DE3711513A1 - Verfahren zur messung kleiner leckagemengen - Google Patents

Verfahren zur messung kleiner leckagemengen

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DE3711513A1
DE3711513A1 DE19873711513 DE3711513A DE3711513A1 DE 3711513 A1 DE3711513 A1 DE 3711513A1 DE 19873711513 DE19873711513 DE 19873711513 DE 3711513 A DE3711513 A DE 3711513A DE 3711513 A1 DE3711513 A1 DE 3711513A1
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Dieter Sturm
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Klein Schanzlin and Becker AG
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    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
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    • G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F11/28—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with stationary measuring chambers having constant volume during measurement
    • G01F11/284—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with stationary measuring chambers having constant volume during measurement combined with electric level detecting means
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei bekannten Verfahren der genannten Art läuft das Fluid drucklos in eine Kammer, wo mit Hilfe einer elektrischen Sonde ein der Höhe des Flüssigkeitsspiegels proportionales Stromsignal erzeugt wird, welches bei Erreichen eines maximalen Füllstandes die automatische Entleerung der Füllkammer bewirkt. Diese Meßgeräte eignen sich nur für maximale Mengen von 2-3 l/h; außerdem liefert das Strom­ signal keine Information über die pro Zeiteinheit zulaufende Flüssigkeitsmenge.
Es sind weiter Verfahren bekannt, bei denen das Fluid jeweils drucklos in eine Kammer läuft, die am unteren Ende eine kleine Bohrung besitzt. Je nach zufließender Menge steigt der Flüssigkeitsspiegel, der mit einer elektrischen Sonde erfaßt wird und es steht praktisch ein durchflußabhängiges Meßsignal zur Verfügung. Als Nachteil dieser Methode ist der geringe Meßbereich von 5-20 l/h anzusehen. Außerdem können geringe Veränderungen wie z.B. Luftbläschen den Querschnitt der Ausflußöffnung verändern und somit zu falschen Meßergebnissen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches zu schaffen, das unter Verwendung möglichst weniger mechanisch bewegter Teile eine direkte Leckageanzeige ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Die Unteransprüche nennen vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, besteht die Leckagemeßeinrichtung im wesentlichen aus zwei Teilen:
  • 1. einem Meßsystem, bestehend aus einer Zuflußleitung (1), einem Auffangbehälter (2) mit einer zu messenden Flüssigkeit (3) und einer Füllstandssonde (4) mit angeschlossenem Vorverstärker (5) sowie einem Überlauf (6) und einem Ablaßventil (7) und
  • 2. einem Datenverarbeitungssystem, bestehend aus einem Auswertegerät (10) mit angeschlossenem Analogschreiber (11), wobei das Auswertegerät (10) im wesentlichen einen Mikrocomputer und einen digitalen Anzeigeteil (12) beinhaltet.
Die Wirkungsweise des gesamten Systems ist folgende: Die durch das einlaufende Fluid hervorgerufene Niveauverschiebung im Auffangbehälter (2) bewirkt eine Änderung des Sondenstroms, aus dem im Vorverstärker (5) ein Signal formiert wird, das direkt vom Mikrocomputer verarbeitet werden kann. Aus den sich zeitlich ändernden Signalen bestimmt der Mikrocomputer unter Berücksichtigung vorprogrammierter Randbedingungen die effektive Leckage und bringt sie digital und analog zur Anzeige. Der Mikrocomputer übernimmt auch die Steuerung des elektrisch zu betätigenden Ablaßventils (7).
Bei Leckagemengen bis ca. 30 l/h wird die Meßkammer (2) über das Ablaßventil (7) abhängig vom Sonderstrom auf Füllen oder Entleeren geschaltet, d. h. bei Erreichen eines Maximalniveaus (8) öffnet das Ablaßventil (7) und der Füllstand sinkt bis zu einer unteren Grenze (9) ab, bei der das Ablaßventil (7) schließt. Während des Entleerens findet keine Berechnung der Leckagemenge statt.
Erhält der Mikrocomputer bei geöffnetem Ablaßventil (7) einen Sonderstrom, der nicht den der unteren Grenze (9) entsprechenden Wert erreicht, so "erkennt" er, daß ein zyklischer Ablauf nicht mehr möglich ist, da die zulaufende Flüssigkeitsmenge größer oder gleich der maximal über das Ablaßventil (7) fließenden Leckagemenge ist. In diesem Fall schaltet der Mikrocomputer automatisch um auf eine andere Betriebsart, die er ständig auf ihre Notwendigkeit überprüft, d. h. das Ablaßventil (7) bleibt jetzt ständig geöffnet, wobei die möglicherweise vorhandene überschüssige Leckage­ menge durch die Überlaufvorrichtung (6) am Auffangbehälter (2) der Abflußleitung zugeführt wird. In diesem Modus wird die Leckagemenge nur bei festgelegten Pegelständen angezeigt und ist bis zu 99,9 l/h meßbar.
Der Mikrocomputer besitzt außerdem die Möglichkeit eines frei programmierbaren Alarmwertes, dessen Überschreiten eine Steuer- oder Signalfunktion auslösen kann.
Vorteile dieses Verfahrens sind die relativ genaue Erfassung der "natürlichen" Leckage einer Dichtung sowie die Messung der im Störfall auftretenden großen Leckagemengen. Der umfangreiche Meßbereich von 0-99,9 l/h gestattet es, bei einem Anstieg der Leckage über den "natürlichen" Wert auf ein sofortiges Eingreifen zu verzichten. Die Entwicklung des Leckagezulaufes kann abgewartet werden, weil es sich durchaus um eine kurzzeitig auftretende Störung handeln könnte, die ein Abschalten der Anlage nicht erforderlich macht.
Da die Verbindung zwischen den beiden obengenannten System­ teilen durch einfache Zweidrahtleitungen erfolgen kann, ist es möglich, den Datenverarbeitungsteil mit der Leckanzeige (11, 12) weit entfernt vom Meßsystem unterzubringen, wie es z.B. bei Meßstellen, die dem Menschen nicht ohne weiteres zugänglich sind (Kernreaktoren, chem. Industrie usw.) nötig ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Messung kleiner, einem Auffangbehälter drucklos zulaufender Leckagemengen, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Flüssigkeits­ säule im Auffangbehälter (2) in regelmäßigen Zeitabständen überprüft, aus deren Änderung die effektive Leckagemenge unter Berücksichtigung der relevanten Randbedingungen bestimmt und zur Anzeige gebracht wird, wobei die Entleerung des Auffangbehälters (2) bis zu einer vorgegebenen Leckage­ menge zyklisch über ein steuerbares Ablaßventil (7) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten der vorgegebenen Leckagemenge die Anzeige nur noch bei festgelegten Pegelhöhen erfolgt, wobei das Ablaß­ ventil (7) ständig in den offenen Zustand geschaltet und die nicht durch das Ablaßventil (7) abfließende Leckage mittels einer Überlaufvorrichtung (6) am oberen Teil des Auffangbehälters (2) der Abflußleitung zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und gegebenenfalls Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsstand im Auffangbehälter (2) durch eine elektrische Füllstands­ sonde (4) gemessen wird, wobei der Sondenstrom zur Signal­ formierung über einen Vorverstärker (5) geleitet und die Signale von dort auf einen Mikrocomputer gegeben werden, der die effektive Leckage berechnet, sie über Peripherie­ geräte (12) digital und/oder analog anzeigt sowie die Steuerung des Ablaßventils (7) übernimmt.
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