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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung
des Durchflusses eines Messmediums durch ein Messrohr mit mindestens
einem Messgerät,
welches Messgerät
mindestens eine Messaufnehmereinheit und mindestens eine Auswerteeinheit
aufweist, wobei die Messaufnehmereinheit der Auswerteeinheit zumindest
ein Messsignal bereitstellt, welches zumindest den Volumen- und/oder
Massenstrom des Messmediums durch das Messrohr repräsentiert.
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Die
meisten sich im Handel befindlichen Durchflussmessgeräte können die
Richtung der Strömung
des zu messenden Mediums in ihrem Messbereich messen. Gerade die
im Bereich der Wasserwirtschaft, also auch die im häuslichen
Wasser und Abwassersystem eingesetzten Durchflusszähler zeigen die
Strömungsrichtung
jedoch nicht explizit an. Ein herkömmlicher Durchflusszähler läuft vorwärts, wenn das
Wasser in einer festgelegten Richtung durch die Rohleitungen strömt und rückwärts, wenn
das Wasser in die entgegengesetzte Richtung fließt. Andere, moderne Wasserdurchflusszähler besitzen
einen Freilauf, d. h. sie bleiben bei einer Richtungsumkehr stehen.
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Da
Wasserzähler
gegen ihr Gehäuse,
jedoch nicht gegen die Rohrleitung verplombt sind, ist es relativ
einfach möglich,
den Wasserzähler
in dem ihn umgebenden Rohrleitungsstück umzudrehen und so Wasser
zu stehlen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die Sicherheit vor Manipulationen
an Durchflussmessgeräten
zu verbessern.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses
eines Messmediums durch ein Messrohr mit mindestens einem Messgerät vorgeschlagen
wird, welches Messgerät
mindestens eine Messaufnehmereinheit und mindestens eine Auswerteeinheit
aufweist, wobei die Messaufnehmereinheit der Auswerteeinheit zumindest
ein Messsignal bereitstellt, welches zumindest den Volumen- und/oder
Massenstrom des Messmediums durch das Messrohr repräsentiert,
wobei das Vorzeichen des Messsignals die Strömungsrichtung des Messmediums
durch das Messrohr angibt, und wobei die Auswerteeinheit den jeweils
aktuellen Durchfluss aus dem Messsignal errechnet, wobei bei einer
Umkehr des Vorzeichens des Messsignals ein Merker in das Logbuch
geschrieben wird, welcher die Vorzeichenumkehr anzeigt.
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Der
Merker, auch Flag genannt, dient als Hinweis bei der Auswertung
der in das Logbuch einbeschriebenen Daten. Bei kann z. B. beim Aufruf
des Merkers ein Alarmsignal ausgegeben werden. In einer anderen
Ausführung
stellt der Merker ein Start- und/oder Endsignal bei der Auswertung
zur Vorzeichenkorrektur dar.
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Insbesondere
beim Einsatz von Wasserdurchflusszählern ist der Normalfall, dass
das Wasser in einer vorgegebenen Richtung durch die Rohrleitung
fließt.
Rückfluss
findet in der Regel nur im Schadensfall und bei Manipulationen statt.
Da der Betreiber des Wassersystems Schäden erkennt bzw. ihm diese
bekannt sind, kann bei einem Rückfluss über einen
bestimmten Zeitraum von einer Manipulation ausgegangen werden.
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Eine
sehr vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu sehen, dass die Summe der Durchflusswerte seit dem letzten Merker
in das Logbuch geschrieben werden. Ein Logbucheintrag findet also
nur bei einer Änderung
des Vorzeichens des Durchflusses statt. In einer besonderen Ausführungsform
wird eine Vorzeichenänderung
erst als solche erkannt, wenn ein bestimmter Betrag des Volumen-
und/oder Massendurchflusses negativ bzw. wieder positiv ist oder
wenn eine gewisse Anzahl n an aufeinander folgenden diskreten Messwerten
bzw. eine gewisse Zeit t kontinuierliche Messwerte ihr Vorzeichen
geändert
haben. Ein Logbucheintrag erfolgt also erst, wenn ein Merker zu
setzen ist. Die seit dem letzten Merker angefallenen Durchflusswerte
werden aufsummiert und die Summe mit dem neuen Merker ins Logbuch
geschrieben. Dies hat den Vorteil, dass nicht so viele Werte in
das Logbuch geschrieben werden.
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Eine
weitere Variante wäre,
dass die Auswerteeinheit den jeweils aktuellen Durchfluss aus dem
Messsignal errechnet und in ein Logbuch schreibt. Dies führt jedoch
zu sehr vielen Werten im Logbuch.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Beträge der aktuellen
Durchflusswerte in das Logbuch geschrieben. D. h. dass die aktuellen
Durchflusswerte mit positivem Vorzeichen in das Logbuch geschrieben
werden. Werte zwischen den Merkern werden somit automatisch vorzeichenkorrigiert,
bevor sie ins Logbuch geschrieben werden.
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Eine
weitere Vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, dass der Auswerteeinheit ein diskretes Messsignal bereitgestellt
wird und mindestens die letzten n aufeinander folgende Messsignalwerte
in einem Speicher der Auswerteeinheit vorgehalten werden und deren
Vorzeichen bestimmt wird und ein Merker für eine Vorzeichenumkehr erst
in das Logbuch geschrieben wird, wenn mindestens n aufeinander folgende Messsignalwerte
das gleiche Vorzeichen aufweisen, wobei n gleich oder größer 2 ist.
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Eine
bevorzugte Anzahl n an Messsignalwerten mit gleichem Vorzeichen
bei Anwendungen im Wasser-/Abwasserbereich beträgt so viele Messwerte bei einer
bekannten Abtastrate bei diskreten Messsignalen, dass Messfehler
ausgeschlossen sind. Gleichermaßen
beträgt
z. B. die Zeit t mindestens 10 Sekunden bei kontinuierlichem Messsignal, d.
h. dass t größer oder
gleich 10 Sekunden ist, wenn dadurch ein Messfehler ausgeschlossen
ist. Liegt kein Durchfluss im Messrohr vor, so kann ein kleiner Durchfluss,
sowohl positiv als auch negativ vom Messgerät angezeigt werden. Daher ist
eine weitere Möglichkeit,
das bereits geflossene Volumen- und/oder die bereits geflossene
Masse des Messmediums im Messrohr fortlaufend zu bestimmen und einen
Merker erst bei einer zusätzlichen Änderung
des Volumen- und/oder Massendurchflusses im Messrohr um einen bestimmten
Betrag zu setzen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird vorgeschlagen, dass der Auswerteeinheit ein kontinuierliches Messsignal
bereitgestellt wird und das Messsignal mindestens eine Zeit t in
einem Speicher der Auswerteeinheit vorgehalten wird und kontinuierlich
dessen Vorzeichen bestimmt wird und ein Merker für eine Vorzeichenumkehr erst
gesetzt wird, wenn das Messsignal mindestens eine Zeit t das gleiche
Vorzeichen aufweist, wobei t gleich oder größer 2 Messperioden ist.
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Sind
also z. B. mindestens n üblicherweise positive
Eingangssignale negativ, so wird ein Merker mit dem ersten negativen
Signal gesetzt. Dabei kann es sich sowohl um diskrete als auch um
kontinuierliche Messsignale handeln. Dies geschieht im diskreten
Fall, indem mindestens n Signalwerte in einem Speicher behalten
werden, wobei von jedem Signalwert das Vorzeichen bestimmt wird.
Falls nun mindestens n Signalwerte, insbesondere n aufeinanderfolgende
Signalwerte, negativ sind, wobei die vorherigen Signalwerte positiv
waren bzw. kein Merker für negatives
Vorzeichen gesetzt wurde, werden der Merker für ein folgendes negatives Vorzeichen
der Signalwerte und die negativen Signalwerte nachfolgend in ein
Logbuch geschrieben. Umgekehrt wird ein Merker für folgende positive Signale
gesetzt. Bei kontinuierlichem Signal wird kein Schwellwert n zur Entscheidung
herangezogen, ob ein Merker gesetzt werden muss, sondern eine Schwellzeit
t muss überschritten
werden, die das Signal ein negatives bzw. ein positives Vorzeichen
hat.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird
ein Wasserzähler
als Messgerät
verwendet.
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Eine
weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass ein magnetisch induktives Durchfluss-Messgerät als Messgerät verwendet
wird.
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Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau eines Messgeräts für das Verfahren,
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2 zeigt
ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 schematisch
dargestellt ist das erfindungsgemäße Messgerät mit Messaufnehmereinheit 2 und
Auswerteeinheit 3. Der Messaufnehmer 2 stellt
die Messsignale der Auswerteeinheit 3 bereit. Die Messsignale
repräsentieren
den Volumen- und/oder Massenstrom des Messmediums 4 durch das
Messrohr 5. Die Messsignale besitzen ein Vorzeichen, welches
die Strömungsrichtung
eindeutig anzeigt. Die Auswerteeinheit 3 berechnet aus
den Messsignalen den aktuellen Durchfluss. Sind die Signale positiv
so ist der Durchfluss des Messmediums 4 durch das Messrohr 5 positiv
und sind die Signale negativ ist der Durchfluss entsprechend negativ.
Sind nun n aufeinander folgende Durchflusswerte negativ und war
der Durchfluss vorher positiv, wird mit dem ersten negativen Durchflusswert
ein Merker in das Logbuch 7 geschrieben. Wird der Durchfluss
nach diesen n negativen Durchflusswerten wieder positiv, und das
mindestens n aufeinander folgende Durchflusswerte, so schreibt die
Auswerteeinheit 3 wieder einen Merker zusammen mit dem
ersten positiven Durchflusswert in das Logbuch 7. Das Logbuch 7 kann
dabei sowohl ein externer als auch ein im Messgerät 1 integrierter
Speicher sein.
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2 beschreibt
das Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit diskreten
Messwerten. Von den von der Messaufnehmereinheit 2 gemessenen
Messsignalen errechnet die Auswerteeinheit 3 die aktuellen
Durchflusswerte und bestimmt deren Vorzeichen. Ist das Vorzeichen
positiv werden die Werte in das Logbuch geschrieben. Ist das Vorzeichen
negativ wird zusätzlich
zu den negativen Werten ein Merker in das Logbuch geschrieben. Eine Variante
ist, nur die Beträge
der Durchflusswerte in das Logbuch zu schreiben. Eine weitere, nicht
dargestellte Lösung
ist, mehrere Durchflusswerte zu sammeln und Merker erst bei Überschreiten
einer gewissen Mindestanzahl an positiven bzw. negativen Werten
mit in das Logbuch zu schreiben.
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- 1
- Messgerät
- 2
- Messaufnehmereinheit
- 3
- Auswerteeinheit
- 4
- Messmedium
- 5
- Messrohr
- 6
- Strömungsrichtung
des Messmediums im Messrohr
- 7
- Logbuch