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Die
Erfindung betrifft eine Messanordnung zum Erfassen eines Volumenstroms
eines elektrisch leitfähigen
Mediums durch einen von dem Medium längs einer Flussrichtung durchströmbaren und
axial von einer Wandung umschlossenen Hohlraum, welcher längs der
Flussrichtung einen annähernd
konstanten Innenquerschnitt aufweist. Die Erfindung betrifft auch
ein zugehöriges
Messverfahren.
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Es
ist allgemein bekannt, dass zur Bestimmung einer Durchflussmenge
eines gasförmigen bzw.
flüssigen
Mediums wie Wasser Durchflusszähler
benutzt werden. Diese Zähler
werden häufig
zu Steuerungs-, Regelungs- aber auch Abrechnungszwecken verwendet.
Das Medium wird üblicherweise in
einem Rohrleitungssystem gefördert,
wobei an den gewünschten
Stellen Durchflusszähler
zwischengeschaltet sind. Deshalb weisen Durchflusszähler in der
Regel einen rohrähnlichen
Durchflusskanal mit beidseitigen Anschlusssvorrichtungen zum Rohrsystem,
in das sie einzufügen
sind, auf.
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Für die Durchflussmessung
von leitfähigen Medien,
welche also über
bewegliche Ladungsträger verfügen, sind
neben den rein mechanischen Durchflusszählern – welche insbesondere auch
einem Verschleiß unterworfen
sind – auch
magnetoinduktive Durchflusszähler
(MID) bekannt. Ein induktiver Durchflusssensor besteht hauptsächlich aus
einem Elektromagneten, zwei Elektroden und einem elektrisch isolierten
Rohr. Fließt
eine Flüssigkeit
durch das Rohr, so kann gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz
an den zwei Elektroden, die diametral an der Wandung und senkrecht
zur Fließrichtung
und dem Magnetfeld angeordnet sind, eine Spannung abgegriffen werden.
Diese Spannung ist für
ein rotationssymmetrisches Strömungsprofil
und ein homogenes Magnetfeld direkt proportional zur mittleren Strömungsgeschwindigkeit.
Das induktive Durchflussmessverfahren ist also in der Lage, direkt
aus dem Durchfluss ein elektrisches Signal zur Weiterverarbeitung
zu erzeugen.
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Nachteilig
an einem magnetoinduktiven Durchflusszähler ist insbesondere die Verwendung eines
Elektromagneten, welcher den Messaufbau umständlich gestaltet.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen
Durchflussmesser bereitzustellen, welcher keine mechanischen Verschleißteile aufweist
und welcher die Verwendung eines Elektromagneten vermeidet sowie
ein entsprechendes Messverfahren anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch eine Messanordnung zum Erfassen eines Volumenstroms der eingangs
genannten Art. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens
zwei jeweils elektrisch gegenüber
der Wandung isolierte Elektroden in einem Abstand längs der
Flussrichtung zueinander in den durchströmbaren Hohlraum hineinragen
und dass die Elektroden in einer elektrischen Verschaltung direkt
und/oder indirekt mit einer Wechselspannungsquelle verbunden sind,
so dass eine elektrische Wechselspannung zwischen den wenigstens
zwei Elektroden erzeugbar ist, durch welche ein Stromfluss zwischen
den Elektroden bewirkbar ist.
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Diese
Anordnung nutzt den Effekt, dass sich Ladungsträger des Mediums bei einer an
den Elektroden anliegenden Spannungsdifferenz mit einer endlichen
Bewegungsgeschwindigkeit von einer Elektrode zur anderen bewegen.
Diese Bewegung der Ladungsträger
führt zu
einem Stromfluss und hängt
von mehreren Faktoren ab, beispielsweise der Höhe und der Polarität der angelegten
Spannung, wobei die Polarität
der Spannung ausschlaggebend ist, in welche Richtung sich die Ladungsträger bewegen.
Wenn die angelegte Spannung also eine Wechselspannung ist, so ist
die Reichweite der Ladungsträger
begrenzt auf einen Abstand, welcher aus deren mittlerer Bewegungsgeschwindigkeit
sowie der Zeit, in der die Spannung mit ein- und derselben Polarität anliegt,
resultiert.
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Bei
bewegtem Medium, wenn also ein Volumenstrom durch den vorzugsweise
rohrähnlichen Hohlraum
vorliegt, addiert sich die Geschwindigkeit des Volumenstromes zu
der eigentlichen Geschwindigkeit der Ladungsträger, welche sich relativ zum Medium
bewegen. Somit begünstigt
ein Volumenstrom einen Stromfluss zwischen den in diesen hereinragenden
Elektroden, wenn die Bewegung der Ladungsträger relativ zum Medium in derselben
Richtung erfolgt wie die Flussrichtung. Umgekehrt wird ein Stromfluss,
bei dem sich die Ladungsträger
entgegen der Flussgeschwindigkeit bewegen, erschwert.
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Bei
einer periodisch angelegten Wechselspannung führt dies zu Verzerrungen von
Spannung und Stromfluss zwischen den Elektroden. Diese Verzerrungen
werden maßgeblich
von der Flussgeschwindigkeit des Volumenstroms beeinflusst, so dass
eine Messung dieser Verzerrung in vorteilhafter Weise umgekehrt
auch zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Volumenstromes verwendet
werden kann.
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In
einer Variante der erfindungsgemäßen Messanordnung
ist die Wechselspannungsquelle bezüglich Höhe, Frequenz und/oder Signalform
der ausgegebenen Spannung variabel vorgebbar. Dies ermöglicht eine
besonders flexible Anpassung der Messanordnung auf verschiedene
Medien, welche sich durch die Beweglichkeit der Ladungsträger unterscheiden.
Ebenso wird in vorteilhafter Weise eine Anpassung auf verschiedene
Elektrodenformen, Hohlraumquerschnitte und Volumenströme erreicht. Als
besonders vorteilhaft hat sich eine reine Sinusfrequenz erwiesen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Messanordnung umfasst die elektrische
Schaltung Mittel zur Bestimmung wenigstens eines induktiven Impedanzwertes.
Es hat sich nämlich
gezeigt, dass die Flussgeschwindigkeit einen überwiegenden Einfluss auf den
induktiven Impedanzwert hat.
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Entsprechend
einer Variante der erfindungsgemäßen Messanordnung
beinhalten die Mittel zur Erfassung des induktiven Impedanzwertes
wenigstens Mittel zur Erfassung wenigstens einer Stromgröße sowie
wenigstens einer Spannungsgröße und Mittel,
welche geeignet sind, einen Phasenverschiebungswinkel zwischen der
wenigstens einen Strom- und der wenigstens einen Spannungsgröße zu bestimmen.
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Die
Erfassung von Strom- und Spannungsgröße ermöglicht die Ermittlung einer
Impedanz nach Betrag und Winkel und somit auch die Ermittlung eines
induktiven Impedanzwertes, beispielsweise mittels einer Rechenvorrichtung,
welcher die gemessene Strom- und Spannungsgröße zugeführt wird.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung
umfassen die Mittel zur Erfassung des induktiven Impedanzwertes wenigstens
ein elektrisch zwischen einer der Elektroden und der Wechselspannungsquelle
geschaltetes Induktivitätsmessgerät, welches
im Messbetrieb zumindest anteilsweise von dem Strom zwischen den Elektroden
durchflossen ist. Strömungsbedingte Änderungen
der elektrischen, insbesondere der besonders wesentlichen induktiven
Eigenschaften des Mediums, dessen Strömungsgeschwindigkeit ermittelt werden
soll, werden direkt vom Induktivitätsmessgerät erfasst.
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Entsprechend
einer weiteren Variante der Messanordnung beruht das Messprinzip
des Induktivitätsmessgerätes auf
der Bestimmung wenigstens einer Resonanzfrequenz eines elektrischen Schwingkreises.
Bei derartigen Messgeräten
wird die Resonanzfrequenz eines aus wenigstens einer bekannten Induktivität und einer
bekannten Kapazität gebildeten
Schwingkreises als Referenzgröße zugrunde
gelegt. Diese Resonanzfrequenz wird mit einer weiteren Resonanzfrequenz
verglichen, welche sich bei einem Schwingkreis ergibt, welcher zusätzlich zu
den bekannten Induktivitäten
bzw. Kapazitäten
auch eine unbekannte Induktivität
beinhaltet.
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Zur
Ermittlung der weiteren Resonanzfrequenz ist üblicherweise als Bestandteil
des Induktivitätsmessgerätes eine
frequenzvariable Spannungsquelle vorgesehen, mit welcher der Schwingkreis
angeregt wird. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind in dieser
Variante demnach letztendlich zwei aktive Spannungsquellen unterschiedlicher
Frequenz vorgesehen, deren Effekte sich überlagern.
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Demgemäß ist der
gemessene Induktivitätswert
in diesem Beispiel ein rein fiktiver Induktivitätswert. Es hat sich jedoch
gezeigt, dass auch und gerade dieser Induktivitätswert eine direkte Abhängigkeit
von der Strömungsgeschwindigkeit
aufweist.
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Erfindungsgemäß sind in
einer Ausgestaltung der Messanordnung Auswertemittel vorgesehen,
welche geeignet sind, unter Verwendung des induktiven Impedanzwertes
eine Flussgeschwindigkeit zu ermitteln. Hierbei sei darauf hingewiesen,
dass bei dem induktiven Impedanzwert ein eventueller Wirkanteil
der Impedanz unbeachtlich ist.
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Bei
der Herleitung der Flussgeschwindigkeit aus dem induktiven Impedanzwert
ist jedoch zu beachten, dass die Bewegung der Ladungsträger von einer
Vielzahl weiterer Faktoren abhängig
ist, so beispielsweise von deren Vorkommensdichte im Medium, deren
Beweglichkeit im Medium aber selbstverständlich auch von der Höhe und Frequenz
der angelegten Spannung zwischen den Elektroden, der Elektrodenform-
und Oberfläche
sowie dem Elektrodenabstand. Bevorzugterweise verwenden die Auswertemittel
daher einen Proportionalitätsfaktor
zur Berechnung der Flussgeschwindigkeit, welcher zuvor durch einen
Kalibrierungsvorgang ermittelt wurde. Ein Vorhandensein bestimmter
gasförmiger
Medien, beispielsweise Luft, ist entsprechend deutlich von dem Vorhandensein
anderer Medien, beispielsweise Wasser, anhand des induktiven Impedanzwertes
detektierbar.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der Messanordnung ist in dem durchstrombaren Hohlraum zusätzlich eine
Vorrichtung zur Ermittlung der Strömungsrichtung vorgesehen. Dies
kann notwendig sein, wenn in der Betriebsumgebung der Messanordnung
bidirektionale Durchflüsse
vorgesehen sind, welche mit einer einzigen erfindungsgemäßen Messanordnung
nicht eindeutig feststellbar sind. Ein hoher Durchfluss in der einen
Richtung kann unter Umständen
zu einer gleichen ermittelten Impedanz führen wie ein niedriger Durchfluss
in entgegengesetzter Richtung.
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Dies
kann bedarfsweise beispielsweise durch ein Strömungssieb realisiert sein,
welches je nach Flussrichtung einen entsprechenden Kontakt betätigt. Es
ist aber auch durchaus denkbar, wenigstens zwei erfindungsgemäße Messanordnungen
in einem verlängerten
Hohlraum anzuordnen und diese mit entgegengesetzter Wechselspannungspolarität zu betreiben.
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Die
Aufgabe wird auch gelöst
durch ein Verfahren zur Ermittlung eines Volumenstroms eines elektrisch
leitfähigen
Mediums mit einer Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis
8 mit wenigstens den folgenden Verfahrensschritten:
- • Anlegen
einer Wechselspannung zwischen den wenigstens zwei in den vom Medium
durchströmten
Hohlraum hineinragenden Elektroden
- • Bestimmung
wenigstens eines induktiven Impedanzwertes unter Berücksichtigung
des zwischen den Elektroden fließenden Stromes
- • Vergleich
des wenigstens einen induktiven Impedanzwertes mit wenigstens einem
induktiven Referenzimpedanzwert
- • Bildung
eines Differenzwertes zum Referenzimpedanzwert
- • Multiplikation
des Differenzwertes mit einem Proportionalitätsfaktor zum Volumenstrom
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Die
sich hierbei ergebenden Vorteile wurden bereits zuvor erläutert. Es
sei nochmals erwähnt, dass
der induktive Impedanzwert keinen Wirkanteil aufweist beziehungsweise,
dass ein eventueller Wirkanteil unbeachtlich ist. In einer besonderen
Ausgestaltung des Verfahrens wird der Referenzimpedanzwert zuvor
durch einen Kalibrierungsvorgang bei einem Volumenstrom von null
ermittelt. Dies ermöglicht auf
einfache Weise, die Vielzahl von Einflussfaktoren, wie insbesondere
die Eigenschaften des Mediums und die Frequenz der Wechselspannungsquelle, beim
Kalibrierungsvorgang zu berücksichtigen.
Hierdurch wird quasi der Nullpunkt der zu ermittelnden Flussgeschwindigkeit
festgelegt.
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Entsprechend
wird der Proportionalitätsfaktor
in einer weiteren Ausgestaltung zuvor durch einen Kalibrierungsvorgang
bei einem Volumenstrom ungleich null ermittelt. Auf diese Weise
ist ein induktiver Impedanzwert einer Flussgeschwindigkeit zugeordnet.
Selbstverständlich
sind auch komplette Kalibrierungskurven möglich, bei denen einer Vielzahl
von ermittelten induktiven Impedanzwerten entsprechende Flussgeschwindigkeiten
zugeordnet sind. Die erzielbare Genauigkeit wird hierbei noch weiter
erhöht, In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist die Wechselspannung sinusförmig.
Die Berechnung einer Impedanz mit kapazitivem bzw. induktivem Blindanteil,
welcher physikalisch bedingt eine Frequenzabhängigkeit aufweist, lässt sich
dadurch besonders einfach durchführen. Selbstverständlich sind
auch andere periodische Spannungsformen denkbar, beispielsweise
Dreieck oder Rechteck, welche sich jeweils entsprechend einer Fourieranalyse
aus einer Vielzahl von überlagerten
Sinusfunktionen unterschiedlicher Frequenz, Phasenlage und Amplitude
zusammensetzen.
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Eine
weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch
gekennzeichnet, dass die Frequenz der Wechselspannung im Bereich von
50 kHz bis 300 kHz liegt. Es hat sich gezeigt, dass hier die genauesten
Messergebnisse erzielbar sind, wobei der Frequenzbereich von 150
kHz bis 200 kHz ganz besonders bevorzugt ist.
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Entsprechend
einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Frequenz der
Wechselspannung abhängig
von dem Abstand zwischen den wenigstens zwei Elektroden und der
zu erwartenden mittleren Strömungsgeschwindigkeit gewählt. Hintergrund
hierfür
ist, dass zur Sicherstellung eines Stromflusses zwischen den beiden
Elektroden die Bewegungsreichweite eines Ladungsträgers wenigstens
in der Größenordnung
des Abstandes der Elektroden zueinander liegen muss. Bei einer sehr
hochfrequenten Spannung, beispielsweise 100 MHz, ist damit zu rechnen,
dass ein Ladungsträger nur
in einem sehr geringen Radius um die Elektrode hin- und her schwingt
und keine andere Elektrode erreicht.
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Es
hat sich gezeigt, dass die Amplitude der von der Wechselspannungsquelle
ausgegebenen Spannung vorzugsweise im Bereich von 3–15 V liegen
sollte, wobei dieser Bereich selbstverständlich über- oder auch unterschritten
werden kann. Diese Spannung ist mittels handelsüblicher Elektronikkomponenten
problemlos erzeugbar.
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Mit
der zuvor genannten Spannung von 3–15 V ergibt sich beispielsweise
ein Messstrom von 10 mA bis 50 mA, was je nach Anwendungsfall eine
stabile Messung gewährleistet.
Dennoch ist dieser Strom unter Umständen zu hoch für eine batteriebetriebene
Dauermessung, so dass bedarfsweise eine intervallweise Messung sinnvoll
ist, je nach Anwendungsfall beispielsweise alle 10 s bis alle 10
min.
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Es
können
erfindungsgemäß bedarfsweise für verschiedene
Flussrichtungen verschiedene Proportionalitätsfaktoren verwendet werden.
Dies kann notwendig sein, wenn in der Betriebsumgebung der Messanordnung
bidirektionale Durchflüsse
vorgesehen sind, welche mit einer einzigen erfindungsgemäßen Messanordnung
nicht eindeutig feststellbar sind. Ein hoher Durchfluss in der einen
Richtung kann unter Umständen
zu einer gleichen ermittelten Impedanz führen wie ein niedriger Durchfluss
in entgegen gesetzter Richtung.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten
sind den weiteren abhängigen
Ansprüchen
zu entnehmen.
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Anhand
der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die
Erfindung, weitere Ausführungsformen
und weitere Vorteile näher
beschrieben werden.
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Es
zeigen
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1 eine
erste exemplarische Messanordnung in einer gemischten Darstellung
mit Verschaltung und
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2 eine
zweite exemplarische Messanordnung in einer gemischten Darstellung
mit Verschaltung und
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1 zeigt
eine erste exemplarische Messanordnung 10 mit einem rohrähnlichen
Hohlraum 18, welcher längs
seiner axialen Erstreckung von einer Wandung 16 umschlossen
ist und zwei in dessen radialer Mitte angeordnete Elektroden 20 und 22.
Die Befestigung der Elektroden 20, 22 kann beispielsweise über eine
Schraubverbindung erfolgen. Um den Volumenstrom 12, welcher
durch den beiderseits in ein Rohrnetz integrierten Hohlraum fließt, nicht
von einer laminaren in eine turbulente Strömung zu überführen sind die Elektroden 20, 22 möglichst
flach und quer zur Strömungsrichtung 14 angeordnet
oder nur als Stifte ausgeführt.
Das Medium, welches durch den Hohlraum 18 strömt, ist
entweder flüssig,
z. B. Wasser, oder auch gasförmig
und verfügt
in jedem Fall über
bewegliche Ladungsträger,
beispielsweise Ionen, welche sich innerhalb des Mediums frei bewegen
können.
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Vorzugsweise
wird die Strömung
wird durch ein in der Fig. nicht gezeigtes – Sieb gerichtet, dies erhöht die Güte der Messung,
welche negativ von Turbulenzen beeinflusst sein kann.
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Das
Material, welches den Hohlraum 18 in Form einer Wandung 16 zylinderförmig umschließt ist vorzugsweise
elektrisch isolierend oder zumindest an seiner radial inneren Fläche mit
einer Isolierenden Mantelschicht versehen. Die Zuführung der
beiden Elektroden 20, 22 durch die Wandung 16 erfolgt
beispielsweise über
Metallstifte, welche gegenüber
der Hohlraumwandung 16 elektrisch isoliert sind, insbesondere
bei deren Ausführung
aus einem leitfähigen Metall.
An den beiden Stirnseiten der Hohlraumwandung 16 sind nicht
gezeigte Anschlussvorrichtungen vorgesehen, mit welchen die Messanordnung 10 beiderseits
der Hohlraumwandung 16 in ein Rohrleitungsnetz integriert
werden kann, beispielsweise Schraubgewinde.
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Die
beiden Elektroden 20, 22 sind in einem axialen
Abstand 24, beispielsweise 5–30 cm, voneinander angebracht,
wobei die Hohlraumwandung 16 über eine axiale Länge 38 von
beispielsweise 15–45 cm
verfügt.
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Eine
Spannungsquelle 26 ist mit ihrem einen Anschluss über eine
in Reihe geschaltete optionale Impedanz 36 mit der Elektrode 20 verbunden,
wobei der andere Anschluss der Spannungsquelle 26 direkt elektrisch
mit der Elektrode 22 verbunden ist. Somit ergibt sich bei
Anliegen einer Ausgangsspannung UQ an der Spannungsquelle 26 abzüglich des
Spannungsabfalls an der in Reihe geschalteten Impedanz 36 eine
Spannung UE zwischen den Elektroden 20, 22. In
Abhängigkeit
u. a. von der Flussgeschwindigkeit des Volumenstroms 12,
der Form der Elektroden 20, 22 und den Eigenschaften
des Mediums ergibt sich aus der Spannung ein Stromfluss I2 über die
beiden Elektroden 20, 22.
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Die
Spannungsquelle 26 ist bezüglich der Frequenz des periodisch,
vorzugsweise sinusförmig ausgegebenen
Spannungssignals variabel, wobei sich ein Frequenzbereich zwischen
50 kHz und 300 kHz als sinnvoll erwiesen hat. Es ist aber dennoch möglich, auch
andere Formen des Spannungssignals auszugeben, beispielsweise ein
Rechteck. Eine geeignete Amplitudenhöhe beträgt beispielsweise 5 V.
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Eine
optionale hochohmige Impedanz 34, welche elektrisch parallel
zu den beiden Elektroden 20, 22 geschaltet ist,
sorgt dafür,
dass immer ein Mindeststrom größer oder
gleich I1 von der Spannungsquelle abgegeben wird, wodurch die genaue
Messung des Stromes Iges vereinfacht ist. Parallel zu der Impedanz 34 ist
ein Mittel zur Spannungserfassung, ein Spannungsmessgerät, geschaltet,
welches sein kontinuierliches Messsignal der Spannung UE entweder
digital oder analog über
eine erste Messleitung 40 an die Vorrichtung 44 zur
Impedanzbestimmung aus Strom und Spannung übermittelt. Darüber hinaus
wird der Vorrichtung 44 noch ein Messsignal eines Erfassungsmittels 30 für Strom
zugeführt,
ebenfalls über
eine Messleitung 40. Die Vorrichtung 44 ist beispielsweise
eine Rechenvorrichtung, welche mit einer entsprechenden Software
versehen sind und stellt den berechneten induktiven Impedanzwert über die
zweite Messleitung 42 der Auswertevorrichtung 32.
zur Verfügung.
Die Vorrichtung 44 und die Auswertevorrichtung können auch
in einem Gerät
integriert sein. Sowohl die Messsignale von Strom als auch von Spannung
sollten so genau sein, dass ein Phasenwinkel von wenigen Grad oder
auch sogar unter einem Grad zwischen Strom und Spannung feststellbar
ist.
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Die
Auswertevorrichtung 32 bildet nun aus den beiden Messwerten
kontinuierlich einen Impedanzwert nach Betrag und Winkel. Dieser
Impedanzwert ist Ausgangspunkt für
eine Ermittlung des Volumenstroms, welcher sich aus dem Querschnitt
des Hohlraums multipliziert mit der Flussgeschwindigkeit ergibt.
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Der
Zusammenhang zwischen Impedanz und Flussgeschwindigkeit ist vorzugsweise
durch Zuordnung über
eine Kalibrierung herzustellen, welche für einen linearen Zusammenhang
wenigstens zwei Kalibrierpunkte benötigt, die aber auch ohne weiteres über eine
Kalibrierkurve mit einer Vielzahl von Kalibrierpunkten realisierbar
ist. Eine Kalibrierung ist vor Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Messanordnung
mit dem originalen Medium unter Verwendung eines Referenzdurchflussmessgerätes zu erstellen.
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Es
ist sowohl möglich,
die komplette Messanordnung mit Auswertemittel in einem gemeinsamen Gehäuse anzuordnen,
als auch eine getrennte Anordnung von einzelnen Komponenten. Die
Ausgabe des ermittelten Volumenstromes erfolgt vorzugs weise über eine
optische Anzeige und/oder über
eine nicht gezeigte Datenleitung beispielsweise zu einer übergeordneten
Steuervorrichtung.
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2 zeigt
eine vergleichbare exemplarische zweite Messanordnung 50 mit
identischen Bezugszeichen. Wesentlicher Unterschied zur ersten exemplarischen
Messanordnung ist, dass die Ermittlung der komplexen Impedanz nicht über eine Strom-/Spannungsmessung
realisiert ist sondern vielmehr mittels eines Induktivitätsmessgerätes 52. Dieses
ermittelt den komplexen Impedanzwert, also den Wert einer Induktivität, anhand
der Resonanzfrequenz eines aus bekannten Induktivitäten und
Kapazitäten
und der zu messenden Induktivität
gebildeten Schwingkreises. Jegliche Wirkanteile sind nicht erfasst.
Zur Verbesserung der Messqualität
ist die Spannungsquelle 26 an der Seite, an der das Induktivitätsmessgerät 52 angeschlossen
ist, geerdet.
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Aufgrund
des Zusammenwirkens der verschiedenfrequenten internen Spannungsquelle
des Induktivitätsmessgerätes 52,
welche zur Bestimmung der Resonanzfrequenz benötigt ist, und der Wechselspannungsquelle 26 wird
in dieser Anordnung auf die optionalen Impedanzen 34 und 36 verzichtet.
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- 10
- Exemplarische
erste Messanordnung
- 12
- Volumenstrom
- 14
- Flussrichtung
- 16
- Wandung
- 18
- Hohlraum
- 20
- erste
Elektrode
- 22
- zweite
Elektrode
- 24
- Abstand
der Elektroden in Flussrichtung
- 26
- Wechselspannungsquelle
- 28
- Mittel
zur Spannungserfassung
- 30
- Mittel
zur Stromerfassung
- 32
- Auswertevorrichtung
- 34
- Impedanz
in Parallelschaltung
- 36
- Impedanz
in Reihenschaltung
- 38
- Länge des
Hohlraums
- 40
- erste
Messleitung
- 42
- zweite
Messleitung
- 44
- Vorrichtung
zur Impedanzbestimmung aus Strom und Spannung
- 50
- Exemplarische
zweite Messanordnung
- 52
- Induktivitätsmessgerät
- UQ
- Spannung
der Wechselspannungsquelle
- Iges
- Gesamtstrom
- I1
- erster
Strom über
Impedanz in Parallelschaltung
- I2
- zweiter
Strom über
Elektroden
- UE
- Spannung über Elektroden