FI109615B

FI109615B - Flödesmätare

Info

Publication number: FI109615B
Application number: FI950850A
Authority: FI
Inventors: Heinz Kurt Bruemmer
Original assignee: Kamstrup As
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 2002-09-13
Also published as: EP0657021B1; DK56593A; FI950850A; EE03185B1; DE69309939D1; AU4944593A; DK0657021T3; PL307608A1; PL172698B1; DE9390174U1; FI950850A0; DE657021T1; EP0657021A1; WO1994004890A1; ATE151872T1; DE69309939T2; DK56593D0

Claims

1. Förfarande för förbättrande av noggrannheten av mätresultat, vilka mätresultat kan uppnäs med hjälp av en flödesmätare som är av en typ som defmierar inom sig en 5 flödeskanal (13) för ett ämnesflöde som skall mätäs, vilken flödesmätare innefattar en givare (22) för avkännande av varierande tillstand av det genom flödeskanalen gäende ämnet, organ (14) för alstrande av ultraljudsignaler ooh riktande av sädana signaler i motsatta riktningar längs ätminstone en del av flödeskanalen (13), organ (14) för mottagande av signaler som har gätt längs nämnda del av flödeskanalen, och elektriska 10 kretsorgan (23) för beräkning eller bestämning av ett värde av ämnets flödeshastighet pä basis av skillnaden i hastigheterna vid sändning av ultraljudsignalerna i nämnda motsatta riktningar, varvid kretsorganen (23) innefattar organ (44) för kompensering av det beräknade eller bestämda flödeshastighetsvärdet, kännetecknat därav, att 15 kretsorganen (23) dessutom innefattar ett minne (52) för lagring av ett flertal första kompensationsvärden för olika värden av nämnda tillstand, • · i nämnda kompenseringsorgan är anordnade att kompensera det beräknade eller t « ' · ‘ · 1 20 bestämda flödeshastighetsvärdet med ett första kompensationsvärde som hänför sig tili . 1 ” 1 det avkända tillständsvärdet, och att * · · * · · · de första kompensationsvärdena bestäms • · . 1 ’ ·. 25 genom anordnande av ett ämnesflöde enligt ett förutbestämt flödeshastighets- förlopp genom flödeskanalen (13) samtidigt som nämnda tillstand av ämnet i • · · . · · ·. flödeskanalen (13) varieras, * · » » · · · * · · ’ . genom beräkning eller bestämning av uppmätta flödeshasighetsvärden av ämnet 30. flödeskanalen med de elektriska kretsorganen (23) vid vart och ett av ett flertal olika värden av nämnda tillstand, 29 109615 genom bestämning för vart och ett av värdena av nämnda tillständ ett första kompensationsvärde, som är skillnaden mellan motsvarande flödeshastighets-värde enligt nämnda förutbestämda förlopp och det verkligen beräknade eller bestämda uppmätta flödeshastighetsvärdet, och 5 genom lagring av nämnda första kompenseringsvärdena i minnet (52).

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att ämnesflödet 10 transporteras genom flödeskanalen (13) med en förutbestämd konstant flödshastighet.

3. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat därav, att nämnda förutbestämda konstanta flödeshastighet är noll. 15

4. Förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 1—3, kännetecknat därav, att nämnda tillständ av ämnet är temperaturen och/eller trycket av ämnet i flödeskanalen (13).

• · · : 5. Förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 1—4, kännetecknat • « ';' * ‘ 20 därav, att nämnda ämne är en vätska, säsom vatten. > I « > · ‘!!.

* 6. Förfarande enligt patentkravet 4 eller 5, kännetecknat därav, att ämnet i flödeskanalen (13) uppvärms tili en förhöjd temperatur och det tilläts därefter kalina, ,...: varvid de uppmätta flödeshastighetsvärdena vid nämnda flertal tillständ är beräknade .' ·'. 25 eller bestämda med de elektriska kretsorganen (23) under sadan avkylning. » » a .···.

7. Förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 1—6, kännetecknat < a därav, att tillständsgivaren (22) kalibreras ätminstone vid tvä olika tillständsvärden , ’,.: före beräkning eller bestämning av uppmätt flödeshastighetsvärde i flödeskanalen (13) 30 vid olika värden av nämnda tillständ. 30 109615

8. Förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 1—7, kännetecknat därav, att ämnet i flödeskanalen (13) först utsätts för vitt varierande temperatur-och/eller trycktillständ under en läng tid, exempelvis under flera dagar. 5

9. Förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 1—8, kännetecknat därav, att vid nämnda förfarande dessutom efter bestämning och lagring av nämnda första kompensationsvärden beräknas eller bestäms med hjälp av de elektriska kretsorganen (23) en uppmätt flö-10 deshastighet av ett okänt ämnesflöde genom flödeskanalen (13) pä basis av skillnaderna i sändningshastigheter av ultraljudsignalerna, avkänns eller beräknas det verkliga tillständet av ämnet i mätkanalen med tillständsgivaren (22) och 15 kompenseras det uppmätta flödeshastighetsvärdet av det okända ämnesflödet med det lagrade första kompensationsvärdet som hänför sig tili det verkligen •...: avkända eller uppmätta tillständsvärdet. • · » · · « · · I • · * * · 20

10. Förfarande enligt patentkravet 9, kännetecknat därav, att det uppmätta • · · ’ · ·; ‘ flödeshastighetsvärdet desutom kompenseras med ett andra kompensationsvärde för * · · • * * kompensering av beroendet av sändningshastigheten av ultraljudsignalerna av det varierande tillständet av ämnet. . · · ·. 25

11. Förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 1—10, kännetecknat därav, att var och en ultraljudsignal är en pulssträng, varvid flödeshastighetsvärdet ,···, bestäms genom mätning av tidsskillnaden vid detektering av ett par av motsvarande * · pulser förekommande i nämnda pulssträng vid sändning av identiska pulssträngar > » · ‘ . samtidigt ffän motsatt anordnade signalgenereringsorgan. 30 31 109615

12. Förfarande enligt vilket som heist av patentkraven 1—11, kännetecknat därav, att det uppmätta flödeshastighetsvärdet beräknas eller bestäms pä basis av ett förutbestämt flertal av successiva mätningar av nämnda skillnad i detekteringstid. 5

13. Förfarande enligt patentkravet 12, kännetecknat därav, att det uppmätta flödeshastighetsvärdet beräknas eller bestäms pä basis av summan av nämnda flertal av successiva mätningar.

14. Förfarande enligt patentkravet 12 eller 13, kännetecknat därav, att antalet 10 successiva mätningar väljs i beroende av flödeshastigheten som skall mätäs.

15. Förfarande enligt patentkravet 14, kännetecknat därav, att antalet successiva mätningar minskas när flödeshastigheten som skall mätäs ökar. 15

16. Förfarande enligt patentkravet 14 eller 15, kännetecknat därav, att antalet successiva mätningar väljs pä basis av en föregäende testmätning av flödeshastigheten.

•17. Flödesmätare för mätning av ett ämnesflöde genom en flödeskanal (13) defmierad i. i : i denna och omfattande • · yv 20 '*··’ en givare (22) för avkännande av tillständsvärden av ämnet i flödeskanalen i · · (i3), .,.,: ultraljudalstrande organ (14) för alstrande av ultraljudsignaler och riktande av • · . · · ·. 25 sädana signaler i motsatta riktningar längs ätminstone en del av flödeskanalen \ (13), * * · > » · I I · t · * · ,;. organ (14) för mottagande av ultraljudsignaler som har gätt längs nämnda del ‘ . av flödeskanalen (13), och 30 32 109615 elektriska kretsorgan (23), som har anordnats att beräkna eller bestämma ett uppmätt flödeshastighetsvärde av ämnet i flödeskanalen (13) pä basis av skillnaden i hastigheten vid sändning av ultraljudsignalerna i nämnda motsatta riktningar, varvid kretsorganen (23) innefattar organ (44), som har anordnats 5 att kompensera det beräknade eller bestämda uppmätta flödeshastighetsvärdet, kännetecknad därav, att kretsorganen (23) dessutom innefattar ett minne (52), som har anordnats att lagra ett flertal första kompensationsvärden för olika värden av nämnda 10 tillständ, kompenseringsorganen (44) har anordnats att kompensera det beräknade eller bestämda uppmätta flödeshastighetsvärdet med det första kompensationsvärdet som hänför sig tili det avkända tillständsvärdet, och 15 kretsorganen (23), medan ämnesflödet har anordnats enligt förutbestämda flödeshastighetsföhällandena genom flödeskanalen (13) och samtidigt som tillständ av ämnet i flödeskanalen (13) varieras, har anordnats att bestämma :.: : och lagra nämnda första kompenseringsvärden vV 20 ' · ·;' genom beräkning eller bestämning av uppmätta flödeshasighetsvärden av ämnet * · '; I, * i flödeskanalen med de elektriska kretsorganen (23) vid vart och ett av flertal olika värden av nämnda tillständ, och > · 25 genom bestämning för vart och ett av nämnda tillständsvärden ett första \ 4 kompensationsvärde, som är skillnaden mellan det första flödeshastighetsvärdet , · · ·, enligt nämnda förutbestämda förlopp och det verkligen beräknade eller bestäm- .;. da uppmätta flödeshastighetsvärdet, och t » 30 genom lagring av nämnda första kompenseringsvärdena i minnet (52). 33 109615

18. Flödesmätareenligtpatentkravet 17, kännetecknad därav, attgivaren(22) för avkännande av tillständsvärden är en temperatur- och/eller tryckgivare.

19. Flödesmätare enligt patentkravet 17 eller 18, kännetecknad därav, att 5 flödesmätaren är anordnad att mätä volymflödet av varmt vatien som strömmar genom nämnda kanal.

20. Flödesmätare enligt vilket som heist av patentkraven 17—19, kännetecknad därav, att tvärsnittsarean av flödeskanalen (13) är väsentligen konstant, varvid 10 tvärsnittsarean av ett ingängsändparti av flödeskanalen minskar en aning i medströms-riktningen mot nämnda konstanta värde.

21. Flödesmätare enligt vilket som heist av patentkraven 17—20, kännetecknad därav, att tvärsnittsarean av flödeskanalen (13) är väsentligen konstant, varvid 15 tvärsnittsarean av ett utgängsändparti av flödeskanalen ökar en aning i medströms-riktningen frän nämnda konstanta värde.

• · * •,,.: 22. Flödesmätare enligt vilket som heist av patentkraven 17—21, känneteck- ;.: : n a d därav, att ätminstone ett av de ultraljud alstrande och/eller mottagande organen ‘ ' 20 (14) bestar av en elektrisk omvandlare (14a, 14b) innefattande ett hus (30) tillverkat av I * /·;* metall och definierande en ringformig stödyta (34), ett membranelement (36) som kan * I ♦ '* försättas i vibration och är tillverkat av ett piezoelektriskt material, och organ (39) för infästning av membranelementet i nämnda hus sä att en yttre kantdel av membranele- .,.,: mentet och den ringformiga stödytan är placerade i överlappande samband. • » .··. 25 ‘4

23. Flödesmätare enligt patentkravet 22, kännetecknad därav, att infästnings- ,···, organen omfattar organ (39) för förspänning av membranelementet (36) mot den .;. ringformiga stödytan (34). i I * 34 109615

24. Flödesmätare enligt patentkravet 22 eller 23, kännetecknad därav, att arean av stödytan (34) som täcks av den yttre kantdelen av membranelementet (36) är större än hälften av arean av membranelementet.

25. Flödesmätare enligt vilket som heist av patentkraven 22—24, känneteck nad därav, att infästningsorganen bestär av limmedel med vilka den yttre kantdelen av membranelementet tätas mot den ringformiga stödytan.

26. Flödesmätare enligt vilket som heist av patentkraven 22—24, känneteck-10 n a d därav, att membranelementet (36) är mottaget i en insats (33) av icke-metalliskt material, varvid insatsen bestär av en jämn ringformig väggdel som är insatt mellan den ringformiga stödytan (34) och en bredvid belägen sidoyta av membranelementet (36), och en yttre, cylindrisk väggdel (35), varvid dess yttre yta ansluter tili en cylindrisk ytdel av huset (30) och dess inre yta ansluter tili en yttre kantyta av 15 membranelementet (36).

27. Flödesmätare enligt vilket som heist av patentkraven 22—26, känneteck-n a d därav, att nämnda förspänningsorgan bestär av ett skivelement (39) av metall, : exempelvis rostfritt stäl, varvid dess inre sidoyta är fäst vid den bredvid belägna ’ 20 sidoytan av membranelementet (36), exempelvis med limämne eller lim, varvid dess yttre kantdel är fäst vid nämnda hus (30), exempelvis genom svetsning.

28. Flödesmätare enligt patentkravet 27, kännetecknad därav, att skivelemen-tet (39) har pressats mot den ringformiga stödytan (34) av huset före infastningen av > » 25 dess kantdel vid huset, varvid membranelementet (36) är förspänt av skivelementet (39) mot den ringformiga stödytan (34) när det har fästs vid huset (30).

• · • · * ,;. 29. Flödesmätare enligt vilket som heist av patentkraven 17—28, känneteck- * » * ti» ' _. n a d därav, att organen som alstrar och mottar ultraljud bestär av ett par av omvand- 30 larenheter (14) anordnade i ingängs- och utgängskammare (11,12), varvid nämnda kammare (11,12) är förenade med flödeskanalen (13), varvid dess axiella längd är 35 109615 flera ganger längre än avständet frän omvandlarna (14a, 14b) i omvandlarenheterna (14) och väggarna av ifrägavarande ingängs- eller utgängskammare (11,12).

30. Flödesmätare enligt patentkravet 29, kännetecknad därav, att ultra-5 ljudomvandlarna (14a, 14b) är av den typ som innefattar ett piezoelektriskt membran för generering och detektering av ultraljudsignaler. • * · t 4 » t » > I t li* · I » » * t * * i I I I · s t * ) * II» · '1 I · » · ) t ’ t t l I I I > » » I· l , 'tili