DE19931227A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung und/oder Kalibrierung eines Differenzdruckmeßsystems - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung und/oder Kalibrierung eines DifferenzdruckmeßsystemsInfo
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Abstract
Bei Differenzdruckmeßsystemen mit zwei Drucksensoren (6a, 6b) zur Messung von zwei Überdrücken eine Fluids (4) gegenüber der umgebenden Luft (5) und elektronischer Ermittlung des Differenzdruckes sind diese zwar unempfindlich gegen schädliche Einflüsse des Fluids, verlangen jedoch zur Prüfung der Funktionsfähigkeit "on-line" aufwendige Vorrichtungen. DOLLAR A Im Rahmen der Erfindung werden die im normalen Betrieb mit dem Druck der umgebenden Luft (5) beaufschlagten Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) der Drucksensoren (6a, 6b) zur Prüfung und Rekalibrierung mittels Luftdruckerzeuger (17a, 17b) mit einem Prüfdruck beaufschlagt und das entsprechende Meßsignal zur Prüfung und Rekalibrierung ausgewertet. DOLLAR A Die Erfindung ist bevorzugt bei allen Differenzdruckmeßsystemen mit kritischen Fluiden (4), geringem Differenzdruck bei hohem Systemdruck und bei erforderlicher Funktionsprüfung ohne Betriebsunterbrechung einsetzbar.
Description
Verfahren zur Prüfung und/oder Kalibrierung eines Differenzdruckmeßsystems zur Über
wachung des Betriebszustandes einer von einem Fluid durchflossenen Konditioniervor
richtung, nämlich einer Vorrichtung oder Anlage, die ein Fluid von mechanischen oder
chemischen Verunreinigungen reinigt oder feste Körper oder gelöste Inhaltsstoffe abschei
det oder die Temperatur oder den Aggregatzustand des Fluids ändert, mit jeweils einem
stromaufwärts und stromabwärts der Konditioniervorrichtung anordneten Drucksensor zur
Messung des jeweiligen Überdrucks des Fluids gegenüber der umgebenden Luft, wobei das
Meßelement jedes der beiden Drucksensoren einerseits eine mit dem Fluid verbundene
Fluiddruckmeßfläche zur Beaufschlagung mit dem Druck des Fluids und andererseits eine
mit der umgebenden Luft verbundene Luftdruckmeßfläche zur Beaufschlagung mit dem
Druck der umgebenden Luft besitzt, und mit einem mit den Drucksensoren über Signal
leitungen verbundenen Auswertegerät zum Empfang der von den Drucksensoren ermittelten
die Fluiddrücke kennzeichnenden Anlagenmeßwerte und zur Anzeige und/oder Prüfung
und/oder Übertragung des von der Differenz der beiden Überdrücke bestimmten Differenz
druckes.
Anlagen dieser Art sind seit langem bekannt. Differenzdruckmeßsysteme nach dem Stand
der Technik werden z. B. zur Überwachung von Filtern für Flüssigkeiten und Gase zur Ab
scheidung unerwünschter Inhaltsstoffe eingesetzt, zur Überwachung der Verschmutzung
von Wärmeaustauschern oder zur Überwachung des Verschmutzungszustandes von Sieb
einrichtungen zur Abscheidung von Reinigungskörpern von Rohrreinigungsanlagen im
Kühlsystem von Kraftwerken. Bei sauberen Fluiden, wie z. B. Druckluft in Kompressor
anlagen, stellt die Differenzdruckmessung kein schwieriges technisches Problem dar, da eine
Verschmutzung der Differenzdrucksensoren selbst praktisch nicht auftritt. Anders ist die
Situation z. B. bei der Überwachung von mit Oberflächenwasser durchflossenen Kühl
anlagen, da das Kühlwasser nicht nur Grobstoffe der unterschiedlichsten Art mit sich führt,
wie Algen, Blätter und Seegras, sondern auch die Ablagerung feiner Schlammpartikel und
das Wachstum von Muscheln und anderer Meeresbewohner in den Anlagen begünstigt.
Auch in Anlagen zur Behandlung von Lebensmitteln beispielsweise stellt die Differenz
druckmessung ein besonderes Problem dar, wenn das die Konditioniervorrichtung durch
strömende Fluid zu Ausfällungen oder Anlagerungen neigt.
Zur Messung des Druckes des Fluids sind die Druckaufnehmern sind in der Regel als Über
druckaufnehmer aufgebaut mit einem Meßelement, das eine dem Fluid zugewandte robuste,
zur Messung des Druckes des Fluids genutzte Fluiddruckmeßfläche und eine empfindliche,
mit der umgebenden Luft verbundene Luftdruckmeßfläche besitzt, an der die elektrischen
Elemente und Anschlüsse angebracht sind. Zur Messung des Differenzdruckes an einem
Fluid werden entweder beide Seiten, also auch die empfindliche Meßfläche mit dem Fluid
beaufschlagt, was bei den o. g. kritischen Anwendungsfällen unweigerlich zu Problemen
führt, oder die empfindliche Seite wird mit einer Druckübertragungsflüssigkeit beaufschlagt,
die ihrerseits über eine Trennmebran den Fluiddruck empfängt. Im letzteren Fall muß das
Fluid über eine Meßleitung an den Druckaufnehmer herangeführt werden, was zur Verhin
derung von Verschmutzungsproblemen z. B. die in der deutschen Patentschrift DE 34 47 201
beschriebenen Aufwendungen zur Reinigung der Meßleitung erforderlich macht, oder
die Trennmembran wird - wie auch die oben beschriebene Fluiddruckmeßfläche - direkt in
die Wandungen der Konditioniervorrichtung eingebaut, was ebenfalls erhebliche apparative
Aufwendungen zur Folge hat.
Die technisch einfache Möglichkeit, zwei einfache Überdruckaufnehmer in die Wandungen
der Konditioniervorrichtung einzusetzen, damit zwei Fluiddrücke - jeweils als Überdruck
des Fluids zur umgebenden Luft - zu messen und den Differenzdruck als Differenz der
elektrischen Signale der beiden Druckaufnehmer zu ermitteln, war früher nur bei geringen
Fluiddrücken möglich. Wenn der am Fluid zu messende Differenzdruck beispielsweise nur
100 mbar beträgt bei einem Betriebsdruck der Konditioniervorrichtung von 10 bar, dann ist
der Einsatz von Druckaufnehmern mit einer Meßgenauigkeit von z. B. 1% nicht sinnvoll, da
die Meßgenauigkeit ja nicht besser als 1% von 10 bar = 100 mbar und damit unzureichend
ist.
In letzter Zeit wurde die Meßgenauigkeit von Druckaufnehmern ganz beträchtlich ver
bessert, so daß selbst kostengünstige Aufnehmer eine Meßgenauigkeit von besser als 0,1%
erreichen. Diese Entwicklung wird in dem Fachaufsatz "Differenzdruck messen mit zwei
Absolutdrucksensoren" von H. W. Keller in der Zeitschrift "SENSOR report", Ausgabe
2/1999, Seite 17 beschrieben, wie auch die Möglichkeit, bei dieser hohen Meßgenauigkeit
den Differenzdruck elektronisch aus den Signalen zweier o. g. Überdruckaufnehmer zu er
mitteln. Bei dem obigen Zahlenbeispiel ergibt 0,1% eine Meßgenauigkeit von 10 mbar, liegt
also schon im Bereich der Aufgabenstellung.
Bei kritischen Anwendungen, wie z. B. bei der Differenzdrucküberwachung bei Anlagen in
der Kraftwerkstechnik, ist es üblich, die Funktionsfähigkeit der Differenzdruckaufnehmer in
regelmäßigen Abständen ohne Betriebsunterbrechung "on-line" und automatisch zu prüfen.
Prüfungen dieser Art sind in der deutschen Patentschrift DE 34 47 201 beschrieben. Die
automatische "on-line" Prüfung von zur Differenzdruckmessung eingesetzten Überdruck
aufnehmern der im o. g. Fachaufsatz von H. W. Keller beschriebenen Art ist sehr aufwendig,
da die Druckaufnehmer zu diesem Zweck vom Fluiddruck isoliert und mit einem Prüf-Diffe
renzdruck beaufschlagt werden müssen. Auch wäre eine möglichst automatische Nach
kalibrierung der zur Differenzdruckbestimmung genutzten Überdruckaufnehmer sehr hilf
reich, da selbst bei der heute erreichten hohen Meßgenauigkeit die Langzeitstabilität der
Sensoren für viele Anwendungsfälle noch unzureichend ist. Daher ist der Einsatz von zwei
einfachen Überdruckaufnehmer, die in die Wandungen der Konditioniervorrichtung einge
setzt werden und zwei Fluiddrücke - jeweils als Überdruck des Fluids zur umgebenden Luft
- messen und den Differenzdruck als Differenz der elektrischen Signale der beiden Druck
aufnehmer bestimmbar machen, trotz ihrer Vorteile hinsichtlich Meßgenauigkeit, Ver
schmutzungsunempfindlichkeit und Kostengünstigkeit bei Meßaufgaben mit kleinen Diffe
renzdrücken und hohem Überdruck des Fluids gegenüber der umgebenden Luft nur mit
hohem apparativen Aufwand möglich, wenn die Anwendung eine automatische Prüfling der
Funktionsfähigkeit und Meßgenauigkeit ohne Betriebsunterbrechung "on-line" verlangt.
Ausgehend von diesem Stand der Differenzdruckmessung an Fluiden ist es Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Prüfung und/oder Kalibrierung eines Differenz
druckmeßsystems zur Überwachung des Betriebszustandes einer von einem Fluid durch
flossenen Konditioniervorrichtung mit jeweils einem stromaufwärts und stromabwärts der
Konditioniervorrichtung angeordneten Drucksensor zur Messung des jeweiligen Überdrucks
(Pa, Pb) des Fluids gegenüber der umgebenden Luft und daraus ermitteltem Differenzdruck
(Pa-Pb, ΔP) zu schaffen, das ohne Betriebsunterbrechung sehr einfach und sicher funk
tioniert. Auch die Schaffung einer einfach aufgebauten und sicher funktionierenden Vor
richtung Aufwand zur Durchführung des Verfahrens ohne großen apparativen ist Aufgabe
der vorliegenden Erfindung.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Tech
nik erfindungsgemäß vorgesehen, die Luftdruckmeßfläche jedes der beiden Drucksensoren
mittels einer Luftdruckkammer gegenüber der umgebenden Luft isolierbar zu machen und
die Luftdruckkammern mit Luftdruckleitungen und mindestens einem Luftdruckerzeuger
wahlweise an den Druck der umgebenden Luft oder an einen Prüfdruck anzuschließen.
Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die aktuellen, die
Drücke (Pa, Pb, ΔP) des Fluids kennzeichnenden Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) der
beiden an ihrer Luftdruckmeßfläche mit der umgebenden Luft verbundenen Drucksensoren
im Auswertegerät gespeichert, durch Bezug des von den Drucksensoren übermittelten Dif
ferenzwertes ΔM bzw. des aus den übermittelten Einzelmeßwerten (Ma, Mb) berechneten
Differenzwertes (Ma-Mb) auf gespeicherte Sollwerte (ΔS1) Vergleichswerte (ΔV1)
gebildet und, wenn diese ebenfalls gespeicherte Grenzwerte überschreiten, eine Signali
sierung und/oder Alarmmeldung und/oder eine Korrektur unzulässiger Abweichungen aus
gelöst. Dabei können die Vergleichswerte (ΔV1) als Quotienten aus Anlagenmeßwert (ΔM)/Soll
wert (ΔS1) oder in einer anderen Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens als
Differenzen aus Anlagenmeßwert (ΔM) - Sollwerte (ΔS1) ermittelt werden. Ein Sollwert
kann beispielsweise der Differenzdruck sein, bei dem die Konditioniervorrichtung zu rei
nigen ist, oder in einem anderen Fall der maximal zulässige Differenzdruck oder weitere,
hier nicht aufgeführte Betriebswerte oder sonstige Bedingungen. In den genannten Fällen
erfolgen bei Überschreitung der Grenzwerte entsprechende Signale oder Alarmmeldungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt an Stelle
der genannten Verfahrensschritte oder zusätzlich die Aufnahme und Speicherung der Anla
genmeßwerte in einer besonderen Betriebsphase der Konditioniervorrichtung, in der die
beiden Drucksensoren mit einer bekannten Druckdifferenz (Pa-Pb, ΔP) beaufschlagt sind,
die ebenfalls als Sollwert (ΔS1) gespeichert ist. In diesem Fall kann der Vergleichswert
(ΔV1) zur Korrektur zukünftiger Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) herangezogen werden,
indem die im Auswertegerät gespeicherten Funktion zur Berechnung der Anlagenmeßwerte
(Ma, Mb, ΔM) aus den elektrischen Signalen der Druckaufnehmer mit dem Vergleichswert
(ΔV1) korrigiert wird. Dies wird an anderer Stelle erläutert. Im bisher beschriebenen ersten
Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens können mehrere Vergleichswerte (ΔV1) unab
hängig voneinander ermittelt werden und zu mehreren voneinander unabhängigen Signalen
und/oder Alarmmeldungen und/oder Korrekturen unzulässiger Abweichungen führen.
Im zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Luftdruckmeß
flächen jedes der beiden Drucksensoren für kurze Zeit gleichzeitig oder nacheinander über
ihre Luftdruckmeßkammern und über Luftdruckleitungen mit mindestens einem Luft
druckerzeuger verbundenen, mit einem vom Luftdruckerzeuger erzeugten und betragsmäßig
im Auswertegerät gespeicherten Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) beaufschlagt und die dabei
auftretenden Meßwerte als Prüfmeßwerte (Mpa, Mpb, ΔM) gemessen und gespeichert.
Danach bestimmt das Auswertegerät die Meßwertdifferenz (Mpa-Ma, Mpb-Mb, ΔMp-ΔM)
zwischen den gespeicherten Prüfmeßwerten und Anlagenmeßwerten und erzeugt durch
Bezug der Meßwertdifferenz auf den Prüfdruck Vergleichswerte (V2a, V2b, ΔV2), die bei
Überschreitung gespeicherter Grenzwerte zur Anzeige und/oder Signalisierung und/oder
durch entsprechende Nachkalibrierung zur Korrektur unzulässiger Abweichungen zwischen
der Meßwertdifferenz und dem Prüfdruck führen. Die Vergleichswerte (V2a, V2b, ΔV2)
sind als Quotient Meßwertdifferenz/Prüfdruck oder in einer anderen Ausbildung des
erfindungsgemäßen Verfahrens auch als Differenz aus Meßwertdifferenz und Prüfdruck
ermittelbar. Die Vergleichswerte (V2a, V2b, ΔV2) sind ebenfalls zur Korrektur der im
Auswertegerät gespeicherten Funktion zur Berechnung der Anlagenmeßwerte (Ma, Mb,
ΔM) aus den elektrischen Signalen der Drucksensoren heranzuziehen, wobei in einer Aus
bildungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung einer linearen Funktion
deren Steigung zur Korrektur mit dem Reziprokwert des Vergleichswertes (V2a, V2b,
ΔV2) multipliziert wird.
In einer anderen Ausbildungsform der Erfindung ist die Höhe des jeweiligen Prüfdrucks
größer als ein im normalen Betrieb zu überwachender Differenzdruck (Pa-Pb, ΔP), wobei
im normalen Betrieb ein Signal erfolgen soll, sobald der Differenzdruck einen Grenzwert
überschreitet, wodurch beim erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des Prüfdrucks geprüft
wird, ob die vorgesehene Signalisierung bei einer tatsächlichen Überschreitung des zu
überwachenden Differenzdrucks im normalen Betrieb erfolgen würde. Erfindungsgemäß
können mehrere Vergleichswerte (V2a, V2b, ΔV2) unabhängig voneinander ermittelt
werden und zu mehreren unabhängigen Signalen, Alarmmeldungen oder Korrekturen unzu
lässiger Abweichungen führen.
Im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Luftdruckmeß
flächen der beiden Druckaufnehmer zur Aufnahme weiterer Anlagenmeßwerte wieder mit
der umgebenden Luft verbundenen und die erfindungsgemäße Vorrichtung aus dem Prüf-
und Kalibriermodus wieder in den Normalmodus zur Überwachung des Betriebszustandes
einer von einem Fluid durchflossenen Konditioniervorrichtung geschaltet.
Die Schritte können auch in einer anderen Reihenfolge stattfinden, z. B. zunächst der als
zweiten Schritt beschriebene Verfahrensschritt und danach der erste. Auch können die
Verfahrensschritte mehrfach ausgeführt werden, z. B. der als erster Schritt beschriebene
Verfahrensschritt vor und hinter dem als zweiten Schritt beschriebene Verfahrensschritt,
oder der als zweiter Schritt beschriebene Verfahrensschritt mehrmals hintereinander mit
unterschiedlich hohen Prüfdrücken (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp), wobei diese während ihrer lang
samen Aufbringung auch durch mehrere Messungen kurz hintereinander gewonnen werden
können. Dies alles ist ausdrücklich Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp) wird vom Druckerzeuger bevorzugt als Differenzdruck zum
Druck der umgebenden Luft erzeugt. Dies ist jedoch erfindungsgemäß nicht ausschließlich
notwendig; vielmehr kann der Prüfdruck auch ein Differenzdruck ΔPp zwischen den Luft
druckmeßflächen der beiden Druckaufnehmer mit unbekanntem Niveau, also unbekanntem
Mittelwert, oder eine Druckdifferenz gegenüber einem Druckspeicher sein, der einen
anderen als den Druck der umgebenden Luft angenommen hat. Auch muß im ersten Schritt
des Verfahrens nicht unbedingt der Druck der umgebenden Luft anliegen; möglich ist auch,
daß die Luftdruckmeßflächen beider Druckaufnehmer von einem unbekannten Druck beauf
schlagt werden, wenn er nur für beide derselbe ist. Dies sind jedoch gegenüber der
bevorzugten Ausführungsform eher nicht zu bevorzugende Ausbildungen der Erfindungen,
gehören jedoch in deren Schutzumfang.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient eine erfindungsgemäße Vor
richtung, die ausgehend von dem eingangs beschriebenen Stand der Technik dadurch
gekennzeichnet ist, daß die Luftdruckmeßfläche jedes der beiden Drucksensoren mittels
einer Luftdruckkammer gegenüber der umgebenden Luft isolierbar ist und die Luftdruck
kammern mit Luftdruckleitungen und mindestens einem Luftdruckerzeuger wahlweise an
die umgebende Luft oder an einen Prüfdruck anschließbar sind.
In weiterer Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorteilhaft sein, die
Luftdruckmeßflächen beider Druckaufnehmer gleichzeitig oder nacheinander mit dem Prüf
druck erzeugt von einem einzigen Luftdruckerzeuger beaufschlagbar zu machen, oder jede
der Luftdruckrneßflächen einzeln mit je einem Luftdruckerzeuger zu verbinden, oder die
eine Luftdruckmeßfläche mit der Saugseite und die andere Luftdruckmeßfläche mit der
Druckseite eines einzigen Luftdruckerzeugers zu verbinden und damit einen Differenzdruck
als Prüfdruck zu erzeugen. Als Druckerzeuger kann z. B. ein elektromagnetisch betätigter
Volumenverdränger (z. B. ein Zylinder mit Kolben) oder auch eine Pumpe (z. B. eine Mem
branpumpe) eingesetzt werden. Bei Abstellen der Pumpe oder des elektromagnetischen
Antriebes stellt sich in den Luftdruckleitungen automatisch wieder der Druck der umge
benden Luft ein, wobei bestimmte Ausführungsformen der Luftdruckerzeuger dafür modifi
ziert werden müssen - z. B. Membranpumpe mit nicht dichtschließenden Membrandich
tungen - oder dies muß durch Einsatz mindestens eines Druckausgleichsventils und/oder
mindestens eines 3-Wege-Ventils oder mindestens einer Druckausgleichsdrossel zur umge
benden Luft oder anderer Ventile oder Einrichtungen erzwungen werden. Auch kann es
vorteilhaft sein, mit einem einzigen Druckerzeuger die Luftdruckleitungen mit zusätzlichen
den Luftzufluß begrenzenden und einen Luftabfluß freigebenden Drosseln auszurüsten, um
z. B. an den beiden Luftdruckmeßflächen gleichzeitig zwei unterschiedliche Prüfdrücke er
zeugbar zu machen. Mit zusätzlichen schaltbaren Ventilen ist mit einem einzigen Luft
druckerzeuger nacheinander an beiden Luftdruckmeßflächen derselbe Prüfdruck erzeugbar.
All dies ist ausdrücklich Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungs
gemäßen Vorrichtung, da es darum geht, mit einfachen Mitteln Prüfdrücke zur Prüfung der
Funktionsfähigkeit des gesamten Differenzdruckmeßsystems sowie zur Prüfung und Kor
rektur der Meßgenauigkeit der beiden Druckaufnehmer zu schaffen.
Die Verbindung der beiden Drucksensoren zum Auswertegerät kann über getrennte Signal
leitungen erfolgen, womit die Anlagenmeßwerte und die Prüfmeßwerten für jeden der
beiden Drucksensoren getrennt speicherbar und auswertbar werden, oder über eine gemein
same Signalleitung, wozu die beiden Drucksensoren elektrisch zusammen geschaltet werden
und einen gemeinsamen Anlagenmeßwert als Differenzwert und einen gemeinsamen Prüf
meßwert speicherbar und auswertbar machen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Auswertegerät ausgerüstet mit einem Daten
speicher zur Speicherung der Anlagenmeßwerte, des Prüfdruckes, der Prüfmeßwerte, der
Funktion zur Berechnung der Anlagenmeßwerte aus den elektrischen Signalen der Druck
sensoren und anderer Daten; mit einem Prozessor zur Berechnung der Anlagenmeßwerte,
der Meßwertdifferenzen zwischen den gespeicherten Prüfmeßwerten und Anlagenmeß
werten sowie zur Ermittlung von Vergleichswerten und zur Prüfung, ob diese bestimmte
Grenzwerte überschreiten, oder zur Ermittlung von Korrekturwerten zur Beseitigung
unzulässiger Abweichungen bei zukünftigen Messungen; mit einem Anzeigeelement
und/oder einem Übertragungselement zur Anzeige und/oder Fernübertragung der Meß
werte und Alarmmeldungen im Normalmodus sowie des Prüfdruckes, der Prüfmeßwerte,
der Signale und Alarmmeldungen im Prüf- und Kalibriermodus; mit einem Eingangselement,
über das die übergeordnete Steuerung der Konditioniervorrichtung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung Signale übermitteln kann, wie z. B. die Information, daß eine besonderen
Betriebsphase vorliegt, in der die beiden Drucksensoren mit einer bekannten Druckdifferenz
beaufschlagt sind.
Der Prüfdruck ist bei entsprechender Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
durch die Art der Erzeugung bekannt und kann im Auswertegerät gespeichert werden.
Vorteilhaft ist es jedoch, den Prüfdruck durch mindestens einen zusätzlichen Drucksensor
zu messen, der beiden Druckaufnehmern gemeinsam oder jedem getrennt zuzuordnen ist,
und der als Niederdrucksensor für die Messung des Prüfdruckes als Druckdifferenz zwi
schen Luftdruckmeßkammer und umgebender Luft oder als Differenzdrucksensor für die
Messung des Prüfdruckes als Druckdifferenz zwischen den beiden Luftdruckmeßkammer
eingesetzt wird. Besonders vorteilhaft und mit geringen Aufwendungen verbunden ist es,
den oder die zusätzlichen Drucksensoren auf der Platine anzubringen und über dünne
Schläuche mit den Luftdruckkammern zu verbinden.
Besonders vorteilhaft ist es, den Prüfdruck in einer Betriebsphase der Konditioniervorrich
tung aufzubringen, in der die beiden Drucksensoren an ihrer Fluiddruckmeßfläche mit einer
unbekannten Druckdifferenz beaufschlagt sind. Dies ist z. B. der Fall, wenn das überwachte
Sieb geöffnet oder das überwachte Filter frisch gereinigt ist, und die Druckdifferenz einen
Basiswert angenommen hat.
Weitere Ausführungsformen und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des
erfindungsgemäßen Verfahrens beschreiben die nachgeordneten Ansprüche.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und deren Umfeld werden anhand schematischer Zeich
nungen und Grafiken näher erläutert, und zwar zeigen:
Fig. 1 ein Differenzdruckmeßsystem nach dem Stand der Technik an einer als
Sieb ausgebildeten Konditioniervorrichtung als Schaltbild,
Fig. 2 Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Prüfung
und/oder Kalibrierung eines Differenzdruckmeßsystems an einer als Sieb
ausgebildeten Konditioniervorrichtung als Schaltbild,
Fig. 3 typische Kennlinien Anzeige (M) der Drucksensoren als Funktion des
tatsächlichen Druckes (P) des Fluids für eine Vorrichtung nach Fig. 2 als
Grafik,
Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Prüfung und/oder Kalibrierung eines Differenzdruckmeßsystems an
einer als Sieb ausgebildeten Konditioniervorrichtung als Schaltbild,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Prüfung und/oder Kalibrierung eines Differenzdruckmeßsystems an
einer als Sieb ausgebildeten Konditioniervorrichtung als Schaltbild,
Fig. 6 typische Kennlinien Anzeige (ΔM) der Drucksensoren als Funktion des
tatsächlichen Differenzdruckes (ΔP) des Fluids für eine Vorrichtung nach
Fig. 5 als Grafik.
Fig. 1 zeigt schematisch und beispielhaft ein Differenzdruckmeßsystem zur Über
wachung des Betriebszustandes einer von einem Fluid (4) durchflossenen Konditioniervor
richtung (1), wie sie nach dem Stand der Technik aufgebaut und betrieben wird. Das als
Strömungspfeil dargestellte Fluid (4) durchströmt die als Filter mit Filtereinsatz (3) in einem
Gehäuse (2) im Schnitt dargestellte Konditioniervorrichtung (1) und soll von dieser von
mechanischen oder chemischen Verunreinigungen befreit werden. Durch Anlagerung der
nicht dargestellten Schmutzteile auf dem Filtereinsatz (3) steigt dessen Druckverlust an und
macht bei Erreichen eines vorgegebenen Zustandes eine Reinigung des Filtereinsatzes (3)
erforderlich. Die Ausbildung des Reinigungsmechanismus ist nicht beschrieben.
Zur Überwachung des Verschmutzungszustandes des Filtereinsatzes (3) dient ein Differenz
druckmeßsystem, das aus jeweils einem stromaufwärts und stromabwärts der Konditionier
vorrichtung (1) angeordneten, ebenfalls im Schnitt dargestellten Drucksensor (6a, 6b) zur
Messung des jeweiligen Überdrucks des Fluids (4) gegenüber der umgebenden Luft (5)
besteht. Das Meßelement (7a, 7b) jedes der beiden Drucksensoren (6a, 6b) ist einerseits mit
einer mit dem Fluid (4) verbundenen Fluiddruckmeßfläche (8a, 8b) zur Erfassung des
Druckes des Fluids (4) und andererseits mit einer mit der umgebenden Luft (5) verbun
denen Luftdruckmeßfläche (9a, 9b) zur Erfassung des Druckes der umgebenden Luft (5)
ausgestattet. Die Drucksensoren (6a, 6b) sind über Signalleitungen (14a, 14b) mit einem
Auswertegerät (11) zum Empfang der Signale und zur Anzeige und Übertragung des aus
der Differenz der beiden Überdrücke ermittelten Differenzdruckes verbunden.
Fig. 2 zeigt schematisch und beispielhaft ein mit einer Vorrichtung zur Prüfling
und/oder Kalibrierung ausgestattetes erfindungsgemäßes Differenzdruckmeßsystem zur
Überwachung des Betriebszustandes einer von einem Fluid (4) durchflossenen Kondi
tioniervorrichtung (1). Das als Strömungspfeil dargestellte Fluid (4) durchströmt bei diesem
Beispiel die ebenfalls als Filter mit Filtereinsatz (3) in einem Gehäuse (2) dargestellte Kon
ditioniervorrichtung (1). Die Funktion der Konditioniervorrichtung (1) entspricht der in Fig. 1
beschriebenen.
Wie in Fig. 1 besteht das Differenzdruckmeßsystem aus jeweils einem stromaufwärts und
stromabwärts der Konditioniervorrichtung (1) angeordneten Drucksensor (6a, 6b) zur
Messung des jeweiligen Überdrucks des Fluids (4) gegenüber der umgebenden Luft (5). Die
Meßelemente der beiden Drucksensoren (6a, 6b) haben wie in Fig. 1 eine mit dem Fluid (4)
verbundene Fluiddruckmeßfläche (8a, 8b) zur Erfassung des Druckes des Fluids (4). Die
Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) sind jedoch anders als in Fig. 1 durch Luftdruckkammern
(18a, 18b) gegenüber der umgebenden Luft (5) isolierbar und über Luftdruckleitungen (19a,
19b) mit jeweils einem schematisch als Pumpe dargestellten Luftdruckerzeuger (17a, 17b)
und einem auf der Platine (12) angeordneten Niederdrucksensor (20a, 20b) verbunden,
wobei der Luftdruckerzeuger (17a, 17b) über die Luftansaugöffnung (22a, 22b) mit der
umgebenden Luft (5) verbunden und über Steuerleitungen (21a, 21b) ein- und ausschaltbar
ist.
Die Drucksensoren (6a, 6b) sind weiterhin über Signalleitungen (14a, 14b) mit einem Aus
wertegerät (11) verbunden, und zwar mit einer dort angeordneten Platine (12), auf der ein
Prozessor (13) und ein Datenspeicher (26) angeordnet sind. Die Platine (12) ist weiterhin
mit einem Anzeigeelement (15) und einem Übertragungselement (16) zur Anzeige und
Fernübertragung der Meßwerte und Auswertungen verbunden. Ein mit der Platine (12) ver
bundenes Eingangselement (27) dient dazu, dem Auswertegerät (11) von der übergeord
neten nicht dargestellten Steuerung der Konditioniervorrichtung (1) besondere Betriebs
zustände zu melden. Diese besonderen Betriebszustände betreffen beispielsweise: Der Fil
tereinsatz (3) ist gereinigt oder geöffnet, der Druck des Fluid (4) ist an beiden Fluiddruck
meßfläche (8a, 8b) gleich oder hat in anderen Anwendungsfällen nur noch eine geringe und
bekannte Differenz, die z. B. auf geodätische Höhenunterschiede oder den Strömungsverlust
im sauberen Filtereinsatz (3) zurückzuführen ist. Die dem besonderen Betriebszustand zu
gehörigen Druckbedingungen sind im Auswertegerät gespeichert. Das erfindungsgemäße
Verfahren wird am Beispiel der Ausführung der Vorrichtung nach Fig. 2 nachfolgend mit
Hilfe von Fig. 3 erläutert.
Fig. 3 zeigt beispielhaft typische gedachte Kennlinien der Drucksensoren (6a, 6b)
eines Differenzdruckmeßsystems nach Fig. 2, wobei die Anzeige (M) der Drucksensoren
(6a, 6b) in der Dimension bar als Funktion des jeweiligen Druckes des Fluids (4) über dem
tatsächlichen Druck (P) des Fluids (ebenfalls in der Dimension bar) aufgetragen ist. Der in
Fig. 3 dargestellte Zustand zeigt mit zur Darstellung übertriebenen Abweichungen die
Situation während eines oben beschriebenen "besonderen Betriebszustandes", bei dem der
Druck (P) an beiden Drucksensoren (6a, 6b) den gleichen Wert annimmt. Bei korrekter
Kalibrierung und ideal linearem Verlauf müßten beide Kennlinien übereinander liegend das
Achsenkreuz im Schnittpunkt der Achsen Anzeige (M) = 0 und Druck (P) = 0 schneiden. In
dem dargestellten Beispiel hat die gedachte Kennlinie für den Drucksensor (6b) den idealen
Verlauf mit einer dem Druck des Fluids (4) exakt entsprechenden Anzeige (Mb-Mpb0),
wobei Mpb0 den Zustand mit Prüfdruck = 0 anzeigt, und für den Drucksensor (6a) eine vom
Idealzustand abweichende Kennlinie, wie sie z. B. bei Alterung des Sensors auftreten kann.
Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Anzeigen (Ma = Mpb0) und
(Mb = Mpb0) der Drucksensoren (6a, 6b) aufgenommen, gespeichert, der Differenzwert (Ma-Mb)
berechnet und mit einem gespeicherten Sollwerte (ΔS1) verglichen, wodurch sich in
diesem Ausführungsbeispiel ein Vergleichswerte ΔV1 = (Ma-Mb)-ΔS1 = 0 ergeben
müßte. Tatsächlich übersteigt im in Fig. 3 beispielhaft dargestellten Fall der Vergleichswert
ΔV1 einen gespeicherten Grenzwert beträchtlich, die Prüfung des Differenzdruckmeß
systems ergibt daher die Notwendigkeit einer weiter unten beschriebenen Korrektur durch
Änderung der Kalibrierkurve.
Im zweiten Schritt wird über die Steuerleitung (21a) der Luftdruckerzeuger (17a) in Betrieb
gesetzt, der über die Luftansaugöffnung (22a) umgebende Luft (5) ansaugt und unter Druck
setzt, die Luftdruckmeßfläche (9a) des Drucksensors (6a) mit dem Prüfdruck (Ppa) beauf
schlagt, der vom Niederdrucksensor (20a) gemessen wird und der dabei auftretende Meß
werte als Prüfmeßwerten (Mpa) ebenfalls im Datenspeicher (26) abgelegt. Die Höhe des
Prüfdruckes (Ppa, Ppb) sollte in der Größenordnung des maximalen Differenzdruckes der
Konditioniervorrichtung (1) liegen. Dieser Wert ist mit einem kostengünstigen, z. B. auch
auf der Platine angeordneten Niederdrucksensor (20a, 20b) ausreichend genau bestimmbar,
da der Prüfdruck (Ppa, Ppb) in der Regel beträchtlich kleiner ist als der Druck des Fluids (4)
und die Erzeugung und Messung des Prüfdruck (Ppa, Ppb) mit sauberer Luft und völlig
unabhängig von Eigenschaften und Druck des Fluids (4) erfolgt.
Der Prozessor (13) ermittelt die Meßwertdifferenz (Mpa-Ma) und erzeugt durch Bezug auf
den Prüfdruck (Ppa) einen Vergleichswert V2a = (Mpa-Ma)/Ppa, der in dem dargestellten
Beispiel einen unzulässigen Wert << 1 annimmt und dadurch die Notwendigkeit einer Re
kalibrierung aufzeigt. Anschließend wird über die Steuerleitung (21b) der Luftdruck
erzeuger (17b) in Betrieb gesetzt und nach einer Vorgehensweise analog zur beschriebenen
einen Vergleichswert V2b = (Mpb-Mb)/Ppb = 1 berechnet, was eine gute Meßgenauigkeit
signalisiert.
Die weitere Vorgehensweise in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist,
die Steigung der Kennlinie des Drucksensors (6a) so zu korrigieren, daß zukünftig zur
Berechnung der Anlagenmeßwerte Ma aus den elektrischen Signalen des Drucksensors (6a)
die ermittelten Werte durch Division durch V2a korrigiert werden. Dies ergibt die punktiert
dargestellte Kennlinie des Drucksensors (6a). Durch mathematisch eindeutige, hier jedoch
nicht beschriebene Rechenvorgänge im Prozessor (13) wird zwischen den Drucksensoren
(6a, 6b) basierend auf dem Vergleichswert ΔV1 eine Nullpunktverschiebung (NPV) ermit
telt und die Kennlinie des Drucksensors (6a) um diesen Betrag in eine strichpunktiert darge
stellte Lage verschoben, so daß sie zukünftig wieder mit der Kennlinie des Drucksensors
(6b) übereinstimmt.
Mit den korrigierten Kennlinien ergibt sich ein nicht dargestellter Differenzwert (Ma-Mb),
der in dem dargestellten Beispiel über einem als maximale Druckdifferenz der Konditionier
vorrichtung (1) zulässigen Wert liegen soll. Damit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
im Zusammenwirken mit der übergeordneten Steuerung prüfen, ob das entsprechende
Alarmsignal durchgängig geschaltet würde, falls diese Druckdifferenz tatsächlich auftreten
würde.
Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch ein weiteres, bevorzugtes Ausführungs
beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Funktion der Konditioniervorrichtung
(1) entspricht der zu Fig. 1 beschriebenen. Wie in Fig. 2 besteht das Differenzdruckmeß
system aus jeweils einem stromaufwärts und stromabwärts der Konditioniervorrichtung (1)
angeordneten Drucksensor (6a, 6b) zur Messung des jeweiligen Überdrucks des Fluids (4)
gegenüber der umgebenden Luft (5). Die beiden in einem Sensorgehäuse (10a, 10b) ange
ordneten Meßelemente besitzen eine mit dem Fluid (4) verbundene Fluiddruckmeßfläche
(8a, 8b) zur Erfassung des Druckes des Fluids (4). Die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) sind
durch von geschlossenen Sensorgehäusen (10a, 10b) gebildeten Luftdruckkammern (18a,
18b) gegenüber der umgebenden Luft (5) isoliert und über Luftdruckleitungen (19a, 19b)
mit einem einzelnen schematisch als Pumpe dargestellten Luftdruckerzeuger (17) und einem
auf der Platine (12) angeordneten Niederdrucksensor (20) verbunden, wobei der Luft
druckerzeuger (17) über die Luftansaugöffnung (22) mit der umgebenden Luft (5) ver
bunden und über eine Steuerleitung (21) ein- und ausschaltbar ist. Die Luftdruckmeßfläche
(9b) des Drucksensors (6b) ist über das mit einem nicht näher beschriebenen motorischen
Antrieb versehenen 3-Wege-Ventil (28), das mittels Schaltbefehl des Auswertegerätes (11)
über die Steuerleitung (21c) schaltbar ist, wahlweise an die Druckseite des Luftdruck
erzeugers (17) oder über die Druckausgleichsöffnung (24) des 3-Wege-Ventils (28) an die
umgebende Luft (5) anschließbar. Damit sind die Luftdruckkammern (18a, 18b) erfindungs
gemäß nach Anspruch 28 mittels Luftdruckleitungen (19) wahlweise entweder an den
Druck der umgebenden Luft (5) oder an einen von mindestens einem ebenfalls mit den
Luftdruckleitungen (19) verbundenen Luftdruckerzeuger (17) erzeugbaren Prüfdruck (Ppa,
Ppb) anschließbar.
Die Drucksensoren (6a, 6b) sind über Signalleitungen (14a, 14b) mit einem Auswertegerät
(11) verbunden, dessen Ausstattung und Funktion in Fig. 2 beschrieben ist. Das erfindungs
gemäße Verfahren zum Betrieb der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung kann beispielhaft
dem zu Fig. 3 beschriebenen Verfahren sehr ähnlich gestaltet sein. Im Unterschied zu Fig. 2/ Fig. 3
ist der Prüfdruck für beide Drucksensoren (6a, 6b) mit Ppa = Ppa gleich groß. In
einer beispielhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im zweiten
Schritt zunächst der Prüfdruck Ppa aufgebracht, wobei die Luftdruckmeßfläche (9b) des
Drucksensors (6b) über das 3-Wege-Ventil an die umgebende Luft (5) angeschlossen ist,
und danach Ppb, wobei die Luftdruckmeßfläche (9b) des Drucksensors (6b) über das 3-
Wege-Ventil mit der Druckseite des Luftdruckerzeuger (17) verbunden ist.
Auch die Berechnung der Vergleichswerte nach den Beziehungen V2a = (Mpa-Ma)/Ppa und
V2b = Mpb-Mb/Ppb sowie die Korrektur der Kennlinien und die Prüfung der Funktions
fähigkeit der Alarmsignalisierung kann wie im mit Fig. 2/Fig. 3 beschriebenen Aus
führungsbeispiel stattfinden.
Fig. 5 zeigt beispielhaft und schematisch eine weitere Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung, wobei im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 2 die Druck
aufnehmer (6a, 6b) mit einer gemeinsamen Signalleitung (14) mit dem Auswertegerät ver
bunden sind. Weiterhin ist die Luftdruckkammer (18b) über Luftdruckleitungen (19) mit der
Saugseite eines als Pumpe dargestellten Luftdruckerzeugers (17) verbunden und die Luft
druckkammer (18a) mit dessen Druckseite. Weiterhin sind beide Luftdruckkammern (18a,
18b) über Luftdruckleitungen (19) mit einem Differenzdrucksensor (25) verbunden, der in
einer bevorzugten Ausführungsform auf der Platine (12) angebracht ist. An der Druckseite
des Luftdruckerzeugers (17) ist weiterhin ein als federbelastetes Kugel-Sitz-Ventil darge
stelltes Druckausgleichsventil (23a) mit einer Druckausgleichsöffnung (24a) angeordnet, das
bei einem vorgesehenen Überdruck öffnet, und an der Saugseite des Luftdruckerzeugers
(17) ein gleichartiges Druckausgleichsventil (23b) mit einer Druckausgleichsöffnung (24b),
das bei einem vorgesehenen Unterdruck öffnet.
Der Luftdruckerzeuger (17) erzeugt nach Einschalten über die Steuerleitung (21) einen
Prüfdruck (ΔPp), der eine Druckdifferenz zwischen Druckaufnehmer (6a) und Druckauf
nehmer (6b) darstellt. Dabei sorgen die Druckausgleichsventile (23a, 23b) dafür, daß die
erzeugte Druckdifferenz sich jeweils auf einen Über- und Unterdruck verteilt. In einer
anderen nicht dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist anstatt
der Druckausgleichsventile (23a, 23b) z. B. an Stelle des Druckausgleichsventils (23a) eine
Drossel angeordnet, die bei abgeschaltetem Luftdruckerzeuger (17) die Luftdruckleitung
(19) den Druck der umgebenden Luft (5) annehmen läßt.
Fig. 6 zeigt beispielhaft eine typische gedachte Kennlinien der auf Differenz
geschalteten Drucksensoren (6a, 6b) eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmeßsystems
nach Fig. 5, wobei der Anlagenmeßwert (ΔM) der Drucksensoren (6a, 6b) in der Dimension
bar als Funktion der jeweiligen Druckdifferenz des Fluids (4) über dem tatsächlichen Druck
(ΔP) des Fluids (ebenfalls in der Dimension bar) aufgetragen ist.
Im ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der gemeinsame Anlagenmeßwert
(ΔM) der elektrisch zusammengeschalteten Drucksensoren (6a, 6b) aufgenommen, gespei
chert und mit dem gespeicherten Sollwerte (ΔS) verglichen, wodurch sich in diesem Aus
führungsbeispiel ein Vergleichswerte ΔV1 = ΔM-ΔS ergibt. Der in Fig. 6 dargestellte Zu
stand zeigt mit zur besseren Darstellung übertriebenen Abweichungen die Situation während
eines oben beschriebenen "besonderen Betriebszustandes", bei dem der Differenzdruck (ΔP)
für beiden Drucksensoren (6a, 6b) den Wert "Null" annimmt. Bei korrekter Kalibrierung
müßte auch der Anzeigewert (ΔM) entsprechend dem Sollwert ΔS = 0 den Wert "Null"
annehmen. Dies ist im dargestellten Beispiel nicht der Fall, sondern es ergibt sich ein Ver
gleichswerte ΔV1 < 0, der zur Korrektur zukünftiger Anlagenmeßwert (ΔM) herangezogen
wird.
Im zweiten Schritt wird der Prüfdruck (ΔPp) aufgebracht und der dabei auftretende Anla
genmeßwerte als Prüfmeßwert (ΔMp) im Auswertegerät (11) gespeichert. Die Meßwert
differenz (ΔMp-ΔM) zwischen den gespeicherten Prüfmeßwerten (ΔMp) und Anlagenmeß
werten (ΔM) wird ermittelt und durch Bezug auf den Prüfdruck (ΔPp) ein Vergleichswert
(ΔV2) ermittelt, beispielsweise nach der Beziehung ΔV = (ΔMp-ΔM)/ΔPp. Der Ver
gleichswert (ΔV) wird mit gespeicherten Grenzwerten verglichen und bei deren Über
schreiten ein Alarmsignal geschaltet und/oder eine automatische Korrektur gestartet, welche
die gespeicherte Kalibrierkurve mit dem Vergleichswert (ΔV) korrigieren würde, beispiels
weise nach dem Schema: Anlagenmeßwert ΔMneu = (ΔMalt-ΔV1)/ΔV2. In anderen
Ausbildungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind auch andere Korrektur
schemata möglich.
Der Differenzwert (ΔMp) soll in dem dargestellten Beispiel über einem maximal zulässigen
Differenzdruck der Konditioniervorrichtung (1) liegen. Damit kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung im Zusammenwirken mit der übergeordneten Steuerung prüfen, ob das ent
sprechende Alarmsignal durchgängig geschaltet würde, falls dieser Differenzdruck tat
sächlich auftreten würde.
Nach Beendigung der beschriebenen Prüf- und Kalibrierschritte und Beendigung des
"besonderen Betriebszustandes" befindet sich die Konditioniervorrichtung (1) wieder im
Normalbetrieb, und das erfindungsgemäße Differenzdruckmeßsystem überwacht fortlaufend
den Anlagenmeßwert ΔM, bis zum Beginn des nächsten Prüf- und Kalibriermodus.
Erfindungsgemäß ist es in einer anderen Ausführungsform auch vorgesehen, bei der Schal
tung nach Fig. 5 die Signalleitungen beider Drucksensoren (6a, 6b) getrennt zum Auswerte
gerät (11) zu führen und die Prüfmeßwerten (Mpa, Mpb) und Anlagenmeßwerten (Ma, Mb)
wie im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben auszuwerten. Auch kann man in einer wei
teren bevorzugten Ausführungsform auf den zusätzlichen Differenzdrucksensor (25) ver
zichten, wenn die Druckausgleichsventile (23a, 23b) reproduzierbare Drücke herstellen. Im
Rahmen der Erfindung liegt es auch, andere Ventile als die dargestellten Druckausgleichs
ventile zu verwenden, um die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) wahlweise dem Druck der um
gebenden Luft (5) oder einem Differenzdruck auszusetzen.
Die Figuren und zugehörigen Beschreibungen zeigen ausdrücklich nur Ausführungsbeispiele
des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durch
führung des Verfahrens. Im Sinne der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nur wichtig,
daß die Luftdruckmeßfläche (9a, 9b) mindestens eines der beiden Drucksensoren (6a, 6b),
bevorzugt jedoch beider Drucksensoren (6a, 6b) mittels jeweils einer Luftdruckkammer
(18a, 18b) gegenüber der umgebenden Luft (5) isolierbar und mittels Luftdruckleitungen
(19, 19a, 19b) und mindestens eines Luftdruckerzeugers (17, 17a, 17b) alternativ entweder
an die umgebende Luft (5) oder an einen Prüfdruck (Ppa, Ppb, ΔPp) anschließbar sind, wobei
durch die Drucksensoren (6a, 6b) je nach Anschluß entweder Anlagenmeßwerte (Ma, Mb,
DM) oder Prüfmeßwerte (Mpa, Mpb, DMp) aufnehmbar sind. Die Erfindung beinhaltet die
unterschiedlichsten Ausführungsformen: eine oder mehrere Luftdruckerzeuger (17, 17a,
17b), an die die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) gleichzeitig oder abwechselnd oder ab
wechselnd alleine oder gleichzeitig oder auch mehrmals nacheinander anschließbar sind; der
Anschluß an die von den Luftdruckerzeugern (17, 17a, 17b) erzeugbaren Prüfdrücke kann
durch deren Einschalten oder durch Schalten der unterschiedlichsten Armaturen oder Ven
tile oder Kombinationen von Armaturen oder Ventilen erfolgen; der Anschluß kann an die
Druckseite oder die Saugseite des Luftdruckerzeugers (17, 17a, 17b) erfolgen, wodurch der
Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) ein Überdruck oder ein Unterdruck sein kann; als Luftdruck
erzeuger (17, 17a, 17b) können Zentrifugalpumpen, Kompressoren, Gebläse, Kolben
pumpen, Membranpumpen, Schlauchpumpen oder jede beliebige Art von Pumpe oder
Volumenverdränger Verwendung finden; die Verbindungen zwischen Luftdruckkammer
(18a, 18b), Luftdruckerzeugers (17, 17a, 17b) und umgebender Luft (5) kann über feste
Leitungen oder Schläuche erfolgen; an Stelle des Druckes der umgebenden Luft (5) kann
auch ein anderer, beiden Drucksensoren (6a, 6b) gemeinsame Druck aufgebracht werden;
die in den Ausführungsbeispielen räumlich den Drucksensoren, dem Auswertegerät oder
keinem von beiden zugeordneten Komponenten können räumlich beliebig angeordnet
werden, z. B. kann der Luftdruckerzeugers (17, 17a, 17b) in einer bevorzugten Ausfüh
rungsform auch im Auswertegerät integriert sein, oder auch ein Teil oder alle Komponenten
in den Bereich der beiden Drucksensoren (6a, 6b); der Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) kann
durch die Art der Aufbringung bekannt und daher als fester Wert gespeichert sein, z. B. die
sogenannte "Nullförderhöhe" einer Pumpe bei Förderstrom "Null", womit man auf einen
zusätzlichen Drucksensor (20, 20a, 20b, 25) zur Messung des Prüfdruckes (Ppa, Ppb, Pp,
ΔPp) verzichten kann; wird ein zusätzlicher Drucksensor (20, 20a, 20b, 25) eingesetzt, so
sind an dessen Messgenauigkeit geringe Anforderungen zu stellen, da er anders als die
Drucksensoren (6a, 6b) nicht den Druck des Fluids (4), sondern die Druckdifferenz direkt
mißt, womit die unterschiedlichsten Sensoren einsetzbar sind.
Zur Prüfung der Funktionsfähigkeit und Meßgenauigkeit der Drucksensoren (6a, 6b) und
zur Korrektur unzulässiger Abweichungen sowie zur Prüfung der Weitergabe eines Signals
bei Überschreiten des Differenzdruckes über einen vorgegebenen Grenzwert durch Simula
tion des entsprechenden Differenzdruckes, umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren all
möglichen Ausbildungsformen: unterschiedliche Folge der beschriebenen Schritte; unter
schiedliche Bestimmung der Vergleichswerte (ΔV1) und (V2a, V2b, ΔV2) je nach Einsatz
bedingungen des Differenzdruckmeßsystems, ohne und mit Berücksichtigung einer beson
deren Betriebsphase der Konditioniervorrichtung; mathematisch exakte Korrektur der Kali
brierkurve, wenn der Vergleichswert (ΔV1) bei bekanntem ΔP während einer besonderen
Betriebsphase ermittelt wurde; ohne bekannte Druckdifferenz ΔP bei der Ermittlung des
Vergleichswertes (ΔV1) ist dieser im Zusammenhang mit (V2a, V2b, ΔV2) nur qualitativen
und quantitativen Plausibilitätsbetrachtungen unter Berücksichtigung gespeicherter Grenz
werte unterziehbar und Vergleichswert (V2a, V2b, ΔV2) erhält Priorität für die Prüfung der
Funktionsfähigkeit und Meßgenauigkeit der Drucksensoren (6a, 6b) und für die Korrektur
unzulässiger Abweichungen: z. B. kann auf Grund eines zulässigen Vergleichswertes V2a
und unzulässiger Vergleichswerte V2b und ΔV2 die Korrektur auf Drucksensor 6b
beschränkt werden derart, daß Steigung und Nullpunkt der Kalibrierkurve so geändert wer
den, daß V2b und ΔV2 in den zulässigen Bereich geraten; bei punktweiser Aufnahme und
punktweiser Speicherung der Kalibrierkurve im Neuzustand, wie sie im genannten Fachauf
satz von H. W. Keller beschrieben wird, kann beim erfindungsgemäßen Verfahren durch
Messung mehrerer Prüfmeßwerten (Mpa, Mpb, ΔMp) durch Aufgabe mehrerer Prüfdrucke
(Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) in Folge bereichsweise der Verlauf der aktuellen Kalibrierkurve bestimmt
und mit dem Neuzustand verglichen werden, woraus erfahrungsbasierte Rückschlüsse auf
alterungsbedingte Änderungen der Drucksensoren (6a, 6b) und entsprechende Korrekturen
der Kalibrierwerte möglich sind.
Insgesamt werden durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor
richtung zur Durchführung des Verfahrens folgende Vorteile erreicht: Prüfung der Funk
tionsfähigkeit und Meßgenauigkeit - ohne Betriebsunterbrechung "on-line" - einfacher
Überdruckaufnehmer, die in die Wandungen der Konditioniervorrichtung eingesetzt werden
und zwei Fluiddrücke messen und den Differenzdruck als Differenz der elektrischen Signale
der beiden Druckaufnehmer bestimmbar machen. Daher werden diese Überdruckaufnehmer
auch zur Messung kleiner Differenzdrücken und hohem Überdruck des Fluids auch mit
geringem apparativen Aufwand möglich, und die Vorteile dieser Druckaufnehmer hin
sichtlich Meßgenauigkeit, Verschmutzungsunempfindlichkeit und Kostengünstigkeit
anwendbar.
1
Konditioniervorrichtung
2
Gehäuse
3
Filtereinsatz
4
Fluid
5
umgebende Luft
6
,
6
a,
6
b Drucksensor
7
,
7
a,
7
b Meßelement
8
,
8
a,
8
b Fluiddruckmeßfläche
9
,
9
a,
9
b Luftdruckmeßfläche
10
,
10
a,
10
b Sensorgehäuse
11
Auswertegerät
12
Platine
13
Prozessor
14
,
14
a,
14
b Signalleitung
15
Anzeigeelement
16
Übertragungselement
17
,
17
a,
17
b Luftdruckerzeuger
18
,
18
a,
18
b Luftdruckmeßkammer
19
,
19
a,
19
b Luftdruckleitung
20
,
20
a,
20
b Niederdrucksensor
21
,
21
a,
21
b,
21
c Steuerleitung
22
,
22
a,
22
b Luftansaugöffnung
23
,
23
a,
23
b Druckausgleichsventil
24
,
24
a,
24
b Druckausgleichsöffnung
25
Differenzdrucksensor
26
Datenspeicher
27
Eingangselement
28
3-Wege-Ventil
Claims (50)
1. Verfahren zur Prüfling und/oder Kalibrierung eines Differenzdruckmeßsystems zur
Überwachung des Betriebszustandes einer von einem Fluid (4) durchflossenen Kondi
tioniervorrichtung (1), nämlich einer Vorrichtung oder Anlage, die ein Fluid (4) von
mechanischen oder chemischen Verunreinigungen reinigt oder feste Körper oder gelöste
Inhaltsstoffe abscheidet oder die Temperatur oder den Aggregatzustand des Fluids (4)
ändert, mit jeweils einem stromaufwärts und stromabwärts der Konditioniervorrichtung
(1) angeordneten Drucksensor (6a, 6b) zur Messung des jeweiligen Überdrucks (Pa, Pb)
des Fluids (4) gegenüber der umgebenden Luft (5), wobei das in einem Sensorgehäuse
(10a, 10b) angeordnete Meßelement (7a, 7b) jedes der beiden Drucksensoren (6a, 6b)
einerseits eine mit dem Fluid (4) verbundene Fluiddruckmeßfläche (8a, 8b) zur
Beaufschlagung mit dem Druck des Fluids (4) und andererseits eine mit der umgebenden
Luft (5) verbundene Luftdruckmeßfläche (9a, 9b) zur Beaufschlagung mit dem Druck
der umgebenden Luft (5) besitzt, und mit einem mit den Drucksensoren (6a, 6b) über
Signalleitungen (14a, 14b) verbundenen Auswertegerät (11) zum Empfang der von den
Drucksensoren (6a, 6b) ermittelten, die Drücke (Pa, Pb, ΔP) kennzeichnenden
Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) und zur Anzeige und/oder Prüfung und/oder
Übertragung des von der Differenz der beiden Überdrücke (Pa, Pb) bestimmten
Differenzdruckes (ΔP), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
- - die von den beiden an ihrer Luftdruckmeßfläche (9a, 9b) mit der umgebenden Luft (5) verbundenen Drucksensoren (6a, 6b) ermittelten Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) werden im Auswertegerät (11) gespeichert, durch Bezug der Differenzwerte (Ma-Mb, ΔM) aufgespeicherte Sollwerte (ΔS1) Vergleichswerte (ΔV1) gebildet und bei deren Überschreitung ebenfalls gespeicherter Grenzwerte eine Alarmmeldung und/oder eine Korrektur unzulässiger Abweichungen ausgelöst;
- - die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) der beiden Drucksensoren (6a, 6b) werden für kurze Zeit gleichzeitig oder nacheinander über die die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) umschließenden Luftdruckmeßkammern (18a, 18b) von der umgebenden Luft (5) isoliert, über Luftdruckleitungen (19, 19a, 19b) mit dem von mindestens einem Luftdruckerzeuger (17, 17a, 17b) erzeugten Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) beaufschlagt und die dabei auftretenden Meßwerte als Prüfmeßwerte (Mpa, Mpb, ΔMp) im Auswertegerät (11) gespeichert;
- - die Meßwertdifferenz (Mpa-Ma, Mpb-Mb, ΔMp-ΔM) zwischen den gespeicherten Prüfmeßwerten (Mpa, Mpb, ΔMp) und den Anlagenmeßwerten (Ma, Mb, ΔM) wird ermittelt und durch Bezug auf den im Auswertegerät (11) gespeicherten Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pb, ΔPp) Vergleichswerte (V2a, V2b, ΔV2) gebildet, die bei Überschreitung gespeicherter Grenzwerte zur Anzeige und/oder Korrektur unzulässiger Abweichungen zwischen der Meßwertdifferenz (Mpa-Ma, Mpb-Mb, ΔMp-ΔM) und dem Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) führt;
- - die Luftdruckmeßflächen (9) werden zur Aufnahme weiterer Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) wieder mit der umgebenden Luft (5) verbundenen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp) ein
Differenzdruck zwischen den Luftdruckmeßkammern (18a, 18b) und der umgebender
Luft (5) erzeugt wird, wobei der Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp) größer oder kleiner als der
Druck der umgebenden Luft (5) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) gleichzeitig zur Aufbringung desselben Prüfdruckes (Pp)
mit einem einzigen Luftdruckerzeuger (17) verbunden werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden
Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) zur Aufbringung des Prüfdruckes (Ppa, Ppb) zeitlich oder
schaltungstechnisch getrennt von der anderen mit einem Luftdruckerzeuger (17, 17a,
17b) verbunden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdruckmeßflächen (9a,
9b) mit einem einzigen Luftdruckerzeuger (17) verbunden werden, wobei die eine
Luftdruckmeßfläche (9a, 9b) der Saugseite und die andere Luftdruckmeßfläche (9a, 9b)
der Druckseite des Luftdruckerzeuger (17) zugeschaltet ist, und dieser einen
Differenzdruck als Prüfdruck (ΔPp) erzeugt.
6. Verfahren einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anlagenmeßwerte (Ma, Mb) und die Prüfmeßwerten (Mpa, Mpb)
für jeden der beiden Drucksensoren (6a, 6b) getrennt gespeichert und ausgewertet
werden.
7. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Drucksensoren (6a, 6b) elektrisch zusammen geschaltet sind und ein gemeinsamer,
Anlagenmeßwert als Differenzwert (ΔM) und ein gemeinsamer Prüfmeßwert (ΔMp)
gespeichert und ausgewertet werden.
8. Verfahren einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) durch die Art der Erzeugung
bekannt und im Auswertegerät (11) gespeichert ist.
9. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) durch mindestens einen zusätzlichen Drucksensor (20,
20a, 20b, 25) gemessen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Drucksensor
(20, 20a, 20b) den Differenzdruck zwischen Luftdruckmeßkammer (18a, 18b) und
umgebender Luft (5) mißt.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Drucksensor
(25) den Differenzdruck zwischen den beiden Luftdruckmeßkammer (18a, 18b) mißt.
12. Verfahren einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Vergleichswert (ΔV1) der Quotient Anlagenmeßwert (ΔM)/Soll
wert (ΔS1) gebildet wird.
13. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß
als Vergleichswert (ΔV1) die Differenz Anlagenmeßwert (ΔM)-Sollwerte (ΔS1)
gebildet wird.
14. Verfahren einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß als Vergleichswert (V2a, V2b, ΔV2) der Quotient
Meßwertdifferenz (Mpa-Ma, Mpb-Mb, ΔMp-ΔM)/Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp)
gebildet wird.
15. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
als Vergleichswert (V2a, V2b, ΔV2) die Differenz Meßwertdifferenz (Mpa-Ma, Mpb-Mb,
ΔMp-ΔM) - Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) gebildet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme der
Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) und/oder die Aufbringung des Prüfdrucks (Ppa, Ppb, Pp,
ΔPp) in einer besonderen Betriebsphase der Konditioniervorrichtung (1) erfolgt, in der
die beiden Drucksensoren (6a, 6b) an ihrer Fluiddruckmeßfläche (8a, 8b) mit einem
bekannten Differenzdruck (Pa-Pb, ΔP) beaufschlagt sind, die zu einem vorhersehbaren
und durch Vergleich mit einem gespeicherten Sollwert (AS1) überprüfbaren
Anlagenmeßwert (Ma-Mb) oder (ΔM) führt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die besondere Betriebsphase dadurch
gekennzeichnet ist, daß der Differenzdruck (ΔP) der Konditioniervorrichtung (1) nach
deren Regeneration durch Reinigung oder Spülung oder nach Umschalten der
Konditioniervorrichtung (1) in eine besondere Betriebsstellung einen bekannten
niedrigen Basiswert annimmt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere
Betriebsstellung in der Umgehung eines einen Teil der Konditioniervorrichtung (1)
bildenden Siebes oder Filtereinsatzes (3) durch den Fluidstrom (4) besteht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Umgehung durch
Schwenken des Siebes oder Filtereinsatzes (3) in eine geöffnete Stellung erfolgt.
20. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
das Auswertegerät (11) von der Steuerung der Konditioniervorrichtung (1) durch
Signalgabe über das Eingangselement (27) darüber informiert wird, daß eine besondere
Betriebsphase mit überprüfbaren Anlagenmeßwerten (Ma-Mb) oder (ΔM) vorliegt.
21. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
ein im Auswertegerät (11) gespeichertes Programm selbsttätig erkennt, daß eine
besondere Betriebsphase mit überprüfbaren Anlagenmeßwerten (Ma-Mb) oder (ΔM)
vorliegt.
22. Verfahren einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß
das Auswertegerät (11) durch Überwachung der Druckdifferenz (Pa-Pb, ΔP) der
Konditioniervorrichtung (1) über das Übertragungselement (16) der übergeordneten
Steuerung der Konditioniervorrichtung (1) den Befehl zu deren Reinigung oder Spülung
gibt und unmittelbar nach Abschluß der Reinigung oder Spülung den Anlagenmeßwert
(Ma-Mb) oder (ΔM) mit dem gespeicherten Sollwert (AS1) vergleicht.
23. Verfahren einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Abschluß der im Anspruch 1 beschriebenen Schritte die im Auswertegerät (11)
gespeicherten Funktion zur Berechnung der Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) aus den
elektrischen Signalen der Drucksensoren (6a, 6b) durch Anwendung der Vergleichswerte
(ΔV1) und (V2a, V2b, ΔV2) korrigiert wird.
24. Verfahren nach Anspruch 14 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
einer linearen Funktion deren korrigierte Steigung durch Multiplikation der bisherigen
Steigung mit dem Reziprokwert des Vergleichswertes (V2a, V2b, ΔV2) ermittelt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer
linearen Funktion die Nullpunktverschiebung der korrigierten Funktion gegenüber der
bisherigen Funktion mit den Vergleichswerten (ΔV1) und (V2a, V2b, ΔV2) ermittelt
wird.
26. Verfahren einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Prüfdruck (Ppa, Ppb, Pp, ΔPp) einen im normalen Betrieb zu
überwachenden und dessen Überschreitung zu meldenden Differenzdruck (Pa-Pb, ΔP)
übersteigt und so geprüft wird, ob die vorgesehene Signalisierung erfolgt.
27. Verfahren einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Funktion zur Berechnung der Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM)
aus den elektrischen Signalen der Drucksensoren (6a, 6b) vor deren Installation in einer
Kalibriervorrichtung unter Aufbringung einer Vielzahl von Druckstufen der Drücke (Pa,
Pb, ΔP) und Aufnahme der entsprechenden Meßwerte (Ma, Mb, ΔM) aufgenommen und
punktweise in jeweils einem den Drucksensoren (6a, 6b) zugeordneten Speicher
gespeichert wird.
28. Vorrichtung zur Prüfung und/oder Kalibrierung eines Differenzdruckmeßsystems zur
Überwachung des Betriebszustandes einer von einem Fluid (4) durchflossenen Kondi
tioniervorrichtung (1), nämlich einer Vorrichtung oder Anlage, die ein Fluid (4) von
mechanischen oder chemischen Verunreinigungen reinigt oder feste Körper oder gelöste
Inhaltsstoffe abscheidet oder die Temperatur oder den Aggregatzustand des Fluids (4)
ändert, mit jeweils einem stromaufwärts und stromabwärts der Konditioniervorrichtung
(1) angeordneten Drucksensor (6a, 6b) zur Messung des jeweiligen Überdrucks (Pa, Pb)
des Fluids (4) gegenüber der umgebenden Luft (5), wobei das in einem Sensorgehäuse
(10a, 10b) angeordnete Meßelement (7a, 7b) jedes der beiden Drucksensoren (6a, 6b)
einerseits eine mit dem Fluid (4) verbundene Fluiddruckmeßfläche (8a, 8b) zur
Beaufschlagung mit dem Druck des Fluids (4) und andererseits eine mit der umgebenden
Luft (5) verbundene Luftdruckmeßfläche (9a, 9b) zur Beaufschlagung mit dem Druck
der umgebenden Luft (5) besitzt, und mit einem mit den Drucksensoren (6a, 6b) über
Signalleitungen (14a, 14b) verbundenen Auswertegerät (11) zum Empfang der von den
Drucksensoren (6a, 6b) ermittelten, die Drücke (Pa, Pb, ΔP) kennzeichnenden
Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM) und zur Anzeige und/oder Prüfling und/oder
Übertragung des von der Differenz der beiden Überdrücke (Pa, Pb) bestimmten
Differenzdruckes (ΔP), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- - die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) der beiden Drucksensoren (6a, 6b) sind mittels jeweils einer Luftdruckkammer (18a, 18b) gegenüber der umgebenden Luft (5) isolierbar;
- - die Luftdruckkammern (18a, 18b) sind mittels Luftdruckleitungen (19, 19a, 19b) wahlweise entweder an den Druck der umgebenden Luft (5) oder an einen von mindestens einem ebenfalls mit den Luftdruckleitungen (19, 19a, 19b) verbundenen Luftdruckerzeuger (17, 17a, 17b) erzeugbaren Prüfdruck (Ppa, Ppb, ΔPp) anschließbar, wobei durch die Drucksensoren (6a, 6b) bei Anschluß an den Druck der umgebenden Luft (5) Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM), bei Anschluß an den Prüfdruck (Ppa, Ppb, APp) Prüfmeßwerte (Mpa, Mpb, ΔMp) aufnehmbar sind;
- - die Luftdruckerzeuger (17, 17a, 17b) sind jeweils über eine Steuerleitung (21, 21a, 21b) betätigbar;
- - Datenspeicher (26) zur Speicherung der Anlagenmeßwerte (Ma, Mb, ΔM), der Prüfmeßwerte (Mpa, Mpb, ΔMp), des Prüfdruckes (Ppa, Ppb, ΔPp) sowie von Vergleichswerten (ΔV1, V2a, V2b, ΔV2) und Grenzwerten;
- - Prozessor (13) zur Berechnung der Vergleichswerte (ΔV1) durch Bezug der Anlagenmeßwerte (Ma-Mb, ΔM) auf gespeicherte Sollwerte (ΔS1) sowie zur Berechnung der Meßwertdifferenz (Mpa-Ma, Mpb-Mb, ΔMp-ΔM) zwischen den gespeicherten Prüfmeßwerten (Mpa, Mpb, ΔMp) und Anlagenmeßwerten (Ma, Mb, ΔM) und Ermittlung eines Vergleichswertes (V2a, V2b, ΔV2) durch Bezug der Meßwertdifferenz (Mpa-Ma, Mpb-Mb, ΔMp-ΔM) auf den Prüfdruck (Ppa, Ppb, ΔPp) sowie zur Korrektur unzulässiger Abweichungen durch gespeicherte Routinen;
- - Anzeigeelement (15) und/oder Übertragungselement (16) zur Anzeige und/oder Übertragung der vom Prozessor (27) ermittelten Überschreitung gespeicherter Grenzwerte durch die Vergleichswerte (AV1) und/oder (V2a, V2b, ΔV2).
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdruckmeßflächen
(9a, 9b) gleichzeitig zur Aufbringung desselben Prüfdruckes (Pp) mit einem einzigen
Luftdruckerzeuger (17) verbindbar sind.
30. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden
Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) zur Aufbringung des Prüfdruckes (Ppa, Ppb) zeitlich oder
schaltungstechnisch getrennt von der anderen mit einem Luftdruckerzeuger (17, 17a,
17b) verbindbar ist.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden
Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) jeweils an einen eigenen Luftdruckerzeuger (17a, 17b)
anschließbar ist.
32. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden
Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) zeitlich nacheinander an einen einzigen Luftdruckerzeuger
(17) anschließbar ist.
33. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden
Luftdruckmeßflächen (9% 9b) ständig mit dem Luftdruckerzeuger (17) verbunden ist,
während die andere Luftdruckmeßfläche (9a, 9b) mit Hilfe eines 3-Wege-Ventils (28)
wahlweise an den Luftdruckerzeuger (17) oder die umgebende Luft (5) anschließbar ist.
34. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdruckmeßflächen
(9a, 9b) mit einem einzigen Luftdruckerzeuger (17) verbindbar sind, so daß die eine
Luftdruckmeßfläche (9a) der Saugseite und die andere Luftdruckmeßfläche (9b) der
Druckseite des Luftdruckerzeuger (17) zuschaltbar ist, und dieser einen Differenzdruck
als Prüfdruck (ΔPp) erzeugbar macht.
35. Vorrichtung einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Drucksensoren (6a, 6b) über getrennte Signalleitungen (14a, 14b) mit
dem Auswertegerät (11) verbunden sind und somit die Anlagenmeßwerte (Ma, Mb)
sowie die Prüfmeßwerten (Mpa, Mpb) für jeden der beiden Drucksensoren (6a, 6b)
getrennt speicherbar und auswertbar machen.
36. Vorrichtung einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Drucksensoren (6a, 6b) elektrisch zusammen geschaltet und über eine
gemeinsame Signalleitungen (14) mit dem Auswertegerät (11) verbunden sind und somit
einen gemeinsamen Anlagenmeßwert (ΔM) und einen gemeinsamer Prüfmeßwert (ΔMp)
speicherbar und auswertbar machen.
37. Vorrichtung einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 36, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens ein zusätzlicher Drucksensor (20, 20a, 20b, 25) zur Messung des
Prüfdruckes (Ppa, Ppb, ΔPp) mit der Luftdruckleitung (19, 19a, 19b) verbunden ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche
Drucksensor (20, 20a, 20b) den Prüfdruck (Ppa, Ppb) als Druckdifferenz zwischen
Luftdruckmeßkammer (18a, 18b) und umgebender Luft (5) meßbar macht.
39. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche
Drucksensor den Prüfdruck (ΔPp) als Druckdifferenz zwischen den beiden
Luftdruckmeßkammern (18a, 18b) meßbar macht.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 39, dadurch gekennzeichnet, daß der
zusätzlicher Drucksensor (20, 20a, 20b, 25) auf der Platine (12) angebracht ist.
41. Vorrichtung einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 37 bis 40, dadurch
gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (11) mit einem Eingangselement (27)
ausgerüstet ist, das Betriebsphasen von der Steuerung der Konditioniervorrichtung (1) an
das Auswertegerät (11) signalisierbar macht, in denen die beiden Drucksensoren (6a, 6b)
an ihrer Fluiddruckmeßfläche (8a, 8b) mit einer bekannten Druckdifferenz (Pa-Pb, ΔP)
beaufschlagt sind.
42. Vorrichtung einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 41, dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftdruckerzeuger (17, 17a, 17b) als Pumpe oder Gebläse oder Kompressor
ausgeführt ist, wobei die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) durch Stillstand der Pumpe über
deren Luftansaugöffnung (22) selbsttätig an die umgebende Luft (5) und bei Betrieb der
Pumpe an den Prüfdruck (Ppa, Ppb, ΔPp) anschließbar sind.
43. Vorrichtung nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdruckerzeuger
(17, 17a, 17b) eine Membranpumpe mit nicht dichtschließenden Membrandichtungen ist.
44. Vorrichtung einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 41, dadurch gekennzeichnet,
daß der Luftdruckerzeuger (17, 17a, 17b) als zwischen zwei Positionen verschiebbarer
Volumenverdränger ausgeführt ist.
45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenverdränger
eine Rollmembran mit Antrieb über ein Magnetsystem ist.
46. Vorrichtung einem oder mehreren der Ansprüche 28 bis 45, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftdruckmeßflächen (9a, 9b) bei Stillstand der Pumpe durch ein zu öffnendes
Druckausgleichsventil (23) über dessen Druckausgleichsöffnung (24) an die umgebende
Luft (5) und bei Betrieb der Pumpe bei geschlossenem Druckausgleichsventil (23) an den
Prüfdruck (Ppa, Ppb, ΔPp) anschließbar sind.
47. Vorrichtung einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 28 bis 46, dadurch
gekennzeichnet, daß die Luftdruckleitung (19, 19a, 19b) als Schlauch ausgeführt ist, der
die Signalleitung (14, 14a, 14b) umgibt.
48. Vorrichtung einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 28 bis 47, dadurch
gekennzeichnet, daß der Luftdruckerzeuger (17, 17a, 17b) und/oder das
Druckausgleichsventil (23, 23a, 23b) und/oder das 3-Wege-Ventil (28) im
Auswertegerät (11) angeordnet sind.
49. Vorrichtung einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 28 bis 48, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platine (12) und/oder der Prozessor (13) und/oder das
Anzeigeelement (15) und/oder das Übertragungselement (16) und/oder der zusätzliche
Drucksensor (20, 20a, 20b, 25) und/oder der Datenspeicher (26) und/oder das
Eingangselement (27) nicht im Auswertegerät (11) sondern an mindestens einem der
beiden Drucksensoren (6a, 6b) angeordnet sind.
50. Vorrichtung einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 28 bis 48, dadurch
gekennzeichnet, daß das Auswertegerät (11) als mindestens ein zusammenhängendes Teil
ausgeführt mindestens einem der beiden Drucksensoren (6a, 6b) zugeordnet und mit
diesem zu einer Einheit verschmolzen ist.
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