DE19717128A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Prüfung von Verbrauchszählern, insbesondere von Hauswasserzählern und Wohnungswasserzählern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung von Verbrauchszählern, insbesondere von Hauswasserzählern und Wohnungswasserzählern gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 6.

Verbrauchszähler, wie beispielsweise Elektrizitäts-, Gas- und Wasserzähler sind geeichte Meßgeräte, die den Verbrauch eines Kunden erfassen, der Zugriff auf das Verteilungsnetz an unterschiedlichen Anschlußpunkten hat. Die Verbrauchszähler sind üblicherweise beim Kunden am Anschlußpunkt an das Verteilungsnetz installiert und werden regelmäßig abgelesen. Entsprechend des abgelesenen Wertes erfolgt die Abrechnung für einen jeweils mit der Ablesung abgeschlossenen Verbrauchszeitraum. Um eine korrekte Abrechnung sicherzustellen, müssen die Verbrauchszähler in regelmäßigen Zeitabständen überprüft und ggf. instandgesetzt und neu geeicht werden. Dies erfolgte bisher derart, daß die am Verbrauchsort installierten Verbrauchszähler ausgebaut und anschließend an einer zentralen Meß- bzw. Prüfstelle kontrolliert wurden. Der beim Kunden ausgebaute Verbrauchszähler mußte hierbei durch einen anderen Verbrauchszähler ersetzt werden, um weiterhin eine Verbrauchsüberwachung zu gewährleisten. Ist die Eichgültigkeitsdauer eines Verbrauchszählers abgelaufen, so wurde dieser bisher stets durch einen neuen Zähler bzw. Meßeinsatz ersetzt. Der Austausch gegen neue Verbrauchszähler geschieht ungeachtet der Tatsache, daß gebrauchte Verbrauchszähler nach einer Reinigung und/oder Reparatur sowie einer erneuten Eichung bzw. Beglaubigung wieder verwendet werden könnten. Im Zusammenhang mit Meßgenauigkeitsabweichungen von Verbrauchszählern aufgrund von Ablagerungen und Verkalkung sei angemerkt, daß eine Reinigung mit entsprechenden Bürsten und Reinigern möglich ist, was eine Wiederverwendung der Zähler erlaubt.

Aufgrund einer gesetzlichen Vorgabe, die besagt, daß in allen Neubauten Warm- und Kaltwasserzähler zur wohnungsweisen Abrechnung einzubauen sind, bedarf es der Kontrolle bzw. der Ablesung einer großen Anzahl von Verbrauchszählern. Hierbei besteht allerdings das Problem, daß in Neubauten die Zählergehäuse in der Regel in Unterputzbauweise installiert werden, und somit ein einfacher Ausbau des Verbrauchszählers nicht ohne Probleme möglich ist. Um dieses Problem zu umgehen kann ein Zählerwechsel bei diesen Zählern darin bestehen, eine von dem Gehäuse unabhängige, geeichte Meßpatrone auszuwechseln. Aufgrund von Ablagerungen von Schwebstoffen bzw. von Verkalkungen bei Wasserzählern, die eine Querschnittsreduktion im Bereich der Ein- und Auslaufstrecke verursachen, was wiederum einen erhöhten Fluß zur Folge hat, kommt es jedoch im Laufe der Betriebsdauer des Zählers zu Meßungenauigkeiten bzw. zu unzulässigen Überschreitungen der Fehlertoleranzen. Eine geeignete Prüfung, Überwachung bzw. Eichung ist auch hier nötig.

Seit dem 1. 1. 1993 besteht die Möglichkeit die Eichgültigkeitsdauer von Wasserzählern durch Durchführung von Stichprobenprüfungen um jeweils drei Jahre zu verlängern. Es ist diesbezüglich erstrebenswert die Prüfung mit einem geeigneten, flexibel einsetzbaren Meßgerät vorort durchzuführen. Die Möglichkeit die Genauigkeit von Verbrauchszählern an der Verbrauchsquelle messen zu können, kann somit vor Ort Kundenreklamationen konfliktmindernd bearbeiten.

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung von Verbrauchszählern mit optischer Erfassung der Meßgröße ist beispielsweise aus DE 39 01 816 A1 bekannt. Darin ist ein Verfahren zur Prüfung von Verbrauchszählern, insbesondere von Elektrizitäts-, Gas- und Wasserzählern beschrieben, bei dem ein gebündelter Lichtstrahl auf ein von außen sichtbares rotierendes Element, den sogenannten Anlaufstern des Verbrauchszählers gerichtet wird, dessen Umfang in regelmäßiger Weise so ausgestaltet ist, daß der Laserstrahl unterschiedlichen Reflexionsbedingungen unterworfen ist. Der reflektierte Laserstrahl erfährt in Abhängigkeit von den Reflexionsbedingungen eine Intensitätsveränderung, wodurch sich die Möglichkeit eröffnet, die Drehgeschwindigkeit des Anlaufsterns des Verbrauchszählers auf der Grundlage von dessen bekannter Geometrie zu ermitteln. Da der Anlaufstern direkt durch das Meßwerk des Verbrauchszählers betätigt und in Rotation versetzt wird, kann die Zählung der Lichtintensitätsimpulse unter Berücksichtigung der Konstruktionsdaten des Verbrauchszählers auf das Meßergebnis zurückgeschlossen werden. Dazu weist die bekannte Vorrichtung sowohl einen Empfänger für den reflektierten Laserstrahl, als auch eine Auswerteeinheit mit einem Impulszähler auf. Es existieren auch Wasserzähler mit (festeingesetztem) Impulsgeber.

Ein grundsätzliches Problem der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Prüfung von Verbrauchszählern besteht darin, daß zur Vermessung des Durchflusses bzw. des Volumens des durch den Verbrauchszähler strömenden Mediums sehr große und/oder aufwendige Geräte vorgesehen werden müssen. So kommen Waagen zum Einsatz, die die über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg in einem Behälter aufgefangene Menge des Mediums wiegen und so die Bestimmung des Volumens und des Durchflusses ermöglichen. Ebenfalls bekannt ist der Einsatz von Durchflußsensoren im Zusammenwirken mit Regelventilen. Während die Durchflußsensoren vergleichsweise einfach und mit geringer Größe realisiert werden können, stellen die Regelventile komplexe und aufwendige Elemente dar, so daß Vorrichtungen mit Durchflußsensoren und Regelventilen ebenso wie die Vorrichtungen mit Waage und Auffangbehälter stets sehr groß und aufwendig gestaltet sind. Diese Vorrichtungen und die damit durchführbaren Verfahren eignen sich nicht für den mobilen Einsatz und werden aus Kostengründen auch an stationären Prüfstellen nur einmal realisiert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Prüfung von Verbrauchszählern, insbesondere von Hauswasserzählern und Wohnungswasserzählern bereitzustellen, womit eine Prüfung und Beglaubigung (Eichung) von Haus- und Wohnungswasserzählern vor Ort auch im Hinblick auf Stichprobenprüfungen von Verbrauchszählern durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Vorrichtung, sowie durch das im Patentanspruch 6 beschriebene Verfahren gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein zentraler Gedanke besteht dabei darin, daß das Einstellen des konstanten Durchflusses des dem Verbrauchszähler zugeführten Mediums automatisch von einer Festvolumenpumpe durchgeführt wird, so daß der durch den Verbrauchszähler innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls strömende Durchfluß sowie das Volumen automatisch vorgegeben und meßbar wird.

Erfindungsgemäß wird unter Festvolumenpumpe jede Art von Pumpe verstanden, die konstruktionsbedingt konstante Volumina fördert, so daß beispielsweise durch Einstellung der Drehzahl das von der Pumpe pro Zeiteinheit geförderte Volumen und damit der Durchfluß einstellbar ist. Ein Beispiel einer Festvolumenpumpe ist eine Zahnradpumpe die konstruktionsbedingt das Medium mit konstanten Volumeneinheiten fördert. Festvolumenpumpen zeichnen sich dadurch aus, daß sie konstruktionsbedingt die Einstellung des Durchflusses über die Ansteuerung der Pumpe gestatten. Auf diese Weise wird eine Messung des Durchflusses überflüssig. Mit anderen Worten, die Festvolumenpumpe dient nicht nur der Einstellung sondern gleichzeitig auch der Messung des Durchflusses. Für den aktiven Betrieb, das heißt für den Fall, daß die Festvolumenpumpe das Medium aktiv durch den zu prüfenden Verbrauchszähler fördert, arbeitet die Festvolumenpumpe im herkömmlichen Sinne als Pumpe. Im passiven Betrieb, stellt die Festvolumenpumpe nur den anderweitig geförderten Durchfluß durch den Verbrauchszähler ein und ist dabei mit einem Regelventil vergleichbar.

Erreicht wird durch den Einsatz der Festvolumenpumpe, daß ein kompaktes und kostengünstiges Prüfgerät realisiert werden kann, daß einerseits einen mobilen Einsatz ermöglicht und daß beim stationären Betrieb den Einsatz mehrerer Prüfgeräte in parallelem Betrieb zuläßt. Diese Vorteile werden im folgenden noch einmal genau erläutert.

Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht insbesondere darin, daß für die Überprüfung und Beglaubigung von Verbrauchszählern, insbesondere von Hauswasserzählern und Wohnungswasserzählern ein transportables Prüfgerät und ein entsprechendes Verfahren bereitgestellt wird. Aufgrund einer kompakteren Ausführungsform im Vergleich zu bisherigen Meßgeräten ist ein variabler Einsatz möglich. Dies stellt wiederum eine verbesserte Serviceleistung für den Kunden dar.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch einen mobilen Einsatz des Prüfgeräts eine Stichprobenprüfung von Wasserzählern auch vor Ort möglich ist, und somit die Eichgültigkeitsdauer der entsprechenden Zähler einfach verlängert werden kann. Im Zusammenhang mit der zuvor zitierten Gesetzesvorlage vom 1. 1. 1993, die eine Verlängerung der Eichgültigkeitsdauer von entsprechenden Zählern ermöglicht, kann somit jederzeit der Verbrauchszähler geprüft, beglaubigt bzw. geeicht werden. Dies ermöglicht einen ökonomischeren Einsatz von Verbrauchszählern.

Im stationären Einsatz eignet sich das erfindungsgemäße Prüfgerät auch für die Prüfung neu zu eichender Verbrauchszähler; dabei läßt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilsbringend einsetzen.

Durch eine Anordnung von z. B. drei parallel geschalteten Meßvorrichtungen kann die Leistungsfähigkeit eines Verbrauchzähler-Prüfstands erhöht werden, da ein zeitoptimierter Einsatz des Prüfpersonals ermöglicht wird. Auf diese Weise kann ein Prüfzyklus erreicht werden, der eine ununterbrochene Messung der zu eichenden Verbrauchszählern ermöglicht.

Eine detaillierte Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt im folgenden anhand der Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Anordnung der Meßvorrichtung zur Überprüfung und Eichung fest eingebauter Verbrauchszähler;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verbrauchszähler-Prüfgeräts der Fig. 1, das eine Festvolumenpumpe umfaßt;

Fig. 3 eine detaillierte schematische Darstellung des Verbrauchszähler-Prüfgeräts der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine schematische Anordnung eines erfindungsgemäßen Meßprüfstands.

Fig. 1 zeigt eine schematische Anordnung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die zum mobilen Einsatz für die Messung bzw. Prüfung eingebauter Verbrauchszähler verwendet wird. Der Verbrauchszähler 1 ist in diesem Fall als eingebauter Wasserzähler dargestellt. Entsprechende Ventilanschlüsse 2a, 2b an den Wasserkreislauf sind eingezeichnet. Bei dem schematisch dargestellten Wasserzähler handelt es sich um einen Verbrauchszähler mit mechanischem Zählwerk, der den Wasserdurchfluß über eine entsprechende Anzeige 3 einer Ziffernfolge anzeigt. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird die Anzeige des Wasserzählers durch eine Lesevorrichtung 12 erfaßt, die entweder auf einer opto­ elektronischen Erfassung basiert oder über eine Impulsabtastung erfolgt. Die durch die Lesevorrichtung 12 erfaßte Information wird an eine Steuereinheit 11 des Prüfgeräts 10 geleitet. Die Steuereinheit 11 umfaßt zu diesem Zweck eine Daten-Speichereinrichtung (nicht dargestellt) sowie eine Datenverarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt), und steuert zudem den Zeitpunkt der Erfassung der Verbrauchszähleranzeige. Das Prinzip des Meßverfahrens basiert darauf, daß ein konstanter Durchfluß des durch den Verbrauchszähler strömenden Mediums eingestellt wird. Gemäß der Erfindung wird dies durch eine Festvolumenpumpe 13 in dem Prüfgerät 10 gewährleistet.

Die Festvolumenpumpe 13 kann beispielsweise eine Zahnradpumpe oder eine ähnliche Pumpe sein. Motorisch angetriebene, drehzahlgesteuerte Pumpen dieser Art gewährleisten den Transport eines bestimmten, festen Volumens. Die Durchflußeinstellung und die Durchflußmessung, sowie die Messung des Volumens als Integral der Durchflußmenge werden über die exakte Drehzahlsteuerung und Messung der Antriebswelle der Pumpe realisiert. Somit vereint die Festvolumenpumpe der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Funktionen Durchfluß einstellen, sowie Durchfluß und Volumen messen. Die individuellen Einstellparameter werden hierbei von der Steuereinheit 11 gesteuert.

Die Anzeige des Verbrauchszählers wird durch die Lesevorrichtung 12 zu einem Anfangszeitpunkt (t1) und einem Endpunkt (t2) eines Zeitintervalls erfaßt. Diese Information wird an die Steuereinheit 11 weitergeleitet. Während dieses Zeitintervalls besteht ein konstanter Strömungsfluß im Verbrauchszähler. Das Medium strömt dazu von einer Entnahmestelle 14 zum Prüfgerät 10, dort durch die Festvolumenpumpe 13 und vom Prüfgerät 10 zu einem Ablauf 16. Bei der Entnahmestelle 14 handelt es sich beispielsweise um Badezimmer- oder Küchenarmaturen. Die Festvolumenpumpe 13 arbeitet hierbei ggf. im passiven Betrieb.

Durch das Erfassen der Anzeige des Wasserzählers zu einem Zeitpunkt (t1), durch das Einstellen eines konstanten Durchflusses des durch den Verbrauchszähler strömenden Mediums und durch die Erfassung der Anzeige des Zählers zu einem späteren Zeitpunkt (t2) kann eine Überprüfung des Verbrauchszählers durchgeführt werden. Hierbei erfolgt die Auswertung der Prüfdaten durch die Steuereinrichtung 11, die die Informationen der Lesevorrichtung 12 und die Betriebsdaten der Festvolumenpumpe 13 speichert und aus diesen das Meßergebnis ermittelt.

In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Prüfgerät in anderer Form dargestellt und dabei wird auf den Einsatz des erfindungsgemäßen Prüfgeräts zur Prüfung ausgebauter bzw. neu zu eichender Wasserzähler eingegangen. Kernbestandteil des Prüfgeräts ist die Festvolumenpumpe 13, die in einem Wasserkreislauf angeordnet ist, zu dem weiter der Verbrauchszähler 1 und ein Pufferbehälter 4 gehört. Der Pufferbehälter 4 dient dazu, eine ausreichende Menge des durch den Verbrauchszähler 1 strömenden Mediums bereitzustellen und Schwankungen auszugleichen. Die Anzeige 3 des Verbrauchszählers 1 wird von einer Lesevorrichtung 12 abgetastet, die mit einer Steuereinheit 11 verbunden ist. Diese Steuereinheit ist ferner mit der Festvolumenpumpe 13 verbunden, um deren Betrieb zu steuern. Dabei handelt es sich hier um den aktiven Betrieb der Festvolumenpumpe 13, die das im Pufferbehälter 4 bevorratete Medium durch den Verbrauchszähler fördert.

Die Steuereinheit 11, die Lesevorrichtung 12 und die Festvolumenpumpe 13 sind Bestandteile des zuvor beschriebenen mobilen Prüfgeräts (vgl. Fig. 1). Für die Prüfung ausgebauter Wasserzähler ist zusätzlich der Pufferbehälter 4 vorgesehen.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die neben dem Prüfen von fest eingebauten Verbrauchszählern auch zur Messung bzw. Überprüfung von Verbrauchszählergehäusen mit sogenannten austauschbar einsetzbaren Kontrollmeßpatronen einsetzbar ist. Diese Kontrollmeßpatronen 17, die austauschbar in fest eingebaute Verbrauchszähler eingesetzt werden, können wie in Fig. 3 dargestellt, in das Prüfgerät 10 eingesetzt werden. Auch hier wird, wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, ein konstanter Strömungszustand durch die Festvolumenpumpe 13 hergestellt. Durch die Erfassung der Anzeige des Verbrauchszählers wird wiederum zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten (t1, t2) und durch die Kenndaten der Festvolumenpumpe die Auswertung des Meßvorgangs in der Steuereinheit 11 durchgeführt.

Gemäß einer entsprechenden gesetzlichen Vorlage ist das Prüfverfahren bei Hauswasserzählern in drei bestimmten Zuständen (unterschiedliche Durchflüsse Q_max, Q_tren und Q_min) durchzuführen. Bei herkömmlichen Meßvorrichtungen wurde bisher eine Regulierung zuerst bei einem maximalen Durchfluß (Q_max) durchgeführt. Im Anschluß an diese Prüfung wurden die Zähler dann üblicherweise an eine weitere Prüfstation manuelle oder automatisch transportiert, und nach der durch den Umbau nötigen Entlüftung bei einem weiteren mittleren (Q_tren) und einem minimalen Durchfluß (Q_min) nachgeprüft, was einen relativ großen Aufwand bedarf. Dagegen kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein und demselben Prüfstand die Messung bei verschiedenen, hintereinander einstellbaren Durchflüssen durchgeführt werden. Dies wird wiederum durch die Verwendung der Festvolumenpumpe 13 ermöglicht. Wie bereits zuvor erwähnt, erfolgt die Einstellung der verschiedenen Durchflüsse über die Drehzahlsteuerung der verwendeten Pumpe. Aus der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich somit eine kleine Apparatur mit geringem Gewicht, die universell als transportables Prüfgerät für die Prüfung bzw. Eichung von Verbrauchszählern vor Ort einsetzbar ist.

Abschließend sei erwähnt, daß eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit eines Prüfstands durch eine wie in Fig. 4 dargestellte parallele Anordnung von mehrerer erfindungsgemäßer Prüfgeräte erreicht werden kann. Bei einem stationären Einsatz des Prüfstandes gemäß der Ausführungsform in Fig. 4 stellt die Prüfperson einen Durchfluß Q_max zur Messung eines ersten Zählers ein. Im Anschluß daran läuft die Prüfung bei Q_tren und Q_min automatisch ab. Dies dauert bei oben genannten Wasserzählern der Nenngröße 2,5 m³/h typischerweise 2 Minuten. Zu Beginn der automatischen Prüfung des ersten Zählers wird von der Prüfperson der zweite Zähler montiert und durch die zweite Meßvorrichtung bei einem Durchfluß Q_max justiert. Dies dauert ebenfalls erfahrungsgemäß weniger als 2 Minuten. Auch hier startet nun die automatische Prüfung der zwei weiteren voneinander verschiedenen Durchflüssen (Q_min und Q_tren) Selbiges wird für die Prüfung des dritten Zählers durch die dritte Meßvorrichtung durchgeführt. Im Anschluß an die Justierung des dritten Zählers ist die Prüfung des ersten Zählers bereits abgeschlossen und dieser kann somit automatisch oder manuell ausgetauscht werden. Der Zugriff kann nun von neuem beginnen, so daß ein ununterbrochener Meßzyklus durchgeführt werden kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Prüfung von Verbrauchszählern, insbesondere von Hauswasserzählern und Wohnungswasserzählern gekennzeichnet durch

• - eine Festvolumenpumpe (20), durch die ein konstanter Durchfluß des durch den Verbrauchszähler strömenden Mediums einstellbar und meßbar ist, und
• - eine Steuereinheit für die Steuerung der Festvolumenpumpe zur Einstellung des Durchflusses des durch den Verbrauchszähler strömenden Mediums.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß des durch den Verbrauchszähler strömenden Mediums durch Einstellung der Drehzahl oder des Vorschubs der Festvolumenpumpe einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Festvolumenpumpe geeignet ist, jeweils einen von mindestens drei verschiedenen Durchflüssen (Q_max, Q_tren, Q_min) einzustellen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festvolumenpumpe eine Zahnradpumpe, eine Schubkolbenpumpe, eine Ringkolbenpumpe oder eine ähnlich arbeitende Pumpe ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lesevorrichtung (12) zum Erfassen der Anzeige des Verbrauchszählers vorgesehen ist und daß die Lesevorrichtung mit der Steuereinheit verbunden ist.

6. Verfahren zur Prüfung von Verbrauchszählern, insbesondere von Hauswasserzählern und Wohnungswasserzählern, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchfluß des durch den Verbrauchszähler strömenden Mediums mittels einer Festvolumenpumpe eingestellt und gemessen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer von mindestens drei verschiedenen Durchflüssen (Q_max, Q_tren, Q_min) konstant eingestellt wird.

8. Prüfstand zur Prüfung von Verbrauchszählern, insbesondere von Hauswasserzählern und Wohnungswasserzählern, gekennzeichnet durch die parallele Anordnung von zumindest zwei Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5.