DE1958405A1

DE1958405A1 - Vorrichtung zum Messen kleiner Durchflussmengen,insbesondere zum UEberwachen von kontinuierlich arbeitenden Dosier- und Analysenautomaten

Info

Publication number: DE1958405A1
Application number: DE19691958405
Authority: DE
Inventors: Klaus-Juergen Ern
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1969-07-29
Filing date: 1969-11-21
Publication date: 1971-02-11
Also published as: FR2058181A1; CH513390A; GB1235822A

Description

ZBLLWEGBR (Km.b.H.

Vorrichtung zum Messen kleiner Durchflussmengen, insbesondere zum Ueberwachen von kontinuierlich arbeitenden Dosier- und Analysenautomaten.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen kleiner Durchflussmengen, insbesondere zum Ueberwachen von kontinuierlich arbeitenden Dosier- und Analysenautomaten.

Für den Betrieb von kontinuierlich arbeitenden Dosier- und Analysenautomaten ist die genaue Kenntnis der.verarbeiteten Flüssigkeitsmengen erforderlich. Es ist dabei auch erwünscht, die richtige Arbeitsweise der Dosier- und Förderorgane zu überwachen, um allfällig auftretende Fehler rechtzeitig abstellen und beheben zu können.

Je nach der zu lösenden Aufgabe sind nur sehr kleine Durchflussmengen zu überwachen, so dass nicht alle bekannten Mengenmesser brauchbar sind. Zur Durchflussmessung Sind die folgenden Verfahren bekannt: volumet- ' rieche Verfahren* Stau- und Drosselverfahren, Auftriebsverfahrett und Verfahren mit induktivem Messwertgeber. Für kleine DurchflusBmengen eignen sich noch Trommelzähler (bis 3 l/h) und Schwebekörpermesser (bis 0,5 l/h) wobei nur der Trommelzähler die zusätzliche Eigenschaft

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aufweist, von der Dichte der Flüssigkeit unabhängige Messwerte zu liefern. . ■

Die erwähnten Verfahren sind somit nicht universell eihsetzbar, je nach der gestellten Aufgabe weist das eine oder andere spezifische Vorteile, jedoch auch entsprechende Nachteile auf.

Die vorliegende Erfindung trägt nun diesen Mangeln Rechnung und betrifft eine Vorrichtung zum Messen kleiner Durchflussmengen, insbesondere zum Ueberwachen" von kontinuierlich arbeitenden Dosier- und Analysenautomaten, und zeichnet sich aus durch einen vom zu messenden Flüssigkeitsstrom zu füllenden Messzylinder mit einem Heberrohr, in welchem Messzylinder Niveaufühler enthalten sind zur Abgabe elektrischer Signale bei Passieren des Flüssigkeitsspiegels, sowie durch mindestens eine Zeituhr zur Bestimmung mindestens einer Füllzeit.

Anhand der Figuren werden Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt: ■ .

Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung, Fig. 2 eine Variante desselben.

Ein Messzylinder 2 ist an eine die zu messende Flüssigkeitsmenge 1 führende Leitung 7 angeschlossen. Auf gleicher Höhe wie die Leitung 7 ist ein Heberrohr 3 vorgesehen, das längs des Messzylinders hochgeführt und hiernach nach unten abgebogen ist* Das Ende des Heberrohrs 3 reicht bis unter^djEyg ^tTösau, jlfts^ Zulaufrohres 7» ist

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- 3 - . offen und gibt die durchfliessende Flüssigkeit in ein Auffanggefäss 8 ab.

Im Boden des Messzylinders 2 ist eine erste Elektrode eingesetzt; eine weitere Elektrode 5 ragt von oben in den Messzylinder und reicht bis unter die Krümmung des Heberrohres 3. Die Elektroden 4, 5 dienen als Niveaufühler. Sie sind an einen elektrischen Stromkreis angeschlossen, in welchem im Prinzip eine Spannungsquelle

9 und ein Relais 10 eingeschaltet sind.

Solange die Flüssigkeitssäule die Elektrode 5 nicht erreicht, ist der Stromkreis unterbrochen und das Relais

10 in Ruhestellung. Sobald die Flüssigkeitssäule die Elektrode 5 erreicht, fliesst. ein Strom durch die als elektrisch leitend angenommene Flüssigkeit, wodurch das Relais 10 aufzieht. Das Relais 10 hat bspw. je einen Ruhe- (101) und einen Arbeitskontakt (102). Ueber diese Kontakte sind Zeituhren 11, 12 an Spannung gelegt. Die an den Arbeitskontakt 102 angeschlossene Zeituhr 11 läuft nur bei aufgezogenem Relais 10, während die an den Ruhekontakt 101 angeschlossene Z ituhr 12 bei aufgezogenem Relais 10 stillsteht. Diese Zeituhren sind mit an sich bekannten Vorrichtungen für die Einstellung von Vorgabezeiten versehen, mit welchen Sollzeiten eingestellt werden können. Ueberschreitet die Laufzeit einer der Zeituhren von einem Startmoment aus diese einge-

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stellte Sollzeit, gibt eine entsprechende Kontaktvorrichtung ein Signal ab, das auf eine Abweichung des für den Funktionsablauf vorgegebenen Zeitintervalls hinweist.

Im vorliegenden Fall ist der Ablauf der Mengenmessung folgender: Die zu messende Flüssigkeitsmenge 1 füllt das Messrohr 2 von einem Anfangsniveau 20 aus auf. Sobald das Flüssigkeitsniveau die Höhe 21 erreicht, wird ψ die Strecke zwischen den Elektroden 4, 5 leitend, das Relais 10 zieht auf und .die vorher auf Null zurückgesteile Zeituhr 11 beginnt mit der Zeitmessung. Der Messzylinder füllt sich weiter, bis die obere Krümmung des mit ihm kommunizierenden Heberrohres 3 erreicht ist, worauf der Messzylinder durch das Heberrohr 2 automa-. tisch entleert wird.

Dadurch sinkt das Flüssigkeitsniveau von der Höhe 22 . ab, da die Entleerungsmenge pro Zeiteinheit grosser ist als die zugeführte Menge. Sobald das Niveau 21 unter-, schritten wird, wird der Stromkreis für das Relais 10 unterbrochen und die Zeituhr 11 bleibt stehen. Dafür wird nun die Zeituhr 12 in Gang gesetzt, die bisher in ihrer Ausgangsstellung verharrte, Der Flüssigkeitsspiegel sinkt weiter ab, bis er das Niveau 20 des Anschlusses des Heberrohres 7 erreicht hat, wodurch die Entleerung beendet ist und die Füllung des Messzylinders 2 wieder anfängt. Wird das Niveau 21 wieder erreicht, wird das

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Relais 10 erneut aufgezogen, wodurch die Zeituhr 12 stillgesetzt und die Zeituhr 11 erneut gestartet wird. Während des ganzen Füll- und Entleerungszyklus ist also eine der Zeituhren 11, 12 in Gang und der Augenblick der Umschaltung von der einen auf die andere Uhr kann- als Kriterium für die korrekte Füllzeit herangezogen werden. Wie bereits erwähnt, wird hiezu ein Vergleich mit einer voreinstellbaren Sollzeit angestellt.

Ist nun die Füllzeit von dieser Sollzeit verschieden, insbesondere länger, weist dies darauf hin, dass entweder die Förderleistung zu klein ist oder eine Leckstelle in einer Leitung vorhanden ist, durch die ein Teil der zugeführten Flüssigkeitsmenge entweicht. Das dadurch ausgelöste Signal deutet darauf hin, dass die Anlage zu überprüfen ist.

Sofern die Füll- und Entleerungszyklen mit sehr hoher Genauigkeit ermittelt werden sollen, ist es vorteilhaft, anstelle der unteren Elektrode 4 im Messzylinder eine über dem Zuflussniveau 20 angeordneten Elektrode 6 vorzusehen. Das untere Flüssigkeitsniveau 20 - bei dem die Entleerung des Messzylinders aufhört - und die WiederfÜHung beginnt - ist nicht exakt definiert,da es von den Durchmessern der Zuleitung 7 und des Heberrohres 3 abhängig ist» Die Elektrode 6 ergibt indessen ein definiertes Niveau 23, bei welchem der Reläisstrom-

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kreis geschlossen bzw. unterbrochen wird.

Es ist auch durchaus möglich, anstelle der in die Flüssigkeit eintauchenden Elektroden 4, 5 bzw. 6, 5 berührungsfreie niveaufühler einzusetzen. Dies ist bspw. in Fig. gezeigt. Anstelle der Elektroden sind photoelektrisahe Anordnungen 30,3 1 vorgesehen, die beim Durchgang des Flüssigkeitsspiegels die für die Betätigung des Relais . 10 nötigen Sehaltfunktionen auslösen.

Da die Mengenmessung bei dieser Vorrichtung in eine Zeitmessung umgewandelt wird, wird eine sehr hohe Genauigkeit erreicht. Sofern bspw. ein Messwert pro Minute ermittelt wird, kann die Messunsicherheit auf weniger als + 0,5$ gesenkt werden; sofern m ehrere Messwerte über grössere Zeiten summiert werden, sinkt der mögliche Messfehler noch weiter.

Die erfindungsgemasse Vorrichtung ist besonders vorteilhaft wenn sehr kleine Mfngen zu messen sind ( 0,5 l/h); zudem sind die Messwerte von der Dichte der Flüssigkeit unabhängig.

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Claims

Pat ent ans pruch

O Vorrichtung zum Messen kleiner Durchflussmengen, insbesondere zum Ueberwachen von kontinuierlich arbeitenden Dosier- und Analysenautomaten, gekennzeichnet durch einen vom zu messenden Flüssigkeitsstrom (1) zu füllenden Messzylinder (2) mit einem Heberrohr (3), in welchem Messzylinder Niveaufühler (4', 5) enthalten sind, zur Abgabe elektrischer Signale beim Passieren des Flüssigkeitsspiegels, sowie durch mindestens eine Zeituhr (11) zur Bestimmung mindestens einer Füllzeit.

Unteransprüche:

/ χ

L)-A Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Niveaufühler Elektroden (4, 5) in den Messzylinder (2) eingesetzt sind.
2. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Elektrode (4) im Boden des Messzylinders eingesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Elektrode

(6) über dem durch das Heberrohr (3) gegebenen Flüssigkeitsniveau (20) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Elektrode (5) in einem Niveaubereich (21, 22) wirksam ist, wobei

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das Niveau (22) durch die obere Krümmung des Heberrohres (3) bestimmt ist.
5· Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Niveaufühler lichtelektrische Schranken (30, 31) eingesetzt sind,
6. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Niveaufühler in einem Stromkreis liegen, welcher.mindestens eine Zeituhr (11) steuert.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch und Uhteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Zeituhr (11) in Gang ist, so lange der Flüssigkeitsspiegel im Bereich des NiveaufUhlers (5) befindlich ist, und eine zweite Zeituhr (12) in Gang ist, wenn sich der Flüssigkeitsspiegel, unterhalb des Niveaufühlers (5) befindet.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeituhren (11, 12) mit Einstellmitteln

) für Sollzeiten versehen sind, und dass eine Signalvorrichtung vorgesehen ist, die bei Abweichungen der Hesszeit von der Sollzeit anspricht. .
9. Vorrichtung nach Patentanspruch und tJnteraäepruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hesszeiten der Zeituhren (11, 12) über mehrere FUIl- und Sntleerungszyklen des Messzylinders (2) summierbar sind* -

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