DE19681587C2 - Surface tension measurement in pressurised environment - Google Patents
Surface tension measurement in pressurised environmentInfo
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Abstract
Description
Das Verfahren des maximalen differentiellen Blasendruckes unter Verwendung zweier Öff nungen unterschiedlicher Durchmesser, die in die Oberfläche eines Fluids eingetaucht wer den, wurde vor über 15 Jahren entsprechend der Beschreibung in dem US-Patent 4,416,148 für anpaßbar erachtet für das Messen in einer Umgebung unter Druck bzw. Druckumgebung bei einem Druck von nominal bis zu 10 psig bei 25°C. Die Spitzenwerter fassung mit elektronischer Hardware für die Messung der Oberflächenspannung für ein Fluid mit der Technik des modifizierten, maximalen, differentiellen Blasendruckes wurde für Nichtviskosefluids für ausreichend angesehen sowie für Fluids, die unter Bedingungen ohne Druck geprüft wurden. Die Hardware-Spitzenwerterfassung ist auf Wandlerausgangssignale beschränkt, die im Wert unipolar (positiv) sind, nominell zwischen 0 bis 5 oder 0 bis 10 Volt Gleichstrom. Schaltkreise des Hardware-Spitzenwerterfassungsdetektors werden jedoch bei einem Nulldurchgang falsch ausgelöst bzw. getriggert.The method of maximum differential bladder pressure using two public different diameters that are immersed in the surface of a fluid was disclosed over 15 years ago as described in U.S. Patent 4,416,148 deemed adaptable for measuring in an environment under pressure or Pressure environment at nominal pressures up to 10 psig at 25 ° C. The top scorers with electronic hardware for measuring the surface tension for a Fluid with the technique of modified, maximum, differential bladder pressure was developed for Non-viscous fluids are considered sufficient as well as for fluids operating under conditions without Pressure have been checked. The hardware peak detection is on converter output signals limited, which are unipolar (positive) in value, nominally between 0 to 5 or 0 to 10 volts DC. Circuitry of the hardware peak detection detector, however triggered or triggered incorrectly at a zero crossing.
Spitzenwerterfassungssschaltkreise mit elektronischer Hardware haben eine Anzahl weiterer Beschränkungen, wenn gewisse pneumatische Bedingungen die Wellenform des differentiel len Druckes (Differentialdruckwellenform) durch Erzeugung falscher Spitzenwerte verändern, welche den Hardware-Spitzenwertdetektor triggern bzw. auslösen. Hardware-Spitzendetekto ren können falsch triggern (siehe Fig. 4) auf Drucksignalschwankungen, welche durch Kapil larwirkung hervorgerufen werden, wenn Öffnungen mit einem Innendurchmesser von 0,1 mm oder größer an der Position der kleinen Öffnung verwendet werden. Sobald die Viskosität einer Flüssigkeit ansteigt, gibt es einen erhöhten hydrodynamischen Widerstand der Flüssig keit gegen eine sich bewegende Blase. Sehr viskose Fluide und Fluide mit einer hohen Kon zentration an suspendierten Feststoffen lassen elektronische Spitzenwertdetektoren falsch triggern. Größere pneumatische Drücke, die zur Überwindung des erhöhten hydrodynami schen Widerstandes an einer Öffnung erforderlich sind, können unstabile oder verrauschte Wellenformen hervorrufen.Peak detection circuits with electronic hardware have a number of other limitations when certain pneumatic conditions change the differential pressure waveform (differential pressure waveform) by generating false peaks that trigger the hardware peak detector. Hardware tip detectors can trigger incorrectly (see FIG. 4) on pressure signal fluctuations caused by capillary action when openings with an inner diameter of 0.1 mm or larger are used at the position of the small opening. As soon as the viscosity of a liquid increases, there is an increased hydrodynamic resistance of the liquid to a moving bubble. Very viscous fluids and fluids with a high concentration of suspended solids cause electronic peak value detectors to trigger incorrectly. Larger pneumatic pressures, which are required to overcome the increased hydrodynamic resistance at an opening, can cause unstable or noisy waveforms.
Das Absenken der Amplitude der Differentialdruckwellenform reduziert die Amplitude der fal schen Spitzenwerte proportional, so daß der Spitzenwertdetektor mit elektronischer Hardware von den falschen Spitzenwerten nicht mehr ausgelöst wird; dies kann jedoch die Amplitude der Wellenform in Fluiden mit niedrigerer Oberflächenspannung bis zu dem Punkt absenken, wo sie den elektronischen Spitzenwertdetektor nicht mehr triggern. In dieser Situation ist es nicht mehr möglich, das Instrument in einem Kalibrierfluid eines Tiefpunkt-Standards, wie zum Beispiel Alkohol, zu kalibrieren.Lowering the amplitude of the differential pressure waveform reduces the amplitude of the fal peak values proportional, so that the peak detector with electronic hardware is no longer triggered by the wrong peak values; however, this can affect the amplitude lower the waveform in fluids with lower surface tension to the point where they no longer trigger the electronic peak detector. In this situation it is no longer possible to place the instrument in a calibration fluid of a low-point standard, such as for example to calibrate alcohol.
Der Spitzenwertdetektor mit elektronischer Hardware triggert auch falsch auf eine Wellenform mit verrauschten Schwingungen bzw. Oszillationen, die sich ergeben, wenn das gemessene Testfluid unter Druck gesetzt wird. Mengendurchflußsteuergeräte, die erforderlich sind, um in einer Umgebung mit zunehmendem Druck zu arbeiten, rufen eine maximale Blasendruckwel lenform hervor, die zwischen Blasen zunehmend unstabil wird (Fig. 6). Große Oszillationen treten nach dem Freisetzen jeder Blase auf, bevor sich das System stabilisiert und die näch ste Blase durchgeblasen wird.The peak value detector with electronic hardware also incorrectly triggers on a waveform with noisy vibrations or oscillations that result when the measured test fluid is pressurized. Flow control devices required to operate in an increasing pressure environment produce a maximum bubble pressure waveform that becomes increasingly unstable between bubbles ( Fig. 6). Large oscillations occur after each bubble is released before the system stabilizes and the next bubble is blown through.
In einer Umgebung ohne Druck bleibt die Blasenrate konstant, wenn die Fließrate mit Men gendurchflußkontrollgeräten eingestellt ist. In einer Umgebung mit zunehmendem Druck nimmt jedoch, obwohl der maximale Blasendruck konstant bleibt und deshalb die Oberflä chenspannung konstant bleibt, die Blasenrate mit zunehmendem Druck ab (geht langsam herunter; siehe Fig. 4 und 6).In a non-pressurized environment, the bubble rate remains constant when the flow rate is set with flow rate monitors. In an environment with increasing pressure, however, although the maximum bubble pressure remains constant and therefore the surface tension remains constant, the bubble rate decreases with increasing pressure (goes down slowly; see FIGS. 4 and 6).
Spitzenwerterfassungsschaltkreise mit elektronischer Hardware sind ferner beim Ansprechen auf verschiedene Amplituden- und Frequenzveränderungen der maximalen Blasendruckwel lenform begrenzt, und Wellenformgestaltungen ändern sich, wenn die Blasenrate geändert wird und wenn die Fluidviskosität zunimmt. Bei einer Blase pro Sekunde verläuft die Wellen form entlang einer Sägezahnkonfiguration (Fig. 4), wo ein lineares, positives Gefälle der Druckzunahme folgt, wenn die Blase zu dem Punkt ihres maximalen Blasendruckes aufge baut wird. Wenn eine Blase freigesetzt wird, gibt es einen scharfen Abfall (negative Abwärts neigung), gefolgt von einer augenblicklichen Rückdruck- und Kapillarwirkung, bevor sich der Druck innerhalb des Rohres ausgleicht und die nächste Blase sich zu bilden beginnt. Die po sitive Neigung bzw. das Gefälle wird gewöhnlich als "Oberflächenalter" der Blase bezeichnet, während der Rest gewöhnlich als "Totzeit" bezeichnet wird (Fig. 5).Peak detection circuitry with electronic hardware is also limited in response to various amplitude and frequency changes in the maximum bubble pressure waveform, and waveform designs change as the bubble rate changes and as the fluid viscosity increases. At one bubble per second, the waveform runs along a sawtooth configuration ( Fig. 4) where a linear, positive gradient follows the pressure increase as the bubble builds up to the point of its maximum bubble pressure. When a bubble is released, there is a sharp drop (negative downward slope) followed by an instant back pressure and capillary action before the pressure inside the tube is equalized and the next bubble begins to form. The positive slope is usually referred to as the "surface age" of the bladder, while the rest is usually referred to as "dead time" ( Fig. 5).
Ein idealer Hardware-Spitzenwertdetektor sollte nur den (positiven) Teil der Sägezahnwelle für das Oberflächenalter nachsteuern bzw. verfolgen, bis er ein richtiges Maximum erreicht hat, diesen Maximumwert einfangen, ein Rücksetzsignal triggern durch Erfassen des nach folgenden Abfalles (negative Abwärtsneigung) und dann den nächsten richtigen Spitzenwert nachsteuern.An ideal hardware peak detector should only include the (positive) part of the sawtooth wave readjust or track for the surface age until it reaches a correct maximum has to capture this maximum value, trigger a reset signal by detecting the after following decline (negative downward slope) and then the next correct peak additional taxes.
Die Totzeit einer Sägezahnwellenform ist begrenzt und hängt von der Rheologie des Fluids, dem Durchmesser und dem Aufbau der Öffnung und den Druckeigenschaften der Massen flußsteuergeräte ab. Sobald die Blasenrate steigt, wird die Totzeit ein größerer Anteil des zeitlichen Blasenintervalles von Spitzenwert zu Spitzenwert bzw. Spitze zu Spitze. Bei einer Blase pro Sekunde (Fig. 4) übersteigt das Oberflächenalter in typischer Weise 90% des Bla senintervalles, während bei 35 oder mehr Blasen pro Sekunde das Oberflächenalter weniger als 10% des Blasenintervalles sein kann (Fig. 5).The dead time of a sawtooth waveform is limited and depends on the rheology of the fluid, the diameter and structure of the opening and the pressure properties of the mass flow controllers. As soon as the bubble rate increases, the dead time becomes a larger part of the time bubble interval from peak value to peak value or peak to peak. At one bubble per second ( FIG. 4), the surface age typically exceeds 90% of the bubble interval, while at 35 or more bubbles per second the surface age may be less than 10% of the bubble interval ( FIG. 5).
Mengendurchflußsteuergeräte werden für einen speziellen Durchfluß eingestellt, wenn ein Instrument eingerichtet und kalibriert wird; die Blasenrate ändert sich jedoch, wenn sich die Oberflächenspannung des Fluids ändert, obwohl der Durchfluß fest bleibt. Ein Spitzenwertde tektor muß flexibel genug sein, um alle möglichen Blasenbereiche abzudecken. Zum Beispiel erzeugt eine Durchflußeinstellung, welche eine Blase pro Sekunde in Wasser mit einer Ober flächenspannung im Bereich von 70 + dyn/cm erzeugt, mehr als drei Blasen pro Sekunde in Alkohol bei einer Oberflächenspannung in typischer Weise im Bereich von 20 + dyn/cm. Die Wellenformamplitude in Alkohol ist wegen der geringeren Oberflächenspannung des Alkohols viel kleiner. Elektronische Schaltkreise für die Spitzenwerterfassung haben nicht die Fähig keit, verschiedene Rauschoszillationen und Signalkombinationen wie beschrieben zu ignorie ren.Volume flow controllers are set for a particular flow when one Instrument is set up and calibrated; however, the bubble rate changes as the The surface tension of the fluid changes, although the flow rate remains fixed. A top value tector must be flexible enough to cover all possible bubble areas. For example creates a flow setting, which is one bubble per second in water with a top surface tension generated in the range of 70 + dynes / cm, more than three bubbles per second in Alcohol with a surface tension typically in the range of 20 + dynes / cm. The Waveform amplitude in alcohol is due to the lower surface tension of alcohol much smaller. Electronic circuits for peak value detection are not capable ability to ignore various noise oscillations and signal combinations as described ren.
In der US-4,527,421 ist das Verfahren des maximalen Differenzdrucks der Blasen beschrie ben. Hier wird jedoch ein Druckabfall, der sich zwischen der Öffnung, d. h. dem Punkt der Bla senerzeugung, und dem Transducer, d. h. dem Punkt der Blasendruckmessung, ausbildet, nicht korrigiert. US 4,527,421 describes the method of maximum differential pressure of the bubbles ben. Here, however, a pressure drop that occurs between the opening, i. H. the point of Bla generation, and the transducer, d. H. the point of the bladder pressure measurement, not corrected.
Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Spitzenwerterkennungsprogramm mit moderner Soft ware vorgesehen, um die angetroffenen Probleme, wenn Hardware-Spitzenwerterkennung verwendet wird, zu lösen und eine genaue Messung der Oberflächenspannung zu gestatten. Das sich ergebende Softwareprogramm, welches bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann mit kleineren Hardwaremodifikationen auf die genaue Messung der Oberflächen spannung viskoser Fluids und Fluids mit hohem Feststoffgehalt sowohl in normaler Umge bung als auch unter Druckbedingungen ausgedehnt werden.In the present invention is a peak detection program with modern soft Would be provided to address the problems encountered when hardware peak detection is used to solve and allow an accurate measurement of the surface tension. The resulting software program used in the present invention can, with minor hardware modifications, on the exact measurement of the surfaces voltage of viscous fluids and fluids with high solids content both in normal reverse exercise as well as under pressure conditions.
Derzeit befindet sich kein Instrument mit kontinuierlicher Verarbeitung für Oberflächenspan nungsmessungen unter Druck auf dem Markt. Es gibt Bedarf für ein solches Instrument, um die Oberflächenspannung von unter Druck stehenden, verflüssigten Gasen zu messen (zum Beispiel Erdgas, Freon und Freonersatzstoffe), und zwar in Latexpolymerisationsreaktoren und in Flüssigkeiten und thermoplastischen Materialien, die unter hohem Druck erzeugt oder bei diesem umgearbeitet werden.There is currently no instrument with continuous processing for surface chip removal pressure measurements on the market. There is a need for such an instrument to to measure the surface tension of pressurized, liquefied gases (to Example natural gas, freon and freon substitutes), in latex polymerization reactors and in liquids and thermoplastic materials produced under high pressure or be reworked at this.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Oberflächenspan nung einer Flüssigkeit unabhängig von dem Druckumfeld des Behälters zu schaffen, welcher die Flüssigkeit faßt, oder unabhängig von der Eintauchtiefe der Prüfköpfe unter der Oberflä che der Flüssigkeit.The object of the invention is therefore a device for determining the surface chip to create a liquid regardless of the pressure environment of the container, which the liquid holds, or regardless of the immersion depth of the probes under the surface surface of the liquid.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Schaffung eines Software- und Hardwaremittels, um das Steuerventil des Mengendurchflußsteuergerätes in seine vollständig offene Position zu öffnen, um den Durchfluß durch die Mengendurchflußsteuergeräte auf ein Maximum zu erhö hen und die Prüfköpfe während derjenigen Zeit zu reinigen, während der ein Kessel, ein Re aktor oder ein Rohr unter Druck gesetzt wird, um den Rückfluß von Flüssigkeit in die Prüfköp fe und insbesondere Fluids mit einer hohen Festkörperkonzentration zu verhindern, die ein Verstopfen der Prüfköpfe verursachen könnte. Die Reinigungsfähigkeit kann auch verwendet werden als ein Mittel zum Durchgängigmachen der Prüfköpfe während des normalen Produk tionszyklus, wenn es notwendig sein sollte.The invention also provides a software and hardware means to the control valve of the mass flow controller to its fully open position Open to maximize the flow through the mass flow controllers hen and to clean the test heads during the time during which a boiler, a re actuator or a pipe is pressurized to reflux liquid into the test head fe and in particular to prevent fluids with a high solid concentration, the one Could cause clogging of the probes. The cleanability can also be used are used as a means to make the probes consistent during normal production cycle if necessary.
Weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist die Schaffung eines Mehrfachwandlersystems, sodaß die zwei Abtastöffnungen körperlich entkoppelt werden und die Spitzenwerte maxi malen Blasendruckes von jedem der zwei Öffnungssignale individuell gemittelt werden. Der maximale Durchschnitt bzw. der maximale Mittelwert des Signals aus der großen Öffnung wird elektronisch von dem maximalen Mittelwert des Signals aus der kleinen Öffnung subtra hiert, um einen extrem genauen maximalen Wert des differentiellen Blasendruckes vorzuse hen, und zwar direkt proportional zur Oberflächenspannung. Bei hochviskosen Fluids kann das Verhältnis der Blasenraten so eingestellt werden, daß der Oberflächenspannungswert von den Viskositätseffekten unabhängig wird. Dies ist in Umgebungen sowohl mit als auch ohne Druck anwendbar.Another object of this invention is to provide a multiple converter system, so that the two sampling openings are physically decoupled and the peak values maxi paint bladder pressure can be individually averaged from each of the two opening signals. The maximum average or the maximum average of the signal from the large opening is subtracted electronically from the maximum mean of the signal from the small opening hiert to an extremely accurate maximum value of the differential bladder pressure hen, directly proportional to the surface tension. Highly viscous fluids can the ratio of the bubble rates can be adjusted so that the surface tension value becomes independent of the viscosity effects. This is in environments with as well applicable without pressure.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung eines flexiblen, modularen bzw. bau steinartigen und mechanisch austauschbaren Mittels zur Veränderung der Eintauchlänge, Ausrichtung und Position von Prüfköpfen zur Messung der Oberflächenspannung, Tempera tur und anderer ähnlicher Messungen in einem Kessel, Reaktor oder Rohrabschnitt, und zwar sowohl in normaler Umgebung als auch Druckumgebung. Dieses mechanische Mittel weist einen porösen Korb am Ende des Prüfkopfes auf, welcher die Wirkung des Abscherens oder der Turbulenz, die sonst für die freie Information der Blasen an den Prüfkopföffnungen schäd lich wäre, aus dem Fluß oder Gemisch des Fluids in dem Kessel, Reaktor oder Rohr mildert, während gleichzeitig der freie, nicht turbulente Fluß des Fluids an den Spannungsöffnungen und zugeordneten Temperatur- oder anderen Meßprüfköpfen vorbei ermöglicht wird.Another object of the invention is the creation of a flexible, modular or construction stone-like and mechanically interchangeable means for changing the immersion length, Alignment and position of test heads for measuring surface tension, tempera tur and other similar measurements in a boiler, reactor or pipe section, namely in both normal and printing environments. This mechanical means points a porous basket at the end of the test head, which has the effect of shearing or the turbulence that would otherwise damage the free information of the bubbles at the probe openings mitigates from the flow or mixture of the fluid in the boiler, reactor or tube, while at the same time the free, non-turbulent flow of the fluid at the voltage openings and assigned temperature or other measuring probes is enabled.
Die eingangs genannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Mittel zum automatischen aufein anderfolgenden Einstellen von Einstellungen der Durchflußsteuergeräte und Erzeugen von dynamischen Oberflächenspannungskurven unter Verwendung einer sequentiellen Durch flußsteuereinstellungs-/Kalibrierfolge vorgesehen sind.The above-mentioned object is achieved in that means for automatic subsequently adjusting flow control device settings and generating dynamic surface tension curves using a sequential through flow control setting / calibration sequence are provided.
Weitere Gegenstände und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschrei bung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen und Ansprüchen.Further objects and advantages of the invention result from the following description exercise in conjunction with the accompanying drawings and claims.
Fig. 1 ist ein kombiniertes pneumatisches und elektrisches Blockdiagramm unter Dar stellung der Bestandteile mit der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines einzelnen Differentialdruckwandlers und zweier Men gendurchflußsteuergeräte; Figure 1 is a combined pneumatic and electrical block diagram illustrating the components with the preferred embodiment of the invention using a single differential pressure transducer and two flow control devices;
Fig. 2 ist ein kombiniertes pneumatisches und elektronisches Blockdiagramm ähnlich der Fig. 1 unter Darstellung der Bestandteile mit einer alternativen Anordnung, welche zwei Differentialdruckwandler und drei Mengendurchflußsteuergeräte verwendet; Fig. 2 is a combined pneumatic and electronic block diagram similar to Fig. 1, showing the components with an alternative arrangement using two differential pressure transducers and three mass flow controllers;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer modularen Prüfkopfanordnung für die Ver wendung in Kesseln, Reaktoren oder Prozeßrohrabschnitten mit und ohne Druck unter Darstellung von Mitteln für die Verwendung von Standardprüfköpfen und solchen mit austauschbarer kleiner und großer Öffnung und anderer Pro zeßmonitorprüfköpfe, wie zum Beispiel für die Temperatur und die Leitfähigkeit; Fig. 3A ist eine Seitenansicht des Prüfkopfes der Fig. 3, und Fig. 3B ist eine Draufsicht auf den Prüfkopf der Fig. 3; Fig. 3 is a cross-sectional view of a modular probe assembly for use in boilers, reactors, or process tube sections with and without pressure showing means for using standard probes and those with interchangeable small and large openings and other process monitor probes, such as for the Temperature and conductivity; FIG. 3A is a side view of the test head of FIG. 3, and FIG. 3B is a top view of the test head of FIG. 3;
Fig. 4 ist ein Wellenformdiagramm einer normalen Wellenform maximalen, differentiel len Blasendruckes unter Darstellung dreier unterschiedlicher Triggersignale ei nes Hardware-Spitzenwertdetektors: eines richtigen Spitzenwertes an dem Punkt maximalen Blasendruckes (A); eines falschen Spitzenwertes bei einem Nulldurchgang (B); und eines falschen Spitzenwertes bei Kapillarwirkung (C); Figure 4 is a waveform diagram of a normal maximum differential bubble pressure waveform showing three different trigger signals from a hardware peak detector: a correct peak at the maximum bubble pressure point (A); a false peak at a zero crossing (B); and an incorrect peak capillary action (C);
Fig. 5 ist ein Wellenformdiagramm einer normalen Wellenform für differentiellen Bla sendruck bei 35 Blasen pro Sekunde unter Darstellung des Oberflächenalters und der Totzeit; Fig. 5 is a waveform diagram of a normal differential bubble pressure waveform at 35 bubbles per second showing surface age and dead time;
Fig. 6 ist ein Wellenformdiagramm einer normalen Wellenform maximalen, differentiel len Blasendruckes in Wasser unter 175 Psig Druck mit Darstellung der Signal schwingung, nachdem jede Blase freigesetzt ist; Fig. 6 is a waveform diagram of a normal waveform of maximum differential bladder pressure in water under 175 psig pressure showing the signal vibration after each bladder is released;
Fig. 7 ist eine idealisierte Druckwellenform unter Darstellung des normalen Spitzen wertes und der fallenden Kante, die auftritt, wenn sich jede Blase bildet und an einer Öffnung freigesetzt wird; Fig. 7 is an idealized pressure waveform showing the normal peak and falling edge that occurs when each bubble forms and is released at an opening;
Fig. 8 ist eine idealisierte Druckwellenform unter Darstellung eines richtigen und fal schen Spitzenwertes infolge einer Kapillarwirkung; Fig. 8 is an idealized pressure waveform showing a correct and false peak due to capillary action;
Fig. 9 ist eine idealisierte Druckwellenform unter Darstellung des Spitzenwertmittels des Softwarealgorithmus für Spitzenwerterkennung und des Toleranzfensters; Fig. 9 is an idealized pressure waveform showing the peak average of the software algorithm for peak detection and the tolerance window;
Fig. 10 ist eine dynamische Oberflächenspannungskurve für zwei unterschiedliche Flu ids; Figure 10 is a dynamic surface tension curve for two different fluids;
Fig. 11 ist ein Systemblockdiagramm unter Darstellung der Verarbeitung für die Mes sung der Oberflächenspannung unter Verwendung der Bestandteile der Fig. 1; Fig. 11 is a system block diagram showing the processing for measuring the surface tension using the components of Fig. 1;
Fig. 12 ist ein Systemblockdiagramm unter Darstellung des Prozesses bzw. der Verar beitung für die Messung der Oberflächenspannung unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Komponenten; Fig. 12 is a system block diagram showing the process for the surface tension measurement using the components shown in Fig. 2;
Fig. 13 ist ein vereinfachter Software-Ablaufplan (Flow Chart) unter Darstellung des Gesamtsystems für die Software-Spitzenwerterkennung; Fig. 13 is a simplified software flow chart showing the overall system for software peak detection;
Fig. 14A und 14B weisen zusammen ein ausführlicheres Software-Flußdiagramm des verbesser ten Programmes der Software-Spitzenwerterfassung der vorliegenden Erfin dung auf; FIG. 14A and 14B together comprise a more detailed flow chart of the software program of the software Improvement th peak detection of the present OF INVENTION dung on;
die Fig. 15A und 15B weisen zusammen ein Software-Flußdiagramm des Softwareprogramms bzw. der Softwareroutine für die Erfassung von Spitzenwertsignalen während der Blasenbildung auf; Figures 15A and 15B together comprise a software flow diagram of the software program and routine for detecting peak signals during bubble formation, respectively;
Fig. 16 ist ein Software-Flußdiagramm für die Erkennung der maximalen und minimalen Werte in einer Erkennungsgruppe; Figure 16 is a software flow diagram for the detection of the maximum and minimum values in a detection group;
Fig. 17 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm unter Darstellung der Softwareroutine für das Auslesen für Werten bzw. Sortierwerte; und Fig. 17 is a simplified block diagram illustrating the software routine for reading for sorting values or values; and
Fig. 18A und 18B weisen zusammen ein Softwareprogramm für die Berechnung der Ergebnisse der Messung der Oberflächenspannung auf. FIG. 18A and 18B together comprise a software program for calculation of the results of measurement of surface tension.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, und insbesondere auf Fig. 1, weist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Oberflä chenspannung einer Flüssigkeit in einer Umgebung unter Druck bis zu 1000 psig (7000 kPa), aber nicht auf diesen beschränkt, eine Quelle für Hochdruckstickstoff oder Prozeßgas (4) auf, die über geeignete Hochdruckrohre, Anschlußstücke bzw. Fittings oder Schläuche mit einem Druckregulatormittel (5) verbunden ist.Referring to the drawings showing a preferred embodiment of the invention, and in particular Fig. 1, an apparatus for determining the surface tension of a liquid in an environment under pressure up to 1000 psig (7000 kPa) has, but is not limited to, this , A source of high-pressure nitrogen or process gas ( 4 ), which is connected to a pressure regulator means ( 5 ) via suitable high-pressure pipes, connectors or fittings or hoses.
Die Erfindung weist Mittel auf, um eine Quelle mit hohem Eingangsdruck anzunehmen und den Druck zu reduzieren, wie notwendig sein kann, um eine entsprechende präzise Steue rung des Prozeßgases für den Ausgangsmassenfluß zu der Prüfkopfanordnung vorzusehen, wobei ein Mengendurchflußsteuergerät (mass flow controller) pro Öffnung (6, 7) und notwen digenfalls ein drittes Mengendurchflußsteuergerät (8) verwendet werden, wie in dem Schema mit den zwei Wandlern (10, 11) benutzt wird gemäß Darstellung in den Fig. 2 und 12. Die Mengendurchflußsteuergeräte, die bei der Ausführungsform der Erfindung verwendet wer den, sind jeweils ein MKS-Modell 1261, dimensioniert für einen konstanten Mengendurchfluß im Bereich von 0-100 ml (SCCM) pro Minute.The invention has means to accept a source of high input pressure and to reduce the pressure as may be necessary to provide appropriate, precise control of the process gas for output mass flow to the probe assembly, with one mass flow controller per opening ( 6 , 7 ) and if necessary, a third mass flow control device ( 8 ) can be used, as used in the diagram with the two transducers ( 10 , 11 ) as shown in FIGS . 2 and 12. The mass flow control devices used in the embodiment of Invention who used the, are each a MKS model 1261, dimensioned for a constant flow rate in the range of 0-100 ml (SCCM) per minute.
Der Ausgang jedes Mengendurchflußsteuergerätes (6, 7), welches in den Fig. 1 und 11 veranschaulicht ist, ist mit einem differentiellen Druckwandler bzw. Differentialdruckwandler (10), Modell DP 15, verbunden, welches von der Firma Validyn Engineering Sales Corpo ration hergestellt wird, und zwar über ein T-Stück (19); der negative (-ve) Anschluß desselben ist mit der Seite der kleinen Öffnung und der positive (+ve) Anschluß desselben mit der Seite der großen Öffnung verbunden. The output of each mass flow control device ( 6 , 7 ), which is illustrated in FIGS . 1 and 11, is connected to a differential pressure converter or differential pressure converter ( 10 ), model DP 15, which is manufactured by the company Validyn Engineering Sales Corporation , namely via a T-piece ( 19 ); its negative (-ve) terminal is connected to the small opening side and its positive (+ ve) terminal is connected to the large opening side.
Im Falle der Fig. 2 und 12, dem Aufbau zur Viskositätskompensation mit zwei Wandlern, ist jede Öffnung mit dem -ve Anschluß verbunden, wobei beide +ve Wandleranschlüsse mit einander verbunden und mit dem dritten Massenflußsteuergerät (MFC) (8) verbunden sind, wobei ein Kreuzstück (18) verwendet ist, und dann zur Atmosphäre des Druckreaktors über ein offenes Entlüftungsfitting (17) oder ein drittes Rohr belüftet.In the case of FIGS. 2 and 12, the structure for viscosity compensation with two converters, each opening is connected to the -ve connection, both + ve converter connections being connected to one another and to the third mass flow control device (MFC) ( 8 ), whereby a cross piece ( 18 ) is used and then vented to the atmosphere of the pressure reactor via an open vent fitting ( 17 ) or a third pipe.
Die Ausgänge der Oberflächenspannungsvorrichtung sind mit Druckrohrabschnitten (20) ver bunden, die zu dem Reaktorprüfkopfaufbau laufen, wobei Hochdruckrohrfittings (21) verwen det werden, die an der Oberseite des Flansches (22) angeschweißt sind. Der Flansch ist für den besonderen Kessel, Reaktor oder die Prozeßrohrleitung ausgestaltet und bei diesen an wendbar. Die Prüfköpfe mit kleiner und großer Öffnung sind in ähnlicher Weise auf der Unter seite des Flansches mit ähnlichen Flanschschweiß-Rohrfittings (21) verbunden und hängen von diesen herunter und sind von Abschnitten einer im Handel erhältlichen Rohrleitung (23), die nach Bruchteilen abgestuft bzw. in bruchteiliger Größe vorliegt, gestützt, in typischer Wei se 0,25" oder 6 mm Außendurchmesser. Diese Rohre sind in einem länglichen, perforierten, starren Schutzrohr oder einer Schutzleitung (24) aufgenommen, das bzw. die in eine Halb kupplung an der Unterseite des Flansches angeschweißt ist, welcher die Möglichkeit schafft, die Gesamtlänge und daher die Eindringtiefe der Prüfköpfe im Fluid durch Verändern der Länge des Außenrohrabschnittes und der inneren Verbindungsleitungen zu variieren, um sie an besondere Anwendungen anzupassen. Diese Anordnung ist für die Installation von oben her oder vom Boden her und auch für die Seiteninstallation mit kleineren Modifikationen ge eignet.The outputs of the surface tension device are connected to pressure pipe sections ( 20 ) that run to the reactor probe assembly, using high pressure pipe fittings ( 21 ) welded to the top of the flange ( 22 ). The flange is designed for the special boiler, reactor or process pipeline and can be used with these. The test heads with small and large openings are connected in a similar manner on the underside of the flange with similar flange welded pipe fittings ( 21 ) and hang from them and are from sections of a commercially available pipeline ( 23 ) which are graded or fraction is in fractional size, supported, typically 0.25 "or 6 mm outside diameter. These tubes are accommodated in an elongated, perforated, rigid protective tube or a protective line ( 24 ), which in a half coupling on the underside The flange is welded on, which makes it possible to vary the total length and therefore the depth of penetration of the test heads in the fluid by changing the length of the outer pipe section and the inner connecting lines in order to adapt them to special applications from the bottom and also for side installation with smaller modifi cations suitable.
Eine Schutz-"Korb"-Anordnung (24) mit geschlossenem Ende und belüftet oder perforiert, welche auf das Ende des Schutzrohrabschnittes über eine Standardrohrkupplung (25) ge schraubt ist, mindert die Wirkung des Abscherens oder der Turbulenz aus dem Fluß oder der Vermischung des Fluids in dem Kessel, Reaktor oder dem Rohr, während gleichzeitig der freie, nicht turbulente Fluß des Fluids an den Spannungsöffnungen und dem zugeordneten Temperaturprüfkopf (15) oder anderem Meßkopf vorbei ermöglicht ist. Zusätzliche Innenrohr abstandshalter (26) sorgen für die Starrheit des Systems in dem äußeren Rohraufbau und verhindern die Bewegung der Prüfköpfe in dem Schutzkorb.A protective "basket" arrangement ( 24 ) with a closed end and ventilated or perforated, which is screwed onto the end of the protective tube section via a standard tube coupling ( 25 ), reduces the effect of shearing or turbulence from the flow or the mixing of the Fluids in the boiler, reactor or the pipe, while at the same time the free, non-turbulent flow of the fluid past the voltage openings and the associated temperature probe ( 15 ) or other measuring head is made possible. Additional inner tube spacers ( 26 ) ensure the rigidity of the system in the outer tube structure and prevent the movement of the test heads in the protective cage.
Standardrohrfittings (27) erlauben das Ersetzen und Austauschen von Prüfköpfen und Prüf kopfmaterialien, einschließlich Glas, nichtrostender Stahl, beschichtetem Glas und Stahl, ohne auf diese beschränkt zu sein, wie auch gerader oder umgekehrter Prüfköpfe. Die Rohr leitung ist druckdicht, insbesondere für Temperatur- oder andere Verfahrensmeßprüfköpfe, um zu verhindern, daß Fluid in die Prüfköpfe und die zugeordneten elektrischen Leitungen eintritt. Der gesamte Aufbau ist modular bzw. bausteinartig, um ihn leicht zusammen- und auseinanderzubauen für das Ersetzen und Reinigen zwischen Verfahrens- oder Produktions läufen.Standard pipe fittings ( 27 ) allow the replacement and replacement of, and not limited to, probes and probe materials including glass, stainless steel, coated glass, and steel, as well as straight or inverted probes. The pipe is pressure-tight, especially for temperature or other process probes to prevent fluid from entering the probes and associated electrical leads. The entire structure is modular or modular, so that it can be easily assembled and disassembled for replacement and cleaning between process or production runs.
Der Temperaturprüfkopf (15) ist vorgesehen, um die Temperatur der in Prüfung befindlichen Flüssigkeit abzufühlen, weil die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit in einem umgekehr ten Verhältnis von der Temperatur abhängt. Sobald die Temperatur der Flüssigkeit steigt, nimmt die Oberflächenspannung ab. Ein Algorithmus für das Verhältnis Oberflächenspan nung gegen Temperatur für zwei Standardkalibierfluids ist in der Software eingeschlossen, so daß während der Kalibrierfolge das Computerprogramm die Temperatur des Kalibierfluids liest, welches benutzt wird, und automatisch den richtigen Oberflächenspannungswert eingibt. Typische Standardkalibrierfluids sind deionisiertes Wasser und Ethylalkohol. Dieser Algorith mus kann also dazu verwendet werden, während des Betriebes bei den Oberflächenspan nungswerten eine Temperaturkompensation vorzunehmen.The temperature probe ( 15 ) is provided to sense the temperature of the liquid under test because the surface tension of a liquid depends on the temperature in an inverse relationship. As soon as the temperature of the liquid rises, the surface tension decreases. An algorithm for the ratio of surface tension to temperature for two standard calibration fluids is included in the software so that during the calibration sequence the computer program reads the temperature of the calibration fluid being used and automatically enters the correct surface tension value. Typical standard calibration fluids are deionized water and ethyl alcohol. This algorithm can therefore be used to carry out temperature compensation for the surface tension values during operation.
Das Softwareprogramm schließt eine sequentielle, automatische Flußsteuereinstellung/- Kalibiersequenz ein, welche die automatische Erzeugung von dynamischen Oberflächen spannungskurven für geprüfte Fluids erlaubt, die aktive Tenside (Fig. 10) enthalten. Die Mengendurchflußsteuergeräte sind vorprogrammiert für das Einstellen einer Reihenfolge von Durchflußsteuergeräteeinstellungen (d. h. 10, 20, 30, 40 und 50% des Gesamtdurchflusses zum Beispiel), was zu fünf unterschiedlichen und nacheinander zunehmenden Blasenraten führt. Zunächst werden die Prüfköpfe in ein Hochpunkt-Standardkalibrierfluid (deionisiertes Wasser) eingetaucht, und das Programm ordnet die Daten über die unterschiedlichen Fluß einstellungen in einem Stufenverfahren, wobei es ausreichend lange anhält, um die Analyse der differentiellen Druckwellenformen und des automatischen Eingangs des richtigen Ober flächenspannungswertes für das Hochpunkt-Standardkalibierfluid zu erlauben. Dies wird für das Tiefpunkt-Standardkalibierfluid (Ethylalkohol) wiederholt. Verschiedene Testfluids werden nacheinander mit diesen unterschiedlichen Durchflußmengen gemessen, und die sich erge benden Oberflächenspannungs- und Blasenfrequenzdaten werden aufgezeichnet, um ge naue, dynamische Oberflächenspannungskurven (Fig. 10) zu geben.The software program includes a sequential, automatic flow control setting / calibration sequence that allows the automatic generation of dynamic surface tension curves for tested fluids containing active surfactants ( Fig. 10). The mass flow controllers are preprogrammed to set an order of flow controller settings (ie, 10, 20, 30, 40 and 50% of the total flow for example), resulting in five different and sequentially increasing bubble rates. First, the probes are immersed in a high-point standard calibration fluid (deionized water), and the program arranges the data on the different flow settings in a step-by-step process, stopping long enough to analyze the differential pressure waveforms and automatically input the correct surface tension value to allow for the high point standard calibration fluid. This is repeated for the low point standard calibration fluid (ethyl alcohol). Different test fluids are measured sequentially at these different flow rates, and the resulting surface tension and bubble frequency data are recorded to give accurate, dynamic surface tension curves ( Fig. 10).
Ein Netzgerät (Power Supply = P. S.) (9) sorgt für Betriebsenergie zu den Mengendurchfluß steuergeräten. Die Eingangs- und Ausgangssteuersignale des Mengendurchflußsteuergerä tes werden mit analogen Eingabe- und Ausgangssteuersignalen aus den Modulatorschalt kreisen (12) des Wandlers, aus dem Temperaturprüfkopf (15) und von anderen Sensoren zu analogen Eingangs- und Ausgangs-Interfaceplatinen (14) geleitet, die in dem Rechner (13) für die Verarbeitung durch das Softwareprogramm angeordnet sind. Da es einen maximalen praktischen Abstand gibt, um welchen die Vorrichtung von dem Prüfkopfaufbau entfernt an gebracht sein kann und doch die Signalempfindlichkeit und gewünschte Genauigkeit noch bleibt, ist die Fernsteuerung der Vorrichtung und der Mengendurchflußsteuergeräte bei ge fährlichen Umgebungen und solchen mit explosivem Gas wichtig. Ein spezielles Beispiel ist die Anwendung der Vorrichtung zur Überwachung und Steuerung eines Polyvinyl chlorid(PVC)-Polymerisationsreaktors unter Verwendung von brennbarem Vinylchloridgas in dem Reaktionsprozeß. Für diese und ähnliche Anwendungen ist die Vorrichtung in einem explosionsicheren Gehäuse angebracht und/oder in einem stickstoffgereinigten Verschluß, wie bei örtlichen Sicherheitscodes und/oder -standards erforderlich sein kann.A power supply (PS) ( 9 ) provides operating energy to the mass flow control devices. The input and output control signals of the mass flow control device are fed with analog input and output control signals from the modulator circuits ( 12 ) of the converter, from the temperature probe ( 15 ) and from other sensors to analog input and output interface boards ( 14 ), which in the computer ( 13 ) is arranged for processing by the software program. Since there is a maximum practical distance by which the device can be removed from the test head assembly and yet the signal sensitivity and desired accuracy still remains, remote control of the device and the mass flow control devices is important in hazardous environments and those with explosive gas. A specific example is the use of the device for monitoring and controlling a polyvinyl chloride (PVC) polymerization reactor using combustible vinyl chloride gas in the reaction process. For these and similar applications, the device is mounted in an explosion-proof housing and / or in a nitrogen-cleaned closure, as may be required by local security codes and / or standards.
Die Geräteanordnung in Fig. 2 erlaubt das Korrigieren von Viskositätseffekten. Eine Schät
zung des hydrodynamischen Widerstandes eines Fluids gegen eine sich bewegende Blase
erfolgt unter Verwendung des Stokes'schen Gesetzes für einen viskosen Widerstand einer
Flüssigkeit. Der Korrekturwert zu dem berechneten Oberflächenspannungswert, welcher die
Differenz ist zwischen dem gemessenen Wert der dynamischen Oberflächenspannung und
dem realen Wert, wird durch das folgende Verhältnis bestimmt:
The device arrangement in Fig. 2 allows the correction of viscosity effects. An estimate of a fluid's hydrodynamic resistance to a moving bubble is made using Stokes' law for a viscous resistance of a liquid. The correction value to the calculated surface tension value, which is the difference between the measured value of the dynamic surface tension and the real value, is determined by the following relationship:
wobei:
µ ist die Viskosität der Flüssigkeit,
γ ist die Oberflächenspannung der Flüssigkeit,
r ist der Radius der Öffnung,
τ ist das Oberflächenalter.in which:
µ is the viscosity of the liquid,
γ is the surface tension of the liquid,
r is the radius of the opening,
τ is the surface age.
Weil die Veränderung der Oberflächenspannung sowohl bei der großen als auch bei der klei
nen Öffnung auftritt, kann das Verhältnis auf ein einfaches Radiusverhältnis jeder Öffnung
und das Oberflächenalter jeder gebildeten Blase reduziert werden. Die Blasenrate und daher
das Oberflächenalter können eingestellt werden, um den Viskositätseffekt herauszustreichen,
indem das Oberflächenalter jeder Öffnung in ein umgekehrtes Verhältnis zu den Radien der
zwei Öffnungen wie folgt eingestellt wird:
Because the change in surface tension occurs in both the large and small openings, the ratio can be reduced to a simple radius ratio of each opening and the surface age of each bubble formed. The bubble rate and therefore the surface age can be adjusted to emphasize the viscosity effect by adjusting the surface age of each opening in inverse proportion to the radii of the two openings as follows:
wobei r1 der Radius der kleinen Öffnung und r2 der Radius der großen Öffnung ist. where r 1 is the radius of the small opening and r 2 is the radius of the large opening.
Ein modernes Softwareprogramm für die Spitzenwerterfassung wurde entwickelt, um die Pro bleme zu mildern, die angetroffen wurden, wenn man die Hardware-Spitzenwerterkennung verwendet hat, und um genaue Oberflächenspannungsmessungen zu geben ohne falsches Triggern des Spitzenwertdetektors in einer Umgebung sowohl mit als auch ohne Druck, siehe Fig. 11 und 13. Dieses moderne und fortschrittliche Programm für die Spitzenwerterken nung hat die Mittel zum Messen des maximalen Blasendruckes aus einem Demodulatoraus gangssignal, welches entweder unipolar oder bipolar sein kann (beide positiv, oder positiv und negativ). Es kann Fluids unter Druck messen und kann falsche Spitzenwerte zurückwei sen, welche durch Kapillarwirkung oder andere Oszillationen hervorgerufen sind. Es kann die Oberflächenspannung messen und dafür sorgen, daß falsche Spitzenwerte in sehr viskosen Fluids abgewiesen werden, und Viskositätseffekte korrigieren, und zwar sowohl unter druck losen als auch unter Druckbedingungen.A modern peak detection software program has been developed to alleviate the problems encountered using hardware peak detection and to provide accurate surface tension measurements without false triggering of the peak detector in an environment with and without pressure, see Figs. 11 and 13. This modern and advanced program for peak detection has the means to measure the maximum bubble pressure from a demodulator output signal which can be either unipolar or bipolar (both positive, or positive and negative). It can measure fluids under pressure and can reject false peaks caused by capillary action or other oscillations. It can measure surface tension, ensure that false peaks in very viscous fluids are rejected, and correct viscosity effects, both under unpressurized and under pressure conditions.
Die Standardsoftwaretechniken für die Spitzenwerterkennung können nicht zwischen richti gen Spitzenwerten und solchen unterscheiden, welche durch Rauschen erzeugt werden ( Fig. 8). Deshalb war es notwendig, diese Erweiterung zu der Standardsoftware-Spitzenwer terkennung zu entwickeln. Der neue, fortschrittliche Algorithmus für die Software-Spitzenwert erkennung verwendet das Mittel aller richtiger Spitzenwerte, um mit ihm jeden neu erfaßten Spitzenwert zu vergleichen. Deshalb hat er die Fähigkeit, jeden neu erfaßten Spitzenwert auf richtig oder unrichtig auszuwerten. Dem Benutzer der Software ist die Flexibilität gegeben, diese Erkennung durch Auswahl des Grades zu beeinflussen, zu welchem die erfaßten Spit zenwerte als richtig akzeptiert werden.The standard software techniques for peak detection cannot distinguish between proper peak values and those generated by noise ( Fig. 8). It was therefore necessary to develop this extension to standard software peak detection. The new, advanced software peak detection algorithm uses the average of all correct peak values to compare each new peak detected. Therefore, he has the ability to evaluate every newly recorded peak value for correct or incorrect. The user of the software is given the flexibility to influence this detection by selecting the degree to which the detected peak values are accepted as correct.
Das System besteht aus zwei Hauptteilen, die ihrerseits in Untersysteme aufgeteilt sind (Fig. 13-Fig. 18). Die zwei Hauptteile sind: (1) differentielle Drucksignalanalyse und (2) differen tielle Drucksignalspitzenwerterkennung.The system consists of two main parts, which are in turn divided into sub-systems (FIG. 13-FIG. 18). The two main parts are: (1) differential pressure signal analysis and (2) differential pressure signal peak value detection.
Direkt nach dem Start des Programms oder wenn die Prüfköpfe in eine neue Probe einge taucht sind, ist kein Mittelwert erhältlich, mit welchem die erfaßten Spitzenwerte verglichen werden könnten. Deshalb muß das Signal analysiert werden, d. h. die Standardsoftware- Spitzenwerterfassung wird benutzt, um eine gewisse Anzahl von Spitzenwerten zu erkennen. Mit diesen Spitzenwerten kann der richtige Durchschnitt bestimmt werden und wird von die sem Punkt an in dem modernen Spitzenwerterfassungsalgorithmus benutzt.Immediately after starting the program or when the probes are inserted into a new sample no average is available with which the recorded peak values are compared could become. Therefore the signal must be analyzed, i. H. the standard software Peak detection is used to detect a certain number of peaks. With these peak values, the correct average can be determined and is determined by the used at this point in the modern peak detection algorithm.
Das differentielle Drucksignal wird in dem Rechner durch einzelne ganze Zahlen dargestellt, siehe Fig. 14A und 14B. Acht aufeinanderfolgende Zahlen ergeben eine Erfassungs- bzw. Erkennungsgruppe, siehe Fig. 16. Außerhalb jeder Erkennungsgruppe werden die Maximal- und Minimalwerte bestimmt, auch ihre Indizes werden in dem Speicher vorgespeichert. Die Maximalwerte werden benutzt, um Spitzenwerte in diesem Algorithmus in dem nachfolgend beschriebenen Verfahren zu erfassen.The differential pressure signal is represented in the computer by individual integers, see FIGS. 14A and 14B. Eight consecutive numbers result in a detection or recognition group, see FIG. 16. Outside each recognition group, the maximum and minimum values are determined, and their indices are also stored in the memory. The maximum values are used to detect peak values in this algorithm in the method described below.
Um einen Spitzenwert zu erfassen, muß zuerst die fallende Kante des differentiellen Drucksi
gnals erfaßt werden. Eine fallende Kante (Fig. 7) ist definiert durch:
To detect a peak, the falling edge of the differential pressure signal must first be detected. A falling edge ( Fig. 7) is defined by:
- 1. Der Unterschied zwischen dem maximalen und dem mininalen Wert muß größer sein als 366 mV (+150 ganzzahlig), um das Erfassen von verrauschten Spitzenwerten zu vermei den.1. The difference between the maximum and the minimum value must be greater than 366 mV (+150 integer) to avoid capturing noisy peaks the.
- 2. Die Richtzahl bzw. der Index des Minimalwertes muß höher sein als der Index des Ma ximalwertes, d. h. der Minimalwert muß nach dem Maximalwert in derselben Erfassungs gruppe erscheinen.2. The guideline number or the index of the minimum value must be higher than the index of the Ma ximal values, d. H. the minimum value must be after the maximum value in the same entry group appear.
Der Maximalwert außerhalb der laufenden Erfassungsgruppe wird mit dem Maximalwert au ßerhalb der vorausgehenden Erfassungsgruppe verglichen. Dies ist ein wichtiger Schritt und ein einzigartiges Merkmal von diesem Algorithmus während der Spitzenwerterfassung, weil der Spitzenwert in einer Erfassungsgruppe I erscheinen kann (Fig. 7), aber die fallende Kan te in der Erfassungsgruppe II erfaßt wird. Durch die Benutzung dieser Bedingung wird bestä tigt, daß ein höchst genauer Spitzenwert durch den Spitzenwerterfassungsalgorithmus gelie fert wird.The maximum value outside the current detection group is compared with the maximum value outside the previous detection group. This is an important step and a unique feature of this algorithm during peak detection because the peak may appear in detection group I ( Fig. 7) but the falling edge is detected in detection group II. By using this condition, it is confirmed that a most accurate peak is provided by the peak detection algorithm.
Während der Signalanalyse versucht die Software, eine gewisse Anzahl von Spitzenwerten
zu erfassen, siehe Fig. 15A und 15B. Diese Anzahl hängt von den Einstellungen des To
leranzfensters ab. Das Verhältnis zwischen der Einstellung des Toleranzfensters und der An
zahl von Analysespitzenwerten beträgt:
Toleranzfenster ENG (NARROW) - 10 Spitzenwerte
Toleranzfenster MITTEL (MEDIUM) - 16 Spitzenwerte
Toleranzfenster BREIT (WIDE) - 20 SpitzenwerteDuring signal analysis, the software tries to detect a certain number of peaks, see Figures 15A and 15B. This number depends on the settings of the tolerance window. The relationship between the setting of the tolerance window and the number of analysis peak values is:
Tolerance window ENG (NARROW) - 10 peak values
MEDIUM tolerance window - 16 peak values
WIDE tolerance window - 20 peaks
Nachdem die notwendige Anzahl Spitzenwerte erfaßt und gespeichert ist, werden die Spit zenwerte wertmäßig sortiert, in diesem Falle unter Verwendung des Blasensortieralgorithmus (Fig. 17). Dieser Algorithmus ist nicht auf ein Sortierverfahren beschränkt. Nach dem Sortie ren befindet sich der höchste Wert in der Analysereihe oben im Puffer, der niedrigste unten. After the necessary number of peak values has been recorded and stored, the peak values are sorted in terms of value, in this case using the bubble sorting algorithm ( FIG. 17). This algorithm is not limited to a sorting process. After sorting, the highest value in the analysis series is at the top in the buffer, the lowest at the bottom.
Nachdem die Werte sortiert sind, wird aus den fünf höchsten Werten (Index 5 bis 9) der rich tige Spitzenwertdurchschnitt berechnet. Unabhängig von dem Einstellen des Toleranzfensters werden die fünf höchsten Werte immer für die Durchschnittsberechnung benutzt. Dies leitet sich aus einem differentiellen Drucksignal ab, welches aus richtigen Spitzenwerten und Spit zenwerten aus Kapillarwirkungen (unrichtige Spitzenwerte) besteht. Dieser Fall kann als der schlechteste angesehen werden, denn da gibt es eine gerade Anzahl von richtigen, Hoch punktspitzenwerten und unrichtigen, Tiefpunktspitzenwerten. Durch die Betrachtung nur des oberen Teils der Analysereihe werden nur die richtigen Spitzenwerte für die Durchschnitts berechnung verwendet. Dieses schließt die Analyse ab.After the values have been sorted, the five highest values (index 5 to 9) become the rich peak average calculated. Regardless of the setting of the tolerance window the five highest values are always used for the average calculation. This guides derives from a differential pressure signal, which consists of correct peak values and spit capillary effects (incorrect peak values). This case can be considered the worst viewed because there is an even number of correct highs point peak values and incorrect, low point peak values. By considering only the The upper part of the analysis series only shows the correct peak values for the averages calculation used. This concludes the analysis.
Während der modernen Spitzenwerterfassung muß es nach der Erfassung eines Spitzenwer tes eine weitere Prüfung dieses Wertes geben, um auszuwerten, ob er unter den laufenden Umständen richtig ist. Diese Bewertung macht diesen Spitzenerkennungsalgorithmus modern bzw. fortgeschritten, siehe Fig. 14A und 14B.During modern peak value recording, after a peak value has been recorded, there must be a further check of this value in order to evaluate whether it is correct under the current circumstances. This rating makes this peak detection algorithm modern, see Figures 14A and 14B.
Der erfaßte Spitzenwert wird mit dem laufenden Durchschnitt aller zuvor richtigen Spitzenwer
te verglichen. Für diesen Vergleich wird ein sogenanntes Toleranzfenster angewendet. Um
den erfaßten Spitzenwert mit dem laufenden Durchschnittsspitzenwert zu vergleichen, muß
der absolute Wert der Differenz des Spitzenwertes und des Spitzendurchschnittswertes klei
ner als der Toleranzwert sein:
ABS(peak_value - peak_average)(Spitzenwert - Spitzenwertdurchschnitt) < = ToleranzwertThe recorded peak value is compared with the running average of all previously correct peak values. A tolerance window is used for this comparison. In order to compare the recorded peak value with the current average peak value, the absolute value of the difference between the peak value and the peak average value must be smaller than the tolerance value:
ABS (peak_value - peak_average) (peak value - peak value average) <= tolerance value
Wenn das Ergebnis dieser Gleichung wahr ist, kann der Spitzenwert als richtig akzeptiert werden. In diesem Falle kann das neue Ergebnis für die Oberflächenspannung berechnet werden.If the result of this equation is true, the peak value can be accepted as correct become. In this case the new result can be calculated for the surface tension become.
Das vom Benutzer einstellbare Toleranzfenster ist ein sehr einzigartiges Merkmal dieser
Software, siehe Fig. 8 und 9. Mit diesem Fenster sind nun zwei Dinge möglich:
The user-adjustable tolerance window is a very unique feature of this software, see Fig. 8 and 9. With this window two things are now possible:
- 1. Spitzenwerte, welche durch Kapillarwirkung verursacht sind, können zurückgewiesen werden, so daß sie keine Wirkung auf die Ergebnisse der Oberflächenspannung haben.1. Peak values caused by capillary action can be rejected so that they have no effect on the results of the surface tension.
- 2. Es ist möglich, Fluids hoher Viskosität zu messen, die typischerweise unvereinbare diffe rentielle Drucksignale haben.2. It is possible to measure high viscosity fluids, which are typically incompatible diffe have profitable pressure signals.
Durch Kapillarwirkung hervorgerufene Spitzenwerte haben typischerweise einen Spitzenwert, der etwa 20% desjenigen Spitzenwertes beträgt, welcher erscheint, wenn eine Blase freige setzt wird (Fig. 8).Peak values caused by capillary action typically have a peak value which is approximately 20% of the peak value which appears when a bubble is released ( FIG. 8).
Mit einem Standard-Spitzenwerterfassungsalgorithmus können diese zwei Spitzenwerte nicht unterschieden werden, was zu unrichtigen Ergebnissen der Oberflächenspannung und auch der Blasenfrequenz führt. Mit der modernen Spitzenwerterfassung unter Anwendung des To leranzfensters können Spitzenwerte unterschieden bzw. differenziert werden (Fig. 9). Das Toleranzfenster ist ein Wertebereich von ± der Toleranz um den Spitzenwertdurchschnitt. Der richtige Spitzenwert, der sich innerhalb des Toleranzfensters befindet, kann akzeptiert werden, während die Kapillarwirkung zurückgewiesen bzw. verworfen wird.With a standard peak detection algorithm, these two peaks cannot be distinguished, which leads to incorrect results of the surface tension and also the bubble frequency. With the modern peak value detection using the tolerance window, peak values can be distinguished or differentiated ( FIG. 9). The tolerance window is a value range of ± the tolerance around the peak average. The correct peak value, which is within the tolerance window, can be accepted while the capillary action is rejected or rejected.
Um Fluids mit hoher Viskosität selbst unter Benutzung der Basisvorrichtung (Fig. 1) zu mes
sen, kann der Benutzer dieses Toleranzfenster einstellen auf:
In order to measure fluids with high viscosity even using the basic device ( Fig. 1), the user can set this tolerance window to:
eng (narrow) (±300 mV)
narrow (± 300 mV)
mittel (medium) (±650 mV)
medium (medium) (± 650 mV)
breit (wide) (±1000 mV)wide (± 1000 mV)
Da die Mittelwerte der Fluids in typischer Weise mehr als jene eines nicht-viskosen Fluids schwanken, kann der Benutzer mit dem einstellbaren Toleranzfenster bestimmen, welche Spitzenwerte akzeptiert werden, was zu einem sehr genauen Ergebnis für viskose Fluids führt. Außerdem wird der Durchschnittsfaktor für die sich ergebende Berechnung bei breite ren Toleranzfenstern erhöht, so daß selbst bei schwankenden Spitzenwerten eine hohe Stabilität von Ergebnissen erwartet werden kann.Because the averages of the fluids are typically more than those of a non-viscous fluid fluctuate, the user can determine which with the adjustable tolerance window Peak values are accepted, resulting in a very accurate result for viscous fluids leads. In addition, the average factor for the resulting calculation is wide ren tolerance windows increased so that even with fluctuating peak values a high Stability of results can be expected.
Durch einen neuen Mittelungsalgorithmus, der in dieser Software verwendet wird, werden zwei Ziele erreicht: (1) höhere Stabilität von Ergebnissen im Vergleich mit sich bewegenden Durchschnitten; und (2) schnellere Berechnung eines neuen Durchschnitts, siehe Fig. 18A und 18B.A new averaging algorithm used in this software achieves two goals: (1) greater stability of results compared to moving averages; and (2) faster new average calculation, see Figures 18A and 18B.
Für diesen Mittelungsalgorithmus wird der Mittelungsfaktor eingeführt. Die Mittelung bzw. der
Durchschnitt eines gewissen Ergebnisses (entweder Oberflächenspannung, Temperatur oder
Blasenfrequenz) wird berechnet durch:
The averaging factor is introduced for this averaging algorithm. The averaging or the average of a certain result (either surface tension, temperature or bubble frequency) is calculated by:
Das Verhältnis zwischen der Toleranzfenstereinstellung und der Anzahl der Analysespitzen
werte beträgt:
Toleranzfenster ENG (NARROW) - Mittelungsfaktor = 10
Toleranzfenster MITTEL (MEDIUM) - Mittelungsfaktor = 21
Toleranzfenster BREIT (WIDE) - Mittelungsfaktor = 33The relationship between the tolerance window setting and the number of analysis peaks is:
Tolerance window ENG (NARROW) - averaging factor = 10
Tolerance window MEDIUM - averaging factor = 21
WIDE tolerance window - averaging factor = 33
Während die Form der hier beschriebenen Vorrichtung eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung darstellt, versteht es sich, daß die Erfindung auf diese präzise Form der Vor richtung nicht begrenzt ist und daß Änderungen derselben vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen, der in den anliegenden Ansprüchen definiert ist. While the shape of the device described here is a preferred embodiment represents this invention, it is understood that the invention to this precise form of the pre direction is not limited and changes can be made, without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims is defined.
11-111-1
Reinigen der MFC's (der Mass Flow Controllers = Massenfluß-Steuergeräte) (bei
Bedarf)
Cleaning the MFC's (the mass flow controllers = mass flow controllers) (if necessary)
11-211-2
Einstellen der MFC's
Setting the MFC's
11-311-3
Blasenrate einstellen
Set bubble rate
11-411-4
Demodulatorausgangssignal
demodulator output
11-511-5
Analyse des differentiellen Drucksignals
Analysis of the differential pressure signal
11-611-6
Einstellen Toleranzfenster; ENG (NARROW) = 10 Spitzenwerte, MITTEL (MEDIUM)
= 16 Spitzenwerte, BREIT (WIDE) = 20 Spitzenwerte
Setting tolerance window; ENG (NARROW) = 10 peaks, MEDIUM (MEDIUM) = 16 peaks, WIDE (WIDE) = 20 peaks
11-711-7
Lesen der Temperatur
Read the temperature
11-811-8
Programmerkennen 10, 16 oder 20 Spitzenwerte; Sortieren Spitzenwerte; Halte
höchste Werte
Program recognizes 10, 16 or 20 peak values; Sort peak values; Hold highest values
11-911-9
Zurückweisen der niedrigsten Werte (falsche Spitzenwerte)
Reject the lowest values (wrong peaks)
11-1011-10
Display Demodulatorausgangswellenform
Display demodulator output waveform
11-1111-11
Moderne Spitzenwerterkennung; Vergleich mit Durchschnitt
Modern peak value detection; Comparison with average
11-1211-12
Zurückweisen unrichtige Spitzenwerte
Reject incorrect peak values
11-1311-13
Halten des richtigen Spitzenwertes
Keeping the right peak
11-1411-14
Berechnen des Blasenintervalles
Calculate the bubble interval
11-1511-15
Berechnen Umkehrung des Blasenintervalles
Calculate reversal of the bubble interval
11-1611-16
Umkehrverhältnis Oberflächenspannung gegen Temperatur
Reverse ratio of surface tension to temperature
11-1711-17
Berechne temperaturkompensierte Oberflächenspannung
Calculate temperature-compensated surface tension
11-1811-18
Display Oberflächenspannung
Display surface tension
11-1911-19
Display Blasenintervall
Bubble interval display
11-2011-20
Display Temperatur
Display temperature
11-2111-21
Display Blasenfrequenz
Bubble frequency display
12-112-1
Reinige MFC's (bei Bedarf)
Clean MFC's (if necessary)
12-212-2
Einstellen der MFC's
Setting the MFC's
12-312-3
Blasenrate einstellen
Set bubble rate
12-412-4
Blasenrate einstellen
Set bubble rate
12-512-5
Demodulatorausgangssignal #1
Demodulator output signal # 1
12-612-6
Analyse des differentiellen Drucksignals
Analysis of the differential pressure signal
12-712-7
Einstellung Toleranzfenster; NARROW = 10 Spitzenwerte, MEDIUM = 16 Spitzenwer
te, WIDE = 20 Spitzenwerte
Setting tolerance window; NARROW = 10 peaks, MEDIUM = 16 peaks, WIDE = 20 peaks
12-812-8
Demodulatorausgangssignal #2
Demodulator output signal # 2
12-912-9
Analyse des differentiellen Drucksignals
Analysis of the differential pressure signal
12-1012-10
Einstellen des Toleranzfensters; NARROW = 10 Spitzenwerte, MEDIUM = 16
Spitzenwerte, WIDE = 20 Spitzenwerte
Setting the tolerance window; NARROW = 10 peaks, MEDIUM = 16 peaks, WIDE = 20 peaks
12-1112-11
Lesen der Temperatur
Read the temperature
12-1212-12
Erkennen von 10, 16 oder 20 Spitzenwerten; Sortieren der Spitzenwerte; Halten der
höchsten Werte
Detect 10, 16 or 20 peaks; Sorting the peak values; Keep the highest values
12-1312-13
Zurückweisen der niedrigsten Werte (falsche Spitzenwerte)
Reject the lowest values (wrong peaks)
12-1412-14
Erfassen von Capture of
1010
, .
1616
oder or
2020
Spitzenwerten; Sortieren von Spitzenwerten; Halten det
höchsten Werte
Peak values; Sorting peak values; Keep the highest values
12-1512-15
Zurückweisen der niedrigsten Werte (falsche Spitzenwerte)
Reject the lowest values (wrong peaks)
12-1612-16
Moderne Spitzenwerterfassung; Vergleich mit Durchschnitt
Modern peak value acquisition; Comparison with average
12-1712-17
Zurückweisen unrichtiger Spitzenwerte
Rejecting incorrect peak values
12-1812-18
Moderne Spitzenwerterfassung; Vergleich mit Durchschnitt
Modern peak value acquisition; Comparison with average
12-1912-19
Zurückweisen unrichtiger Spitzenwerte
Rejecting incorrect peak values
12-2012-20
Display Demodulator #1 Ausgangswellenform
Display demodulator # 1 output waveform
12-2112-21
Halten des richtigen Spitzenwertes
Keeping the right peak
12-2212-22
Display Demodulator #2 Ausgangswellenform
Display demodulator # 2 output waveform
12-2312-23
Halten des richtigen Spitzenwertes
Keeping the right peak
12-2412-24
Berechnen des Differentials richtiger Spitzenwerte
Calculate the differential of correct peak values
12-2512-25
Berechnen des Blasenintervalls
Calculate the bubble interval
12-2612-26
Berechnen des Blasenintervalls
Calculate the bubble interval
12-2712-27
Umgekehrtes Verhältnis Oberflächenspannung gegen Temperatur
Inverse ratio of surface tension to temperature
12-2812-28
Berechnen der temperaturkompensierten Oberflächenspannung
Calculate the temperature compensated surface tension
12-2912-29
Berechnen der Umkehrung des Blasenintervalles
Calculate the inversion of the bubble interval
12-2912-29
a Berechnen der Umkehrung des Blasenintervalles
a Calculate the inversion of the bubble interval
12-3012-30
Display Oberflächenspannung
Display surface tension
12-3112-31
Display Blasenintervall #1
Bubble interval display # 1
12-3212-32
Display Blasenfrequenz
Bubble frequency display
12-3312-33
Display Blasenfrequenz
Bubble frequency display
12-3412-34
Display Blasenintervall #2
Bubble interval display # 2
12-3512-35
Display Temperatur
Display temperature
13-113-1
Gesamtansicht
overall view
13-213-2
Gesamtsystem für die Software-Spitzenwerterfassung
Complete system for software peak value acquisition
13-313-3
Erfassung von Spitzenwerten mit jeder beliebigen Standardsoftware-Spitzenwert
erfassung
Acquisition of peak values with any standard software peak value acquisition
13-413-4
Nicht genug Spitzenwerte für die Analyse gefunden
Not enough peaks found for analysis
13-513-5
Analyse Spitzenwerte und Berechnung Spitzenwertdurchschnitt
Analysis of peak values and calculation of peak value average
13-613-6
Erfassung von Spitzenwerten mit der verbesserten Software-Spitzenwerterfassung und
Display Ergebnisse
Acquisition of peak values with the improved software peak value acquisition and display results
13-713-7
Probenahme ist ein
Sampling is a
14-114-1
Software-Spitzenwerterfassungsaufgabe moderne Spitzenwerterfassung
Software peak value acquisition task modern peak value acquisition
14-214-2
Einstellen des Stromspitzenwertzählers auf dem Schirm auf Null
Set the current peak counter on the screen to zero
14-314-3
Erstes Prüfen Erfassungsgruppe
First review capture group
14-414-4
Ja
Yes
14-514-5
Nein
No
14-614-6
Initialisierung von Hilfsvariablen für Min/max-Verfahren
Initialization of auxiliary variables for min / max procedures
14-714-7
Einschalten Kanal #X-Display
Switch on channel # X display
14-814-8
Ja
Yes
14-914-9
Nein
No
14-1014-10
Umwandeln ganzzahliger Wert von Kanal #X in Volt
Convert integer value from channel #X to volts
14-1114-11
Speichern Spannungswert in Datenreihe für Abtasten graphisches Display
Store voltage value in data series for scanning graphical display
14-1214-12
Speichern - 10 V in Datenreihe für Abtasten graphisches Display
Save - 10 V in data series for scanning graphical display
14-1314-13
Aktualisieren des Displays Abtasten graphisch mit laufenden Daten
Refreshing the display Scanning graphically with current data
14-1414-14
Min/max-Erfassung
Min / max detection
14-1514-15
Verfahren zum Finden von Minimum/Maximumwerten in einer Erfassungsgruppe
Procedure for finding minimum / maximum values in a detection group
14-1614-16
Differenz zwischen laufendem Maximum und Minimum größer als Difference between running maximum and minimum greater than
150150
und Index des
Minimums größer als Index des Maximums (Auffinden Gefälle I)
and index of the minimum greater than index of the maximum (finding gradient I)
14-1714-17
Ja
Yes
14-1814-18
Nein
No
14-1914-19
Ja
Yes
14-2014-20
Spitzenwert erschien in vorhergehender Erfassungsgruppe (vorhergehender Maximal
wert größer als laufender)
Peak value appeared in the previous data acquisition group (previous maximum value larger than current)
14-2114-21
Ja
Yes
14-2214-22
Nein
No
14-2314-23
Einstellen verlorener Maximalwert gleich laufendem Maximalwert
Set lost maximum value equal to the running maximum value
14-2414-24
Einstellen verlorener Maximalwertindex gleich laufendem Maximalwertindex
Set lost maximum value index equal to running maximum value index
14-2514-25
Zurücksetzen von Variablen, die im Min/max-Verfahren verwendet sind
Reset of variables used in the min / max procedure
14-2614-26
Umwandeln ganzzahliger Wert des laufenden Maximalwertes in Volt
Convert integer value of the current maximum value into volts
14-2714-27
Laufender Maximalwert innerhalb Toleranzfenster
Running maximum value within tolerance window
14-2814-28
Ja
Yes
14-2914-29
Nein
No
14-3014-30
Zunahme Abtastnummer auf richtigem Spitzenwert
Increase in sample number to the correct peak value
14-3114-31
Zunahme Spitzenwertzähler in laufendem Probenahmeintervall
Increase in peak value counter in the current sampling interval
14-3214-32
Berechne Ergebnis
Calculate result
14-3314-33
Berechne Ergebnis in Abhängigkeit vom Parameter. Hier: Oberflächenspannung
Calculate the result depending on the parameter. Here: surface tension
14-3414-34
Berechne Ergebnis
Calculate result
14-3514-35
Berechne Ergebnis in Abhängigkeit vom Parameter. Hier: Temperatur
Calculate the result depending on the parameter. Here: temperature
14-3614-36
Aktualisieren "Realzeitergebnisse"-Fenster
Refresh "Real Time Results" window
14-3714-37
Datenaufzeichnen oder Druckauswahl
Data logging or print selection
14-3814-38
Ja
Yes
14-3914-39
Nein
No
14-4014-40
Durchführung ausgewählter Datenaufzeichnungsaufgabe(n)
Execution of selected data recording task (s)
14-4114-41
Berechne Ergebnis
Calculate result
14-4214-42
Berechne Ergebnis in Abhängigkeit vom Parameter. Hier: Blasenfrequenz
Calculate the result depending on the parameter. Here: bubble frequency
14-4314-43
Aktualisieren "Blasendaten"-Fenster
Refresh "bubble data" window
15-115-1
Softwareanalyse Sägezahnspitzenwerterfassung für Analyse
Software Analysis Sawtooth Peak Acquisition for Analysis
15-215-2
Einstellen laufender Spitzenwertzähler auf Bildschirm auf Null
Set running peak counter on screen to zero
15-315-3
Erstes Prüfen in der Erfassunggruppe
First check in the data entry group
15-415-4
Ja
Yes
15-515-5
Nein
No
15-615-6
Initialisieren von Hilfsvariablen für Min/max-Verfahren
Initialization of auxiliary variables for min / max procedures
15-715-7
Umwandeln ganzzahliger Wert aller Kanäle in Volt
Convert integer value of all channels to volts
15-815-8
Speichern Spannungswerte in Datenreihe für Abtasten graphisches Display
Store voltage values in data series for scanning graphical display
15-915-9
Aktualisieren Abtasten graphisches Display mit laufenden Daten
Refresh scanning graphical display with current data
15-1015-10
Min-/max-Erfassung
Min / max detection
15-1115-11
Verfahren zum Auffinden von Minimum/Maximumwerten in einer Erfassungsgruppe
Procedure for finding minimum / maximum values in a detection group
15-1215-12
Differenz zwischen laufendem Maximum und Minimum größer als 150 und Index des
Minimum größer als Index des Maximum (Auffinden Gefälle!)
Difference between running maximum and minimum greater than 150 and index of the minimum greater than index of the maximum (find gradient!)
15-1315-13
Ja
Yes
15-1415-14
Nein
No
15-1515-15
Ja
Yes
15-1615-16
Nein
No
15-1715-17
Spitzenwert, in vorhergehender Erfassungsgruppe erschienen (vorhergehender
Maximalwert größer als laufender)
Peak value, appeared in the previous data entry group (previous maximum value greater than current)
15-1815-18
Ja
Yes
15-1915-19
Nein
No
15-2015-20
Einstellen letzter Maximalwert gleich laufendem Maximalwert
Setting the last maximum value equal to the running maximum value
15-2115-21
Einstellen letzter Maximalwertindex gleich laufendem Maximalwertindex
Set the last maximum value index equal to the maximum value index running
15-2215-22
Rückstellen Hilfsvariable, die im Min/max-Verfahren verwendet sind
Reset auxiliary variables that are used in the min / max method
15-2315-23
Umwandeln ganzzahliger Wert des laufenden Maximalwertes in Volt
Convert integer value of the current maximum value into volts
15-2415-24
Speichern Voltwert des laufenden Maximalwertes in die Analysereihe
Store the volts value of the current maximum value in the analysis series
15-2515-25
Speichern Voltwert des laufenden Temperaturwertes in die Analysereihe
Store the volts value of the current temperature value in the analysis series
15-2615-26
Zunahme Spitzenwertzähler auf erfaßten Spitzenwert
Increase peak value counter to recorded peak value
15-2715-27
Aktualisieren "Realzeitergebnis" Fenster mit laufendem Wert des Spitzenwertzählers
Refresh "Real time result" window with current value of the peak value counter
15-2815-28
Notwendige Anzahl von erfaßten Spitzenwerten
Necessary number of recorded peak values
15-2915-29
Ja
Yes
15-3015-30
Nein
No
15-3115-31
Sortieren Spitzenwertamplituden
Sort peak amplitudes
15-3215-32
Sortieren von Werten nach Größe in der speziellen Analysereihe. Hier: Spitzenwert
amplituden
Sort values by size in the special analysis series. Here: amplitude peak
15-3315-33
Sortieren Spitzenwertamplituden
Sort peak amplitudes
15-3415-34
Dieses Verfahren wird auch verwendet für das Sortieren von Temperaturwerten. Hier:
Temperaturwerte
This method is also used for sorting temperature values. Here: temperature values
15-3515-35
Berechne Durchschnitt
Compute average
15-3615-36
Berechne Durchschnitt der oberen fünf Werte in der speziellen Analysereihe. Hier:
Spitzenwertamplituden
Average the top five values in the special analysis series. Here: peak amplitudes
15-3715-37
Berechne Durchschnitt
Compute average
15-3815-38
Berechne Durchschnitt der oberen fünf Werte in der speziellen Analysereihe. Hier:
Temperaturwerte
Average the top five values in the special analysis series. Here: temperature values
15-3915-39
Initialisieren Blasenfrequenz mit Wert = Initialize bubble frequency with value =
11
, um Fehler zu vermeiden, dividiert durch
Null-Laufzeit
to avoid errors divided by zero runtime
16-116-1
Min/max-Erfassungsverfahren zum Auffinden von Minimum/Maximumwerten in einer
Erfassungsgruppe
Min / max detection method for finding minimum / maximum values in a detection group
16-216-2
Druckwert bei Druckindex höher oder gleich laufendem Maximum
Pressure value at a pressure index higher or equal to the maximum running
16-316-3
Ja
Yes
16-416-4
Nein
No
16-516-5
Einstellen laufender Maximumwert ist gleich Druckwert bei Druckindex
Setting the running maximum value is equal to the pressure value at the pressure index
16-616-6
Einstellen laufender Maximalwertindex gleich Druckindex
Set running maximum value index equal to pressure index
16-716-7
Druckwert bei Druckindex höher oder gleich laufendem Minimum
Pressure value with pressure index higher or equal to the minimum running
16-816-8
Ja
Yes
16-916-9
Nein
No
16-1016-10
Einstellen laufender Minimalwert gleich Druckwert bei Druckindex
Set running minimum value equal to pressure value at pressure index
16-1116-11
Einstellen laufender Minimalwertindex gleich Druckindex
Set running minimum value index equal to pressure index
16-1216-12
Umwandeln ganzzahliger Wert bei Temperaturindex in Volt, bevor Index erhöht ist
Convert temperature index integer value to volts before index increases
16-1316-13
Erhöhte Indizes durch Anzahl abgetasteter Kanäle
Increased indices due to the number of scanned channels
16-1416-14
Zunahme Zähler analysierter Punkte in Erfassungsgruppe
Increase in the number of points analyzed in the detection group
16-1516-15
Zunahme Index von Datenpuffer
Increase index of data buffer
16-1616-16
Zunahme Abtastzahl auf jedem Abtastpunkt zur Berechnung Zeitintervall
Increase in the number of samples on each sample point to calculate the time interval
16-1716-17
Während nicht acht Punkte analysiert werden
While not eight points are analyzed
17-117-1
Sortiere Spitzenwertamplituden
Sort peak amplitudes
17-217-2
Sortiere Amplituden in spezieller Analysereihe nach Größe unter Verwendung des
Blasensortierverfahrens
Sort amplitudes by size in a special analysis series using the bubble sorting method
18-118-1
Berechne Ergebnis Berechne Ergebnis je nach Parameter
Calculate result Calculate result depending on the parameter
18-218-2
Software Oberflächenspannung
Software surface tension
18-318-3
Multipliziere laufenden Spitzenwertdurchschnitt mit Mittelungsfaktor
Multiply the current peak average by the averaging factor
18-418-4
Addiere Spannungswert entsprechend dem laufenden Spannungswert zum Ergebnis
Add voltage value according to the current voltage value to the result
18-518-5
Einstellen neuer Spitzenwertdurchschnitt gleich dem Spitzenwertdurchschnitt, dividiert
durch Mittelungsfaktor plus 1
Set new peak average equal to the peak average divided by the averaging factor plus 1
18-618-6
Umwandeln neuer Durchschnitt aus Spannungswert in Integralwert
Convert new average from voltage value to integral value
18-718-7
Berechnen neue Oberflächenspannung mit Kalibrierwerten
Calculate new surface tension with calibration values
18-818-8
Hardware Oberflächenspannung
Hardware surface tension
18-918-9
Multiplizieren laufenden Oberflächenspannungsdurchschnitt mit Mittelungsfaktor
Multiply current surface tension average by averaging factor
18-1018-10
Addieren Spannungswert entsprechend dem laufenden Oberflächenspannungswert
zum Ergebnis
Add the tension value corresponding to the current surface tension value to the result
18-1118-11
Einstellenn neuer Oberflächenspannungsdurchschnitt gleich dem Oberflächenspannungs
durchschnitt dividiert durch Mittelungsfaktor plus 1
Set a new surface tension average equal to the surface tension average divided by the averaging factor plus 1
18-1218-12
Umwandeln neuer Durchschnitt aus dem Voltwert in Integralwert
Convert new average from volts to integral
18-1318-13
Berechnen neue Oberflächenspannung mit Kalibrierwerten
Calculate new surface tension with calibration values
18-1418-14
Berechnungstyp
calculation type
18-1518-15
Temperatur
temperature
18-1618-16
Multiplizieren laufenden Temperaturdurchschnitt mit Mittelungsfaktor
Multiply current temperature average by averaging factor
18-1718-17
Addieren Spannungswert entsprechend den laufenden Temperaturwerten zum Ergebnis
Add voltage value according to the current temperature values to the result
18-1818-18
Einstellen neuer Temperaturdurchschnitt gleich dem Temperaturdurchschnitt, dividiert
durch Mittelungsfaktor plus 1.
Set a new temperature average equal to the temperature average, divided by the averaging factor plus 1.
18-1918-19
Umwandeln neuer Durchschnitt aus Spannungswert in Integralwert
Convert new average from voltage value to integral value
18-2018-20
Berechnen neue Temperatur mit Kalibrierwerten
Calculate new temperature with calibration values
18-2118-21
Blasenfrequenz
bubble frequency
18-2218-22
Spitzenzähler gleicht Null
Peak counter equals zero
18-2318-23
Ja
Yes
18-2418-24
Nein
No
18-2518-25
Keine Spitzenwerte gefunden, Einstellen Zähler gleich Blasenfrequenz, um Laufzeit
fehler dividiert durch Null zu vermeiden
No peak values found, set counter to bubble frequency to avoid runtime errors divided by zero
18-2618-26
Erster Erfassungsprozeß nach Analyse
First acquisition process after analysis
18-2718-27
Ja
Yes
18-2818-28
Nein
No
18-2918-29
Einstellen Blasenfrequenz gleich Spitzenwertzähler, dividiert durch Abtastlänge
Set bubble frequency equal to peak counter divided by scan length
18-3018-30
Multiplizieren laufenden Spitzenwertdurchschnitt mit Mittelungsfaktor
Multiply current peak average by averaging factor
18-3118-31
Addieren Ergebnis des Spitzenwertzählers, dividiert durch Abtastlänge
Add the result of the peak counter divided by the sample length
18-3218-32
Einstellen neue Blasenfrequenz gleich dem Blasenfrequenzdurchschnitt, dividiert durch
Mittelungsfaktor plus 3.
Set the new bubble frequency equal to the bubble frequency average, divided by the averaging factor plus 3.
Claims (11)
Mitteln zum Einstellen der Eintauchtiefe der Öffnungen in der Flüssigkeit;
Mitteln zur Schaffung einer Gasdruckquelle für die Rohre unter Verwendung eines sepa raten Mengendurchflußsteuergerätes für jeden Prüfkörper;
Mitteln, die zwischen der Gasquelle und den Prüfkörpern angeschlossen sind für die Schaffung einer regulierten, konstanten Volumendurchflußrate des Gases zu den Prüf körpern;
Mitteln zum Steuern des Gasflusses zu den Prüfkörpern und deshalb der Blasenrate an den Öffnungen;
Mitteln zum Messen der Differenz der maximalen Drücke der Blasen, die sich an den Prüfköpfen als Funktion der Oberflächenspannung der Flüssigkeit bilden unter Verwen dung eines Differenzdruckwandlers;
Mitteln zum automatischen Messen der Temperatur eines Standard-Kalibrierfluids und Berechnen des bezüglich der korrekten Temperatur kompensierten Oberflächenspan nungswertes;
Mitteln zum automatischen aufeinanderfolgenden Einstellen von Einstellungen der Durchflußsteuergeräte und Erzeugen von dynamischen Oberflächenspannungskurven unter Verwendung einer sequentiellen Durchflußsteuereinstellungs-/Kalibrierfolge.1. Device for determining the surface tension of a liquid with one or more test specimens with openings of different diameters, which are arranged under the surface of a liquid in a boiler, reactor or section of a process line;
Means for adjusting the depth of immersion of the openings in the liquid;
Means for creating a gas pressure source for the pipes using a separate mass flow controller for each test specimen;
Means connected between the gas source and the test pieces for creating a regulated, constant volume flow rate of the gas to the test pieces;
Means for controlling the gas flow to the test specimens and therefore the bubble rate at the openings;
Means for measuring the difference in the maximum pressures of the bubbles which form on the test heads as a function of the surface tension of the liquid using a differential pressure transducer;
Means for automatically measuring the temperature of a standard calibration fluid and calculating the corrected temperature compensated surface tension value;
Means for automatically adjusting flow control device settings sequentially and generating dynamic surface tension curves using a sequential flow control setting / calibration sequence.
einem Kessel, Reaktor oder Prozeßrohrleitungssystem für die Aufnahme einer Flüssig keit unter Druck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Prüfkörpern mit Öffnungen unterschiedlichen Durchmessers, die unter der Oberfläche der Flüssigkeit in dem Kessel, Reaktor oder Rohrleitungssystem angeordnet sind;
Mittel, die zwischen der Gasquelle und den Prüfkörpern verbunden sind für die Schaffung einer regulierten bzw. geregelten, konstanten Volumendurchflußrate des Gases zu den Rohren unabhängig von dem Druck innerhalb des Kessels, des Reaktors oder des Rohr leitungssystems; und
Mittel zum automatischen Steuern des Gasflusses zu den Prüfkörpern und deshalb der Blasenrate des Gases an den Öffnungen unabhängig vom Druck innerhalb des Kessels, Reaktors oder Rohrleitungssystems, vorgesehen sind.2. Device for determining the surface tension of a liquid with
a boiler, reactor or process piping system for receiving a liquid under pressure according to claim 1, characterized in that a pair of test specimens with openings of different diameters, which are arranged under the surface of the liquid in the boiler, reactor or piping system;
Means connected between the gas source and the test pieces for creating a regulated, constant volume flow rate of the gas to the pipes regardless of the pressure within the boiler, the reactor or the piping system; and
Means for automatically controlling the gas flow to the test specimens and therefore the bubble rate of the gas at the openings are provided, regardless of the pressure inside the boiler, reactor or piping system.
Mittel zur Schaffung einer Gasquelle unter Druck zu den Rohren unter Verwendung eines separaten Mengendurchflußsteuergerätes für jedes Rohr und eines dritten Steuerge rätes, welches zur Kesselatmosphäre entlüftet ist oder zu einem dritten Rohr, um den Druck innerhalb des Kessels, Reaktors oder Rohrleitungssystems zu versetzen, und
Mittel zum Messen des maximalen Differenzdruckes der Blasen, die an den Prüfköpfen gebildet werden, als Funktion der Oberflächenspannung der Flüssigkeit unter Verwen dung zweier oder mehrerer differentieller Druckwandler, deren eine gemeinsame Seite mit dem unter Druck stehenden System innerhalb des Kessels, Reaktors oder Rohrlei tungssystems verbunden ist, vorgesehen sind.3. Device for determining the surface tension of a liquid according to claim 2, characterized in that
Means for creating a gas source under pressure to the pipes using a separate mass flow controller for each pipe and a third Steuerge device, which is vented to the boiler atmosphere or a third pipe to offset the pressure within the boiler, reactor or piping system, and
Means for measuring the maximum differential pressure of the bubbles formed on the probes as a function of the surface tension of the liquid using two or more differential pressure transducers, one common side of which is connected to the pressurized system within the boiler, reactor or piping system is provided.
Mitteln zum Befestigen von Standardmeßprüfköpfen für die Oberflächenspannung, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, einschließlich Glas, nichtrostendem Stahl, beschichteten Materialien, aber nicht auf diese beschränkt;
Mitteln zum Befestigen von Standardmeßprüfköpfen für die Oberflächenspannung, die in unterschiedlichen Konfigurationen hergestellt sind, einschließlich gerade, gebogen oder umgekehrt;
Mitteln zum Verändern der vertikalen und horizontalen Eindringung und deshalb Ein tauchtiefe der Prüfkopfanordnung durch Verändern oder Eliminieren der Längen der Mit tenverbindungsabschnitte der Innenrohrleitungen und Außenrohrleitungsabschnitten;
Mitteln zum Anbringen eines Temperaturprüfkopfes in der Nachbarschaft von Abfühlprüf köpfen für die Oberflächenspannung innerhalb einer Außenschutzrohranordnung;
Mitteln zum Anbringen von Abfühlprüfköpfen für andere Chemikalien in der Nachbar schaft der Oberflächenspannungsöffnungen innerhalb einer äußeren Schutzrohranord nung, einschließlich Leitfähigkeitsprüfköpfen, aber nicht auf diese beschränkt;
Mitteln zur Ermöglichung des Flusses von Fluid aus dem Schüttvolumen des Kessels, Reaktors oder Prozeßleitungsabschnittes durch die Wände einer inneren Prüfkopfanord nung mit Außenschutz, während das Abscheren und die Turbulenz aus dem Massenfluid gemildert werden;
Mitteln zum Druckabdichten der Prüfköpfe und damit zusammenhängenden elektrischen Prüfkopfleitungen gegen Eintritt von Flüssigkeit oder Gas in die Rohre von innerhalb des Kessels, Reaktors oder der Prozeßrohrleitung.4. Modular probe assembly for immersion in a boiler, reactor or from a process pipeline
Means for mounting standard surface tension probes made from, but not limited to, various materials including glass, stainless steel, coated materials;
Means for mounting standard surface tension probes made in different configurations including straight, curved or vice versa;
Means for changing the vertical and horizontal penetration and therefore a depth of immersion of the probe assembly by changing or eliminating the lengths of the center connecting portions of the inner tubing and outer tubing sections;
Means for mounting a temperature probe in the vicinity of sensing probes for surface tension within an outer protective tube assembly;
Means for mounting probes for other chemicals in the vicinity of the surface tension openings within an outer protective tube assembly, including, but not limited to, conductivity probes;
Means for allowing fluid to flow from the bulk volume of the boiler, reactor or process line section through the walls of an inner probe assembly with external protection while mitigating shear and turbulence from the bulk fluid;
Means for pressure sealing the test heads and related electrical test head lines against the ingress of liquid or gas into the pipes from within the boiler, reactor or the process pipeline.
Mitteln zum automatischen Steuern der Blasenrate durch ein in einem Kessel, Reaktor oder Abschnitt einer Prozeßleitung eingetauchtes Rohr unabhängig von dem Druck in nerhalb des Kessels, Reaktors oder Rohres oder der Eintauchtiefe;
Mitteln zum Reinigen des Rohres während des Anfahrens und Betriebes;
Mitteln zum Messen des Signals maximalen Blasendruckes aus einer Demodulator ausgangsschaltung, welches entweder unipolar oder bipolar sein kann;
Mitteln zum Messen des maximalen Blasendruckes und deshalb der Oberflächenspan nung einer Flüssigkeit mit Möglichkeiten zum Zurückweisen falscher Spitzenwerte, wel che durch Kapillarwirkung hervorgerufen sind, unabhängig von der Druckumgebung der Flüssigkeit;
Mitteln zum Messen des maximalen Blasendruckes und deshalb der Oberflächenspan nung einer Flüssigkeit mit Mitteln zum Zurückweisen falscher Spitzenwerte, welche durch Oszillationen in der Wellenform maximalen Blasendruckes hervorgerufen sind, unabhän gig von der Druckumgebung der Flüssigkeit;
Mitteln zum Messen der Oberflächenspannung in einem viskosen Fluid mit Mitteln zum Zurückweisen falscher Spitzenwerte infolge von Fluktuationen der Differentialdruckwel lenform, welche durch den hydrodynamischen Widerstand des viskosen Fluids gegen an der Öffnung gebildete Blasen hervorgerufen ist;
Mitteln zum automatischen Messen der Temperatur eines Standard-Kalibrierfluids und Auswählen des korrekten, hinsichtlich der Temperatur kompensierten Oberflächenspan nungswertes;
Mitteln zum automatischen aufeinanderfolgenden Einstellen von Einstellungen der Durchflußsteuergeräte und Erzeugen von dynamischen Oberflächenspannungskurven unter Verwendung einer sequentiellen Durchflußsteuereinstellungs-/Kalibrierfrequenz.5. Device for determining the surface tension of a liquid with
Means for automatically controlling the bubble rate through a tube immersed in a vessel, reactor or section of a process line regardless of the pressure within the vessel, reactor or tube or the immersion depth;
Means for cleaning the pipe during start-up and operation;
Means for measuring the maximum bladder pressure signal from a demodulator output circuit which can be either unipolar or bipolar;
Means for measuring the maximum bladder pressure and therefore the surface tension of a liquid with possibilities for rejecting incorrect peak values which are caused by capillary action, regardless of the pressure environment of the liquid;
Means for measuring the maximum bladder pressure and therefore the surface tension of a liquid with means for rejecting false peaks caused by oscillations in the waveform of maximum bladder pressure independent of the pressure environment of the liquid;
Means for measuring the surface tension in a viscous fluid with means for rejecting incorrect peaks due to fluctuations in the differential pressure waveform caused by the hydrodynamic resistance of the viscous fluid to bubbles formed at the orifice;
Means for automatically measuring the temperature of a standard calibration fluid and selecting the correct temperature-compensated surface tension value;
Means for automatically adjusting settings of the flow controllers and generating dynamic surface tension curves using a sequential flow control setting / calibration frequency.
Mitteln zum automatischen Steuern der Blasenrate durch zwei Rohre, die in einem Kes sel, Reaktor oder Abschnitt eines Prozeßrohres eingetaucht sind, unabhängig von dem Druck innerhalb des Kessels, Reaktors oder Rohres oder der Eintauchtiefe des Rohres;
Mitteln zum Reinigen der Rohre während des Anfahrens oder Betriebes;
Mitteln zum Messen der Maximalblasendrucksignale aus Demodulatorausgangsschalt kreisen, die entweder unipolar oder bipolar sein können;
Mitteln zum Messen des maximalen Blasendruckes und deshalb der Oberflächenspan nung einer Flüssigkeit mit Maßnahmen zum Zurückweisen falscher Spitzenwerte, welche durch Kapillarwirkung hervorgerufen sind, unabhängig von der Druckumgebung der Flüssigkeit;
Mitteln zum Messen des maximalen Blasendruckes an einer Öffnung und Mittelwert spitzenwerten, welche durch Oszillationen hervorgerufen sind in der Wellenform maxima len Blasendruckes in einer Druckumgebung und daher Bestimmen der Oberflächen spannung der Flüssigkeit;
Mitteln zum Messen der Oberflächenspannung in einem viskosen Fluid mit Maßnahmen zum Zurückweisen falscher Spitzenwerte infolge Fluktuationen der differentiellen Druck wellenform, welche durch den hydrodynamischen Widerstand des viskosen Fluids gegen eine Blase hervorgerufen ist, die sich an der Öffnung bildet;
Mitteln zum automatischen Messen der Temperatur eines Standard-Kalibrierfluids und Berechnen des richtigen, bezüglich Temperatur kompensierten Oberflächenspannungs wertes;
Mitteln zum automatischen aufeinanderfolgenden Einstellen von Einstellungen der Fluß steuergeräte und Erzeugen dynamischer Oberflächenspannungskurven unter Verwen dung sequentieller Flußsteuereinstellungs-/Kalibriersequenz.6. Device for determining the surface tension of a liquid with
Means for automatically controlling the bubble rate through two tubes submerged in a boiler, reactor or section of a process tube, regardless of the pressure within the vessel, reactor or tube or the immersion depth of the tube;
Means for cleaning the pipes during start-up or operation;
Circuitry for measuring maximum bubble pressure signals from demodulator output circuits, which can be either unipolar or bipolar;
Means for measuring the maximum bladder pressure and therefore the surface tension of a liquid with measures for rejecting incorrect peak values which are caused by capillary action, regardless of the pressure environment of the liquid;
Means for measuring the maximum bladder pressure at an opening and mean peak values, which are caused by oscillations in the waveform maxima len bladder pressure in a pressure environment and therefore determining the surface tension of the liquid;
Means for measuring surface tension in a viscous fluid, including measures to reject false peaks due to fluctuations in the differential pressure waveform caused by the hydrodynamic resistance of the viscous fluid to a bubble formed at the opening;
Means for automatically measuring the temperature of a standard calibration fluid and calculating the correct temperature compensated surface tension value;
Means for automatically adjusting flow controller settings sequentially and generating dynamic surface tension curves using sequential flow control setting / calibration sequences.
Mitteln zum automatischen Steuern der Blasenrate durch zwei oder mehr Rohre mit un terschiedlichen Öffnungsgrößen, die in einem Kessel, Reaktor oder Abschnitt einer Pro zeßleitung eingetaucht sind, unabhängig vom Druck in dem Kessel, Reaktor oder Rohr oder der Eintauchtiefe in der Flüssigkeit;
Mitteln zum Reinigen der Rohre zu jeder Zeit während des Anfahrens und Betriebes;
Mitteln zum Messen der maximalen Blasendrucksignale aus Demodulatorausgangs schaltkreisen, die entweder unipolar oder bipolar sein können;
Mitteln zum Messen des maximalen Blasendruckes und deshalb der Oberflächenspan nung einer Flüssigkeit mit Maßnahmen zum Zurückweisen falscher Spitzenwerte, welche durch Kapillarwirkung hervorgerufen sind, unabhängig von der Druckumgebung der Flüssigkeit;
Mitteln zum Messen der maximalen Blasendrücke unabhängig an zwei Öffnungen und zum Zurückweisen falscher Spitzenwerte, welche durch Oszillationen in den Wellenfor men maximalen Blasendruckes in einer Druckumgebung hervorgerufen sind, mit Mitteln zum Subtrahieren der sich ergebenden Maximalblasendruckwerte, um den Unterschied bzw. das Differential zu bestimmen und dadurch die Oberflächenspannung der Flüssig keit zu bestimmen;
Mitteln zum Messen des maximalen Blasendruckes unabhängig an jeder von zwei Öff nungen in einer viskosen Flüssigkeit und Mitteln zum Einstellen der Fließraten an jeder Öffnung in einem Verhältnis, welches die Wirkung des hydrodynamischen Widerstandes des viskosen Fluids gegenüber Blasen streicht, welche an den Öffnungen gebildet wer den;
Mitteln zum automatischen Messen der Temperatur eines Standard-Kalibrierfluids und Auswählen des korrekten, hinsichtlich Temperatur kompensierten Oberflächenspan nungswertes;
Mitteln zum automatischen aufeinanderfolgenden Einstellen von Einstellungen der Fluß steuergeräte und Erzeugen dynamischer Oberflächenspannungskurven unter Verwen dung einer sequentiellen Flußsteuereinstellungs-/Kalibriersequenz.7. Device for determining the surface tension of a liquid with
Means for automatically controlling the bubble rate through two or more pipes with different opening sizes immersed in a vessel, reactor or section of a process line, regardless of the pressure in the vessel, reactor or tube or the depth of immersion in the liquid;
Means for cleaning the pipes at all times during start-up and operation;
Circuitry for measuring the maximum bladder pressure signals from demodulator output, which can be either unipolar or bipolar;
Means for measuring the maximum bladder pressure and therefore the surface tension of a liquid with measures for rejecting incorrect peak values which are caused by capillary action, regardless of the pressure environment of the liquid;
Means for measuring the maximum bubble pressures independently at two openings and for rejecting incorrect peak values, which are caused by oscillations in the waveforms of maximum bubble pressure in a pressure environment, with means for subtracting the resulting maximum bubble pressure values in order to determine the difference or the differential and thereby to determine the surface tension of the liquid;
Means for measuring the maximum bubble pressure independently at each of two openings in a viscous liquid and means for adjusting the flow rates at each opening in a ratio which abolishes the effect of the hydrodynamic resistance of the viscous fluid to bubbles formed at the openings ;
Means for automatically measuring the temperature of a standard calibration fluid and selecting the correct temperature-compensated surface tension value;
Means for automatically adjusting flow controller settings sequentially and generating dynamic surface tension curves using a sequential flow control setting / calibration sequence.
einem länglichen, starren Rohr, welches an seinem einen Ende mit einem Kragen verse hen ist für die Anbringung an einem Mechanismus zum Stützen der Prüfkopfanordnung in einem Kessel;
mindestens zwei Druckrohren, die sich über die Länge des starren Rohres erstrecken, wobei sich eines durch den Kragen erstreckt und mit einem Fitting versehen ist;
einem Prüfkopf, der am anderen Ende jedes Druckrohres angebracht ist, wobei jeder Prüfkopf mit einer kalibrierten Öffnung an seinem Ende versehen ist;
einem Korb, der an dem anderen Ende des starren Rohres angebracht ist und eine fe sten Boden und eine Vielzahl von Öffnungen an seiner Seite hat, um den freien, nicht turbulenten Fluß des Fluids an den kalibrierten Öffnungen der Prüfköpfe vorbei zu gestat ten, während der Effekt des Abscherens oder der Turbulenz aus dem Fluß oder dem Mi schen oder Gemisch des Fließmittels in dem Kessel gemildert wird. 8. Probe assembly for sensing the surface tension of a liquid with
an elongate rigid tube provided with a collar at one end for attachment to a mechanism for supporting the probe assembly in a boiler;
at least two pressure pipes extending the length of the rigid pipe, one extending through the collar and fitted with a fitting;
a test head attached to the other end of each pressure tube, each test head having a calibrated opening at its end;
a basket attached to the other end of the rigid tube and having a solid bottom and a plurality of openings on its side to allow the free, non-turbulent flow of the fluid past the calibrated openings of the probes during the Effect of shear or turbulence from the flow or the mixing or mixture of the eluent in the boiler is alleviated.
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