen. Sie sind unmittelbar mit dem Mikrorechner 16 verbunden. Zur Kommunikation dient ein Bildschirm 17, eine Tastatur 18 und ein Drucker 19.

Die Normalmeßeinrichtung erhält ihren Strom von der Stromversorgung 26.

Die Figur 3 zeigt die Darstellung des en!~^Hungsgemäßen Verfahrens im Fehlerdurchflußdiagramm mit Angabe der Abv·" chungs- und Fehlerkurve des Korrekturwertes, der Varianz und der Grenzwerte der Abweichung sowie der Durdiilußwerte, bei denen vorzugsweise die Prüfung durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird so realisiert, daß die Prüfung von acht Prüflingen gleichzeitig möglich ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren gliedert sich in die Einzelschritte Prüfung ohne und mit aufgesetztem Anzeigewerk. Ohne aufgesetztem Anzeigewerk werden die durch die Herstellungstoleranzen bedingten Abweichungen der Meßkammervolumen vom Nennwert ermittelt. Mittels eines aus diesen Abweichungen bestimmten Wechsels soll erreicht werden, daß das Anzeigewerk das tatsächliche zyklische Volumen anzeigt. Das zyklische Volumen ist das Volumen der beiden Meßkammern bei einer Umdrehung der Meßwerkswelle. Es verbleibt jedoch ein Restfehler, weil die Justierung nur stufenweise möglich ist.

Weicht das zyklische Volumen beispielsweise nach unten ab, so wird ein Wechsel mit einem niedrigeren Verhältnis gewählt, anderenfalls mit einem höheren Verhältnis.

Die Prüflinge werden auf den Tisch 3 in die Spannposition gebracht und gespannt. Diese Anordnung wird dann einer Dichtheitsprüfung unterzogen, wobei über den Druckregler 9 und das Vakuumventil 5 ein Prüfdruck aufgebaut wird, bis der Baustein 12 das Vakuumventil 5 abschaltet. Die Schalthysterese des Bausteines wird zum Nachweis der Dichtheit benutzt.

Wird im Laufe von 120s die untere Schaitgrenze nicht erreicht, so wird die Strecke als dicht ausgewiesen und zur weiteren Prüfung freigegeben. Schon während der Dichtheitsprüfung werden auf die Meßwerkswellen der Prüflinge Justierkreisel 20 mit 10 Zähnen aufgesetzt.

Der Mikrorechner 16 startet nun die Testläufe für zwei Durchflußwerte im Bereich von 0,8 bis 1 Q_maxund0,1 bis0,2Q_max, die mit den nachfolgenden Meßpunkten übereinstimmen.

Als Durchflußnormal 4 wird ein Satz überkritisch arbeitender Düsen 6 eingesetzt, so daß das Etalon-Volumen durch die Zeit repräsentiert wird, im vorliegenden Beispiel durch die Zählung von Rechnertakten.

Jede Zeitmessung dauert genau eine Umdrehung und wird durch den Justierkreisel 20 eingeleitet und gestoppt. Die Zähne des Justierkreisels 20 werden von induktiven Initiatoren 21 abgetastet.

Die Zeit zwischen den Zähnen, d.h. das Teilvolumen des zyklischen Volumens, wird überwacht. Bei Überschreitung der für den betreffenden Meßpunkt vorgegebenen Grenzwerts weist der Mikrorechner 16 auf eine fehlerhafte Abtastung oder den mangelhaften Lauf des Prüflings hin. Gleichzeitig unterliegt der Druckabfall über jeden Prüfling einer Kontrolle durch die Bs jsteine 12. Wird der Grenzwert überschritten, erfolgt eine Kennzeichnung des Prüflings auf dem Bildschirm 17. Die Hinweise C¹JS Mikrorechners 16 können dann akzeptiert of'.er ignoriert werden. Im letzteren Falle wird der betreffende Prüfling von der weiteren Prüfung ausgeschlossen.

Vor jeder Messung wird eine Beruhigungsphase eingeleitet. Die Messung erfolgt unabhängig von der F teilung der Meßwerkswelle.

Nach den Testläufen beginnt die eigentliche Prüfung, wobei für jeden Prüfling und jeden Meßpunkt die Zeit ermittelt wird, die dem vorgegebenen ganzzahligen Vielfachen des zyklischen Volumens entspricht, was der Anzahl der Umdrehungen der Meßwerkswelle gleichzusetzen ist.

Die Prüfung wird zuerst für zwei Durchflußwerte analog den Testläufen durchgeführt.

Die Abweichungen des Istwertes des zyklischen Volumens vom Sollwert wird für jeden Prüfling und Meßpunkt ermittelt und aus dem arithmetischen Mittelwert der erforderliche Wechsel bestimmt. Die Werte der Abweichungen und der Korrekturwert des ausgewählten Wechsels werdon im Arbeitsspeicher der. Mikrorechners 16 abgelegt. Auf dem Bildschirm 17 werden die Werte dor Abweichungen in % und der Korrekturwert als Übersetzungsverhältnis der treibenden und angetriebenen Zahnräder angezoigt.

Die Üborschroitung dos maximal zulässigen Korrekturwertes bzw. der maximal zulässigen Differenz der Abweichungen in boidon Prüfpunkton wird als Fehler ausgegeben und dio Vornahme der Korrektur untersagt.

Mit dom Durchfluß Q_1111n erfolgt in einom weiteren Prüfvorgang die Bestimmung der Abweichung dos zyklischen Volumens in diosom Punkt. Dioormittolte Abwoichung wird im Arbeitsspeicher des Mikrorechners 16 abgelegt und auf dem Bildschirm 17 angozoigt. Dabei wird oino Fohlorkonnzoichnung vorgenommen, falls der ausgewählte Wechsel diesen Prüfpunkt nicht in den zula'ssigon Grenzen korrigieren kann. Eine Impulsdauorüberwachung dor Justierkreisel 20 während der Prüfung sowie eine Druckabfallüborwochung ermöglicht eine weitere Kennzeichnung der Prüflinge bei Überschreitung dor Grenzwerte auf dem Bildschirm 17.

Es schließt sich dio Montage des Anzoigewerkes mit dem berechneten Wechsel an, ohne daß dio Prüflinge entspannt werden.

Nachdom dio optoelektronischen Tastköpfo 13 auf die Anzeigewerkskappen aufgesetzt sind, wird eine msßtechnische Prüfung

mit aufgesetztem Anzeigewerk vorgenommen. Zuerst werden die Testläufe zum Nachweis der ordnungsgemäßen Funktion der optoelektronischen Abtastung des Anzeigewerkes durch Impulszeit- und Druckabfallüberwachung durchgeführt.

Danach erfolgt der eigentliche Maßgang lediglich für den Durchflußwert Q_max, wobei der Start und Stop der Zeitmessung über die optoelektronisch abgetastete Indexrolle des Anzeigewerkes ausgelöst wird.

Durch den Wechsel des Anzeigewerkes entspricht das vorgegebene Volumen nicht mehr dem ganzzahligen Vielfachen des zyklischen Volumens. Es muß ein größeres Prüfvolumen gefahren werden, um den Fehler auszugleichen, der durch die Nichtlinearität zwischen dem Drehwinkel der Moßwerkswelle und dem Meßvolumen auftritt. Wie beim Meßgang mit Justierkreisel 20 erfolgt auch hier eine Zeitdauerüberwachung der durch die Indexrolle vorgegebenen Schritte sowie eine Druckabfallüberwachung. Diese Überwachung weist bei Ansprechen auf Ausführungs- oder Montagemängel des Anzeigewerkes oder auch auf Ausfälle der Meßeinrichtung hin. Nach dem Meßgang wird der bleibende Anzeigefehler ermittelt.

Durch Vergleich dieses Wertes mit dem entsprechenden Wert der Prüfung mit dem Justierkreisel, korrigiert durch den Wert des Wechsels, wird festgestellt, ob der vorgegebene Wechsel montiert wurde.

Bei positivem Befund werden die bleibenden Anzeigefehler der beiden weiteren Prüfpunkte rechnerisch aus den Prüfergebnissen des Prüflaufes mit JJstierkreisel und dem Korrekturwert des Wechsels bestimm'. Die Prüflinge werden nach Fehlerbereichen sortiert, und es wird ein Gütekennzeichen ausgegeben.

Während der Durchführung aller Prüfungen wird die Temperatur des einströmenden Mediums und die Temperatur im Düsenraum in regelmäßigen Abständen gemessen und ein Mittelwert für beide Werte gebildet.

Ebenfalls wird der Gesamtdruckabfall über die Prüflinge als Mittelwertgröße ermittelt. Der Gesamtdruckabfall und die Temperatur werden für die meßplatzbezogane Korrektur des Volumens verwendet.

Die Ergebnisse der letzten Prüfung werden ebenfalls auf dem Bildschirm 17 angezeigt.

Anschließend wird ein Prüfprotokoll ausgestellt, das alle Schritte der meßtechnischen Prüfung und die Prüfbedingungen umfaßt.

Claims (4)

1. Verfahren zur ganzheitlichen Prüfung von Gaszählern, bei dem überkritische Düsen als Prüfnormal verwendet werden, die Volumenmessung bei konstantem Durchfluß auf eine Zeitmessung zurückgeführt, die Meßwerkswellenumdrehung in Impulsfolgen aufgelöst, die Abweichung vom zyklischen Nominalvolumen mittels dieser Impulsfolgen ermittelt und der Montagezustand der Zähler geprüft wird, wobei die Zustandsgrößen Druck und Temperatur einbezogen werden, und die Impulsfolgen in einem Mikrorechner gespeichert und verarbeitet sowie die Ergebnisse ausgegeben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfung in mehreren, nach den Extrembereichen der bauarttypischen Fehlerkurve gewählten Meßgängen derart durchgeführt wird, daß zumindest zwei Meßgänge ohne aufgesetztem Anzeigewerk in den üurchflußbereichen, vorzugsweise 0,8 bis 1,0Q_maxund 0,1 bis 0,2 Q_max erfolgen, wobei aus den ermittelten Abweichungen der Wechsel und dessen Korrekturwert bestimmt wird sowie die Größe und Varianz der Abweichungen so überwacht werden, daß bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes der Prüfprozeß für den betreffenden Prüfling abgebrochen wird, in einem Meßgang mit kleinstem Durchfluß, vorzugsweise Q_min, der bleibende Anzeigefehler vorabkontrolliert wird, und daß anschließend in einem Meßgang mit aufgesetztem Anzeigewerk der bestimmte Wechsel auf seine Konkordanz mit dem montierten Wechsel bei nur einem einzigen ohne Anzeigewerk geprüften, aber mit diesem übereinstimmenden Durchflußwert, jedoch mit einem 5- bis 15fach höher gewählten Prüfvolumen kontrolliert und daß der bleibende Anzeigefehler ohne zusätzlichen Meßgang für alle Durchflüsse ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Period^ndauer der Einzelimpulse gemessen, diese mit Vorgabewerten verglichen und daraus die Gleichförmigkeit der Prüflingsläufe überwacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalweg der anzeigeproportionaien Impulsfolge von der Ziffernrolle bis zum Mikrorechner und der Zustand des Anzeigewerkes durch die Messung der Periodendauer der Einzelimpulse und des Druckabfalls überwacht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrorechner zusätzlich als Zeitnormal und Zeitmeßglied verwendet wird.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen