FI109310B

FI109310B - Apparatus and method for measuring the quantity of an unevenly flowing substance

Info

Publication number: FI109310B
Application number: FI20002169A
Authority: FI
Inventors: Asko Niemi
Original assignee: Jakki Oy
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2002-06-28
Also published as: FI20002169A; FI20002169A0

Description

109310109310

Laite ja menetelmä epätasaisessa virtauksessa tulevien nestemäisten aineiden määrän mittaamiseksi.Apparatus and method for measuring the amount of liquid matter entering an uneven flow.

Esillä olevan keksinnön kohteena on laite epätasaisessa virtauksessa tulevien 5 nestemäisten aineiden määrän mittaamiseksi, jossa laitteessa on kotelo, johon on järjestetty tuloliitäntä ja poistoliitäntä mitattavaa nestettä varten. Keksinnön kohteena on myös menetelmä epätasaisessa virtauksessa tulevien nestemäisten aineiden määrän mittaamiseksi.The present invention relates to a device for measuring the amount of liquid substances entering an uneven flow, the device having a housing provided with an inlet and an outlet for the liquid to be measured. The invention also relates to a method for measuring the amount of liquid substances entering an uneven flow.

10 Esillä olevan keksinnön päämääränä on aikaansaada suhteellisen yksinkertainen ja luotettava mittauslaite epätasaisessa virtauksessa tulevien nestemäisten aineiden määrän, kuten esimerkiksi lypsetyn maidon määrän mittaamiseksi.It is an object of the present invention to provide a relatively simple and reliable measuring device for measuring the amount of liquid substances entering an uneven flow, such as the amount of milk milked.

Tämän päämäärän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että kotelon sisäpuoli on jaettu välitasolla yläpuoliseen tulokam-15 mioon, johon mainittu tuloliitäntä avautuu ja alapuoliseen poistokammioon, johon poistoliitäntä avautuu; että tulokammioon on muodostettu välitason yläpinnalle järjestettyjen, tulokammion korkeutta olennaisesti matalampien poikit-taisseinämien avulla vähintään kaksi osastoa, joissa kussakin on aukkoelimet, joiden läpi tulokammion osastoihin virtaava neste kulkee tietyllä määrällä aika-20 yksikössä (l/min); että kussakin osastossa on lisäksi tuntoelimet, joiden avulla voidaan tunnistaa nesteen läsnäoloaika kussakin osastossa; ja että laitteessa on lisäksi elimet määrittämään tuntoelimien antaman nesteen läsnäoloaikatie-don ja aukkoelimien läpi aikayksikössä tapahtuvan tunnetun virtausmäärän perusteella laitteen läpi virranneen nesteen kokonaismäärä.To accomplish this object, the device of the invention is characterized in that the interior of the housing is divided at an intermediate level into an upper inlet chamber into which said inlet port opens and into a lower outlet chamber into which the outlet port opens; that at least two compartments are formed in the inlet chamber by transverse walls substantially lower than the height of the inlet chamber arranged on the upper surface of the intermediate plane, each having aperture means through which the fluid flowing into the compartments of the inlet chamber flows at a certain time; that each compartment also has sensors for detecting the presence of fluid in each compartment; and that the device further comprises means for determining the total amount of fluid flowing through the device based on the presence time information of the sensors and the known flow rate through the apertures.

2525

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, että mitattava neste järjestetään kulkemaan mittalaitteeseen, jossa on tulokammio, johon avautuu tuloliitäntä, ja johon tulokammioon on järjestetty vähintään kaksi mittausosastoa, joista kukin varustettu aukkoelimillä , joiden kautta mitattava 30 neste pääsee kulkemaan tietyssä määrässä per aikayksikkö (l/min) mittalaitteen poistoelimiin ja tuntoelimillä, jotka antavat signaalin kun nestettä on läsnä osastossa; että mitattava neste viedään tuloliitännän kautta tulokammioon sen yhteen osastoon ja siinä olevien aukkoelimien läpi poistoelimiin; että kuhunkin 2 109310 osastoon tulevan nestevirtauksen per aikayksikkö ollessa suurempi kuin neste-virtaus per aikayksikkö kyseisen osaston aukkoelimien läpi täyttyy osasto ja neste virtaa seuraavaan osastoon; ja että nesteen läsnäoloaika kussakin osastossa mitataan tuntoelimillä, jolloin tuntoelimien antaman signaalin kokonais-5 kestoajan ja aukkojen läpi aikayksikössä virtaavan nestemäärän tunnetun tiedon perusteella määritetään laitteen läpi virtaavan nesteen kokonaismäärä.The method according to the invention, in turn, is characterized in that the liquid to be measured is arranged to pass through a measuring device having an inlet opening opening and having at least two measuring compartments, each provided with apertures for passing the liquid to be measured / min) the discharge means of the measuring device and the sensors which give a signal when the liquid is present in the compartment; the liquid to be measured is introduced through the inlet into the inlet chamber into one of its compartments and through the opening means therein to the outlet means; that the fluid flow per unit time to each of the 2 109310 compartments is greater than the fluid flow per unit time through the aperture members of that compartment and that the fluid flows to the next compartment; and that the presence time of the liquid in each compartment is measured by the sensors, the known amount of fluid flowing through the apertures per time unit and the known amount of fluid flowing through the apertures determining the total amount of fluid flowing through the device.

Seuraavassa keksintöä selostetaan oheiseen piirustukseen viitaten, jossa: 10 kuvio 1 esittää kaaviollisena perspektiivikuvantona erästä keksinnön suoritusmuotoa.The invention will now be described with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 is a schematic perspective view of an embodiment of the invention.

Kuvion 1 mukaisesti keksinnön mukaiseen laitteeseen 1 kuuluu kotelo, jossa on pohjapinta 2, yläpinta 4, päätypinnat 3 ja sivupinnat 5. Kotelon sisäpuoli on 15 jaettu välitasolla 6 yläpuoliseen tulokammioon 20 ja alapuoliseen poistokammi-oon 21. Tulokammioon 20 avautuu mitattavan nesteen tuloliitäntä 7 ja poisto-kammion 21 pohjalle esitetyssä suoritusmuodossa on asetettu poistoliitäntä 8. Välitason 6 yläpinnalle on esitetyssä suoritusmuodossa muodostettu tulokam-mion 20 korkeutta olennaisesti matalampien poikittaisseinämien 11 avulla kol-20 me osastoa A, B, C. Kussakin osastossa on viitenumerolla 9 merkityt aukko-elimet, jotka voivat muodostua yhdestä, tietyn läpimitan omaavasta aukosta tai useammasta aukosta, joiden kokonaispinta-ala tunnetaan. Tällöin voidaan laskea aukon 9 läpi normaalitilanteessa virtaavan nesteen määrä aikayksikköä kohti, esimerkiksi litroina per minuutti. Kukin osasto on varustettu lisäksi tunto-25 elimien 10 parilla, joiden välillä kulkee sähkövirta kun osastossa on läsnä nestettä. Tuntoelimet 10 on esitetyssä suoritusmuodossa kuvattu sijoitettuina samalle puolelle koteloa, mutta ne voivat luonnollisestikin sijaita myös esim. kotelon vastakkaisilla seinämillä.According to Figure 1, the device 1 according to the invention comprises a housing having a bottom surface 2, an upper surface 4, end surfaces 3 and side surfaces 5. The inside of the housing 15 is divided by an intermediate plane 6 into an upper inlet chamber 20 and a lower outlet chamber 21. in the embodiment shown at the bottom of the chamber 21, an outlet connection 8 is provided. may consist of one or more openings of a certain diameter whose total surface area is known. Here, the volume of fluid flowing through the orifice 9 under normal conditions per unit time can be calculated, for example, in liters per minute. Each compartment is further provided with a pair of sensing members 10 between which electrical current flows when liquid is present in the compartment. The sensing members 10 are illustrated in the embodiment shown located on the same side of the housing, but they can of course also be located e.g. on opposite sides of the housing.

30 Poikittaisseinämien 11 korkeus on valittu siten, että osaston A, B, C täyttyessä neste virtaa poikittaisseinämän 11 yläreunan yli seuraavaan osastoon siten, että kussakin osastossa olevan nestemäärän korkeus ei aiheuta olennaista muutosta aukkoelimen 9 läpi virtaavan nesteen määrään nesteen korkeudesta 3 109310 aiheutuvan painevaikutuksen johdosta. Poikittaisseinämän 11 korkeus voi olla esim. suuruusluokkaa noin 20 mm osaston leveyden ja pituuden ollessa myös esim. suuruusluokkaa noin 20 mm. Osastoja A, B, C on edullisesti vähintään viisi peräkkäin laitteen pituussuunnassa, mutta niitä voi olla enemmänkin tai 5 vähemmän halutusta mittaustarkkuudesta riippuen. Lisäksi peräkkäisistä osastoista viimeinen voi olla muodostettu kokonaan ilman välitasoa 6 toimimaan tarvittaessa ylivirtausosastona ja varmistamaan riittävän ilmavirtauksen mahdollisimman tasaisen nestevirtauksen aikaansaamiseksi aukkojen 9 läpi.The height of the transverse walls 11 is selected such that when the compartments A, B, C are filled, the liquid flows over the upper edge of the transverse wall 11 to the next compartment so that the height of the fluid volume in each compartment does not substantially alter the amount of fluid flowing through the aperture 9. The height of the transverse wall 11 can be, for example, of the order of about 20 mm, while the width and length of the compartment may also be, for example, of the order of about 20 mm. The compartments A, B, C are preferably at least five in succession in the longitudinal direction of the device, but may be more or less 5, depending on the desired measurement accuracy. In addition, the last of the successive compartments may be formed entirely without an intermediate plane 6 to serve as an overflow compartment, if necessary, and to ensure sufficient airflow to achieve as smooth a fluid flow through the apertures 9.

10 Laitetta käytettäessä mitattava neste syötetään tuloliitännän 7 kautta tulokam-mion 20 osastoon A, jolloin osastoon tulevan nestevirtauksen per aikayksikkö ollessa suurempi kuin nestevirtaus per aikayksikkö kyseisen osaston aukkoeli-mien 9 läpi täyttyy osasto ja neste virtaa poikittaisseinämän 11 yläreunan yli seuraavaan osastoon B ja sen täyttyessä edelleen seuraavaan osastoon C.When using the device, the liquid to be measured is supplied through inlet 7 to compartment A of the inlet chamber 20, where the fluid flow per compartment per unit time is greater than the fluid flow per unit time through the apertures 9 of that compartment and flows over the top edge B of the transverse wall 11 continue to the next section C.

15 Neste virtaa kussakin osastossa jatkuvasti osastossa olevan aukon 9 läpi tietyllä virtausmäärällä aikayksikössä ja tuntoelimet 10 mittaavat nesteen viipymäaikaa kussakin osastossa. Tuntoelimien 10 antaman nesteen kokonaisviipymä-ajan perusteella kussakin osastossa sekä kunkin aukon 9 tunnetun läpivirtaus-määrän per aikayksikkö perusteella voidaan määrittää laitteen läpi virranneen 20 mitattavan nesteen kokonaismäärä, esim. mikroprosessoria käyttämällä.The fluid in each compartment flows continuously through the aperture 9 in the compartment at a given flow rate per unit time, and the sensors 10 measure the residence time of the fluid in each compartment. Based on the total residence time of the fluid 10 provided by the sensors 10 in each compartment and the known flow rate per unit time of each opening 9, the total amount of fluid to be measured through the device 20 can be determined, e.g., using a microprocessor.

:.:.: Esitetyssä suoritusmuodossa osastoja on kolme peräkkäin ja ne on esitetty i . »«. t ‘ ’ suorakaiteen muotoisina, mutta luonnollisestikin osastojen muotoilu voi olla '· ” muukin, ne voivat esim. olla pohjapinnaltaan pyöreitä. Tuntoelimet 10 voivat 25 sijaita myös esim. kunkin osaston vastakkaisilla seinämillä tai muussa halutussa kohdassa ja ne on sijoitettu mahdollisimman alas lähelle välitason 6 yläpintaa tai yläpintään, halutun mitattavan nestemäärän mittaustarkkuuden aikaan-saamiseksi.:.:.: In the embodiment shown, the compartments are three in a row and are shown i. »«. t '' in rectangular form, but of course compartments may have '·' other design, eg they may have a rounded bottom. The sensing elements 10 may also be located e.g. on opposite walls of each compartment or at any other desired position and positioned as close as possible to the upper surface or upper surface of the intermediate plane 6 to provide the desired measurement accuracy of the fluid to be measured.

...: 30 Edellä esitetty suoritusmuoto on kuvattu ainoastaan keksinnön eräänä edullise na suoritusmuotona ja siihen voidaan tehdä huomattaviakin muutoksia poikkea-’. i matta seuraavana esitettävien patenttivaatimuksien määrittämästä suoja-alas- 4 109310 ta. Voidaan ajatella esimerkiksi osastojen sijoittamista rengasmaisesti sisäkkäin ympyrämäisten väliseinien avulla, jossa tuloliitäntä voi olla uloimmalla rengas-osastolla....: 30 The above embodiment has been described only as a preferred embodiment of the invention and may be subject to substantial modification. notwithstanding the claims set forth in the following claims. For example, it is contemplated that the compartments be annularly nested by circular partitions where the inlet connection may be at the outermost annular compartment.

f *f *

Claims

An apparatus for measuring the amount of liquid substance in an uneven flow, the apparatus comprising a cap (1) in which is provided an inlet connection (7) and an outlet connection (8) for the liquid to be measured which is enclosed (1). ) is internally divided by an intermediate plane (6) in an upper inlet chamber (20), in which said inlet connection (7) opens and a lower outlet chamber (21), in which the outlet connection (8) opens, characterized in that the inlet chamber 10 (20) is formed by means of intermediate walls (11) arranged on the upper side of the intermediate plane (6), which are substantially lower than the height of the inlet chamber, two compartments (A, B, C) which both (A, B, C) ) has opening means (9) through which the sections (A, B, C) of the inlet chamber (20) flowing a certain amount of flow per unit time (1 / min); that each compartment (A, B, C) therewith has sensors (10) with the aid of which the holding time of the liquid in each chamber (A, B, C) can be sensed; and that the device has means for determining, on the basis of the data transmitted by the sensors, the residence time of the liquid and a known amount of flow per unit of time through the opening means (9) d, a total amount of the liquid flowing through the device. 20

Device according to claim 1, characterized in that the compartments (A, B, C) are arranged one after the other in the longitudinal direction of the device.

3. Device according to claim 1, characterized in that the compartments (A, B, C) are arranged annularly within each other by means of annular intermediate walls.

• ·. ···. Device according to any of claims 1 to 3, characterized in that the sensors (10) in each compartment (A, B, C) consist of two sensors, between which an electric current flows as they are connected to each other by mediation of the fluid in the ward. • * I IM 109310

Device according to any of claims 1-4, characterized in that the means used for the determination of the total amount consist of a microprocessor, which is fed in advance by the flowing means through the opening means, and which is measured by means of the sensors (10). data on fluid retention in each compartment (A, B, C).

A method for measuring the amount of liquid in an uneven flow, in which method the liquid to be measured is arranged to flow in a measuring device having an inlet chamber (20) into which an inlet (7) opens, and outlet means (8), characterized in that at least two measuring compartments (A, B, C) are provided in the inlet chamber (20), each of which is provided with opening means (9) through which the liquid to be measured can be flow a certain amount per unit of time (1 / min) into the measuring device's outlet means (8) and sensors (10), which emit a signal when liquid is present in the compartment (A, B, C); in which method the liquid to be measured is fed through the inlet connection (7) to one of the chamber (20) of the inlet chamber (20) and through opening means (9) in the outlet means (8); wherein when the fluid flow per unit time arriving in each compartment is greater than the liquid flow per unit time through the compartment opening means (9) of the compartment, the compartment is filled and the liquid flows to the next compartment (B, C); and that the residence time of the liquid in each of the divisions is measured by sensors (10), whereby on the basis of that of the sensor, sensors are measured. , given the total length of the signal and the known data of the fluid quantity through the openings per unit time, it is determined by the device current !!! The total amount of liquid. I) »• I>