DE19714880C2

DE19714880C2 - Messung und Meßdatenübertragung an rotierenden Autoklaven

Info

Publication number: DE19714880C2
Application number: DE1997114880
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Oschmann; Jens Pfeiffer; Ulrich Molata
Original assignee: INST ERDOEL und ERDGASFORSCHUN
Current assignee: INST ERDOEL und ERDGASFORSCHUN
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 2000-11-16
Anticipated expiration: 2017-04-11
Also published as: DE19714880A1

Abstract

Bei einem rotierenden Autoklaven, bei dem Meßwerte aus dem rotierenden Autoklaven heraus und ggf. Steuerbefehle auf den rotierenden Autoklaven übertragen werden, wird eine störungsarme und kostengünstige Signalübertragung auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen dadurch sichergestellt, daß eine räumliche Trennung der Messung von der Messdatenverarbeitung und -auswertung und eine berührungslose Datenübertragung vom und auf das rotierende System vorgenommen wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen rotierenden Autoklaven mit Mess werterfassungseinheiten und einer berührungslosen Datenübertra gungseinheit zum Übertragen von Messwerten aus dem rotierenden Autoklaven heraus zu einer Auswerteelektronik und zum Empfang von Steuerbefehlen (EP 0604 387 A1).

Um eine störungsarme Messung und Messdatenübertragung von rotie renden Systemen zu ermöglichen, werden Messdaten berührungslos über das Wellenende übertragen und Referenzpunkte nach außen verlagert.

Für Messanordnungen an rotierenden Autoklaven ist es z. Zt. üb lich, die Messdaten über mechanische Verbindungen oder Funk strecken an eine nicht mitrotierende Auswerteelektronik/Rech ner zu übermitteln.

So ist in der EP 0 604 387 A1 ein Rotationsautoklav beschrieben, bei dem Messwerte einer rotierenden Messeinheit drahtlos mit Hilfe einer Sende- und Empfangsantenne auf eine nicht rotierende Auswertungseinheit übertragen werden. Die Messelektronik ist zusammen mit dem Messfühler in dem Rotationsbehälter angeordnet.

Diese Realisierungsform ist störanfällig bzw. kostenintensiv.

In der DE 28 46 583 C2 ist eine Messsignalübertragung zwischen einem statischen und einem rotierenden Teil beschrieben, wobei die Messsignalübertragung induktiv mit einem Drehübertrager er folgt, so dass das Messsignal induktiv von einer rotierenden Welle auf den Statorteil ausgekoppelt wird.

Problematisch bei derartigen Anordnungen ist der Einfluss der Umgebung der Messstelle auf die Messwerterfassung.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einer einfachen Vorrichtung unabhängig von Umgebungseinflüssen eine störungsarme Messdaten erfassung und -Übermittlung am Autoklaven während des Betriebs zu ermöglichen.

Störanfälligkeit und Kosten lassen sich durch Verwendung einer berührungslosen Messdatenübertragung und räum liche Trennung von Messpunkt und Messauswertung bzw. -Überarbei tung vermeiden, beispielhaft gelöst, durch Verwendung einer Hohlwelle zur Trennung von Auswerteeinheit und Referenz, mit be liebiger Verschiebung aus dem Messbereich und Übertragung der Messdaten über das Wellenende an eine nicht mitrotierende Emp fangseinheit und Übertragung von Signalen auf das rotierende System von einer nicht mitrotierenden Sendeeinheit.

Als Ausführungsbeispiel wird im folgenden und in der Figur näher beschrieben:

Zur Untersuchung von Gashydratbildung wurde folgender Drehautoklav entwickelt:

Der torusförmige Hohlraum rotiert in einem temperierten Wasserbad. Für die Auswertung der Versuche ist eine Temperatur- und Druckerfassung im Autoklaven (1) erforderlich. Aus technischen Gründen können im Torus nur Thermoelemente zur Temperaturmessung in Frage kommen. Daher ist ein Referenzpunkt für das Thermoelement erforderlich. Da die entstehende Thermospannung sehr klein ist, müssen die Übergangswiderstände absolut konstant bleiben - eine Übertragung mittels Schleifringläufer (4) ist daher nicht zulässig. Folglich muß der Referenzpunkt innerhalb des rotierenden Systems plaziert werden.

Üblicherweise kommen Thermoelementverstärker zum Einsatz, die keine konstante Referenzpunkttemperatur erfordern, sondern durch eine interne Temperaturmessung am Referenzpunkt die gemessene Thermospannung zum Referenzpunkt korrigieren. Diese Verstärker können nur für einen begrenzten Temperaturbereich die Genauigkeitsforderungen erfüllen und sind nur für eine Temperatur (i. a. 25°C) exakt abgeglichen.

Aus diesem Grund muß der Thermoverstärker aus dem Badbereich (2) herausgeführt werden. Ebenso ist es zur Erhöhung der Genauigkeit der Druckmessung auf Basis von DMS-Brücken erforderlich, einen zusätzlichen Widerstand in der Zuleitung auf konstanter Temperatur zu halten.

Diese Referenzpunkte werden durch die Hohlwelle (3) aus dem Einflußbereich des Bades heraus verschoben und in der Hohlwelle bzw. auf der Welle plaziert. Dabei ist, sofern es der Wellendurchmesser zuläßt, insbesondere die Positionierung in der Hohlwelle günstig, da dort eine ausgesprochen konstante, von der Umgebung kaum beeinflußte Temperatur herrscht.

Die Übertragung der Meßdaten aus dem rotierenden System wird nicht über Schleifringe durchgeführt, da die Schleifringe analoge Meßwerte verfälschen. Auch für digitalisierte Daten ist der Schleifring ungünstig, da der Autoklav in einem chemischen Labor betrieben wird und daher auch die Kontaktstelle des Schleifrings in besonderem Maße korrosiven Einflüssen unterliegt, so daß eine sichere Datenübertragung nicht gewährleistet ist. Daher muß grundsätzlich die Auswerteelektronik im rotierenden System liegen. Aufgrund des Platzbedarfes ist sie am Wellenende unter einer abgedichteten Plexiglashaube (5) angebracht. Die analogen Meßspannungen werden spannungsfrequenzgewandelt und über eine Infrarosender am Wellenende an einen nicht mitrotierenen Empfänger (6) übertragen und von dort an einen Meßrechner weitergeleitet.

Aufgrund des geringen Datenumfangs von zwei Meßkanälen ist dies die kostengünstigste und gleichzeitig eine sehr sichere Datenübertragung.

Claims

1. Rotierender Autoklav (1) mit Messwerterfassungseinheiten und einer berüh rungslosen Datenübertragungseinheit zum Übertragen von Messwerten aus dem rotierenden Autoklaven (1) heraus zu einer Auswerteelektronik und zum Emp fangen von Steuerbefehlen, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierende Au toklav (1) mit einer Hohlwelle (3) gekoppelt ist und die Datenübertragungseinheit in der Hohlwelle (3) angeordnet ist, wobei die Messwerterfassungseinheiten räumlich von der Datenübertragungseinheit getrennt sind.

2. Rotierender Autoklav (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass eine feste Sende-/Empfangseinheit (6) zum Empfangen der Messdaten und zum Senden von Steuerbefehlen an die Datenübertragungseinheit neben der Hohlwelle (3) im Bereich der Datenübertragungseinheit angeordnet ist.

3. Rotierender Autoklav (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerterfassungseinheiten Thermoelemente sind.

4. Rotierender Autoklav (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerterfassungseinheiten DMS-Brücken zur Druck messung sind.

5. Rotierender Autoklav (1) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekenn zeichnet, dass Referenzpunkte für die Messwerterfassungseinheiten in der Hohlwelle (3) außerhalb des Autoklaven (1) angeordnet sind.

6. Rotierender Autoklav (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungslose Datenübertragung per Funk oder In frarot erfolgt.