DE2626450C3 - Vorrichtung zur Massendurchflußmessung - Google Patents

Vorrichtung zur Massendurchflußmessung

Info

Publication number
DE2626450C3
DE2626450C3 DE2626450A DE2626450A DE2626450C3 DE 2626450 C3 DE2626450 C3 DE 2626450C3 DE 2626450 A DE2626450 A DE 2626450A DE 2626450 A DE2626450 A DE 2626450A DE 2626450 C3 DE2626450 C3 DE 2626450C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
measuring point
flow
measuring
throttle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2626450A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2626450B2 (de
DE2626450A1 (de
Inventor
Peter Von Dr.- Ing. 7500 Karlsruhe Boeckh
Jogindar Mohan Dr.-Ing. 7505 Ettlingen Chawla
Manfred Ing.(Grad.) 4000 Duesseldorf Doernemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide Deutschland GmbH
Original Assignee
Agefko Kohlensaeure-Industrie 4000 Duesseldorf GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agefko Kohlensaeure-Industrie 4000 Duesseldorf GmbH filed Critical Agefko Kohlensaeure-Industrie 4000 Duesseldorf GmbH
Priority to DE2626450A priority Critical patent/DE2626450C3/de
Priority to GB33580/77A priority patent/GB1553137A/en
Priority to FR7724587A priority patent/FR2400188A1/fr
Priority to NLAANVRAGE7708825,A priority patent/NL173438C/xx
Priority to US05/828,255 priority patent/US4131015A/en
Publication of DE2626450A1 publication Critical patent/DE2626450A1/de
Publication of DE2626450B2 publication Critical patent/DE2626450B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2626450C3 publication Critical patent/DE2626450C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
    • F17C13/023—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the mass as the parameter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76—Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G01F1/88—Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure with differential-pressure measurement to determine the volume flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/013—Carbone dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/031—Air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/032—Control means using computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0421—Mass or weight of the content of the vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0426—Volume
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0443—Flow or movement of content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0486—Indicating or measuring characterised by the location
    • F17C2250/0495—Indicating or measuring characterised by the location the indicated parameter is a converted measured parameter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

M =
wobei w und C Apparatekonstanten sind, eine dem Massendurchsatz pro Zeiteinheit proportionale Ausgangsspannung erzeugt.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Massendurchflußmessung von Flüssiggas, das aus einem Vorratstank od. dgl. über eine Meßstelle zu einem Verbraucher, gegebenenfalls in Form eines Speicherbehälters od. dgl., gepumpt wird, mit einer zwischen Meßstelle und Verbraucher abzweigenden Kurzschlußleiuing, die über ein Ventil an den Vorratstank anschließbar ist zum Abkühlen des Leitungsbereiches mit der Meßstelle mittels Umwälzen des Flüssiggases vor der Messung unter die Siedetemperatur.
Die Behandlung von Flüssiggasen wird grundsätzlich durch den Umstand erschwert, daß sie bei Umgebungs-
temperatur bereits einen erheblich über Atmosphärendruck liegenden Dampfdruck erzeugen und daher bestrebt sind, in die dampfförmige Phase überzugehen. Sie müssen deshalb bei sehr tiefen Temperaturen gehalten werden, im Falle von Kohlensäure bei etwa
ίο -30°C, im Falle von Stickstoff bei etwa -180M
Durch die DE-OS 22 57 582 ist ein Durchflußmesser mit einem verschiebbaren Meßkörper bekanntgeworden. Der Meßkörper wird von der Strömung ausgelenkt und verstellt dabei einen Schiebewiderstand. Für sehr
γ, tiefe Temperaturen des zu messenden Mediums ist dieses Prinzip allerdings nicht anwendbar, denn die verschiebbare Anordnung des Meßkörpers ist von der Werkstoffseite her nur mit aufwendigen Konstruktionen zu lösen. Durch die direkte Verbindung des Meßkörpers mit dem Schiebewiderstand wird außerdem der Bewegungswiderstand erhöht und die Anspreehgenauigkeit verringert Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das elektrische Widerstandselement für die Temperaturkompensation in der Rohrwand sitzt
und durch Wärmeleitung von der Wand starken Temperaturverfälschungen ausgesetzt ist
Durch die DE-AS 10 34 875 ist eine Einrichtung zur Berücksichtigung schwankender Temperatur und schwankenden Druckes bei der Messung des Gewichts-
M) durchflusses gasförmiger Stoffe bekanntgeworden, wo der Temperatur-Meßwiderstand als Spule in der Strömung sitzt Dabei wird die Strömung gestört und verwirbelt; die Spule muß daher einen erheblichen Abstand zur Meßblende aufweisen, damit die dortigen
π Druckverhältnisse nicht verfälscht werden. Man hat dabei allerdings keine Kontrolle, inwieweit sich die Temperatur des Mediums zwischen der Temperaturmeßstelle und der Druckmeßstelle geändert hat
Die DE-OS 25 49 002 betrifft einen Massenstrommesser für gasförmige Medien mit eitjr Drossel aus einem System von parallelen engen Kanälen und zusätzlichen Hilfsdrosseln. Die Druckmessung erfolgt über Halbleitermembranen, deren elektrischer Widerstand der Absoluttemperatur des zu messenden Mediums propor-
4-> tional ist. Ein separater Temperaturfühler erübrigt sich daher. Dieses System ist jedoch wegen der zahlreichen Strömungskanäle relativ aufwendig in der Herstellung und im übrigen nur für laminare Strömungsverhältnisse geeignet.
-,ο Die GB-PS 6 37 738 betrifft einen Feuchtemesser, bei dem die Temperaturkompensation mit Hilfe eines Widerstandes mit negativer Kennlinie erfolgt.
Schließlich ist durch die DE-OS 23 13 099 ein Durchflußmeßgerät für siedende Flüssigkeiten bekanntgeworden, das eine Drosselstelle mit variablem Querschnitt aufweist. Dabei ist ein Verdrängungskörper über eine Spindel mehr oder weniger weit radial in das Rohr einfahrbar. Durch ein Schauglas wird festgestellt, ob an der Drosselstelle Verdampfung stattfindet. Bei
bo diesem Gerät handelt es sich um ein Laborgerät, das für den betrieblichen Einsatz zu unsicher ist. Denn es fehlt vor allem an einer zuverlässigen Temperaturkompensation, und außerdem ist die Abdichtung der Spindel mittels der Stopfbuchse bei den auftretenden Temperate turunterschieden einem raschen Verschleiß ausgesetzt.
Die Massendurchflußmessung von Flüssiggasen erfolgt daher üblicherweise dadurch, daß man die umgepumpte Flüssiggasmenge durch Wiegen des
Speicherbehälters vor und nach dem Füllvorgang ermittelt Diese Methode ist. allerdings recht kostspielig, da für jeden Speicherbehälter eine eigene Waage bereitgestellt und diese Waage in bestimmten Zeitabständen geeicht werden muß. Daher sind neuerdings -> auch Meßverfahren entwickelt worden, die in der Meßstelle einen Flügelrad- oder Turbinenzähler zur kontinuierlichen Durchflußmessung enthalten. Problematisch an dieser bekannten Einrichtung ist der hohe Lagerverschleiß an der Flügelrad- bzw. der Turbinen- m welle aufgrund der tiefen Temperatur. Es müssen deshalb sehr kostspielige Lagermetalle eingesetzt werden. Bei der Förderung von flüssigem Stickstoff läßt sich aber auch hierdurch noch keine befriedigende Betriebssicherheit und Lebensdauer erzielen. ι -,
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Meßvorrichtung für Flüssiggas zu entwickeln, die auch bei besonders tiefsiedenden Flüssigkeiten wie beispielsweise Luft oder Stickstoff mit absoluter Sicherheit eingesetzt werden kann. Weiterhin soll sich die :n erfindungsgemäße Vorrichtung durch hohe Genauigkeit und einfachen sowie kostengünstigen Aufbau auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Drossel in Form eines Kolbens, der radial in die r> Strömung ragt und in einer Kugelkappe ausläuft, als Differenzdruckgeber vorgesehen ist, daß vor der Meßstelle ein Druckschalter und hinter der Meßstelle ein Druckwiderstand eingebaut ist und daß der Druckschalter nach Oberschreiten eines bestimmten jo Mindestdruckes und Verstreichen einer gewissen Sicherheitszeitspanne die Leitung zum Verbraucher freigibt und daß ein Halbleiter zur Berücksichtigung der Flüssigkeitsdichte im Drosselkolben angeordnet ist, dessen Widerstandscharakteristik bezüglich der Tempe- j-, ratur auf den Dichteverlauf der Meßflüssigkeit abstimmbar ist, wozu ein Potentiometer parallel und ein weiteres Potentiometer in Reihe zu dem Halbleiter geschaltet ist.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Massendurchfluß bei flüssig-dampfförmigen Mischpha- to sen mit den\ bekannten Meßprinzip der Wirkdruckmessung an Drosselstellen ermittelt werden kann, wenn man durch ausreichende Druckerhöhung in der Strömung dafür sorgt, daß keine Dampfphase vorliegt und daß auch durch die Ausbildung des Kolbens ohne 4*1 scharfe Kanten oder vorspringende Teile kein lokales Ausdampfen zu befürchten ist. Da man keinerlei bewegliche Teile in der Meßstelle benötigt, ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Temperaturmessung unmittelbar im Drosselkolben erfolgen kann. Dieser ist -,0 aufgrund seiner der Suomung ausgesetzten Position keinen Temperaturverfälschungen durch Wärmeleitung von außer-, unterworfen und vermag auch schneller auf Temperaturänderungen des Mediums anzusprechen. Außerdem wird die Meßgenauigkeit noch dadurch >-, erhöht, daß der Ort für die Druck- und die Temperaturmessung derselbe ist und man keine unkontrollierten Strömungswege zwischen beiden Meßpunkten in Kauf nehmen muß.
Der Radius der Kugelkappe des Meßkolbens und to damit auch der Radius des Meßkolbens selbst wird zweckmäßigerweise etwa gleich dem Rohrradius gewählt. Dies hat sich bei Probemessungen als besonders günstige Dimensionierung erwiesen.
Bezüglich der Anordnung der Querbohrungen für die t,*> Messung des Wirkdruckverlustes ist es vorteilhaft, die eine Querbohrung im engsten Rohrquerschnitt der Drosselstelle, die andrre Querbohrung zumindest um die Größe des Robrdurchmessers in Strömungsrichtung davor anzuordnen, Dadurch läßt sich der Verlauf der Durehflußzahl als glatte Funktion der Reynoldszahl und damit dss Massendurchsatzes M darstellen. Das Auswerteverfahren wird hierdurch vereinfacht, und bezogen auf den Rechenaufwand ergibt sich eine erhöhte Meßgenauigkeit.
Für die Auswertung ist es schließlich zweckmäßig, die dem Differenzdruck proportionale Spannung und die dem spezifischen Volumen proportionale Spannung einem Analogrechner einzugeben, der entsprechend der Gleichung
wobei m und C Apparatekonstanten sind, eine dem Massendurchsatz pro Zeiteinheit proportionale Ausgangsspannung erzeugt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näner beschrieben; dabei zeigt F i g. 1 ein Fließschema,
F i g. 2 ein Zustandsdiagramm im Zwe.phasenbereich,
Fig. 3 die Schaltung des Halbleiters für die Temperaturmessung und
F i g. 4 den Verlauf des ohmschen Widerstandes und des Dicinekehrwertes über der Temperatur.
In dem Vorratstank 1 befindet sich Flüssiggas im Sättigungszustand, d. h., seine Druck- und Temperaturwerte liegen auf der in Fig.2 eingezeichneten Grenzkurve. Eine Entnahmeleitung 2 führt über eine Pumpe 3 zur Meßstelle 4. Hinter der Meßstelle ist ein Dreiwege-Ventil 5 angeordnet, welches das Flüssiggas entweder über die Kurzschlußleitung 6 zurück in den Tank 1 oder über die Leitung 7 in den verbraucherseitigen Speicherbehälter 8 leitet. Das Dreiwege-Ventil 5 wird durch einen an der Meßstelle angeordneten Druckschalter 9 und ein nicht dargestelltes Zeitrelais gesteuert.
Die Meßstelle 4 ist zur besseren Erläuterung vergrößert dargestellt. Sie besteht aus einem zylindrischen Rohrstück, an dessen Einlauf ein Strömungsgleichrichter 10 zur Vergleichmäßigung der Strömung angeordnet ist. Am Ende ist ein Strömungswiderstand Il angeordnet. Dazwischen sitzt ein in Radialrichtung justierter Kolben !2, der an seinem in die Strömung ragenden Ende in einer Kugelkappe ausläuft. Im Inneren des Kolbens 12 sitzt ein Temperaturfühler in Form eines Heißleiters 13.
Zwei Querbohrungen 14 und 15 sind an eine Differenzdruckdose 16 angeschlossen, die ein dem Wirkdruckverlust entsprechendes Signal erzeugt. Während die eine Querbohrung 15 im engsten Strömungsquerschnitt angeordnet ist, richtet sich die Positionierung der davor liegenden Querbohrung 14 nach dem Leitungsdurchmesser.
Die Funktion ist folgende: Sobald die Leitung 7 an den Verbraucherbehälter 8 angeschlossen ist, gibt ein nicht dargestelltes Ventil die Leitung 2 frei. Der Druckschalter 9 hält dabei die Leitung 7 blockiert, die Kurzschlußleitung 6 hingegen auf. Das Flüssiggas entspännt sieh zunächst im Leitungssystem und zirkuliert von der Pumpe 3 angetrieben in zunächst noch gasförmiger Phase. Durch das Umwälzen im geschlossenen Kreislauf wird das Leitungssystem allmählich heruntergekühlt, s? daß der Anteil der flüssigen Phase zunimmt und der Förderdruck der Pumpe 3 ansteigt. Dieser Druckanstieg wird durch einen hinter der
Meßstrecke eingebauten Strömungswiderstand 17 begünstigt.
Ist der Leitungsdruck um ein vorbestimmtes Maß über den Sättigungsdruck im Tank 1 angestiegen, so spricht der Druckschalter 9 an und schaltet ein nicht dargestelltes Zeitrelais ein. Dieses Zeitrelais gibt nach etwa einer Minute die auf dem Dreiwege-Ventil 5 lastende Sperre frei, so daß nun nach Bedarf dieses Ventil umgeschaltet und der Verbraucherbehälter 8 gefüllt werden kann. Zugleich mit dem Umschalten des Ventils 5 wird auch der Durchflußzähler in Gang gesetzt.
Durch das Zeitrelais wird sichergestellt, daß der Temperaturfühler für die Dichtekorrektur seinen Betriebszustand erreicht.
F i g. 2 verdeutlicht die beim Umpumpen und Messen sich einstellenden Druck- und Enthalpieänderungen. Der auf der Grenzkurve liegende Zustandspunkt 1 gibt im Tunk ! wieder. Um zu υ0ΓΓΠ^'^ρη
daß durch den an der Drossel eintretenden Wirkdruckverlust Δ ρ eine Zustandsänderung zur Dampfphase hin erfolgt, entsprechend dem Zustandspunkt II, muß das Flüssiggas durch die Pumpe 3 auf einen höheren Druck, beispielsweise entsprechend dem Zustandspunkt III, komprimiert werden. Die Entspannung an der Drosselstelle führt dann zu einem oberhalb der Grenzkurve, also im Flüssigkeitsgebiet liegenden Zustandspunkt IV.
F i g. J zeigt die Schaltung des beispielshalber als Heißleiter Rudargestellten Tempcraturlühiers 13. Er ist mit einem Potentiometer 18 parallel und einem weiteren Potentiometer 19 in Reihe geschaltet. Betrachtet man lediglich den Heißleiter 13, so würde dieser eine Abhängigkeit seines ohmschen Widerstandes über der Temperatur aufweisen, wie sie die durchgezogene Linie in Fig.4 zeigt. Durch entsprechendes Verstellen des parallelgeschalteten Potentiometers 18 läßt sich der Verlauf des durch den Potentiometer und den Heißleiter gebildeten Widerstandes in seiner Steigung verändern, so daß sich der gleiche Steigungsverlauf einstellt wie für die Dichte o, entsprechend der strichpunktierten Linie.
Um beide Kurven zur Deckung zu bringen, bedarf es lediglich noch einer Ordinatenverschiebung, die mit Hilfe des in Reihe geschalteten Potentiometers 19 erfolgt. Der Gesamtwiderstand aus beiden Potentiometern und dem Heißleiter zeigt dann exakt dieselbe Temperaturabhängigkeit wie die Dichte oder proportional der Dichte.
Die automatische Auswertung der Meßwerte geht folgendermaßen vor sich: Das Signal der Differenzdruckdose 16 wird in eine dem Differenzdruck Δ ρ proportionale Spannung Up umgewandelt. Der Heißleiter in Verbindung mit seinen beiden Potentiometern erzeugt eine dem spezifischen Volumen l/ρ proportionale Spannung U. Beide Spannungen werden einem Analogrechner zugeführt, der entsprechend der Gleichung
A/
wobei n< und C Apparatckonstanten sind, eine dem Massendurchsatz pro Zeiteinheit M proportionale Aiisgangsspannung erzeugt. Diese Ausgangsspannung w i'il mit einem Spannungs/Frequenzwandler in eine Frequenz umgewandelt. Mit einem elektromechanischen Zähler wird diese Frequenz gezählt, so daß der Zahler den Massendurchsatz, beispielsw.ijc in kg, anzeigt.
Stromausfall, zu frühes Abschalten oder Ansaugen von Dampf bzw. Gas durch die Pumpe bewirken, daß das Dreiwege-Ventil 5 umgesteuert wird und der Zähler stehenbleibt. Erst wenn das Zeitrelais das Dreiwege-Ventil wieder entriegelt hat, kann das Umfüllen weitergehen.
Zusammenfassend besteht der Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß man mit einfachen, kostengünstigen Teilen ein noch für tiefste Temperaturen geeignetes und hochgenaues Verfahren zur Durchflußmessung von Flüssiggasen gefunden hat.
llier/u 2 BhHi Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Massendurchflußmessung von Flüssiggas, das aus einem Vorratstank od. dgl. über eine Meßstelle zu einem Verbraucher, gegebenenfalls in Form eines Speicherbehälters od. dgl, gepumpt wird, mit einer zwischen Meßstelle und Verbraucher abzweigenden Kurzschlußleitung, die über ein Ventil an den Vorratstank anschließbar ist zum Abkühlen des Leitungsbereiches mit der Meßstelle mittels Umwälzen des Flüssiggases vor der Messung unter die Siedetemperatur, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drossel in Form eines Kolbens (12), der radial in die Strömung ragt und in einer Kugelkappe ausläuft, als Differenzdruckgeber vorgesehen ist, daß vor der Meßstelle (4) ein Druckschalter (9) und hinter der Meßstelle ein Druckwiderstand (17) eingebaut ist und daß der Druckschalter (9) nach Überschreiten eines vorbestimmten Mindestdruckes und Verstreichen einer gewissen Sicherheitszettspanne die Leitung (7) zum Verbraucher (8) freigibt und daß ein Halbleiter (13) zur Berücksichtigung der Flüssigkeitsdichte im Drosselkolben (12) angeordnet ist, dessen Widerstandscharakteristik bezüglich der Temperatur auf den Dichteverlauf der Meßiiüssigkeit abstimmbar ist, wozu ein Potentiometer (18) parallel und ein weiteres Potentiometer (19) in Reihe zu dem Halbleiter (13) geschaltet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daJ der Radius der Kugelkappe und damit auch des Kolbens (1?) etwa gleich dem Rohrradius ist.
3. Vorrichtung nach einem '!er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Querbohrung (15) zur Bestimmung des Druckverlustes Sp etwa im engsten Rohrquerschnitt der Drosselstelle, die andere Querbohrung (14) zumindest um die Größe des Rohrdurchmessers in Strömungsrichtung davor angeordnet ist
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die deai Differenzdruck proportionale Spannung und die dem spezifischen Volumen proportionale Spannung einem Analogrechner eingegeben werden, der entsprechend der Gleichung
DE2626450A 1976-06-12 1976-06-12 Vorrichtung zur Massendurchflußmessung Expired DE2626450C3 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2626450A DE2626450C3 (de) 1976-06-12 1976-06-12 Vorrichtung zur Massendurchflußmessung
GB33580/77A GB1553137A (en) 1976-06-12 1977-08-10 Apparatus for measuring mass through-flow of liquid gas
FR7724587A FR2400188A1 (fr) 1976-06-12 1977-08-10 Procede pour mesurer un debit massique
NLAANVRAGE7708825,A NL173438C (nl) 1976-06-12 1977-08-10 Inrichting voor het meten van een doorstromende hoeveelheid vloeibaar gas.
US05/828,255 US4131015A (en) 1976-06-12 1977-08-25 Device for measuring mass flow

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2626450A DE2626450C3 (de) 1976-06-12 1976-06-12 Vorrichtung zur Massendurchflußmessung
GB33580/77A GB1553137A (en) 1976-06-12 1977-08-10 Apparatus for measuring mass through-flow of liquid gas
FR7724587A FR2400188A1 (fr) 1976-06-12 1977-08-10 Procede pour mesurer un debit massique
NLAANVRAGE7708825,A NL173438C (nl) 1976-06-12 1977-08-10 Inrichting voor het meten van een doorstromende hoeveelheid vloeibaar gas.
US05/828,255 US4131015A (en) 1976-06-12 1977-08-25 Device for measuring mass flow

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2626450A1 DE2626450A1 (de) 1977-12-15
DE2626450B2 DE2626450B2 (de) 1978-04-13
DE2626450C3 true DE2626450C3 (de) 1979-01-18

Family

ID=27510461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2626450A Expired DE2626450C3 (de) 1976-06-12 1976-06-12 Vorrichtung zur Massendurchflußmessung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4131015A (de)
DE (1) DE2626450C3 (de)
FR (1) FR2400188A1 (de)
GB (1) GB1553137A (de)
NL (1) NL173438C (de)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4303982A (en) * 1979-08-09 1981-12-01 The Babcock & Wilcox Company System for the measurement and control of the heat input to a gas burner
DE3149911C2 (de) * 1981-12-11 1984-02-02 Deutsche Vergaser Gesellschaft GmbH & Co KG, 1000 Berlin Ansaugluft- Messvorrichtung für Verbrennungskraftmaschinen
CA1247385A (en) * 1984-07-02 1988-12-28 Kosaku Sayo Apparatus for measuring refrigerant flow rate in refrigeration cycle
US5142483A (en) * 1990-04-24 1992-08-25 Caltechnix Corporation Pressure regulating system for positive shut-off pressure controller
WO1992002788A1 (en) * 1990-08-03 1992-02-20 Lpg Engineering Pty. Ltd. Liquefied gas metering system
DE4226441A1 (de) * 1992-08-10 1994-02-17 Siemens Ag Vorrichtung zur Bestimmung einer Abdampfrate in verflüssigten Gasen
US5295790A (en) * 1992-12-21 1994-03-22 Mine Safety Appliances Company Flow-controlled sampling pump apparatus
FR2707393B1 (fr) * 1993-07-09 1995-08-18 Schlumberger Ind Sa Système de comptage de gaz fourni sous haute pression.
US5511383A (en) * 1994-07-18 1996-04-30 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Method and apparatus for maintaining the level of cold liquid within a vessel
DE19647446A1 (de) * 1996-11-16 1998-05-20 Messer Griesheim Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Durchflußmenge von Flüssiggas
CN104748801B (zh) * 2015-03-31 2017-10-13 浙江大学 一种水箱出流的流量测量装置
CN104764496B (zh) * 2015-03-31 2018-01-02 浙江大学 一种基于作用水头的孔口管嘴类流量测量装置
DE102015218232A1 (de) * 2015-09-23 2017-03-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckbehältersystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Temperatursensor im Absperrventil
CN113202951B (zh) * 2021-05-21 2023-04-07 天津大学 气动换向阀、质量流量检定装置及检定方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2022695A (en) * 1933-12-01 1935-12-03 Hooker Electrochemical Co Method and apparatus for controlling the flow of volatile liquids
US2284013A (en) * 1940-06-07 1942-05-26 William S Pardoe Venturi tube or meter
US2291678A (en) * 1940-08-02 1942-08-04 Phillips Petroleum Co Dispensing system for volatile liquids
US2402355A (en) * 1941-06-26 1946-06-18 Phillips Petroleum Co Dispensing system
US2954692A (en) * 1950-03-18 1960-10-04 Bailey Meter Co Meter systems
US3173003A (en) * 1960-04-29 1965-03-09 Taylor Instrument Co Fluid flow measuring and computing apparatus
US3247713A (en) * 1962-04-05 1966-04-26 Phillips Petroleum Co Fluid metering
US3691838A (en) * 1971-01-29 1972-09-19 Itt Pulse system and components thereof
US4000603A (en) * 1975-02-27 1977-01-04 Parks-Cramer Company Textile yarn spinning machine with supply strand interruption

Also Published As

Publication number Publication date
FR2400188A1 (fr) 1979-03-09
NL7708825A (nl) 1979-02-13
DE2626450B2 (de) 1978-04-13
GB1553137A (en) 1979-09-19
NL173438B (nl) 1983-08-16
FR2400188B1 (de) 1982-05-21
NL173438C (nl) 1983-08-16
US4131015A (en) 1978-12-26
DE2626450A1 (de) 1977-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2626450C3 (de) Vorrichtung zur Massendurchflußmessung
DE3537192C2 (de)
DE2521952B2 (de) Durchflußmesser
DE3119944A1 (de) &#34;fluid-mengenmesser&#34;
DE102005057688A1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Massedurchflusses eines gasförmigen Mediums
DE4042101A1 (de) Pruefgeraet fuer spritzen- und infusionspumpen
AT3350U2 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen messung des dynamischen kraftstoffverbrauchs eines verbrauchers
WO1990008299A1 (de) Verfahren zur messung der steuerquerschnittsfläche einer düse
DE2361454A1 (de) Vorrichtung zum bestimmen der viskositaet von fluessigkeiten
DE2704048C2 (de) Vorrichtung zur Regelung des Gasdruckes in einer Gasleitung und Anzeige der gelieferten Gasmenge
DE3528624C2 (de) Vorrichtung zum Messen der Durchflußmenge einer Flüssigkeit
DE1598712C3 (de) Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung von Wasserverunreinigungen in Öl
DE19537149A1 (de) Verfahren und Meßgerät zum Messen des hydrostatischen Drucks, insbesondere des Grundwassers
DE1907906B2 (de) Verfahren zum Aufrechterhalten eines gleichen und dauernden Flüssigkeitsstromes zu und von einem mit Unterbrechung arbeitenden Gerät und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens
DE600882C (de) Ringwaage zur Stroemungsmessung mit selbsttaetiger Berichtigung der Messung nach demZustand des Mediums
EP0493537A1 (de) Kompaktes einfüllgerät für einstellbare mengen brauchwasser
DE4126054C2 (de) Kältemittel-Verbrauchsmeßsystem
DE418662C (de) Als Drosselstelle fuer Fluessigkeitsmengenmessung ausgenutztes Ventil
DE3740603A1 (de) Einrichtung zur messung des volumenstromes fuer aus einem oder in einen offenen behaelter ab- bzw. zulaufende fluessigkeit
DE3224761C2 (de)
DE1202540B (de) Geraet zur Bestimmung der Oberflaechengroesse feinteiliger Substanzen durch Gasadsorption
DE593157C (de) Einrichtung zur fortlaufenden Bestimmung des Sauerstoffgehaltes eines Gasgemisches
DE824264C (de) Durchflussmesser
AT216132B (de) Vorrichtung zur Kontrolle des vorgeschriebenen Mengenverhältnisses mehrerer durch Leitungen strömender gasförmiger oder flüssiger Medien und zur Anzeige der Abweichung von diesem Verhältnis
DE1299909B (de) Vorrichtung zur Dichtemessung

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: L AIR LIQUIDE GMBH, 4000 DUESSELDORF, DE