DE1966331A1 - Durchflussmessverfahren und -einrichtung - Google Patents

Description

Durchf lußrneßverfahreri und -einrichtung

Gemäf3 Patentanmeldung P 17 o6 116.6 können Impulse, die der Durchflußgeschwindigkeife des strömenden Mediums entsprechen, dazu verwendet werden, geeigneten Frequenzteilern und ZähLervorrichtungen Impulsfolgen oder -züge (Pakete) zuzuführen, die von der Betriebsgröße des strömenden Mediums abhängig sind, wobei die Anzahl der in jeder Impulsfolge oder Irnpulszug auftretenden Impulse in direkter Beziehung steht zu der Betriebsgröße des abgetasteten Strömungsmediums. Die Anzahl der gespeicherten Impulse kann man auf eine Weise variieren

Lassen, die von der Frequenzempfindlichkeits- J

kurve des verwendeten Meßumformers abhängt, um die Betriebsgröße des strömenden Mediums abzutasten. Die Frequenzempfindlichkeitskurve des Meßumformers kann sich nach oben oder unten mit einer Veränderung des abgetasteben

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Betriebszustandes gemäß des gewünschten Ergebnisses ändern, d.h., sie kann ab- oder zunehmen.

Es kann jedoch eine unterschiedliche Schaltungsanordnung gefragt sein, wenn die Frequenzen des Meßumformers im reziproken Verhältnis zum Betriebszustand oder der Betriebsgröße variiert, für welche eine Kompensation durchgeführt werden soll, d.h., es muß eine reziproke Punktion für die Erzeugung des inkrementellen mathematischen Multiplikationsproduktes verwendet werden. In diesem Fall wird der Schaltkreis derart modifiziert, daß die DurchschaItzeitdauer, die vom Impuls des Durchflußmessers eingeleitet wurde, durch die Speicherung einer vorherbestimmten Anzahl von Impulsen des auf die Betriebsgröße ansprechenden Meßumformers bestimmt wird. Die eigentlichen Impulse in den dem Sammelregister zügeführten Impulszügen, d.h. diejenigen, die während der DurchschaItzeitdauer auftreten, können von einem getrennten Oszillator stammen, der von ausreichend hoher Frequenz ist, um die gewünschte

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Auflösung zu geben. Indem nun die Oszillatorfrequenz dazu gebracht wird, die Übereinstimmung mit weiteren Betriebsgrößen des strömenden Mediums zu variieren, kann die Darstellung oder Wiedergabe des Strömungsmediumdurchflusses darüber hinaus in einer Gesamtmeßanlage kompensiert werden.

Durch die Erfindung soll daher ein neuartiges Durchflußmeßverfahren und eine Schaltanordnung zur Durchflußmesserkompensation geschaffen werden, die mit einer reziproken Multiplikationsfunktion arbeitet.

Die Dielektrizitätskonstante einer Öl/Wasser-Emulsion ist auch eine Funktion der Temperatur des Öls. Dieses ist insbesondere von Bedeutung

beim Abmessen des raffinierten Rohöls, das in eine Verkaufs-Pipeline gelassen wird, wenn der prozentuale Anteil des Öls in der Emulsion verhältnismäßig groß ist.

Durch die Erfindung soll daher auch ein Verfahren und eine Einrichtung zum Kompensieren

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eines Reinölanalysators mit hohen Auflösungsvermögen des Kapazitanzsondertyps für die Wirkungen der Temperatureinflüsse auf die Dielektrizitätskonstante des Öls geschaffen werden.

Es ist auch Zielsetzung der Erfindung, ein neuartiges Verfahren und eine Einrichtung zu schaffen, in denen ein Subtraktionsverfahren verwendet wird, wodurch die Strömungsimpulse und die zu Impulszügen zusammengefassten Impulse durch geeignete Frequenzteiler voneinander subtrahiert werden, um eine kompensierte Darstellung oder Wiedergabe direkt ablesbar zu machen, und zwar in den gleichen Einheiten, die für die Registrierung des GesaratstrSanuigsfltiSjgds verwendet werden.

Die Erfindung soll im einzelnen anhand der Zeichnungen erläutert werden, in denen ein Ausführungsbeispiel schematisch veranschaulicht ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der volumetrischen Durchfluß-

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geschwindigkeit und der Frequenzempfindlichkeit des Durchflußmessers,

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Beziehung des absoluten Drucks zur Frequenzempfindlichkeit eines Druckmessumformers, der dazu verwendet wird, die Darstellung oder Wiedergabe der volumetriseheη Gasdurchlaufgeschwindigkeit zu modifizieren, -

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Einrichtung zur Erzeugung eines inkrementeilen mathematischen Multiplikationsproduktes mit einer reziproken Funktion,

Fig. k eine graphische Darstellung der Ausgangssigna If requenz des Meßumformers und einer vom Meßumformer gemessenen veränderlichen Betriebsgröße des strömenden Mediums und zwar als re- ™ ziproke Abhängigkeit der Frequenz von der gemessenen Betriebsgröße,

Fig. 5 den zeitlichen Verlauf der Spannungen an verschiedenen Punkten im Blockschaltbild nach Fig. 3,

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Fig. 6 eine graphische Darstellung der gewünschten Frequenzempfindlichkeitskurve des Meßumformers,

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Durchführung der Korrektur,

Fig. 8 ein funktionelies Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Einrichtung nach Fig. 3t durch das eine unmittelbar ablesbare Darstellung oder Wiedergabe des kompensierten Durchflußmessersignals erzeugt wird, und

Fig. 9 ein Blockschaltbild eines Reinöl-Analysators mit hohem Auflösungsvermögen,der die Temperatureinflüsse auf die Dielektrizitätskonstante des Öls in der Öl/Wasseremulsion kompensiert.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung bei Erdölquellen, indem durch die Einrichtung ein kompensierter Gasdurchflußmesser geschaffen wird, in dem schnell Druckschwankungen korrigiert werden, wobei die Einrichtung in der Gasdurchflußrohrleitung eines Flüssiggasscheiders am

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Bohrlochkopf eingebaut wird. Auch findet die Einrichtung Anwendung in einem Reinölanalysator mit hohem Auflösungsvermögen, um die Temperatureinflüsse auf die Dielektrizitätskonstante des Öls in einer Öl/Wasseremulsion zu kompensieren. Xn Einrichtungen dieser Art kann die Frequenzempfindlichkeit des Durchflußmessers gemäß der in Fig. 1 gezeigten graphischen Darstellung variieren, wo die Frequenz des Durchflußmessers längs der Y-Achse "

und die volumetrische Strömungsgeschwindigkeit V längs der X-Achse aufgetragen ist, wobei die Frequenz fc durch die Lagerreibung bedingte Ausgangskonstante ist.

Das Frequenzansprechvermögen bzw. die Frequenzempfindlichksit des druckempfindlichen Heßumformers in einem mit Gas arbeitendem System kann nach der Darstellung von Fig. 2 variieren, wo die

Frequenz des Meßumformers gegenüber dem absoluten ä

Druck aufgetragen ist.

Wo, wie in der Fig. h dargestellt, die Frequenzempfindlichkeitskurve des Meßumformers im reziproken Verhältnis mit dem Zustand oder der Betriebsgröße des strömenden Mediums variiert, für die die

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Kompensierung durchgeführt werden soll, ist es notwendig, eine Einrichtung und ein Verfahren zu verwenden, das in der Fig« 3 als Beispiel ausgeführt ist. Die reziprok variierende'Funktion kann in Abhängigkeit von der gewünschten Kompensation eine zu- oder abnehmende sein.

Falls es erwünscht ist, daß die Zahl der gespeicherten Impulse sich im umgekehrten Verhältnis zur Betriebsgröße des strömenden Mediums verändert, die direkt abhängig ist von der Frequenzempfindlichkeitskurve des auf den Betriebszustand ansprechenden Meßumformers, kann von dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ebenfalls Gebrauch gemacht werden. Auch hier kann die Frequenzempfindlichkeitskurve

e/

des Meßumformers je nach der gwünschten Kompensation entweder von abnehmender oder abnehmender Beschaffenheit'sein.

Nach der in der Stammanmeldung beschriebenen Einrichtung erzeugt das Ausführungsbeispiel mit reziproker Multiplikation auch Xmpulspakete oder Impulszüge, wobei die genaue Zahl der Impulse abhängig ist von dem Betriebszustand des strömenden Mediums, durch das der Flußmesserausgang ver-

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ändert werdensoll und die Anzahl der Impulszüge (Pakete) zum Durchfluß in Beziehung steht.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 kann der Meßumformer 1o ein Oszillator mit einer temperaturempfindlichen Sonde und der Durchflußmesser 16 ein Gasmesser herkömmlicher Bauart sein.

Das elektrische Ausgangssignal von einem Oszillator, der hier als Teil des Meßumformers anzusehen ist, wird nach dem Formen in einem herkömmlichen Impulsformer (nicht dargestellt) an die Eingangsklemme C von Tor 14 gegeben. Diese Impulse werden selktiv in Überoinstimmung mit dem Durchschalten von Tor 14 durch den Ausgang des Flip-Flops 2o durchgeschaltet und im Frequenzteiler, 22 gespeichert, was hiernach noch beschrieben wird. Dieser Impulsfrequenzteiler 22 teilt die auf |

die Eingangsklemme D gegebenen Impulse und erzeugt nach dem Empfang einer genau vorher bestimmten Anzahl von Eingangsimpulsen einen einzigen Ausgangsimpuls, der an die Rückstell-Eingangklemme E des Flip-Flops 2© gegeben wird. Ein Spaimungsausgangssignai y@m DurcialaBiseaser 16 wird einem Impulsformer 18 zugeführt und g®-~

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— IO -

langt von diesem Impulsformer 18 zu dem Frequenzteiler 2k und dem Zähler 26, der eine auf den Gesamtfluß bezogene Angabe liefert.

Die Schaltanordnung des Impulsformers 18 ist von herkömmlicher Bauart und so ausgebildet, daß ein steiler ¥ellenkopfauslöseimpuls geschaffen wird, der geeignet ist, den Frequenzteiler 2k und den bistabilen Multivibrator oder Flip-Flop 2o in Betrieb zu setzen. Ein Ausgangsspannungspegel an der eingestellten Ausgangsklemme F des Flip-Flops 2o bleibt se lange bestehen, bis ein Impuls vom Frequenzteiler 22 her auf der rückgestellten E Eingangsklemme empfangen wird. Der Ausgangsimpuls von Flip-Flop 2o wird als Aufbereitungssignal für die Tore \k und 28 verwendet.

Es ist notwendig, daß die maximale Dauer des Flip-Flop-Aus gangs impuls es unter der Mindestzeit zwischen den unter maximaler Strömungsgeschwindigkeit vom Durchlauf messer 16 kommenden aufeinander folgenden Impulsen liegt, so daß kein Durchflußmesserimpuls ausgelassen wird. Andererseits muß der Impuls jedoch eine Dauer haben, die relativ zu den Frequenzen sowohl des Signals vom Meßumformer 1o als auch der Frequenz des Oszillators 3© ausreichend

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lang bemessen wird, um den Durchgang einer ausreichend großen Anzahl von Impulsen vom Oszillator 3o zum Frequenzteiler 32 zu ermöglichen, so daß die gewünschte Genauigkeit erzielt wird. Die eIngentliehe Dauer der Ausgangsimpulse vom Flip-Flop 2o_t die als DurchschaItimpulse für die Tore 14 und 28 dienen, hängt von der Frequenz des Ausgangssignals vom Meßumformer Io ab und wird nach dem Empfang einer feststehenden Anzahl von vom Meßumformer kommender Ausgangsimpulse bestimmt. Da diese Impulsrate im Bereich von 0,8 bis 1 MHz variieren kann, würde beispielshalber eine geeignete Durchschaltzeitspanne 2oo Impulse umfassen. Die Frequenz des Signals des Oszillators Jo könnte in der Größenordnung von 1 MHz liegen. Somit wird die genaue Anzahl der das Tor 28 für jede Tordurchschaltperiode durchlaufenden Impulse durch

die genaue Dauer der Tordurchschaltperiode bestimmt, f

wobei die Dauer variabel ist und zur Frequenz des Ausgangssignals vom Meßumfoermer in reziproker BezBhung steht. Die Ausgangsimpulse vom Frequenzteiler 32 sind ein Teil eines Vielfachen der an die Klemme H gegebenen Impulse und werden im Zähler 3k gesammelt.

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Die in der Fig.5 dargestellten Wellenformen treten an den mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichneten Anschlüssen der Fig. 3 auf. Das Ausgangssignal vom Durchflußmesser 16 wird direkt erzeugt oder geformt und besitzt somit eine im wesentlichen Rechteckwellenform A, wobei die Frequenz vom Durchfluß abhängt. Die inkrementale Integrationszeit t. bis t„ wird durch aufeinanderfolgende negative Rückflanken jedes positiven Impulses der Wellenform A bestimmt. Der Ausgangsimpuls des Impulsformer 18 am Anschluß B der Fig. 3 ist als Wellenform B dargestellt und wird zum Auslösen des bistabilen Multivibrators oder Flip-Flops 2o verwendet, «am die Durchs cha Its igna le für die Tore Ik und 28 zu erzeugen. Die Durchschaltsignale heben eine Dauer S und sind in dar Fig. 5 als Kurve F dargestellt.

Das Ausgangssignal des Meßumformer 1o ist als Kurve C dargestellt und wird dem Eingang C des Tores Ik in Fig. 3 zugeführt. Wenn ein DurchschaItimpuls (Wellenform F) auftritt, werden die Impulse der Kurve G vom Tor Ik zum Aus gangs ans chluß D durchgelassen, was in der Kurvenform D dargestellt ist.

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Die Anzahl der aufgetragenen Impulse, die erforderlich sind, um einen Ausgangsimpuls vom Frequenzteiler 22 zu erwirken, ist durch den Teilungsfaktor S- bestimmt.

Das Ausgangssignal des Durchflußmessers 16 kann eine Folge vom Impulsen sein, deren FoIgefrequenz vom Durchfluß durch die Rohrleitung 12 abhängt. Um eine hinreichende G_enauigkeit zu erzielen, muß die

Ausgangsfrequenz des Meßumformers 1o verhältnis- Λ

mäßig groß in bezug auf die Frequenz der Ausgangsimpulse des Durchflußmessers 216 sein. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß entweder der Meßumformer 1o und der Durchflußmesser 16 entsprechend ausgelegt werden oder zwischen den Durchflußmesser 216 und das Flip-Flop 2o ein (nicht gezeigter) geeigneter Frequenzteiler geschaltet wird. Das Ausgangssignal des Meßumformers 1o, das dem Anschluß C des Tors Ik in Fig. 3 zugeführt wird, ist eine Folge von Impulsen mit einer Frequenz, die von einer Betriebsgröße des durch die Rohrleitung 12 strömenden Mediums abhängt. In dem Augenblick, in dem das Tor Ik durchgeschaltet wird, d.h. geöffnet wird, wird eine Folge von Impulsen, z.B. 2oo, zum Frequenzteiler 22 durstig©«= lassen, bevor dem Rücksetzeing-angsansctiluß E de α

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Flip-Flop 2o ein Signal zugeführt wird, das den DurchschaItimpuls vom Eingang des Tores 214 entfernt. Das Flip-Flop 2o bleibt so lange in diesem Zustand, bis es wieder bei Erhalt eines Durchflußimpulses vom Durchflußmesser 16 gesetzt wird. Der Oszillator 3o erzeugt eine Folge von gleichweit auseinander— liegenden Impulsen, wie es durch die Kurve G in Fig. 5 dargestellt ist. Diese Impulse werden dem Eingangsanschluß G des Tors 28 zugeführt, das die ihm zugeführten Impulse nur so lange zum Frequenzteiler 32 durchläßt, wie es vom Ausgangssignal des Flip-Flop 2o durchgeschaltet ist. Aus Gründen der Genauigkeit ist es zweckmäßig, wenn das Tor 28 in jeder Durchschaltzeit mindestens zehn, vorzugsweise aber einige zwanzig oder einige hundert Impulse zum Ausgangsanschluß H durchläßt. Ein Ausgangsimpuls des Impulsformer 18 setzt also das Flip-Flop 2o, das seinerseits die Tore 14 und 28 durchs ehaltet. Daraufhin läßt das Tor "ik eine Folge von Ausgangsimpulsen des Heßumformers 1o solange zum Frequenzteiler 22 durch, bis eine vorbestimmte Anzahl erreicht ist, und in diesem Augenblick setzt der Aus gangs impuls des Frequenzteilers 22 das Flip-= Flop 2o zurück. Dabei verschwindet das Durchschaltsignal von den Eingängen der Tore ik und 28 so lange, bis dem Setzeingangsanschluß D des Plip-Flcpe 2o der nächste Durchflußimpuls vohi Impulsformer 18

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' BAD OBIGiNAL

zugeführt wird.

Während der Zeit zwischen dem Setzen des Flip-Flop 2o durch einen Ausgangsimpuls des Impulsformers 18 und der Ansammlung einer genügenden Anzahl von Ausgangsimpulsen des Meßumformers 1o im Frequenzteiler 22 zum Zurücksetzen des Flip-Flop 2o, wird die Ausgangsfrequenz des Oszillators 3° über das Tor 28 dem Frequenzteiler 32 zugeführt. Die Durchsehaltdauer £' , während der das Tor 28 durchgeschaltet ist, ist somit:

f = -L_ (D

wobei £ die Durchschaltdauer,

S- der Teilungsfaktor des Frequenzteilers 22 und f

f die Ausgangsfrequenz des Meßumformers 1o ist.

Der Teilungsfaktor S- muß so gewählt sein, daß die Durchschaltdauer des Tors 28 stets kleiner als die Zeit zwischen dem Eintreffen zweier aufeinanderfolgender Durchflußausgangsimpulse des Impulsformers 18 ist,

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BAD ORJGJNAL

- ι* - 196633 I

Die Anzahl N der Ausgangsimpulse des Oszillators 3o, die in dieser Zeit über das Tor 28 zum Frequenzteiler 32 durchgelassen wt-rden, ist

^fo (2)

wob«» i f die Frequenz des Oszillators 3o ist.

Dir· Anzahl der im Frequenzteiler 32 angesammelten Impulse ist daher gleich dem Teilungsfaktor S- des Irequenzteilers 22 multipliziert mit der Frequenz f des Oszillators 3o und dividiert durch die Frequenz ί dei Ausgangsimpulse des Meßumformers Ιο. Die gleiche Beziehung gilt, wenn die Ausgangsfrequenz des Meßumformers 1o direkt von der Betriebsgröße des strömenden Mediums abhängt, aber statt einer Multiplikation eine Division erforderlich ist, um die gewünschte Kompensation zu erzielen*

Bei der Beschreibung der Fig. 3 wurde die Frequenz des Oszillators 3o al· konstant angegeben. Aus Gleichung (2) ergibt sich jedoch, daß die Ausgangsfrequenz des Oszillators 3° auch in Abhängigkeit von irgendeinem anderen Parameter ο der einer

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physikalischen Größe, z.B. den Druck, des durch die Rohleitung: 12 strömenden Mediums veränderbar sein kann. In Fig. 3 ist eine Drucksonde 35 dargestellt.

Durch die Schaltungsanordnung nach Fig. J können also Schwankungen zweier verschiedener Betriebsgrößen des strömenden Mediums, dessen Durchfluß

voa Durchflußmesaer 16 gemessen wird kompensiert Λ

werden. Bei der einen Betriebsgröße ändert sich die Ausgangsfrequenz des Meßumformers reziprok in Abhängigkeit von einem veränderlichen Betriebszustand und bei der anderen direkt in Abhängigkeit von einem zweiten Betriebszustand. Bei einer Gasdurchflußeinrichtung kann der Meßumformer Io temperaturempfindlich und der Oszillator 35 durekempfindlieh sein.

Nach der vorhergehenden Beschreibung sollte die Frequenz gegenüber der Durckkenngrößen des Oszillators 3o vorzugsweise der in Fig. 6 gezeigten entsprechen, wo die Kurve keine Nullversetzung aufweist, d.h. durch den Schnittpunkt der Achse verLüuft. Sollte der verwendete Meßumformer Io keine Kurve mit dieser Kennlinie liefern, so k-aim dl« gewünschte Charakteristik durch einen Meßumformer Io mit einem Offset

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erzielt werden, indem die Anordnung der Fig. 7 verwendet wird, wo der Oszillator 31 eine feststehende Frequenz erzeugt, die gleich der in Fig. 2 gezeigten Frequenz f und wo der Subtrahierer 33 ein herkömmlicher Zähler in beiden Richtungen ist oder dea in der Stanmanneldung beschriebenen Zähler entspricht. Die Frequenz des AusgangssignaIs vom Subtrahierer 33 ist die Differenz der Frequenzen der Signale der Oszillatoren 3o und 31.

Die Durchführung der Subtraktion vor der Ausbildung einer Impulsfolge durch das Tor 28 stellt für dieses Ausführungsbeispiel bei sehr geringen Drücken eino Beschränkung dar, wenn die Differenz der Frequenz zwischen den Oszillatoren 3o und 31 nahe bei Null liegt, weil ο ine unzureichende Anzahl von Impulsen in jedor Impulsfolge vorhanden sein können, um eino gute AufLösung und Genauigkeit bei diesem Zu.it.ind zu e rf oben. Diese Begrenzung kann jedoch durch di i im Dluckiiclia 1 td ingraum der Fig. 8 darff«a t<> I 1 tn Λ U-J ί Uh rungs be i sp [a I überwunden werden.

In dem Au.-* führung'ibe i :)[i Im I il.-jr Fig· H erfolgen d it zum Korr i gi ί-1 γ-ιΓ il-»r Mt;u>^r,r<il)e de a Durchf Ltu.-ios erf order I i chiMi 5>n r ·■< hmitigtm durch «ine Logik, -m il ti>

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_;. -JiJ. j d \ o/m iti

sich eine direkt lesbare und kompensierte Darstellung des Gesamtdurchflusses ergibt. Für entsprechende Teile sind dieselben Bezugszeichen verwendet worden, um einen Vergleich mit Fig. 3 zu erleichtern.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 können derselbe Meßumformer to, dieselbe Rohrleitung 12 und derselbe Durchflußmesser 16 wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. J verwendet werden. Der Λ Ausgang des Impulsformers 18 ist über einen Reibungskompensator 36 mit dem Flip-Flop 2o verbunden, das dem Tor Ik und dem Tor 28 die Durchschalt impulse zuführt, so daß letzteres die Impulsfolge der hochfrequenten Impulse, die dem Anschluß G vom Oszillator 3o zugeführt werden, durchläßt.

Der Flip-Flop 2o führt dem Tor 5o auch DurchseheItimpulse 5o zu, das die hochfrequenten Impulsfolgen vom Oszillator 31 über den Frequenzteiler 52 zum Subtrahierer durchläßt. Das Ausgangssignal vom Frequenzteiler 52 und der Ausgangssiganl vom Frequenzteiler ko wird dem Subtrahierer kZ zugeführt, der ein Ausgangssignal an den Zähler 5k gibt, das der Differenz der EingangsSignaIe der Frequenzteiler ^o und 52 entspricht.

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Ein Durchflußmesser-Lagerreibungskompensator j6 kann zwischen den Impulsformer 18 und den Flip-Flop 2o geschaltet werden, sollte die Einrichtung dort Anwendung finden, wo Messerreibungsverluste bedeutungsvoll sind. Eine diesbezügliche Schaltungs anordnung wurde in der Stammanmeldung dargelegt.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 8 mit direkter Ablesung besitzt der Zähler 5k eine bekannte Betriebsweise. Der Subtrahierer kann ein Vorwärts- und Rückwärtszähler üblicher Bauart sein; er kann aber auch eine Schaltungsanordnung nach der Beschreibung des in der Stammanmeldung beschriebenen Ausführungsbeispiels besitzen.

In diesem Ausführungsbeispiel werden von den Ausgangssignalen der Oszillatoren 3o und 31 auf ein durch die DurchschaItspannung des Flip-Flops 2o erzeugtes Durchschalten der Tore 28 und 5° getrennte Impulsfolgen gleicher Dauer gebildet.

Die Impulsfolgen vom Tor 28 werden den Impuls-' frequenzteiler 4o, der einen Teilungsfaktor S_Q besitzt, und die Impulsfolgen von Tor 5o dem Impulsfrequenzteiler 52 zugeführt, dessen Teilungs-

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faktor S^ ist. Die Ausgänge der Impulsfrequenzteilor ko und 52 werden an den Subtrahierer kZ gegeben, wobei dessen AusgangsSigna L dLe Differenz zwischen dor Anzahl der an den einzelnen EingangsanschLüssen ankommenden ImpuLse ist. FaILs die Te i Lungs faktoren S₍₎ und Sj„ beide gleich eins gemacht worden, so isfc dLe An» zahL der Impulse pro Impulsfolge des Sub tränierers hZ gLoLch dem Produkte/ der Impulsfolgezeitdauer und der Differenz zwischen den Frequenzen der Signa Le dor Osziiiatoren 3o und 31.

In der Praxis kann der OsziLlator 31 gestellt werden, um ein Signal zu erzeugen, das eine feste Frequenz hat, die gLeich der Frequenz f*_o der Fig. 2 ist. Die Differenz zwischen den Frequenzen der SLgnaLe von den Oszillatoren 3o und 31 variieren, somit von nulL bis (f< - f··) entsprechend der Voränderung des Druckes

von null bis P.. Somit gibt es iminor eine große An- ä

zahl von Pulsen (über boo) Ln jeder Impulsfolge der Tore 28 und 5o, so daß eine hohe Auflösung und Genauigkeit erzLolt worden kann.

Die Anzahl der Im Zähler 5k während eines TordurchschaLtintervaIls angesammelten ImpuLse, während der die Frequenzteiler 4o und 52 Einerfaktoren haben,

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Zl

hängt direkt von der Differenz der Frequenz der Signa Le des auf Druck ansprechenden OszilLators und der Frequenz der mit fester Frequenz arbeitenden OszilLators ')] ab. Dieser Frequenzunterschied steht wiederum in utiinifcteLbarein Verhältnis zum Druck, wie dies bereits oben dargelegt wurde. Demzufolge gibt die Anzahl der im Zähler 5'l· während einer Zeitspanne angesammelten Impulse eine Darstellung der durch den druckkompensLerten Durchflußmesser hindurchgeLaufenen Menge des Strömungsmediums wieder. Die Anzahl der Im Zähler ^r)k gesammelten EmpuLse stelLfc jedoch kein« bequemen Maßeinheiten dar, es aei denn, daß die TeLLunga— faktoren S„ und S „ ptissend gewählt werden. Eine derartige VahL der Faktoren bewirkt, daß der Zähler ^h in geeigneten Einholten den gesamten druckkompensierten DurohLauf der Gasmeiige anzeigt.

Für den FaLL , daß der Oszillator *) 1 mifc einer Frequenz eingesteLLt ist, (ILe gLoLch f ' ist, kann der Teilungsfaktor S.„ <lem Ta Llungs faktor S„ angeglichen werden. Geeigneterweise sollte jedoch als Oszillator 31 ein Kristalloszillator verwendet werden mit einer Betriebsfrequenz: im unteren. MILz-Hereich (im allgemeinen I MiIz)) um hohe StabLLLtät bei niedrigen Kosten zu gewährleisten. In diesem Falle muß die Frequenz

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des Oszillatorsignals den Frequenzteiler durchlaufen, um es f^! anzugleichen. Ein derartiger Frequenzteiler kann hinter dem Tor 5° als Teil des Frequenzteilers 52 zusammengefaßt werden. Er kann aber auch zwischen den Oszillator 31 vaad dem Tor 52 geschlossen werden.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 liefert somit eine Gasmeßeinrichtung mit direkter Ablesung, wobei

das System darüber hinaus Temperaturschwankungen im ™

Gasdurchfluß kompensiert. Bei einer Verwendung dieser Art kann der Meßumformer 1o temperaturempfindlich ausgebildet sein, der eine Ausgangsfrequenz besitzt, die in direktem Verhältnis mit den TemperatürSchwankungen variiert und in einem Arbeitsbereich linear verläuft. Geeignet hierfür sind Meßumformer der in der Anmeldung von Fish et al. (Nr. 682 98o) beschriebenen Bauart.

Der Oszillator 30 kann Teil eines Druck-Meßumformers sein und die gleichen Kenngrößen aufweisen, wie sie oben im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben werden.

Die Größen der Impulsfrequenzteiler 22, 52 und 4o können wie folgt berechnet werden:

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ZH

Sf_s·· (P₁ - P₂) (V₂

wobei f^w die Ausgangsfrequenz des Temperatur-Meß-Umformers bei Solltemperatur, bei der eine Lesung der Durchflußmenge erwünscht ist, S der Teilungsfaktor eines (nicht gezeigten) Frequenzteilers, der nach Wunsch verwendet werden kann, tim die Frequenz der Durchflußimpulse herabzusetzen, die an das Flip-Flop 2o gegeben werden, P_ einen Solldruck von

1,o3 at(i^,7 psdg) und f ^M' die Frequenz des Oszillators 31 darstellen.

Vie bereits oben in Gleichung (2) dargelegt, muß S größer sein als die Durchschaltdauer, geteilt durch die Zeit t, die auf der Wellenform der Fig. 5 angezeigt ist. Die Lagerreibungskompensationsfrequenz läßt sich ebenfalls nach der folgenden Gleichung berechnen.

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f = V₁ (f₂ - ^₁) - ^f1 ( ^V2 - V (6)

^V2 ^V1

Als Beispiel sei angenommen, daß die Kennlinie des Durchflußmessers bei einer konstanten Leistungstemperatur und bei einem konstanten Druck so verläuft, daß fp st 255o Hz bei einer volumetrischen Durchflußgeschwindigkeit von 1o2o m /Tag (36000 cf/Tag) und f. =s 255 Hz bei einer volumetrischen Durchflußgeschwindigkeit von 1o2 m /Tag (3600 cf/Tag) ist und der mittlere atmosphärische Absolutdruck 1 at beträgt.

Die Lagerreibungskompensation sei zunächst vernachlässigt, indem man f gleich null setzt, und die Zeit zwischen zwei Durchflußmesserimpulseu betrage 1/5000 Sekunden. Ferner sei die AusgangssignaIfrequenz des Druckumformer f = looo Hz (f^f ₂) ^eL einem Überdruck von 0 at und 800 Hz (f..) bei einem überdruck _Λ von 7 at, während sich die Frequenz f* des Ausgangs— signals des Temperatur-Meßumformers von 92o Hz bei h6o° R auf 112o Hz bei ^r)6o° R ändern und bei tier Sn¹!temperatur f^tt a Iu^o Hz sein möge.

Um pro I00 Kubikfuß (cf) d*e auf einen absoluten Solldruck P von l_to3 at (1^,7 psia) korrigierten

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BAD ÖFH61NAL

Gases und bei einer Solltemperatur T von 15»6 C

(6o Ρ) einen Impuls zu registrieren, wird eine Solldur chsehaLtdauer // von o,5 Sekunden gewählt.

Aus Gleichung (l)) erhält man dann: S_ = (o,5) (io4o) = 52o,

Da S größer sein muß a Ls die Durchschaltdauer, dividiert durch die Zeit t, ergibt sich S> (o,5) (5ooo) = 25oo (7)

Mit S = 2600 ergibt sich aus Gleichung (k) S₉ = 346o, wobei dLo in KubikfußTag gemessene Größe (V„ - V.) durch (loo) ('}6oo) (2^1·) dividiert wird, um auf Hunderter der Einhoit Kubikfuß/Sekimde zu kommen.

Aus der G-Leichung (^) ergibt sich S /3^60, wenn fⁿ · atigegL Lehen wird an f '.

Der ta tsächi ich,» V«rt der Durchschi) L tdauer ergibt sich bui eiii€!f hos t LninifcHu Γκιιιρπ t'ii tür uus der GLeichung (')) zu:

(a)

Aus dioaer (JLo ic:bung (H) nrgibt riicli, daß sich die Uurch Ltdatior utitgokohrt proport Lonu L mit dar ab.soLufceri

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BAD ORIGINAL

Temperatur f^w bei der Zuführung von Impulsen zum Frequenzteiler ho ändert. Dies folgt aus den Gas— gesetzen, nach denen sich das Volumen V bei kon-

stantem Druck umgekehrt proportional in Abhängig-keit von der absoluten Temperatur ändert.

V = PV .Ts (9)

T Ps

wobei V das auf Normal temperatur und Nox'ma 1 druck

umgerechnete Volumen ist und T und P die .Augenblickswerte der Temperatur und des Gasdrucks sind.

Nach Gleichung (9) ändert sich der Druck P proportional mit dem Volumen V bei konstanter Temperatur.

Da die Durchs cha It da tier bei konstanter Temperatur konstant ist (siehe Gleichung (8) oben), ist die Anzahl der im Zähler angesammelten Impulse direkt

proportional mit dem Druck, wie obon beschreiben. "

Die LagerroibunRskompensation kann die Schaltungsanordnung nach der Stammanmeldting verwendet werden.

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Reinölmeßeinrichtung mit hohem Auflösungsvermögen

Das in Fig. 9 dargestellte Ausführungsbeispiel kann auch zur Temperaturkompensation einer Reinöldurchflußmeßeinrichtung vie sie oben beschrieben ist, angepaßt sein. Die Temperaturkompensation ist besonders beim Messen des Durchflusses von raffiniertem Öl durch eine Verkaufspipeline wichtig, weil dort ein hohes Auflösungsvermögen erforderlich ist. In einem derartigen Fall schwankt der Wassergehalt der Emulison zwischen 0 und 3 $ vaxd man will den Ölgehalt auf mindestens o,1 ^ vom gesamten Fliissigkeitsvolumen der Emulsion genau erfassen.

Nach Fig. 9 ist eine kapazitive Sonde 51 koaxial in einer Rohrleitung 53 in an sich bekannter Weise auf einem Stützelement 55 angeordnet. Die Sonde 51 bildet einen Teil eines Meßumformern 56, der einen Oszillator enthält, dessen Ausgangsignalfrequenz f¹ sich mit der Dielektrizitätskonstanten der durch die Rohrlei C¹USIg 53 zwischen der Sonde 51 und den inneren Wänden der Rohrleitung 53, die die andere Platte des Kondensators bilden, strömenden Emulsion ändert.

Die Dielektrizitätskonstante der Emulsion ist, wie bereits erwähnt, vom Öl/Wasser-Verhältnis der Emulsion abhängig, wobei die Ausgangssignalfrequenz s f¹ des

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Meßumformers 56 daher ebenfalls vom Reinölgehalt der Flüssigkeit abhängt.

Die Dielektrizitätskonstante des Öls ändert sich jedoch auch mit der Temperatur. Wenn sich die Temperatur des Öls ändert, ändert sich auch die Ausgangssignalfrequenz f* des Meßumformers, was als Änderung des

Öl/Wasser—Verhältnisses aufgefaßt wird, obwohl sich ^

dieses Verhältnis nicht geändert hat. Diese Tempe\-afcur— abhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten des Öls kann sich also als Meßfehler auswirken tmd soll daher kompensiert werden, wozu die erfindungsgemäße Einrichtung dient.

De^mzufolge ist ein zweiter Meßumformer 58 in der Rohrleitung 53 angeordnet. Dieser Meßumformer 5" kann einen Oszillator enthalten, der dem Oszillator

des Reinöl-Meßumformers 56 in jeder Hinsicht gleicht. "

Der Meßumformer 58 kann eine kapazitive Sonde 60 enthalten, die koaxial in einer dichten zylindrischen ZeLIe 62 angeordnet ist, die von den Wänden der Rohrleitung 53 nach innen ragt, so daß sie dieselbe Tempora tür annimmt, wie die durch die Rohrleitung strömende Flüssigkeit. Das Innere Sh der ZeLLe 62 kann mit einem ÖL oder mit einer anderen Substanz gefüLLt sein, tue ahn Liehe dielektrische Eigenschaften hat wie das ÖL in der durch die Rohrleitung 5

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strömenden Emulsion hat. Die Zelle 6Z bildet die andere Elektrode des Kondensators und kann aus einem Material hergestellt sein, dessen Festigkeit ausreicht, die Strömungskräfte der die Rohrleitung 53 durchströmenden Emulsion auszuhalten. Es ist wichtig, daß der Abstand zwischen der Sonde 60 und der Zelle 62 konstant bleibt.

Die Frequenz f*¹¹ des Ausgangssignals des Meßumformers hängt in derselben Weise von der Kapazität, bzw. der DLelektrizifcätskonstantGn des Öls zwischen der Sonde 60 und der Zelle 62 ab, wie die Frequenz f^f des Ausgangssignals des Meßumformers 56 Trom ülgehalt in der durch die Rohrleitung 53 strömenden Flussigkeifcsemulsion. Ebenso wie sich die DLelektrizitätskonstante des Öls im Innern 64 der Zelle 62 nur mit der Temperatur ändert, ändert sich auch die Frequenz f¹ des Ausgangs— sLgnaLs des Meßumformers 56 vom Ölgehait in der durch die Rohrleitung "53 strömenden EmuLsion.

In der Rohrleitung 53 kann auch ein herkömmlicher DurchfIuflmasser 66 mit ein FLügeLrad 68 tragenden LeLtschaufe !anordnung 6^l) sowie eine Abtasteinrichtung 7° angeordnet sein, die die Rotation des FLügeLrades 6H, wenn eine FLüssigkoit durch die Rohrleitung 53 strömt, fesfchäLb. Π 1 s Ausg<mg33 igtia L ties Durchf Lußmesaers

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3 Ü ü B 1 0 / (] 2 3 0 BAD original

66 besteht aus einer Folge elektrischer Impulse, die in einem Impulsformer 72 geformt verden können und dem Setzeingang 74 eines Flip-Flop t6 zugeführt verden. Die Frequenz des Ausgangssignals des Impulsformers 72 vird in einem Frequenzteiler 78 untersetzt und einem Summiernetzverk 80 zugeführt.

Der binäre 1-Ausgang 81 des Flip-Flop 76 ist mit einem A

Eingang 82 eines UND-Tores 84 und mit einem Eingang 86 eine* UND-Tores 88 verbunden. Das Ausgangssignal des Meßumformers 36 vird dem anderen Eingang °0 des UND-Tores 88 und dem anderen Eingang 92 des UND-Tores 84 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Tores 84 vird in einem Frequenzteiler 96 untersetzt und dem Rücksetzeingang 98 des Flip-Flop 76 zugeführt. Das Ausgangssignal des UND-Tores 88 vird in einem Frequenzteiler 100 untersetzt und dem Summiernetzverk 80 zugeführt. Das Summiernetzverk 80 kann beispielsweise die bereits oben beschriebene Strahierschaltung sein. Das Ausgangssignal des Summiernetzverks 80 vird einem herkömmlichen Impulszähler 83 zugeführt.

Da die Anzahl N der vom UND-Tor 88 durchgelassenen !«pulse eine Funktion der Durchschaltdauer und der Frequenz f * des Reinöl-Meßumformers 56 ist, d. h.

N =A f« (10),

und da ff « 11

f" (11)

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ist, wobei S₁₁ der Teilungsfaktor des Frequenzteilers 96 ist, erhält man

N = S_n fj_ (12).

Da die Frequenz f' des Ausgangssignals des Meßumformers 56 vom Öl/Wasser-Verhältnis und der Temperatur abhängt, und da das Atsgangssignal des Meßumformers 58 in derselben Weise wie das des Meßumformers 56 lediglich von der Temperatur abhängt, lassen sich die Auswirkungen der Temperaturschwankungen auf die Dielektrizitätskonstante des Öls in der Flüssigkeit, die durch die Rohrleitung 53 strömt, und damit aus der Anzahl der dem Frequenzteiler 100 und anschließend dem Zähler 82 zugeführten Impulse eliminieren.

Die jeweiligen Teilungsfaktoren S₁₀ und S₁- der Frequenzteiler 78 und 100 lassen sich in derselben Weise bestimmen wie die Teilungsfäktoren S_ und Sr, wie es an Hand von Fig. k beschrieben wurde. Der Teilungsfaktor S₁₁ des Frequenzteilers 96 ergibt sich aus der Gleichung (3)» in der f ^N die Frequenz des Ausgangssignals des temperaturempfindlichen Meßumformers 58 bei Normaltemperatür der Flüssigkeitsemulsion in der Rohrleitung 53 ist.

Eine Drift läßt sieh ebenfalls nach der Erfindung kompensieren wenn die beiden Meßumformer 56 und 53 aus der gleichen

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Spannungsquelle gespeist werden. Dadurch, ergibt sich eine Reinöl-Meßeinrichtung, die sowohl gegen Temperaturals auch Speisespannungeschwankungen unempfindlich ist. Die Einrichtung hat ein Auf13sungsvermögen, wie es bisher nicht erreicht wurde. Wenn der Vasseranteil der Flüssigkeit semulsion in der Rohrleitung 53 auf etwa 3 Ί° begrenzt wird, hat die Einrichtung die Fähigkeit, den Wassergehalt auf mindestens 0,1 ^ des Gesamtvolumens der FlUssigkeits- Λ emulsion in der Rohrleitung 53 aufzulösen.

Die Erfindung läßt sich daher in den verschiedensten Ausführungsarten verwirklichen, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

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SAß

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Messen des Durchflusses eines strömenden Mediums durch einen Strömungskanal, in dem sowohl die Durchflußleistung als auch eine physikalische .Betriebsgröße des strömenden Mediums veränderlich sein kann, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

   a) Erzeugen einer ersten Folge elektrischer Impulse mit einer Frequenz, die von dem Durchfluß des strömenden Mediums abhängt und bis zu einer maximalen Größe veränderlich ist,

   b) Erzeugen einer zweiten Folge elektrischer Impulse mit einer von der veränderlichen Betriebsgröße des strömenden Mediums abhängigen Frequenz, wobei diese Impulse eine Minimal frequenz haben, die mindestens eine Größenordnung größer als die Maximalfrequenz der ersten Folge von Impulsen ist,

   c) Summierung des inkrementellen mathematischen Produkts des Augenblickswertes der Durchflußleistung und der veränderlichen Betriebsgröße über eine lange Zeitspanne, indem Impulszüge oder -folgen erzeugt werden, bei denen die Anzahl dar Impulse in jedem Impulszug von der veränderlichen Betriebsgröße abhängt und die Anzahl der InpulszUge, die in dieser langen Zeitspanne erzeugt werden vom Durchfluß abhängt,

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   SS

   d) Herstellung einer Oszillatorschaltung zur Erzeugung von Impulsen eines Impulszuges, wobei die genannten Impulszüge während eines Zeitintervalls erzeugt wurden, dessen Beginn von den durch die erste elektrische Impulsfolge ausgelösten Durchflußimpulsen abhängt, und wobei dieses Intervall durch die Speicherung von einer vorherbestimmten Anzahl von Impulsen der zweiten Impulsfolge beendet wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der zweiten Folge elektrischer Impulse von der Temperatur des Strömungsmediums und die Frequenz der von der Oszillatorsehaltung erzeugten Impulse von dem Druck des Strömungsmediums abhängt, wobei das inkrementelle mathematische Produkt den Durchfluß bei Normaltemperatur und Normaldruck darstellt*

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der zweiten Folge elektrischer Impulse von zwei veränderlichen Betriebsgrößen des strömenden Mediums und die Frequenz der vom Oszillatorkreis erzeugten Impulse in der gleichen Weise von einer der beiden Betriebsgrößen des Mediums abhängig ist, wie die zweite Folge elektrischer Impulse von der erwähnten einen veränderlichen Betriebsgröße abhängt, wodurch diese veränderliche Betriebsgröße als eine Variable beim Summieren des inkrementellen mathematischen Produktes eliminiert wird.

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   4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Korrelation der den Durchfluß und die veränderliche Betriebsgröße betreffenden Impulssignale, um durch Subtrahieren eine unmittelbar ablesbare Darstellung des Durchflusses zu erzeugen, die um den durch die verändernde Betriebsgröße bestimmten Betrag kompensiert wurde,

   5. Verfahren sum Messen des Durchflusses eines strömenden Mediums unter Kempensation einer veränderlichen Betriebsgröße des strömenden Mediums, gekennzeichnet durch folgende Verfahrenssehrittes

   a) Erzeugen einer ersten Folge elektrischer Impulse mit einer von der Flüssigkeitsströmung abhängigen Frequenz,

   b) Erzeugen einer »weiten Folge elektrischer Impulse mit einer von einer veränderlichen Betriebsgröße abhängigen Frequenz, durch die die Durchflußmessung kompensiert werden soll,

   c) Erzeugen einer dritten Folge elektrischer Impulse und Zählen der Impulse der dritten Impulsfolge, die während des Zeitintervalls auftreten, das zu einem Zeitpunkt in Abhängigkeit vom Auftreten eines Impulses der ersten Folge elektrischer Impulse einsetzt und zu einem Zeitpunkt in Abhängigkeit vom Auftreten einer feststehenden Anzahl von Impulsen der zweiten Folge unmittelbar nach dem Einsetzen des Intervalls

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   aufhört, vobel die Speicherung der gezählten Impulse der dritten Folg· eine Messung des kompensierten Durchflusses ergeben.

   6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der dritten Folge elektrischer Impulse eine feste Frequenz ist.

   7· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß Λ

   die Frequenz der dritten Folge elektrischer Impulse von einer zweiten veränderlichen Betriebsgröße abhängt, mit velcher die Messung dos Durchflusses kompensiert werden soll.

   8. Verfahren nach Anspruch 7_t dadurch gekennzeichnet, daß die erste Betriebsgröße die Dielektrizitätskonstante des strSmendon Mediums ist und die Frequenz dor dritten Folge elektrischer Impulse von der Temperatur des Strömungsmittels und auch von der Dielektrizitätskonstante des Mediums in der gleichen Weise vie die Frequenz der zweiten Folge elektrischer Impulse von der Dielektrizitätskonstante des Strömungsmediums abhängt.

   9. einrichtung zum Messen dos Durchflusses eines striaenden Mediums und zum Darstellen dos kompensierten Sohvankungseinflusses auf die Messung des Durchflusses, gekennzeichnet durch!

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   BAD

   a) Mittel zu Erzeugen τοη Strömungsimpulsen nach Maßgabe der Flüssigkeitsströmung, wobei das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden. Impulsen bei maximaler Durchflußleistung nicht unter einer vorher bestimmten Zeitspanne liegt,

   b) Mittel zum Erzeugen Ten Impulsen in Abhängigkeit τοη der veränderlichen Betriebsgröße des strömenden Mediums, vobei das Intervall zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen der niedrigsten Frequenz wenigstens eine Größenordnung größer als die Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen bei maximaler Strömungsgeschwindigkeit ist, so daß mindestens zehn oder mehr betriebsgrößen-abhängige Impulse während der Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Durchflußimpulsen erzeugt werden,

   c)eine Impulszählvorrichtung sowie eine auf die Durchflußimpulse derart ansprechende Schaltung, daß sie der Zählvorrichtung Impulse zuführt, wobei die genaue Anzahl der Impulse in jedem der Impuls züge vom Betrag der Betriebsgröße während der betreffenden Zeitspanne abhängt, wobei diese Schaltung eine erste Torschaltung ist, die durchgesohaltet wird, wenn die bistabile ttppsehaltung gesetzt ist, und die gesperrt wird,wenn die bistabile Kippschaltung zurückgesetzt ist,, sowie einen Frequenzteiler, der zwischen dem Ausgang der zweiten Torschaltung und dem Rücketellansehluß für die bistabile Kippschaltung liegt,

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   1956331

   d) Mittel zum Zuführen der betriebsgrSßen-abhängigen Impulse zum Eingang des zweiten Torkreises, um die bistabile Kippschaltung nach dem Speichern einer vorherbestimmten Anzahl betriebegrößen-abhängiger Impulse in der zwischen aufeinanderfolgenden Durchflußimpulsen liegenden Zeitspanne zurückzustellen,

   e) einen Oszillator und Mittel, um das Ausgangs signal des Oszillators an den Eingang der ersten Torschaltung sowie vom Ausgang der ersten Torschaltung an die Zähleinrichtung zu geben.

   10. Einrichtung nach Anspruch 9» gekennzeichnet durch einen Subtrahierer, der zwei Eingangsansehlüsse und einen Ausgangsanschluß, Mittel zum Zuführen von Impulsfolgen durch einen zweiten Frequenzteiler zu anderen Eingangen und Mittel aufweist, die den Ausgangsanschluß mit -der Zahlereinrichtung verbindet.

   11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungsfaktoren der ersten und zweiten Frequenzteiler so gewählt sind, daß sie ein Ausgangs signal des Subtrahierers erzeugen, das direkt «in Maß für einen Bruchteil des Gesamtdurchflusses ist, und daß die Einrichtung ferner ein Register, das den Gesamtdurchfluß registriert und eine Schaltung enthält, die zwischen den Durchflußmesser und das Register geschaltet ist.

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   BADORJGiWAt

   12* Einrichtung nach Anspruch 9» dadurch ^kennzeichnet, daß sie ein· Quelle elektrischer Impulse, die eine Ton Reibungsverlusten in der Durehflußimpulserzeugungsvorrichtung abhangige Frequenz haben« und eine die Reibungeverlustimpulse zu den Durchflußimpulsen derart hinzuaddierende Vorrichtung enthält, daß periodisch zusätzlich Impulszüge erzeugt verden.

   13. Einrichtung zum Erzeugen einer modifizierten Darstellung oder Wiedergabe des digitalen. Ausgangssignals eines Durohflußmessers, gekennzeichnet durchs

   a) einen Durchflußmesser zum Erzeugen einer Folge elektrischer Impulse mit einer tos Durchfluß abhangigen Frequenz,

   b) einen ersten Generator zum Erzeugen einer zweiten Folge elektrischer Impulse mit einer Frequenz, die τβη der Betriebsgröße abhängt, in Abhängigkeit ron der das Ausgangssignal des DurohfluBmessers modifiziert verden soll,

   c) einen zweiten Generator, der eine dritte Felge elektrischer Impulse erzeugt,

   d) eine Zlhlervorriehtung für elektrische Impulse und Torvorrichtungem, verbunden mit dem Ausgang des Durchflußmessers, mit dem erstem und dem zveiten Generator

   ■- sowie mit dem Eingang der genannten Zählvorrichtung, die die dritte Felge elektrischer Impulse der ZKhI-verriehtung zuführt*

   309810/023Ö - kz -

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   Ik. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß da· strömende Medina ein Gas, di· Betriebsgröße eine Temperatur ist und die Frequenz der dritten Folge elektrischer Impulse tob Druck des Gases abhängt, derart, daß die Darstellung des digitalen Durchflußmesserausgangssignals auf eine Nermaltemperatur und einen Normaldruck modifiziert wird.

   15· Einrichtung nach Ansprch 13, dadurch gekennzeichnet, daß " die Frequenz der zweiten Felge elektrischer Impulse von zwei veränderlichen Betriebsgrößen des Mediums abhängt und die Frequenz der dritten Felge elektrischer Impulse von einer der beiden veränderlichen Betriebsgrößen in derselben Veise vie die zweitejt Folge elektrischer Im-Pulse von der einen veränderlichen Betriebsgröße abhangt.

   16. Einrichtung nach Anspruch 13» dadureh gekennzeichnet, daß

   der erste Generator einen Meßumformer enthält, der eine λ Betriebsgröße des durch dem Durohflußmesser strSmenden Mediums überwacht und änderungen dieser Betriebsgröße feststellt, daß die Torvorrichtung ein Flip-Flop mit einem an dem Ausgang des Durehflußmessers angeschlossenen Setzeingang, einen Frequenzteiler mit einem an dom Rückestzoingamg dos Flip-Flop angeschlossenen Ausgang, ein erstes UND-Tor mit. einem am den Eingang dos Frequenzteilers angeschlossenem Ausgang und eimern am den Ausgang dos erstem Oeneraters angeschlossenem Eingang,

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   BAD ORKaINAL

   und ein zweit·· UND-Tor alt einem an den A umgang des zweiten Generators angeschlossenen Eingang und einem an die Zählvorrichtung angeschlossenen Ausgang enthält und daß der Setzausgang des Flip-Flop über eine Schaltung ■it dem anderen Eingang des ersten und zweiten UND-Tores verbunden ist.

   17· Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Generator eine vierte Folge elektrischer Impulse erzeugt, die eine Frequenz in Abhängigkeit einer zweiten Betriebsgröße des strömenden Mediums besitzen, und daß die Testvorrichtung eine Vorrichtung enthält, um die Anzahl der Impulse inkier ersten und vierten Folge elektrischer Impulse zu untersetzen sowie eine Subtrahiererverrichtung, um die dritte Folge elektrischer Impulse von der vierten Felge elektrischer Impulse abzuziehen.

   18. Digitale Schaltvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Impulszähler, eine erste und zweite Quelle elektrischer Impulse, eine Schaltverrichtung, durch die elektrische Impulse während einer Terdurehsohaltzeitspanne an den Zähler gegeben werden und. duroh eine Anordnung, mit der in Abhängigkeit eines Impulses vom der ersten Stromquelle das Durehsohaltintervall ausgelöst und naeh dem Auftreten einer vorbestimmten Anzahl elektrischer Impulse aus der anderen Quelle das Durchsehaltintervall beendet wird.

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   ,Λ,« r. « __Z: BAD ORIGtNAL

   19· Schaltvorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine dritte Quelle elektrischer Impulse, wobei die zweite und dritte Quelle elektrischer Impulse im wesentlichen identische Oszillatorkreise aufweisen, die jeweils ein variables kapazitives Element im frequenzbestimmenden Schaltkreis besitzen.

   20. Schaltvorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß das eine der die Ausgangssignalfrequenz bestimmen- ™ den Kapazitätselemente in Abhängigkeit von einer zweiten Betriebsgröße veränderbar ist und daß.das andere der die Ausgangssignalfrequenz bestimmenden Kapazitätselemente in Abhängigkeit von der ersten Betriebsgröße in einer ¥eise veränderbar ist, die mit der Abhängigkeit des einen Kapazitätselementes von der ersten Betriebsgröße in Beziehung steht.

   21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß λ die zweite Betriebsgröße von der Zusammensetzung eines strömenden Mediums und der Temperatur dieses Mediums abhängt und daß die erste Quelle elektrischer Impulse auf den Durchfluß dieses Mediums anspricht.

   22. Digitale Schaltvorrichtung, gekennzeichnet durch einen Impulszähler, einen Durchflußmesser zum Erzeugen einer ersten Folge elektrischer Impulse mit einer Frequenz, die vom Gesamtdurchfluß abhängt, eine Kapazitanssonde, die

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   im strömenden Medium angeordnet let, um ein Signal zu erzeugen, das vom Öl /Wasser- Verhältnis und der Temperatur des Mediums abhängt, Mittel zum Erzeugen eines von der Temperatur des Mediums abhängigen Signals, vobei letzteres und das Signal von der Kapazitanzsonde auf Temperaturechwankungen des Mediums in der gleichen ¥eise variiert und durch eine Torsehaltanordnung, die mit dem Durehflußmesser, der Kapazitanzsonde und letzteren signalerzeugenden Mitteln verbunden ist, um in jedem von einer Anzahl von Durchs ehalt Intervallen intermittierend dem Zähler Impulszüge zuzuführen.

   23* Schaltvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturabhängige Verrichtung eine versiegelte Flüssigkeitszelle ist, die ssur Übertragung der Yäremmeßwerte im strömenden Medium angeordnet ist, vobei diese Zelle eine Flüssigkeit enthält, deren Temperaturkenngrößen annähernd dem strömenden Medium gleich sind, und eine Kapazitanzsonde aufweist, die in der Zelle angeordnet ist, woduroh die Wirkungen der Temperatur im wesentlichen von der Anzahl der dem Impulszähler zugeführten Impulse.eliminiert verden kann.

   2k, Verfahren zum Kompensieren einer digitalen Darstellung eines Betriebezustandes für einen den Betriebssustand oder die Betriebsgröße beeinflussenden Faktor, gekennzeichnet

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   ■">■"■"*-

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   durch das Erzeugen einer ersten Folge elektrischer Impulse mit einer Frequenz, die zum die Betriebsgröße beeinflussenden Faktor in Beziehung steht, durch Erzeugen einer zweiten Folge elektrischer Impulse mit einer Frequenz, die zum die Betriebsgröße beeinflussenden Faktor in Beziehung steht, und durch Zählen der Impulse in einem Impulszug von einer der Folgen elektrischer.Impulse während eines Durchs ehalt in tervalls, wobei dessen Dauer iron der Speicherung einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen in der anderen Folge elektrischer Iepulse abhängt.

   25· Verfahren nach Anspruch Zk, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße von der Dielektrizitätskonstante des Madiuas abhängt und daß der Faktor, der diese Betriebsgröße beeinflußt, von der Dielektrizitätskonstante, einer zweiten Flüssigkeit abhängt, die mit der ersten Flüssigkeit in wärmeübertragendem Verhältnis steht.

   26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchsehaltintervall· mit einer Frequenz wiederholt worden, die mit dem Durehfluß der ersten Flüssigkeit in Beziehung steht und daß die Anzahl der !»pulse in den Darch» aehaltiatarvallen summiert wird·

   S7» !Einrichtung wem Erzeugen eimer aadifisiartea Darst«llmng digitalen Awsgangssignal® ein«a

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   BAD i

   ΊΟ

   kennzeichnet durch einen Durehflußmesser zum Erzeugen einer ersten Folge elektrecher Impulse »it einer vom Durchfluß abhängigen Frequenz, einem ersten Generator zum Erzeugen eines von der ersten Betriebsgröße abhängigen Signals, deren Durchflußmesserausgang modifiziert werden soll, einen zweiten Generator zum Erzeugen einer zweiten Folge elektrischer Impulse mit einer Frequenz, die von. einer zweiten Betriebsgröße abhängt, für die der Durchflußmesserausgang modifiziert werden soll, einen dritten Generator zum Erzeugen einer dritten Folge elektrischer Impulse mit einer vorbestimmten Frequenz, einer Anordnung zum Zählen der elektrischen Impulse, Torschal— tungen zum Zuführen der Differenz der Anzahl von Impulsen der zweiten und dritten Impulsfolge an den durchgesehaltoten Zähler und durch eine Verrichtung, die auf die erste Folge elektrischer Impulse und auf das Signal anspricht, das die Torschaltung durchschaltet.

   28. Einrichtung nach Anspruch. 27t dadurch gekennzeichnet, daß das Signal ein digitales Signal ist und daß die Durchsehaltanordnung mit einem an de» Ausgang des Durchflußmesser» angeschlossenen Setzeingang, einen Frequenzteiler mit einem an den Rüeksetzeingang am» Flip-Flop angeschlossenen Ausgang, ein erstes Tor mit sinem an dem Eingang des Frequenztellers angeschlossenen Ausgang und einem an den Ausgang des ersten Generators eingeschlossenen Eingang, und

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   eine Anordnung enthält, die auf das Setzen des Flip-Flop anspricht, tun das Tor dttrehzus ehalt en.

   29· Einrichtung nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß das strömende Medium ein Gas ist, wobei die erste Betriebsgröße die Temperatur des Gases und die zweite Betriebsgröße der Druck des Gases ist.

   30. Verfahren zum Messen des Durchflusses eines strömenden M Mediums, das gegen Schwankengen der beiden Betriebsgrößen kompensiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Folge elektrischer Impulse mit einer vom Durchfluß abhängigen Frequenz und eine zweite und dritte Folge mit einer von der veränderlichen ersten bzw. zweiten Betriebsgröße - deren Kompensation durchgeführt werden soll- abhängigen Frequenz und eine vierte Folge elektrischer Impulse mit einer vorbestimmten Frequenz erzeugt wird, und daß die Differenz der Impulse der dritten und vierten Folge, die während der Zeitspanne auftreten, die abhängig ist in der ™ Frequenz von dem Durchfluß und in der Dauer von der Anzahl der Impulse in der zweiten Impulsfolge, gezahlt wird.

   31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitspannen in einem vom Auftreten eines Impulses in der ersten Folge elektrischer Impulse abhangigen Zeitpunkt beginnen und in einem Zeltpunkt enden, der Tea der Ansammlung einer vorbestimmten Anzahl ven Impulsen in der zweiten Folge elektrischer Impulse abhängt.

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   32. Verfahren nach. Anspruch 3I, dadurch gekennzeichnet, daß das «trottende Medium ein Gas ist, vobei die erste Betriebsgröße die Temperatur des Gases und die zweite Betriebsgröße der Druck des Gases ist.

   33· Verfahren zum Erzeugen einer direkt lesbaren, Modifizierten Darstellung des digitalen Ausgangs eines Durchflußmessers gekennzeichnet durch Erzeugen einer ersten Folge elektrischer Impulse mit einer vom Durchfluß abhängigen Frequenz, die ▼on null bis zu einem Torbestimmten Maximalwert veränderlich ist, Erzeugen eines Stopsignals, das zu einem Zeitpunkt auftritt, der zu einem Faktor in Beziehung steht, durch den die Durchflußdareteilung modifiiert werden soll, Erzeugen Ton Impuls zügen, die auf einen Impuls der ersten Impulsfolge ■ beginnen und auf das Stopsignal hin enden, und durch Erzeugen der modifizierten Darstellung am Ausgang einer Subtrahierschaltung, der Impulse zugeführt werden, die vom Durchfluß des strömenden Medijms abhängig sind und die in diesen Impuls zügen auftreten.

   3^. Einrichtung zum Erzeugen einer modifizierten Darstellung oder Wiedergabe des digitalen Ausgangssignals eines. Durchflußmessers, gekennzeichnet durch einen Durchflußmesser, der ein digitales Signal mit einer vom Durchfluß abhängigen Frequenz erzeugt, einen Meßumformer, der ein Signal erzeugt, das von der veränderlichen Betriebsgröße abhängt, für welche das Signal vom Durehflußmesser modifiziert werden soll,

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   einen Generator «tut Erzeugen eines digitalen Signals, eine Anordnung zum Zahlen der elektrischen Impulse und durch eine Torschaltung, die so geschaltet ist, daß sie Signale vom Durchflußmesser, -tob Meßumformer und vorn Generator empfängt, um an den Zahler ein Digitalsignal zu gehen.

   35· Einrichtung nach Ansprach 3k, dadurch gekennzeichnet, daß das Ton der Torschaltung an den Zahler gegebene Digitalsignal intermittierend ist, um Impulszüge zu bilden·

   36, Einrichtung naoh Anspruch 35 t dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Impulszüge im Digitalsignal, das an den Zahler gegeben wir, in Abhängigkeit τβη einem Impuls im Digitalsignal vom Durchflußmesser initiert wird.

   37» Einrichtung naoh Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß

   jeder der Impulszüge wenigstens 100 Impulse enthalt. g

   38. Verfahren zum Erzeugen einer modifizierten Darstellung oder Wiedergabe des digitalen Ausgangsslgnals eines Durehflußmessers, gekennzeichnet durch Erzeugern eines Digitalsignals mit einer vom Durchfluß des strömenden Mediums abhangigen Frequenz, Erzeugen eines Signals, das von der veränderlichen Betriebsgröße abhängt, für die das Signal vom Durehflußmesser modifiziert werden soll, Erzeugern einer Teige vom Impulsen, wad durch Erzeugen wen Impulszügen auf das durehfluß&hh&ngige und das betriebsgrißenabhänjige Signal sewie auf die Impuls-

   309810/0238 . ₅₁ „

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   folge, bei der die Anzahl eier Impulszüge vom Durchfluß abhängt und bei der die Anzahl der Impulse in jeden Zug von der Betriebsgröße abhängt, für velehe das durchflußabhlngige Signal modifiziert werden soll.

   39· Einrichtung nach Anspruch 38„ dadurch gekennzeichnet, daß die Impulszüge Mindestens 1OO Impulse enthalten.

   kO, Einrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Impulsfolge mit einer zveiten veränderliehen, physikalischen Betriebsgröße des strömenden Mediums in Beziehung steht.

   kl, Verfahren zum Erzeugen einer modifizierten Darstellung oder Wiedergabe eines Durchflußmessers, gekennzeichnet durch das Erzeugen eines ersten, vom Durchfluß ύ·» strömenden Mediums abhängigen Signals, das mindestens um IO £ veränderbar ist, Erzeugen eines zveiten, ven einer veränderlichen physikalischen Betriebsgröße des strSmenden Mediums abhangigen Signals, das mindestens um 10 jL veränderbar ist, Erzeugen eines dritten Signals unabhängig von dem ersten und zveiten Signal, und durch Erzeugen eines vierten Signals, das auf das erste, das zveite und das dritte Signal anspricht, vobei das vierte Signal aus Impulszügen besteht, deren Anzahl vom Durchfluß des strSmenden Mediums abhängt, und vebei die Anzahl der Impulse in jedemlmpulszug wenigstens eine Zehnereinheit bildet und mit der Betriebsgrüße in Beziehung steht.

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   42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die gezählten Impulse als Impulse im dritten Signal gelten.

   43· Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Signal von einer zweiten veränderlichen, physikalischen Betriebsgröße abhängt.

   44. Verfahren nach Anspruch 4i, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Signal von zvei veränderlichen, physikalischen Betriebsgrößen der Flüssigkeit abhängt und in Abhängigkeit von einer der beiden veränderlichen Betriebsgrößen in der

   in Bezug gleichen Weise veränderbar ist vie das zweite Signal/auf die betreffende veränderliche Betriebsgröße veränderbar ist.

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