DE2443139A1

DE2443139A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen oder zaehlen von gas

Info

Publication number: DE2443139A1
Application number: DE19742443139
Authority: DE
Inventors: Guy Dumas
Original assignee: ANHYDRIDE CARBONIQUE S I A C S
Current assignee: ANHYDRIDE CARBONIQUE S I A C S
Priority date: 1973-09-12
Filing date: 1974-09-10
Publication date: 1975-03-13
Also published as: BE819802A; GB1456894A; FR2243424B1; FR2243424A1; CH583898A5

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Messen oder Zählen ν von Gas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen oder Zählen von Gas sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Zum Messen oder Zählen von Gas sind mehrere Vorrichtungen bekannt, beispielsweise Ovalradzähler, Zähler mit Drehkolben, mit Kolben und Drehdichtungen, mit sich hin- und herbewegendem Kolben, mit einer Turbine oder mit Schaufelrädern und beweglichen Rotoren u.a.m. Diese Zähler sind bezüglich ihrer Genauigkeit und ihrer Zuverlässigkeit zufriedenstellend; bezüglich ihres Preises, ihres komplizierten A_ufbaus und der Montage (die Notwendigkeit, Umgehungsleitungen und Trennventile beizufügen) weisen sie jedoch schwerwiegende Nachteile auf; in Bezug auf ihren Betrieb sind sie nur wenig anpassungsfähig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen oder Zählen von Gas zu schaffen, dem die erwähnten Nachteile nicht anhaften.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß Gasmengen gezählt und summiert werden, die durch den Unterschied zwischen den am Ende des Füllens und des Entleerens einer Meßkammer konstanten Volumens herrschenden Drucken bestimmt sind.

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Bei einer vorteilhaften Durchführungsform des Verfahrens besteht das Zählen in einer Zählung von Impulsen, die durch das Öffnen oder Schließen eines Einlaß- oder Auslaßventils ausgelöst werden.

Eine andere Durchführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß der Druck am Ende des Füllens sowie der Druck am Ende des Entleerens höher als der Atmosphärendruck sind.

Bei einer weiteren Durchführungsform ist der Druck am Ende des Füllens höher und der Druck am Ende des Entleerens niedriger als der Atmosphärendruck.

Bei einer yeiteren Durchführungsform des Verfahrens ist der Druck am Ende des Füllens sowie der Druck am Ende des Entleerens niedriger als der Atmosphärendruck. ·'

Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zeichnet sich durch eine Meßkammer mit konstantem .Volumen und einem Summenzähler zum Zählen der Impulse aus.

Eine spezielle Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Meßkammer mit konstantem Volum-en kein bewegliches Teil aufweist, das die Füllung oder Leerung bewerkstelligt.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein elektromagnetisches Einlaßventil zum Steuern des Füllens der Meßkammer, ein elektromagnetisches Auslaßventil zum Steuern des Entleerens der Meßkammer, ein an die Meßkammer angeschlossenes Kontaktmanometer zum Steuern der elektromagnetischen Ventile und einen automatischen Summenimpulszähler zum Zählen der Impulse auf.

Vorteilhafterweise ist der Summenimpulszähler mit Vorwahl und automatischem Stop zum Ablesen ausgerüstet.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung zusätzlich ein Thermometer auf, das die Korrektur des Meßwertes in Abhängigkeit von der Temperatur steuert.

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Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die Vorrichtung können * für verschiedene Zwecke verwendet werden. Die Erfindung betrifft alle Bereiche, bei denen es sich um die Messung von Gasmengen mit einem Druckunterschied zwischen der Gasquelle und dem Verbraucher handelt.

Als nicht einschränkende Beispiele seien die Messung des Verbrauches in Gasversorgungen mit Gas unter Druck oder unter Unterdruck genannt sowie zwischen einer Quelle unter Druck und einem Verbraucher unter Unterdruck, die Gasverteilung mit Verbrauchsmessung zwischen Räumen eines Betriebes, die Abgabe von vorbestimmten Gasmengen usw.

Insbesondere seien Betriebe erwähnt, die Gase verwenden, wie beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxyd, Wasserstoff,-Äthylen, Ammoniak, Chlor, Schwefeldioxyd und jedwelche weitere * Gase. .

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahren beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.

Die Vorrichtung weist eine Meßkammer 1, einen Steuerkasten 2, in dem notwendige Bauteile angeordnet sind, wie ein elektromagnetisches Einlaßventil 3, ein elektromagnetisches Auslaßventil 4, ein Kontaktmanometer 5, ein Summenimpulszähler 6 sowie ein Manometer 7 zum Kontrollieren des Drucks,

Das Einlaßventil 3 ist einerseits mit einer nicht dargestellten Gasouelle über eine Leitung 8 und andererseits mit einer Leitung 9 verbunden. Diese Leitung 9 teilt sich an der Stelle 10 in Leitungen 11, 12, 13, wobei die Leitung 11 an die Meßkammer 1, die Leitung 12 an das Auslaßventil 4 und die Leitung 13 über Leitungen 14 und 15 an das Kontaktmanometer 5 und das Manometer 7 angeschlossen sind.

Das Auslaßventil 4 ist einerseits an die Leitung 11, wie bereits erwähnt,und andererseits an eine Leitung 16 zum Ableiten

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zu einem Verbraucher angeschlossen.Neben den unbedingt notwendigen* Bauteilen ist im Steuerkasten 2 ein Thermometer 17, das über 18 an einen Meßwertgeber 19 zum Überwachen der Temperatur angeschlossen ist. Des weiteren ist in der Meßkammer 1 eine Sicherheitsvorrichtung 20 vorgesehen.

Die Anordnungen der verschiedenen Leitungen 9, 11, 12, 13 könnten verändert werden, beispielsweise indem die vier Leitungen direkt an die Meßkammer 1 angeschlossen werden.

Im folgenden sei die Funktion der Vorrichtung erläutert.

Der zu steuernde Stoff kommt in der Leitung 8 mit einem Druck an, der das Ffollen der Meßkammer 1 bis. auf den Druck P^, ermöglicht, wobei dieser Druck am Manometer 7 abgelesen wird und das Auslaßventil 4 geschlossen und das Einlaßventil 3 offen sind. Sobald der Druck P^ in der Meßkammer 1 erreicht ist, schließt das Kontaktmanometer 5 das Einlaßventil 3 und öffnet das Auslaßventil 4. Beim Schließen des Einlaßventils 3 liefert das Kontaktmanometer 5 einen Impuls an den Summenimpulszähler 6, der eine Einheit registriert. Bei der öffnung des Auslaßventils 4 wird der zu steuernde Stoff über die Leitung 15 einem Verbraucher zugeführt. Dabei sinkt der Druck des zu steuernden Stoffes, der ursprünglich in der Meßkammer 1 P,, betrug auf einen Wert P , der am Manometer 7 abgelesen wird. Sobald P erreicht ist, schließt das Kontaktmanometer 5 das Auslaßventil 4 und öffnet das Einlaßventil 3. Ab diesem Augenblick strömt neues Gas in die Meßkammer 1 ein. Der Druck steigt wieder an und erreicht am Ende des Ladens den Wert P^; der Zyklus beginnt wieder.

Im folgenden wird die Berechnung der gemessenen Größen erläutert.

Aus der Funktionsbeschreibung ist ersichtlich, daß d-ie Menge des abgegebenen Gases dadurch erhalten wird, daß die in jedem Zyklus gemessene Einheitsmenge, eine Menge, die als Konstante "Ap" (in Gewichtseinheiten) der Vorrichtung bezeichnet werden kann, mit der Anzahl der Impulse multipliziert wird. Diese Konstante

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verändert sich in Abhängigkeit des Unterschiedes A P-= P/ - Pq und der Meßtemperatur. In die Berechnung dieser Konstanten geht das Volumen der Meßkammer ein.

Im folgenden wird eine Eichung in Form eines tatsächlichen Ver suches und einer theoretischen Berechnung erläutert.

A) tatsächlicher Versuch mit unter Druck stehendem Kohlendioxyd.

Die Vorrichtung mit einem Meßkammervolumen von 10,5 1 wird an eine von einem Kohlendioxydverdampfer ausgehende Leitung ange- schlossen. Der Kohlendioxydverdampfer ist auf einer Flasche mit flüssigem Kohlendioxyd angebracht, die auf einer Waage zum Bestim men des Gewichts des abgegebenen Kohlendioxyds angeordnet ist. Die Temperatur des Gases beträgt 35 C, der manometrische Einlaß— druck (P₁) in die Meßkammer beträgt 14 bar und der manometrische * Auslaßdruck (P_Q) beträgt 7 bar.

Die erhaltenen Ergebnisse sind folgende:

Anzahl der Impulse (Ni) Gewicht der vollen Flasche Gewicht der Flasche am Ende des Versuchs Gewicht des abgegebenen Kohlendioxyds

	162	g
63	800
42	100	g
21	700

Wenn man die Meßwerte P,,, Pq, P sowie die Temperatur verändert, muß die Eichung zur Berechnung der Konstanten (Ap) wiederholt werden.

B) theoretische Berechnung

Bei der Berechnung wird von den spezifischen Gewichten ausgegangen, die in den vom Kommissariat für Atomenergie ausgegebenen Tabellen angegeben sind. Die Bedingungen sind die gleichen:

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	⁰C	2443139
35
		14 bar
		15 bar
		7 bar
	67	8 bar
27,	27	g/1
14,

Temperatur

manometrischer Einlaßdruck (P^)
absoluter Einlaßdruck
manometrischer Auslaßdruck (P_Q)
absoluter Auslaßdruck

spezifisches Gewicht des Kohlendioxyds
bei 15 bar absolut

spezifisches Gewicht des Kohlendioxyds
bei 8 bar absolut

Gewicht des Kohlendioxyds je Liter und .,, ,_n Impuls 13,Wg

Konstante (Ap) 35 = 13,4 χ 10,5 = 140,1 g

Diese Metho.de der Abschätzung hat den Vorteil, schnell zu sein. Sie erlaubt die den jeweiligen Betriebsbedingungen entsprechende Konstante sofort zu berechnen. <■.

Die Vorrichtung kann dadurch mit der von dem Verwender gewünschten Konstanten(Ap)ausgestattet werden.

Zwischen den mit den beiden geschilderten Methoden erhaltenen Ergebnissen (hier Ap) besteht ein Unterschied bzw. ein relativer Fehler von 4,25 %. Dieser Unterschied erklärt sich einerseits aus der Tatsche, daß die Genauigkeit der Temperatur- und Druckgeber nicht so gut ist, wie die derjenigen, die zum Aufstellen der Tabellen der Konstanten verwendet wurden. Andererseits ist zur Überwachung des Verbrauches in verschiedenen Räumen, in dem die grundsätzliche ins Auge gefaßte Verwendung liegt, die absolute Genauigkeit nicht so wichtig wie bei der Verteilung an Kunden; die Höhe der notwendigen Investitionen dagegen ist von größter Bedeutung. Die Genauigkeit der Vorrichtungkann durch ein Präzisionsmanometer und andere genaue Instrumente zum Messen der die Konstante (Ap) beeinflussenden Größen verbessert werden.

Selbstverständlich kann die Konstante (Ay) (als Volumen) bestimmt werden; das Rechnungsbeispiels wurde in Gewichtseinheiten ausgeführt, v/eil dies in der mit Kohlendioxyd befaßten Technik im allgemeinen üblich ist.

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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zu seiner Durchführung dienenden Vorrichtung liegen vor allem, wie bei dem Vergleich mit bekannten Vorrichtungen bereits erwähnt, in der Einfachheit und der Leichtigkeit der Montage. Die dargestellte Vorrichtung braucht lediglich einerseits über die Leitung 8 mit der Quelle und andererseits über die Leitung 16 mit einem Verbrauchersystem verbunden zu v/erden. Umgehungsleitungen und normalerweise notwendige Trennventile sind nicht nötig, ein wesentlicher Faktor in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit und die Investitionskosten, die dort entscheidend sein können, wo nur eine ungefähre Kontrolle notwendig ist, um festzustellen, daß der Verbrauch eines Raumes oder einer Werkstatt nicht abweicht. Die Funktion der Vorrichtung ist einfach und verläßlich; es besteht keine Notwendigkeit zu^virgendeiner besonderen Überwachung der Zufuhr und es besteht nicht der gewöhnliche Zwang zum Vermeiden von Überdruck.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1.) Verfahren zum Messen oder Zählen von Gas, dadurch gekennzeichnet , daß Gasmengen gezahlt und summiert werden, die durch den Unterschied zwischen den am Ende des Füllens und des Entleerens einer Meßkammer konstanten Volumens herrschenden Drucken bestimmt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t , daß der Druck am Ende des Füllens und der Druck am Ende' des Entleerens der. Meßkammer höher als der Atmosphärendruck sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t , daß der Druck am Ende des Füllens größer und der Druck am Ende des Entleerens kleiner als der Atmosphärendruck sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich

net

daß der Druck am Ende des Füllens und der Druck am Ende

des Entleerens kleiner als der Atmosphärendruck sind.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Meßkammer (1) mit konstantem Volumen, ein Einlaßventil (3) zum Steuern der Füllung der Meßkammer (1) bis zu einem vorbestimmten Druck am Ende der Füllung, ein Auslaßventil (4) zum Steuern des Entleerens der Meßkammer (1) bis zu einem vorbestimmten Druck am Ende des Entleerens, ein an die Meßkammer (1) angeschlossenes Kontaktmanometer (5) zum Steuern der Ventile (3, 4) und einen automatischen Summenimpulszähler (6) zum Zählen und Summieren der von dem Kontaktmanometer (5) abgegebenen Impulse.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzei ch net, daß das Einlaßventil (3) und das Auslaßventil (4) elek tromagnetische Ventile sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der automatische Summenimpulszähler (6) mit Vorwahl und automatischem Stop zum Ablesen ausgerüstet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, g e k e η n zeichnet durch ein Thermometer (17) zum Steuern.der Kor rektur des Meßwertes in Abhängigkeit von der Temperatur.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch g e k e η η ζ e i>c h η e t , daß die Ventile (3, 4), das Kontaktmanometer (5), der Summenimpulszähler (6) und die Einrichtungen zum Messen der Temperatur und zum Korrigieren des Meßwertes in einem von der Meßkammer (1) mit konstantem Volumen getrennten Steuerkasten (2) untergebracht sind.

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