DE10156930B4

DE10156930B4 - Volumenstrommesser für Gas

Info

Publication number: DE10156930B4
Application number: DE10156930A
Authority: DE
Inventors: Max Schladerer
Original assignee: Briffault SA
Current assignee: Briffault SA
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: ITGE20010091A1; DE10156930A1; FR2817614B1; FR2817614A1; ITGE20010091A0

Abstract

Volumenstrommesser für Gas, mit einem Gasentspanner mit einem Ventil, wobei die Lage der Schließvorrichtung (7) dieses Ventils bezüglich des Sitzes (9) von der Lage einer Membrane (2) abhängt, die der entgegen gerichteten Wirkung einer Kraft (5) und des Austrittsdruckes des Gases unterliegt, mit einem Aufnehmer (13) für die Erfassung des Wertes der Relativverschiebung der Schließvorrichtung (7) bezüglich des Sitzes (9) und mit einem Rechner (15), der auf der Grundlage der Relativverschiebung den Volumenstrom des in der Regelvorrichtung strömenden Gases berechnet, gekennzeichnet durch eine Leitung (22), die eine Eintrittsleitung (10) im Volumenstrommesser mit einer Gehäusekammer (3) verbindet, in der sich ein Mittel befindet, welches ermöglicht, dass die besagte Kraft (5) auf die Membrane (2) wirkt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Volumenstrommesser für Gas.
Es ist bereits ein Volumenstrommesser für Gas bekannt, der durch die Integration der Volumenströme über die Zeit als Gaszähler dienen kann, bei dem man dem Gas Schallgeschwindigkeit verleiht. Dieser Volumenstrommesser ist ungenau, selbst wenn das Verhältnis zwischen dem Eintrittsdruck in das Gerät und dem Austrittsdruck aus dem Gerät gleich 2 ist. Wenn dieses Verhältnis kleiner als 2 ist, dann ist es nicht mehr möglich, mit diesem Gerät den Volumenstrom genau zu messen, so dass der Messbereich eingeengt wird.
Die Erfindung betrifft einen Volumenstrommesser für Gas, der mit Gasgeschwindigkeiten unter der Schallgeschwindigkeit arbeitet und der auf einen niedrigen Wert des Verhältnisses zwischen dem Eintrittsdruck und dem Ausgangsdruck ausgelegt ist, der deutlich kleiner als 2 ist, wodurch es eine höhere Genauigkeit hat, die höher als die des bisherigen, mit Schallgeschwindigkeit arbeitenden Volumenstrommessers ist.
Die Erfindung hat daher einen Volumenstrommesser für Gas zum Gegenstand, welcher enthält: einen Gasentspanner mit einem Ventil, wobei die Lage der Schließvorrichtung dieses Ventils bezüglich des Sitzes von der Lage einer Membrane abhängt, die der entgegengesetzt gerichteten Wirkung einer Kraft und des Austrittsdruckes des Gases des Volumenstrommessers unterliegt, mit einem Aufnehmer für die Erfassung des Wertes der relativen Verschiebung der Schließvorrichtung in Bezug auf den Sitz und mit einem Rechner, der auf der Grundlage der Relativverschiebung den Volumenstrom des in der Regelvorrichtung strömenden Gases berechnet.
Dieser Volumenstrommesser liefert gute Ergebnisse, wenn der Eintrittsdruck, der in einer Eintrittsleitung vor dem Ventil herrscht, deutlich konstant ist. In diesem Fall ist der Unterschied zwischen dem Eintrittsdruck und dem Austrittsdruck deutlich konstant und ist eine Gerätegröße in der Weise, dass diese konstante Größe als solche in den Rechner gegeben wird, der dann auf ihrer Grundlage den Volumenstrom auf Grund der Verschiebung der Schließvorrichtung berechnen kann.

Aus der EP 767 859 B1 ist ein derartiger Volumenstrommesser für Gas bekannt mit einer Leitung, die eine Gehäusekammer derart mit einem Fluidauslass verbindet, dass der Fluiddruck an dem Fluidauslass, der in etwa dem Druck innerhalb der Gehäusekammer entspricht, gegen die Wirkung einer Feder die Position eines Steuerelements bestimmt.

Wenn der Eintrittsdruck für einen gegebenen beliebigen Volumenstrom nicht konstant ist, wird nach der vorliegenden Erfindung zu dem Zweck, stets eine hohe Genauigkeit der Volumenstrommessung zu erhalten, vorgesehen, dass eine Leitung eine Eintrittsleitung in den Volumenstrommesser vor dem Ventil mit einer Gehäusekammer verbindet, in der sich ein Mittel befindet, das die Gegenkraft zum Austrittsdruck des Gases liefert. Dank dieses Merkmals ist es der Eintrittsdruck, der den Einstelldruck bildet, und daraus folgt, dass eine Änderung des Eintrittsdrucks durch eine gleich große Änderung des Ausgangsdrucks wiedergegeben wird, so dass die Änderung des Eintrittsdrucks einen kleineren Fehler der Volumenstrommessung bewirkt.

Nach einer sehr vorzugsweisen Ausführungsform, die überdies mit der Ausführungsform, in der der Eintrittsdruck als Einstelldruck dient, kombiniert werden kann, ist in einer Eintrittsleitung vor dem Ventil ein Druckaufnehmer vorhanden. Der Rechner berechnet dann den Volumenstrom auf der Grundlage der Verschiebung der Schließvorrichtung einerseits und des vom Druckaufnehmer gelieferten Werts andererseits.

Um die Messung zu vervollkommnen, kann man auch einen Druckaufnehmer für den Austrittsdruck oder noch besser, einen Aufnehmer für den Druckunterschied zwischen dem Eintritts- und dem Austrittsdruck vorsehen, wobei dieser Aufnehmer für den Differenzdruck oder den Austrittsdruck ein Signal an den Rechner schickt, der den Volumenstrom auf der Grundlage dieser Signale, die für die Drücke repräsentativ sind, und des Signals, das für die Verschiebung der Schließvorrichtung repräsentativ ist, berechnet.

Gemäß einer verbesserten Ausführungsform ist auch ein Fühler für die Temperatur des Gases vor dem Ventil vorhanden, wobei dieser Aufnehmer mit dem Rechner verbunden ist und ermöglicht, dass dieser den Volumenstrom unter Berücksichtigung der Korrektur, die wegen der Temperatur des Gases anzubringen ist, berechnet.

Der Aufnehmer für die Verschiebung kann vom herkömmlichen Typ sein. Er kann insbesondere aus einer Verzahnung zwischen der Spindel des Ventils und der Achse eines Potentiometers bestehen. Dieser kann auch ein Aufnehmer für die lineare Verschiebung sein, der vorzugsweise in der Ausrichtung der Spindel des Ventils angeordnet ist. Er kann auch ein System mit Differentialübertrager, ein optischer Aufnehmer oder ein kapazitiver Aufnehmer oder sonst einer sein.

Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform ist ein Mittel zur Untersetzung des Wertes der Verschiebung der Schließvorrichtung vorhanden, indem man beispielsweise eine Zahnstange auf der Spindel des Ventils anbringt, die in ein Rädergetriebe eingreift, dessen Endrad Magnete enthalten kann, die auf dem Umfang verteilt sind und die geeignet sind, auf Unterbrecher mit elastischem Blättchen (Reed-Kontakt) zu wirken. Man gewinnt den Volumenstrom aus der Dauer des Verharrens auf den verschiedenen Positionen.

In den beigefügten Zeichnungen sind:

die 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Volumenstrommesser und

die 2 eine gleichartige Darstellung einer Variante und

die 3 eine Schnittdarstellung eines Mechanismus zur Untersetzung der Verschiebung der Schließvorrichtung.

Der in 1 dargestellte Volumenstrommesser enthält einen Körper 1, der durch eine Membrane 2 unterteilt ist in eine Gehäusekammer 3 und in eine Entspannungskammer 4. Eines der Enden einer Feder 5 stößt gegen eine Innenseite des Körpers 1, während ihr anderes Ende die Membrane 2 zurück drückt. Die Entspannungskammer 4 enthält eine Austrittsleitung 6 und ist über ein Ventil mit Schließvorrichtung 7 mit elastischem Teil 8 und mit Sitz 9 mit einer Eintrittsleitung 10 verbunden. Die Schließvorrichtung 7 ist durch eine Spindel 11 mit einem Gestänge 12 derart verbunden, dass die Verschiebung der Membrane 2 durch eine Verschiebung der Schließvorrichtung 7 wiedergegeben wird. Auf der Spindel 11 ist ein Aufnehmer 13 für die Verschiebung montiert, der imstande ist, die Verschiebung der Schließvorrichtung 7 aufzunehmen. Dieser Aufnehmer 13 ist über eine Leitung 14 mit einem Rechner 15 verbunden. In der Eintrittsleitung 10 befinden sich ein Druckaufnehmer 16, der über eine Leitung 17 mit dem Rechner 15 verbunden ist, und ein Temperaturfühler 18, der über eine Leitung 19 mit dem Rechner 15 verbunden ist. In der Ausgangsleitung 6 oder in der Kammer 4 ist ein Druckaufnehmer 20 untergebracht, der über eine Leitung 21 mit dem Rechner 15 verbunden ist.

Die in der 2 dargestellte Ausführungsform ähnelt derjenigen, die in der 1 dargestellt ist, nur enthält diese eine Leitung 22, die die Verbindung der Eintrittsleitung 10 mit der Gehäusekammer 3 herstellt, und die Feder 5 stößt nicht gegen die Membrane 2, sondern sie stößt mit einem ihrer Enden gegen einen inneren Anschlag 23 der Gehäusekammer und wirkt ziehend auf die Membrane, anstatt gegen diese zu drücken.

Der Rechner 15 kann auf der Grundlage der Daten, die ihm von den Aufnehmern 13, 16, 18 und 20 geliefert werden, den Volumenstrom berechnen, und, wenn er die Volumenströme über die Zeit integriert, kann das Gerät zum Zähler werden.

In der 3 ist auf der Spindel 11 eine Zahnstange 24 angebracht, die in ein Ritzel 25, das bezüglich der Rotation mit einem Zahnrad 26 fest verbunden ist, eingreift. Das Zahnrad 26 greift in ein Ritzel 27, das mit einem anderen Zahnrad 28 fest verbunden ist, wodurch die Untersetzung bewirkt wird. Das Rad 28 greift in ein Endrad 29, das auf seinem Umfang acht Magnete 30 trägt, die nacheinander in dem Maße, wie sich das Rad 29 dreht, sich vor einem Unterbrecher 31 mit elastischem Blättchen vorbei bewegen. Der Unterbrecher 31 ist mit dem Rechner verbunden.

Claims

Volumenstrommesser für Gas, mit einem Gasentspanner mit einem Ventil, wobei die Lage der Schließvorrichtung (7) dieses Ventils bezüglich des Sitzes (9) von der Lage einer Membrane (2) abhängt, die der entgegen gerichteten Wirkung einer Kraft (5) und des Austrittsdruckes des Gases unterliegt, mit einem Aufnehmer (13) für die Erfassung des Wertes der Relativverschiebung der Schließvorrichtung (7) bezüglich des Sitzes (9) und mit einem Rechner (15), der auf der Grundlage der Relativverschiebung den Volumenstrom des in der Regelvorrichtung strömenden Gases berechnet, gekennzeichnet durch eine Leitung (22), die eine Eintrittsleitung (10) im Volumenstrommesser mit einer Gehäusekammer (3) verbindet, in der sich ein Mittel befindet, welches ermöglicht, dass die besagte Kraft (5) auf die Membrane (2) wirkt.
Volumenstrommesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (15) Mittel zum Integrieren des Volumenstroms über die Zeit enthält.
Volumenstrommesser nach Anspruch 1 oder 2, der eine Eintrittsleitung (10) vor dem Ventil enthält, gekennzeichnet durch einen Aufnehmer (16) für den Eintrittsdruck, der in der Eintrittsleitung (19) herrscht, und dadurch, dass der Rechner (15) den Volumenstrom auf der Grundlage des Signals berechnet, das vom Aufnehmer (13) für die Verschiebung und vom Aufnehmer (16) für den Eintrittsdruck geliefert wird.
Volumenstrommesser nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Aufnehmer (20) für den Ausgangsdruck oder für den Differenzdruck zwischen dem Eintrittsdruck und den Austrittsdruck und dadurch, dass der Rechner (15) den Volumenstrom auf der Grundlage der Signale berechnet, die vom Aufnehmer (13) für die Verschiebung und den Aufnehmern (16, 20) für den Druck geliefert werden.
Volumenstrommesser nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Eintrittsleitung (10) ein Temperaturfühler (18) untergebracht ist und der Rechner (15) für die Berechnung des Volumenstroms das Signal berücksichtigt, das vom Temperaturfühler (18) geliefert wird.
Volumenstrommesser nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Mittel zur Untersetzung des Wertes der Verschiebung der Schließvorrichtung (7).