DE102020121677A1 - Flow measurement arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Durchfluss-Messanordnung (1) zum Messen eines Durchflusses eines strömenden Mediums umfassend:Ein Coriolis-Messgerät (10) eingerichtet zur Messung einer Dichte des Mediums;Ein Wirkdruck-Messgerät (20) umfassend ein Messrohr (21) mit einem Wirkdruckgeber (22) mit einer Strömungsquerschnittsverengung (22.1) eingerichtet zur Messung eines ersten Druckabfalls im Medium;sowie mindestens zwei Drucksensoren (23.1) und/oder einen Differenzdrucksensor (23.2) und eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung (24) zum Betreiben der Drucksensoren und zum Ausgeben von Differenzdruckmesswerten des ersten Druckabfalls;wobei das Coriolis-Messgerät und das Wirkdruck-Messgerät in die Rohrleitung integriert sind, wobei das Wirkdruck-Messgerät stromabwärts zum Coriolis-Messgerät angeordnet ist,wobei eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung (14, 24, 34) vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, aus der gemessenen Dichte sowie dem gemessenen ersten Druckabfall einen Massedurchfluss des Mediums durch die Rohrleitung zu bestimmen,dadurch gekennzeichnet, dasswobei das Coriolis-Messgerät dazu eingerichtet ist, bei Erkennung eines gasförmigen Medienbestandteils das Vorliegen des gasförmigen Medienanteils in eine Berechnung von Dichtemesswerten einzubeziehen.The invention relates to a flow measuring arrangement (1) for measuring a flow of a flowing medium, comprising: a Coriolis measuring device (10) set up for measuring a density of the medium; an effective pressure measuring device (20) including a measuring tube (21) with an effective pressure transmitter (22) with a flow cross-section constriction (22.1) set up for measuring a first pressure drop in the medium; and at least two pressure sensors (23.1) and/or a differential pressure sensor (23.2) and an electronic measuring/operating circuit (24) for operating the pressure sensors and for outputting differential pressure readings of the first pressure drop;wherein the Coriolis meter and the differential pressure meter are integrated into the pipeline, the differential pressure meter being located downstream of the Coriolis meter,wherein electronic measurement/operation circuitry (14, 24, 34) is provided which is set up to calculate a mass from the measured density and the measured first pressure drop to determine the flow of the medium through the pipeline, characterized in that the Coriolis measuring device is set up to include the presence of the gaseous medium component in a calculation of measured density values when a gaseous medium component is detected.
Description
Die Erfindung betrifft eine Durchfluss-Messanordnung zum Messen eines Durchflusses eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums mit zumindest zwei Medienbestandteilen unterschiedlicher Aggregatzustände umfassend ein Coriolis-Messgerät sowie ein Differenzdruckmessgerät.The invention relates to a flow measuring arrangement for measuring a flow of a medium flowing through a pipeline with at least two medium components of different states of aggregation, comprising a Coriolis measuring device and a differential pressure measuring device.
Durchflussmessanordnungen mit einem Coriolis-Messgerät sowie ein Differenzdruckmessgerät sind bereits bekannt, wie aus der
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine robuste Durchflussmessanordnung mit einem Coriolis-Messgerät und einem Wirkdruck-Messgerät vorzuschlagen.It is therefore the object of the invention to propose a robust flow measuring arrangement with a Coriolis measuring device and an effective pressure measuring device.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Durchflussmessanordnung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.The object is solved by a flow meter arrangement according to
Eine erfindungsgemäße Durchfluss-Messanordnung zum Messen eines Durchflusses eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums mit zumindest zwei Medienbestandteilen unterschiedlicher Aggregatzustände umfasst:
- Ein Coriolis-Messgerät eingerichtet zur Messung einer Dichte des Mediums, umfassend zumindest ein Messrohr, mindestens einen Schwingungserreger zum Anregen von Messrohrschwingungen, mindestens zwei Schwingungssensoren zum Erfassen der Messrohrschwingungen, und eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung zum Betreiben des Schwingungserregers sowie zum Aufnehmen von Messsignalen der Schwingungssensoren und zum Ausgeben von Dichtemesswerten des Mediums;
- A Coriolis measuring device set up to measure a density of the medium, comprising at least one measuring tube, at least one vibration exciter for exciting measuring tube vibrations, at least two vibration sensors for detecting the measuring tube vibrations, and an electronic measuring/operating circuit for operating the vibration exciter and for recording measurement signals from the vibration sensors and for outputting density readings of the medium;
Ein Wirkdruck-Messgerät eingerichtet zur Messung eines Massedurchflusses oder einer Durchflussgeschwindigkeit des Mediums umfassend ein Messrohr mit einem Wirkdruckgeber mit einer Strömungsquerschnittsverengung eingerichtet zur Messung eines ersten Druckabfalls im Medium, welcher erste Druckabfall durch den Wirkdruckgeber verursacht ist, sowie mindestens zwei Drucksensoren und/oder einen Differenzdrucksensor und eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung zum Betreiben der Drucksensoren und zum Ausgeben von Differenzdruckmesswerten des ersten Druckabfalls;
wobei das Coriolis-Messgerät und das Wirkdruck-Messgerät in die Rohrleitung integriert sind, wobei das Wirkdruck-Messgerät stromabwärts zum Coriolis-Messgerät angeordnet ist,
wobei eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung vorgesehen ist, welche dazu eingerichtet ist, aus der gemessenen Dichte sowie aus dem gemessenen ersten Druckabfall einen Massedurchfluss, einen Volumendurchfluss oder eine Durchflussgeschwindigkeit des Mediums durch die Rohrleitung zu bestimmen,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Coriolis-Messgerät in einem vertikalen oder horizontalen Abschnitt der Rohrleitung angeordnet, wobei das Wirkdruck-Messgerät in einem horizontalen Abschnitt der Rohrleitung angeordnet ist.A differential pressure measuring device set up to measure a mass flow rate or a flow rate of the medium, comprising a measuring tube with a differential pressure transmitter with a flow cross-section constriction set up to measure a first pressure drop in the medium, which first pressure drop is caused by the differential pressure transmitter, and at least two pressure sensors and/or a differential pressure sensor and electronic measurement/operation circuitry for operating the pressure sensors and for outputting differential pressure readings of the first pressure drop;
wherein the Coriolis measuring device and the effective pressure measuring device are integrated into the pipeline, wherein the effective pressure measuring device is arranged downstream of the Coriolis measuring device,
wherein an electronic measuring/operating circuit is provided, which is set up to determine a mass flow rate, a volume flow rate or a flow rate of the medium through the pipeline from the measured density and from the measured first pressure drop,
characterized in that
the Coriolis meter is placed in a vertical or horizontal section of the pipeline, wherein the differential pressure meter is placed in a horizontal section of the pipeline.
Auf diese Weise kann ein sehr ähnlicher hydrostatischer Druck beim Coriolis-Messgerät und beim Wirkdruck-Messgerät sichergestellt werden, da in einer horizontalen Leitung kein hydrostatischer Druck vorliegt. Außerdem verfälscht in diesem Fall kein hydrostatischer Druckunterschied zwischen Mediendruckaufgriffspunkten eine Differenzdruckmessung. Besonders bevorzugt ist dabei eine Anordnung des Coriolis-Messgeräts in einem vertikalen Abschnitt der Rohrleitung, da auf diese Weise eine Entmischung des Mediums geringer ist.In this way, a very similar hydrostatic pressure can be ensured between the Coriolis meter and the differential pressure meter since there is no hydrostatic pressure in a horizontal line. In addition, in this case no hydrostatic pressure difference between media pressure pick-up points falsifies a differential pressure measurement. An arrangement of the Coriolis measuring device in a vertical section of the pipeline is particularly preferred, since in this way there is less segregation of the medium.
Aus dem mit dem Wirkdruck-Messgerät gemessenen ersten Druckabfall und der mit dem Coriolis-Messgerät gestimmten Dichte des Mediums kann ein Massedurchfluss bzw. eine Durchflussgeschwindigkeit bzw. Volumendurchfluss des Mediums durch die Rohrleitung bestimmt werden.A mass flow or a flow rate or volume flow of the medium through the pipeline can be determined from the first pressure drop measured with the differential pressure measuring device and the density of the medium determined with the Coriolis measuring device.
In einer Ausgestaltung ist das Coriolis-Messgerät dazu eingerichtet, bei Erkennung eines gasförmigen Medienbestandteils das Vorliegen des gasförmigen Medienanteils in eine Berechnung von Dichtemesswerten einzubeziehen.In one embodiment, the Coriolis measuring device is set up to include the presence of the gaseous medium component in a calculation of measured density values when a gaseous medium component is detected.
Das Vorliegen von Gasblasen im Medium kann selbst bei sehr geringem Anteil an einem Gesamtvolumen eine Dichtemessung per Coriolis-Messgerät stark verfälschen, da diese Gasblasen im Medium auf Messrohrschwingungen reagieren. Eine Korrektur dieses Einflusses kann daher eine Messung der Dichte des Mediums stark verbessern.The presence of gas bubbles in the medium can greatly falsify a density measurement using a Coriolis measuring device, even with a very small proportion of a total volume, since these gas bubbles in the medium react to measuring tube vibrations. Correcting for this influence can therefore greatly improve a measurement of the density of the medium.
Die Gasblasen im Medium führen im Messrohr des Coriolis-Messgeräts abhängig unter anderem von einem Gasblasendurchmesser eine Bewegung senkrecht zu einer Messrohrinnenwand in paralleler Richtung zur Messrohrbewegung aus und beeinflussen somit Messwerte hinsichtlich Dichte und Viskosität. Durch Anwendung eines mathematisch-physikalischen Modells beispielsweise kann diese Relativbewegung berücksichtigt und somit der störende Einfluss der Gasblasen korrigiert werden. Weiteres zum Modell findet der Fachmann beispielsweise bei H. Zhu, Application of Coriolis Mass Flowmeters in Bubbly and Particulate Two-Phase Flows, Shaker, ISBN 978-3-8322-8216-5, 2009.The gas bubbles in the medium move in the measuring tube of the Coriolis measuring device, depending on the gas bubble diameter, among other things, perpendicular to an inner wall of the measuring tube in a direction parallel to the measuring tube movement and thus influence measured values with regard to density and viscosity. By using a mathematical-physical model, for example, this relative movement can be taken into account and the disruptive influence of the gas bubbles can thus be corrected. The person skilled in the art can find more about the model, for example, in H. Zhu, Application of Coriolis Mass Flowmeters in Bubbly and Particulate Two-Phase Flows, Shaker, ISBN 978-3-8322-8216-5, 2009.
In einer Ausgestaltung wird die Strömungsquerschnittsverengung durch eines der folgenden Elemente bewirkt:
- Eine Blende, eine Venturidüse, eine Messrohrverjüngung.
- An orifice, a Venturi nozzle, a measuring tube taper.
In einer Ausgestaltung weist die Durchfluss-Messanordnung zwischen Coriolis-Messgerät und Wirkdruck-Messgerät eine Mischvorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die Medienbestandteile zu mischen.In one embodiment, the flow rate measuring arrangement has a mixing device between the Coriolis measuring device and the differential pressure measuring device, which is set up to mix the media components.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass verschiedene Medienbestandteile räumlich ausreichend gleichverteilt sind und somit eine Wirkdruckmessung allenfalls gering verfälschte Messwerte liefert.In this way, it can be ensured that different media components are sufficiently evenly distributed spatially and that an effective pressure measurement therefore supplies measured values that are at most slightly falsified.
In einer Ausgestaltung ist die Mischvorrichtung ein T-Stück, ein Rohrleitungsbogen, oder ein in einem Rohrleitungsbogen angeordnetes Strömungswiderstandselement.In one embodiment, the mixing device is a T-piece, a pipe bend, or a flow resistance element arranged in a pipe bend.
In einer Ausgestaltung ist ein Abstand zwischen einem Medienauslass der Mischvorrichtung und Strömungsquerschnittsverengung des Wirkdruck-Messgeräts höchstens 10 Innendurchmesser der Rohrleitung und mindestens 5 Innendurchmesser der Rohrleitung.In one embodiment, a distance between a media outlet of the mixing device and the narrowing of the flow cross section of the differential pressure measuring device is at most 10 internal diameters of the pipeline and at least 5 internal diameters of the pipeline.
Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die räumliche Gleichverteilung aufgehoben wird.In this way it can be avoided that the spatial uniform distribution is canceled.
In einer Ausgestaltung weist die Rohrleitung einen Innendurchmesser sowie eine Mittenlinie auf,
wobei das Coriolis-Messgerät einen Medieneinlass und einen Medienauslass aufweist,
wobei ein Abstand zwischen Medienauslass und Strömungsquerschnittsverengung Strömungsquerschnittsverengung des Wirkdruck-Messgeräts höchstens 10 Innendurchmesser und mindestens 5 Innendurchmesser ist.In one embodiment, the pipeline has an inner diameter and a center line
wherein the Coriolis measuring device has a media inlet and a media outlet,
where a distance between media outlet and flow cross-section constriction flow cross-section constriction of the differential pressure measuring device is at most 10 internal diameters and at least 5 internal diameters.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass Medieneigenschaften beim Coriolis-Messgerät sowie beim Wirkdruck-Messgerät gleich oder zumindest ähnlich sind. Beispielsweise im Hinblick auf hydrostatischen Druck kann eine räumliche Nähe zwischen Coriolis-Messgerät und Wirkdruck-Messgerät wichtig sein.In this way it can be ensured that media properties are the same or at least similar in the Coriolis measuring device and in the differential pressure measuring device. For example, with regard to hydrostatic pressure, physical proximity between the Coriolis measuring device and the effective pressure measuring device can be important.
In einer Ausgestaltung ist die elektronische Mess-/Betriebsschaltung des Coriolis-Messgeräts oder des Wirkdruck-Messgeräts, oder die elektronische Mess-/Betriebsschaltung ist Bestandteil einer separaten Auswertestelle.In one embodiment, the electronic measuring/operating circuit of the Coriolis measuring device or the differential pressure measuring device, or the electronic measuring/operating circuit is part of a separate evaluation point.
In einer Ausgestaltung weist die Messanordnung zusätzlich zum Differenzdrucksensor einen Drucksensor auf, welcher dazu eingerichtet ist, den Mediendruck stromaufwärts zur Strömungsquerschnittsverengung zu messen.In one embodiment, the measuring arrangement has, in addition to the differential pressure sensor, a pressure sensor which is set up to measure the media pressure upstream of the narrowing of the flow cross section.
In einer Ausgestaltung ist der Drucksensor Bestandteil des Wirkdruckmessgeräts, wobei der Drucksensor mit einem Messeingang des Wirkdruck-Messgeräts verbunden ist.In one embodiment, the pressure sensor is part of the differential pressure measuring device, with the pressure sensor being connected to a measuring input of the differential pressure measuring device.
Der Drucksensor kann dabei beispielsweise mit einer Druckleitung des Wirkdruckmessgeräts verbunden sein oder eine eigene Druckleitung zur Rohrleitung aufweisen. Auch andere Ausgestaltungen sind denkbar. Über den Messeingang kann der Drucksensor eigene Druckmesswerte an das Wirkdruckmessgerät übermitteln.The pressure sensor can, for example, be connected to a pressure line of the differential pressure measuring device or have its own pressure line to the pipeline. Other configurations are also conceivable. The pressure sensor can transmit its own measured pressure values to the differential pressure measuring device via the measuring input.
In einer Ausgestaltung ist eine Wasseranteilsmessvorrichtung zum Messen eines Wasseranteils des Mediums vorgesehen.In one embodiment, a water content measuring device is provided for measuring a water content of the medium.
Somit können separate Durchflussmesswerte für Wasser und andere Medienbestandteile bestimmt werden.Thus, separate flow measurement values for water and other media components can be determined.
In einer Ausgestaltung ist das Coriolis-Messgerät dazu eingerichtet, bei Fehlen eines gasförmigen Medienanteils Messwerte der Dichte des Mediums zu speichern, und bei Vorliegen eines gasförmigen Medienanteils mittels der gespeicherten Messwerte ein Verhältnis von gasförmigem Medienanteil zu restlichem Medienanteil zu bestimmen.In one embodiment, the Coriolis measuring device is set up to store measured values of the density of the medium if there is no gaseous medium component, and to use the stored measured values to determine a ratio of the gaseous medium component to the remaining medium component if a gaseous medium component is present.
In einer Ausgestaltung ist ein Differenzdruckmessgerät vorgesehen, welches dazu eingerichtet ist, einen zweiten Druckabfall entlang des Coriolis-Messgeräts zu bestimmen,
wobei die elektronische Mess-/Betriebsschaltung dazu eingerichtet ist, mittels des zweiten Druckabfalls bei Vorliegen eines gasförmigen Medienabteils eine Viskosität des Mediums zu bestimmen.In one configuration, a differential pressure measuring device is provided, which is set up to determine a second pressure drop along the Coriolis measuring device,
wherein the electronic measuring/operating circuit is set up to determine a viscosity of the medium by means of the second pressure drop when a gaseous medium compartment is present.
In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine Messrohr zumindest abschnittsweise gebogen ist, und/oder das Coriolis-Messgerät weist mehrere Messrohre auf.In one embodiment, the at least one measuring tube is bent at least in sections, and/or the Coriolis measuring device has a number of measuring tubes.
Das hat einen Mischungseffekt des Mediums zur Folge, so dass die Mischvorrichtung unterstützt wird oder nicht mehr notwendig ist.This results in a mixing effect of the medium, so that the mixing device is assisted or no longer necessary.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
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1 skizziert schematisch eine beispielhafte erfindungsgemäße Durchfluss-Messanordnung; -
2 skizziert ein beispielhaftes Coriolis-Messgerät; -
3 a) bisc ) skizzieren beispielhafte Messrohre eines Wirkdruckmessgeräts mit Wirkdruckgeber; -
4 a) bisc ) skizzieren beispielhafte Umsetzungen einer Mischvorrichtung.
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1 schematically outlines an exemplary flow measurement arrangement according to the invention; -
2 outlines an example Coriolis meter; -
3 a) untilc ) outline exemplary measuring tubes of a differential pressure measuring device with differential pressure transducer; -
4 a) untilc ) outline exemplary implementations of a mixing device.
Aus dem mit dem Wirkdruck-Messgerät gemessenen ersten Druckabfall bzw. der daraus abgeleiteten Durchflussgeschwindigkeit in einem Strömungsquerschnitt und der mit dem Coriolis-Messgerät gestimmten Dichte des Mediums kann ein Massedurchfluss bzw. eine Durchflussgeschwindigkeit des Mediums durch die Rohrleitung bestimmt werden.A mass flow or a flow rate of the medium through the pipeline can be determined from the first pressure drop measured with the differential pressure measuring device or the flow rate derived therefrom in a flow cross section and the density of the medium determined with the Coriolis measuring device.
Die Messanordnung ist dazu eingerichtet, einen Massedurchfluss eines Mediums mit mehreren Medienbestandteilen zu bestimmen, wobei dabei auf den durch das Wirkdruckmessgerät erfassten Druckabfall sowie auf die durch das Coriolis-Messgerät erfasste Dichte des Mediums zurückgegriffen wird. Beispielsweise kann bei der Bestimmung der Dichte des Mediums ein Vorliegen von Gasblasen im Medium überprüft und bei Vorliegen ein Störeinfluss der Gasblasen auf eine Dichtemessung korrigiert werden. Die Überprüfung basiert dabei unter anderem auf der Messung einer Viskosität des Mediums, welche Messung durch Gasblasen stark beeinflusst wird.The measuring arrangement is set up to determine a mass flow rate of a medium with a number of medium components, with the pressure drop recorded by the differential pressure measuring device and the density of the medium recorded by the Coriolis measuring device being used. For example, when determining the density of the medium, the presence of gas bubbles in the medium can be checked and, if they are present, an interference effect of the gas bubbles on a density measurement can be corrected. The check is based, among other things, on the measurement of a viscosity of the medium, which measurement is strongly influenced by gas bubbles.
Das Vorliegen kleiner Gasblasen im Medium selbst bei sehr geringem Anteil an einem Gesamtvolumen kann eine Dichtemessung per Coriolis-Messgerät stark verfälschen, da diese Gasblasen im Medium auf Messrohrschwingungen reagieren. Eine Korrektur dieses Einflusses kann daher eine Messung der Dichte des Mediums stark verbessern. Die Gasblasen im Medium führen im Messrohr des Coriolis-Messgeräts abhängig unter anderem von einem Gasblasendurchmesser eine Bewegung senkrecht zu einer Messrohrinnenwand in paralleler Richtung zur Messrohrbewegung aus und beeinflussen somit Messwerte hinsichtlich Dichte und Viskosität. Durch Anwendung eines mathematisch-physikalischen Modells beispielsweise kann diese Relativbewegung berücksichtigt und somit der störende Einfluss der Gasblasen auf eine Dichtemessung korrigiert werden. Grundlage für die Korrektur ist dabei die gemessene Viskosität des Mediums. Weiteres dazu findet der Fachmann beispielsweise bei H. Zhu, Application of Coriolis Mass Flowmeters in Bubbly and Particulate Two-Phase Flows, Shaker, ISBN 978-3-8322-8216-5, 2009.The presence of small gas bubbles in the medium, even with a very small proportion of a total volume, can greatly falsify a density measurement using a Coriolis measuring device, since these gas bubbles in the medium react to measuring tube vibrations. Correcting for this influence can therefore greatly improve a measurement of the density of the medium. The gas bubbles in the medium move in the measuring tube of the Coriolis measuring device, depending on the gas bubble diameter, among other things, perpendicular to an inner wall of the measuring tube in a direction parallel to the measuring tube movement and thus influence measured values with regard to density and viscosity. By using a mathematical-physical model, for example, this relative movement can be taken into account and the disruptive influence of the gas bubbles on a density measurement can thus be corrected. The basis for the correction is the measured viscosity of the medium. The person skilled in the art can find more information on this, for example, in H. Zhu, Application of Coriolis Mass Flowmeters in Bubbly and Particulate Two-Phase Flows, Shaker, ISBN 978-3-8322-8216-5, 2009.
Zur Messung des Druckabfalls wird ein Mediendruck stromaufwärts zur Strömungsquerschnittsverengung und ein Mediendruck im Bereich der Strömungsquerschnittsverengung oder stromabwärts zur Strömungsquerschnittsverengung aufgegriffen. Dies kann wie hier dargestellt mittels eines Differenzdrucksensors 23.2 oder mittels zweier Drucksensoren durchgeführt werden. Bei einem Differenzdrucksensor werden zwei Druckleitungen 23.3 beispielsweise in eine Druckkammer zusammengeführt, wobei das Medium im Bereich der Zusammenführung beispielsweise mittels einer Membran getrennt bleibt. Eine Auslenkung der Membran wird dabei als Maß für einen Druckunterschied herangezogen. Dies ist deutlich genauer als eine Differenzdruckbestimmung mittels zweier einzelner Druckmessungen. Das Wirkdruckmessgerät stellt dabei üblicherweise wie hier dargestellt eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 24 bereit, welche dazu eingerichtet ist, den Differenzdrucksensor bzw. die Drucksensoren zu betreiben und Differenzdruckmesswerte bereitzustellen. Zusätzlich zum Differenzdrucksensor kann das Wirkdruckmessgerät einen Drucksensor 70 aufweisen, welcher dazu eingerichtet ist, einen Absolutdruck des Mediums stromaufwärts zur Strömungsquerschnittsverengung zu erfassen, wobei dieser beispielsweise den Mediendruck in einer der Druckleitungen 23.3 erfasst. Die Druckleitungen können einen deutlich geringeren Querschnitt als die Rohrleitung aufweisen und somit als ein Tiefpassfilter wirken, was für ein Signal-zu-Rauschen-Verhältnis einer Druckmessung vorteilhaft sein kann.To measure the pressure drop, a medium pressure upstream of the flow cross-section constriction and a medium pressure in the area of the flow cross-section constriction or downstream of the flow cross-section constriction are recorded. As shown here, this can be carried out using a differential pressure sensor 23.2 or using two pressure sensors. In the case of a differential pressure sensor, two pressure lines 23.3 are brought together, for example in a pressure chamber, with the medium remaining separated in the region of the meeting, for example by means of a membrane. A deflection of the membrane is used as a measure of a pressure difference. This is significantly more accurate than determining the differential pressure using two individual pressure measurements. As shown here, the differential pressure measuring device usually provides an electronic measuring/
Wie hier dargestellt, ist das Coriolis-Messgerät erfindungsgemäß in einem vertikalen oder auch in einem horizontalen Rohrleitungsabschnitt 61, und das Wirkdruckmessgerät erfindungsgemäß in einem horizontalen Rohrleitungsabschnitt 62 angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein sehr ähnlicher hydrostatischer Druck beim Coriolis-Messgerät und beim Wirkdruck-Messgerät sichergestellt werden. Außerdem verfälscht in diesem Fall kein hydrostatischer Druckunterschied zwischen Mediendruckaufgriffspunkten einer Differenzdruckmessung. Besonders bevorzugt ist dabei eine Anordnung des Coriolis-Messgeräts in einem vertikalen Abschnitt der Rohrleitung, da auf diese Weise eine Entmischung des Mediums geringer ist.As shown here, according to the invention, the Coriolis measuring device is in a vertical or in a
Zusätzlich kann die Durchfluss-Messanordnung wie hier dargestellt ein Differenzdruckmessgerät 80 aufweisen, welches dazu eingerichtet ist, einen zweiten Druckabfall des Mediums entlang des Coriolis-Messgeräts zu bestimmen. Das Differenzdruckmessgerät greift dabei mittels zweier Druckleitungen 81 jeweils einen Mediendruck vor und einen Mediendruck hinter dem Coriolismessgerät auf. Eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 84 ist dazu eingerichtet, dass Differenzdruckmessgerät zu betreiben und Differenzdruckmesswerte bzw. Messwerte des zweiten Druckabfalls auszugeben. Eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 14 des Coriolis-Messgeräts ist dazu eingerichtet, mittels Messwerten des zweiten Druckabfalls bei Vorliegen eines gasförmigen Medienabteils eine Viskosität des Mediums zu bestimmen. Zur Funktionsweise einer Differenzdruck- bzw. Druckabfallsbestimmung gilt das weiter oben Gesagte.In addition, as shown here, the flow measuring arrangement can have a differential
Mittels der über den zweiten Druckabfall bestimmten Viskosität kann bei niedrigen Reynoldszahlen, beispielsweise unter 5000, die Messgenauigkeit des Wirkdruckgebers verbessert werden. Ein Kalibrationsfaktor, welcher einen Zusammenhang zwischen Druckabfall und Durchflussmesswert des Wirkdruckgebers beschreibt, ist bei hohen Reynoldszahlen über einen weiten Reynoldszahlenbereich praktisch konstant, unterliegt aber bei kleinen Reynoldszahlen nicht zu vernachlässigenden Änderungen. Der Kalibrationsfaktor kann dabei bei ausreichend hohen Reynoldszahlen gemäß der Normen ISO 5167-1:2003, ISO 5167-2:2003, ISO 5167-3:2003, ISO 5167-4:2003, ISO 5167-5:2015, ISO 5167-6:2019 berechnet werden.At low Reynolds numbers, for example below 5000, the measuring accuracy of the differential pressure transmitter can be improved by means of the viscosity determined via the second pressure drop. A calibration factor, which describes a relationship between the pressure drop and the measured flow value of the differential pressure transducer, is practically constant at high Reynolds numbers over a wide Reynolds number range, but is subject to changes that cannot be ignored at low Reynolds numbers. With sufficiently high Reynolds numbers, the calibration factor can be calculated according to the standards ISO 5167-1:2003, ISO 5167-2:2003, ISO 5167-3:2003, ISO 5167-4:2003, ISO 5167-5:2015, ISO 5167-6 :2019 are calculated.
Zusätzlich kann die Durchfluss-Messanordnung wie hier dargestellt eine Wasseranteilsmessvorrichtung 90 aufweisen. Bei einem Medium, welches sich zu großen Teilen aus einer ÖI-Wasser-Mischung zusammensetzt, können bei Kenntnis des Wasseranteils Massedurchflüsse für Öl und Wasser separat angegeben werden. Wasseranteilsmessvorrichtung kann dabei beispielsweise auf eine der folgenden Messgrößen zurückgreifen: Schallgeschwindigkeit des Mediums, Transparenz bzgl. elektromagnetischer Strahlung wie beispielsweise Mikrowellenstrahlung oder THz-Strahlung oder Intrarotstrahlung oder optischer Strahlung oder Gammastrahlung.In addition, the flow rate measuring arrangement can have a water
Eine Bestimmung des Massendurchflusses des Mediums durch die Rohrleitung kann dabei wie hier gezeigt mittels einer separaten Auswertestelle 30 mit einer elektronischen Betriebsschaltung 34 durchgeführt werden. Dazu werden der Auswertestelle Messwerte der einzelnen Messgeräte übertragen. Dies kann drahtlos oder wie hier beim Coriolis-Messgerät und beim Wirkdruckmessgerät angedeutet mittels elektrisch leitfähiger Verbindungen geschehen. Alternativ können die Messwerte jedoch auch einer elektronischen Mess-/Betriebsschaltung (14, 24, 84) eines der Messgeräte zugeführt werden. Zur Messwerteübertragung gilt entsprechend das eben Gesagte.The mass flow of the medium through the pipeline can be determined, as shown here, by means of a
In einer Ausgestaltung weist die Durchfluss-Messanordnung zwischen Coriolis-Messgerät und Wirkdruck-Messgerät eine Mischvorrichtung 40 auf, welche dazu eingerichtet ist, die Medienbestandteile zu mischen bzw. das Medium zu verwirbeln, so dass verschiedene nicht oder schwer mischbare Medienbestandteile in guter Näherung räumlich gleichverteilt sind. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine Wirkdruckmessung allenfalls gering verfälschte Messwerte liefert.In one embodiment, the flow rate measuring arrangement has a
Alternativ kann wie in
Dies kann unter geeigneten Bedingungen bereits durch einen Rohrleitungsbogen 42 bewirkt werden, wie er in
Geeignete Bedingungen liegen beispielsweise vor, wenn das Medium ausreichend viskos ist, so dass bis zum Wirkdruckmessgerät keine nennenswerte Entmischung stattfindet.Suitable conditions exist, for example, when the medium is sufficiently viscous so that no significant segregation takes place up to the differential pressure measuring device.
Beispielsweise kann wie in
Beispielsweise kann wie in
Bezugszeichenlistereference list
- 11
- Durchfluss-MessanordnungFlow measurement arrangement
- 1010
- Coriolis-MessgerätCoriolis meter
- 1111
- Messrohrmeasuring tube
- 1212
- Schwingungserregervibration exciter
- 1313
- Schwingungssensorvibration sensor
- 1414
- elektronische Mess-/Betriebsschaltungelectronic measurement/operation circuit
- 1515
- Gehäusehousing
- 1616
- Trägerkörpercarrier body
- 1717
- elektrische Verbindungsleitungelectrical connection line
- 2020
- Wirkdruckmessgerätdifferential pressure gauge
- 2121
- Messrohrmeasuring tube
- 2222
- Wirkdruckgeberprimary element
- 22.122.1
- Strömungsquerschnittsverengungflow constriction
- 22.1111/22
- Blendecover
- 22.1222.12
- Venturidüseventuri nozzle
- 22.1322.13
- Messrohrverjüngungmeasuring tube taper
- 23.123.1
- Drucksensorpressure sensor
- 23.223.2
- Differenzdrucksensordifferential pressure sensor
- 23.323.3
- Druckleitungpressure line
- 2424
- elektronische Mess-/Betriebsschaltungelectronic measurement/operation circuit
- 2525
- Messeingangmeasuring input
- 3030
- separate Auswertestelleseparate evaluation point
- 3434
- elektronische Mess-/Betriebsschaltungelectronic measurement/operation circuit
- 4040
- Mischvorrichtungmixing device
- 4141
- T-Stücktee
- 4242
- Rohrleitungsbogenpipe elbow
- 4343
- Strömungswiderstandselementflow resistance element
- 5151
- Abstanddistance
- 5252
- Abstanddistance
- 6060
- Rohrleitungpipeline
- 6161
- vertikaler Abschnittvertical section
- 6262
- horizontaler Abschnitthorizontal section
- 7070
- Drucksensorpressure sensor
- 8080
- Differenzdruckmessgerätdifferential pressure gauge
- 8181
- Druckleitungpressure line
- 8484
- elektronische Mess-/Betriebsschaltungelectronic measurement/operation circuit
- 9090
- Wasseranteilsmessvorrichtungwater content measuring device
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- WO 2012129603 A2 [0002]WO 2012129603 A2 [0002]
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Also Published As
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---|---|
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Representative=s name: HAHN, CHRISTIAN, DIPL.-PHYS. DR.RER.NAT., DE |
|
R016 | Response to examination communication |