DE4242444A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvolumenzählers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvolumenzählers in einer Rohrleitung sowie eine entsprechende Vorrichtung.

In Rohrleitungen, in denen ein Fluid, insbesondere eine Flüssigkeit strömt, ist häufig ein Durchflußvolumenzähler angeordnet, der das Volumen der durchströmenden Flüssigkeit anzeigt. Um eine ausreichende Anzeigegenauigkeit zu ge­ währleisten, ist es in gewissen Zeitabständen notwendig, die Funktion des Durchflußvolumenzählers zu überprüfen und dessen Anzeige zu justieren und zu eichen. Zur Prüfung und Eichung von Durchflußvolumenzählern ist es bekannt, kalibrierte Meßgefäße zu verwenden, in die die Flüssigkeit hineinläuft, nachdem sie den zu prüfenden Durchflußvolumen­ zähler durchströmt hat. Da das Volumen des Meßgefäßes exakt bekannt ist, kann über einen Vergleich der im Meßge­ fäß befindlichen Flüssigkeitsmenge mit der Anzeige des Durchflußvolumenzählers dessen Anzeigegenauigkeit überprüft werden.

Bei einem derartigen Verfahren treten jedoch relativ große Vergasungsverluste auf und es sind große Prüfmengen not­ wendig, um eine ausreichende Prüfgenauigkeit zu erzielen.

Gemäß einem weiteren Verfahren ist es bekannt, in die Rohrleitung des zu prüfenden Durchflußvolumenzählers eine Rohrprüfschleife einzuschalten. In die Rohrprüfschleife wird ein dichtend geführtes Element, ein sogenannter Molch, eingesetzt, der von der Strömung der Flüssigkeit entlang einer vorbestimmten Strecke bewegt wird, die ein bekanntes Meßvolumen aufweist. Der Molch überfährt dabei einen Ein­ schalt- und einen Ausschaltkontakt, wobei die zwischen den Kontakten durchfahrene Strecke das Meßvolumen darstellt. In der Zeitspanne zwischen dem vom Einschaltkontakt abge­ gebenen Messungs-Start-Impuls und dem von dem Ausschalt­ kontakt abgegebenen Messungs-Stop-Impuls wird die durch die Rohrleitung strömende Flüssigkeitsmenge mittels des zu prüfenden Durchflußvolumenzählers gemessen und dessen Meßergebnis mit dem Meßvolumen der Rohrprüfschleife ver­ glichen.

Die Verwendung einer Rohrprüfschleife mit einem Molch ist aufgrund ihrer erforderlichen Abmessungen und dem zur Erzielung einer ausreichenden Prüfgenauigkeit not­ wendigen Meßvolumen sehr aufwendig und insbesondere für kleinere Rohrleitungsanlagen nicht geeignet.

Es ist des weiteren eine sogenannte Rohrprüfstrecke bekannt, die einen Meßzylinder und einen in diesem verschiebbaren Kolben umfaßt. Die Rohrprüfstrecke wird ebenfalls in der Rohrleitung des zu überprüfenden Durchflußvolumenzählers angeordnet und von der Flüssigkeit durchströmt, wodurch der Meßkolben entlang dem Meßzylinder, der ein vorbekann­ tes Volumen aufweist, verschoben wird. An dem Meßkolben sind Markierungen angebracht, die mittels eines Sensors erfaßt werden können und den Beginn und das Ende einer Messung auslösen. Dieses Prüfverfahren ist insbesondere vorteilhaft in Verbindung mit zu überprüfenden Durch­ flußvolumenzählern, die als Impulszähler ausgebildet sind, da die Erfassung der Markierungen und der Impulse des Durchflußvolumenzählers in einer gemeinsamen Rechner­ einheit verarbeitet werden können.

Jedoch geben insbesondere Durchflußvolumenzähler älterer Bauart, wie sie in der Praxis noch vielfach Verwendung finden, nur etwa ein bis maximal zwei Impulse pro Liter durchströmender Flüssigkeit ab. Es hat sich gezeigt, daß diese Impulsanzahl zu gering ist, um in wirtschaftlich vertretbarer Weise ein genaues Prüfergebnis zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvolumenzählers in einer Rohrleitung sowie eine entsprechende Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der unabhängig von der Art des zu überprüfenden Durchflußvolumenzählers eine schnelle und genaue Prüfung des Durchflußvolumens zu erzie­ len ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens dadurch gelöst, daß dem zu prüfenden Durchflußvolumenzähler eine Prüfvorrichtung vor- oder nachgeschaltet wird, die eine Rohrprüfschleife oder -strecke, in der das strömende Fluid ein dichtend geführtes Kolbenelement entlang einer vorbe­ kannten Meßvolumen-Strecke verdrängt, und einen Referenz- Durchflußvolumenzähler aufweist, der Referenzzähler mit Hilfe der Rohrprüfschleife oder -strecke in zumindest einem Meßzyklus abgeglichen wird und in einer anschließenden Messung das von dem zu prüfenden Durchflußvolumen­ zähler ermittelte Durchflußvolumen mit dem von dem ab­ geglichenen Referenzzähler ermittelten Durchflußvolumen verglichen wird.

Die Rohrprüfschleife bzw. -strecke wird erfindungsgemäß somit nicht dazu verwendet, das Durchflußvolumen des zu überprüfenden Durchflußvolumenzählers zu bestimmen, sondern sie dient dazu, den Referenzzähler, der vorzugs­ weise ein Impulszähler ist und eine hohe Impulsfrequenz, beispielsweise mehr als drei Impulse pro Liter durch­ strömenden Fluids, aufweist, zu überprüfen und abzugleichen. Dazu können mehrere Meßzyklen nacheinander ausgeführt werden. In bevorzugter Ausgestaltung weist die Rohrprüf­ schleife bzw. -strecke einen Meßzylinder und einen darin dichtend geführten Meßkolben auf, der zwischen zwei Mar­ kierungspunkten ein vorbestimmtes Volumen überstreicht. Sobald der erste Markierungspunkt von einem Sensor er­ faßt wird, wird ein Messungs-Start-Impuls gegeben, wobei die Messung solange abläuft, bis der Sensor infolge der Erfassung des zweiten Markierungspunktes ein Messungs- Stop-Impuls erzeugt.

In jedem Meßzyklus kann durch einen Vergleich des vor­ bekannten Meßvolumens der Rohrprüfschleife bzw. -strecke mit der in der Zeitspanne zwischen dem Messungs-Start- Impuls und dem Messungs-Stop-Impuls erfaßten Impulse des Referenzzählers dessen Zählgenauigkeit ermittelt und ein Impulsfaktor errechnet werden, der angibt, welches Durchflußvolumen einem Impuls des Referenzzählers ent­ spricht.

Vorzugsweise sollten mehrere Meßzyklen unabhängig vonein­ ander durchgeführt werden und der weiteren Prüfung ein Mittelwert der sich aus den Meßzyklen ergebenden Impuls- Faktoren zugrundegelegt werden, wodurch die Genauigkeit der Prüfung und Eichung erhöht ist. Am Ende des Abgleichs kann durch Eingabe des ermittelten Impulsfaktors des Refe­ renzzählers in die nachgeschaltete Rechnereinheit sicher­ gestellt werden, daß der Referenzzähler das Durchflußvo­ lumen praktisch fehlerfrei erfaßt, so daß dieser im Sinne der eichtechnischen Bestimmungen als Normal gelten kann.

In einem daran anschließenden Verfahrensschritt läßt man wiederum Flüssigkeit durch den zu überprüfenden Durchfluß­ volumenzähler und den Referenzzähler hindurchströmen, wobei der von dem Referenzzähler erfaßt exakte Wert mit dem vom zu überprüfenden Durchflußvolumenzähler erfaßten Wert verglichen wird. Auf diese Weise läßt sich der Meß­ fehler des zu überprüfenden Durchflußvolumenzählers schnell und in einfacher Weise mit hoher Genauigkeit bestimmen, wobei die Prüfung und Eichung insbesondere von der Art des zu überprüfenden Durchflußvolumenzählers unabhängig ist.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch einen Referenz-Durchflußvolumenzähler gelöst, der der Rohrprüf­ schleife oder -strecke unmittelbar vor- oder nachgeschal­ tet ist. Der Referenzzähler, der als Impulszähler mit hoher Impulsfrequenz ausgebildet ist, kann mittels der Rohrprüfschleife bzw. -strecke mit hoher Genauigkeit ab­ geglichen werden und ermöglicht dann einen direkten Ver­ gleich mit dem zu überprüfenden Durchflußvolumenzähler.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich, die eine schema­ tische Darstellung der Vorrichtung zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvolumenzählers in einer Rohrleitung zeigt.

In einer Rohrleitung 21 ist ein zu überprüfender Durch­ flußvolumenzähler 20 angeordnet, der gemäß der Zeichnung als Impulszähler ausgestaltet ist und über eine Datenlei­ tung 22 Impulssignale an eine nicht dargestellte Rechner­ einheit abgibt, in der die Impulssignale erfaßt und weiter­ verarbeitet werden.

In Strömungsrichtung hinter dem zu überprüfenden Durch­ flußvolumenzähler 20 ist eine Prüfvorrichtung 11 in der Rohrleitung 21 angeordnet, die einen Referenzzähler 12 und eine nachgeschaltete Rohrprüfstrecke 30 aufweist. Der Referenzzähler 12 ist als Impulszähler mit einer hohen Impulsfrequenz von mehr als drei Impulsen pro Liter durch­ strömender Flüssigkeit ausgestaltet und steht über eine Datenleitung 13 mit einem Prüfrechner 14 in Verbindung, der wiederum über eine Datenleitung 15 an eine nicht dargestellte Anzeigevorrichtung angeschlossen ist.

Die Rohrprüfstrecke 30 weist einen Meßzylinder 31 auf, der an seinem einen Ende über einen Einlaufkanal 35 mit dem an den Referenzzähler 12 anschließenden Leitungsab­ schnitt in Verbindung steht und an seinem anderen Ende über einen Auslaufkanal 36 mit einem stromab gelegenen Bereich der Leitung 21, der nicht dargestellt ist, verbunden ist. Der Einlaufkanal 35 und der Auslaufkanal 36 stehen über einen Bypasskanal 37 in Verbindung, in dem ein Ventil 38 angeordnet ist, das den Bypasskanal 37 wahlweise ver­ schließen oder freigeben kann.

Mittels nicht näher dargestellter Meßvorrichtungen 39 und 40 können die Temperatur und der Druck der in der Leitung 21 strömenden Flüssigkeit gemessen und entsprechende Datensignale an den Prüfrechner 14 abgegeben werden.

In dem Innenraum 33 des Meßzylinders 31 ist ein Meßkolben 32 verschiebbar gelagert, dessen Außenfläche direkt an der Innenwandung des Meßzylinders 31 anliegt. Auf der Kolbenstange 32c sind im Abstand voneinander zwei Markie­ rungen 32a und 32b angebracht, die bei Bewegung des Meß­ kolbens 32 an einem am Ende des Meßzylinders 31 angeord­ neten Sensor 41 vorbeigeführt werden, der die Markie­ rungen erfaßt und ein entsprechendes Signal über eine Datenleitung 41a an den Prüfrechner 14 abgibt.

In der Wandung des Innenraums 33 des Meßzylinders 31 sind in den jeweiligen Endabschnitten Durchbrüche 34a und 34b ausgebildet, die eine Flüssigkeitsströmung von dem Ein­ laufkanal 35 über den Innenraum 33 zu dem Auslaufkanal 36 zulassen, wenn sich der Meßkolben 32 in einer seiner axialen Endstellungen befindet, wie es beispielsweise in der Zeichnung dargestellt ist.

Im folgenden soll das Verfahren zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvolumenzählers im einzelnen beschrieben werden.

In einer ersten Verfahrensstufe wird der Referenzzähler 12 abgeglichen bzw. normiert. In der in der Figur dar­ gestellten Ausgangsstellung der Vorrichtung befindet sich der Meßkolben 32 in seiner linken, stromauf liegenden Endstellung und das Ventil 38 ist geöffnet. Somit kann die in der Leitung 21 strömende Flüssigkeit von dem Einlaufkanal 35 sowohl über den Bypasskanal 37 als auch über die Durchbrüche 34a, den Innenraum 33 des Meßzylin­ ders 31 und die Durchbrüche 34b in den Auslaufkanal 36 fließen. Der Referenzzähler 12 gibt zwar Impulse über die Datenleitung 13 an den Prüfrechner 14 ab, diese werden jedoch noch nicht gezählt.

Anschließend wird das Ventil 38 geschlossen, wodurch die Flüssigkeit nicht mehr durch den Bypass-Kanal 37 strömen kann. Es findet jedoch weiterhin eine Strömung durch den Innenraum 33 des Meßzylinders 32 statt.

Der Meßkolben 32 wird daraufhin mittels einer äußeren Kraft, beispielsweise von einer Antriebseinrichtung oder einer Feder, gemäß der Zeichnung nach rechts verschoben, bis er die Durchbrüche 34a verschließt bzw. über diese hinweg geschoben ist. Diese Stellung entspricht der Start­ stellung eines Meßzyklus. Die auf der Kolbenstange 32c angebrachte Markierung 32b befindet sich dabei nahe dem Sensor 41 und wird von diesem erfaßt. Der Sensor 41 gibt über die Datenleitung 41a ein Messungs-Start-Impuls an den Prüfrechner 14, woraufhin dieser beginnt, die von dem Referenzzähler 12 empfangenen Impulse zu zählen.

Die in der Leitung 21 strömende Flüssigkeit drückt den Meßkolben 32 entlang dem Innenraum 33 des Meßzylinders 31, bis der Meßkolben 32 die am anderen Ende ausgebil­ deten Durchbrüche 34b erreicht. In dieser Stellung befin­ det sich die weitere Markierung 32a auf der Kolbenstange 32c nahe dem Sensor 41 und wird von diesem erfaßt. Der Sensor 4I gibt über die Datenleitung 41a ein Messungs- Stop-Impuls an den Prüfrechner, woraufhin dieser das Zählen der von dem Referenzzähler 12 empfangenen Impulse beendet Das Volumen des Innenraums 33 zwischen den Durchbrüchen 34a und 34b, d. h. das Volumen, das der Meßkolben 32 während der Messung durchläuft, ist bekannt. Aus der während des Meßzyklus empfangenen Anzahl von Impulsen des Referenz­ zählers 12 läßt sich somit mit Hilfe des Prüfrechners 14 ein Impulsfaktor ermitteln, der angibt, welches Flüssigkeitsvolumen pro Impuls durch den Referenzzähler 12 geströmt ist.

Nachdem ein Meßzyklus beendet ist, wird die Vorrichtung wieder in die in der Zeichnung gezeigte Ausgangsstellung gebracht und es wird ein weiterer Meßzyklus durchgeführt, der zu einem gegebenenfalls abweichenden Impulsfaktor für den Referenzzähler 12 führt. Aus mehreren, auf diese Weise ermittelten Impulsfaktoren läßt sich der Mittelwert bilden, der der weiteren Prüfung zugrundegelegt wird.

In diesem Verfahrensstadium kann davon ausgegangen werden, daß der Referenzzähler 12 im Sinne der eichtechnischen Bestimmungen das durch die Leitung 21 strömende Durch­ flußvolumen exakt erfaßt.

Zur Prüfung und Eichung des zu überprüfenden Durchfluß­ volumenzählers 20 werden anschließend über eine vorbe­ stimmte Zeitspanne einerseits die Impulse des Durchfluß­ volumenzählers 20 und andererseits die Impulse des Re­ ferenzzählers 12 unabhängig voneinander erfaßt. Das von dem Durchflußvolumenzähler 12 bzw. der nachgeschalteten Rechnereinheit ermittelte und angezeigte Durchflußvolumen wird mit dem aus der Anzahl der Impulse des Referenzzählers 12 durch Multiplikation mit dem zuvor ermittelten Impuls­ faktor ermittelten Referenz-Durchflußvolumen verglichen. Da auf diese Weise bei der eigentlichen Prüfung des Durch­ flußvolumenzählers 20 die Rohrprüfstrecke 30 außer Funktion bleibt und nur ein Vergleich mit dem Referenzzähler 12 durchgeführt wird, kann die Prüfung über einen beliebig langen Zeitraum durchgeführt werden, so daß eventuell vorhandene Abweichungen des zu überprüfenden Durchflußvo­ lumenzählers 20 mit hoher Genauigkeit ermittelt werden können.

Claims (11)

1. Verfahren zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvolumen­ zählers in einer Rohrleitung, wobei dem zu prüfenden Durchflußvolumenzähler eine Prüfvorrichtung vor- oder nachgeschaltet wird, die eine Rohrprüfschleife oder -strecke, in der das strömende Fluid ein dichtend geführ­ tes Kolbenelement entlang einer vorbekannten Meßvolumen- Strecke verdrängt, und einen Referenz-Durchflußvolumen­ zähler aufweist, der Referenzzähler mit Hilfe der Rohrprüfschleife oder -strecke in zumindest einem Meßzyklus abgeglichen wird und in einer anschließenden Messung das von dem zu prüfenden Durchflußvolumenzähler ermittelte Durch­ flußvolumen mit dem von dem abgeglichenen Referenzzäh­ ler ermittelten Durchflußvolumen verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrprüfschleife oder -strecke (30) einen Meßzylinder (31) und einen darin dichtend geführten Meßkolben (32) aufweist, der zwischen zwei Markierungs­ punkten (32a, 32b) ein vorbestimmtes Volumen über­ streicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Markierungspunkt (32b) ein Messungs- Start-Impuls und am zweiten Markierungspunkt (32a) ein Messungs-Stop-Impuls erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzzähler (12) ein Im­ pulszähler ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzzähler (12) mehr als drei Impulse pro Liter durchströmenden Fluids abgibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem vorbekannten Meßvolumen der Rohrprüfschleife bzw. -strecke (30), der zwischen dem Messungs-Start-Impuls und dem Messungs-Stop-Impuls verstrichenen Zeit und der in dieser Zeitspanne empfan­ genen Impulse des Referenzzählers (12) ein Impuls­ faktor ermittelt wird, der für den Referenzzähler (12) das Durchflußvolumen pro Impuls angibt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgleichen des Referenzzählers (12) mehrere Meßzyklen durchgeführt werden und der sich aus den Ergebnissen ergebende Mittelwert der weiteren Prüfung zugrundegelegt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzzähler (12) in der Zuführungsleitung der Rohrprüfschleife oder -strecke (30) angeordnet ist.

9. Vorrichtung zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvo­ lumenzählers in einer Rohrleitung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer Rohrprüfschleife oder -strecke, in der das strömende Fluid ein dichtend geführtes Kolbenelement entlang einer vorbekannten Meßvolumen- Strecke verdrängt, gekennzeichnet durch einen Referenz- Durchflußvolumenzähler (12) der der Rohrprüfschleife oder -strecke (30) unmittelbar vor- oder nachgeschaltet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzzähler (12) ein Impulszähler ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzzähler (12) mehr als drei Impulse pro Liter durchströmenden Fluids abgibt.