DE3115295A1 - Anlage zur gekoppelten messung des energiegehalts und der stroemungsrate eines gasgemisches in fernleitungen - Google Patents

Description

Anlage zur gekoppelten Messung des Energiegehalts und der Strömungsrate eines Gasgemisches in Fernleitungen

Als Folge des ständig vermehrten Verbrauchs von Naturgasen besteht die Forderung nach einer möglichst genauen Messung von deren Energiegehalt und der jeweiligen Strömungsrate in den zu ihrem Transport benutzten Fernleitungen. Die Messung des Energiegehalts solcher ferngeleiteter Gase erfolgt bis jetzt nur indirekt über eine manuelle Integration der Strömungsrate anhand von Gleichungen, die eine Konstanz vieler physikalischer Parameter voraussetzen, so beispielsweise des Druckes, der Temperatur, der Überkompressibilität sowie weiterer Parameter der Gase. Indem sich diese Parameter mit der Zeit ändern können, ergeben sich aus einer Nichtberücksichtigung dieser Änderung entsprechend ungenaue Berechnungen für den Energiegehalt der Gase und damit ein unter Umständen überhöhter Kostenanstieg, wenn berücksichtigt wird, daß bei einer derartigen Meßmethode auch größere Teilmengen der ferngeleiteten Gase überhaupt keiner Messung unterliegen. Um diese Messungen genauer zu gestalten, bestehen daher neuerdings Auflagen, neben der Strömungsrate der Gase in solchen Fernleitungen auch deren Energiegehalt unmittelbar zu messen, wobei diese Messung des Energiegehalts in "Dekatherm" als Einheit zu erfolgen hat. Mit der vorliegenden Erfindung wird die Bereitstellung einer Anlage bezweckt, die im ON-LINE-Betrieb sowohl den Energiegehalt als auch die Strömungsrate ferngeleiteter Gasgemisches erlaubt, die sich sowohl in der Zusammensetzung als auch in der Strömungsrate innerhalb weiter Grenzen ändern können.

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Die Anlage, die dafür gemäß der Erfindung bereitgestellt wird, umfaßt primär einen Gaschromatographen, der von der Zusammensetzung des jeweiligen Gasgemisches abhängige zeitveränderliche Signale liefert. Jedes zeitveränderliche Signal, das von diesem Gaschromatographen geliefert wird, wird in eine digitale Form umgewandelt. Die Anlage umfaßt weiterhin eine Wandlereinrichtung, durch welche der Druck und die Temperatur des Gasgemisches gemessen und die Meßdaten in Signale in digitaler Form gebracht werden. Mit dieser Wandlereinrichtung ist eine Steuereinrichtung verbunden, die auch an den Ausgang des Gaschromatographen angeschlossen ist und folglich Signale liefert, die für den Energiegehalt und die volumetrische Strömungsrate des Gasgemisches in Abhängigkeit von dessen Druck, der Temperatur und der Zusammensetzung maßgeblich sind. Nach dem Hauptmerkmal der Erfindung umfaßt die Anlage eine mit dem Gaschromatographen gekuppelte programmierbare Verstärkungseinrichtung, die eine Vielzahl einzelner Verstärkungsbereiche umfaßt, wobei jeder Verstärkungsbereich für eine optimale Auflösung mittels einer Vergleichseinrichtung auswählbar ist, die ein entsprechendes Verstärkungsbereichssignal liefert, das in der Steuereinrichtung verarbeitet wird.

Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausbildungen der Erfindung sind in den einzelnen Ansprüchen erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Schaubild zur Darstellung der wich

tigsten Bauteile der gesamten Anlage,

Fig. 2 ein Blockdiagramm des zur Messung des

Energiegehalts vorgesehenen Bauteils der Anlage gemäß Fig.1,

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Fig. 3 ein funktionelles Blockdiagramm dessel

ben Bauteils,

Fig. 4A und 4B den elektronischen Schaltkreis der Interface-Schaltung des Gaschromatographen der Anlage gemäß Fig.1 und

Fig. 5 eine graphische Darstellung eines Ausgangs

signals des Gaschromatographen der Anlage gemäß Fig.1.

Die in Fig.1 in ihrer Gesamtheit gezeigte Anlage 11 dient der Messung im ON-LINE-Betrieb sowohl des Energiegehalts als auch der Strömungsrate eines Gasgemisches an einer ausgewählten Stelle eines dessen Fernleitung dienenden Rohrsystems 32. Die Anlage umfaßt im wesentlichen einen der Messung der Strömungsrate dienenden Bereich mit einem Strömungswandler-Bauteil 16 und einem Wandler-Interface-Bauteil 30, einen Prozeß-Chromatographen in der Ausbildung eines Fernanalysators 20, durch welchen die Zusammensetzung des Gasgemisches erfaßt wird, und einen Mikrorechner, der als Steuereinrichtung 10 die gesamte Anlage steuert und die notwendigen Berechnungen durchführt.

Der Strömungswandler-Bauteil 16 umfaßt alle die Geräte und Einrichtungen, die für eine Strömungsmessung in einem Rohr mittels einer Drosselstelle benötigt werden, wozu insbesondere Sender gehören, die Meßwerte für einen statischen und einen Differentialdruck sowie die Temperatur des das Rohrsystem 32 durchströmenden Gasgemsiches liefern. Durch die Verwendung eines Mikrorechners für die Anlage können Rohre bis zu 6 Meter gleichzeitig überwacht werden, wobei die Überwachung nicht nur eine Auswertung der von den Wandlern gelieferten Signale einschließt sondern auch die Fähigkeit, die Rohre je nach der Anforderung automatisch in die Überwachung einzugliedern oder aus der überwachung herauszulösen. Diese Möglichkeit besteht über die operatorsseitige Benutzung von Minimum- und Maximum-Differentialeinrichtungen an den einzelnen Drosselstellen.

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Der Fernanalysator 20 umfaßt einen Gaschromatographen als Analysiergerät, der durch den Mikrorechner gesteuert wird und eine Analyse über die Zusammensetzung des Gasgemisches liefert, das als Probe dem Rohrsystem 32 entnommen wird. Die analoge Ausgangsspannung des Gaschromatographen wird in eine digitale Form gebracht, so daß digitale Ausgangssignale dem Mikrorechner zugeleitet werden. Dabei ergibt jede Spitze dieser digitalen Ausgangssignale einen bestimmten Anteil des Gasgemisches, wobei der auf die Spitze bezogene Zeitpunkt eine genaue Identifikation dieses Gemischanteils zuläßt. Die Konzentration des jeweiligen Gemischanteils ist andererseits proportional zu dem Flächeninhalt jeder einzelnen Spitze. Der Gaschromatorgraph wird durch den Mikrorechner beispielsweise so gesteuert, daß er alle 10 Minuten neue Meßdaten über die Zusammensetzung des Gasgemisches liefert.

Für die Messung des Energiegehalts des Gasgemisches werden mithin im wesentlichen die folgenden Daten erfaßt:

Eine Analyse der einzelnen Anteile des Gasgemisches; ein Bruttowert für das Verhältnis BTü/SCf im trockenen oder im nassen Zustand; das reale spezifische Gewicht; die Strömungsrate (ft³/h); die Energierate (dekatherm/h) und die Gesamtströmung (ft³)/ beide fortlaufend, stündlich und täglich; die Gesamtenergie, sowohl stündlich als auch täglich. Bei dieser Messung werden folglich alle veränderlichen Parameter ständig erfaßt und daher für die eigentliche Berechnung keine angenommenen Werte vorausgesetzt.

Der Fernanalysator 20 umfaßt außer dem eigentlichen Chromatographen 22 eine Interface-Schaltung 24 und eine Einrichtung 26, mittels welcher dem Rohrsystem 32 Proben des Gasgemisches entnommen werden können. An die Einrichtung 26 sind Gaskanister und 38 angeschlossen, die ein der Kalibrierung dienendes Gasgemisch und ein Trägergas, gewöhnlich Helium, enthalten, wobei das der Kalibrierung dienende Gasgemisch dem Vergleich seiner

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bekannten Eigenschaften mit den unbekannten Eigenschaften des als Probe dem Rohrsystem 32 entnommenen Gasgemisch dient. Das Trägergas wird als eine neutrale Transporthilfe genutzt/ um so die Untersuchung sowohl der Probe des dem Rohrsystem entnommenen Gasgemisches als auch des kalibrierten Gasgemisches zu erleichtern. Das Trägergas wird dazu, falls erforderlich, einem Druck unterworfen, so daß eine kleine Menge des Gasgemisches aus dem Rohrsystem 32 oder aus dem Kanister 34 aus der Einrichtung 26 in den Chromatographen 22 strömen kann, um dort analysiert zu werden. Der Fernanalysator 20 liefert nicht nur eine quantitative Analyse, sondern er liefert auch die Ergebnisse dieser Analyse weiter an die restlichen Bauteile der Anlage, damit diese Ergebnisse dort in geeigneter Weise weiterverarbeitet werden.

Der eigentliche Informationsausgang des Chromatographen 22 liefert ein zeitveränderliches Signal, das beispielsweise die in Fig.5 gezeigte Ausbildung haben kann. Der Informationsgehalt dieses Signals 500 kann sich bis auf 15 verschiedene Gemischanteile beziehen, einschließlich der unverbrennbaren, gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffe. Jeder Gemischanteil erfährt dabei eine Darstellung in einer separaten Spitze dieser Kurve, so daß beispielsweise die beiden Spitzen 510 und 520 verschiedene Gemischanteile darstellen. Dieses überder Zeit veränderliche Ausgangssignal des Gaschromatographen wird für die weitere Auswertung der Interface-Schaltung 24 zugeleitet, die nach den Fig.4A und 4B einen programmierbaren Meßverstärker 75 mit mehreren Komponenten 72,76 und 78 umfaßt. Die von dem Gaschromatographen 22 gelieferten, zeitveränderlichen Ausgangssignale werden zunächst durch einen Filter 74 gefiltert und nach ihrer Verstärkung durch den Meßverstärker 72 einem A/D-Wandler 78 zugeleitet, wobei die Ausgangsleitung des Meßverstärkers 72 über eine Vergleichsschaltung 76 rückgekoppelt ist. Die Vergleichsschaltung 76 programmiert die durch den Meßverstärker 72 erreichte Verstärkung so, daß dessen Ausgangssignale einen

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Wert zwischen 30% und 60% der maximalen Amplitude annehmen, die für den A/D-Wandler 78 erlaubt ist. Dadurch erhält der variable Meßverstärker 72 einen gleichbleibenden Verstärkungsbereich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Ausgang des variablen Meßverstärkers 72 so gesteuert, daß er sechzehn auswählbare Verstärkungsbereiche umfaßt. Der Ausgang des variablen Meßverstärkers 72 wird durch den A/D-Wandler 78 in eine digitale Form von insgesamt 12 Bits gebracht, derart, daß jeder an dem Meßverstärker 72 eingestellte Bereich eine Darstellung durch 4 Bits erfahren kann, die folglich dann zusammen mit dem Informationsgehalt über einen bestimmten Gemischanteil des durch den Gaschromatographen gelieferten Ausgangssignals in paralleler digitaler Form einem universellen asynchronen Empfänger/Sender 82 angeliefert wird, der die digitale Gesamtinformation parallelverzweigt und aufeinanderfolgend über eine gemeinsame Fernmeldeleitung, wie ein einfaches Telefonkabel, weitergibt. Die Sendung dieser Information von der Interface-Schaltung 24 zu der Steuereinrichtung 10 wird durch optische Isolatoren bewirkt, die in Verbindung mit Differential-Empfängern 83 und 120 benutzt werden, die durch eine gemeinsame Fernmeldeleitung 146 miteinander verbunden sind.

Eine weitere Hauptkomponente der Anlage 10 umfaßt die Interface-Schaltung 30, die über einen Anschluß 13 an den Strömungswandler-Bauteil 16 angeschlossen ist und im wesentlichen einen Multiplexer 88, einen A/D-Wandler 92, einen Ventilschalter 96 und einen universellen asynchronen Empfänger/Sender 94 umfaßt. Der Multiplexer 88 sammelt über die Anschlußleitung 13 resp. 13a die Informationen von den einzelnen Meßwertwandlern 102, 104,106 und 108 des Bauteils 16 gemäß der durch die Steuereinrichtung 10 über den Empfänger/Sender 94 bewirkten Steuerung und übergibt die empfangenen Informationen an den A/D-Wandler 92. Über den Empfänger/Sender 94 wird durch den Digitalrechner

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126 der Steuereinrichtung 10 auch der Ventilschalter 96 gesteuert.

Der Strömungswandler-Bauteil 16 umfaßt ingesamt sechs Meßrohre 116a bis 116f. Das in dem Rohrsystem 32 strömende Gasgemisch wird diesen Meßrohren über einen gemeinsamen Einlaß 112 zugeleitet und aus ihnen über einen gemeinsamen Auslaß 114 wieder in das Rohrsystem 32 zurückgeführt. Alle Meßrohre 116 enthalten Drosseln in einer für eine Strömungsmessung üblichen Ausbildung, wobei die Größe dieser Drosseln in den einzelnen Meßrohren wechselt und von einer kleinen Größe der Drossel 106f für eine niedrige Strömungsrate bis zu einer großen Größe der Drossel 106a für eine hohe Strömungsrate reicht. In jedem der Meßrohre 116a bis 116f sind Wandler 104 zum Messen eines statischen Druckes und Wandler 106 zum Messen eine Difrentialdruckes angeordnet, die über Einzelleitungen 13a an den Multiplexer 88 angeschlossen sind. Gleichartig sind am Austrittsquerschnitt der Meßrohre angeordnete Ventile 108a bis 108f über Einzelleitungen 13b an den Ventilschalter 96 angeschlossen, um durch die Steuereinrichtung 10 einzeln gesteuert zu werden. An die Steuereinrichtung 10 ist außerdem noch eine Eingabeinrichtung 40 angeschlossen, über die unveränderliche Parameter mittels einer Tastatur 43 eingegeben werden können. Die Eingabeeinrichtung 40 ist über eine Anschlußleitung 42 an einen Streifendrucker 44 der Steuereinrichtung 10 angeschlossen und mit einem Ausgabegerät 45 gekoppelt. Die Steuereinrichtung 10 umfaßt außerdem noch verschiedene Kontrollschalter und Anzeigen 46.

Die Steuereinrichtung 10 steuert auch die periodische Entnahme von Proben aus dem Rohrsystem 32. Dazu werden entsprechende Steuersignale über die Leitung 14b an den Empfänger/ Sender 82 geliefert, der die Steuersignale über die Anschlußleitung 125 an die Einrichtung 26 weitergibt. Die Steuersignale werden beispielsweise in Abständen von 10 Minuten geliefert und öffnen dann einen Anschluß 28 des Rohrsystems 32,

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über den die Proben entnommen werden. Gleiche Steuersignale werden auch an den Kanister 34 geliefert, um für jede Messung eine Teilmenge des kalibrierten Gasgemisches zur Verfügung zu haben.

Die Steuereinrichtung 10 integriert und analysiert sämtliche Informationen, die sie von den einzelnen Bauteilen erhält. Die Ausgänge der Steuereinrichtung enthalten Angaben über das Volumen der Gasströmung über eine vorgegebene Zeitdauer sowie über die gesamte Strömung. Außerdem enthalten diese Ausgänge eine Berechnung des gesamten Energieflusses über eine vorgegebene Zeitdauer sowie über die gesamte Energie. Daneben sind Zwischenberechnungen erhältlich, welche die augenblickliche Strömungsrate, die Überkompressibilität, den BTU-Gehalt und andere Zwischenergebnisse beinhalten.

Die Steuereinrichtung 10 liefert auch analoge Signalausgänge 52, die an einer digitalen Anzeige 62, dem Streifendrucker 44 oder den einzelnen Anzeigen 46 ausgewertet werden können. Diese Ausgangssignale können auch an eine Fernmeßeinrichtung 50 übermittelt oder durch ein Aufzeichnungsgerät 60 aufgezeichnet werden.

Der Digitalrechner 126 der Steuereinrichtung 10 arbeitet programmgesteuert. Die einzelnen operativen Paramter werden mittels der Eingabeeinrichtung 40 eingegeben und betreffen ausschließlich solche Konstanten wie den Kontraktdruck, die Kontrakttemperatur und den thermischen Ausdehnungsfaktor. Weitere Parameter sind die Geometrie der einzelnen Meßrohre des Bauteils 16, wobei insoweit besonders die Durchmesser der einzelnen Drosseln und der Innendurchmesser jedes Meßrohres eingegeben werden. Weitere Eingaben betreffen die von dem Gaschromatographen gelieferten Meßdaten über die Zusammensetzung des Gasgemiesches sowie dessen Temperatur und den statischen und Differntialdruck, die jeweils in den einzelnen Meßrohren gemessen werden.

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Die Rechenoperation, die durch die Anlage 11 durchgeführt wird, fußt auf bestimmten analytischen Gleichungen. Diese Gleichungen werden zur Berechnung des Energiegehalts (BTU) durch die Einrichtung 314, der augenblicklichen Strömungsrate durch die Einrichtung 312, der gesamten Energie durch die Einrichtung 308 und der gesamten Strömung durch die Einrichtung 304 benutzt sowie für die Berechnung weiterer Zwischenergebnisse. Eine sollständige Analyse der Zusammensetzung einer dem Rohrsystem 32 entnommenen Probe umschließt eine Berücksichtigung des mittels einer Einrichtung 324 einstellbaren Druckfaktors und des mittels einer Einrichtung 326 einstellbaren Temperaturfaktors gemeinsam mit den Ergebnissen, die von dem GasChromatographen 20 bzw. 346 erhalten werden. Durch eine an die Einrichtungen 324 und 326 sowie den Gaschromatographen 20 bzw. 346 angeschlossene Einrichtung 318 wird der Faktor der Überkompressibilität berechnet, wobei in diese Berechnung auch noch die Werte für den statischen Druck und die Temperatur des strömenden Gasgemisches eingehen, die von dem Bauteil 16 geliefert werden. Der Gaschromatograph 20 bzw. 346 ist außerdem an die Einrichtung 314 angeschlossen, welche die Berechnung des Energiegehalts (BTU) durchführt, sowie an eine Einrichtung 322, welche zur Berechnung des spezifischen Gewichts vorgesehen ist.

Die mittels der Eingabeeinrichtung 40 eingebbaren Paramter betreffen einmal die Durchmesser der Drosseln und die Innendurchmesser der einzelnen Meßrohre, die über eine Einrichtung 352 ausgewertet werden zur Festlegung eines Meßfaktors B durch eine Einrichtung 340 und gemeinsam mit diesem zur Festlegung eines Drosselfaktors F, durch eine Einrichtung 338 sowie der Reynold'sehen Zahl F durch eine Einrichtung 336. Der Differentialdruck, der statische Druck und der Meßfaktor werden weiterhin verwertet für die Festlegung eines Expansionsfaktors Y durch eine Einrichtung 334. Der statische und der dynamische Druck werden durch eine Einrichtung 330 ausgewertet. Eine Einrichtung 332 hält schließ-

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lieh den für die Temperatur ermittelten Wert fest. Bei allen diesen Größen handelt es sich um Zwischenergebnisse, die für die Ermittlung der Strömungsrate durch eine Einrichtung 312 berücksichtigt werden, deren Ausgang mit der zur Bestimmung der Energierate vorgesehenen Einrichtung 310 verbunden ist. Die Einrichtung 312 ist dafür vorgesehen, mittels einer Einrichtung 302 die Strömungsrate über einen Zeitraum von 24 Stunden und mittels einer Einrichtung 304 die gesamte angesammelte Strömung zu bestimmen, und andererseits ist die Einrichtung 310 dafür vorgesehen, mittels einer Einrichtung 306 die Gesamtenergie über einen Zeitraum von 24 Stunden sowie mittels einer Einrichtung 308 den Gesamtinhalt der Energie zu bestimmen.

Die Interface-Schaltung 24 des programmierbaren Meßverstärkers 75 umfaßt einen Eingang 410, der an den Eingang des variablen Meßverstärkers 72 angeschlossen ist. Weitere Betriebsverstärker 412 und 414 bilden gemeinsam mit einem Regler 454 eine Referenzschaltung, die ebenfalls an den Verstärker 72 angeschlossen ist. Die Verstärker 412 und 414 liefern gemeinsam mit ihren Feldeffekt-Transistoren 490 und 492 einen Konstantstrom an einen Meßthermistor des Chromatographen 20. Der Verstärker 412 liefert einen Konstantstrom über einen nicht gezeigten Referenztermistor über eine Leitung 411,und gleichartig liefert der Verstärker 414 einen Konstantstrom ebenfalls über einen nicht gezeigten Meßthermistor über die Leitung 410. Da sich der Widerstand dieser Meßthermistoren mit der Zusammensetzung des Gasgemisches ändert, ändert sich auch der Spannungsabfall, der an diesen Thermistoren auftritt, und der Spannungsunterschied zwischen den beiden Thermistoren wird dem Verstärker 72 zugeleitet.

Der Regler 452 und der Verstärker 460 bilden eine Referenzschaltung, die durch den A/D-Wandler 78 ausgewertet wird. Der Ausgang des Verstärkers 72 in der Leitung 420 enthält das verstärkte Signal, das außer den den A/D-Wandler 78 noch an die Vergleichsschaltung 76 angeliefert wird. Die Vergleichs-

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Schaltung 76 umfaßt mehrere Verstärker 422, 424, 426, 428 und 432. Die Verstärker 422 und 424 bilden einen Schaltkreis, der unabhängig von der Polarität des Ausgangs des Verstärkers 72 ständig ein Ausgangssignal positiver Polarität liefert. Die Verstärker 422 und 424 bewirken folglich eine Wandlung des Signals in der Leitung 420 auf seinen absoluten Wert, ohne daß der Informationsgehalt dieses Signals in bezug auf die Frequenz oder die Amplitude geändert wird. Der Ausgang des Verstärkers wird an den Eingang der Verstärker 426 und 428 weitergeliefert. Diese beiden Verstärker vergleichen das Signal des Verstärkers 424 mit einer Referenzspannung an einem Knotenpunkt 430. Durch die Vergleichsschaltung 76 wird folglich die durch den Verstärker 72 erreichte Verstärkung gesteuert, um den Ausgang des Verstärkers 72 innerhalb eines optimalen Bereichs für den A/D-Wandler 78 zu halten. Durch einen Vergleich des Ausgangssignals des Verstärkers 424 mit einem Referenzsignal an dem Knotenpunkt 430 liefern die Verstärker 426 und 428 drei verschiedene Schaltzustände. Sollte der Ausgang des Verstärkers sehr niedrig sein, dann verursachen die den Verstärkern und 428 gelieferten Spannungen eine niedrige Ausgangsspannung an diesen Verstärkern. Wenn der Verstärker 424 dagegen ein sehr hohes Ausgangssignal liefert, dann werden auch an den Verstärkern 426 und 428 hohe Ausgangsspannungen erhalten. Der dritte Schaltzustand wäre dann erreicht, wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 424 innerhalb einer optimalen Amplitude liegt. In diesem Fall würde der Verstärker 428 ein hohes Ausgangssignal und der Verstärker 428 ein niedriges Ausgangssignal liefern.

Die verschiedenen Ausgangszustände der Verstärker 426 und 428 werden einem Inverter 440 und NAND-Toren 441 und 442 zugeleitet. Diese drei Elemente arbeiten so, daß in einer Leitung 475 Zählimpulse erhalten werden, die in Abhängigkeit von dem Schaltzustand der Verstärker 426 und 428 einen Aufwärts /Abwärtszähler 445 steuern. Wenn sich der Ausgang des Verstärker 424 in dem optimalen Bereich befindet, dann wird durch keines der beiden Tore 441 und 442 ein Zählimpuls in

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der Leitung 475 erzeugt, so daß dann auch der Zähler 445 nicht arbeitet und auf einen konstanten digitalen Ausgangswert eingestellt bleibt. Sollten die beiden Verstärker und 428 hohe Ausgänge aufweisen, dann läßt nur das eine Tor 442 die Weiterleitung von Zählimpulsen über die Leitung zu und der Zähler 445 wird dann eine Abwärtszählung vornehmen. Sofern die beiden Verstärker 426 und 428 andererseits niedrige Ausgänge haben, dann läßt nur das Tor 442 eine Weiterleitung der Zählimpulse an den Zähler 445 zu, der dann eine Aufwärtszählung vornimmt.

An den Zähler 445 ist noch ein NOR-Tor 444 angeschlossen, der ein Aufwärtszählen oder ein Abwärtszählen verhindert, wenn an dem Ausgang des Verstärkers 424 kein Signal anwesend ist. Der mit dem Tor 444 verbundene Schalter ist normal in seiner dargestellten neutralen Lage gehalten und wird nur zur Einstellung und Ausrichtung des Schaltkreises 75 betätigt. Der Verstärker 432 treibt zwei LED an, die bei der Betätigung des Schalters benutzt werden.

Der Ausgang des Zählers 445 umfaßt vier Bits einer digitalen Information, die parallel einem Ausgangsspeicher 406 zugeleitet werden. Der Ausgangsspeicher 406 ist in zwei Informationswege 404 und 408 aufgespalten, von denen der eine Informationsweg 404 an den Verstärker 72 angeschlossen ist und damit eine geschlossene Schleife bildet, die zur Programmierung des Verstärkungsbereichs des Verstärkers 72 benutzt wird. Der Informationsweg 408 ist andererseits an den Ausgangsspeicher 79 des Schaltkreises 78 angeschlossen und dient damit der Steuerung der Steuereinrichtung unter Vermittlung des Empfänger/Senders 82.

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Leerseite

Claims (7)

1. ELECTRONIC ASSOCIATES INC., WEST LONG BRANCH. N.J. (V.St.A.)

   Patentansprüche

   Anlage zur Messung im On-Line-Betrieb des Energiegehalts und der Strömungsrate eines sich in der Zusammensetzung und in der Strömungsrate innerhalb weiter Grenzen ändernden Gasgemisches in Fernleitungen, gekennzeichnet durch einen Gaschromatographen, der von der Zusammensetzung des Gasgemisches abhängige zeitveränderliche Signale liefert, eine mit dem Gaschromatographen gekuppelte und mit mehreren Verstärkungsbereichen versehene programmierbare Verstärkungseinrichtung, die eine Vergleichseinrichtung zur Auswahl eines Verstärkungsbereichs für eine optimale Auflösung und zur Lieferung entsprechender Verstärkungsbereichssignale aufweist, eine Einrichtung zur Umwandlung in eine digitale Form des Ausgangs der programmierbaren Verstärkungseinrichtung, eine Wandlereinrichtung zum Messen des Druckes und der Temperatur des Gasgemisches und eine mit der messenden Wandlereinrichtung, der digitalen Wandlereinrichtung und der programmierbaren Verstärkungseinrichtung gekuppelte Steuereinrichtung,

   Stadtsparkasse München: 29-16 7350 (BLZ 701 50000) Postscheck München: 27 66 88 -808 (BLZ 700100 80)

   1 3 0 0 e 5 / O.

   Karlstraße5, D-2110Buchholz

   Telefon:(04118) 44 57 Telex: 02189330

   durch welche Signale für den Energiegehalt und die volumetrische Strömungsrate des Gasgemisches in der Fernleitung geliefert werden in Abhängigkeit von dem Druck, der Temperatur und der Zusammensetzung des Gasgemisches innerhalb eines Bereichs, der den Verstärkungsbereichssignalen entspricht.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die Steuereinrichtung und die digitale Wandlereinrichtung eine Sender- und Empfänger-Einrichtung für eine aufeinanderfolgende Übermittlung der Verstärkungsbereichssignale in digitaler Form an die Steuereinrichtung gekuppelt ist.
3. 3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Sender- und Empfänger-Einrichtung einer Intervalleinrichtung und der Gaschromatograph eine mit dieser Intervalleinrichtung so gekuppelte Einrichtung zur Entnahme von Proben des Gasgemisches aus der Fernleitung umfaßt, daß die Probenentnahme in Intervallen erfolgt, die durch die Steuereinrichtung bestimmt sind.
4. 4. Anlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung zur Bestimmung von Uberkompressibilitätsfaktor-Signalen im On-Line-Betrieb in Abhängigkeit von Änderungen der Zusammensetzung des Gasgemisches und eine zweite Einrichtung zur Bestimmung volumetrischer Strömungsrate-Signale in Übereinstimmung mit diesen Überkompressibilitätsfaktor-Signalen und in Abhängigkeit von Änderungen in der Zusammensetzung des Gasgemsiches.
5. 5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine dritte Einrichtung zur Bestimmung von Signalen für den BTU-Gehalt des Gasgemisches in Abhängigkeit von Änderungen der Zusammensetzung sowie eine vierte Einrichtung zur Bestimmung im On-Line-Betrieb von Signalen für die Energierate in unmittelbarer Abhängigkeit von diesen Signalen für den BTU-Gehalt umfaßt.

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6. 6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von für die Strömungsmessung vorgesehenen Rohren in der Fernleitung angeordnet ist, durch welche das Gasgemisch strömt, und daß eine Schaltereinrichtung zur Auswahl eines dieser Rohre für eine Einzelmessung vorgesehen ist, die mit der Steuereinrichtung für die Auswahl eines bestimmten Rohres für einen optimalen Bereich der Auflösung der Strömungsrate-Signale in Abhängigkeit von deren im On-Line-Betrieb erhaltenen Wert gekuppelt ist.
7. 7. Anlage nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Umwandlung in eine digitale Form der Meßwerte für den Druck und die Temperatur des Gasgemsiches sowie eine Einrichtung in der Steuereinrichtung zum Empfang der digitalen Signale von der digitalen Wandlereinrichtung und dieser weiteren Einrichtung für eine geräuschfreie digitale Übermittlung an die Steuereinrichtung.

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