DK153344B - Fremgangsmaade og apparat til bestemmelse af maengden af et fluidum - Google Patents

Description

DK 153344 B

o 1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til kontinuerlig bestemmelse af parametre, såsom massefylde, volumenstrøm og/eller massen af et strømmende, eventuelt luftholdigt fluidum, såsom mælk, hvorved fluidet ledes gennem et målesystem, der omfat-

O

ter en massefyldemåler af den art, der indeholder en strålingskilde og en strålingsdetektor placeret over for hinanden og på hver side af et rørstykke, som gennemstrømmes af fluidet, og/eller en volumenstrømsmåler, og hvor massefyldemåleren Ί0 og/eller volumenstrømsmåleren afgiver målesignaler, der af hænger af henholdsvis massefylde og volumenstrøm af det gen-nemstrømmende fluidum, hvilke målesignaler i form af elektriske signaler behandles i kredsløb til evaluering af målesignalerne, hvorefter resultaterne af evalueringen vises på visningsor-15 ganer, såsom et digitalt display og/eller en printer, der angiver parametrene, f.eks. massen, af det gennemstrømmede fluidum.

Fra US patentskrift nr. 4.359.638 er det kendt, at beregne 2Q massestrømmen af et materiale ved anvendelse af en kombination af en massefyldemåler og en måling af strømningshastigheden. Ved måling på luftholdige fluider, såsom mælk, der overføres fra en landmands køletank til en mælketankvogn, er det imidlertid et problem at opnå en tilfredsstillende 25 målenøjagtighed.

For at opnå en forbedret målenøjagtighed foreslås det ifølge opfindelsen at fluidet inklusive eventuel medreven luft ledes med en rotation gennem målesystemet, hvilken rotation har 30 en rotationsakse, der i det væsentlige er sammenfaldende med centerlinien for målesystemets gennemløbsrør. Derved opnår man en veldefineret fordeling af fluidum og luft, idet det tungere fluidum naturligt vil samle sig langs indersiden af målesystemets gennemstrømningsrør, medens den medrevne luft 35 fortrinsvis vil ligge i midten af røret.

Opfindelsen angår endvidere et apparat til udøvelse af fremgangsmåden med et målesystem, der omfatter en massefyldemåler og/eller en volumenstrømsmåler samt elektrisk måleudstyr og 2

O

DK 153344 B

er der foran målesystemet - set i fluidets strømningsretning - indrettet organer til at tilvejebringe en rotation af det strømmende fluidum med en rotationsakse, der i det væsentlige er sammenfaldende med centerlinien for målesystemets gennem-5 løbsrør. Fortrinsvis kan organerne til tilvejebringelse af rotationen være udformet som et krumt rørstykke, f.eks. således at rørstykkets centerlinie i hovedsagen følger en del af en skruelinie, fortrinsvis 3/4 omdrejning af en sådan skruelinie. Det er klart, at et sådant skruelinieformet rørstykke kan gøres længere, men erfaringen har vist, at ca. 3/4 omdrejning er tilstrækkeligt ved de sædvanligvis anvendte strømningshastigheder. Ifølge opfindelsen kan organerne til tilvejebringelse af rotationen alternativt være ledeplader, som er indbygget i et i hovedsagen retlinet tilgangsrør til målesystemet eller 15 en cyklon eller et motordrevet rotationsarrangement, såsom et indbygget motordrevet skovlhjul, eller roterbart rørstykke med indvendigt monterede skovle, eller anden form for mekanisk omrøring.

20

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en foretrukken udførelsesform for et apparat ifølge opfindelsen, 25 fig. 2 en anden udførelsesform af et apparat ifølge opfindelsen, fig. 3 og 4 yderligere udførelsesformer for et apparat ifølge opfindelsen, og 30 fig. 5 et snit gennem en udførelsesform for en massefyldemåler i apparatet i fig. 1 langs linien V - V.

I fig. 1 ses en foretrukken udførelsesform af et apparat ifølge 35 opfindelsen. Apparatet omfatter et indløb 11, der fortsætter i et såkaldt hvirvelrør 12, clamp-ringe 13, en beregningsenhed 14, en massefyldemåler 15, en flow-måler 16, en kontraventil 17, en clamp-ring 18, en kravestuds 19, et reduktionsrør 20 oq et udløbsrør 22. Apparatet kan være forsynet med

O

3

DK 153344 B

vandret indløb og udløb, således som det er vist med fuldt optrukken streg på tegningen, eller alternativt med lodret indløb og/eller udløb, som vist med punkteret streg. Hvirvelrøret 12 kan f.eks. være sammensat af tre 90° standardrørbøj-5 ninger, der er tilskåret og sammensvejst, således at de danner en ca. 270° omdrejning af en skruelinie. Rørbøjningernes krumningsradier bør vælges så små som mulige, fortrinsvis således at krumningsradius af rørstykkets centerlinie er mindre end eller lig med rørdiameteren. Hvirvelrøret afsluttes med en 1Q nedadrettet rørbøjning, der med clamp-ringen 13 er monteret på massefyldemåleren 15. Massefyldemåleren er af den art, der omfatter en strålingskilde og en strålingsdetektor placeret over for hinanden på hver side af det rørstykke, som gennemstrømmes af fluidet. En foretrukken udførelsesform af 15 massefyldemåleren vil blive nærmere omtalt i det følgende. Volumenstrømsmåleren 16 kan være en elektromagnetisk flow-måler, som er særdeles velegnet ved måling på mælk. Ved måling på ikke-ledende væsker må der anvendes en anden form for volumenstrømmåler. Begge målere indgår som vist i en lodret 20 rørstreng og det fluidum, der skal måles på, sendes ind for oven gennem hvirvelrøret 12. Massefyldemåleren 15 og volumenstrømsmåleren 16 afgiver elektriske impulser til den elektroniske beregningsenhed 14, som kan vise massen af det gennemstrømmede fluidum.

25

Massefyldemåleren 15 består i en foretrukken udførelsesform af et kraftigt rørstykke 21, fortrinsvis i rustfrit stål.

I rørstykkets væg er monteret en strålingskilde 39, f.eks. som vist i fig. 5 . Diametralt over for strålingskilden 39 30 er monteret en strålingsdetektor 38, fortrinsvis et PM-rør.

Da massefyldemåleren er beregnet til måling på fødevarer, er strålingskilde og strålingsdetektor aflukket tryktæt i forhold til det gennemstrømmende fluidum. I massefyldemåleren 15 er der i den foretrukne udførelsesform indbygget elektro-35 niske kredsløb til stabilisering af PM-røret, fortrinsvis i form af et spektrumstabiliserende kredsløb. Endvidere kan der med fordel være indrettet en temperaturstabilisering af

O

4

DK 153344 B

PM-røret. Fortrinsvis monteres disse kredsløb på standard-printplader som monteres ved siden af PM-røret. Printkort og PM-rør er omgivet og beskyttet af et skærmende hus 43.

5 Beregningsenheden 14 er i en foretrukken udførelsesform indrettet til at tælle impulser, som tilføres via ledninger 24 og 26, fra henholdsvis massefyldemåler og flow-måler og indeholder en mikroprocessor i form af en CPU med tilhørende RAM-lager og programmerbar ROM*er, fortrinsvis EPROM'er til 10 beregning af de ønskede parametre, såsom massen af det overførte fluidum.

På grund af det skruelinieformede tilgangsrør, også kaldet hvirvelrøret 12, vil fluidet have en rotation, når det fort-15 sætter sin strømning gennem målesystemet 15, 16. Apparatet er beregnet til at samvirke med en pumpe, som typisk har en kapacitet på fra 10 til 80 m /min., således at fluidet har en betragtelig hastighed gennem målesystemet , som typisk har en indvendig diameter på ca. 60 mm. Et luftholdigt fluidum 2o vil efter at have passeret hvirvelrøret fordele sig, som antydet i fig. 5 , langs indersiden af rørstykket 21 i målesystemet. Herved fås en veldefineret fordeling af fluidet, og dette bevirker en væsentlig forbedring af målenøjagtigheden. Uden denne styrede rotation kunne fluidet under uheldige om-25 stændigheder samle sig i den ene side af målerøret og løbe ned uden at komme ind i det egentlige måleområde, dvs. det område, som bestråles af kilden 39 og hvorfra strålingen kan detekteres af PM-røret, og uden at komme i kontakt med elektroderne i flow-måleren 16, der fortrinsvis er af den elek-30 tromagnetiske type.

Fig. 2 viser en anden udførelsesform af. Jivir.3Z.elrøret 12, hvor rotationen af fluidet opnås ved hjælp af en eller flere skrå ledefinner 32, som er 'indbygget i et i øvrigt retlinet rør.

Det må være klart, at det ligger inden for opfindelsens rammer, at tilvejebringe rotationen på anden måde, f.eks. med en 35

Claims (9)

1. Fremgangsmåde til kontinuerlig bestemmelse af parametre, 25 såsom massefylde, volumenstrøm og/eller massen af et strømmende, eventuelt luftholdigt fluidum, såsom mælk, hvorved fluidet ledes gennem et målesystem, der omfatter en massefyldemåler af den art, der indeholder en strålingskilde og en strålingsdetektor placeret over for hinanden og på hver side af et 30 rørstykke, som gennemstrømmes af fluidet, og/eller en volumenstrømsmåler, og hvor massefyldemåleren og/eller volumenstrømsmåleren afgiver målesignaler, der afhænger af henholdsvis massefylde og volumenstrøm af det gennemstrømmende fluidum, hvilke målesignaler i form af elektriske signaler behandles 35 i kredsløb til evaluering af målesignalerne, hvorefter resultaterne af evalueringen vises på visningsorganer, såsom et digitalt display og/eller en printer, der angiver parametrene, DK 153344B f.eks. massen, af det gennemstrømmede fluidum, kendetegnet ved, at fluidet inklusive eventuel medreven luft ledes med en rotation gennem målesystemet, hvilken rotation' har en rotationsakse, der i det væsentlige er sammenfaldende med centerlinien for målesystemets gennemløbsrør.

2. Apparat til udøvelse af fremgangsmåden ifølge krav 1 og 5 med et målesystem, der omfatter en massefyldemåler og/eller en volumenstrømsmåler samt elektrisk måleudstyr og beregningskredsløb samt visningsudstyr, kendetegnet ved, at der foran målesystemet, set i fluidets strømningsretning, er indrettet organer til at tilvejebringe en rotation af det 10 strømmende fluidum med en rotationsakse, der i det væsentlige er sammenfaldende med centerlinien for målesystemets gennemløbsrør.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at 15 organerne til tilvejebringelse af rotationen er udformet som et krumt rørstykke, der indbefatter en væsentlig krumning i retninger, der er næsten vinkelret på fluidets strømningsretning gennem målesystemet, idet strømningsretningen i disse krumninger danner vinkler på ca. 70 - 90° med strømningsret-20 ningen i målesystemet.

4. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at det krumme rørstykke er udformet således, at rørstykkets centerlinie i hovedsagen følger en del af en skruelinie. 25

5. Apparat ifølge krav 3, kendetegnet ved, at det krumme rørstykke er udformet som et rørstykke, hvis centerlinie i hovedsagen følger en ca. 270° cirkelbue.

5 Fortrinsvis er rotationsorganerne, massefyldemåleren og volumenstrømsmåleren sammenbygget til en lodret målestreng forsynet med et indløb for oven og et udløb for neden, hvorved tyngdekraften bidrager til at trække fluidet gennem målesystemet og alle fluidum-rester løber ud af målesystemet. 10 Under visse omstændigheder kan hensynet til de i et givet tilfælde foreliggende muligheder for fremføring af rørledninger dog medføre at det er hensigtsmæssigt at tilføre fluidet nede fra. Ligeledes kan det under særlige omstændigheder vise sig 15 fordelagtigt at anvende en vandret målestreng, ligesom rækkefølgen mellem massefyldemåler og flowmåler kan ombyttes som vist i fig. 4, og sådanne udførelsesformer ligger inden for opfindelsens rammer. 20 Patent krav.

6. Apparat ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at det krumme rørstykke er sammensat af mindst tre 90° standard-rørbøjninger, der er tilskåret og sammensvejst, således at de i hovedsagen følger ca. 3/4 omdrejning af en skruelinie. 35 DK 153344 B

7. Apparat ifølge et eller flere af kravene 2-6, kendetegnet ved/ at krumningsradius/radierne af det krumme rørstykkes centerlinie i det væsentlige er mindre end eller lig med rørdiameteren eller i hvert fald ikke er væsentlig større end rørdiameteren.

8. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at organerne til tilvejebringelse af rotationen er ledeskovle (32) indbygget i målesystemets tilgangsrør, eller en cyklon, eller et motordrevet rotationsarrangement.

9. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at rotationsorganerne, massefyldemåleren og volumenstrømsmåleren er sammenbygget i en lodret målestreng, forsynet med et indløb 15 for oven og et udløb for neden. 20 25