DE102016112196B4 - Flow-generating device and method for calibrating a DUT - Google Patents

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Abstract

Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusseseines Fluids (23) mit (a) einer Sammelleitung (12) und (b) einer ersten Pumpe (14.1), die – einen ersten Zylinder (16.1), – einen ersten Kolben (18.1), der im ersten Zylinder (16.1) läuft, – einen ersten Antrieb (20.1), mittels dem der erste Kolben (18.1) relativ zum ersten Zylinder (16.1) bewegbar ist, und – eine erste Positionsbestimmungsvorrichtung (22.1) zum Bestimmen einer ersten Position des ersten Kolbens (18.1) relativ zum ersten Zylinder (16.1) aufweist und – mit der Sammelleitung (12) zum Abgeben von Fluid (23) in die Sammelleitung (12) verbunden ist, und (c) einer zweiten Pumpe (14.2), die – einen zweiten Zylinder (16.2), – einen zweiten Kolben (18.2), der im zweiten Zylinder (16.2) läuft, – einen zweiten Antrieb (20.2), mittels dem der zweite Kolben (18.2) relativ zum zweiten Zylinder (16.2) bewegbar ist, und – eine zweite Positionsbestimmungsvorrichtung (22.2) zum Bestimmen einer zweiten Position des zweiten Kolbens (18.2) relativ zum zweiten Zylinder (16.2) aufweist und – mit der Sammelleitung (12) zum Abgeben von Fluid (23) in die Sammelleitung (12) verbunden ist, gekennzeichnet durch (d) eine Regelung (30), die eingerichtet ist zum automatischen Regeln der Antriebe (20.1, 20.2), sodass die Pumpen (14.1, 14.2) gemeinsam einen vorgegebenen Volumenstrom an Fluid (23) in die Sammelleitung (12) abgeben und (e) eine relative Messunsicherheit der Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung von höchstens 10–3.Flow-generating device for generating a predetermined flow of a fluid (23) with (a) a manifold (12) and (b) a first pump (14.1), the - a first cylinder (16.1), - a first piston (18.1), the running in the first cylinder (16.1), - a first drive (20.1), by means of which the first piston (18.1) is movable relative to the first cylinder (16.1), and - a first position determining device (22.1) for determining a first position of the first piston (18.1) relative to the first cylinder (16.1) and - connected to the manifold (12) for discharging fluid (23) into the manifold (12), and (c) a second pump (14.2), the - a second Cylinder (16.2), - a second piston (18.2) running in the second cylinder (16.2), - a second drive (20.2) by means of which the second piston (18.2) is movable relative to the second cylinder (16.2), and a second position determining device (22.2) for determining it has the second position of the second piston (18.2) relative to the second cylinder (16.2) and is connected to the manifold (12) for discharging fluid (23) into the manifold (12), characterized by (d) a controller (30 ), which is set up to automatically control the drives (20.1, 20.2), so that the pumps (14.1, 14.2) together deliver a predetermined volume flow of fluid (23) into the collecting line (12) and (e) a relative measurement uncertainty of the flow rate Generating device of at most 10-3.

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses eines Fluids mit (a) einer Sammelleitung und (b) einer ersten Pumpe, die einen ersten Zylinder, einen ersten Kolben, der im ersten Zylinder läuft, einen ersten Antrieb, mittels dem der erste Kolben relativ zum ersten Zylinder bewegbar ist, und eine erste Positionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der ersten aktuellen Position des ersten Kolbens relativ zum ersten Zylinder aufweist und die mit der Sammelleitung zum Abgeben von Fluid in die Sammelleitung verbunden ist und (c) einer zweiten Pumpe, die einen zweiten Zylinder, einen zweiten Kolben, der im zweiten Zylinder läuft, einen zweiten Antrieb, mittels dem der zweite Kolben relativ zum zweiten Zylinder bewegbar ist, und eine zweite Positionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der zweiten aktuellen Position des zweiten Kolbens relativ zum zweiten Zylinder aufweist und mit der Sammelleitung zum Abgeben von Fluid in die Sammelleitung verbunden ist. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kalibrieren eines Prüflings.The invention relates to a flow-generating device for generating a predetermined flow of a fluid with (a) a manifold and (b) a first pump having a first cylinder, a first piston running in the first cylinder, a first drive, by means of which first piston is movable relative to the first cylinder, and has a first position determining device for determining the first current position of the first piston relative to the first cylinder and which is connected to the manifold for discharging fluid into the manifold, and (c) a second pump a second cylinder, a second piston running in the second cylinder, a second drive, by means of which the second piston is movable relative to the second cylinder, and a second position determining device for determining the second current position of the second piston relative to the second cylinder and having the manifold for discharging fluid into the collection line is connected. According to a second aspect, the invention relates to a method for calibrating a test object.

Derartige Durchfluss-Erzeugungsvorrichtungen werden beispielsweise zur rückgeführten Kalibrierung von Durchflussmessern verwendet. Unter einer rückgeführten Kalibrierung wird dabei verstanden, dass das entsprechende Messergebnis in einer Kette von Kalibrierungen auf die Definition einer SI-Einheit zurückgeführt wird. Es ist wünschenswert, dass die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung den Durchfluss mit einer möglichst hohen Messgenauigkeit und einer möglichst kleinen Messunsicherheit erzeugt.Such flow-generating devices are used, for example, for the recirculated calibration of flow meters. A recirculated calibration is understood to mean that the corresponding measurement result in a chain of calibrations is attributed to the definition of an SI unit. It is desirable that the flow-generating device generates the flow with the highest possible measurement accuracy and the smallest possible measurement uncertainty.

Bekannte Durchfluss-Erzeugungsvorrichtungen haben den Nachteil, dass eine kontinuierliche Förderung des Fluids nicht möglich ist, da die Länge der Kolbenbewegung des Kolbens im Zylinder begrenzt ist.Known flow-generating devices have the disadvantage that a continuous delivery of the fluid is not possible, since the length of the piston movement of the piston in the cylinder is limited.

Es sind zudem Durchfluss-Erzeugungsvorrichtungen bekannt, die kontinuierlich fördernde Pumpen aufweisen, beispielsweise drehzahlgeregelte Kreiselpumpen. Nachteilig an derartigen Systemen ist, dass der Durchfluss nur in unbefriedigender Weise schnell geändert werden kann. Zudem hängen der Druck und der Durchfluss in diesen Systemen voneinander ab.Flow-generating devices are also known which have continuously conveying pumps, for example variable-speed centrifugal pumps. A disadvantage of such systems is that the flow rate can only be changed quickly in an unsatisfactory manner. In addition, the pressure and flow in these systems depend on each other.

Die „Pump 33 Dual Syringe Pump“ von Harvard Apparatus (Harvard Apparatus: Precision Syringe & Peristaltic Pumps, 2004, http://www.harvardapparatus.com/media/harvard/pdf/PP118%20pumps.pdf, abgerufen am 04.04.2017) ist eine Spritzenpumpe mit zwei Spritzen, die unabhängig voneinander über je einen Schrittmotor gesteuert werden. Die Messunsicherheit der Spritzenpumpe wird mit 0,35% angegeben. Die Pumpe verfügt über einen einmaligen beweglichen Endschaltmechanismus, der zum Umkehren der Richtung oder zum Abbruch des Betriebs der Pumpe genutzt wird. Der Durchfluss kann auch bei dieser gesteuerten Pumpe nur in unbefriedigender Weise schnell geändert werden.Harvard Apparatus's "Pump 33 Dual Syringe Pump" (Harvard Apparatus: Precision Syringe & Peristaltic Pumps, 2004, http://www.harvardapparatus.com/media/harvard/pdf/PP118%20pumps.pdf, accessed on 04/04/2017 ) is a syringe pump with two syringes, which are controlled independently of each other via a stepper motor. The measurement uncertainty of the syringe pump is given as 0.35%. The pump has a unique movable limit switch mechanism that is used to reverse the direction or stop the pump. The flow can be changed quickly and unsatisfactorily even with this controlled pump.

Die Pumpe 975 vom gleichen Hersteller hat einen Synchronmotor, der über ein Getriebe den Kolben der Spritze bewegt und der eine geringe Gleichlaufschwankung aufweist. Die Messunsicherheit beim Abgeben eines Flüssigkeitsstroms bei einer derartigen Pumpe ist unter anderem durch den Getriebefehler beeinflusst. The 975 pump from the same manufacturer has a synchronous motor that uses a gearbox to move the plunger of the syringe and that has little flutter. The measurement uncertainty in dispensing a fluid flow in such a pump is influenced inter alia by the transmission error.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Durchfluss-Erzeugungsvorrichtungen zu verbessern.The invention has for its object to improve flow-generating devices.

Die Erfindung löst das Problem durch eine Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs und mit (d) einer Regelung, die eingerichtet ist zum automatischen Regeln der Antriebe, sodass die Pumpen gemeinsam einen vorgegebenen Volumenstrom an Fluid in die Sammelleitung abgeben und (e) einer relativen Messunsicherheit von höchstens 10–3.The invention solves the problem by a flow-generating device according to the preamble of the main claim and with (d) a control adapted to automatically control the drives so that the pumps collectively deliver a given volume flow of fluid into the manifold and (e) one relative measurement uncertainty of at most 10 -3 .

Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses eines Fluids mit einer relativen Messunsicherheit von höchstens 10–3, insbesondere höchstens 5·10–4, bei dem eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung verwendet wird. Die Erfindung löst das Problem zudem durch ein Verfahren zum Kalibrieren eines Prüflings mit den Schritten: (a) Anordnen eines Prüflings in der Sammelleitung einer erfindungsgemäßen Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung, (b) Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, durch die Sammelleitung, (c) Erfassen eines Mess-Durchflusses mittels des Prüflings und Erfassung einer Abweichung zwischen dem Durchfluss und dem Mess-Durchfluss.According to a second aspect, the invention achieves the object by a method for generating a predetermined flow of a fluid with a relative measurement uncertainty of at most 10 -3 , in particular at most 5 × 10 -4 , in which a flow-generating device according to the invention is used. The invention also solves the problem by a method for calibrating a test specimen comprising the steps of: (a) arranging a specimen in the manifold of a flow-generating device according to the invention, (b) generating a predetermined flow of a fluid, in particular a liquid, through the manifold, (c) detecting a measuring flow through the sample and detecting a deviation between the flow and the measuring flow.

Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass ein theoretisch unendlich lange dauernder Fluidstrom erzeugbar ist. Es ist nämlich möglich, die beiden Kolben intermittierend und oszillierend zu betreiben und das Fluid im Kreislauf zu führen. Es ist dabei möglich, diesen Durchfluss rückgeführt zu ermitteln. Dazu muss erst die Kolbenfläche und/oder die Zylinderquerschnittsfläche durch eine rückgeführte Messung bestimmt werden. Zudem ist die Positionsbestimmungsvorrichtung vorzugsweise zur Durchführung einer rückgeführten Messung ausgebildet, das heißt, dass sie selbst rückgeführt kalibriert ist.An advantage of the invention is that a theoretically infinitely long fluid flow can be generated. It is possible to operate the two pistons intermittently and oscillatingly and to recirculate the fluid. It is possible to determine this flow recirculated. For this purpose, first the piston area and / or the cylinder cross-sectional area must be determined by a recirculated measurement. moreover For example, the position-determining device is preferably designed to carry out a recirculated measurement, that is to say that it is itself recirculated in a recirculated manner.

Es ist ein weiterer Vorteil, dass der Durchfluss zeitlich hoch konstant ist. So sind die Antriebe vorzugsweise unabhängig voneinander, das heißt, dass der erste Kolben bewegt werden kann, ohne dass der zweite Kolben bewegt werden muss. Die Regelungist so ausgebildet, dass sie die Bewegungsgeschwindigkeit der Kolben so einregelt, dass die Pumpen gemeinsam den vorgegebenen Volumenstrom in die Sammelleitung abgeben.It is another advantage that the flow rate is highly constant over time. Thus, the drives are preferably independent of each other, that is, the first piston can be moved without the second piston has to be moved. The controller is designed such that it adjusts the speed of movement of the pistons so that the pumps jointly deliver the predetermined volume flow into the manifold.

Es ist ein weiterer Vorteil, dass das System regelventilfrei aufgebaut werden kann. Unter einem Regelventil wird ein Ventil verstanden, das so ausgebildet und angeordnet ist, dass durch Betätigung der Durchfluss durch die Sammelleitung und/oder der Druck in der Sammelleitung veränderbar ist. Ein derartiges Regelventil beeinflusst die bestenfalls erreichbare Messunsicherheit negativ.It is a further advantage that the system can be constructed without a control valve. A control valve is understood to mean a valve which is designed and arranged such that the flow through the manifold and / or the pressure in the manifold can be changed by actuation. Such a control valve adversely affects the best achievable measurement uncertainty.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter der Sammelleitung eine Leitung verstanden, in die die beiden Pumpen, insbesondere alle Pumpen, das Fluid einspeisen. Die Sammelleitung ist diejenige Leitung, in der der Durchfluss mit hoher Genauigkeit bekannt sein soll. Wird die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung als Kalibriervorrichtung eingesetzt, was eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, so befindet sich der Prüfling in der Sammelleitung, das heißt, dass der Prüfling mit dem Durchfluss an Fluid in der Sammelleitung beaufschlagt wird.In the context of the present description, the manifold means a conduit into which the two pumps, in particular all pumps, feed the fluid. The manifold is the conduit in which the flow should be known with high accuracy. If the flow-generating device is used as a calibration device, which is a preferred embodiment of the present invention, then the test object is in the manifold, that is, the test sample is subjected to the flow of fluid in the manifold.

Es ist möglich und bevorzugt, nicht aber notwendig, dass die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung genau zwei Pumpen aufweist, nämlich die erste Pumpe und die zweite Pumpe. Es ist vielmehr auch möglich, dass die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung drei, vier oder mehr Pumpen aufweist. In aller Regel ist es aber vorteilhaft, wenn die Zahl der Pumpen möglichst gering ist.It is possible and preferred, but not necessary, for the flow-generating device to have exactly two pumps, namely the first pump and the second pump. Rather, it is also possible that the flow-generating device has three, four or more pumps. As a rule, it is advantageous if the number of pumps is as low as possible.

Günstig ist es, wenn die Zylinderinnenflächen und/oder die Kolbenflächen im technischen Sinne gleichgroß sind. Das heißt, dass es möglich und in der Regel unvermeidlich ist, dass die beiden Zylinderinnenflächen im mathematischen Sinne ungleich sind. Günstig ist es aber, wenn eine relative Abweichung zwischen einer ersten Zylinderinnenfläche des ersten Zylinders und einer zweiten Zylinderinnenfläche des zweiten Zylinders höchstens 10–4 beträgt.It is advantageous if the cylinder inner surfaces and / or the piston surfaces are the same size in the technical sense. This means that it is possible and usually inevitable that the two inner cylinder surfaces are mathematically unequal. It is favorable, however, if a relative deviation between a first cylinder inner surface of the first cylinder and a second cylinder inner surface of the second cylinder is at most 10 -4 .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Regelung eingerichtet zum automatischen (i) Regeln einer ersten Geschwindigkeit v1 des ersten Kolbens auf eine erste zeitabhängige Soll-Geschwindigkeit, wobei die erste zeitabhängige Soll-Geschwindigkeit einer stetigen Funktion v1(t) entspricht, und (ii) Regeln einer zweiten Geschwindigkeit v2 des zweiten Kolbens auf eine zweite Soll-Geschwindigkeit, wobei die zweite Soll-Geschwindigkeit einer stetigen Funktion v2(t) entspricht. Die Geschwindigkeiten der Kolben können beispielsweise induktiv gemessen werden.According to a preferred embodiment, the control is set up for automatically (i) regulating a first speed v 1 of the first piston to a first time-dependent setpoint speed, the first time-dependent setpoint speed corresponding to a continuous function v 1 (t), and (ii ) Controlling a second speed v 2 of the second piston to a second setpoint speed, wherein the second setpoint speed corresponds to a continuous function v 2 (t). The speeds of the pistons can be measured, for example, inductively.

Vorzugsweise ist die Regelung eingerichtet zum automatischen Regeln der ersten Position des ersten Kolbens auf eine erste zeitabhängige Soll-Position, wobei die erste zeitabhängige Soll-Position einer ersten Funktion entspricht, deren zweite Ableitung nach der Zeit stetig ist. Vorzugsweise ist die Regelung zudem eingerichtet zum Regeln der zweiten Position des zweiten Kolbens auf eine zweite Soll-Position, wobei die zweite Soll-Position einer zweiten Funktion entspricht, deren zweite Ableitung nach der Zeit stetig ist. Das hat den Vorteil, dass der Durchfluss in der Sammelleitung zeitlich hoch konstant ist.Preferably, the control is arranged to automatically control the first position of the first piston to a first time-dependent desired position, wherein the first time-dependent desired position corresponds to a first function whose second derivative is continuous with time. Preferably, the controller is also configured to control the second position of the second piston to a second desired position, wherein the second desired position corresponds to a second function whose second derivative is continuous with time. This has the advantage that the flow in the manifold is highly constant in time.

Unter dem Merkmal, dass die erste zeitabhängige Soll-Position einer ersten Funktion entspricht, wird insbesondere verstanden, dass in der Regelung die Funktion hinterlegt ist, beispielsweise in einem digitalen Speicher. Vorzugsweise besitzt die erste Funktion eine dritte Ableitung. Günstig ist es, wenn die maximale Beschleunigung des ersten Kolbens und/oder des zweiten Kolbens kleiner ist als 0,1 m/s2, insbesondere 0,03 m/s2.The feature that the first time-dependent desired position corresponds to a first function is understood in particular to mean that the function is stored in the control, for example in a digital memory. Preferably, the first function has a third derivative. It is favorable if the maximum acceleration of the first piston and / or of the second piston is less than 0.1 m / s 2 , in particular 0.03 m / s 2 .

Unter dem Merkmal, dass die Pumpen gemeinsam einen vorgegebenen Volumenstrom an Fluid in die Sammelleitung abgeben, wird insbesondere verstanden, dass eine Größe vorgegeben ist, die einem Volumenstrom entspricht. So ist es auch möglich, dass ein Massenstrom vorgegeben wird, der sich aus der Dichte des Fluids und dem Volumenstrom ergibt.Under the feature that the pumps together deliver a predetermined volume flow of fluid into the manifold, is understood in particular that a size is predetermined, which corresponds to a volume flow. So it is also possible that a mass flow is given, which results from the density of the fluid and the volume flow.

Vorzugsweise ist die Regelung eingerichtet zum automatischen Regeln der ersten Position und der zweiten Position, sodass ein Ist-Durchfluss durch die Sammelleitung von einem Soll-Durchfluss, auf dessen Basis die Regelung die Positionen regelt, um höchstens 10–4 abweicht.Preferably, the control is arranged to automatically control the first position and the second position so that an actual flow rate through the manifold from a desired flow rate, on the basis of which the control regulates the positions, deviates by at most 10 -4 .

Günstig ist es, wenn die Regelung eingerichtet ist zum oszillierenden Bewegen der Kolben, sodass die Pumpen kontinuierlich arbeiten und ein kontinuierlicher Durchfluss durch die Sammelleitung resultiert. It is favorable if the regulation is set up for the oscillating movement of the pistons, so that the pumps operate continuously and a continuous flow through the manifold results.

Vorzugsweise weist die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung eine Zeitmessvorrichtung auf, mit deren Hilfe die Geschwindigkeit der Kolben relativ zu den jeweiligen Zylindern aus den jeweiligen Positionen berechnet wird.Preferably, the flow-generating device comprises a timing device, with the aid of which the speed of the pistons relative to the respective cylinders is calculated from the respective positions.

Es ist günstig, wenn die Regelung ausgebildet ist zum automatischen Einstellen eines instationären Durchflusses durch die Sammelleitung. Das heißt, dass in der Regelung eine nicht-konstante Funktion hinterlegt ist, die den Durchfluss in Abhängigkeit von der Zeit beschreibt. Aufgrund der Konstruktion ist die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung in der Lage, den vorgegebenen instationären Durchfluss mit einer sehr hohen Messgenauigkeit und einer sehr geringen Messunsicherheit einzustellen. It is advantageous if the control is designed to automatically set a transient flow through the manifold. This means that a non-constant function is stored in the control, which describes the flow as a function of time. Due to the construction, the flow-generating device is capable of setting the given transient flow rate with a very high measurement accuracy and a very low measurement uncertainty.

Unter dem Merkmal, dass die Regelung ausgebildet ist zum automatischen Einstellen eines instationären Durchflusses wird insbesondere verstanden, dass der Durchfluss einer vorgegebenen Durchfluss-Funktion entspricht, die von der Zeit abhängt, wobei die Durchfluss-Funktion nicht konstant ist. Das Argument dieser Durchfluss-Funktion ist die Zeit und der Funktionswert der Soll-Durchfluss durch die Sammelleitung.By the feature that the control is designed to automatically set a transient flow, it is understood, in particular, that the flow corresponds to a predetermined flow function, which depends on the time, wherein the flow function is not constant. The argument of this flow function is the time and the functional value of the set flow through the manifold.

Vorzugsweise ist der erste Antrieb ein Linearantrieb, beispielsweise ein Linear-Direktantrieb. Vorzugsweise ist zudem der zweite Antrieb ein Linearantrieb, beispielsweise ein Linear-Direktantrieb. Der erste und/oder der zweite Antrieb können alternativ eine Kurvenscheibe, eine Nockenwelle oder einen Spindelantrieb aufweisen. Alternativ können die Antriebe pneumatische oder hydraulische Antriebe sein.The first drive is preferably a linear drive, for example a linear direct drive. In addition, the second drive is preferably a linear drive, for example a linear direct drive. The first and / or the second drive may alternatively comprise a cam, a camshaft or a spindle drive. Alternatively, the drives may be pneumatic or hydraulic drives.

Die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung weist vorzugsweise ein Fluidreservoir auf, das mit zumindest einer ersten Einlassöffnung der ersten Pumpe und mit zumindest einer zweiten Einlassöffnung der zweiten Pumpe verbunden ist. Die Sammelleitung mündet in das Fluidreservoir, sodass ein Dauerbetrieb möglich ist.The flow-generating device preferably has a fluid reservoir which is connected to at least a first inlet opening of the first pump and to at least one second inlet opening of the second pump. The manifold opens into the fluid reservoir, so that a continuous operation is possible.

Günstig ist es, wenn die erste Pumpe und/oder die zweite Pumpe doppelwirkend ausgebildet sind. In anderen Worten wird das Fluid in die Sammelleitung gefördert, egal in welche Richtung sich der erste Kolben relativ zum ersten Zylinder bewegt und unabhängig davon, in welche Richtung sich der zweite Kolben relativ zum zweiten Zylinder bewegt. Eine derartige Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung kommt in der Regel mit geringeren Beschleunigungen aus oder kann bei gleichem vorgegebenem Soll-Durchfluss kleiner gebaut werden.It is advantageous if the first pump and / or the second pump are designed to be double-acting. In other words, the fluid is conveyed into the manifold no matter in which direction the first piston moves relative to the first cylinder and regardless of which direction the second piston moves relative to the second cylinder. Such a flow-generating device usually comes with lower accelerations or can be built smaller with the same predetermined target flow.

Vorzugsweise ist die Regelung eingerichtet zum Regeln der Antriebe, sodass ein konstanter Durchfluss in der Sammelleitung resultiert. Ein derartiger konstanter Durchfluss ist besonders gut zum Kalibrieren von Durchflussmessern geeignet.Preferably, the control is arranged to control the drives, so that a constant flow in the manifold results. Such a constant flow is particularly suitable for calibrating flow meters.

Vorzugsweise umfasst die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung einen Prüfling, der in der Sammelleitung angeordnet ist. Günstig ist es zudem, wenn die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden eines Prüflings mit der Sammelleitung aufweist, sodass der Durchfluss durch die Sammelleitung vollständig durch den Prüfling fließt.Preferably, the flow-generating device comprises a sample that is arranged in the manifold. In addition, it is favorable if the flow-generating device has a connection device for connecting a test object to the manifold so that the flow through the manifold completely flows through the test object.

Um eine besonders hohe Messgenauigkeit zu erreichen, weist die erste Positionsbestimmungsvorrichtung und/oder die zweite Positionsbestimmungsvorrichtung vorzugsweise ein Interferometer auf.In order to achieve a particularly high measuring accuracy, the first position-determining device and / or the second position-determining device preferably has an interferometer.

Um die Messgenauigkeit weiter zu steigern, ist es vorteilhaft, wenn die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung eine Temperatur-Konstanthaltevorrichtung zum Konstant-Halten einer Temperatur des Fluids und/oder der Komponenten der Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung aufweist. In order to further increase the measurement accuracy, it is advantageous if the flow-generating device has a temperature constant holding device for keeping constant a temperature of the fluid and / or the components of the flow-generating device.

In Fluid-Flussrichtung zwischen der ersten Pumpe und der Sammelleitung ist vorzugsweise eine Zwei-Wege-Rückstromsperre angeordnet. Es ist möglich, nicht aber notwendig, dass die Zwei-Wege-Rückstromsperre passiv ist, in diesem Fall handelt es sich beispielsweise um ein Rückschlagventil. Es ist auch möglich, dass die Zwei-Wege-Rückstromsperre aktiv betätigt ist. In diesem Fall ist sie vorzugsweise ausgebildet zum Schließen dann, und nur dann, wenn der Durchfluss durch die Zwei-Wege-Rückstromsperre null ist. Beispielsweise ist die Zwei-Wege-Rückstromsperre mit der Regelung verbunden, die die Zwei-Wege-Rückstromsperre dann schließt, wenn der zugeordnete Antrieb kein Fluid in die Sammelleitung fördert.In the fluid flow direction between the first pump and the manifold, a two-way backflow preventer is preferably arranged. It is possible, but not necessary, for the two-way backflow valve to be passive, in this case, for example, a check valve. It is also possible that the two-way backflow valve is actively activated. In this case, it is preferably designed to close, and only if the flow through the two-way backflow preventer is zero. For example, the two-way backflow valve is connected to the controller, which closes the two-way backflow valve when the associated drive does not deliver fluid into the manifold.

Vorzugsweise besitzt die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung eine Druckregelvorrichtung, mittels der der Fluiddruck in der Sammelleitung unabhängig vom Durchfluss durch die Sammelleitung eingestellt werden kann.Preferably, the flow-generating device has a pressure regulating device by means of which the fluid pressure in the collecting line can be adjusted independently of the flow through the collecting line.

Erfindungsgemäß ist zudem ein Durchfluss-Erzeugungsnormal, das eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung und einen zugehörigen Kalibrierschein aufweist. In dem Kalibrierschein sind die rückgemessenen relevanten Abmaße der Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung angegeben, beispielsweise die Kolbenflächen der Kolben. According to the invention, there is also a flow production standard, which has a flow-generating device according to the invention and an associated calibration certificate. The calibration certificate indicates the re-measured relevant dimensions of the flow-generating device, for example the piston surfaces of the pistons.

Erfindungsgemäß ist zudem ein Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses eines Fluids, insbesondere einer Flüssigkeit, durch eine Sammelleitung, mit einer relativen Messunsicherheit von höchstens 10–3, insbesondere 5·10–4, bei dem eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung verwendet wird. According to the invention, a method for generating a predetermined flow of a fluid, in particular a liquid, by a manifold, with a relative uncertainty of at most 10 -3 , in particular 5 · 10 -4 , in which a flow-generating device according to the invention is used.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows

1 eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform, 1 a flow-generating device according to the invention according to a first embodiment,

2 eine zweite erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung mit drei Pumpen, 2 a second flow-generating device according to the invention with three pumps,

3 eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung, bei denen die Pumpen doppelwirkenden Kolben aufweisen, und 3 a flow-generating device according to the invention, in which the pumps have double-acting piston, and

4 eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung mit einer Druck-Regelvorrichtung und bei der die Pumpen zwei Kolben pro Zylinder aufweisen. 4 a flow-generating device according to the invention with a pressure-regulating device and in which the pumps have two pistons per cylinder.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10 zum Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses

Figure DE102016112196B4_0003
durch eine Sammelleitung 12, die eine erste Pumpe 14.1 und eine zweite Pumpe 14.2 aufweist. 1 shows a flow-generating device according to the invention 10 for generating a predetermined flow
Figure DE102016112196B4_0003
through a manifold 12 that is a first pump 14.1 and a second pump 14.2 having.

Die erste Pumpe 14.1 besitzt einen ersten Zylinder 16.1, in dem ein erster Kolben 18.1 läuft. Ein erster Antrieb 20.1, im vorliegenden Fall ein Lineardirektantrieb, ist mit dem ersten Kolben 18.1 verbunden, sodass dieser in den Zylinder 16.1 einund ausfahrbar ist. Die Position des Kolbens 18.1 relativ zum Zylinder 16.1 ist mittels einer ersten Positionsbestimmungsvorrichtung 22.1 bestimmbar. Im vorliegenden Fall ist die Positionsbestimmungsvorrichtung 22 durch ein Interferometer gebildet.The first pump 14.1 owns a first cylinder 16.1 in which a first piston 18.1 running. A first drive 20.1 , in the present case a linear direct drive, is with the first piston 18.1 connected so that this in the cylinder 16.1 can be moved in and out. The position of the piston 18.1 relative to the cylinder 16.1 is by means of a first position determining device 22.1 determinable. In the present case, the position determining device 22 formed by an interferometer.

Die Positionsbestimmungsvorrichtung 22 ist ausgebildet zum Bestimmen einer ersten Position x1 des ersten Kolbens 18.1 relativ zum ersten Zylinder 16.1. Die Position wird zu einer beliebig vorgebbaren Grundposition bestimmt. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 22 könnte daher auch als Positionsänderungsbestimmungsvorrichtung bezeichnet werden, die eine Änderung der ersten Position misst.The position determination device 22 is configured to determine a first position x 1 of the first piston 18.1 relative to the first cylinder 16.1 , The position is determined to an arbitrary predefinable basic position. The position determination device 22 could therefore also be referred to as a position change determining device that measures a change of the first position.

Wird der erste Kolben 18.1 so bewegt, dass die Koordinate x1 größer wird, so fährt der Kolben 18.1 in den Zylinder 16.1 ein und ein Fluid 23, beispielsweise eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, wird durch eine erste Zwei-Wege-Rückstromsperre 24.1 in die Sammelleitung 12 abgegeben. Es entsteht so ein Fluidstrom V .1 . Wird der Kolben 18.1 aus dem Zylinder 16.1 herausbewegt, so strömt Fluid 23 durch eine zuströmseitige Zwei-Wege-Rückstromsperre 26.1 und eine erste Einlassöffnung 28.1 in den Zylinder 16.1.Will be the first piston 18.1 moved so that the coordinate x 1 is larger, so the piston moves 18.1 in the cylinder 16.1 one and one fluid 23 For example, a liquid, preferably water, is passed through a first two-way backflow valve 24.1 in the manifold 12 issued. This creates a fluid flow V. 1 , Will the piston 18.1 out of the cylinder 16.1 moved out, so fluid flows 23 by an inflow-side two-way backflow valve 26.1 and a first inlet opening 28.1 in the cylinder 16.1 ,

Die erste Pumpe 14.1 ist mit einer Regelung 30 verbunden, die die Bewegung des Kolbens 18.1 regelt und gleichzeitig die Messergebnisse, die von der Positionsbestimmungsvorrichtung 22.1 aufgenommen wurden, erfasst. Die zweite Pumpe 14.2 ist baugleich mit der ersten Pumpe 14.1 und ebenfalls mit der Regelung 30 verbunden. The first pump 14.1 is with a scheme 30 connected to the movement of the piston 18.1 regulates and at the same time the measurement results obtained by the position-determining device 22.1 recorded. The second pump 14.2 is identical to the first pump 14.1 and also with the scheme 30 connected.

Die Regelung 30 regelt die erste Position x1(t) des Kolbens 18.1 relativ zum ersten Zylinder 16.1 in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Funktion

Figure DE102016112196B4_0004
The regulation 30 regulates the first position x 1 (t) of the piston 18.1 relative to the first cylinder 16.1 in a preferred embodiment according to the function
Figure DE102016112196B4_0004

Daraus ergeben sich die zeitabhängige Geschwindigkeit v1(t) und die Beschleunigung a1 des Kolbens 18.1 a1(t) zurzeit t wie nachstehend angegeben. Die nachstehende Funktion ist ein Beispiel für die Umschaltung von Pumpe 14.1 auf Pumpe 14.2 gemäß 1 für die Erzielung eines konstanten Volumenstroms, insbesondere auch während des Umschaltvorgangs. Der Beginn der Umschaltung ist bei t1, das Ende bei t2. Dabei darf der Zeitpunkt t2 nicht nach dem Zeitpunkt des Erreichens des unteren Totpunkts von Pumpe 14.1 liegen. Nachfolgend wird Pumpe 14.1 wieder gefüllt, bevor Pumpe 14.2 den unteren Totpunkt erreicht. Die Umschaltung von Pumpe 14.2 auf Pumpe 14.1 erfolgt in Analogie, bevor Pumpe 14.2 den unteren Totpunkt erreicht. This results in the time-dependent velocity v 1 (t) and the acceleration a 1 of the piston 18.1 a 1 (t) currently t as indicated below. The following function is an example of pump switching 14.1 on pump 14.2 according to 1 for the achievement of a constant volume flow, in particular also during the switching process. The beginning of the switching is at t 1 , the end at t 2 . In this case, the time t 2 must not after the time of reaching the bottom dead center of the pump 14.1 lie. Below is pump 14.1 refilled before pumping 14.2 reached the bottom dead center. The switching of pump 14.2 on pump 14.1 takes place in analogy, before pump 14.2 reached the bottom dead center.

Damit gilt für

Figure DE102016112196B4_0005
Figure DE102016112196B4_0006
This applies to
Figure DE102016112196B4_0005
Figure DE102016112196B4_0006

Es ist zu erkennen, dass die Funktion v1(t) stetig ist und im vorliegenden Fall sogar stetig differenzierbar ist, was eine bevorzugte Ausführungsform darstellt. Die Funktion a1(t) ist stetig. Der

Figure DE102016112196B4_0007
bezeichnet den Durchfluss durch die Sammelleitung 12. It can be seen that the function v 1 (t) is continuous and even continuously differentiable in the present case, which represents a preferred embodiment. The function a 1 (t) is continuous. Of the
Figure DE102016112196B4_0007
refers to the flow through the manifold 12 ,

Es ist zu erkennen, dass der Durchfluss

Figure DE102016112196B4_0008
eine nicht konstante Funktion der Zeit t sein kann. Diese Funktion ist in einem digitalen Speicher 32 der Regelung 30 abgelegt. Die Regelung 30 erfasst die jeweilige Position x1 und x2 der beiden Pumpen 14.1, 14.2 und steuert die jeweiligen Antriebe 20.1, 20.2 so an, dass die Position x1, x2 einer Soll-Position entsprechen. Daraus ergibt sich der Soll-Durch fluss
Figure DE102016112196B4_0009
It can be seen that the flow
Figure DE102016112196B4_0008
a non-constant function of time t. This feature is in a digital memory 32 the regulation 30 stored. The regulation 30 detects the respective position x 1 and x 2 of the two pumps 14.1 . 14.2 and controls the respective drives 20.1 . 20.2 such that the position x 1 , x 2 correspond to a desired position. This results in the desired flow
Figure DE102016112196B4_0009

1 zeigt schematisch, dass ein Prüfling 34, der auch als MUT (Meter Unter Test) bezeichnet werden könnte, in der Sammelleitung 12 angeordnet ist. Optional kann die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10 ein Regelventil 36 aufweisen, mittels dem ein Druck p12 in der Sammelleitung 12 eingestellt werden kann. In einem optional vorhandenen Fluidreservoir 38 für das Fluid 23 kann hingegen ein Umgebungsdruck herrschen. 1 schematically shows that a test object 34 , which could also be referred to as MUT (meter under test), in the manifold 12 is arranged. Optionally, the flow-generating device 10 a control valve 36 by means of which a pressure p 12 in the manifold 12 can be adjusted. In an optionally available fluid reservoir 38 for the fluid 23 On the other hand, an ambient pressure can prevail.

Die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10 kann eine Umhüllung 40 aufweisen, deren Inneres mittels einer Temperatur-Konstanthaltevorrichtung 42 auf einer vorgegebenen Temperatur T gehalten wird.The flow-generating device 10 can a serving 40 have their interior by means of a temperature constant holding device 42 is kept at a predetermined temperature T.

2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10, die statt des Fluidreservoirs 38 eine dritte Pumpe 14.3 aufweist. Die Regelung 30 ist der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet. Die Pumpe 14.3 wird so angesteuert, dass sie die beiden Pumpen 14.1, 14.2 durch die Sammelleitung 12 hindurch speist, womit sie selber zum Volumenstrom beiträgt. 2 shows a further flow-generating device according to the invention 10 instead of the fluid reservoir 38 a third pump 14.3 having. The regulation 30 is not shown for clarity. The pump 14.3 is controlled so that they are the two pumps 14.1 . 14.2 through the manifold 12 through which it contributes to the volume flow itself.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10, bei der die Kolben 18.1, 18.2 doppelwirkend im jeweiligen Zylinder 16.1 bzw. 16.2 angeordnet sind. Eine dritte Zwei-Wege-Rückstromsperre 44.1 ist durch den Kolben 18.1 von der ersten Zwei-Wege-Rückstromsperre 24.1 getrennt und öffnet, wenn die Zwei-Wege-Rückstromsperre 26.1 öffnet. Sofern sich also der Kolben 18.1 bewegt, fließt Fluid 23 entweder durch die erste Zwei-Wege-Rückstromsperre 24.1 oder durch die dritte Zwei-Wege-Rückstromsperre 44.1. Zudem öffnet stets entweder die Zwei-Wege-Rückstromsperre 26.1 oder eine zweite Zwei-Wege-Rückstromsperre 46.1. 3 shows a flow-generating device according to the invention 10 in which the pistons 18.1 . 18.2 double acting in the respective cylinder 16.1 respectively. 16.2 are arranged. A third two-way backflow valve 44.1 is through the piston 18.1 from the first two-way backflow stop 24.1 disconnects and opens when the two way backflow stop 26.1 opens. So if the piston 18.1 moves, fluid flows 23 either through the first two-way backflow stop 24.1 or through the third two-way backflow stop 44.1 , In addition, either always opens the two-way backflow valve 26.1 or a second two-way backflow valve 46.1 ,

Die Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10 weist zudem eine Druckregelung 47 auf, die mit der Sammelleitung 12 in Fluidverbindung steht und einen Kolben 48 besitzt, der in einem Zylinder läuft und von einem Druckregelantrieb 50 so bewegbar ist, dass der Druck p12 in der Sammelleitung 12 einstellbar ist.The flow-generating device 10 also has a pressure control 47 on that with the manifold 12 is in fluid communication and a piston 48 own, which runs in a cylinder and of a pressure regulating drive 50 is movable so that the pressure p 12 in the manifold 12 is adjustable.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10, bei der jede Pumpe 14.1, 14.2 einen jeweiligen Antrieb 20.1, 20.2 in Form eines Drehantriebs aufweist. Die Pumpe 14.1 besitzt zudem einen ersten Kolben 18.1a und einen zweiten Kolben 18.1b, die beide über ein Getriebe 52.1 von einer Kolbenstange 54.1 bewegt werden können, indem die Kolbenstange 54.1 gedreht wird. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 22.1 bestimmt in diesem Fall eine Drehposition der Kolbenstange 54.1. Wird die Kolbenstange 54.1 beispielsweise im Uhrzeigersinn gedreht, so bewegen sich die Kolben 18.1a, 18.1b auseinander und Fluid 23 gelangt durch entsprechende Zwei-Wege-Rückstromsperren 56.1a und 56.1b in die Sammelleitung 12. Gleichzeitig strömt Fluid durch die Zwei-Wege-Rückstromsperre 58.1c in den Bereich zwischen den beiden Kolben 18.1a, 18.1b. 4 shows a further embodiment of a flow-generating device according to the invention 10 in which every pump 14.1 . 14.2 a respective drive 20.1 . 20.2 having in the form of a rotary drive. The pump 14.1 also has a first piston 18.1a and a second piston 18.1b both via a gearbox 52.1 from a piston rod 54.1 can be moved by the piston rod 54.1 is turned. The position determination device 22.1 determines in this case a rotational position of the piston rod 54.1 , Will the piston rod 54.1 For example, rotated clockwise, the pistons move 18.1a . 18.1b apart and fluid 23 passes through appropriate two-way backflow valves 56.1a and 56.1b in the manifold 12 , At the same time, fluid flows through the two-way non-return valve 58.1c in the area between the two pistons 18.1a . 18.1b ,

Wird die Kolbenstange 54.1 in entgegengesetzte Richtung gedreht, strömt das Fluid durch die Zwei-Wege-Rückstromsperre 56.1c aus und durch die Zwei-Wege-Rückstromsperren 58.1a, 58.1b in den Zylinder 16.1 ein.Will the piston rod 54.1 Turned in the opposite direction, the fluid flows through the two-way backflow preventer 56.1c out and through the two-way backflow valves 58.1a . 58.1b in the cylinder 16.1 one.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

  • 10 Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung 10 Flow generating device
  • 12 Sammelleitung 12 manifold
  • 14 Pumpe 14 pump
  • 16 Zylinder 16 cylinder
  • 18 Kolben 18 piston
  • 20 Antrieb 20 drive
  • 22 Positionsbestimmungsvorrichtung 22 Positioning device
  • 23 Fluid 23 fluid
  • 24 Zwei-Wege-Rückstromsperre 24 Two-way return valve
  • 26 Zwei-Wege-Rückstromsperre 26 Two-way return valve
  • 28 Einlassöffnung 28 inlet port
  • 30 Regelung 30 regulation
  • 32 digitaler Speicher 32 digital memory
  • 34 Prüfling 34 examinee
  • 36 Regelventil 36 control valve
  • 38 Fluidreservoir 38 fluid reservoir
  • 40 Umhüllung 40 wrapping
  • 42 Temperatur-Konstanthaltevorrichtung 42 Temperature-constant fixture
  • 44 Zwei-Wege-Rückstromsperre 44 Two-way return valve
  • 46 Zwei-Wege-Rückstromsperre 46 Two-way return valve
  • 47 Druckregelung 47 pressure control
  • 48 Kolben 48 piston
  • 50 Druckregelantrieb 50 Pressure control drive
  • 52 Getriebe 52 transmission
  • 54 Kolbenstange 54 piston rod
  • 56 Zwei-Wege-Rückstromsperre 56 Two-way return valve
  • 58 Zwei-Wege-Rückstromsperre 58 Two-way return valve
  • V . DurchflussV. flow
  • Figure DE102016112196B4_0010
    Durchfluss durch Sammelleitung
    Figure DE102016112196B4_0010
    Flow through manifold
  • x Positionx position
  • v Geschwindigkeitv speed
  • a Beschleunigunga acceleration
  • t Zeitt time
  • p Druckp pressure
  • T TemperaturT temperature

k Gerätekonstantek device constant

Claims (11)

Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses
Figure DE102016112196B4_0011
eines Fluids (23) mit (a) einer Sammelleitung (12) und (b) einer ersten Pumpe (14.1), die – einen ersten Zylinder (16.1), – einen ersten Kolben (18.1), der im ersten Zylinder (16.1) läuft, – einen ersten Antrieb (20.1), mittels dem der erste Kolben (18.1) relativ zum ersten Zylinder (16.1) bewegbar ist, und – eine erste Positionsbestimmungsvorrichtung (22.1) zum Bestimmen einer ersten Position des ersten Kolbens (18.1) relativ zum ersten Zylinder (16.1) aufweist und – mit der Sammelleitung (12) zum Abgeben von Fluid (23) in die Sammelleitung (12) verbunden ist, und (c) einer zweiten Pumpe (14.2), die – einen zweiten Zylinder (16.2), – einen zweiten Kolben (18.2), der im zweiten Zylinder (16.2) läuft, – einen zweiten Antrieb (20.2), mittels dem der zweite Kolben (18.2) relativ zum zweiten Zylinder (16.2) bewegbar ist, und – eine zweite Positionsbestimmungsvorrichtung (22.2) zum Bestimmen einer zweiten Position des zweiten Kolbens (18.2) relativ zum zweiten Zylinder (16.2) aufweist und – mit der Sammelleitung (12) zum Abgeben von Fluid (23) in die Sammelleitung (12) verbunden ist, gekennzeichnet durch (d) eine Regelung (30), die eingerichtet ist zum automatischen Regeln der Antriebe (20.1, 20.2), sodass die Pumpen (14.1, 14.2) gemeinsam einen vorgegebenen Volumenstrom an Fluid (23) in die Sammelleitung (12) abgeben und (e) eine relative Messunsicherheit der Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung von höchstens 10–3.
Flow-generating device for generating a predetermined flow
Figure DE102016112196B4_0011
a fluid ( 23 ) with (a) a collecting line ( 12 ) and (b) a first pump ( 14.1 ) - a first cylinder ( 16.1 ), - a first piston ( 18.1 ), in the first cylinder ( 16.1 ), - a first drive ( 20.1 ), by means of which the first piston ( 18.1 ) relative to the first cylinder ( 16.1 ), and - a first position determining device ( 22.1 ) for determining a first position of the first piston ( 18.1 ) relative to the first cylinder ( 16.1 ) and - with the collecting line ( 12 ) for dispensing fluid ( 23 ) to the collecting 12 ), and (c) a second pump ( 14.2 ) - a second cylinder ( 16.2 ), - a second piston ( 18.2 ), in the second cylinder ( 16.2 ), - a second drive ( 20.2 ), by means of which the second piston ( 18.2 ) relative to the second cylinder ( 16.2 ) is movable, and - a second position determining device ( 22.2 ) for determining a second position of the second piston ( 18.2 ) relative to the second cylinder ( 16.2 ) and - with the collecting line ( 12 ) for dispensing fluid ( 23 ) to the collecting 12 ), characterized by (d) a regulation ( 30 ), which is set up for automatically controlling the drives ( 20.1 . 20.2 ), so that the pumps ( 14.1 . 14.2 ) together a predetermined volume flow of fluid ( 23 ) to the collecting 12 ) and (e) a relative measurement uncertainty of the flow-generating device of at most 10 -3 .
Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung (30) eingerichtet ist zum automatischen (i) Regeln der ersten Position (x1) des ersten Kolbens (18.1) auf eine erste zeitabhängige Soll-Position, wobei die erste zeitabhängige Soll-Position einer ersten Funktion (x1(t)) entspricht, deren zweite Ableitung (a1(t)) nach der Zeit (t) stetig ist, und (ii) Regeln der zweiten Position (x2) des zweiten Kolbens (18.2) auf eine zweite Soll-Position, wobei die zweite Soll-Position einer zweiten Funktion (x2(t)) entspricht, deren zweite Ableitung (a2(t)) nach der Zeit (t) stetig ist.Flow-generating device according to claim 1, characterized in that the control ( 30 ) is arranged for automatically (i) regulating the first position (x 1 ) of the first piston ( 18.1 ) to a first time-dependent setpoint position, the first time-dependent setpoint position corresponding to a first function (x 1 (t)) whose second derivative (a 1 (t)) is continuous after time (t), and (ii) regulating the second position (x 2 ) of the second piston ( 18.2 ) to a second desired position, the second desired position corresponding to a second function (x 2 (t)) whose second derivative (a 2 (t)) is continuous after time (t). Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die dritte Ableitung der ersten Funktion nach der Zeit (t) stetig ist und/oder – die dritte Ableitung der zweiten Funktion nach der Zeit (t) stetig ist.Flow-generating device according to claim 2, characterized in that - the third derivative of the first function after the time (t) is continuous and / or - the third derivative of the second function after the time (t) is continuous. Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung (30) einen digitalen Speicher (32) aufweist, in dem die erste Funktion (x1(t)) und die zweite Funktion (x2(t)) gespeichert sind.Flow-generating device according to one of the preceding claims, characterized in that the control ( 30 ) a digital memory ( 32 ) in which the first function (x 1 (t)) and the second function (x 2 (t)) are stored. Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste Antrieb (20.1) ein Linearantrieb, insbesondere ein Lineardirektantrieb, ist und/oder – der zweite Antrieb (20.2) ein Linearantrieb, insbesondere ein Lineardirektantrieb, ist.Flow-generating device according to one of the preceding claims, characterized in that - the first drive ( 20.1 ) is a linear drive, in particular a linear direct drive, and / or - the second drive ( 20.2 ) is a linear drive, in particular a linear direct drive, is. Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Pumpe (14.1) und/oder die zweite Pumpe (14.2) doppelwirkend ausgebildet sind. Flow-generating device according to one of the preceding claims, characterized in that the first pump ( 14.1 ) and / or the second pump ( 14.2 ) are double-acting. Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen Prüfling (34), der in der Sammelleitung (12) angeordnet ist.Flow-generating device according to one of the preceding claims, characterized by at least one test specimen ( 34 ) in the collecting pipeline ( 12 ) is arranged. Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – in Fluidflussrichtung zwischen der ersten Pumpe (14.1) und der Sammelleitung (12) eine Zwei-Wege-Rückstromsperre (24.1) angeordnet ist und/oder – in Fluidflussrichtung zwischen der zweiten Pumpe (14.2) und der Sammelleitung (12) eine Zwei-Wege-Rückstromsperre (24.2) angeordnet ist.Flow-generating device according to one of the preceding claims, characterized in that - in the fluid flow direction between the first pump ( 14.1 ) and the collecting line ( 12 ) a two way backflow valve ( 24.1 ) and / or - in the fluid flow direction between the second pump ( 14.2 ) and the collecting line ( 12 ) a two way backflow valve ( 24.2 ) is arranged. Durchfluss-Erzeugungsnormal mit einer Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche und einem zugehörigen Kalibrierschein.Flow production standard with a flow-generating device according to any one of the preceding claims and an associated calibration certificate. Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses
Figure DE102016112196B4_0012
eines Fluids (23) mit einer relativen Messunsicherheit von höchstens 10–3, bei dem eine Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verwendet wird.
Method for generating a predetermined flow
Figure DE102016112196B4_0012
a fluid ( 23 ) with a relative measurement uncertainty of at most 10 -3 , in which a flow-generating device ( 10 ) according to one of claims 1 to 8 is used.
Verfahren zum Kalibrieren eines Prüflings (34), mit den Schritten: (a) Anordnen eines Prüflings (34) in der Sammelleitung (12) einer Durchfluss-Erzeugungsvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, (b) Erzeugen eines vorgegebenen Durchflusses (V .) eines Fluids (23), insbesondere einer Flüssigkeit, durch die Sammelleitung (12), (c) Erfassen eines Mess-Durchflusses (V .) mittels des Prüflings (34) und (d) Erfassen einer Abweichung zwischen dem Durchfluss und dem Mess-Durchfluss.Method for calibrating a test object ( 34 ), comprising the steps of: (a) arranging a test object ( 34 ) in the collecting line ( 12 ) a flow-generating device ( 10 ) according to one of claims 1 to 8, (b) generating a predetermined flow (V.) a fluid ( 23 ), in particular a liquid, through the collecting line ( 12 ), (c) detecting a measuring flow (V.) by means of the test object ( 34 ) and (d) detecting a deviation between the flow and the measuring flow.
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