DE4237902A1 - Outlet device for flow measurement in ventilation systems - has housing with air inlet and air collection channel, calibration arrangement with tube contg. settling section - Google Patents
Outlet device for flow measurement in ventilation systems - has housing with air inlet and air collection channel, calibration arrangement with tube contg. settling sectionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Abzug mit einem Gehäuse mit Lufteinströmöffnung, dessen Innenraum über einen Luft sammelkanal an eine Entlüftungsanlage anschließbar ist.The invention relates to a trigger with a housing with air inlet opening, the interior of which is via an air manifold can be connected to a ventilation system.
Ein derartiger Abzug, der beispielsweise aus dem DE-GM 91 06 899 und der DE-OS 40 36 845 bekannt ist, verlangt einen konstanten oder geregelten Volumenstrom, da sonst mit einer Fehlfunktion zu rechnen ist.Such a deduction, for example from the DE-GM 91 06 899 and DE-OS 40 36 845 is known a constant or regulated volume flow, otherwise with a malfunction is to be expected.
Es gibt allerdings eine Reihe von Fehlerquellen, die in der Praxis einen derartigen konstanten oder geregelten Volu menstrom verhindern. Diese Fehlerquellen sind unter anderem in schwankenden unter- oder überdimensionierten Entlüftungs anlagen, der Korrosion durch die Abluft und darin zu sehen, daß für entsprechende Volumenstrommessungen keine ausrei chenden Beruhigungsstrecken nach DIN 1952 zur Verfügung stehen. However, there are a number of sources of error that can be found in practice such a constant or regulated volume prevent menstrom. These sources of error are among others in fluctuating undersized or oversized ventilation systems to see the corrosion caused by the exhaust air and that none is sufficient for corresponding volume flow measurements appropriate calming sections according to DIN 1952 stand.
Früher wurden als Strömungsindikatoren Wollfäden einge setzt, mittlerweile verlangt die für Abzüge gültige DIN 12 924 jedoch eine optische und akustische Überwachung der Abluftmenge. Bislang wird diese Abluftmenge auf der Baustel le, d. h. beim Einbau des Abzuges eingestellt, was mit den oben angegebenen Problemen verbunden ist.In the past, wool threads were used as flow indicators the DIN standard for deductions now requires 12 924, however, visual and acoustic monitoring of the Exhaust air volume. So far, this amount of exhaust air has been on the building site le, d. H. when installing the trigger set what with the problems mentioned above.
Eine genaue Messung der Luftvolumenströme muß insbeson dere der Schwierigkeit Rechnung tragen, daß sie ohne ausrei chende Beruhigungsstrecken auskommen muß und auch bei ungün stigen An- und Abströmbedingungen erfolgen muß. Derartige Randbedingungen, die die Meßsignale beeinflussen können, sind vom Hersteller eines Abzuges nicht beeinflußbar, da sie die Anschlußbedingungen betreffen, unter denen der Abzug an die Entlüftungsanlage angeschlossen wird.A precise measurement of the air volume flows in particular others take into account the difficulty that they are sufficient appropriate calming stretches must get along and also in the current inflow and outflow conditions must take place. Such Boundary conditions that can influence the measurement signals are not influenced by the manufacturer of a fume cupboard, since they the connection conditions concern under which the deduction the ventilation system is connected.
In Standardsituationen wird bisher der Volumenstrom auf folgende Weise gemessen:In standard situations, the volume flow is up to now measured as follows:
- a) Messung am Schiebefenster, das an der offenen Seite des Abzugsgehäuses angeordnet ist.a) Measurement on the sliding window, that on the open side the trigger housing is arranged.
Dieses Verfahren ist zeitraubend und ungenau, da die gemessene Luftströmungsgeschwindigkeit über die gesamte Fläche der Einströmöffnung integriert werden muß. Weiterhin ist es für eine derartige Messung notwendig, daß Spalten oder Bypässe abgedichtet werden, über die Fehlvolumenströme entstehen können. Schließlich muß die Messung an mehreren Punkten wiederholt werden und muß der Summenmeßwert inte griert werden. Die Meßgenauigkeit liegt bei einem derartigen Verfahren bei ± 20%, da die Einströmverhältnisse nicht genau wiederholbar sind. Weiterhin sind Störungen aufgrund von Umwelteinflüssen gegeben.This process is time consuming and inaccurate because the measured air flow velocity over the entire Surface of the inflow opening must be integrated. Farther it is necessary for such a measurement that columns or bypasses are sealed via the volume flow errors can arise. Finally, the measurement must be carried out on several Points are repeated and the total measured value inte be grated. The measuring accuracy is such Process at ± 20% since the inflow conditions are not are exactly repeatable. Furthermore, there are disturbances given by environmental influences.
- b) Messung in der Entlüftungsanlage.b) Measurement in the ventilation system.
Bei dieser Art der Messung besteht die Schwierigkeit der Zugänglichkeit und muß nach den Vorschriften der DIN gleichfalls eine Vielpunktmessung durchgeführt werden, da das genaue Strömungsprofil aufgrund der oben genannten Rand bedingungen nicht klar ist. Die DIN 1952 fordert eine ca. 20fache Beruhigungsstrecke des Rohrdurchmessers, was in der Praxis nie gegeben ist und zu hohen Ungenauigkeiten führt.The difficulty is with this type of measurement accessibility and must comply with the requirements of DIN a multi-point measurement can also be carried out since the exact flow profile due to the above edge conditions is not clear. DIN 1952 requires an approx. 20 times the calming distance of the pipe diameter, which in the Practice is never given and leads to high inaccuracies.
- c) Statische Druckmessung am Anschlußstutzen des Ab luftkanals der Entlüftungsanlage.c) Static pressure measurement on the connecting piece of Ab air duct of the ventilation system.
Bei dieser Art der Messung, die Stand der Technik bei Abzugsfunktionsanzeigen ist, ist eine Druckentnahmebohrung am Ende des Anschlußstutzens der Entlüftungsanlage angeord net.With this type of measurement, the state of the art at Trigger function indicators is a pressure tapping hole arranged at the end of the connection piece of the ventilation system net.
Nachteilig bei dieser statischen Druckmessung ist je doch die starke Abhängigkeit von den Anschlußparametern, da sich bei ungünstiger Anordnung Abweichungen von bis zu 100% ergeben können. Derartige ungünstige Anordnungen sind Aus bildungen des Abluftkanals mit Bögen, Bögen mit Versatz, Bögen mit Stellklappe und Bögen mit Versatz und Stellklappe. Das heißt, daß aufgrund der räumlichen Situation die An schlüsse meist strömungsungünstig ausgeführt werden und an der Übergangsstelle zwischen dem Luftsammelkanal des Abzuges und dem Abluftkanal oder Abluftstutzen der Entlüftungsanlage meist Umlenkungen oftmals über mehrere Ebenen sowie Stell klappen vorgesehen sind. Aufgrund der unmittelbaren Nähe der Druckmeßstelle zu diesen Störobjekten treten starke Schwan kungen auf, die bis zu ± 20% erreichen können.This static pressure measurement is disadvantageous but the strong dependence on the connection parameters, because with an unfavorable arrangement deviations of up to 100% can result. Such unfavorable arrangements are out formation of the exhaust air duct with arches, arches with offset, Bows with flap and bows with offset and flap. This means that due to the spatial situation, the An connections are usually carried out with poor flow and the transition point between the fume cupboard and the exhaust duct or exhaust port of the ventilation system mostly diversions often over several levels as well as flaps are provided. Due to the close proximity of the Pressure measuring point for these interference objects occur strong swan that can reach up to ± 20%.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht demgegenüber darin, einen Abzug der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine exakte Messung des Volumenstromes auch bei fehlenden ausreichenden Beruhigungsstrecken und bei ungünstigen An- und Abströmbedingungen möglich ist.The object underlying the invention is in contrast, in a deduction of the type mentioned to be designed so that an exact measurement of the volume flow even if there are insufficient calming sections and unfavorable inflow and outflow conditions is possible.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Aus bildung gelöst, die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben ist.This object is achieved according to the invention by the education solved, specified in the characterizing part of claim 1 is.
Der erfindungsgemäße Abzug ist aufgrund dieser Ausbil dung mit einer anschlußunabhängigen integrierten Meßstelle versehen, mit der er in der Praxis ausgemessen werden kann, wobei mit Hilfe einer in einer Kalibriervorrichtung genom menen Kennlinie aus den Meßwerten der Drucksensoren der Volumenstrom ermittelt werden kann.The deduction according to the invention is due to this training with a connection-independent integrated measuring point with which it can be measured in practice, using a genome in a calibration device characteristic curve from the measured values of the pressure sensors of the Volume flow can be determined.
Besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele einer der artigen Kalibriervorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4.Particularly preferred embodiments of one of the Like calibration device are the subject of claims 2 to 4.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung einer derartigen Kalibriervorrichtung bei dem erfindungs gemäßen Abzug, d. h. ein Arbeitsverfahren, das in Verbindung mit der Verwendung von vorkalibrierten Drucksensoren bei dem erfindungsgemäßen Abzug eine exakte Messung des Volumenstro mes und somit einen konstanten oder geregelten Volumenstrom erlaubt. Die Kalibrierungsvorrichtung kann bei der Herstel lung des Abzuges sowie während Wartungsarbeiten eingesetzt werden.The invention further relates to the use Such a calibration device in the Invention reasonable deduction, d. H. a working process that is related with the use of pre-calibrated pressure sensors in the deduction according to the invention an exact measurement of the volume flow mes and thus a constant or regulated volume flow allowed. The calibration device can be manufactured by the manufacturer trigger and used during maintenance work become.
Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigenThe following are based on the associated drawing particularly preferred embodiments of the invention described in more detail. Show it
Fig. 1 den Luftsammelkanal eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Abzuges mit den daran vorgesehenen Druckmeßstellen, Fig. 1 the air collecting duct of an embodiment of the invention with the trigger provided thereon pressure measuring points,
Fig. 2 den Luftsammelkanal und den daran angeschlosse nen Abluftkanal einer Entlüftungsanlage mit den in herkömmli cher Weise angeordneten Meßstellen, Fig. 2 shows the air collection channel and the attached thereto castle NEN exhaust air duct of a ventilation system with the cher in herkömmli manner arranged measuring points,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines üblichen Abzuges und Fig. 3 is a schematic representation of a conventional deduction and
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung. Fig. 4 shows an embodiment of the calibration device according to the invention.
Ein üblicher Abzug, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, besteht aus einem Gehäuse 1, das auf einem Sockel 9 angeord net ist und an einer Seite offen ist. Im Inneren des Gehäu ses 1 befindet sich der Arbeitsraum 2, der an der offenen Seite des Gehäuses 1 mit einem Schiebefenster 3 geschlossen werden kann. Die Haupteinströmöffnung 4 befindet sich zwi schen der Unterkante des Schiebefensters 3 und der Vorder kante des Gehäuses 1. An der Vorderseite des Gehäuses 1 sind weitere Bypässe für Nebenluft vorgesehen. Der Innenraum 2 des Gehäuses 1 ist über einen Abluftsammelkanal 6 und einen Anschluß mit Stellklappe 7 mit dem Abluftkanal 8 einer Ent lüftungsanlage verbunden.A conventional deduction, as shown in Fig. 3, consists of a housing 1 which is net angeord on a base 9 and is open on one side. Inside the hous ses 1 is the working space 2 , which can be closed on the open side of the housing 1 with a sliding window 3 . The main inflow opening 4 is located between the lower edge of the sliding window 3 and the front edge of the housing 1st Further bypasses for secondary air are provided on the front of the housing 1 . The interior 2 of the housing 1 is connected via an exhaust air collecting duct 6 and a connection with a flap 7 to the exhaust duct 8 of a ventilation system.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, ist der Luftsammelka nal 6 des Abzugs über mindestens zwei Bohrungen 11 oder einen Schlitz mit dem Innenraum 2 des Abzugs verbunden. Auf der gegenüberliegenden Seite ist wenigstens ein Stutzen vorgesehen, mit dem der Luftsammelkanal 6 mit dem Anschluß stutzen der Entlüftungsanlage verbunden ist, in dem sich die Stellklappe 7 befindet.As shown in Fig. 2, the Luftsammelka channel 6 of the trigger is connected to the interior 2 of the trigger via at least two holes 11 or a slot. On the opposite side, at least one nozzle is provided, with which the air collecting duct 6 is connected to the connection of the ventilation system, in which the valve 7 is located.
Gemäß Fig. 2 ist üblicherweise ein zu Drucksensoren führender Druckschlauch 10 mit zwei Standardanschlußstellen zur Druckmessung am Ansaugstutzen der Entlüftungsanlage in der Nähe der Stellklappe 7 vorgesehen, was den Nachteil hat, daß diese Ausbildung der Meßanordnung abhängig von den je weiligen Anschlußverhältnissen der Entlüftungsanlage ist.According to Fig. 2 a leading to pressure sensors pressure hose is usually provided 10 with two standard ports for measuring pressure at the intake of the ventilation system in the vicinity of the butterfly valve 7, which has the disadvantage that this configuration of the measuring arrangement is dependent on the per weiligen terminal ratios of the venting system.
Fig. 1 zeigt den Luftsammelkanal bei einem Ausführungs beispiel des erfindungsgemäßen Abzugs. Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, sind Druckmeßstellen 12 zwischen der An saugseite, d. h. den in den Abzugsinnenraum 2 führenden Boh rungen 11 und der Absaug- oder Abluftseite vorgesehen, die zur Entlüftungsanlage führt. Vorzugsweise sind die Meßstel len 12 nahe an der Ansaugseite angeordnet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Fig. 1 shows the air collection duct in an embodiment example of the trigger according to the invention. As shown in Fig. 1, pressure measuring points 12 are provided between the suction side, that is, the leading into the exhaust interior 2 drilling 11 and the suction or exhaust side, which leads to the ventilation system. Preferably, the Meßstel len 12 are arranged close to the suction side, as shown in Fig. 1.
Die Meßstellen 12 sind insbesondere paarweise angeord net und miteinander verbunden, um Störungen, die durch einen nicht symmetrischen Anschluß oder einen Anschlußbogen oder eine Stellklappe hervorgerufen werden, auszugleichen. An den Meßstellen wird der statische Druck an der Kanalwand abge nommen und integriert an einen Sensor gelegt.The measuring points 12 are in particular in pairs angeord net and connected to each other to compensate for disturbances caused by a non-symmetrical connection or a connecting bend or a butterfly valve. At the measuring points, the static pressure on the duct wall is removed and integrated into a sensor.
Aufgrund des herrschenden Unterdrucks im Luftsammelka nal strömt über die Bypässe saubere Laborluft nach, so daß weder durch Diffusion noch durch die Luftströmung Schadstof fe an die Sensoren gelangen können, die den Meßstellen zu geordnet sind. Da gemäß der Erfindung die Meßstellen im Luftsammelkanal und nicht im Abluftstutzen der Entlüftungs anlage vorgesehen sind, erfolgt ein Druckausgleich und wer den Störungen aufgrund unterschiedlicher Anschlüsse ausge glichen.Due to the negative pressure prevailing in the air collector nal clean air flows in through the bypasses, so that neither by diffusion nor by the air flow pollutant fe can get to the sensors that lead to the measuring points are ordered. Since according to the invention the measuring points in Air collection duct and not in the exhaust port of the ventilation system are provided, pressure equalization takes place and who the malfunctions due to different connections like.
Durch die in Fig. 1 dargestellte Ausbildung gemäß der Erfindung ist eine von den durch die jeweilige Anschlußsituation bedingten Strömungen unabhängige Messung möglich.The configuration according to the invention shown in FIG. 1 enables a measurement that is independent of the flows caused by the respective connection situation.
Die Messung kann mit einem Drucksensor oder einem Durchflußsensor erfolgen, die Wanddurchlaßbohrungen der Druckmeßstellen 12 sind im Inneren bündig ausgebildet und haben beispielsweise einen Durchmesser von ca. 1 bis 1,5 mm.The measurement can be carried out with a pressure sensor or a flow sensor, the wall passage bores of the pressure measuring points 12 are flush on the inside and have, for example, a diameter of approximately 1 to 1.5 mm.
Zur Eichung wird in einer kalibrierten Meßstrecke oder in einer Kalibriervorrichtung pro Abzugtyp ein Diagramm bzw. eine Kennlinie ermittelt, über die in der Praxis aus dem gemessenen Druckwert der Volumenstrom bestimmt werden kann.Calibration is carried out in a calibrated measuring section or in a calibration device for each trigger type a diagram or a characteristic curve is determined over which in practice from the measured pressure value the volume flow can be determined.
Aufgrund der niedrigen Meßwerte sind zur Kalibrierung üblicherweise hochgenaue Meßgeräte mit niedrigen Hysterese werten erforderlich, die für die Anwendung als stationäres Überwachungsgerät am Abzug mit zu hohen Kosten verbunden sind. Due to the low measured values are for calibration Usually high-precision measuring devices with low hysteresis values required for use as a stationary Trigger on the trigger associated with excessive costs are.
Einfachere mit geringeren Kosten verbundene Meßfühler benötigen andererseits aufgrund ihrer Fertigungstoleranzen und aufgrund ihrer Bauart eine Kalibrierung. Diese Kalibrie rung kann in der Praxis an eingebauten Abzügen nicht erfol gen, da der logistische Aufwand und die erforderliche Wie derholgenauigkeit mit wirtschaftlichen Mitteln nicht er reichbar sind.Simpler, lower cost sensors on the other hand, due to their manufacturing tolerances and due to their design a calibration. This calibration In practice, built-in fume cupboards cannot be used because the logistical effort and the necessary how fetching accuracy with economic means not he are reachable.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungs gemäßen Kalibriervorrichtung dargestellt, die für diesen Zweck eingesetzt werden kann und leicht zu handhaben und transportfähig ist, so daß sie sowohl bei der Fertigung eines Abzuges zur Vorkalibrierung als auch vor Ort am einge bauten Abzug bei Wartungsarbeiten eingesetzt werden kann. Bei Messungen direkt am Abzug ergeben sich Druck- und Durch flußwerte mit hoher Genauigkeit.In Fig. 4 an embodiment of a calibration device according to the Invention is shown, which can be used for this purpose and is easy to handle and transportable, so that it is used both in the manufacture of a trigger for pre-calibration and on site at the built-in trigger for maintenance work can be. Measurements directly on the fume cupboard result in pressure and flow values with high accuracy.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kalibriervorrichtung besteht im wesentli chen aus einem PVC-Rohr 13, das auf einer Grundplatte 14 angebracht ist und an einer Seite mit einem Druckluftan schluß 16 versehen ist. Ausgehend vom Druckluftanschluß 16 sind im PVC-Rohr ein Druckregler 15, ein Meßfühler 19 mit einem angeschlossenen Anemometer oder Schwebekörperdurch flußmesser 17 und eine Sensoreinbaustelle für einen zu kali brierenden Sensor 20 mit angeschlossener Abzugsfunktions anzeige in dieser Reihenfolge angeordnet. Das Rohr weist eine etwa 30- bis 50fache Beruhigungsstrecke auf. Der Druckregler 15 kann einen Druckminderer und ein Nadeldosier ventil umfassen.The embodiment shown in Fig. 4 of the calibration device according to the invention consists in wesentli Chen from a PVC pipe 13 which is attached to a base plate 14 and on one side with a Druckluftan circuit 16 is provided. Starting from the compressed air connection 16 , a pressure regulator 15 , a sensor 19 with a connected anemometer or float flow meter 17 and a sensor installation site for a sensor 20 to be calibrated with a connected trigger function display are arranged in this order in the PVC pipe. The tube has a 30 to 50 times calming distance. The pressure regulator 15 may include a pressure reducer and a needle metering valve.
Als Arbeitsmedium für die Kalibriervorrichtung wird lediglich Druckluft benötigt, die nur einen Mindestdruck aufweisen muß, da ein Überdruck mittels des Druckminderers ausgeregelt wird. Mit Hilfe eines Nadeldosierventils erfolgt eine äußerst präzise Einstellung. Die Messung erfolgt mit einem kalibrierten Durchflußmesser 17, bei Bedarf mit einem kalibrierten Strömungsineßgerät. Aufgrund der sehr langen Beruhigungsstrecke gibt es keine Einflüsse aus den Aufstell bedingungen.All that is required as the working medium for the calibration device is compressed air, which only has to have a minimum pressure, since an excess pressure is corrected by means of the pressure reducer. An extremely precise setting is carried out with the help of a needle metering valve. The measurement is carried out with a calibrated flow meter 17 , if necessary with a calibrated flow meter. Due to the very long calming section, there are no influences from the installation conditions.
Mit der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung ist eine exakte Kalibrierung möglich.An exact calibration is possible with the device shown in FIG. 4.
Die Einstellungen der Luftmengen an einem Abzug erfolgt an der Baustelle mit einem genauen Druckanemometer. Die Richtigkeit dieser Einstellung kann dann mittels der bereits vorkalibrierten Sensoren auf die Einhaltung des oberen und unteren Grenzwertes überprüft werden. In regelmäßigen Ab ständen kann dann eine Nachkalibrierung mit der Kalibrier vorrichtung erfolgen, um Einflüsse von Alterungsvorgängen an den Sensoren oder ähnliche Einflüsse abzugleichen.The air volume settings are made on a fume cupboard at the construction site with an accurate pressure anemometer. The The correctness of this setting can then be checked using the precalibrated sensors for compliance with the upper and lower limit are checked. In regular intervals can then be recalibrated with the calibration device to take account of influences of aging processes the sensors or similar influences.
Die Verwendung einer derartigen Kalibriervorrichtung in Verbindung mit einem Abzug mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Druckmeßstellen bietet einen hohen Sicher heitsstandard, der mit niedrigen Investitionskosten und niedrigen Wartungskosten verbunden ist. Die Fertigungstole ranzen der Sensoren können insbesondere relativ hoch gewählt werden, wichtig ist lediglich eine niedrige Hysterese der Sensoren zwischen den einzelnen Schaltpunkten (min. und max. Grenzwerte).The use of such a calibration device in connection with a fume cupboard with the arrangement of the pressure measuring points shown in FIG. 1 offers a high safety standard, which is associated with low investment costs and low maintenance costs. The manufacturing tolerances of the sensors can in particular be chosen to be relatively high, the only important thing is a low hysteresis of the sensors between the individual switching points (min. And max. Limit values).
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Probestutzen für die Sensoren doppelt, also redundant vorzusehen. Auch können die Sensoren an anderen Stellen im Luftsammelkanal 6 angeordnet werden, als es in Fig. 1 dargestellt ist. Die Querschnitte der Dauersensoren können größer gewählt werden, so daß sich die vorkommenden Durchflußwerte erhöhen und Sensoren mit höheren Durchflußwerten eingesetzt werden kön nen, die mit geringeren Kosten verbunden und robuster sind. It is also possible to provide the test socket for the sensors twice, ie redundantly. The sensors can also be arranged at other locations in the air collection duct 6 than is shown in FIG. 1. The cross sections of the continuous sensors can be chosen larger, so that the occurring flow values increase and sensors with higher flow values can be used, which are associated with lower costs and are more robust.
Die zusätzlich vorgesehene zweite, genauere Meßstelle dient dann zur Überprüfung des Abzuges bei der Inbetriebnahme und der Wartung und zur kontinuierlichen Überprüfung der einge stellten Grenzwerte. Aufgrund der beiden unabhängigen Meß stellen ist darüber hinaus eine gegenseitige Überprüfung möglich.The additionally provided second, more precise measuring point serves then to check the deduction during commissioning and maintenance and for continuous checking of the set limits. Due to the two independent measuring is also a mutual review possible.
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