EP1606593A1 - Elektronischer turbinenradgaszähler - Google Patents

Elektronischer turbinenradgaszähler

Info

Publication number
EP1606593A1
EP1606593A1 EP04715822A EP04715822A EP1606593A1 EP 1606593 A1 EP1606593 A1 EP 1606593A1 EP 04715822 A EP04715822 A EP 04715822A EP 04715822 A EP04715822 A EP 04715822A EP 1606593 A1 EP1606593 A1 EP 1606593A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
gas meter
electronic
meter according
turbine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP04715822A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Schneiderrat
Raymond Richards
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Imeter BV
Original Assignee
Imeter BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Imeter BV filed Critical Imeter BV
Publication of EP1606593A1 publication Critical patent/EP1606593A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/10—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with axial admission
    • G01F1/115—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with axial admission with magnetic or electromagnetic coupling to the indicating device

Definitions

  • the invention relates to an electronic turbine gas meter.
  • Such a turbine wheel gas meter with an exchangeable measuring insert is known, for example, from EP 0 078 334 AI.
  • the measuring principle of a turbine wheel gas meter is that the kinetic energy inherent in the gas flow to be measured is converted into a rotary movement of the turbine wheel by means of a turbine wheel arranged in the flow path of the gas to be measured, the rotation speed of the turbine wheel ideally being proportional to the gas flow to be measured or to measuring gas volume.
  • the rotational speed of the turbine wheel is usually determined by means of a corresponding sensor system.
  • sensors with a radial alignment are assigned to the turbine wheel, for example, in such a way that the passing of the blades of the turbine wheel generates pulses which are fed to a connected electronic state volume corrector.
  • An output from the shaft of the turbine wheel drives a mechanical counter.
  • the upstream or downstream of the counter is usually the volume corrector already mentioned, which corrects the counter based on corresponding calibration data Makes counting result.
  • Such a counter correction is necessary because the quality of the result of the count is initially influenced by a number of mechanical and fluidic factors, such as the frictional losses of the turbine wheel, which increase with increasing wear on the bearing of the turbine wheel.
  • the measurement error is usually greater at low capacities and low gas density, since in this area the drive effect of the gas on the turbine wheel is relatively small compared to the mechanical influencing variables.
  • the counting result also depends on the dimension of the meter, in particular the respective flow forces of the paddle wheel, the viscosity and density of the gas and the respective gas pressure of the gas.
  • the invention has for its object to provide a turbine gas meter that offers a higher measurement accuracy and can be used in a wide range of applications without correspondingly expensive recalibrations, error corrections.
  • the object underlying the invention is achieved according to the features of the main claim.
  • Advantageous embodiments of the invention result from the dependent subclaims 2 to 16.
  • the turbine gas meter has an electronic counter, so far it is rightly referred to as an electronic turbine gas meter, the usual mechanical problems and corrections, which in the Connection with a mechanical roller counter are required.
  • the gas meter is arranged protected within a sensor housing in the flow straightener and thus has an extremely small space requirement.
  • the integrated sensor housing can be retrofitted or replaced if necessary.
  • the sensor housing can be arranged in the flow direction in front of or behind the turbine wheel of the meter.
  • the sensor housing or the counter arranged in it is data-connected to at least one radial sensor which, in contrast to the sensors explained above, does not evaluate the passage of the blades of the turbine wheel, but rather the passage of a special one connected to the turbine wheel and therefore rotating body rotating.
  • the impulses generated by means of a specially designed rotating body can be detected and processed more distinctly and precisely than the impulses usually generated by the passing of the blades of a turbine wheel.
  • the accuracy of the counter can be increased in radial alignment by further sensors, which are arranged on an imaginary circular path, preferably equidistantly.
  • the rotary body is a perforated ring that rotates with the turbine wheel, it being possible for an inductive detection, as here, to either detect and evaluate the passage of the solid material or the holes in the perforated ring as a signal.
  • an inductive detection as here, to either detect and evaluate the passage of the solid material or the holes in the perforated ring as a signal.
  • the sensors can be simple proximity switches, since the rotating body still allows the generation of a high-precision signal.
  • the counter according to the invention can, however, also be provided with a high-quality displacement sensor.
  • At least one axial sensor is also associated with the rotary body connected to the turbine wheel.
  • the rotary body additionally has a disk that rotates with the turbine wheel and has corresponding bores, so that the induction of the disks without contact generates a pulse train density that is proportional to the respective rotational speed of the turbine wheel.
  • the counting result of these axial sensors can be used on the one hand for redundant measurement or error correction.
  • a reversal of the direction of rotation can also be detected in this way.
  • the counter is not only equipped with such a radial or axial sensor, but rather with four sensors arranged equidistantly distributed over the circumference of the ball bearing.
  • the radial and / or axial sensors are designed as analog sensors which generate an analog pulse signal depending on the passage of the rotating body.
  • any unbalance or damage to the ball bearings can be identified depending on their operational wear.
  • the evaluation is in turn carried out within the electronic counter inside the sensor housing of the turbine gas meter.
  • a comparison is made with a predetermined range. If the specified threshold values are exceeded or undershot, a warning message is generated which informs that the ball bearing of the turbine wheel must be replaced or repaired immediately.
  • the evaluation of the analog signal from the radial sensors therefore enables early detection of measurement errors and can therefore be used to prevent any meter failure in good time. Monitoring the wear of the ball bearings represents a further measure to increase the measuring accuracy and the reliability of the meter.
  • any change in the distance between the sensor surface and the rotating body or the turbine wheel connected to it can be detected by evaluating the analog signal of the sensors. It is particularly advantageous if the rotary body has only a few or one bore in the axial and radial directions, since this extends the pulse duration of the signal for evaluation for determining the distance between the rotary body and the axial sensor. In this way, the distance defined above can be determined more precisely than by evaluating pulses which are shorter in time.
  • the pulse signals of the axial sensors are therefore monitored in relation to predetermined threshold values and, if exceeded, an error and / or alarm message is generated.
  • maintenance intervals can also be defined, trends recognized or early warnings given. The evaluation explained above makes it possible to identify any meter errors or even failures early or immediately and, in most cases, also to determine their cause in the form of documentation of any overuse.
  • the sensor housing arranged within the flow rectifier of the meter is designed to be gas-tight, so that the pressure prevailing in the sensor housing is decoupled from the respective gas pressure or operating pressure of the gas to be measured.
  • An atmospheric or slight negative pressure (vacuum) is usually set constant within the gas-tight sensor housing.
  • the turbine wheel gas meter according to the invention is also provided with a pressure meter assigned to the pressure chamber of the turbine wheel for detecting the gas or operating pressure of the gas to be measured. This gas meter is connected to electronic meter data.
  • the pressure meter arranged in the pressure chamber works according to the reliable method of differential pressure measurement.
  • the pressure meter itself is provided with a measuring pressure space, which then supplies the comparison standard for the differential pressure measurement.
  • the respective counter can be assigned to the counter by means of a memory element assigned to the counter, which is also arranged in the sensor housing assigned correction tables or polynomial coefficients can be stored.
  • a memory element assigned to the counter Via the constant monitoring of the operating pressure or the gas pressure of the gas to be measured and the transmission of the respective operating pressure to the electronic counter, an automatic correction of the counting result taking into account the respective gas density or the.
  • the turbine wheel gas meter which has been calibrated for only one operating pressure, can be used on the basis of this automatic error correction in a predetermined range for which the corresponding corrections can be used with the aid of the correction tables or polynomial coefficients that are stored in said storage element.
  • Additional data relevant to the meter such as manufacturer information, measured value curves or calibration data, are created in the memory element of the counter.
  • the storage element can also be used to record measured values over a predefined period of time.
  • the counting result generated in the electronic counter is also secured by an emergency power supply.
  • the electronic counter according to the invention differs from conventional counters in that the data created in the memory element and the operating data recorded in each case are used to automatically correct the counting result.
  • the counting result displayed, stored or recorded is therefore already corrected within the scope of the measurement accuracy to be required.
  • FIG. 1 shows a section of an electronic turbine gas meter in a cross-sectional view
  • 2 shows a detailed view of the function of the radial sensors of the turbine wheel gas meter shown in FIG. 1 in a top view
  • Fig. 3 shows a further detailed view of the function of the radial sensors in an alternative embodiment of the turbine gas meter shown in Fig. 1 in a plan view and
  • FIG. 4 shows a further detailed view of the sensors of the turbine gas meter shown in FIG. 1 on the function of the axial sensors in a plan view
  • Fig. 5 shows the electronic counter of the turbine gas meter shown in Fig. 1 in a block diagram
  • the turbine wheel gas meter 1 shown in FIG. 1 essentially comprises a flow channel 2 through which the gas to be measured flows after being introduced through an inflow structure (not shown further) in the direction of a flow outlet, also not shown here.
  • a turbine wheel 5 with turbine blades 6 is arranged within the flow channel 2.
  • the turbine wheel 5 is mounted on a shaft with two ball bearings 8.
  • a sensor housing 11 is arranged in a fixed flow straightener 10 of the counter 1.
  • the sensor housing 11 is a gas-tight space in which an electronic counter 3 is arranged with a memory element 4 and a processor unit 9.
  • the sensor housing 11 is provided with a sensor head 12 with two axially aligned axial sensors 13 and two radially aligned radial sensors 14, which are arranged on an imaginary circular path within the likewise gas-tight sensor head 12. These are inductive proximity switches which are assigned to a rotating body 15 which rotates with the turbine wheel 5 on the same shaft 7.
  • the rotating body 15 essentially consists of a co-rotating disk 16, the outer circumference of which is delimited by a ring of holes 17 which passes over the radial and axial sensors 13 and 14 at a defined distance.
  • the sensor system of the turbine wheel gas meter 1 shown in FIG. 1 is shown in more detail in the detailed views according to FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 2 shows the sensor head 12 with the radially aligned radial sensors 14 in a frontal cross-sectional representation.
  • the sensor head 12 is arranged concentrically with the metallic perforated ring 17 which rotates with the rotating body 15.
  • the ring of holes 17 has two bores 18.
  • the passage of the bores 18 on the inductive radial sensors 14 causes a signal interruption 20, the frequency of which can be evaluated as a signal proportional to the rotational speed of the turbine wheel 5.
  • the radial sensors 14 can also be assigned one or more rotating metal webs 19 which sweep over the stationary radial sensors 14 as they pass.
  • it could also be a plastic rotating body which, in the area of the rotating rim of the hole, adheres to metal strips which sweep over the radial sensors 14 when the turbine wheel rotates.
  • the signal interruptions 20 the density of the pulses 21 can then be evaluated.
  • axially aligned axial sensors 13 are provided in the sensor head 12, to which a co-rotating disk 16 of the rotary body 15 with further bores 18 is assigned, which, analogously to the illustration in FIG. 2, generate a pulse sequence proportional to the rotational speed of the turbine wheel 5.
  • the counter 3 arranged in the sensor housing 11 with the upstream sensor head 12 is shown in FIG. 5 in a block diagram.
  • the sensor head 12 is arranged in a pressure-resistant housing and connected to the sensor housing 11 via a pressure-tight glass bushing 22.
  • a resonant circuit with proximity switch 23 is provided in the sensor head 12 for each sensor 13 or 14.
  • This resonant circuit 23 is connected via an amplifier 24 to a signal adaptation 25 already arranged in the counter housing 11, in particular for analog value preprocessing.
  • the signal processed in this way is then connected to the processor 9, which is usually present in duplicate for reasons of redundancy, with an integrated memory element 4.
  • the counter 3 is in a data connection via an interface adaptation 26 via corresponding further pressure-tight glass bushings 27 with additional electronics arranged outside the turbine wheel gas meter 1, which is not shown further here.
  • the gas to be measured is introduced through an inflow structure into a flow channel 2, in which a turbine wheel 5 is arranged on a shaft 7.
  • the turbine blades 6 of the turbine wheel 5 are set in rotation by the kinetic energy inherent in the gas flowing through.
  • the rotating body 15 is moved past the sensors 13 and 14.
  • the sensors 13 are connected via corresponding contact pins to the electronic counter 3, which is arranged in the sensor housing 11.
  • the sensors 13 and 14 deliver a pulse density corresponding to the passing of the bores 18 of the rotating body 15.
  • a signal which is proportional to the respective gas flow is thus generated, which can be counted by means of the electronic counter 3 and can be converted into a corresponding gas volume to be determined by appropriate conversion.
  • a pressure meter is arranged in the flow channel 2, which works on the principle of differential pressure measurement. The internal pressure of this pressure gauge is used as a comparison standard for the differential pressure measurement.
  • the sensor housing 11 is sealed gas-tight with respect to the rest of the flow channel 2. A vacuum or atmospheric pressure usually prevails in the sensor housing 11.
  • the pressure meter arranged in the flow channel 2 thus supplies the respective gas pressure of the gas to be measured.
  • This gas pressure can be used in conjunction with the correction tables and polynomial coefficients stored in the storage element 4 for the respective counter in order to determine the measurement result after gas pressure adjustment, that is to say the gas volume actually passed through the flow channel 2.
  • the so-called Reynolds correction is carried out automatically in the electronic counter by means of the correction data stored in the storage element 4 and assigned to the counter, taking into account the gas pressure supplied by the pressure meter, and the result of the count is thus corrected automatically.
  • the counter can then be used in a pressure range predetermined on the basis of the pressure sensor used in each case for determining the gas pressure, without further calibrations or recalibrations being necessary would be required.
  • the field of application of the meter is thereby significantly expanded.
  • the turbine sensor 1 can also be adapted to different pressure ranges by replacing the complete sensor housing 11 including the corresponding pressure sensor.
  • the electronic counter is also connected to a number of other sensors, in particular pressure sensors, which transmit further measurement data used for error correction, for example relating to the run-on behavior of the turbine wheel.
  • the sensors of the sensor head 12 are analog sensors, so that a further evaluation of the analog pulse sequence, that is to say in particular of its amplitude with respect to the radial sensors 14, allows conclusions to be drawn about the respective state of the ball bearing 8. In this way, any imbalance or damage to the ball bearing 8 is determined on the basis of the amplitude of the amplitude height of the pulses supplied by the analog sensors 13, 14, which is variable due to the passing of the ring rim 17 rotating with imbalance.
  • the evaluation of the analog signal provides a measurement variable which is proportional to the respective inflow pressure of the turbine wheel 5 and which is logged, for example, in the storage element 4. In this way, it can be recognized whether counter 1 was operated in the permissible range in each case.
  • a turbine wheel gas meter 1 has thus been described above, the measuring accuracy of which is already increased in that, in contrast to conventional turbine wheel gas meters 1, the pulse sequence is not generated by the turbine blades 6 of the turbine wheel 5 passing by. Furthermore, these impulses are transmitted to an electronic counter 3, thus avoiding any mechanical transmission losses.
  • the turbine wheel gas meter 1 offers the advantage that the monitoring of the ball bearing 8 which is exposed to considerable wear and of the inflow pressure acting overall on the turbine wheel 5 and the meter 1 enables preventive early detection of any meter defects.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Turbinen­radgaszähler (1), dessen Messprinzip zunächst grund­sätzlich darin besteht, die einem zu messenden Gas­strom innewohnende kinetische Energie in die Rotation eines Turbinenrades (5) umzusetzen und dessen Drehge­schwindigkeit zur Volumenbestimmung des Gasstroms auszunutzen. Um eine höhere Messgenauigkeit zu erzie­len, wird im Rahmen der Erfindung anstelle des Vorbei­laufs der Turbinenschaufeln (6) der Vorbeilauf eines speziellen Rotationskörpers (15) ausgewertet und ggf. ergänzend der jeweilige Gasdruck durch eine Reynolds­ Linearisierung berücksichtigt und hierbei überdies der Verschleiß der Kugellager (8) und der jeweilige An­strömdruck des Turbinenrads (5) sensorüberwacht.

Description

ELEKTRONISCHER TURBINENRADGASZAHLER
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Turbinenradgaszähler.
Ein derartiger Turbinenradgaszähler mit auswechselbarem Messeinsatz ist etwa aus der EP 0 078 334 AI bekannt.
Das Messprinzip eines Turbinenradgaszählers besteht darin, dass die dem zu messenden Gasstrom innewohnende kinetische Energie mittels eines in dem Strömungsweg des zu messenden Gases angeordneten Turbinenrades in eine Drehbewegung des Turbinenrades umgesetzt wird, wobei idealerweise die Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenrades proportional dem zu messenden Gasstrom bzw. dem zu messenden Gasvolumen ist.
Üblicherweise wird mittels einer entsprechenden Sensorik die Drehgeschwindigkeit des Turbinenrades ermittelt . Hierzu werden dem Turbinenrad beispielsweise Sensoren mit einer radialen Ausrichtung derart zugeordnet, dass der Vorbeilauf der Schaufeln des Turbinenrades Impulse generiert, die einem angeschlossenen elektronischen Zustande- Mengenumwerter zugeleitet werden. Ein Abtrieb von der Welle des Turbinenrads treibt ein mechanisches Zählwerk an. Dem Zählwerk vor- oder nachgeschaltet ist üblicherweise der bereits erwähnte Mengenumwerter, der aufgrund von entsprechenden Kalibrierdaten eine Zählerkorrektur des Zählergebnisses vornimmt. Eine derartige Zählerkorrektur ist schon deshalb erforderlich, weil das Zählergebnis in seiner Qualität zunächst durch eine Reihe von mechanischen und strömungstechnischen Einflussgrδßen beeinflusst wird, wie etwa den Reibungsverlusten des Turbinenrades, die mit zunehmenden Verschleiß der Lagerung des Turbinenrades zunehmen .
Üblicherweise ist der Messfehler bei niedrigen Kapazitäten und niedriger Gasdichte größer, da in diesem Bereich die AntriebsWirkung des Gases auf das Turbinenrad im Vergleich zu den mechanischen Einflussgrößen relativ gering ist. Das Zählergebnis hängt darüber hinaus von der Dimension des Zählers, also insbesondere den jeweiligen Strömungskräften des Schaufelrades, der Viskosität und Dichte des Gases sowie dem jeweiligen Gasdruck des Gases ab.
Diese Einflussgrößen werden im Wege der Kalibrierung zumeist dadurch berücksichtigt, dass eine Messfehlerkurve erzeugt wird, mit der das jeweilige Zählergebnis in dem bereits erwähnten Mengenumwerter korrigiert wird bzw. werden kann. Zumeist wird der Turbinenradgaszähler mit nur einem Betriebsdruck gefahren, so dass die Eichung auch bei diesem Betriebsdruck vorgenommen wird, und dann die vorstehend erläuterte Messfehlerkorrektur im Wege einer herkömmlichen Kennlinienkorrektur als ausreichend angesehen werden kann.
Eine weitere wesentliche Einflussgröße und mögliche Fehlerquelle für das Zählergebnis stellt die jeweilige Strömungsreibung des Gases dar, die sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Strömung - laminar oder turbulent - unterschiedlich auswirkt. Die im üblichen Betrieb eines Turbinenradgaszählers auftretende Strömung ist überwiegend als turbulent zu bezeichnen. Dies gilt insbesondere für Hochdruckapplikationen. Im Idealfall stellt sich hierbei ein proportionales Verhalten zwischen der jeweiligen Gasgeschwindigkeit und der Rotation der Turbinenschaufeln ein. Der Einfluss des wechselnden Betriebsdrucks kann durch eine genaue Interpolation bzw. Extrapolation berücksichtigt werden .
Hierzu muss jedoch ständig der jeweilige Betriebsdruck des zu messenden Gases ermittelt werden. im Wege einer sogenannten Reynolds-Linearisierung, die über Polynomkoeffizienten oder entsprechende Korrekturtabellen unter Berücksichtigung des Betriebsdrucks und der bereits erwähnten Reynolds-Zahlen vorgenommen wird, können dann die hierdurch bewirkten Abweichungen für das Zählergebnis berücksichtigt werden. Dieses aufwendige Verfahren hat bisher wenig Verbreitung gefunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turbinenradgaszähler zu schaffen, der einen höhere Messgenauigkeit bietet und ohne entsprechend aufwendige Nachkalibrierungen, Fehlerkorrekturen in einem möglichst breiten Anwendungsgebiet eingesetzt werden kann. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß den abhängigen Unteransprüchen 2 bis 16.
Dadurch, dass der Turbinenradgaszähler ein elektronisches Zählwerk besitzt, also insoweit zu Recht als elektronischer Turbinenradgaszähler bezeichnet ist, entfallen zunächst die üblichen mechanischen Probleme und Korrekturen, die im Zusammenhang mit einem mechanischen Rollenzählwerk erforderlich sind.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gaszählers liegt darin, dass das Zählwerk geschützt innerhalb eines Sensorgehäuses im Strömungsgleichrichter angeordnet ist und somit einen ausgesprochen geringen Platzbedarf aufweist. Das integrierte Sensorgehäuse kann bedarfsweise nachgerüstet oder ausgetauscht werden. Dabei kann das Sensorgehäuse im Rahmen der Erfindung in Strömungsrichtung vor oder hinter dem Turbinenrad des Zählers angeordnet sein.
Die Sensorgehäuse bzw. das in diesem angeordnete Zählwerk ist im Rahmen der Erfindung mit wenigstens einem radialen Sensor datenverbunden, der im Unterschied zu den vorstehend -erläuterten Sensoren nicht den Vorbeilauf der Schaufeln des Turbinenrades auswertet, sondern vielmehr den Vorbeilauf eines speziellen mit dem Turbinenrad verbundenen und daher mitrotierenden Rotationskörpers. Die mittels eines eigens hierzu konstruierten Rotationskörpers erzeugten Impulse sind ausgeprägter und präziser zu erfassen und zu verarbeiten, als die üblicherweise durch den Vorbeilauf der Schaufeln eines Turbinenrades erzeugten Impulse.
Die Zählergenauigkeit kann durch weitere Sensoren in radialer Ausrichtung erhöht werden, die auf einer gedachten Kreisbahn, vorzugsweise äquidistant, angeordnet sind. Durch die Verwendung von wenigstens zwei Sensoren können bei entsprechender Auswertung der Impulsfolgen Drehrichtungswechsel erkannt werden und durch die so gewonnene Redundanz etwaige Fehler des jeweils anderen Sensors korrigiert werden. Der Rotationskörper ist in vorteilhafter Ausgestaltung ein mit dem, Turbinenrad umlaufender Lochkranz, wobei im Rahmen einer induktiven Erfassung, wie hier, entweder der Vorbeilauf des Vollmaterials oder der Bohrungen des Lochkranzes als Signal erkant und ausgewertet werden kann. Die Verwendung eines derartigen Lochkranzes ermöglicht eine präzisere Erfassung der Rotation des Turbinenrades, als die Auswertung der Schaufelradbewegung.
Bei den Sensoren kann es sich um einfache NäherungsSchalter handeln, da der Rotationskörper dennoch die Generierung eines hochpräzisen Signal erlaubt. Je nach Anforderung an die Messgenauigkeit und sonstigen Anforderungen wie etwa noch zu erläuternde Zusatzauswertungen kann der erfindungs- gemäße Zähler jedoch auch mit einem hochwertigen Wegaufnehmer versehen sein.
In abermaliger Weiterbildung des erfindungsgemäßen Zählers ist dem mit dem Turbinenrad verbundenen Rotationskörper auch wenigstens ein axialer Sensor zugeordnet .
Bei dieser Ausgestaltung weist der Rotationskörper zusätzlich eine mit dem Turbinenrad mitlaufende Scheibe mit entsprechenden Bohrungen auf, so dass der Vorbeilauf der Scheiben bei einer induktiven Erfassung berührungslos eine der jeweiligen Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenrads proportionale Impulsfolgendichte generiert.
Das Zählergebnis dieser axialen Sensoren kann zum einen zur redundanten Messung oder Fehlerkorrektur benutzt werden. Im Falle, dass mehrere axiale Sensoren dem Schaufelrad zugeordnet sind, kann auf diese Weise auch eine Drehrichtungsumkehr erkannt werden. In vorteilhafter Ausgestaltung und insbesondere zur Erhöhung der Messgenauigkeit ist der Zähler nicht etwa nur mit einem derartigen radialen oder axialen Sensor ausgestattet, sondern vielmehr mit vier äquidistant über den Umfang des Kugellagers verteilt angeordneten Sensoren. Durch die Verwendung von mehreren Sensoren kann beispielsweise auch eine etwaige Umkehr der Drehrichtung des Turbinenrades erkannt werden, ein Sensorausfall verkraftet werden oder die Drift einiger Sensoren durch die insoweit erzeugte Redundanz korrigiert werden.
In abermaliger Weiterbildung sind die radialen und/oder axialen Sensoren als analoge Sensoren ausgebildet, die ein analoges Impulssignal in Abhängigkeit vom Vorbeilauf des Rotationskörpers erzeugen.
Durch die Auswertung der Amplitude oder des Rauschen der Impulssignale der radialen Sensoren kann eine etwaige Unwucht oder Beschädigung der Kugellager in Abhängigkeit von deren betriebsbedingten Verschleiß erkannt werden. Die Auswertung wird wiederum innerhalb des elektronischen Zählwerks innerhalb des Sensorgehäuses des Turbinenradgas- zählers vorgenommen.
In Verbindung mit der Auswertung des analogen Signals erfolgt ein Vergleich mit einem vorbestimmten Bereich. Bei Über- oder Unterschreiten von jeweils vorgebbaren Schwellwerten wird eine Warnmeldung erzeugt, die darüber informiert, dass alsbald das Kugellager des Turbinenrades ausgetauscht oder repariert werden muss . Die Auswertung des analogen Signals der radialen Sensoren ermöglicht demnach eine Früherkennung von Messfehlern und kann daher genutzt werden, um einem etwaigen Zählerausfall rechtzeitig vorzubeugen. Die Überwachung des Verschleißes der Kugellager stellt eine weitere Maßnahme zur Erhöhung der Messgenauigkeit und der Ausfallsicherheit des Zählers dar.
Durch die Auswertung des anlogen Signals der Sensoren kann eine etwaige Veränderung des Abstands zwischen der Sensorenoberfläche und dem Rotationskörper bzw. des mit diesem verbundenen Turbinenrads erkannt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Rotationskörper in axialer und radialer Richtung nur wenige oder eine Bohrung aufweist, da hierdurch die Impulsdauer des Signals zur Auswertung für die Bestimmung des Abstandes zwischen Rotationskörper und Axialsensor verlängert ist. Hierdurch kann der vorstehend definierte Abstand genauer ermittelt werden, als durch die Auswertung zeitlich kürzerer Impulse.
Derartige Abstandsanderungen entstehen infolge Lagerbe- schaedigungen und des auf das Turbinenrad infolge des Gasstroms einwirkenden Strömungsdrucks. Dieser Strömungsdruck und insbesondere die beim An- und Abfahren der Turbine mitunter erheblichen Lastwechsel können die Turbine und damit den Zähler erheblich beschädigen. Die Zählerhersteller geben daher in der Regel Bereiche zulässiger Belastung bzw. zulässiger Belastungswechsel an.
In vorteilhafter Ausgestaltung werden daher die Impulssignale der Axialsensoren daher in Bezug zu vorbestimmten Schwellwerten überwacht und bei deren Überschreiten eine Fehler- und/oder Alarmmeldung generiert . Mit den Messergebnissen der Axialsensoren können darüber hinaus Wartungsintervalle definiert, Trends erkannt oder Frühwarnungen ausgesprochen werden. Die vorstehend erläuterte Auswertung erlaubt es, etwaige Zählerfehler oder gar Ausfälle frühzeitig oder sofort zu erkennen und zumeist auch deren Ursache in Form einer Dokumentation einer etwaigen Überbeanspruchung zu bestimmen.
Das innerhalb des Strömungsgleichrichters des Zählers angeordnete Sensorgehäuse ist gasdicht ausgeführt, so dass eine Entkopplung des in dem Sensorgehäuse herrschenden Drucks von dem jeweiligen Gasdruck oder Betriebsdruck des zu messenden Gases gegeben ist .
Innerhalb des gasdicht ausgestalteten Sensorgehäuses ist üblicherweise ein atmosphärischer oder leichter Unterdruck (Vakuum) konstant eingestellt.
Der erfindungsgemäß Turbinenradgaszähler ist darüber hinaus mit einem dem Druckraum des Turbinenrades zugeordneten Druckmesser zur Erfassung des Gas- oder Betriebsdruck des zu messenden Gases versehen. Dieser Gaszähler ist mit elektronischen Zählwerkdaten verbunden.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der im Druckraum angeordnete Druckmesser nach der zuverlässigen Methode der Differenzdruckmessung arbeitet. Hierzu ist der Druckmesser selbst mit einem Messdruckraum versehen sein, der dann das Vergleichsnormal für die Differenzdruckmessung liefert .
In vorteilhafter Ausgestaltung kann mittels eines dem Zählwerk zugeordneten Speicherelements, das ebenfalls in dem Sensorgehäuse angeordnet ist, die dem jeweiligen Zähler zugeordneten Korrektur-Tabellen oder Polynomkoeffizienten abgespeichert sein. Über die ständige Überwachung des Betriebsdrucks oder des Gasdruck des zu messenden Gases und der Übermittlung des jeweiligen Betriebsdrucks an das elektronische Zählwerk kann dann innerhalb des Zählwerks mittels der in dem Speicherelement angelegten Korrekturtabellen oder Polynomberechnungen eine selbsttätige Korrektur des Zählergebnisses unter Berücksichtigung der jeweiligen Gasdichte bzw. des jeweiligen Gasdrucks erfolgen. Der insoweit für nur einen Betriebsdruck geeichte Turbinenradgaszähler kann aufgrund dieser selbsttätigen Fehlerkorrektur in einem vorbestimmten Bereich für den die entsprechenden Korrekturen mit Hilfe der Korrektur-Tabellen oder Polynomkoeffizienten, die in dem besagten Speicherelement abgelegt sind, eingesetzt werden.
Die Entkopplung des Innendrucks des Sensorgehäuses vom jeweiligen Gasdruck in Verbindung mit den innerhalb eines Speicherelements angelegten Reynoldszahlen sowie die Messung des jeweiligen Gasdrucks ermöglichen somit den Einsatz des erfindungsgemäßen Turbinenradgaszählers nicht nur im Bereich eines vorbestimmten Betriebsdrucks, sondern innerhalb eines ganzen Druckbereichs .
Neben der vorstehend erläuterten selbsttätigen Berücksichtigung der jeweiligen Gasdichte können weitere an sich bekannte Kennlinienkorrekturen dadurch vorgenommen werden, dass in dem Speicherelement zusätzlich die jeweiligen Fehlerkurven abgelegt und zur Korrektur des Zählergebnisses eingesetzt werden.
In abermaliger Weiterbildung der Erfindung sind im Strδmungsweg des zu messenden Gases oder in dem Druckraum, dem das Turbinenrad angeordnet sind, weitere Drucksensoren angeordnet, um weitere relevante Messparameter zur Korrektur des Zählergebnisses zu gewinnen.
Im Speicherelement des Zählwerks sind weitere zählerrelevante Daten, wie etwa Herstellerangaben, Messwertkurven oder Kalibrierdaten angelegt. Insbesondere kann das Speicherelement auch zur Aufzeichnung von Messwerten über einen vordefinierten Zeitraum genutzt werden.
Das in dem elektronischen Zählwerk erzeugte Zählergebnis wird darüber hinaus mittels einer Notstromversorgung gesichert .
Grundsätzlich unterscheidet sich das erfindungsgemäße elektronische Zählwerk von herkömmlichen Zählwerken dadurch, dass mittels der in dem Speicherelement angelegten Daten, wie auch der jeweils erfassten Betriebsdaten eine selbsttätige Korrektur des Zählergebnisses vorgenommen wird. Das jeweils angezeigte, gespeicherte oder erfasste Zählergebnis ist daher bereits im Rahmen der zu fordernden Messgenauigkeit fehlerkorrigiert .
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Ausführungsbei- spiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt eines elektronischen Turbinenradgaszähler in einer Querschnittansicht , Fig. 2 einen Detailansicht zur Funktion der radialen Sensoren des in Fig. 1 dargestellten Turbinenradgaszählers in einer Draufsicht ,
Fig. 3 eine weitere Detailansicht zur Funktion der radialen Sensoren in einer alternativen Ausführung des in Fig. 1 dargestellten Turbinenradgaszählers in einer Draufsicht und
Fig. 4 eine weitere Detailansicht zur Sensorik des in Fig. 1 dargestellten Turbi- nenradgaszählers zur Funktion der axialen Sensoren in einer Draufsicht,
Fig. 5 das elektronische Zählwerk des in Fig. 1 dargestellten Turbinenradgaszählers in einem Blockschaltbild und
Der in Fig. 1 gezeigte Turbinenradgaszähler 1 umfasst im Wesentlichen einen Strömungskanal 2, durch den das zu messende Gas nach Einleitung durch ein nicht weiter dargestelltes Einströmbauwerk in Richtung eines ebenfalls hier nicht dargestellten Strömungsauslasses strömt .
Innerhalb des Strδmungskanals 2 ist ein Turbinenrad 5 mit Turbinenschaufeln 6 angeordnet. Das Turbinenrad 5 ist auf einer Welle mit zwei Kugellagern 8 gelagert . In einem feststehenden Strömungsgleichrichter 10 des Zählers 1 ist ein Sensorgehäuse 11 angeordnet. Das Sensorgehäuse 11 ist ein gasdichter Raum, in dem ein elektronisches Zählwerk 3 mit einem Speicherelement 4 und einer Prozessoreinheit 9 angeordnet ist.
Das Sensorgehäuse 11 ist mit einem Sensorkopf 12 mit zwei axial ausgerichteten Axialsensoren 13 und zwei radial ausgerichteten Radialsensoren 14 versehen, die auf einer gedachten Kreisbahn innerhalb des ebenfalls gasdichten Sensorkopfs 12 angeordnet sind. Es handelt sich hierbei um induktive Näherungsschalter, die einem mit dem Turbinenrad 5 auf gleicher Welle 7 mitrotierenden Rotationskörper 15 zugeordnet sind. Der Rotationskörper 15 besteht hierzu im wesentlichen aus einer mitrotierenden Scheibe 16, deren Außenumfang von einem die Radial- und Axialsensoren 13 und 14 in definiertem Abstand überstreichenden Lochkranz 17 begrenzt ist.
Die Sensorik des in Fig. 1 gezeigten Turbinenradgaszählers 1 ist in den Detailansichten nach Fig. 2 und 3 ausführlicher dargestellt.
Fig. 2 zeigt den Sensorkopf 12 mit den radial ausgerichteten Radialsensoren 14 in einer stirnseitigen Querschnittsdarstellung.
Der Sensorkopf 12 ist konzentrisch zu dem mit dem Rotationskörper 15 mitlaufenden metallischen Lochkranz 17 angeordnet .
Dabei weist der Lochkranz 17 im vorliegenden Ausführungs- beispiel zwei Bohrungen 18 auf. Der Vorbeilauf der Bohrungen 18 an den induktiven Radialsensoren 14 bewirkt einer Signalunterbrechung 20, deren Häufigkeit als der Drehgeschwindigkeit des Turbinenrads 5 proportionales Signal ausgewertet werden kann. In alternativer Ausgestaltung nach Figur 3 kann anstelle des mitrotierenden Lochkranzes 17 den Radialsensoren 14 auch ein oder mehrere mitrotierende Metallstege 19, die die ortsfesten Radialsensoren 14 im Vorbeilauf überstreichen, zugeordnet sein. Es könnte sich alternativ auch um einen Rotationskörper aus Kunststoff handeln, der im Bereich des mitrotierenden Lochkranzes mit Metallstreifen beklebt, die bei der Rotation des Turbinenrades die Radialsensoren 14 überstreichen. Anstelle der Signalunterbrechungen 20 kann dann die Dichte der Impulse 21 ausgewertet werden.
Zusätzlich sind in dem Sensorkopf 12 axial ausgerichtete Axialsensoren 13 vorgesehen, denen eine mitrotierende Scheibe 16 des Rotationskörpers 15 mit weiteren Bohrungen 18 zugewiesen ist, die analog zur Darstellung in Figur 2 eine der Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenrads 5 proportionale Impulsfolge generieren.
Das in dem Sensorgehäuse 11 angeordnete Zählwerk 3 mit dem vorgeschalteten Sensorkopf 12 ist in Fig. 5 in einem Blockschaltbild dargestellt.
Der Sensorkopf 12 ist in einem druckfesten Gehäuse angeordnet und über eine druckdichte Glasdurchführung 22 mit dem Sensorgehäuse 11 verbunden.
In dem Sensorkopf 12 ist für jeden Sensor 13 oder 14 ein Schwingkreis mit Näherungsschalter 23 vorgesehen. Dieser Schwingkreis 23 ist über einen Verstärker 24 auf eine bereits im dahinter liegenden Zählwerkgehäuse 11 angeordnete Signalanpassung 25, insbesondere zur Analogwertvorve- rarbeitung, aufgeschaltet . Das derart bearbeitete Signal wird dann auf den Prozessor 9, der üblicherweise aus Gründen der Redundanz zwiefach vorhanden ist, mit einem integrierten Speicherelement 4 aufgeschaltet . Das Zählwerk 3 steht über eine SchnittStellenanpassung 26 über entsprechende weitere druckdichte Glasdurchführungen 27 mit einer zusätzlichen außerhalb des Turbinenradgaszähler 1 angeordneten Elektronik in Datenverbindung, die hier nicht weiter dargestellt ist.
Nachstehend wird die Funktion des vorstehend beschriebenen Turbinengasradzählers 1 wie folgt erläutert :
Das zu messende Gas wird durch ein Einströmbauwerk in einen Strömungskanal 2 eingeleitet, in dem ein Turbinenrad 5 auf einer Welle 7 angeordnet ist. Die Turbinenschaufeln 6 des Turbinenrades 5 werden durch die dem durchströmenden Gas innewohnende kinetische Energie in Rotation versetzt. Infolge der Rotation des Turbinenrads 5, das über zwei Kugellager 8 auf einer Welle 7 gelagert ist, wird der Rotationskörper 15 an den Sensoren 13 und 14 vorbeibewegt. Die Sensoren 13 sind über entsprechende Kontaktstifte mit dem elektronischen Zählwerk 3 verbunden, das in dem Sensorgehäuse 11 angeordnet ist. Die Sensoren 13 und 14 liefern dabei eine dem Vorbeilauf der Bohrungen 18 des Rotationskörpers 15 entsprechende Impulsdichte.
Somit wird ein dem jeweiligen Gasstrom proportionales Signal erzeugt, das mittels des elektronischen Zählwerks 3 gezählt werden kann und durch entsprechende Umrechnung in ein entsprechendes zu bestimmendes Gasvolumen umsetzbar ist . Zusätzlich ist im Strömungskanal 2 ein Druckmesser angeordnet, der nach dem Prinzip der Differenzdruckmessung arbeitet. Als Vergleichsnormal für die Differenzdruckmessung wird der Innendruck dieses Druckmessers herangezogen. Das Sensorgehäuse 11 ist gegenüber dem übrigen Strömungskanal 2 gasdicht abgeschlossen. In dem Sensorgehäuse 11 herrscht üblicherweise Vakuum oder atmosphärischer Druck.
Der im Strömungskanal 2 angeordnete Druckmesser liefert somit den jeweiligen Gasdruck des zu messenden Gases. Dieser Gasdruck kann in Verbindung mit den im Speicherelement 4 für den jeweiligen Zähler abgelegten Korrektur- Tabellen und Polynomkoeffizienten herangezogen werden, um das Messergebnis gasdruckbereinigt, also das tatsächlich durch den Strömungskanal 2 hindurch getretene Gasvolumen zu bestimmen. Die sogenannte Reynolds-Korrektur wird in dem elektronischen Zählwerk selbsttätig mittels der dem Zählwerk jeweils zugeordneten im Speicherelement 4 abgelegten Korrekturdaten unter Berücksichtigung des von dem Druckmesser gelieferten Gasdrucks selbsttätig vorgenommen und somit das Zählergebnis selbsttätig korrigiert .
Hierdurch ist es möglich, den vorstehend erläuterten Turbinenradgaszähler 1 bei nur einem oder zwei Betriebsdruckpunkten zu eichen.
Der Zähler kann aufgrund der Kalibrierung mit den erläuterten Reynoldszahlen anschließend in einem aufgrund des jeweils zur Bestimmung des Gasdrucks eingesetzten Drucksensors vorbestimmten Druckbereich eingesetzt werden, ohne dass hierzu weitere Eichungen oder Nachkalibrierungen erforderlich wären. Das Anwendungsgebiet des Zählers ist hierdurch deutlich erweitert.
Aufgrund der Anordnung des elektronischen Zählwerks in einem gasdichten Sensorgehäuses 11 kann ferner durch den Austausch des vollständigen Sensorgehäuses 11 inklusive des entsprechenden Drucksensors eine Anpassung des Turbinenradgaszählers 1 an jeweils unterschiedliche Druckbereiche erfolgen.
Das elektronische Zählwerk steht darüber hinaus mit einer Reihe weiterer Sensoren, insbesondere Drucksensoren, in Verbindung, die weitere zur Fehlerkorrektur eingesetzte Messdaten, beispielsweise betreffend das Nachlaufverhalten des Turbinenrades, übermitteln.
Es handelt sich bei den Sensoren des Sensorkopfs 12 um analoge Sensoren, so dass durch eine weitere Auswertung der analogen Impulsfolge, also insbesondere von deren Amplitude im Bezug auf die Radialsensoren 14 Rückschlüsse auf den jeweiligen Zustand des Kugellagers 8 gezogen werden können. Hierdurch wird eine etwaige Unwucht oder Beschädigung des Kugellagers 8 anhand der Amplitude der durch den Vorbeilauf des mit Unwucht rotierenden Lochkranzes 17 veränderlichen Amplitudenhöhe der von den analogen Sensoren 13, 14 gelieferten Impulse festgestellt.
Aufgrund eines vorbestimmten Schwellwertes bzw. einer vorbestimmten Brandbreite der für die Impulse zulässigen Amplituden kann erkannt werden, ab welcher Unwucht das Kugellager 8 des Turbinenrades 5 ausgetauscht oder repariert werden muss . Hierdurch kann einem Ausfall des Turbinenradgaszählers 1 rechtzeitig vorgebeugt werden und somit die Ausfallsicherheit der Einrichtung insgesamt erhöht werden .
Im Hinblick auf die Axialensensoren 13 liefert die Auswertung des analogen Signals eine dem jeweiligen Anströmdruck des Turbinenrads 5 proportionale Messgrösse, die etwa in dem Speicherelement 4 protokolliert wird. Hierdurch kann erkannt werden, ob der Zähler 1 jeweils im zulässigen Bereich betrieben wurde.
Hierdurch können insbesondere etwaige Fehlbedienung beim An- und Abfahren des Zählers erkannt werden. Ggf. kann auch hier ein rechtzeitiger Austausch des Zählers vorgenommen werden.
Vorstehend ist somit ein Turbinenradgaszähler 1 beschrieben, dessen Messgenauigkeit schon dadurch erhöht ist, dass im Unterschied zu herkömmlichen Turbinenradgaszählern 1 die Impulsfolge nicht durch den Vorbeilauf der Turbinenschaufeln 6 des Turbinenrades 5 erzeugt werden. Ferner werden diese Impulse einem elektronischen Zählwerk 3 übermittelt und so etwaige mechanische Übertragungsverluste vermieden.
Dadurch, dass eine Druckmessung im Strömungskanal 2 stattfindet und überdies ein Vergleichsnormal von dem entsprechenden Drucksensor selbst geliefert ist, und schließlich dem Zählwerk 3 ein Speicherelement 4 mit den betreffenden Reynolds-Zahlen des jeweiligen Zählers beigestellt ist, kann eine selbsttätige Anpassung des Zählergebnisses an den dem zu messenden Gas jeweils innewohnenden Gasdruck erfolgen. Ferner bietet erfindungsgemäße Turbinenradgaszähler 1 den Vorteil, dass durch die Überwachung des einem erheblichen Verschleiß ausgesetzten Kugellagers 8 sowie des auf das Turbinenrad 5 und den Zähler 1 insgesamt einwirkenden Anströmdrucks eine vorbeugende Früherkennung von etwaigen Zählerdefekten ermöglich ist.
Anwaltsakte: 20025307-PCT
B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
l Turbinenradgaszähler
2 Strömungskanal 3 Zählwerk 35 20 Signalunterbrechung 4 Speicherelement 21 Impuls 5 Turbinenrad 22 Druckdichte Glasdurch¬
40 führung 6 Turbinenschaufel
23 Schwingkreis mit Nähe7 Welle rungsschalter
Kugellager 45 24 Verstärker
9 Prozessor 25 Signalanpassung
10 Strömungsgleichrichter 26 Schnittstellenanpas¬
50 sung
11 Sensorgehäuse
27 weitere druckdichte
12 Sensorkopf Glasdurchführung
13 Axialsensor 55
14 Radialsensor
15 Rotationskörper
16 Scheibe
17 Lochkranz
18 Bohrung
19 Metallsteg

Claims

Anwaltsakte: 20025307-PCTP A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Elektronischer Turbinenradgaszähler mit einem .0 Turbinenrad (5) , dessen Turbinenschaufeln (6) im Strömungskanal (2) eines zu messenden Gases angeordnet sind, wobei das Turbinenrad (5) auf einer Welle (7) oder Achse kugelgelagert ist, in deren feststehenden Strömungsgleichrichter (10) ein Sensorgehäuse (11) mit .5 einem elektronischen Zählwerk (3) angeordnet ist, wobei das Zählwerk (3) mit wenigstens einem, vorzugsweise zwei, radial ortsfest angeordneten Radialsensoren (14) datenverbunden ist, die jeweils wenigstens einem mit dem Turbinenrad (5) umlaufenden Rotationskörper (15) !0 derart zugeordnet sind, dass der Vorbeilauf des Rotationskörpers (15) an dem oder den Radialsensoren (14) jeweils eine der Rotationsgeschwindigkeit des Turbinenrades (5) proportionale Impulsfolge generiert wird.
!5 2. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rotationskörper (15), vorzugsweise äquidistant über den Umfang einer gedachten Kreisbahn, verteilt angeordnete Radialsensoren (14) zugeordnet sind.
10
Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialsensoren (14) jeweils als Näherungsschalter oder Wegaufnehmer ausgebildet sind. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (15) einen mit dem Turbinenrad mitlaufenden Lochkranz (17) mit wenigstens einer im bestimmungsgemäßen Gebrauch an dem oder den Radialsensoren (14) vorbeilaufenden Bohrung (18) aufweist
Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rotationskörper (15) weitere Sensoren (13) in axialer Ausrichtung derart zugeordnet sind, dass der Vorbeilauf des Rotationskörpers (15) eine der Umdrehungsgeschwindigkeit des Turbinenrads (5) proportionale Impulsfolge generiert.
Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (15) eine mit dem Turbinenrad (5) mitlaufende, vorzugsweise kreisförmige, Scheibe (16) mit wenigstens einer im bestimmungsgemäßen Gebrauch an dem oder den Axialsensoren (13) vorbeilaufenden Bohrung (18) aufweist.
Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die dem Rotationskörper (5) zugeordneten Radial- und/oder Axialsensoren (13, 14) jeweils als analoge Sensoren ausgebildet sind und ein analoges Impulssignal erzeugen, dessen Amplitude und/oder Rauschen einer weiteren Auswertung im Zählwerk vorzugsweise im Hinblick auf eine etwaige Unwucht oder Beschädigung de Kugellager (8) und/oder den jeweiligen Anströmdruck des Turbinenrads (5) zugeführt ist.
8. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der analogen Impulssignale in Bezug von vorbestimmten Schwell- werten erfolgt, deren Überschreiten mittels eines Alarmmeldung angezeigt wird.
9. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (11) gasdicht ausgestaltet ist.
10. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorgehäuse (11) druckdichte Glasdurchführungen (22) zum Anschluss einer Spannungsversorgung, weiterer Sensoren und /oder Geräten der Datenverarbeitung aufweist.
11. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sensorgehäuse (11) ein atmosphärischer Druck oder ein Vakuum mit definiertem Unterdruck eingestellt ist .
12. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das dem das Turbinenrad (5) aufnehmenden Druckraum ein Drucksensor zur Erfassung des jeweiligen Gasdrucks zugeordnet ist.
13. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckmesser zur Erfassung des Gasdrucks eine Differenzmessung vornimmt, wobei der in dem Sensorgehäuse (11) herrschende konstant eingestellte Druck als Vergleichsnormal herangezogen wird.
14. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das dem das Turbinenrad (5) aufnehmenden Druckraum ein Drucksensor zur Erfassung des jeweiligen Gasdrucks zugeordnet ist, wobei dieser Drucksensor mit einer Messdruckkammer versehen ist, die mit einem Konstantdruck beaufschlagt ist, der vom Druckmesser im Rahmen einer Differenzdruckmessung als Vergleichsnormal eingesetzt wird.
15. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Zählwerk (3) mit einem Speicherelement (4) versehen ist, wobei in diesem Speicherelement
(4) dem jeweiligen Zähler jeweils zugeordnete Korrekturtabellen oder Polynomkoeffizienten abgelegt sind und mittels dieser Daten in Abhängigkeit von dem jeweils gemessenen Gasdruck eine Reynolds-Korrektur des jeweiligen Zählergebnisses selbsttätig vorgenommen wird.
16. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mittels weiterer in dem Speicherelement (4) angelegten Kalibrierdaten, vorzugsweise einer Messfehlerkurve im Wege einer Kennlinienkorrektur und/oder ggf. weitere Korrekturen des Zählergebnisses, vorgesehen sind.
17. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Strömungskanal (2) des zu messenden Gases weitere Drucksensoren zur Erfassung weiterer Parameter, vorzugsweise eines etwaigen Staudrucks, vorgesehen und mit dem in dem Sensorgehäuse (11) angeordneten Zählwerk
(3) datenverbunden sind.
18. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Speicherelements (4) des Zählwerks (3) weitere Daten des Turbinenradgaszählers (1) , vorzugsweise Herstellerdaten, Messwerte, Messwertkurven und/oder Kalibrierdaten, gespeichert sind.
19. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Sensorgehäuses (11) angeordnete Zählwerk (3) mit einer NotStromversorgung, vorzugsweise mit einer außerhalb des Sensorgehäuses (11) angeordneten Batterie stromverbunden ist.
20. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählwerk (3) mit wenigstens einer Prozessoreinheit (9) versehen ist, wobei mittels der von den angeschlossenen Sensoren (13, 14) und jeweils gelieferten Messdaten unter Berücksichtigung der im Speicherelement (4) angelegten Korrektur- und Kalibrierdaten eine selbsttätige Korrektur des jeweiligen Zählergebnisses derart erfolgt, dass der in dem elektronischen Zählwerk (3) gespeicherte Zählerstand bereits fehlerbereinigt ist.
1. Elektronischer Turbinenradgaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zählwerk (3) mit wenigstens einer weiteren Prozessoreinheit versehen ist und/oder die weiterverarbeitende Elektronik redundant ausgebildet ist.
EP04715822A 2003-03-22 2004-02-28 Elektronischer turbinenradgaszähler Withdrawn EP1606593A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10312620 2003-03-22
DE2003112620 DE10312620A1 (de) 2003-03-22 2003-03-22 Elektronischer Turbinenradgaszähler
PCT/DE2004/000374 WO2004085974A1 (de) 2003-03-22 2004-02-28 Elektronischer turbinenradgaszähler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1606593A1 true EP1606593A1 (de) 2005-12-21

Family

ID=32946032

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04715822A Withdrawn EP1606593A1 (de) 2003-03-22 2004-02-28 Elektronischer turbinenradgaszähler

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1606593A1 (de)
CN (1) CN100387937C (de)
DE (1) DE10312620A1 (de)
WO (1) WO2004085974A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2493368A (en) * 2011-08-02 2013-02-06 S R Controls Ltd Validating flow measurement equipment by comparing two separately calculated descriptive statistics
CN108225457A (zh) * 2017-12-01 2018-06-29 连云港水表有限公司 一种用滚珠轴承作为水表传动机构的新结构
CN108982004A (zh) * 2018-07-12 2018-12-11 黄华 一种用于气动输送的差压检验装置
CN112946231B (zh) * 2021-02-04 2022-07-22 成都秦川物联网科技股份有限公司 一种天然气全周期能量计量系统和方法
US11592323B2 (en) 2021-02-04 2023-02-28 Chengdu Qinchuan Iot Technology Co., Ltd. Methods and systems for measuring energy of natural gas in a full cycle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2829866A1 (de) 1978-07-07 1980-01-24 Elster Ag Schraubenradzaehler
DE3612714A1 (de) 1986-04-16 1987-10-22 Kieninger & Obergfell Durchflussmengenmesser
JPH0377019A (ja) 1989-08-18 1991-04-02 Tokico Ltd 流量計
DE3804786C2 (de) 1988-02-16 1993-07-01 Horst Prof. Dipl.-Phys. Dr. 4790 Paderborn De Ziegler
WO2002073141A2 (de) 2001-03-08 2002-09-19 Inotech Gmbh Gaszähler zur messung und normierten zählung eines gasstroms
DE10153687A1 (de) 2001-10-31 2003-05-15 Elster Gmbh Durchfluss-Messgerät

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4305281A (en) * 1979-06-04 1981-12-15 Rockwell International Corporation Self-correcting self-checking turbine meter
JPS5922492Y2 (ja) * 1981-05-29 1984-07-05 株式会社デンソー 流量検出器
US5046369A (en) * 1989-04-11 1991-09-10 Halliburton Company Compensated turbine flowmeter
JPH0748052B2 (ja) * 1990-09-07 1995-05-24 東京瓦斯株式会社 気体用タービンメータ
DE59203460D1 (de) * 1991-05-14 1995-10-05 Theodora Antonia Teunissen Durchflussmesser.
US5450760A (en) * 1993-10-18 1995-09-19 Lew; Hyok S. Turbine flowmeter with capacitive transducer
FR2713760B1 (fr) * 1993-12-07 1996-03-08 Schlumberger Ind Sa Procédé et dispositif de surveillance de l'évolution de la valeur courante d'un débit de fluide dans un compteur de fluide.
EP0801291B1 (de) * 1996-04-12 2004-03-03 Hans-Holger Körner Verbrauchszähler mit magnetischem Impulsgeber
US5866824A (en) * 1997-01-24 1999-02-02 American Meter Company Gas turbine meter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2829866A1 (de) 1978-07-07 1980-01-24 Elster Ag Schraubenradzaehler
DE3612714A1 (de) 1986-04-16 1987-10-22 Kieninger & Obergfell Durchflussmengenmesser
DE3804786C2 (de) 1988-02-16 1993-07-01 Horst Prof. Dipl.-Phys. Dr. 4790 Paderborn De Ziegler
JPH0377019A (ja) 1989-08-18 1991-04-02 Tokico Ltd 流量計
WO2002073141A2 (de) 2001-03-08 2002-09-19 Inotech Gmbh Gaszähler zur messung und normierten zählung eines gasstroms
DE10153687A1 (de) 2001-10-31 2003-05-15 Elster Gmbh Durchfluss-Messgerät

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANONYMOUS: "Turbine Meter - A smart preamplifier for real-time turbine meter diagnostics", FMC SMITH METER INC. AMERICAN ENERGY WEEK '95, February 1995 (1995-02-01), HOUSTON, TEXAS, pages 1 - 4, XP003023696
See also references of WO2004085974A1

Also Published As

Publication number Publication date
DE10312620A1 (de) 2004-10-07
CN1791786A (zh) 2006-06-21
WO2004085974A1 (de) 2004-10-07
CN100387937C (zh) 2008-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1499825B1 (de) Diagnosesystem und -verfahren für ein ventil
DE102006060650A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Schaufelschwingungsmessung
EP3234512B1 (de) Durchflussmessanordnung nach dem differenzdruckmessprinzip
EP3100015B1 (de) Verfahren zum betreiben eines druckmessumformers sowie druckmessumformer
EP3019845A1 (de) Verfahren und anordnung zur überwachung einer technischen einrichtung wie z.b. einer maschine oder einer anlage
EP3721176B1 (de) Verfahren zur betriebsüberwachung eines fluidszählers sowie fluidzähler
EP1606593A1 (de) Elektronischer turbinenradgaszähler
EP1440290B1 (de) Messumformer
EP1299929B1 (de) Selbstdiagnostizierendes übertragungssytem
EP1328777B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur system- und prozessüberwachung bei einem magnetisch-induktiven sensor
EP3732388A1 (de) ROHR FÜR EINEN MEßWANDLER, MEßWANDLER MIT EINEM SOLCHEN ROHR SOWIE DAMIT GEBILDETES MEßSYSTEM
EP1430275A1 (de) Verfahren zur überwachung eines coriolis-massedurchflussmesser
EP4042111B1 (de) Verfahren zum überwachen eines messgeräte-systems
DE102009016106A1 (de) Verfahren zum Messen der Beanspruchung rotierender Wellen von Turbomaschinen und Flugtriebwerken und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102004021635A1 (de) Einrichtung und Verfahren zum fehlersicheren Erfassen von Messwerten in einer Steuereinheit
WO2012028428A2 (de) Druckmessumformer
WO2014180564A1 (de) Verfahren und messvorrichtung zur durchflussmessung eines gases in einer rohrleitung mittels eines turbinenrad-gaszählers
DE2829866C2 (de) Schraubenradzähler
EP1245934B1 (de) Turbinenradgaszähler
WO2005015133A2 (de) Elektronischer turbinenradgaszähler
EP3649451B1 (de) Doppelflansch-drehmomentaufnehmeranordnung mit sicherheitsfunktion und drehmomentmessverfahren
EP2218881A1 (de) Verfahren zur Online-Kalibrierung eines Sensors sowie Messsystem
DE202009007478U1 (de) Antriebsvorrichtung
DE10116297A1 (de) Turbinenradgaszähler
DD276920A1 (de) Verfahren zur ganzheitlichen pruefung von gaszaehlern

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20050929

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20071217

TPAC Observations filed by third parties

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNTIPA

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20100901