DE2802658C2 - Vorrichtung zur Messung kleiner Gasströmungen - Google Patents

Description

einen mit Sperrflüssigkeit 4 gefüllten Ausgleichsbehälter 5 ein, so daß das Meßvolumen von der Höhe'des Flüssigkeitsspiegels im Meßrohr abhängt Die Oberfläche des Ausgleichsgefäßes S ist im Vergleich zur lichten Querschnittsfläche des Meßrohres wesentlich größer als in der Zeichnung dargestellt, damit der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Meßrohres ohne meßbare Druckänderungen verschoben werden kann.

Die Funktion ist folgende: Das aus der Batterie 1 entweichende Gas drückt den Flüssigkeitsspiegel im Meßrohr nach unten und verdrängt die Flüssigkeit in das Ausgleichsgefäß 5. Wird nun das Meßrohr 3 von einem Servomotor 6 über einen nur schematisch angedeuteten Spindelantrieb derart nach oben gezogen, daß der Flüssigkeitsspiegel konstant in gleicher Höhe bleibt, so kann der Weg des Meßrohres 3 mit einem Längenweggeber 7 gemessen und aufgrund des bekannten Innenquerschnittes des Meßrohres in Volumeneinheiten umgerechnet werden.

Die Wegmessung kann beispielsweise auch mit Hilfe eines mit dem Meßrohr verbundenen Signalgebers erfolgen, dessen Weg etwa kapazitiv oder induktiv gemessen wird. Gleichermaßen kann auch die Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Meßrohr ermittelt werden, etwa indem ein als Signalgeber fungierender Schwimmer 8 verwendet wird. Die Position des Schwimmers 8 wird beispielsweise durch eine Lichtschranke 9 ermittelt Dabei bietet sich die vorteilhafte Möglichkeit, die Niveaumessung des Flüssigkeitsspiegels im Meßrohr als Ist-Wert einem Regelkreis zuzuführen, der über den Servomotor 6 automatisch dafür sorgt, daß das Meßrohr 3 entsprechend dem zugeführten Gasvolumen nach oben gezogen wird.

Ist die Meßlänge des Meßrohres 3 erschöpft, weil die obere Maximalstellung erreicht ist, so kann das Meßrohr erneut gefüllt werden. Hierzu wird ein in der Zuleitung 2 sitzendes Ventil 10 geschlossen, um das Entweichen von Meßgas zu verhindern und ein Ablaßventil 11 geöffnet. Über den Servomotor 6 wird das Meßrohr 3 tiefer in die Sperrflüssigkeit hineingefahren, wobei das bereits gemessene Gasvolumen über das Ablaßventil 11 entweicht, bis das Meßrohr 3 wieder seine Ausgangslage zu Beginn der Messung erreicht hat Sodann wird das Ablaßventil U geschlossen und das in der Zuleitung sitzende Ventil 10 wieder geöffnet und der Meßvorgang kann sich wiederholen.

Die Hubbewegungen des Meßrohres und die Betätigung der Ventile 10 und 11 jeweils am Ende jeder Hubbewegung kann durch ein Steuergerät 12 automatisch gesteuert werden. Ferner besteht die Möglichkeit, das Wegsignal des Längenweggebers 7 auf einem Schreibgerät 13 aufzuzeichnen und zur Ermittlung des momentanen Volumenstromes und des Gesamtvolumens auszuwerten.

Das Gerät arbeitet sowohl mit gefärbten Flüssigkeiten als auch mit Quecksilber oder Flüssigkeiten mit opaken Schwimmern. Ferner besteht die Möglichkeit, anstelle der Lichtschrankensteuerung der Regelstrecke ein Differenzdruckmeter od. dgl. einzusetzen.

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Hierzu i Biait Zeichnungen

Claims (10)

1 2 sind durch Wahl des freien Meßrohrquerschnittes einPatentansprüche: stellbar. Sein Vorteil liegt darin, daß mit geringem baulichen Aufwand eine kontinuierliche Messung kleinster

1. Vorrichtung zur Messung kleiner Gasströmun- Gasmengen unter Atmosphärendruck ermöglicht wird, gen, insbesondere der beim Batterie-Laden anfallen- 5 Sollen größere Gasvolumina gemessen werden, so den Gasvolumina, durch Verdrängung von Flüssig- kann das Meßrohr über ein Ablaßventil entleert und der keit aus einem Meßrohr, in welches die Gasströ- Meßvorgang wiederholt werden.

mung mündet, dadurch gekennzeichnet, Die bekannten Volumenmeßverfahren arbeiten beidaß das Meßrohr (3) mit seinem unteren Ende in die spieisweise mit einem in der Strömung schwebenden Flüssigkeit (4) eintaucht und in seiner Höhe relativ 10 Meßkörper, der sich je nach der Menge des durchströzum Flüssigkeitsniveau entsprechend der Verände- menden Gases auf eine bestimmte Höhe einstellt Dierung des Flüssigkeitspegels verstellbar angeordnet ses System ist jedoch für sehr geringe Volumenströme ist, wobei der Verstellweg des Meßrohres (3) bis zum ungeeignet

Erreichen des ursprünglichen Flüssigkeitsniveaus Außerdem ist die unmittelbare Volumenzählung mit

ein Maß für das zu bestimmende Gasvoiumen bildet 15 Meßkammern bekannt Bei Meßkammern mit bewegli-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- chen Trennwänden (Verdrängungszähler) wird durch zeichnet, daß die lichte Querschnittsfläche des Meß- ein bewegliches Meßelement bei jedem Hub oder jeder robres (3) wesentlich geringer ist als die freie Flüs- Umdrehung ein bestimmtes Volumen transportiert oder sigkeitsoberfläche. verdrängt Infolge der Druckdifferenz zwischen Zähler-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 20 eintritt und Zähleraustritt kommt es bei dieser Zählergekennzeichnet, daß die Höhenverstellung des Meß- gattung zu einem Teilstrom durch die unvermeidlichen rohres (3) durch einen Servomotor (6) erfolgt Spalte zwischen Ein- und Austrittsseite, der ungemessen

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden durch den Zähler fließt Seine Größe hängt von den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hö- Spaltabmessungen, der Zähigkeit des Mediums und von henverstellung des Meßrohres (3) mittels eines Lan- 25 der Größe der Druckdifferenz ab. Zur genaueren VoIugenmessers (7) meßbar ist menmessung werden deshalb meist Volumenzähler mit

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden unveränderlichen Meßkammern verwendet (Kippzäh-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meß- ler oder Trommelzähler), die eine Genauigkeit bis 0,1% rohr (3) einen Schwimmer (8) enthält erreichen. Diese Zähler sind jedoch relativ aufwendig

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- 30 und daher teuer.

zeichnet, daß der Schwimmer (8) als Signalgeber für Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung,

den Längenmesser (7) dient eine Meßvorrichtung für kleinste Volumenströme zu

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- bauen, die sich bei einfachem Aufbau durch hohe Meßzeichnet, daß der Längenmesser (7) an ein Schreib- genauigkeit auszeichnet

gerät (13) angeschlossen ist 35 Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kenn-

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches bietet Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas- den Vorteil, daß die durch den Flüssigkeitsspiegel gebilströmung über ein Ventil (10) an das Meßrohr (3) dete bewegliche Trennwand der Meßkammer einen angeschlossen ist. hermetisch dichten Abschluß bildet und wegen ihres

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden 40 zumindest während der Messung konstanten Niveaus Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meß- keinerlei Reaktionskraft auf das Meßvolumen auszurohr (3) mit einem Ablaßventil (11) verbunden ist. üben vermag. Zugleich ergibt sich ein außerordentlich

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden einfacher und kostengünstiger Aufbau des Meßgerätes. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hö- Denn hinsichtlich seiner Meßgenauigkeit kommt es Iehenverstellung des Meßrohres (3) durch einen Re- 45 diglich auf das kalibrierte Meßrohr und die Messung gelkreis auf ein konstantes Niveau der Sperrflüssig- von dessen Höhenverstellung an.

keit im Meßrohr (3) regelbar ist. Durch die Merkmale des Anspruches 2 ist sicherge

stellt, daß Änderungen in der Höhe des Flüssigkeitsspie-

gels im Meßrohr keine merkliche Druckänderung im

50 Meßvolumen verursachen.

Zur Höhenverstellung des Meßrohres und zur Mes-

Es wird eine Vorrichtung zur Messung kleiner Gas- sung der Hubbewegung bieten sich zahlreiche Möglichströmungen vorgeschlagen, die insbesondere dazu keiten; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Andient, das beim Batterie-Laden anfallende Gasvolumen Sprüchen 3 bis 7 beschrieben. Durch die Merkmale des zumessen. 55 Anspruches5 kann ferner der freie Querschnitt des

Die Vorrichtung enthält ein Meßrohr, in dessen obe- Meßrohres und damit die Meßempfindlichkeit beeinren Teil die zu messende Gasströmung eingeleitet wird flußt werden.

und dessen unterer Teil durch eine Sperrflüssigkeit, in Durch die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 kann der

die das Meßrohr eintaucht, verschlossen ist Der zuneh- Meßvorgang wiederholt werden, wenn die Meßlänge mende Gasdruck verschiebt die Flüssigkeitsoberfläche 60 des Meßrohres erschöpft ist.

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ein Ausgleichsgefäß relativ großer Oberfläche. Bewegt ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines man das Meßrohr derart nach oben, daß der Flüssig- Ausführungsbeispieles.

keitsspiegel im Meßrohr auf gleicher Höhe bleibt, so ist Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung

die Weglänge des Meßrohres bei vorgegebener lichter 65 der Meßvorrichtung.

Querschnittsfläche desselben ein Maß für das zugeführ- In einer Batterie 1 anfallende Gase werden über eine

te Gasvolumen. Zuleitung 2 einem Gassammeiraum in Form eines kali-

Der Meßbereich und die Empfindlichkeit des Gerätes brierten Meßrohres 3 zugeführt. Das Meßrohr taucht in