DE2756178C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Durchflußsteuer -
Durchflußmeßwertgebereinrichtung zur Steuerung des
Durchflusses eines Fluids durch ein System mit einem
Einlaßkanal, einer ersten
Durchflußbegrenzungseinrichtung, welche für den
Durchfluß des Fluids einen Einlaß und einen Auslaß
aufweist, wobei der Einlaß der
Durchflußbegrenzungseinrichtung mit dem Einlaßkanal in
Strömungsverbindung steht und die durch die
Durchflußbegrenzungseinrichtung hindurchgehende
Flußmenge von dem Differenzdruck zwischen ihrem Einlaß
und Auslaß abhängt, wodurch die Durchflußmenge durch das
System steuerbar ist, mit einer Einrichtung zum Ändern
der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß und dem Auslaß
der Durchflußbegrenzungseinrichtung, und mit einem in
Strömungsverbindung mit dem Auslaß der ersten
Durchflußbegrenzungseinrichtung stehenden Außenkanal.
Eine derartige Durchflußsteuer -
Durchflußmeßwertgebereinrichtung ist insbesondere in der
Gaschromatographie einsetzbar.
Durchflußsteuereinrichtungen sind auf dem Gebiet der
Gaschromatographie (und anderen Gebieten) als Mittel zur
Regulierung des Flusses des Trägergases in dem System
gut bekannt. Sie stellen ein Mittel dar, um einen
konstanten Fluß unabhängig von irgendwelchen
Druckänderungen in dem System stromabwärts der
Einrichtung, wie z. B. eines
Dual-Säulen-Gaschromatographen aufrechzuerhalten.
Druckänderungen können sich durch veränderbare
Impedanzen, wie z. B. Temperatursteuerungen,
Leitungsverengungen oder durch Umschalten der Säulen
ergeben.
Bei bekannten Systemen sind stets die Steuereinrichtung
und der Meßwertgeber an räumlich voneinander
getrennt liegenden Stellen in dem System eingebaut.
Typische bekannte Meßwertgeber, wie z. B. der von der
Brooks Instrument Division of Emerson Electric Co.,
Hartfield, Pennsylvania, hergestellte
Durchflußmengen-Meßwertgeber sind sehr teuer, weil sie
eine Widerstandsbrückenschaltung mit in dem Gasstrom
angeordneten Thermistoren, eine Stromversorgung und
andere Steuerelektronik benötigen. Diese relativ
komplizierte Anordnung kann leicht Fehler bei der
"festgestellten" Durchflußmenge wegen der Toleranzen der
Komponenten, Fehlanpassungen usw. hervorrufen. Als
Ergebnis hiervon wurde oftmals die
Durchflußsteuereinrichtung zum Ausgleich dieser
letztgenannten Änderungen, die die Durchflußmenge
ändern, betätigt, wenn tatsächlich in dem System keine
solche Änderung erforderlich war.
Aus der US-Patentschrift 33 95 726 ist bereits eine
Durchflußsteuereinrichtung der eingangs erwähnten Art
bekannt, bei der jedoch zur Steuerung der Flußmenge ein
Teil des Stromes vor der Durchflußbegrenzungseinrichtung
abgezweigt werden muß. Mit Hilfe dieses abgezweigten
Teilstromes wird ein Referenzdruck erzeugt, mit dem der
am strömungsunteren Ende der
Durchflußbegrenzungseinrichtung auftretende Druck
verglichen wird. Eine Regelung der Gesamtflußmenge
erfolgt, sobald der gemessene Vergleichsdruck größer als
der Referenzdruck ist. Die Steuerung der Gesamtflußmenge
ist in diesem Falle nur unzureichend und zudem läßt sich
die tatsächlich geflossene Flußmenge nur ungenau
bestimmen, da bereits ein Teil des Fluidstromes
abgezweigt wird.
Aus der DE-AS 16 48 059 war auch bereits ein
Strömungsmeßgerät bekannt, bei dem die Flußmenge anhand
der Druckdifferenz bestimmt wird, die an einer in dem
Durchflußrohr vorgesehenen
Durchflußbegrenzungseinrichtung auftritt. Eine
Durchflußsteuerung ist mit dieser Anordnung nicht
vorgesehen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Durchflußsteuer - Durchflußmeßwertgebereinrichtung
der eingangs erwähnten Art derart weiterzubilden, daß
eine direktere, aber deshalb keineswegs weniger sensible
Durchflußsteuerung ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine
Meßwertgebereinrichtung 14, die zur Erzeugung eines dem
Differenzdruck zwischen dem Einlaß 26 und dem Auslaß 36
der ersten Durchflußbegrenzungseinrichtung 30
proportionalen elektrischen Signals über einen ersten
Kanal 86 mit dem Einlaß 26 und über einen zweiten Kanal
94 mit dem Auslaß der Durchflußbegrenzungseinrichtung 30
verbunden ist, und durch eine Verzögerungseinrichtung 88
in dem ersten Kanal 84, über die sich der Druck an dem
Einlaß 26 zeitverzögert an der Meßwertgebereinrichtung
14 aufbaut. Die Einrichtung ermöglicht eine sehr genaue
Steuerung wie auch Messung der tatsächlichen Flußmenge.
Bei geeigneter Wahl der Durchflußbegrenzungseinrichtung
sowie der Meßwertgebereinrichtung können Differenzdrucke
im Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 1,03 · 105 Pa
gemessen werden, während Gase überwacht bzw.
kontrolliert werden, die bei einem absoluten Druck von
ungefähr 6,9 · 105 Pa gehalten werden. Die
erfindungsgemäße Einrichtung hat den besonderen Vorteil,
daß sie die Verwendung von Meßwertwandlern für niedrige
Differenzdrucke in Hochdrucksystemen zuläßt, wobei
trotzdem der volle Meßbereich des Meßwertwandlers
ausgenutzt werden kann, um genauere und wiederholbare
bzw. reproduzierbare Durchflußmengenmessungen zu
erhalten.
Die Verzögerungseinrichtung stellt vorzugsweise eine
zweite Durchflußbegrenzungseinrichtung dar, die
vorteilhafterweise ähnliche Durchflußcharakteristika bei
den besonderen Bedingungen des Systems aufweist wie die
erste Durchflußbegrenzungseinrichtung. Die
Verzögerungseinrichtung bzw. zweite
Durchflußbegrenzungseinrichtung verzögert den
Druckaufbau an der Meßwertgebereinrichtung, so daß der
Druck an dem Auslaß der ersten
Durchflußbegrenzungseinrichtung auf einen Wert ansteigen
kann, der ausreicht, sicherzustellen, daß der an der
Meßwertgebereinrichtung auftretende Differenzdruck
niemals das erlaubte Maximum überschreitet. Hierdurch
kann eine Meßwertgebereinrichtung verwandt werden, die
einen maximalen Bereich in der Größenordnung des zu
erwartenden Differenzdruckes hat, wodurch eine relativ
große Anzeigegenauigkeit erhalten wird.
Eine genaue und einfache Messung der Durchflußmenge wird
dadurch ermöglicht, daß zuerst die Flußmenge durch die
Steuereinrichtung als eine Funktion der Druckdifferenz
über der ersten Durchflußbegrenzungseinrichtung
kalibiert und anschließend die elektrischen Signale
proportional zu den entsprechenden Druckdifferenzen
registriert werden. Auf diese Weise kann eine angepaßte
Linearisierungskurve erhalten werden, welche eine
spätere schnelle Bestimmung der Durchflußmenge durch die
Steuereinrichtung für irgendein elektrisches
Ausgangssignal der Meßwertgebereinrichtung ermöglicht.
Weitere vorzugsweise Ausführungsformen der Erfindung
gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Im folgenden soll die Erfindung näher anhand von in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert
werden. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 zum Teil eine Schnittdarstellung und zum Teil
ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung,
Fig. 2 eine grafische Darstellung der angepaßten
Linearisierungskurve für den Durchfluß und den
Meßwertgeberausgang gegen den Druck und
Fig. 3 einen Querschnitt einer typischen
Durchflußsteuereinrichtung, welche so angepaßt
ist, daß sie ein Zeitverzögerungselement und
einen Meßwertgeber enthält, um die Zielsetzungen
der Erfindung zu erreichen.
In Fig. 1 ist teilweise im Schnitt und teilweise in der
Form eines Blockdiagramms die Einrichtung dargestellt,
mit welcher die Zielsetzungen der Erfindung erreicht
werden. Die Durchflußsteuer -
Durchflußmeßwertgebereinrichtung 10 umfaßt eine
Durchflußsteuereinrichtung 12, welche mit einem
Meßwandler 14 verbunden ist.
Die Durchflußsteuereinrichtung 12 umfaßt einen
Hauptgehäuseabschnitt 16, welcher typischerweise aus
Aluminium oder rostfreiem Stahl hergestellt ist. An
einem Ende des Gehäuses sind ein Einlaß 18 und ein
Auslaß 20 angeordnet. An einer
angrenzenden Seite sind besonders Anzapfungen oder Auslässe
22 und 24 vorgesehen. Diese werden im folgenden noch näher
beschrieben.
Ohne die noch später zu erläuternden Abwandlungen entspricht
die in Fig. 1 dargestellte Grunddurchflußsteuereinrichtung
in ihrem Aufbau dem Modell Nr. VCD 1000 der Potter Instrument
Co., Inc.'. Sie ist mit einem zylinderförmigen Einlaßkanal
26 ausgebildet, der den Einlaß 18 mit einem Hohlraum 28 ver
bindet. In dem Hohlraum 28 ist ein Durchflußbegrenzungs
element 30 angeordnet, welches ein gesintertes Metallelement
vorgegebener Porosität ist, damit eine gewisse Flußmenge
pro Minute erhalten wird, welche eine Funktion seiner
Porosität, des an ihm vorliegenden Differenzdrucks, der
Dichte des in dem System verwandten Trägergases und anderer
bekannter Größen ist. Ferner ist in dem Hohlraum 28 ein
O-Ring 32 aus Gummi oder einem anderen geeigneten Werkstoff
angeordnet, welcher gegen den äußeren Umfangsbereich des
Durchflußbegrenzungselementes anliegt, um irgendwelche
Leckstrecken für den Gasfluß (dieser ist durch Pfeile ange
deutet) zu unterbinden. Die Einlaßanordnung 18 umfaßt einen
mit einem Gewinde versehenen Schaftabschnitt 34, welcher den
zylindrischen Kanal 26 enthält, wobei der Schaftabschnitt
von dem Gehäuse entfernt werden kann, um einen Zugang zu
dem Durchflußbegrenzungselement zu schaffen, dessen Be
deutung noch erläutert werden wird.
Wenn Trägergas aus dem Durchflußbegrenzungselement 30 aus
tritt, wird es durch einen Verbindungskanal 36 in eine
scheibenförmige Kammer 38 geleitet. In letzterer ist eine
innere Absperr- und Steuerventileinrichtung angeordnet,
welche mit 40 bezeichnet ist. Diese Einrichtung wird ver
wandt, um den Druck quer zu dem Durchflußbegrenzungselement
zu verändern, wodurch die Durchflußmenge durch die Durch
flußsteuereinrichtung reguliert wird. Die Ventileinrich
tung 40 umfaßt eine Membran 42, welche aus einem geeigneten
Werkstoff wie z. B. Neopren, besteht und an deren einer Sei
te mittig eine Stützplatte 44 angeordnet ist. Auf der glei
chen Seite der Membran wie die Stützplatte 44 befindet sich
ein Federelement 46, welches an einer Schulter 48 aufsitzt,
und gegen einen Sitz 59 drückt, welcher auf der Stützplatte
44 befestigt ist. Die Feder ist mittig in bezug auf die
Stützplatte 44 angeordnet, um eine symmetrische Kraft auf
diese auszuüben. Auf der anderen Seite der Membran ist eine
zweite Stützplatte 52 angeordnet, welche einen Schaftab
schnitt 54 aufweist, der mittig auf dieser angeordnet ist,
und sich in axialer Richtung in einen Hohlraum 56 erstreckt.
In der Längsrichtung des Hohlraumes 56 erstreckt sich ein
zweites Federelement 58, welches auf einer Schulter 60 auf
der Stützplatte 52 aufsitzt und welches gegen eine Ventil
anordnung 62 drückt. Letztere ist mit einem mit einem Ge
winde versehenen Schaftabschnitt 64 verbunden, um die axiale
Bewegung der Ventilanordnung 62 zu steuern und damit wiederum
den von der Feder 58 auf die Membran 42 ausgeübten Feder
druck. Die Ventilanordnung umfaßt eine Dichtungseinrichtung
66, welche einen O-Ring 68 aufweist, der den Hohlraum 56
abdichtet, um ein Lecken des Trägergases an den mit einem
Gewinde versehenen Schaftelement 64 zu unterbinden.
Die innere Steuerventileinrichtung 40 umfaßt ferner eine
Dichtungsscheibe 70, welche sich mit der Membran 42 bewegt,
um den Fluß des Trägergases in das Einlaßende eines Kanals
72 zu ändern, was von der relativen Größe der durch die
Federelemente 46 und 58 auf die Membran ausgeübten Feder
kräfte abhängt. Die relative auf die Membran ausgeübte
Federkraft wird durch Drehen des Schaftelementes 64 in
oder aus dem Hohlraum 56 verändert. Dies ermöglicht eine
kontinuierliche Einstellung des Gasflusses, wodurch sich
eine äußerst genaue Durchflußsteuereinrichtung ergibt.
Das Gas tritt mit der gesteuerten Menge in den Kanal 72 ein
und wird nach unten in den Hohlraum 74, den Ausgangskanal
76 und damit zu dem Auslaßventil 20 geführt.
Eine Nebenstreckenleitung 78 ist mit einem Ende mit dem
Einlaßkanal 26 und mit dem anderen Ende mit der Kammer 82
verbunden, welche mit dem Hohlraum 56 auf der entsprechenden
Seite der Membran in Verbindung steht. Diese Nebenstrecken
leitung gleicht den Druck auf gegenüberliegenden Seiten der
Membran aus, wodurch es im abgesperrtem Zustand für die Mem
bran unmöglich wird, daß sie nur auf einer Seite mit Druck
beaufschlagt wird.
Die gerade beschriebene Durchflußsteuereinrichtung wird für
den Zweck der Erfindung wie folgt abgewandelt. Das Gehäuse
16 wird durchbohrt, um einen Verbindungskanal 84 zwischen
der Leitung 78 und einer der Außenflächen bei, insbesondere,
dem Ausgang 22 zu schaffen. Durch ein Metallrohr 86 geeig
neter Größe wird dieser Punkt mittels einer geeigneten
Kupplung mit einem zweiten Durchflußbegrenzungselement 88
verbunden. Dieses Element ist vorzugsweise ein gesintertes
Metallelement vorgegebener Porosität, um eine Zeitverzögerung
für das durch das Rohr 86 fließende Gas zu schaffen. Die
Verzögerung ist mit derjenigen vergleichbar, welcher das
Gas ausgesetzt ist, wenn es durch das Durchflußbegrenzungs
element 30 hindurchfließt. Die durch das Element 88 geschaf
fene Verzögerung stellt sicher, daß der Differenzdruck quer zu
dem Meßwandler 14 den vorgeschriebenen Druckwert nicht
überschreitet. Die Verzögerung bei einer typischen Anwendung
liegt in der Größenordnung von ungefähr 15 bis 20 Sekunden.
Das Durchflußbegrenzungselement 88 ist mit einem ersten Ein
laß des Meßwandlers 14 durch ein Rohr 90 verbunden.
Ein zweiter Kanal 92 ist in das Gehäuse 16 gebohrt und mit
dem Kanal 36 verbunden, welcher sich stromabwärts von dem
Durchflußbegrenzungselement 30 befindet. Der Kanal 92 ist
mit dem zweiten Einlaß des Meßwandlers 14 über eine pas
sende Kupplung 24 und ein Rohr 94 verbunden.
Jeder für allgemeine Druckmessungen geeignete Meßwandler
kann verwandt werden, wie z. B. der Typ AB-15, der von
Tyco Instrument Division of Lexington, Massachusetts herge
stellt wird.
Solche Meßwandler zeichnen sich durch einen großen Differenz
druckbereich mit Genauigkeiten in der Größenordnung von 0,5
bis 1,0% aus, wobei Nichtlinearitäten, Hysteresiseffekte und
Reproduzierbarkeit eingeschlossen sind. Der Meßwandler
wird über Leitungen 96 mit elektrischer Energie versorgt
und gibt an den Leitungen 98 ein elektrisches Ausgangs
signal ab, welches dem Differenzdruck proportional ist,
der durch den Meßwandler in dem Rohr 90 und 94 überwacht
wird.
Wie bereits oben darauf hingewiesen wurde, wird durch das
Durchflußbegrenzungselement 88 eine geeignete Zeitverzö
gerung eingeführt, so daß der Meßwandler 14 keinen Differenz
druck "sieht", der größer als der für die Einheit maximal
zulässige ist. Dadurch kann der Meßwandler hohen absoluten
Drucken an jedem seiner Leitungsanschlüsse widerstehen,
während er nur einem relativ kleinem Differenzdruck ausge
setzt ist, wodurch er innerhalb der vorgegebenen Genauig
keit arbeiten kann.
Es wird nun auf die Fig. 2 Bezug genommen. Das Verfahren
zum Einstellen der kombinierten Einrichtung, so daß eine
linearisierte Kurve geschaffen wird, die den Fluß in
Kubikzentimeter oder Millimeter pro Minute ausgedrückt
in Millivolt des Ausgangs an den Leitungen 98 des Meß
wandlers gegen den Differenzdruck quer zu der Durchfluß
steuereinrichtung zeigt, wird beschrieben. Ein Durchfluß
begrenzungselement 30 wird ausgewählt, welches eine vorge
gebene Flußrate bei einem vorgegebenen Differenzdruck auf
weist und für die besondere Anwendung geeignet ist. Beispiels
weise kann ein solches Element als ein im Lager vorrätiger Ge
genstand besorgt werden, der eine Flußrate von 120 cm3/min
bei einem Differenzdruck von 7,45 · 104 Pa hat. Wie es be
kannt ist, kann die Durchflußmenge eines Durchflußbegren
zungselementes unterhalb der nominalen Durchflußmenge ein
gestellt werden, indem das poröse Material verdichtet wird,
beispielsweise dadurch, daß auf es fest mit einem geeig
neten Werkzeug geschlagen wird. Beispielsweise kann die
Durchflußmenge für eine 120 cm3/min-Einheit bei 7,16 · 104 Pa
auf 100 cm3/min bei 7,16 · 104 Pa Differenzdruck eingestellt
werden. Das einmal eingestellte Element wird dann in den
Hohlraum 28 der Durchflußsteuereinrichtung eingesetzt. Die
Durchflußmenge von 100 cm3/min bei 7,16 · 104 Pa der Punkt
100 auf der Linearisierungskurve der Fig. 2, würde für eine
besondere axiale Stellung des Schaftes 64 oder der Öffnung
der Ventileinrichtung 40 festgelegt werden.
Durch Drehen des Schaftes 64 der Durchflußsteuereinrich
tung kann der durch sie hindurchgehende Fluß vom abge
sperrten Zustand bis 100% eingestellt werden. Durch Auf
schreiben des Flußes durch die Steuereinrichtung, d. h.
von cm3/min für verschiedene Einstellungen des Schaftes 64
(und damit des Differenzdrucks über oder quer zu dem Durch
flußbegrenzungselement 30) kann der restliche Teil der
Kurve gemäß Fig. 2 gebildet werden. Durch anschließendes
Verbinden des Druckmeßwandlers gemäß der Darstellung der
Fig. 1 und Verändern der Schafteinstellung in der gleichen
Weise wie es beim Einstellen der Flußrate gegen die Druck
kurve vorgenommen worden ist, kann der entsprechende mV-
Ausgang (Millivoltgleichspannung) an den Leitungen 98 des
Druckmeßwandlers in bezug auf die Einstellung des Schaftes
oder des Druckes bestimmt werden.
Typischerweise wird der Meßwandler 14 einen Gleichspan
nungsausgang an den Leitungen 98 zwischen null und 100
Millivolt für den vollen Bereich des erwarteten Differenz
druckes haben, dem eine besondere Einheit ausgesetzt
ist. In dem Fall, in dem der Meßwandler so ausgelegt ist,
daß er einen Differenzdruckbereich von null bis 1,03 · 105 Pa
überdeckt und der Druck quer zu dem Element 30 bei einer
Durchflußmenge von 11 cm3/min in der Größenordnung von
7,16 · 104 Pa ist, beträgt der Gleichspannungsausgang des
Meßwandlers 14 ungefähr ²/₃ seines maximalen Ausgangs
oder, wie durchgeführte Messungen gezeigt haben, ungefähr
69 mv-Gleichspannung.
Die Kurve in Fig. 2 gibt die angepaßte Linearisierungskur
ven für ein gaschromatographisches System wieder, bei dem
Helium als Trägergas mit einem absoluten Zufuhrdruck an
dem Eingangsventil 18 von 5,17 · 105 Pa verwendet wird.
Verschiedene Linearisierungskurven werden für die Durch
flußsteuer- und Durchflußmeßwertgebereinrichtung aufge
stellt, die auf der besonderen Art des verwandten Gases als
auch auf dem verwandten Zufuhrdruck beruhen, d. h. dem ab
soluten Druck am Einlaßventil 18. Diese veränderbaren
Größen liegen bei unterschiedlichen Anwendungen bei der
Gaschromatographie vor.
Andere Abwandlungen der oben beschriebenen Anordnung bzw.
Konstruktion sind für den Durchschnittsfachmann offenbar.
Insbesondere, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist der
Druckmeßwandler 14 von der Durchflußsteuereinrichtung 12
getrennt und neben dieser angeordnet. Tatsächlich kann
die Größe der einzelnen Teile bzw. Komponenten wie z. B.
das Durchflußbegrenzungselement 88 und des Meßwandlers 14
so sein, daß geeignete Öffnungen in das Gehäuse der Durch
flußsteuereinrichtung wie z. B. des Typs VCD 1000 der Potter
Industry gebohrt werden können, welche die Anordnung jener
Elemente in dem Gehäuse selbst zulassen, ohne daß Verbin
dungsrohre 86, 90 und 94 notwendig sind. Eine solche An
ordnung ist im Schnitt in Fig. 3 dargestellt.
Die an der Leitung 98 auftretende mV-Ausgangsgleichspannung,
welche den gerade vorliegenden Durchfluß durch das Instru
ment wiedergibt, kann mit einer geeigneten Anzeige verbun
den werden, welche eine unmittelbare Anzeige (durch Über
prüfen der Linearisierungskurve für die besondere Ein
richtung) der gerade durch den Chromatographen vorliegenden
Durchflußrate gibt.
Ferner kann das elektrische Ausgangssignal des Meßwandlers
einer Vergleichsschaltungsanordnung (diese ist nicht darge
stellt) zugeführt werden, deren anderer Eingang durch die
axiale Stellung des Schaftes 64 gesteuert wird. Letzterer
wird mit einer vorgegebenen Stellung eingestellt, welche
einer erwünschten Durchflußmenge entspricht. Wenn das Fluid
in dem System die gewählte Durchflußrate (die durch den
Meßwandler abgetastet wird) erreicht, gibt das elektrische
Signal diese wieder und die Vergleichsschaltungsanordnung
arbeitet so, daß sie eine Anzeige liefert, beispielsweise
in dem eine Anzeigelampe zum Leuchten gebracht wird.
Anders als bei typischen Durchflußmeßwertgebern, welche un
abhängig von der Durchflußsteuereinrichtung arbeiten, ist
der Durchflußmeßwertgeber der vorliegenden Erfindung inte
gral mit der Durchflußsteuereinrichtung verbunden und tastet
somit jede Druck- und entsprechende Durchflußänderungen ab,
die in dem System auftreten. Als Ergebnis hiervon liefert
die Einrichtung nicht nur eine richtigere bzw. aussagekräfti
gere Messung der Durchflußmenge, sondern dient zusätzlich
auch als eine Leckanzeige.
Mit der oben beschriebenen Kombination kann ein Durchfluß
meßwertgeber von der Art eines Meßwertgebers für niedrige
Differenzdrucke in Systemen mit hohem absoluten Druck ver
wandt werden. Somit wird der volle Bereich des Meßwertgebers
genutzt, um die Genauigkeit und Wiederholbarkeit bzw. Re
produzierbarkeit der erhaltenen Messungen bzw. Anzeigen zu
verbessern.
Claims (6)
1. Durchflußsteuer - Durchflußmeßwertgebereinrichtung
zur Steuerung des Durchflusses eines Fluids durch ein
System mit einem Einlaßkanal (18), einer ersten
Durchflußbegrenzungseinrichtung (30), welche für den
Durchfluß des Fluids einen Einlaß (26) und einen Auslaß
(36) aufweist, wobei der Einlaß (26) der
Durchflußbegrenzungseinrichtung (30) mit dem Einlaßkanal
(18) in Strömungsverbindung steht und die durch die
Durchflußbegrenzungseinrichtung (30) hindurchgehende
Flußmenge von dem Differenzdruck zwischen ihrem Einlaß
(26) und Auslaß (36) abhängt, wodurch die Durchflußmenge
durch das System steuerbar ist, mit einer Einrichtung
(40) zum Ändern der Druckdifferenz zwischen dem Einlaß
(26) und dem Auslaß (36) der
Durchflußbegrenzungseinrichtung (30), und mit einem in
Strömungsverbindung mit dem Auslaß (36) der ersten
Durchflußbegrezungseinrichtung (30) stehenden
Außenkanal (76),
gekennzeichnet durch
eine Meßwertgebereinrichtung (14), die zur Erzeugung
eines dem Differenzdruck zwischen dem Einlaß (26) und
dem Auslaß (36) der ersten
Durchflußbegrenzungseinrichtung (30) proportionalen
elektrischen Signals über einen ersten Kanal (86) mit
dem Einlaß (26) und über einen zweiten Kanal (94) mit
dem Auslaß der Durchflußbegrenzungseinrichtung (30)
verbunden ist, und durch eine Verzögerungseinrichtung
(88) in dem ersten Kanal (84), über die sich der Druck
an dem Einlaß (26) zeitverzögert an der
Meßwertgebereinrichtung (14) aufbaut.
2. Durchflußsteuer - Durchflußmeßwertgebereinrichtung
nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzögerungseinrichtung eine zweite
Durchflußbegrenzungseinrichtung (88) ist, die im
wesentlichen die gleiche Durchflußcharakteristik wie die
erste Durchflußbegrenzungseinrichtung (30) aufweist.
3. Durchflußsteuer - Durchflußmeßwertgebereinrichtung
nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der volle Meßbereich der Meßwertgebereinrichtung
(14) einen Druckbereich umfaßt, der im wesentlichen
gleich dem maximalen Differenzdruck ist, der an der
ersten Durchflußbegrenzungseinrichtung (30) auftritt.
4. Durchflußsteuer - Durchflußmeßwertgebereinrichtung
nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Durchflußbegrenzungseinrichtung (30) aus
gesintertem Metall vorgegebener Porosität besteht.
5. Durchflußsteuer - Durchflußmeßwertgebereinrichtung
nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Durchflußbegrenzungseinrichtung (88) aus
gesintertem Material vorgegebener Porosität besteht.
6. Durchflußsteuer - Durchflußmeßwertgebereinrichtung
nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Durchflußbegrenzungseinrichtung (30)
verwandt wird, deren Charakteristik der
Durchflußmenge/Druckdifferenz einstellbar ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/772,179 US4096746A (en) | 1977-02-25 | 1977-02-25 | Flow controller-flow sensor assembly for gas chromatographs and the like |
Publications (2)
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DE2756178C2 true DE2756178C2 (de) | 1988-07-21 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19772756178 Granted DE2756178A1 (de) | 1977-02-25 | 1977-12-16 | Durchflussteuer - durchflussmesswertgebereinrichtung fuer die gaschromatographie u.ae. |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE421349B (sv) * | 1977-12-16 | 1981-12-14 | Graende Per Olof | Flodesmetare for registrering av verkligt forlopp hos pulserade vetskefloden |
US4212200A (en) * | 1978-08-14 | 1980-07-15 | Transformateurs Bc And Effa | Instantaneous flow meter for automobile vehicles |
FR2439386A2 (fr) * | 1978-10-20 | 1980-05-16 | Effa Etudes Sarl | Debitmetre instantane |
FR2459457A1 (fr) * | 1979-06-15 | 1981-01-09 | Cricket Sa | Dispositif de mesure et de controle de debits gazeux |
FI73315C (fi) * | 1984-06-15 | 1987-09-10 | Nokia Oy Ab | Kalibreringssystem foer kalibrering av massastroemreglerare. |
WO1988005159A1 (en) * | 1987-01-08 | 1988-07-14 | Skoglund, Paul, K. | High pressure flow controller and flowmeter device |
US4821557A (en) * | 1988-03-08 | 1989-04-18 | Arkla, Inc. | Method and apparatus for determining the accuracy of a gas flow meter |
JP2550427B2 (ja) * | 1990-06-07 | 1996-11-06 | 山武ハネウエル株式会社 | ガスクロマトグラフ |
US5363689A (en) * | 1992-09-11 | 1994-11-15 | Intertech Development Company | Calibration device for leak detecting instruments |
US5329966A (en) * | 1993-03-08 | 1994-07-19 | Vici Metronics Incorporated | Gas flow controller |
US5313980A (en) * | 1993-04-06 | 1994-05-24 | Carlson Bengt A | Method of and valve for controlling flow in a hydronic system |
US5524473A (en) * | 1995-01-01 | 1996-06-11 | Haskell; Weston W. | Gas chromatograph flow calibrator |
US5545252A (en) * | 1995-03-01 | 1996-08-13 | The Perkin-Elmer Corporation | Flow regulation in gas chromatograph |
DE19703452A1 (de) * | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Hewlett Packard Co | System zum schnittstellenmäßigen Verbinden von Probenvorbereitungsgeräten mit einem Chromatograph |
US5760301A (en) * | 1997-01-09 | 1998-06-02 | Precision Medical, Inc. | Flow meter for a gas pressure regulator |
US5911219A (en) * | 1997-04-18 | 1999-06-15 | Aylsworth; Alonzo C. | Therapeutic gas flow meter and monitor |
US6026849A (en) * | 1998-06-01 | 2000-02-22 | Thordarson; Petur | High pressure regulated flow controller |
US6389364B1 (en) * | 1999-07-10 | 2002-05-14 | Mykrolis Corporation | System and method for a digital mass flow controller |
US6460420B1 (en) * | 2000-04-13 | 2002-10-08 | Sandia National Laboratories | Flowmeter for pressure-driven chromatography systems |
US6443174B2 (en) | 2000-07-08 | 2002-09-03 | Daniel T. Mudd | Fluid mass flow control valve and method of operation |
AU2001277984A1 (en) | 2000-07-25 | 2002-02-05 | Fugasity Corporation | Small internal volume fluid mass flow control apparatus |
AU2001284386A1 (en) | 2000-09-11 | 2002-03-22 | Petur Thordarson | Hydrogen motor |
US6698183B1 (en) | 2000-09-11 | 2004-03-02 | Petur Thordarson | Hydrogen motor |
US20050126155A1 (en) * | 2000-09-11 | 2005-06-16 | Petur Thordarson | Hydrogen motor |
US6539968B1 (en) | 2000-09-20 | 2003-04-01 | Fugasity Corporation | Fluid flow controller and method of operation |
US6467505B1 (en) | 2000-10-11 | 2002-10-22 | Flowmatrix Inc. | Variable pressure regulated flow controllers |
US6832628B2 (en) * | 2000-10-11 | 2004-12-21 | Flowmatrix, Inc. | Variable pressure regulated flow controllers |
US6564824B2 (en) | 2001-04-13 | 2003-05-20 | Flowmatrix, Inc. | Mass flow meter systems and methods |
KR100937726B1 (ko) * | 2001-10-12 | 2010-01-20 | 호리바 스텍, 인크. | 질량 유량 장치를 구성 및 사용하기 위한 시스템 및 방법 |
US20050229976A1 (en) * | 2004-04-16 | 2005-10-20 | Yao-Hwan Kao | Adjustable rinse flow in semiconductor processing |
JP4505009B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2010-07-14 | 株式会社堀場エステック | 集積タイプのマスフローコントローラ及びガス供給ライン |
DE202008005729U1 (de) * | 2008-04-24 | 2009-09-03 | systec Controls Meß- und Regeltechnik GmbH | Durchflussmesser |
WO2010045246A1 (en) * | 2008-10-14 | 2010-04-22 | Circor Instrumentation Technologies, Inc. | Method and apparatus for low powered and/or high pressure flow control |
US20110226354A1 (en) * | 2010-03-17 | 2011-09-22 | Petur Thordarson | Flow Controller |
US9958302B2 (en) | 2011-08-20 | 2018-05-01 | Reno Technologies, Inc. | Flow control system, method, and apparatus |
US9690301B2 (en) * | 2012-09-10 | 2017-06-27 | Reno Technologies, Inc. | Pressure based mass flow controller |
US9188989B1 (en) | 2011-08-20 | 2015-11-17 | Daniel T. Mudd | Flow node to deliver process gas using a remote pressure measurement device |
US9946268B2 (en) | 2012-03-07 | 2018-04-17 | Waters Technologies Corporation | Pressure related hysteresis manipulation in a pressurized flow system |
GB2519964A (en) * | 2013-11-01 | 2015-05-13 | Linde Aktiengesellshcaft | Apparatus and method for detecting health deterioration |
US10838437B2 (en) | 2018-02-22 | 2020-11-17 | Ichor Systems, Inc. | Apparatus for splitting flow of process gas and method of operating same |
US10679880B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-06-09 | Ichor Systems, Inc. | Method of achieving improved transient response in apparatus for controlling flow and system for accomplishing same |
US11144075B2 (en) | 2016-06-30 | 2021-10-12 | Ichor Systems, Inc. | Flow control system, method, and apparatus |
US10303189B2 (en) | 2016-06-30 | 2019-05-28 | Reno Technologies, Inc. | Flow control system, method, and apparatus |
US10663337B2 (en) | 2016-12-30 | 2020-05-26 | Ichor Systems, Inc. | Apparatus for controlling flow and method of calibrating same |
JP2024512898A (ja) | 2021-03-03 | 2024-03-21 | アイコール・システムズ・インク | マニホールドアセンブリを備える流体流れ制御システム |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1699676A (en) * | 1920-11-19 | 1929-01-22 | Doherty Res Co | Fluid-controlling mechanism |
US1640842A (en) * | 1925-03-11 | 1927-08-30 | Walter A Loomis | Volume control |
US2182873A (en) * | 1936-07-06 | 1939-12-12 | William R King | Regulator valve |
US2711187A (en) * | 1952-08-21 | 1955-06-21 | Foxboro Co | Pneumatically operated control apparatus |
US2862162A (en) * | 1955-05-27 | 1958-11-25 | Honeywell Regulator Co | Force rebalancing servosystem |
US3078713A (en) * | 1959-01-15 | 1963-02-26 | Blaw Knox Co | Means for generating electric functions |
GB1080013A (en) * | 1963-05-10 | 1967-08-23 | Dehavilland Aircraft | Improvements in or relating to mass flow measuring apparatus |
US3410138A (en) * | 1966-04-15 | 1968-11-12 | Gen Signal Corp | Wide range flow meter |
US3792609A (en) * | 1971-05-10 | 1974-02-19 | Tylan Corp | Flow splitter |
DE2540223A1 (de) * | 1975-09-10 | 1977-03-24 | Bayer Ag | Mengenstrommessung, unabhaengig vom fuellgrad und rueckstau nach dem drosselprinzip |
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US4096746A (en) | 1978-06-27 |
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