DE202017007116U1 - Measuring unit, pipe section and flow meter for determining the flow rate - Google Patents
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Abstract
Messeinheit (12) zum Bestimmen eines Gesamtflusses (QG) eines Fluids, das durch ein Leitungsstück (14) strömt, mit:
einem Einlass (18), einem Auslass (22) und einem dazwischen verlaufenden Messkanal (20); und
einem ersten Ultraschallwandler (26) zum Aussenden eines Ultraschallsignals in den Messkanal und einem zweiten Ultraschallwandler (28),
zum Empfangen des Ultraschallsignals nach Durchlaufen des Messkanals,
gekennzeichnet dadurch, dass
der Einlass und der Auslass zum lösbaren Anschließen an das Leitungsstück derart ausgebildet sind, dass der Gesamtfluss aufgeteilt wird in einen Hauptfluss (QH) im Leitungsstück und einen Nebenfluss (QN), der durch den Messkanal geleitet wird und anschließend wieder mit dem Hauptfluss vereinigt wird.
A measuring unit (12) for determining a total flow (Q G ) of a fluid flowing through a pipe section (14), comprising:
an inlet (18), an outlet (22) and a measuring channel (20) extending therebetween; and
a first ultrasonic transducer (26) for emitting an ultrasonic signal into the measuring channel and a second ultrasonic transducer (28),
for receiving the ultrasonic signal after passing through the measuring channel,
characterized in that
the inlet and the outlet for detachable connection to the pipe section are formed so that the total flow is divided into a main flow (Q H ) in the pipe section and a tributary (Q N ), which is passed through the measuring channel and then reunited with the main flow becomes.
Description
Die Erfindung betrifft eine Messeinheit zum Bestimmen eines Gesamtflusses eines Fluids, das durch ein Leitungsstück strömt, mit einem Einlass, einem Auslass und einem dazwischen verlaufenden Messkanal sowie mit einem ersten Ultraschallwandler zum Aussenden eines Ultraschallsignals in den Messkanal und einem zweiten Ultraschallwandler zum Empfangen des Ultraschallsignals nach Durchlaufen des Messkanals.The invention relates to a measuring unit for determining an overall flow of a fluid which flows through a line section, with an inlet, an outlet and a measuring channel extending therebetween and with a first ultrasonic transducer for emitting an ultrasonic signal into the measuring channel and a second ultrasonic transducer for receiving the ultrasonic signal Going through the measuring channel.
Derartige Messeinheiten werden beispielsweise in Durchflussmessern für Wärmezähler im Bereich der Fernwärme verwendet. Mithilfe solcher Wärmezähler ist es möglich, die Wärmemenge, die Verbrauchern über Warmwasserleitungen zugeführt wird, zu ermitteln. Hierzu wird das Volumen des warmen Wassers, das durch den Messkanal strömt, gemessen. Temperaturfühler ermitteln zusätzlich die Temperaturdifferenz zwischen zwei Messpunkten im Vorlauf und Rücklauf, also vor und nach Abgabe der im Wasser gespeicherten Wärmemenge. Basierend auf diesen beiden Messungen kann der Wärmezähler die verbrauchte Wärmemenge ermitteln. Weitere Anwendungsfelder umfassen die Wasserverbrauchsmessung in Verteilerzentren und in Wohn-, Geschäfts- oder Industriegebäuden (sog. Ultraschall-Großwasserzähler).Such measuring units are used for example in flow meters for heat meters in the field of district heating. Using such heat meters, it is possible to determine the amount of heat that is supplied to consumers via hot water pipes. For this purpose, the volume of warm water flowing through the measuring channel is measured. Temperature sensors additionally determine the temperature difference between two measuring points in the flow and return, ie before and after delivery of the amount of heat stored in the water. Based on these two measurements, the heat meter can determine the amount of heat consumed. Further fields of application include water consumption measurement in distribution centers and in residential, commercial or industrial buildings (so-called ultrasonic large water meters).
Ein Beispiel für eine Ultraschall-Messeinheit findet sich in
Um die Genauigkeit der Messung sicherzustellen und auch nachweisen zu können, ist es hilfreich und oftmals auch vorgeschrieben, dass die Messeinheit vor und während der Verwendung regelmäßig überprüft bzw. geeicht wird. Hierzu wird die gesamte Funktionsgruppe in einem entsprechend ausgestatteten Teststand untersucht. Insbesondere bei größeren Rohrdurchmessern, wie beispielsweise in Verteilerstellen oder in großen Wohn- oder Industrieanlagen, ist dieser Eichvorgang daher relativ aufwändig. Dies gilt ebenfalls für eine vor der ersten Verwendung einmalig durchzuführende Kalibrierung.In order to ensure and also prove the accuracy of the measurement, it is helpful and often required that the measuring unit is regularly checked or calibrated before and during use. For this purpose, the entire function group is examined in a suitably equipped test stand. Especially with larger pipe diameters, such as distribution points or in large residential or industrial plants, this calibration process is therefore relatively expensive. This also applies to a one-time calibration to be performed before the first use.
Angesichts dieser Problematik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, größere und große Durchflussmengen genau zu messen, dabei aber den Aufwand für die Eichung, Überprüfung und Kalibrierung gering zu halten.In view of this problem, it is an object of the present invention to accurately measure larger and larger flow rates, while keeping the cost of calibration, verification and calibration low.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Messeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass der Einlass und der Auslass zum lösbaren Anschließen an das Leitungsstück derart ausgebildet sind, dass der Gesamtfluss aufgeteilt wird in einen Hauptfluss im Leitungsstück und einen Nebenfluss, der durch den Messkanal geleitet wird und anschließend wieder mit dem Hauptfluss vereinigt wird.According to a first aspect of the present invention, this object is achieved in a measuring unit according to the preamble of claim 1, characterized in that the inlet and the outlet for releasably connecting to the pipe section are formed such that the total flow is divided into a main flow in the pipe section and a Creek, which is passed through the measuring channel and then rejoined with the main river.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Leitungsstück zum Bestimmen eines Gesamtflusses eines Fluids, mit am Anfang und am Ende angeordneten Verbindungen zum Anschluss an anschließende Fluidleitungen; einer ersten Anschlussöffnung und einer mit Abstand stromabwärts angeordneten zweiten Anschlussöffnung zum lösbaren Anschließen einer Messeinheit wie oben beschrieben; und mit einem Strömungswiderstand zum Erzeugen eines Druckabfalls zwischen der ersten Anschlussöffnung und der zweiten Anschlussöffnung. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die erste Anschlussöffnung zum Verbinden mit dem Einlass der Messeinheit und die zweite Anschlussöffnung zum Verbinden mit dem Auslass der vorstehend beschriebenen Messeinheit ausgebildet sind.Another aspect of the invention relates to a conduit for determining an overall flow of a fluid, having connections disposed at the beginning and end for connection to subsequent fluid conduits; a first connection port and a second downstream communication port for releasably connecting a measuring unit as described above; and a flow resistance for generating a pressure drop between the first port and the second port. The object is achieved according to the invention in that the first connection opening for connection to the inlet of the measuring unit and the second connection opening for connection to the outlet of the above-described measuring unit are formed.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Durchflussmesser. Dabei wird die genannte Aufgabe durch eine Messeinheit und ein Leitungsstück, wie zuvor beschrieben, gelöst.A third aspect of the invention relates to a flow meter. In this case, the stated object is achieved by a measuring unit and a line piece, as described above.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die Messeinheit, das Leitungsstück, der Durchflussmesser und das Verfahren entsprechend der für die Messeinheit, das Leitungsstück, den Durchflussmesser und das Verfahren in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein können.Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims. It should be understood that the metering unit, tubing, flow meter and method may be configured in accordance with the embodiments described for the meter unit, tubing, flow meter and method in the dependent claims.
Unter Bestimmen bzw. Messen eines (Fluid-) Flusses ist hier insbesondere die Bestimmung einer Durchflussmenge, bzw. die Ermittlung eines Volumenstroms zu verstehen. Das Fluid kann insbesondere Wasser sein, es kann jedoch auch eine andere Flüssigkeit wie Öl oder im Prinzip auch ein Gas sein.By determining or measuring a (fluid) flow is meant in particular the determination of a flow rate, or the determination of a volume flow. The fluid may in particular be water, but it may also be another liquid such as oil or, in principle, also a gas.
Erfindungsgemäß wird die Messung nicht innerhalb, sondern außerhalb des Leitungsstücks ausgeführt. Hierzu sind der Einlass und der Auslass der Messeinheit zum lösbaren Anschließen an das Leitungsstück ausgebildet. Die Messeinheit kann insbesondere von außen an eine Außenwand des Leitungsstücks angekoppelt werden. Anschließen versteht sich dabei als lösbares Befestigen von außen, insbesondere Anschrauben, Ankoppeln, Anstecken oder Herstellen einer magnetischen Verbindung. Im angeschlossenen Zustand befindet sich die Messeinheit vollständig außerhalb des Leitungsstücks und ist leicht lösbar bzw. demontier- oder abkoppelbar.According to the invention, the measurement is not performed inside, but outside of the pipe section. For this purpose, the inlet and the outlet of the measuring unit are designed for detachable connection to the line piece. The measuring unit can in particular from the outside to an outer wall of the Line piece to be coupled. Connection is understood as a detachable fastening from the outside, in particular screwing, coupling, plugging or making a magnetic connection. In the connected state, the measuring unit is completely outside the line piece and is easily solvable or disassembled or decoupled.
Durch den Auslass und den Einlass der Messeinheit wird aus dem Gesamtfluss ein Nebenfluss abgezweigt, der in dem Messkanal mittels zweier Ultraschallwandler bestimmt wird. Die Messeinheit bildet dabei eine Art Bypasskanal zum Leitungsstück.Through the outlet and the inlet of the measuring unit, a tributary is branched from the total flow, which is determined in the measuring channel by means of two ultrasonic transducers. The measuring unit forms a kind of bypass channel to the line section.
Das Leitungsstück verfügt erfindungsgemäß über zwei Anschlussöffnungen, die mit dem Einlass und dem Auslass korrespondieren. Zwischen den beiden Anschlussöffnungen des Leitungsstücks ist ein Strömungswiderstand angeordnet, durch das eine Druckdifferenz bzw. ein Rückstau zwischen den beiden Anschlussöffnungen erzeugt wird. Aufgrund dieses Rückstaus gelangt Fluid durch die erste Anschlussöffnung bzw. durch den Einlass in die Messeinheit, durchläuft den Messkanal und wird dann durch den Auslass bzw. die zweite Anschlussöffnung wieder zurück in das Leitungsstück geführt.The line piece according to the invention has two connection openings which correspond to the inlet and the outlet. Between the two connection openings of the line piece, a flow resistance is arranged, through which a pressure difference or a backflow between the two connection openings is generated. As a result of this backflow, fluid passes through the first connection opening or through the inlet into the measuring unit, passes through the measuring channel and is then guided back into the line piece through the outlet or the second connection opening.
Das erfindungsgemäße Leitungsstück ersetzt ein bisheriges Leitungsstück in einem Leitungssystem und umfasst eine Verbindung zum Verbinden mit anschließenden bzw. benachbarten Leitungsstücken. Diese Verbindung ist bevorzugt als Flanschverbindung ausgebildet, durch die eine direkte Ankopplung an benachbarte Leitungsstücke bzw. eine Integration in ein Leitungsnetzwerk erfolgen kann. Der Installationsaufwand ist minimal.The line piece according to the invention replaces a previous line piece in a line system and comprises a connection for connecting to adjoining or adjacent line sections. This connection is preferably designed as a flange connection, by means of which a direct connection to adjacent line sections or an integration into a line network can take place. The installation effort is minimal.
Messeinheit und Leitungsstück bilden zusammen den Durchflussmesser. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Messeinheit wird erreicht, dass der Nebenfluss proportional zum Hauptfluss ist. Daher kann von der Bestimmung des Nebenflusses auf den Hautfluss bzw. den Gesamtfluss geschlossen werden. In anderen Worten: die Messung erfolgt unabhängig vom Leitungsstück.Measuring unit and line piece together form the flow meter. The inventive arrangement of the measuring unit is achieved that the inflow is proportional to the main flow. Therefore, it can be concluded from the determination of the tributary flow on the skin flow or the total flow. In other words, the measurement is independent of the line segment.
Für einen vorgegebenen Rohrdurchmesser des Leitungsstücks ist die Proportionalität unabhängig vom Gesamtfluss, sodass eine einmalige Ermittlung eines entsprechenden Proportionalitätsfaktors ausreichend ist. Daher kann die Messeinheit separat geeicht werden. Die Eichung des ganzen Durchflussmessers erfolgt durch die Eichung der Messeinheit.For a given pipe diameter of the pipe section, the proportionality is independent of the total flow, so that a single determination of a corresponding proportionality factor is sufficient. Therefore, the measuring unit can be calibrated separately. The calibration of the entire flow meter is carried out by the calibration of the measuring unit.
In bisherigen ultraschallbasierten Durchflussmessern ist es erforderlich, dass auch bei Anlagen mit großen Durchmessern das Leitungsstück mitsamt innenliegender Messeinheit für die Eichung ausgebaut wird. Dies wird durch die Erfindung vermieden, da die Messeinheit in der erfindungsgemäßen Weise an das Leitungsstück anschließbar bzw. lösbar ausgebildet ist. Das Verhältnis zwischen Hauptfluss im Leitungsstück und Nebenfluss in der Messeinheit ist konstant, sodass für die Eichung lediglich die Messeinheit und nicht der gesamte Durchflussmesser hergenommen werden muss. Lediglich die außenliegende Messeinheit wird abgekoppelt und geeicht, das Leitungsstück kann im Leitungssystem verbleiben.In previous ultrasound-based flowmeters, it is necessary that even in systems with large diameters, the line piece is removed together with internal measuring unit for the calibration. This is avoided by the invention, since the measuring unit is connected in the manner according to the invention to the line piece connected or detachable. The ratio between the main flow in the pipe section and the secondary flow in the measuring unit is constant, so that only the measuring unit and not the entire flow meter has to be used for the calibration. Only the external measuring unit is decoupled and calibrated, the line piece can remain in the pipe system.
Die vorliegende Erfindung ist demnach besonders vorteilhaft bei großen Rohrdurchmessern und Gesamtflüssen, bei denen die Eichung bisher sehr aufwändig war. Zudem kann im Falle eines Defekts oder einer erforderlichen Wartung ein einfacher und schneller Austausch der Messeinheit vorgenommen werden. Der Zeitaufwand für die Wartung wird wesentlich verringert.The present invention is therefore particularly advantageous for large pipe diameters and overall flows, in which the calibration was previously very complex. In addition, in the case of a defect or a required maintenance, a simple and quick replacement of the measuring unit can be made. The time required for maintenance is significantly reduced.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Messeinheit umfasst der Einlass einen ersten Anschlussabschnitt, der senkrecht zum Messkanal verläuft; und umfasst der Auslass einen zweiten Anschlussabschnitt, der senkrecht zum Messkanal verläuft. Einlass- und Auslassabschnitt sind als orthogonal zum Messkanal verlaufende Stutzen ausgebildet, die mit den Anschlussöffnungen am Leitungsstück korrespondieren und durch die Fluid in den Messkanal bzw. von dem Messkanal zurück in das Leitungsstück fließt. Im Falle eines runden Leitungsstücks sind die Anschlussabschnitte radial ausgerichtet.In a preferred embodiment of the measuring unit, the inlet comprises a first connection section, which runs perpendicular to the measuring channel; and the outlet comprises a second connection portion which is perpendicular to the measurement channel. Inlet and outlet sections are designed as connecting pieces running orthogonally to the measuring channel, which correspond to the connection openings on the line section and flow back through the fluid into the measuring channel or from the measuring channel into the line section. In the case of a round pipe section, the connection sections are radially aligned.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegen die Ultraschallwandler einander gegenüber und ist der Messkanal zwischen den Ultraschallwandlern angeordnet, sodass das Ultraschallsignal den Messkanal parallel zur Strömungsrichtung des Fluids durchläuft. Eine solche Anordnung der Ultraschallwandler wäre aufgrund des ein- und ausströmenden Fluids bei innerhalb des Leitungsstücks angeordneter Messeinheit nicht möglich. Erfindungsgemäß ist es nicht erforderlich, dass das Ultraschallsignal beim Durchlaufen des Messkanals einmal oder mehrmals umgelenkt wird. Hierdurch ergibt sich eine verbesserte Genauigkeit bzw. eine höhere Dynamik.In a further advantageous embodiment, the ultrasonic transducers face each other and the measuring channel is arranged between the ultrasonic transducers, so that the ultrasonic signal passes through the measuring channel parallel to the flow direction of the fluid. Such an arrangement of the ultrasonic transducers would not be possible due to the inflowing and outflowing fluid at within the line piece arranged measuring unit. According to the invention, it is not necessary that the ultrasonic signal is deflected once or several times when passing through the measuring channel. This results in improved accuracy and a higher dynamics.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung hat der Messkanal einen konstanten Querschnitt. Durch einen konstanten Querschnitt wird erreicht, dass die Strömung im Innern des Kanals gleichmäßig ist. Eine gleichmäßige Strömung, die entlang ihrer Fließrichtung von dem Ultraschallsignal durchlaufen wird, erlaubt eine besonders präzise Durchflussbestimmung. Bevorzugt ist der Messkanal im Querschnitt rund, wodurch Randeffekte minimiert werden. Die Genauigkeit der Messung bzw. die Dynamik werden erhöht.In a further advantageous embodiment, the measuring channel has a constant cross section. A constant cross section ensures that the flow in the interior of the channel is uniform. A uniform flow, which is traversed along the direction of flow of the ultrasonic signal, allows a particularly accurate flow determination. Preferably, the measuring channel is round in cross-section, whereby edge effects are minimized. The accuracy of the measurement or the dynamics are increased.
In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Messeinheit umfasst der Einlass an der Verbindung zum Messkanal einen ersten Konditionierungsabschnitt mit einer Querschnittsverengung in Strömungsrichtung des Fluids; und/oder umfasst der Auslass an der Verbindung zum Messkanal zur Strömungskonditionierung einen zweiten Konditionierungsabschnitt mit einer Querschnittserweiterung in Strömungsrichtung des Fluids. Eine solche Querschnittsverengung am Eingang des Messkanals und/oder eine Querschnittserweiterung am Ausgang des Messkanals bewirkt eine gleichmäßigere Strömung im Messkanal. Die Strömung wird konditioniert. Eine solche gleichmäßige Strömung mit nahezu konstantem Profil bewirkt eine erhöhte Genauigkeit der Ultraschall-Durchflussmessung. Die Konditionierungsabschnitte sind dabei vorzugsweise trichterförmig ausgebildet.In a further preferred embodiment of the measuring unit, the inlet at the connection to the measuring channel comprises a first Conditioning section with a cross-sectional constriction in the flow direction of the fluid; and / or the outlet at the connection to the flow conditioning measurement channel comprises a second conditioning section having a cross-sectional widening in the flow direction of the fluid. Such a cross-sectional constriction at the inlet of the measuring channel and / or a cross-sectional widening at the outlet of the measuring channel causes a more uniform flow in the measuring channel. The flow is conditioned. Such a uniform flow with a nearly constant profile causes an increased accuracy of the ultrasonic flow measurement. The conditioning sections are preferably funnel-shaped.
Bevorzugt verläuft der Messkanal parallel zum Leitungsstück, wenn die Messeinheit an das Leitungsstück angekoppelt ist. Eine Anordnung des Messkanals parallel zum Leitungsstück bewirkt, dass eine gleichbleibende Strömung mit nahezu konstantem Strömungsprofil erzeugt werden kann, wodurch die Messgenauigkeit weiter verbessert wird.Preferably, the measuring channel runs parallel to the line piece when the measuring unit is coupled to the line piece. An arrangement of the measuring channel parallel to the line piece causes a constant flow can be generated with a nearly constant flow profile, whereby the measurement accuracy is further improved.
Vorteilhaft besteht die Innenwand des Messkanals aus Kunststoff. Der Kunststoff bewirkt, dass der Ultraschall in dem Messkanal weniger reflektiert wird, wodurch die Messgenauigkeit erhöht wird. Im Vergleich zu einer Ausführung aus Metall, wie im Stand der Technik verschiedentlich vorgeschlagen, insbesondere, wenn andere Messprinzipien verwendet werden, ergibt sich eine verbesserte Genauigkeit und höhere Dynamik.Advantageously, the inner wall of the measuring channel made of plastic. The plastic causes the ultrasound in the measuring channel to be less reflected, thereby increasing the measuring accuracy. Compared with a metal embodiment, as variously proposed in the prior art, in particular when other measuring principles are used, results in improved accuracy and higher dynamics.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des Leitungsstücks ist der Strömungswiderstand als Düse ausgebildet, die einen ersten Düsenabschnitt mit einer Querschnittsverengung in Strömungsrichtung des Hauptflusses und einen anschließenden zweiten Düsenabschnitt mit kleinerem konstantem Querschnitt aufweist. Durch die Düse wird eine Druckdifferenz zwischen der ersten Anschlussöffnung, die mit dem Einlass der Messeinheit zusammenwirkt, und der zweiten Anschlussöffnung, die mit dem Auslass zusammenwirkt, erzeugt. Aufgrund der Druckdifferenz fließt ein ausreichend großer konstanter Fluidstrom durch die Messeinheit. Die Düse kann insbesondere eine Venturi-Düse sein.In a preferred embodiment of the line piece, the flow resistance is designed as a nozzle which has a first nozzle section with a cross-sectional constriction in the direction of flow of the main flow and a subsequent second nozzle section with a smaller constant cross section. Through the nozzle, a pressure difference between the first connection opening, which cooperates with the inlet of the measuring unit, and the second connection opening, which cooperates with the outlet, generated. Due to the pressure difference, a sufficiently large constant fluid flow flows through the measuring unit. The nozzle may in particular be a Venturi nozzle.
Bevorzugt umfasst das Leitungsstück eine Einlasskammer, die in Strömungsrichtung des Hauptflusses vor der Düse angeordnet ist und an der die erste Anschlussöffnung angeordnet ist; und eine Auslasskammer, die in Strömungsrichtung des Hauptflusses hinter der Düse angeordnet ist und an der die zweite Anschlussöffnung angeordnet ist. Zwischen den Kammern entsteht durch die Düse eine Druckdifferenz.Preferably, the line piece comprises an inlet chamber, which is arranged in the flow direction of the main flow in front of the nozzle and at which the first connection opening is arranged; and an outlet chamber disposed downstream of the nozzle in the flow direction of the main flow and on which the second connection opening is arranged. Between the chambers created by the nozzle a pressure difference.
Vorteilhafterweise mündet der zweite Düsenabschnitt in die Auslasskammer und umfasst die Auslasskammer einen Abschnitt, der den zweiten Düsenabschnitt koaxial umgibt, wobei die zweite Anschlussöffnung im Bereich des zweiten Düsenabschnitts angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird eine möglichst geringe Beeinträchtigung der Strömung erreicht.Advantageously, the second nozzle section opens into the outlet chamber and the outlet chamber comprises a section which coaxially surrounds the second nozzle section, wherein the second connection opening is arranged in the region of the second nozzle section. By this arrangement the least possible impairment of the flow is achieved.
Weiter bevorzugt umfasst die Anschlusskammer im Bereich der zweiten Anschlussöffnung eine stetig gekrümmte radiale Wandung. Durch diese Wandung wird der aus der Messeinheit in das Leitungsstück zurückströmende Nebenfluss umgelenkt. Eine Totwasserzone wird vermieden; die Strömung wird konditioniert. Hierdurch wird sowohl der Strömungswiderstand minimiert als auch die Strömung in der Messeinheit bzw. im Messkanal möglichst gleichbleibend gehalten, sodass eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden kann.More preferably, the connection chamber in the region of the second connection opening comprises a continuously curved radial wall. Through this wall, the flowing back from the measuring unit in the line piece inflow is deflected. A dead water zone is avoided; the flow is conditioned. As a result, both the flow resistance is minimized and the flow in the measuring unit or in the measuring channel kept as constant as possible, so that a high measuring accuracy can be achieved.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Durchflussmessers umfasst dieser einen Prozessor, der dazu ausgebildet ist, basierend auf dem empfangenen Ultraschallsignal den Nebenfluss zu ermitteln; und durch eine Multiplikation des Nebenflusses mit einem Proportionalitätsfaktor den Gesamtfluss zu berechnen, wobei der Proportionalitätsfaktor ein Verhältnis des Nebenflusses zum Hauptfluss angibt. Die Konstanz der Proportionalität zwischen Hauptfluss und Nebenfluss über den gesamten Dynamikbereich wird genutzt, um ausgehend von der Messung des Nebenflusses auf den Gesamtfluss zu schließen.In an advantageous embodiment of the flowmeter, the latter comprises a processor which is designed to determine the tributary flow based on the received ultrasound signal; and by multiplying the tributary flow by a proportionality factor to calculate the total flow, the proportionality factor indicating a ratio of the tributary flow to the main flow. The constancy of the proportionality between main flow and tributary flow over the entire dynamic range is used to deduce the total flow from the measurement of the tributary flow.
Wie zuvor beschrieben, wird die Messeinheit alleine und ohne Leitungsstück geeicht. Ein Ausbau und die wiederkehrende Eichung nur der Messeinheit ist aufgrund der konstanten Proportionalität zwischen Hauptfluss und Nebenfluss sehr viel einfacher durchzuführen als eine Eichung des gesamten, sehr viel größeren, Durchflussmessers. Die laufenden Kosten werden minimiert.As described above, the measuring unit is calibrated alone and without a line piece. An expansion and recurring calibration of only the measuring unit is much easier to perform than a calibration of the entire, much larger, flow meter due to the constant proportionality between the main flow and the tributary. The running costs are minimized.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben und näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Durchflussmesser in einem vereinfachten Schnittbild; -
2 ein Ersatzschaltbild des Durchflussmessers von1 ; -
3 den Verlauf des Strömungswiderstands in der Messeinheit in Abhängigkeit vom Gesamtfluss; -
4 den Verlauf des Strömungswiderstands im Leitungsstück in Abhängigkeit vom Gesamtfluss; -
5 den Verlauf des Proportionalitätsfaktors zwischen Nebenfluss und Gesamtfluss; -
6 die Messeinheit des Durchflussmessers der1 in einer Schnittansicht; -
7 das Leitungsstück des Durchflussmessers der1 in einer Schnittansicht; und -
8 ein alternatives Leistungsstück.
-
1 a flow meter in a simplified sectional view; -
2 an equivalent circuit diagram of the flow meter of1 ; -
3 the course of the flow resistance in the measuring unit as a function of the total flow; -
4 the course of the flow resistance in the pipe section as a function of the total flow; -
5 the course of the proportionality factor between the tributary flow and the total flow; -
6 the measuring unit of the flow meter of1 in a sectional view; -
7 the pipe section of the flow meter of1 in a sectional view; and -
8th an alternative service.
Gemäß
Der Nebenfluss
Einlass
In
Der Strömungswiderstand
Weiterhin ergibt sich der Gesamtfluss
Ausgehend von einer Berechnung des Strömungswiderstands
In
In
In
Folglich sind Nebenfluss
In
Einlass
Im Gegensatz zu bisherigen Messeinheiten, die vom Gesamtfluss durchströmt werden, kann demnach die Messeinheit
In der Messeinheit
Der Ultraschall durchdringt den Nebenfluss, bevor er vom zweiten Ultraschallwandler
Das Ultraschallsignal kann den Messkanal
In der dargestellten Ausführungsform durchläuft der Ultraschall den Messkanal
Dadurch, dass es aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Messeinheit
Wie in
Ein solches Profil erlaubt es, mittels des Ultraschallmessverfahrens eine präzise Aussage über die Durchflussmenge zu treffen. Spiegelbildlich zur Querschnittsverengung im ersten Konditionierungsabschnitt
Die Auswertung des empfangenen Ultraschallsignals sowie die Ansteuerung der Ultraschallwandler
Im Bereich des Messkanals
In
Der Strömungswiderstand
Der Strömungswiderstand
Das Leitungsstück
Der zweite Düsenabschnitt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- DurchflussmengenmesserFlow meters
- 1212
- Messeinheitmeasuring unit
- 1414
- Leitungsstückline section
- 1616
- erste Anschlussöffnungfirst connection opening
- 1818
- Einlassinlet
- 2020
- Messkanalmeasuring channel
- 2222
- Auslassoutlet
- 2424
- zweite Anschlussöffnungsecond connection opening
- 2626
- erster Ultraschallwandlerfirst ultrasonic transducer
- 2828
- zweiter Ultraschallwandlersecond ultrasonic transducer
- 3030
- erster Anschlussabschnittfirst connection section
- 3232
- zweiter Anschlussabschnittsecond connection section
- 3434
- erster Konditionierungsabschnittfirst conditioning section
- 3636
- zweiter Konditionierungsabschnittsecond conditioning section
- 3838
- Innenwandinner wall
- 4040
- Einlasskammerinlet chamber
- 4242
- Auslasskammeroutlet
- 4444
- Strömungswiderstandflow resistance
- 4646
- erster Düsenabschnittfirst nozzle section
- 4848
- zweiter Düsenabschnittsecond nozzle section
- 5050
- Verbindungconnection
- 5252
- Umgebungsabschnittenvironment section
- 5454
- stetig gekrümmte radiale Wandungcontinuously curved radial wall
- ΔpAp
- Druckdifferenzpressure difference
- QG Q G
- Gesamtflusstotal flow
- QN Q N
- Nebenflusstributary
- QH Q H
- Hauptflussmain river
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021178808A1 (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | Woodward, Inc. | Ultrasonic flow meter |
US11181406B2 (en) | 2019-12-03 | 2021-11-23 | Woodward, Inc. | Ultrasonic mass fuel flow meter |
CN114674525A (en) * | 2022-03-09 | 2022-06-28 | 广西防城港核电有限公司 | Pipeline flow characteristic verification device and verification method thereof |
US11668818B2 (en) | 2020-08-07 | 2023-06-06 | Woodward, Inc. | Ultrasonic position sensor |
CN117117391A (en) * | 2023-10-20 | 2023-11-24 | 珠海科创储能科技有限公司 | Flow rate adjusting device and flow rate adjusting method |
US11835374B2 (en) | 2021-03-17 | 2023-12-05 | Woodward, Inc. | Ultrasonic mass fuel flow meter |
US11885655B2 (en) | 2020-08-07 | 2024-01-30 | Woodward, Inc. | Ultrasonic flow meter having flow conditioning arrangements for flow controlling in a linear fluid conduit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013012139A1 (en) | 2013-07-20 | 2015-01-22 | Hydrometer Gmbh | ultrasonic meters |
-
2017
- 2017-03-06 DE DE202017007116.9U patent/DE202017007116U1/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013012139A1 (en) | 2013-07-20 | 2015-01-22 | Hydrometer Gmbh | ultrasonic meters |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11181406B2 (en) | 2019-12-03 | 2021-11-23 | Woodward, Inc. | Ultrasonic mass fuel flow meter |
WO2021178808A1 (en) * | 2020-03-06 | 2021-09-10 | Woodward, Inc. | Ultrasonic flow meter |
US11307069B2 (en) | 2020-03-06 | 2022-04-19 | Woodward, Inc. | Ultrasonic flow meter in a bypass channel coupled in parallel with a flow tube |
US11668818B2 (en) | 2020-08-07 | 2023-06-06 | Woodward, Inc. | Ultrasonic position sensor |
US11885655B2 (en) | 2020-08-07 | 2024-01-30 | Woodward, Inc. | Ultrasonic flow meter having flow conditioning arrangements for flow controlling in a linear fluid conduit |
US11835374B2 (en) | 2021-03-17 | 2023-12-05 | Woodward, Inc. | Ultrasonic mass fuel flow meter |
CN114674525A (en) * | 2022-03-09 | 2022-06-28 | 广西防城港核电有限公司 | Pipeline flow characteristic verification device and verification method thereof |
CN117117391A (en) * | 2023-10-20 | 2023-11-24 | 珠海科创储能科技有限公司 | Flow rate adjusting device and flow rate adjusting method |
CN117117391B (en) * | 2023-10-20 | 2024-01-26 | 珠海科创储能科技有限公司 | Flow rate adjusting device and flow rate adjusting method |
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