DE102011051384A1

DE102011051384A1 - Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen und Differenzdruckkontrollvorrichtung dafür

Info

Publication number: DE102011051384A1
Application number: DE201110051384
Authority: DE
Inventors: Matthias Aden; Christian Gutmann
Original assignee: FAUDI Aviation GmbH
Current assignee: FAUDI Aviation GmbH
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2013-01-03

Abstract

Die Erfindung sieht ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen (20) mit Hilfe einer Differenzdruckkontrollvorrichtung (10) vor, wobei die Filterelemente (20) zwischen einer Flüssigkeitszuleitung (21) und einem Flüssigkeitstank (22) oder einer Tankzuleitung (22’) angeordnet sind, wobei die Differenzdruckkontrollvorrichtung (10) wenigstens zwei Drucksensorelemente (30, 31), einen Durchflussmesser (32) und eine Steuereinrichtung (40) umfasst, und wobei das erste Drucksensorelement (30) stromaufwärts des zu kontrollierenden Filterelementes (20) angeordnet ist und das zweite Drucksensorelement (31) stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes (20) angeordnet ist, umfassend die Schritte a) Messen des in der Flüssigkeitszuleitung (21) anliegenden Volumenstromes (Vr) mit Hilfe des Durchflussmessers (32); b) Übermittlung des gemessenen Volumenstromes (Vr) an die Steuereinrichtung (40); c) Messen des am Filterelement (20) anliegenden Differenzdruckes (dpr) mit Hilfe der Drucksensorelemente (30, 31); d) Übermittlung des gemessenen Differenzdruckes (dpr) an die Steuereinrichtung (40); e) Ermitteln eines korrigierten Differenzdruckes (dpc) mit Hilfe der Steuereinrichtung (40), wobei das Ermitteln des korrigierten Differenzdruckes (dpc) mit Hilfe eines Korrekturfaktors (kn) erfolgt und wobei der Korrekturfaktor (kn) anhand des gemessenen Volumenstromes (Vr) aus einer Gruppe zuvor festgelegter Korrekturfaktoren (kn) ausgewählt wird; f) Ausgabe des korrigierten Differenzdruckes (dpc).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Differenzdruckkontrollvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11 zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Im Flugverkehr ist es erforderlich, eine Mindestkraftstoffreinheit in Bezug auf partikuläre Verschmutzungen und im Kraftstoff enthaltenes freies Wasser einzuhalten. Daher wird der in den Tank einzufüllende Kraftstoff bei der Betankung von Flugzeugen üblicherweise gefiltert. Mit der Zeit setzen sich dabei allerdings die verwendeten Filter bzw. Filterelemente zu bis die Rückhaltekapazität für Schmutz und Wasser erreicht ist und der Filter an seiner Belastungsgrenze betrieben wird. Mit zunehmender Verschmutzung steigt dabei der am Filter anliegende Differenzdruck. Dabei ist zwar für einen vorgegebenen maximalen Volumenstrom festgelegt, welcher Differenzdruck maximal am Filter anliegen darf. Problematisch ist aber, dass bei der Betankung häufig mit unterschiedlich starken Kraftstoff-Volumenströmen gearbeitet wird. Es besteht daher die Gefahr, dass der Filter – obwohl er bereits an seiner Belastungsgrenze betrieben wird – je nach anliegendem Volumenstrom den maximal zulässigen Differenzdruck, unter dem er betrieben werden darf, unter Umständen gar nicht erreichen kann. Der Differenzdruck ist aber die Größe, die üblicherweise vom Bediener bei der Betankung von Flugzeugen zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Tankfilter herangezogen wird. Es kann daher bei nicht mehr funktionstüchtigen, zugesetzten Filterelementen passieren, dass der Filter bei geringen anliegenden Volumenströmen unbemerkt mit einem viel zu hohen Differenzdruck betrieben wird. In der Folge besteht die Gefahr, dass sich Filterelemente oder Bestandteile davon lösen und beispielsweise in den Tank gespült werden. Dort können sie dann erhebliche Schäden bis hin zum Triebwerksausfall verursachen.
Um die tatsächliche Verwendbarkeit von entsprechenden Filterelementen zum jeweiligen Betankungszeitpunkt beurteilen zu können, bedient man sich daher sogenannter Differenzdruck-Korrekturtabellen oder auch Korrekturcharts, aus denen der für den aktuellen Volumenstrom maximal zulässige Differenzdruck abgelesen werden kann.
Dieses Verfahren hat jedoch unter anderem den Nachteil, dass die verwendeten Korrekturtabellen und Korrekturcharts stets von fest vorgegebenen Druck- und Volumenwerten ausgehen, ohne dass die tatsächlichen aktuellen Eigenschaften des individuellen Tankfilters berücksichtigt werden. Auch herstellerspezifische Schwankungen finden nur teilweise Eingang in diese herangezogenen Vergleichsdaten. Darüber hinaus ist dieses Verfahren mit einem hohen Risiko in Bezug auf menschliches Versagen behaftet. Ein versehentliches falsches Ablesen oder eine Fehlinterpretation der Tabellen oder Charts durch unzureichend geschultes oder unter Zeitstress stehendes Personal kann leicht dazu führen, dass der Filter mit einem viel zu hohen Druck betankt wird wodurch die oben beschriebenen Schäden entstehen können. Insgesamt sind die Unsicherheit und die Ungenauigkeit bei dieser Art des Vorgehens somit sehr hoch.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, diese und weitere Nachteile im Stand der Technik zu überwinden und ein verbessertes Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen sowie eine dafür geeignete Differenzdruckkontrollvorrichtung bereit zu stellen. Das Verfahren und die Differenzdruckkontrollvorrichtung sollen kostengünstig und möglichst einfach realisierbar sein.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 11 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10 und 12.
Bei einem Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen mit Hilfe einer Differenzdruckkontrollvorrichtung, wobei die Filterelemente zwischen einer Flüssigkeitszuleitung und einem Flüssigkeitstank oder einer Tankzuleitung angeordnet sind, wobei die Differenzdruckkontrollvorrichtung wenigstens zwei Drucksensorelemente, einen Durchflussmesser und eine Steuereinrichtung umfasst, und wobei das erste Drucksensorelement stromaufwärts des zu kontrollierenden Filterelementes angeordnet ist und das zweite Drucksensorelement stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes angeordnet ist, sieht die Erfindung die Durchführung folgender Schritte vor:

a) Messen des in der Flüssigkeitszuleitung anliegenden Volumenstromes mit Hilfe des Durchflussmessers;
b) Übermittlung des gemessenen Volumenstromes an die Steuereinrichtung;
c) Messen des am Filterelement anliegenden Differenzdruckes mit Hilfe der Drucksensorelemente;
d) Übermittlung des gemessenen Differenzdruckes an die Steuereinrichtung;
e) Ermitteln eines korrigierten Differenzdruckes mit Hilfe der Steuereinrichtung, wobei das Ermitteln des korrigierten Differenzdruckes mit Hilfe eines Korrekturfaktors erfolgt und wobei der Korrekturfaktor anhand des gemessenen Volumenstromes aus einer Gruppe zuvor festgelegter Korrekturfaktoren ausgewählt wird;
f) Ausgabe des korrigierten Differenzdruckes.

Vorteilhaft ist dabei, dass der korrigierte Differenzdruck mit Hilfe der Steuereinrichtung und anhand des gemessenen Volumenstromes ermittelt wird. Der korrigierte Differenzdruck stellt dabei einen fiktiven Differenzdruck dar, der dem Differenzdruck entspricht, der dann herrschen würden, wenn der maximal zulässige Volumenstrom am Filter anliegen würde. Der Korrekturfaktor ist dabei so beschaffen, dass der korrigierte Differenzdruck entsprechend dp_c = dp_r × k_n errechnet werden kann, wobei dp_c der korrigierte Differenzdruck, dp_r der anliegende Differenzdruck und k_n der ausgewählte Korrekturfaktor ist. Man erkennt insofern, dass es günstig ist, wenn das Ermitteln des korrigierten Differenzdruckes mit Hilfe eines Korrekturfaktors erfolgt, wobei der Korrekturfaktor anhand des gemessenen Volumenstromes aus einer Gruppe zuvor festgelegter Korrekturfaktoren ausgewählt wird. Die Gruppe der zuvor festgelegten Korrekturfaktoren kann dabei beispielsweise in Form einer abgeschlossenen Gruppe als Array (Wertetabelle) oder als offene Gruppe durch eine vorgegebene Polynomfunktion in der Speichereinrichtung hinterlegt sein. Wird nun ein Flugzeug betankt und kommt das erfindungsgemäße Verfahren zum Einsatz, so wird von der Druckdifferenzkontrollvorrichtung sowohl der tatsächlich auf das Filterelement einwirkende Volumenstrom als auch der am Filterelement anliegende Differenzdruck erfasst. Diese beiden Werte werden dann wie oben beschrieben in der Steuereinrichtung in Bezug zueinander gesetzt, ohne dass es ein Zutun des Bedieners erfordert. Letzterer erhält von der Druckdifferenzkontrollvorrichtung unmittelbar den bereits korrigierten Differenzdruck, beispielsweise mit Hilfe der Ausgabeeinrichtung. Es ist weder notwendig, diesen aus einer Tabelle oder einem Chart abzulesen, noch eine Interpretation durchzuführen. Anhand des ausgegebenen Wertes kann vielmehr unmittelbar entschieden werden, ob das Filterelement unter den vorliegenden Bedingungen weiter betrieben werden darf oder nicht.
Der korrigierte Differenzdruck ist dabei in jeder Situation direkt an die tatsächlich vorhandenen Bedingungen angepasst. Es kann somit anhand des korrigierten Differenzdruckes sehr einfach bestimmt werden, ob der maximal zulässige Differenzdruck bereits erreicht oder gar überschritten ist oder noch nicht. Beim Betanken eines Flugzeuges muss bei entsprechender verfahrensgemäßer Verwendung einer Druckdifferenzkontrollvorrichtung vom Bediener lediglich festgestellt werden, mit welchem maximalen Differenzdruck der jeweilige Filter betrieben werden darf. Danach ist es nur noch notwendig, zu überprüfen, ob der korrigierte Differenzdruck diesen maximalen Differenzdruck übersteigt oder nicht. Beide Vorgänge können auch automatisch durch die Steuereinrichtung ausgeführt werden. So können die entsprechenden Kenndaten des Filters von der Steuereinrichtung erfasst und in einer Speichereinrichtung hinterlegt werden. Dazu ist es beispielsweise auch vorstellbar, dass für die am Markt zulässigen Filter, die entsprechenden Daten in der Speichereinrichtung bereits werkseitig hinterlegt sind und die Steuereinrichtung nur abfragt, welcher Filter aktuell eingebaut ist. Auch der Vergleich des korrigierten Differenzdruckes mit dem maximal zulässigen Differenzdruck kann durch die Steuereinrichtung durchgeführt werden. Der Bediener kann dann beispielweise durch einen Alarmton auf das Überschreiten des maximal zulässigen Wertest hingewiesen werden.
Wie bereits oben beschrieben, verändern sich die Filtereigenschaften der Filterelemente im Laufe des Lebenszyklus eines Filterelementes, so dass bei einem älteren und stärker zugesetzten Filterelement der maximal zulässige Differenzdruck schneller erreicht werden kann als bei einem noch unverbrauchten Filterelement. In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die festgelegten Korrekturfaktoren in einem iterativen Verfahren während des Lebenszyklus eines Filterelementes angepasst werden. Dabei kann zu Beginn in der Steuereinrichtung ein Datensatz in Form einer Wertetabelle hinterlegt sein, die sich für einen bestimmten Filtertyp auf einen neuen und unverbrauchten Filter bezieht. Dieser Datensatz kann dann anhand der tatsächlich aus dem gemessenen Volumenstrom und dem gemessenen Differenzdruck ermittelten Korrekturfaktoren entsprechend angepasst werden.
Das Festlegen der Korrekturfaktoren umfasst vorteilhaft die folgenden Schritte

a) Bestimmen des maximalen Volumenstromes und Speichern des maximalen Volumenstromes in einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung;
b) Bestimmen des maximalen Differenzdruckes und Speichern des maximalen Differenzdruckes in der Speichereinrichtung der Steuereinrichtung;
c) Messen des Differenzdruckes und des Volumenstromes am Filterelement bei einer Anzahl verschiedener Messpunkte, wobei der gemessene Volumenstrom an jedem Messpunkt einen bestimmen prozentualen Anteil vom maximalen Volumenstrom beträgt;
d) Zuordnung einer Ordnungszahl zu jedem Messpunkt, wobei die kleinste Ordnungszahl dem Messpunkt zugeordnet ist, an dem der geringste prozentuale Anteil gemessen wurde und die übrigen Ordnungszahlen in aufsteigender Reihenfolge mit zunehmendem prozentualem Anteil vergeben werden;
e) Speichern des gemessenen Differenzdruckes gemeinsam mit dem zugehörigen prozentualen Anteil des maximalen Volumenstromes als Messwertpaar für jeden Messpunkt in der Speichereinrichtung der Steuereinrichtung,
f) Bestimmen eines Einzelkorrekturfaktors für jeden Messpunkt und Speichern des Einzelkorrekturfaktors in der Speichereinrichtung, wobei sich der Einzelkorrekturfaktor aus dem Quotienten des gemessenen Differenzdrucks des Messpunktes mit der nächsthöheren Ordnungszahl und dem gemessenen Differenzdruck des zum zu bestimmenden Einzelkorrekturfaktor gehörenden Messpunktes ergibt;
g) Bestimmen des Korrekturfaktors für jeden Messpunkt und Speichern des Korrekturfaktors in der Speichereinrichtung, wobei sich der Korrekturfaktor aus dem Produkt
mit j = Anzahl der gespeicherten Messpunkte und n = Ordnungszahl des Messpunktes des zu bestimmenden Korrekturfaktors ergibt.

Die Schritte a) und b) können dabei beispielsweise auch schon werkseitig bei der Herstellung der Differenzdruckkontrollvorrichtung ausgeführt werden, wobei der zulässige maximale Volumenstrom und der zulässige maximale Differenzdruck in der Steuereinrichtung hinterlegt werden. Alternativ können Sie auch für das jeweils verwendete Filterelement – etwa zu Beginn des Betankungsvorganges – jedes Mal abgefragt werden. Man erkennt, dass in Schritt c) für jeden Messpunkt ein Messwertpaar aus gemessenem Volumenstrom und gemessenem Differenzdruck erfasst wird. Für jedes dieser Messwertpaare wird in der Folge ein entsprechender Korrekturfaktor errechnet. Die auf diese Weise bestimmten Korrekturfaktoren können beispielsweise als Array gespeichert werden. Die Verwendung solcherart bestimmter Korrekturfaktoren im Rahmen eines Verfahrens zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von Filterelementen, ist vor allem deshalb von Vorteil, weil mit ihrer Hilfe der tatsächlich anliegende Differenzdruck unmittelbar mit dem maximal zulässigen Differenzdruck verglichen werden kann.
Es ist vorstellbar, dass in bestimmten Situationen die messbaren Volumenströme nicht den kompletten Bereich des maximal zulässigen Volumenstromes abdecken, sondern beispielsweise nur Volumenströme von etwa 60 bis 70 % erreicht werden. Dies kann beispielsweise sein, wenn in einer Tankanlage per se nur ein geringerer Volumenstrom als der maximal zulässige Volumenstrom zur Verfügung steht. In diesem Fall können die Korrekturfaktoren für höhere Volumenstromanteile – also beispielsweise für einen Volumenstrom, der theoretisch 80 % oder 90 % des maximal zulässigen Volumenstromes beträgt, der aber nicht gemessen werden kann – mit Hilfe einer charakteristischen Polynomfunktion n-ter Ordnung bestimmt werden. Dabei kann es sich um eine Funktion der Form y = ax² + bx handeln. Alternativ sind aber auch Polynome höherer Ordnung möglich wie zum Beispiel y = ax³ + bx² + cx. Mit Hilfe dieser Funktion können theoretische Messwertpaare bestimmt werden, die aus einem fiktive gemessenen Volumenstrom und einem theoretisch ermittelten zugehörigen Differenzdruck bestehen und anstelle der tatsächlich gemessenen und gespeicherten Messwertpaare in Schritt d) verwendet werden können.
Das Auswählen des Korrekturfaktors umfasst zweckmäßigerweise die folgenden Schritte

a) Messen des Volumenstromes
b) Bestimmung des prozentualen Anteils des gemessenen Volumenstromes in Bezug auf den maximalen Volumenstrom
c) Vergleichen des prozentualen Anteils mit dem prozentualen Anteil der in der Speichereinrichtung abgelegten Messpunkte und Auswahl des nächstliegenden niedrigeren Messpunktes
d) Auswahl des zum ausgewählten Messpunkt gehörenden Korrekturfaktors.

Um auch mit fortschreitendem Verschleiß bzw. Verschmutzung der Filterelemente zulässig deren Belastungsgrenze beim Betanken zu erkennen, ist es – wie oben schon ausgeführt – sinnvoll, wenn die ausgangs in der Steuereinrichtung festgelegten Korrekturwerte stets an den aktuellen Zustand der Filterelemente angepasst werden. Dabei ist es günstig, wenn das iterative Verfahren zur Anpassung der festgelegten Korrekturwerte die folgenden Schritte umfasst,

a) Messen des Volumenstromes
b) Bestimmung des prozentualen Anteils des gemessenen Volumenstromes in Bezug auf den maximalen Volumenstrom
c) Messen des Differenzdruckes am Filterelement;
d) Vergleichen des prozentualen Anteils mit den prozentualen Anteilen der gemessenen Volumenströme der Messwertpaare der in der Speichereinrichtung gespeicherten Messpunkte
e) sofern für den bestimmen prozentualen Anteil bereits ein Messpunkt mit einem Messwertpaar in der Speichereinrichtung gespeichert ist, Durchführen der Schritte i. Vergleichen des gemessenen Differenzdruckes mit dem für den abgelegten Messpunkt gespeicherten Differenzdruck und ii. Ersetzen des für den abgelegten Messpunkt gespeicherte Differenzdruck durch den gemessenen Differenzdruck
f) sofern für den bestimmten prozentualen Anteil noch kein Messpunkt mit einem Messwertepaar in der Speichereinrichtung gespeichert ist, Durchführen der Schritte i. Speichern des gemessenen Differenzdruckes gemeinsam mit dem zugehörigen prozentualen Anteil des maximalen Volumenstromes als neues Messwertpaar eines neuen Messpunktes in der Speichereinrichtung der Steuereinrichtung und erneute Zuordnung einer Ordnungszahl zu jedem Messpunkt, wobei die kleinste Ordnungszahl dem Messpunkt zugeordnet ist, an dem der geringste prozentuale Anteil gemessen wurde und die übrigen Ordnungszahlen in aufsteigender Reihenfolge mit zunehmendem prozentualem Anteil vergeben werden, ii. Bestimmen eines Einzelkorrekturfaktors für den neuen Messpunkt und Speichern des Einzelkorrekturfaktors in der Speichereinrichtung, wobei sich der Einzelkorrekturfaktor aus dem Quotienten des gemessenen Differenzdrucks des Messpunktes mit der nächsthöheren Ordnungszahl und dem gemessenen Differenzdruck des zum zu bestimmenden Einzelkorrekturfaktor gehörenden Messpunktes ergibt; und iii. Bestimmen des Korrekturfaktors für den neuen Messpunkt und Speichern des Korrekturfaktors in der Speichereinrichtung, wobei sich der Korrekturfaktor aus dem Produkt
mit j = Anzahl der Messpunkte und n = Ordnungszahl des Messpunktes des zu bestimmenden Korrekturfaktors ergibt.

Bei einem solchen Verfahren wird der Abstand zwischen den gespeicherten Messpunkten im Laufe des Lebenszyklus eines Filterelementes immer enger. Die Anzahl der gespeicherten Messpunkte und der zugehörigen Messwertpaare nimmt zu. Dabei kann eine Höchstzahl von zu speichernden Messpunkten vorgegeben werden, um ein Überlaufen der Speichereinheit zu verhindern. Die Korrekturfaktoren können somit immer genauer ausgewählt werden. Die Differenzdruckkontrollvorrichtung ist somit ein lernfähiges System, dessen ausgegebene Werte im Laufe der Zeit immer präziser werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der korrigierte Differenzdruck mit wenigstens einem zuvor festgelegten Referenzwert verglichen wird, wobei die Steuereinrichtung bei Überschreitung des Referenzwertes eine oder mehrere zuvor festgelegte Aktionen ausführt. Diese Referenzwerte können beispielsweise bereits bei der Herstellung der Differenzdruckkontrollvorrichtung in der Steuereinrichtung gespeichert werden. Dabei ist vorstellbar, dass es sich um verschiedene Werte für einen korrigierten Differenzdruck handelt. Beispielsweise einen Wert, bei welchen das jeweilige Filterelement für voll funktionsfähig erachtet wird und Grenzwerte bei deren Überschreitung das Filterelement für nur noch eingeschränkt oder gar nicht mehr funktionsfähig erachtet wird. Entspricht der ermittelte korrigierte Differenzdruck einem Wert, der einem funktionsfähigen Filterelement zugeordnet ist, so kann die ausgeführte Aktion beispielsweise darin bestehen, dass die Differenzdruckkontrollvorrichtung die Betriebsbereitschaft anzeigt. Dies kann beispielsweise an einem Monitor geschehen. Überschreitet der korrigierte Differenzdruck einen bestimmten Referenzwert, der einem nicht mehr funktionsfähigem Filterelement zugeordnet ist, so ist denkbar, dass die ausgeführte Aktion beispielsweise in der Ausgabe eines Warnsignals, oder im Abschalten des Systems besteht. Das Warnsignal kann beispielsweise ein rotes Aufleuchten, Blinken oder die Ausgabe eines Signaltons sein.
Man erkennt, dass es günstig ist, wenn die Aktion ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend die folgenden Aktionen: Anzeige eines o.k.-Signals, Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Warnsignals, Auslösen eines Alarmes, Drosselung des Volumenstromes, Abschalten des Systems.
In einer ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren außerdem die Speicherung der Kenndaten jeden Filterwechsels, beispielsweise das Datum des Filterwechsels. Günstig ist es auch, wenn beim Speichern der Kenndaten des Filterwechsels die Kenndaten der neu eingesetzten Filterelemente erfasst werden und dass das Bestimmen des maximalen Volumenstromes sowie Bestimmen des maximalen Differenzdruckes anhand der erfassten Kenndaten des eingesetzten Filterelementes erfolgt.
Dies ist deshalb günstig, weil das Austauschen der Filterelemente nicht nur beim Erreichen der Belastungsgrenze notwendig ist, sondern in aller Regel auch dann erfolgen soll, wenn eine gewisse maximale Standzeit erreicht ist oder wenn ein gewisses maximales Gesamtvolumen durch den Filter gepumpt worden ist. Dabei muss der maximale Differenzdruck nicht notwendigerweise überschritten werden. Insofern ist es auch vorteilhaft, wenn das Verfahren das Feststellen des Gesamtvolumendurchsatzes durch das Filtersystem umfasst.
In der Steuereinrichtung kann dann nicht nur der korrigierte Differenzdruck herangezogen werden, um festzustellen, dass ein Filterelement nicht mehr funktionsfähig ist und ausgetauscht werden muss. Es kann auch anhand des gespeicherten Datums des Filterwechsels festgestellt werden wann die maximale Standzeit erreicht ist und das Filterelement – obwohl es noch funktionstüchtig ist – ausgetauscht werden muss. Gleiches gilt für den Gesamtvolumendurchsatz.
Bei einer Differenzdruckkontrollvorrichtung zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen, wobei die Filterelemente jeweils zwischen einer Flüssigkeitszuleitung und einem Flüssigkeitstank oder einer Tankzuleitung angeordnet sind, wobei die Differenzdruckkontrollvorrichtung wenigstens zwei Drucksensorelemente, einen Durchflussmesser und eine Steuereinrichtung umfasst, und wobei das erste Drucksensorelement stromaufwärts des zu kontrollierenden Filterelementes angeordnet ist und das zweite Drucksensorelement stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes angeordnet ist, sieht die Erfindung vor, dass die Steuereinrichtung eine Speichereinrichtung, eine Datenverarbeitungseinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung aufweist und für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist.
Bei der Ausgabeeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Monitor, einen Drucker oder ein anderes Endgerät handeln, das die gewünschten Aktionen ausführen kann. Dabei ist es vorteilhaft, wenn in der Speichereinrichtung der maximale Volumenstrom, der maximale Differenzdruck, die Referenzwerte und die Aktionen vorgegeben sind.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und anhand der einzigen Zeichnungen. Dabei zeigt
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckdifferenzkontrollvorrichtung;
Die in der Figur dargestellte Druckdifferenzkontrollvorrichtung 10 besteht aus einer Steuereinrichtung 40, zwei Drucksensorelemente 30, 31 und einem Durchflussmesser 32. Die Steuereinrichtung 40 hat eine Speichereinrichtung 41, eine Datenverarbeitungseinrichtung 42 und eine Ausgabeeinrichtung 43. Im Betriebszustand sind der Durchflussmesser 32 und das erste Drucksensorelement 30 stromaufwärts eines zu kontrollierenden Filterelementes 20 in der Flüssigkeitszuleitung 21 angeordnet. Das zweite Drucksensorelement 31 ist stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes 20 in der Tankzuleitung 22’ angeordnet, durch welche das Fluid in den Flüssigkeitstank 22 gepumpt wird. Sowohl der Durchflussmesser 32 als auch die beiden Drucksensorelemente 30, 31 sind mit der Steuereinrichtung 40 verbunden.
Der Durchflussmesser 32 misst den in der Flüssigkeitszuleitung 21 anströmenden tatsächlichen Volumenstrom V_r. Mit Hilfe der beiden Drucksensorelemente 30, 31 wird der am Filterelement 20 anliegende tatsächliche Differenzdruck dp_r gemessen.
Diese gemessenen Werte werden dann von der Steuereinrichtung 40 verwendet, um die Funktionsfähigkeit des Filterelementes 20 zu überwachen. Dazu werden in der Speichereinrichtung 41 der Steuereinrichtung 40 zunächst der maximal zulässige Volumenstrom V_max, der durch das Filterelement 20 gepumpt werden darf, und der maximal zulässige Differenzdruck dp_max, der an dem Filterelement 20 anliegen darf, erfasst und gespeichert.
Vor Beginn der Überwachung wird eine erste Reihe (V_r; dp_r)_s von Messdaten in die Steuereinrichtung 40 eingemessen oder eingegeben. Die Reihe (V_r; dp_r)_s besteht jeweils aus einander zugeordneten Messwertpaaren (V_rn; dp_rn)_n eines gemessenen Volumenstromes V_r und eines zugehörigen Differenzdruckes dp_r, die an verschiedenen Messpunkten an einem neuen und unverbrauchten Filterelement 20 gemessen wurden. Der Volumenstrom V_r beträgt dabei jeweils einen gewissen prozentualen Anteil des maximal zulässigen Volumenstromes V_max.
Anhand dieser Messwertpaare (V_rn; dp_rn)_n wird nun in einem ersten Ausführungsbeispiel eine Wertetabelle in der der Speichereinrichtung 41 angelegt, aus der im späteren Verfahren ein entsprechender Korrekturfaktor k_n ausgewählt werden kann.
Dabei wird jedem Messwertpaar der Reihe (V_r; dp_r)_s eine Ordnungszahl n zugeordnet mit s = n. Die Messwertpaare werden dabei so geordnet, dass mit aufsteigender Ordnungszahl n gilt
wobei die höchste Ordnungszahl n = j ist, bei der V_r 100% von V_max beträgt. Es wird also wird die kleinste Ordnungszahl n dem Messpunkt zugeordnet ist, an dem der geringste prozentuale Anteil gemessen wurde. Die übrigen Ordnungszahlen n werden in aufsteigender Reihenfolge mit zunehmendem prozentualem Anteil vergeben.
Für jedes der so geordneten Messwertpaar (V_rn; dp_rn)_n der Reihe (V_r; dp_r)_s wird in einem nächsten Schritt in der Datenverarbeitungseinrichtung 42 ein Einzelkorrekturfaktor e_n bestimmt. Dazu werden der jeweils zum Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n gehörende Differenzdruck dp_rn und der Differenzdruck dp_r(n+1) des nachfolgenden Reihengliedes der Reihe (V_r; dp_r)_s entsprechend
in ein Verhältnis zueinander gesetzt. Auch die so bestimmten Einzelkorrekturfaktoren e_n werden für jedes Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n in der Speichereinrichtung 41 der Steuerungseinrichtung 40 abgelegt.
Anhand der Einzelkorrekturfaktoren e_n wird schließlich für jedes Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n ein Korrekturfaktor k_n in der Datenverarbeitungseinrichtung 42 bestimmt. Dabei ist der Korrekturfaktor entsprechend
das Produkt des zum Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n gehörenden Einzelkorrekturfaktors e_n mit allen nachfolgenden Einzelkorrekturfaktoren e_n+1, e_n+2, ..., e_j. Auch die Korrekturfaktoren k_n werden in der Speichereinrichtung 41 abgelegt. Insgesamt wird auf diese Weise wird zu Beginn der Überwachung der Funktionsfähigkeit eine Reihe von Korrekturfaktoren k_n, k_n+1, ..., k_j in der Speichereinrichtung 41 der Steuerungseinrichtung 40 bereitgestellt, die jeweils bestimmten am Filterelement 20 anliegenden Volumenströmen V_rn zugeordnet sind.
Anhand der Messwertpaare (V_rn; dp_rn)_n kann in einem weiterführenden Ausführungsbeispiel auch eine charakteristische Korrekturfunktion für das verwendete Filterelement bestimmt werden. Die charakteristische Korrekturfunktion hat dabei die Form y = ax² + bx, nämlich dp_t = aV_r ² + bV_r, wobei die Koeffizienten a und b anhand möglichst weit auseinander liegender Wertepaare bestimmt werden. Bevorzugt werden dabei zur Errechnung der Koeffizienten a und b die arithmetischen Mittelwerte einer zuvor festgelegten Anzahl gleitend bewerteter Faktoren bestimmt. Mit Hilfe dieser Korrekturfunktion kann dann für jeden beliebigen Volumenstrom V_r ein theoretischer Differenzdruck dpt bestimmt werden, auch wenn der Volumenstrom V_r in Realität nicht erreicht wird. Die wie oben angelegte Messwertetabelle kann auf diese Weise lückenlos ergänzt werden. Korrekturfunktionen können auch Polynome höherer Ordnung wie zum Beispiel y = ax³ + bx² + cx sein. Dann werden nur entsprechend mehr Stützstellen benötigt.
Bei der Überwachung des Filterelementes 20 werden nun in regelmäßigen Intervallen mit Hilfe des Durchflussmessers 32 der vor dem Filterelement 20 anliegende Volumenstrom V_r gemessen.
Durch Vergleich mit den in der Speichereinrichtung 41 abgelegten Messwertepaaren (V_rn; dp_rn)_n der Reihe (V_r; dp_r)_s wird dann überprüft, ob bereits ein Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n mit einem identischen Volumenstrom V_r = V_rn gespeichert wurde. Ist dies der Fall, so wird als Korrekturfaktor der dem Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n zugeordnete Korrekturfaktor k_n ausgewählt. Existiert noch kein Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n mit einem identischen Volumenstrom V_r = V_n so wird zur Auswahl des Korrekturfaktors k_n das Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n herangezogen, das den nächstgeringeren Volumenstrom V_rn < V_r aufweist.
Mit Hilfe des ausgewählten Korrekturfaktors k_n wird in der Datenverarbeitungseinrichtung 42 als nächstes der korrigierte Differenzdruck dp_c für den aktuell mit Hilfe der Drucksensorelemente 30, 31 gemessenen Differenzdruck dp_r bestimmt und zwar entsprechend dp_c = dp_r × k_n. Dieser korrigierte Differenzdruck dp_c wird dann von der Datenverarbeitungseinrichtung 42 an die Ausgabeeinrichtung 43 übergeben. Dabei wird anhand des korrigierten Differenzdruck dp_c von der Datenverarbeitungseinrichtung 42 eine bestimmte Aktion ausgewählt, die bei der Übergabe des korrigierten Differenzdruckes dp_c von der Ausgabeeinrichtung 43 ausgeführt wird. Dazu wird der korrigierte Differenzdruck dp_c von der Datenverarbeitungseinrichtung 42 mit einer Anzahl vorgegebener und in der Speichereinrichtung 41 der Steuerungseinrichtung 40 abgelegter Referenzwerte verglichen. Weicht der korrigierte Differenzdruck dp_c von dem vergleichsweise herangezogenen Referenzwert ab, so wird die dem Referenzwert zugeordnete Aktion zur Ausführung durch die Ausgabeeinrichtung 43 oder durch die Datenverarbeitungseinrichtung 43 ausgewählt. Bei den Aktionen handelt es sich unter anderem um Ausgabe einer o.k.-Anzeige, Ausgabe eines Warnsignals wenn die zulässige Belastungsgrenze des Filterelementes 20 in naher Zukunft erreicht werden kann, Ausgabe eines Alarmsignals wenn die zulässige Belastungsgrenze des Filterelementes 20 überschritten wird, Abschalten des Systems, Drosselung des anliegenden Volumenstromes V_r.
Sofern bei der Auswahl des Korrekturfaktors k_n festgestellt wurde, dass noch kein Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n mit einem zum aktuell gemessenen Volumenstrom V_r identischen Volumenstrom V_rn in der Speichereinrichtung 41 abgelegt ist, wird aus dem aktuell gemessenen Volumenstrom Vr und Differenzdruck dpr ein neues Messwertepaar (V_r; dp_r) gebildet und in der Speichereinrichtung 41 gespeichert. Diesem neuen Messwertepaar (V_rn; dp_rn)_n wird wiederum eine Ordnungszahl n zugewiesen und es werden der Einzelfaktor e_n und Korrekturfaktor k_n bestimmt und gespeichert. Die Anzahl der Reihenglieder der Reihe (V_r, dp_r)_s nimmt auf diese Weise im Laufe der Zeit kontinuierlich zu, wobei die Abstände zwischen den einzelnen Messwerten des Volumenstromes V_r immer geringer werden. Die Zuordnung der Korrekturfaktoren k_n wird auf diese Weise im Laufe der Zeit immer präziser.
Dies wird zusätzlich durch das iterative Anpassen der bereits vorhandenen Messwerte unterstützt. Wird für ein aktuell gemessenes Messwertepaar (V_r; dp_r) nämlich festgestellt, dass bereits ein Messwertepaar mit einem identischen Messwert für den Volumenstrom V_r in der Speichereinrichtung 41 abgelegt ist, so wird das bereits gespeicherte Messwertepaar durch das aktuell gemessene Messwertepaar ersetzt und es werden der zugehörige Einzelfaktor e_n und der Korrekturfaktor k_n anhand des neuen Messwertepaares neu bestimmt und in der Speichereinrichtung 41 abgelegt. Die Korrekturfaktoren k_n werden auf diese Weise von der Steuereinrichtung 40 an den zunehmenden Verschmutzungsgrad des Filterelementes 20 und den sich damit verändernden Differenzdruck dp_r angepasst.
Das nachfolgend exemplarisch beschriebene Ausführungsbeispiel verdeutlicht den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Für ein zu überwachendes Filterelement wurden bisher die in Tabelle 1 aufgeführten Messwertpaare gemessen und in der Speichereinrichtung 41 gespeichert. Der maximal zulässige Volumenstrom beträgt dabei 2300 l/min, der maximal zulässige Differenzdruck 1500 mbar. Mit Hilfe der Datenverarbeitungseinrichtung 42 wurde jedem Messwertepaar eine Ordnungszahl n zugeordnet und es wurden der zugehörige Einzelfaktor e_n und der Korrekturfaktor k_n bestimmt und ebenfalls in der Speichereinrichtung 41 gespeichert. Tabelle 1
Wird nun im Laufe der Betankung des Flugzeuges ein Volumenstrom V_r von 1000 l/min gemessen, so stellt die Steuereinrichtung 40 fest, dass in der oben dargestellten Tabelle 1 für diesen exakten Wert noch kein Messwertepaar vorhanden ist. Bei einem Vergleich mit den bereits vorhandenen Messwertepaaren stellt sie weiterhin fest, dass das Messwertepaar mit dem Volumenstrom V_r = 920 l/min das Messwertepaar mit dem nächstkleineren Wert für den Volumenstrom V_r ist. Zur Bestimmung des korrigierten Differenzdruckes dp_c wählt die Steuereinrichtung 40 daher den zu diesem Messwertepaar gehörenden Korrekturfaktor k_n, nämlich den Faktor k₄ = 5,17 aus. Für einen gemessenen Differenzdruck dp_r = 310 mbar würde sich daher ein korrigierter Differenzdruck von 310 mbar × 5,17 = 1602,7 mbar ergeben. Der Vergleich mit dem maximal zulässigen Differenzdruck von 1500 mbar ergibt sofort einsehbar, dass der tatsächlich anliegende Differenzdruck, mit dem der Filter im Beispiel betrieben wird, zu hoch ist.
Ist der maximal zulässige Differenzdruck von 1500 mbar als Referenzwert in der Speichereinrichtung 41 hinterlegt, so wird bei einem Vergleich des so bestimmten korrigierten Differenzdruckes mit einem entsprechend in der Speichereinrichtung 41 wird von der Datenverarbeitungseinrichtung 42 oder der Ausgabeeinrichtung 43 festgestellt, dass der korrigierte Differenzdruck größer ist als dieser Referenzwert. Es wird dann von der Datenverarbeitungseinrichtung 42 oder der Ausgabeeinrichtung 43 eine zuvor dieser Feststellung zugeordnete und in der Speichereinrichtung 41 gespeicherte Aktion ausgewählt, etwa das Auslösen eines Alarmes.
Mit Hilfe der in 1 gezeigten Differenzdruckkontrollvorrichtung 10 und mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens können nicht nur die jeweils aktuell anliegenden Druckverhältnisse kontrolliert werden. Es ist auch möglich eine Langzeitüberwachung der Filterelemente 20 durchzuführen. Dazu werden von der Steuerungseinrichtung 40 jeweils der Messzeitpunkt, der gemessene Volumenstrom, der gemessene Differenzdruck, der korrigierte Differenzdruck und der Alarmstatus erfasst und in der Speichereinrichtung 41 gespeichert. Darüber hinaus kann auch der bis zu dem jeweiligen Messzeitpunkt durch das zu überwachende Filterelement 20 gepumpte Gesamtvolumenstrom erfasst und gespeichert werden.
In der Speichereinrichtung 41 sind zusätzlich Referenzwerte hinterlegt, die die maximale Gesamtbetriebsdauer und den maximalen Gesamtvolumenstrom benennen. Bei der Erfassung jedes Datensatzes durch die Steuereinrichtung 40 wird dann von der Datenverarbeitungseinrichtung 42 verglichen, ob einer der erfassten Werte die maximale Gesamtbetriebsdauer, den maximalen Gesamtvolumenstrom oder den maximal zulässigen Differenzdruck überschreitet. Ist dies der Fall, ist der Filter auszuwechseln und die Steuereinrichtung 40 führt eine Aktion aus, mit der der Bediener auf den notwendigen Filterwechsel hingewiesen wird. Dabei ist es möglich, die Steuereinrichtung 40 durch das abspeichern entsprechender Referenzwerte und zugeordneter Aktionen so zu konfigurieren, dass in Bezug auf die Gesamtbetriebsdauer und den Gesamtvolumenstrom bereits vor Erreichen des Maximalwertes ein Hinweis darauf ausgegeben wird, dass der Filterwechsel in absehbarer Zeit notwendig wird.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
Bei einem Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen 20 mit Hilfe einer Differenzdruckkontrollvorrichtung 10, wobei die Filterelemente 20 zwischen einer Flüssigkeitszuleitung 21 und einem Flüssigkeitstank 22 oder einer Tankzuleitung 22’ angeordnet sind, wobei die Differenzdruckkontrollvorrichtung 10 wenigstens zwei Drucksensorelemente 30, 31, einen Durchflussmesser 32 und eine Steuereinrichtung 40 umfasst, und wobei das erste Drucksensorelement 30 stromaufwärts des zu kontrollierenden Filterelementes 20 angeordnet ist und das zweite Drucksensorelement 31 stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes 20 angeordnet ist, erkennt man, dass es vorteilhaft ist, wenn das Verfahren die Schritte umfasst

a) Messen des in der Flüssigkeitszuleitung 21 anliegenden Volumenstromes V_r mit Hilfe des Durchflussmessers 32;
b) Übermittlung des gemessenen Volumenstromes V_r an die Steuereinrichtung 40;
c) Messen des am Filterelement 20 anliegenden Differenzdruckes dp_r mit Hilfe der Drucksensorelemente 30, 31;
d) Übermittlung des gemessenen Differenzdruckes dp_r an die Steuereinrichtung 40;
e) Ermitteln eines korrigierten Differenzdruckes dp_c mit Hilfe der Steuereinrichtung 40, wobei das Ermitteln des korrigierten Differenzdruckes dp_c mit Hilfe eines Korrekturfaktors k_n erfolgt und wobei der Korrekturfaktor k_n anhand des gemessenen Volumenstromes V_r aus einer Gruppe zuvor festgelegter Korrekturfaktoren k_n ausgewählt wird;
f) Ausgabe des korrigierten Differenzdruckes dp_c.

Dabei ist es besonders günstig, wenn die festgelegten Korrekturfaktoren k_n in einem iterativen Verfahren während des Lebenszyklus eines Filterelementes 20 angepasst werden. Das Festlegen der Korrekturfaktoren k_n umfasst zweckmäßig die Schritte

a) Bestimmen des maximalen Volumenstromes V_max und Speichern des maximalen Volumenstromes V_max in einer Speichereinrichtung 41 der Steuereinrichtung 40
b) Bestimmen des maximalen Differenzdruckes dp_max und Speichern des maximalen Differenzdruckes dp_max in der Speichereinrichtung 41 der Steuereinrichtung 40;
c) Messen des Differenzdruckes dp_r und des Volumenstromes V_r am Filterelement 20 bei einer Anzahl j verschiedener Messpunkte, wobei der gemessene Volumenstrom V_r an jedem Messpunkt einen bestimmen prozentualen Anteil vom maximalen Volumenstrom V_max beträgt;
d) Zuordnung einer Ordnungszahl n zu jedem Messpunkt, wobei die kleinste Ordnungszahl dem Messpunkt zugeordnet ist, an dem der geringste prozentuale Anteil gemessen wurde und die übrigen Ordnungszahlen in aufsteigender Reihenfolge mit zunehmendem prozentualem Anteil vergeben werden,
e) Speichern des gemessenen Differenzdruckes dp_r gemeinsam mit dem zugehörigen prozentualen Anteil des maximalen Volumenstromes V_max als Messwertpaar für jeden Messpunkt in der Speichereinrichtung der Steuereinrichtung;
f) Bestimmen eines Einzelkorrekturfaktors e_n für jeden Messpunkt und Speichern des Einzelkorrekturfaktors e_n in der Speichereinrichtung, wobei sich der Einzelkorrekturfaktor e_n aus dem Quotienten des gemessenen Differenzdruckes dp_r(n+1) des Messpunktes mit der nächsthöheren Ordnungszahl und dem gemessenen Differenzdruck dp_rn des zum zu bestimmenden Einzelkorrekturfaktor e_n gehörenden Messpunktes ergibt;
g) Bestimmen des Korrekturfaktors k_n für jeden Messpunkt und Speichern des Korrekturfaktors k_n in der Speichereinrichtung, wobei sich der Korrekturfaktor k_n aus dem Produkt
mit j = Anzahl der Messpunkte und n = Ordnungszahl des Messpunktes des zu bestimmenden Korrekturfaktors k_n ergibt.

Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn das Auswählen des Korrekturfaktors k_n die folgenden Schritte umfasst

a) Messen des Volumenstromes V_r;
b) Bestimmung des prozentualen Anteils des gemessenen Volumenstromes V_r in Bezug auf den maximalen Volumenstrom V_max
c) Vergleichen des prozentualen Anteils mit dem prozentualen Anteil der in der Speichereinrichtung abgelegten Messpunkte und Auswahl des nächstliegenden niedrigeren Messpunktes
d) Auswahl des zum ausgewählten Messpunkt gehörenden Korrekturfaktors k_n.

Das iterative Verfahren zur Anpassung der festgelegten Korrekturwerte umfasst bevorzugt die folgenden Schritte,

a) Messen des Volumenstromes V_r;
b) Bestimmung des prozentualen Anteils des gemessenen Volumenstromes V_r in Bezug auf den maximalen Volumenstrom V_max
c) Messen des Differenzdruckes am Filterelement 20;
d) Vergleichen des prozentualen Anteils mit dem prozentualen Anteil der gemessenen Volumenströme V_r der Messwertpaare der in der Speichereinrichtung abgelegten Messpunkte;
e) sofern für den bestimmen prozentualen Anteil bereits ein Messpunkt mit einem Messwertpaar in der Speichereinrichtung abgelegt ist, Durchführen der Schritte i. Vergleichen des gemessenen Differenzdruckes dp_r mit dem für den abgelegten Messpunkt gespeicherten Differenzdruck dp_rn und ii. Ersetzen des für den abgelegten Messpunkt gespeicherte Differenzdruck dp_rn durch den gemessenen Differenzdruck dp_rn;
f) sofern für den bestimmten prozentualen Anteil noch kein Messpunkt mit einem Messwertpaar in der Speichereinrichtung abgelegt ist, Durchführen der Schritte i. Speichern des gemessenen Differenzdruckes dp_r gemeinsam mit dem zugehörigen prozentualen Anteil des maximalen Volumenstromes V_max als neues Messwertpaar eines neuen Messpunktes in der Speichereinrichtung 41 der Steuereinrichtung 40 und erneute Zuordnung einer Ordnungszahl zu jedem Messpunkt, wobei die kleinste Ordnungszahl dem Messpunkt zugeordnet ist, an dem der geringste prozentuale Anteil gemessen wurde und die übrigen Ordnungszahlen in aufsteigender Reihenfolge mit zunehmendem prozentualem Anteil vergeben werden; ii. Bestimmen eines Einzelkorrekturfaktors e_n für den Messpunkt und speichern des Einzelkorrekturfaktors e_n in der Speichereinrichtung, wobei sich der Einzelkorrekturfaktor e_n aus dem Quotienten des gemessenen Differenzdruckes dp_r(n+1) des Messpunktes mit der nächsthöheren Ordnungszahl und dem gemessenen Differenzdruck dp_rn des zum zu bestimmenden Einzelkorrekturfaktor e_n gehörenden Messpunktes ergibt; und iii. Bestimmen des Korrekturfaktors k_n für den Messpunkt und Speichern des Korrekturfaktors k_n in der Speichereinrichtung, wobei sich der Korrekturfaktor k_n aus dem Produkt
mit j = Anzahl der Messpunkte und n = Ordnungszahl des Messpunktes des zu bestimmenden Korrekturfaktors k_n ergibt.

Man erkennt weiter, dass es vorteilhaft ist, wenn der korrigierte Differenzdruck dp_c mit wenigstens einem zuvor festgelegten Referenzwert verglichen wird, wobei die Steuereinrichtung 40 bei Überschreitung des Referenzwertes eine oder mehrere zuvor festgelegte Aktionen ausführt und wenn die Aktion ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend folgenden Aktionen: Anzeige eines o.k.-Signals, Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Warnsignals, Auslösen eines Alarmes, Drosselung des Volumenstromes, Abschalten des Systems. Dabei ist es auch sinnvoll, wenn das Verfahren die Speicherung der Kenndaten jeden Filterwechsels umfasst, insbesondere wenn beim Speichern der Kenndaten des Filterwechsels die Kenndaten der neu eingesetzten Filterelemente erfasst werden und wenn das Bestimmen des maximalen Volumenstromes V_max sowie Bestimmen des maximalen Differenzdruckes dp_max anhand der erfassten Kenndaten des eingesetzten Filterelementes erfolgt. Günstig ist es weiterhin, wenn das Verfahren das Feststellen des Gesamtvolumendurchsatzes durch das Filterelement 20 und/oder das Feststellen der Gesamtbetriebsdauer des zu überwachenden Filterelementes 20 umfasst.
Bei einer Differenzdruckkontrollvorrichtung 10 zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen 20, wobei die Filterelemente 20 jeweils zwischen einer Flüssigkeitszuleitung 21 und einem Flüssigkeitstank 22 oder einer Tankzuleitung 22’ angeordnet sind, wobei die Differenzdruckkontrollvorrichtung 10 wenigstens zwei Drucksensorelemente 30, 31, einen Durchflussmesser 32 und eine Steuereinrichtung 40 umfasst, und wobei das erste Drucksensorelement 30 stromaufwärts des zu kontrollierenden Filterelementes 20 angeordnet ist und das zweite Drucksensorelement 31 stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes 20 angeordnet ist erkennt man, dass ein Vorteil darin liegt, dass die Steuereinrichtung 40 eine Speichereinrichtung 41, eine Datenverarbeitungseinrichtung 42 und eine Ausgabeeinrichtung 43 aufweist und für die Ausführung eines oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens konfiguriert ist. Dabei ist es günstig, wenn in der Speichereinrichtung 41 Referenzwerte für den maximale Volumenstrom V_max, den maximale Differenzdruck dp_max, das maximale Gesamtvolumen und/oder die maximale Betriebsdauer des Filterelementes 20 sowie den jeweiligen Referenzwerten zugeordnete Aktionen gespeichert sind.
Bezugszeichenliste

10: Differenzdruckkontrollvorrichtung
20: Filterelement
21: Flüssigkeitszuleitung
22: Flüssigkeitstank
22’: Tankzuleitung
30: Drucksensorelement
31: Drucksensorelement
32: Durchflussmesser
40: Steuereinrichtung
41: Speichereinrichtung
42: Datenverarbeitungseinrichtung
43: Ausgabeeinrichtung

Claims

Verfahren zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen (20) mit Hilfe einer Differenzdruckkontrollvorrichtung (10), wobei die Filterelemente (20) zwischen einer Flüssigkeitszuleitung (21) und einem Flüssigkeitstank (22) oder einer Tankzuleitung (22’) angeordnet sind, wobei die Differenzdruckkontrollvorrichtung (10) wenigstens zwei Drucksensorelemente (30, 31), einen Durchflussmesser (32) und eine Steuereinrichtung (40) umfasst, und wobei das erste Drucksensorelement (30) stromaufwärts des zu kontrollierenden Filterelementes (20) angeordnet ist und das zweite Drucksensorelement (31) stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes (20) angeordnet ist, umfassend die Schritte a) Messen des in der Flüssigkeitszuleitung (21) anliegenden Volumenstromes (V_r) mit Hilfe des Durchflussmessers (32); b) Übermittlung des gemessenen Volumenstromes (V_r) an die Steuereinrichtung (40); c) Messen des am Filterelement (20) anliegenden Differenzdruckes (dp_r) mit Hilfe der Drucksensorelemente (30, 31); d) Übermittlung des gemessenen Differenzdruckes (dp_r) an die Steuereinrichtung (40); e) Ermitteln eines korrigierten Differenzdruckes (dp_c) mit Hilfe der Steuereinrichtung (40), wobei das Ermitteln des korrigierten Differenzdruckes (dp_c) mit Hilfe eines Korrekturfaktors (k_n) erfolgt und wobei der Korrekturfaktor (k_n) anhand des gemessenen Volumenstromes (V_r) aus einer Gruppe zuvor festgelegter Korrekturfaktoren (k_n) ausgewählt wird; f) Ausgabe des korrigierten Differenzdruckes (dp_c).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die festgelegten Korrekturfaktoren (k_n) in einem iterativen Verfahren während des Lebenszyklus eines Filterelementes (20) angepasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegen der Korrekturfaktoren (k_n) die folgenden Schritte umfasst a) Bestimmen des maximalen Volumenstromes (V_max) und Speichern des maximalen Volumenstromes (V_max) in einer Speichereinrichtung (41) der Steuereinrichtung (40) b) Bestimmen des maximalen Differenzdruckes (dp_max) und Speichern des maximalen Differenzdruckes (dp_max) in der Speichereinrichtung (41) der Steuereinrichtung (40) c) Messen des Differenzdruckes (dp_r) und des Volumenstromes (V_r) am Filterelement (20) bei einer Anzahl (j) verschiedener Messpunkte, wobei der gemessene Volumenstrom (V_r) an jedem Messpunkt einen bestimmen prozentualen Anteil vom maximalen Volumenstrom (V_max) beträgt; d) Zuordnung einer Ordnungszahl (n) zu jedem Messpunkt, wobei die kleinste Ordnungszahl dem Messpunkt zugeordnet ist, an dem der geringste prozentuale Anteil (p) gemessen wurde und die übrigen Ordnungszahlen in aufsteigender Reihenfolge mit zunehmendem prozentualem Anteil vergeben werden, e) Speichern des gemessenen Differenzdruckes (dp_r) gemeinsam mit dem zugehörigen prozentualen Anteil des maximalen Volumenstromes (V_max) als Messwertpaar für jeden Messpunkt in der Speichereinrichtung der Steuereinrichtung; f) Bestimmen eines Einzelkorrekturfaktors (e_n) für jeden Messpunkt und Speichern des Einzelkorrekturfaktors (e_n) in der Speichereinrichtung, wobei sich der Einzelkorrekturfaktor (e_n) aus dem Quotienten des gemessenen Differenzdruckes (dp_r(n+1)) des Messpunktes mit der nächsthöheren Ordnungszahl und dem gemessenen Differenzdruck (dp_rn) des zum zu bestimmenden Einzelkorrekturfaktor (e_n) gehörenden Messpunktes ergibt; g) Bestimmen des Korrekturfaktors (k_n) für jeden Messpunkt und Speichern des Korrekturfaktors (k_n) in der Speichereinrichtung, wobei sich der Korrekturfaktor (k_n) aus dem Produkt
mit j = Anzahl der Messpunkte und n = Ordnungszahl des Messpunktes des zu bestimmenden Korrekturfaktors (k_n) ergibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswählen des Korrekturfaktors (k_n) die folgenden Schritte umfasst a) Messen des Volumenstromes (V_r) b) Bestimmung des prozentualen Anteils des gemessenen Volumenstromes (V_r) in Bezug auf den maximalen Volumenstrom (V_max) c) Vergleichen des prozentualen Anteils mit dem prozentualen Anteil der in der Speichereinrichtung abgelegten Messpunkte und Auswahl des nächstliegenden niedrigeren Messpunktes d) Auswahl des zum ausgewählten Messpunkt gehörenden Korrekturfaktors (k_n).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das iterative Verfahren zur Anpassung der festgelegten Korrekturwerte die folgenden Schritte umfasst, a) Messen des Volumenstromes (V_r) b) Bestimmung des prozentualen Anteils des gemessenen Volumenstromes (V_r) in Bezug auf den maximalen Volumenstrom (V_max) c) Messen des Differenzdruckes am Filterelement (20); d) Vergleichen des prozentualen Anteils mit dem prozentualen Anteil der gemessenen Volumenströme (V_r) der Messwertpaare der in der Speichereinrichtung abgelegten Messpunkte; e) sofern für den bestimmen prozentualen Anteil bereits ein Messpunkt mit einem Messwertpaar in der Speichereinrichtung abgelegt ist, Durchführen der Schritte i. Vergleichen des gemessenen Differenzdruckes (dp_r) mit dem für den abgelegten Messpunkt gespeicherten Differenzdruck (dp_rn) und ii. Ersetzen des für den abgelegten Messpunkt gespeicherte Differenzdruck (dp_rn) durch den gemessenen Differenzdruck (dp_rn); f) sofern für den bestimmten prozentualen Anteil noch kein Messpunkt mit einem Messwertpaar in der Speichereinrichtung abgelegt ist, Durchführen der Schritte i. Speichern des gemessenen Differenzdruckes (dp_r) gemeinsam mit dem zugehörigen prozentualen Anteil des maximalen Volumenstromes (V_max) als neues Messwertpaar eines neuen Messpunktes in der Speichereinrichtung (41) der Steuereinrichtung (40) und erneute Zuordnung einer Ordnungszahl (n) zu jedem Messpunkt, wobei die kleinste Ordnungszahl dem Messpunkt zugeordnet ist, an dem der geringste prozentuale Anteil gemessen wurde und die übrigen Ordnungszahlen in aufsteigender Reihenfolge mit zunehmendem prozentualem Anteil vergeben werden; ii. Bestimmen eines Einzelkorrekturfaktors (e_n) für den Messpunkt und speichern des Einzelkorrekturfaktors (e_n) in der Speichereinrichtung, wobei sich der Einzelkorrekturfaktor (e_n) aus dem Quotienten des gemessenen Differenzdruckes (dp_r(n+1)) des Messpunktes mit der nächsthöheren Ordnungszahl und dem gemessenen Differenzdruck (dp_rn) des zum zu bestimmenden Einzelkorrekturfaktor (e_n) gehörenden Messpunktes ergibt; und iii. Bestimmen des Korrekturfaktors (k_n) für den Messpunkt und Speichern des Korrekturfaktors (k_n) in der Speichereinrichtung, wobei sich der Korrekturfaktor (k_n) aus dem Produkt
mit j = Anzahl der Messpunkte und n = Ordnungszahl des Messpunktes des zu bestimmenden Korrekturfaktors (k_n) ergibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der korrigierte Differenzdruck (dp_c) mit wenigstens einem zuvor festgelegten Referenzwert verglichen wird, wobei die Steuereinrichtung (40) bei Überschreitung des Referenzwertes eine oder mehrere zuvor festgelegte Aktionen ausführt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktion ausgewählt ist aus der Gruppe enthaltend folgenden Aktionen: Anzeige eines o.k.-Signals, Ausgabe eines optischen und/oder akustischen Warnsignals, Auslösen eines Alarmes, Drosselung des Volumenstromes, Abschalten des Systems.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Speicherung der Kenndaten jeden Filterwechsels umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Speichern der Kenndaten des Filterwechsels die Kenndaten der neu eingesetzten Filterelemente erfasst werden und dass das Bestimmen des maximalen Volumenstromes (V_max) sowie Bestimmen des maximalen Differenzdruckes (dp_max) anhand der erfassten Kenndaten des eingesetzten Filterelementes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das Feststellen des Gesamtvolumendurchsatzes durch das Filterelement (20) und/oder das Feststellen der Gesamtbetriebsdauer des zu überwachenden Filterelementes (20) umfasst.
Differenzdruckkontrollvorrichtung (10) zur Überwachung der Funktionsfähigkeit von fluiddurchströmten Filterelementen (20), wobei die Filterelemente (20) jeweils zwischen einer Flüssigkeitszuleitung (21) und einem Flüssigkeitstank (22) oder einer Tankzuleitung (22’) angeordnet sind, wobei die Differenzdruckkontrollvorrichtung (10) wenigstens zwei Drucksensorelemente (30, 31), einen Durchflussmesser (32) und eine Steuereinrichtung (40) umfasst, und wobei das erste Drucksensorelement (30) stromaufwärts des zu kontrollierenden Filterelementes (20) angeordnet ist und das zweite Drucksensorelement (31) stromabwärts des zu kontrollierenden Filterelementes (20) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (40) eine Speichereinrichtung (41), eine Datenverarbeitungseinrichtung (42) und eine Ausgabeeinrichtung (43) aufweist und für die Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 konfiguriert ist.
Differenzdruckkontrollvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Speichereinrichtung (41) Referenzwerte für den maximale Volumenstrom (V_max), den maximale Differenzdruck (dp_max), das maximale Gesamtvolumen und/oder die maximale Betriebsdauer des Filterelementes (20) sowie den jeweiligen Referenzwerten zugeordnete Aktionen gespeichert sind.