NL8402041A - Inrichting voor het meten van het volume van een meetgas. - Google Patents

Description

NL 32.125-Vo/rvdv *

Inrichting voor het meten van het volume van een meetgas

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van het volume van een meetgas, voorzien van een, onder invloed van het meetgas op en neer beweegbare meetklok, die is opgehangen aan het ene uiteinde van een soe-5 pele, met een balanceerorgaan voor de meetklok samenwerkende, kabel of dergelijke en die met een vast lichaam een meetruimte vormt, waarin een meetleiding voor het meetgas uitmondt.

Bij een bekende inrichting van deze soort bestaat het balanceerorgaan uit een aan het andere uiteinde van de 10 soepele kabel of dergelijke bevestigd balanceergewicht, waar--- van het gewicht althans nagenoeg overeenkomt met het gewicht van de meetklok. Deze bekende inrichting gedraagt zich in hoofdzaak als een massaveersysteem.

Een toepassing van een dergelijke inrichting vormt 15 de zogenaamde spirometer, die veelal tijdens medische onderzoekingen wordt gebruikt. Met een spirometer kan het volume van de uitgeademde lucht worden gemeten, waarna dit volume op diverse manieren als functie van andere grootheden kan worden weergegeven. De vorm van deze functie is een aanwijzing voor 20 diverse afwijkingen van de longfunctie. Bij een veel gebruikte longfunctietest wordt het volume van de uitgeademde lucht uitgezet tegen het debiet. Dit verloop heeft een karakteristieke vorm, waarbij vooral het gebied met de maximale debiet-waarden van belang is voor een goede diagnose. Aangezien bin-25 nen zeer korte tijd, bijvoorbeeld 0,1 sec., zeer grote debiet-waarden, bijvoorbeeld 12 lit./sec., worden bereikt, ondergaat de meetklok grote verticale versnellingen, die in het, in het voorgaande genoemde, gebied kunnen leiden tot een ongewenst gedrag van het systeem, dat wordt gevormd door de meetklok en 30 het balanceergewicht. Theoretisch zal het balanceergewicht zijn werking verliezen wanneer de verticale, opwaarts gerichte, versnelling van de meetklok groter wordt dan de versnelling van de zwaartekracht. In de praktijk ligt deze grens zelfs al bij lagere versnellingen van de meetklok. In deze ge-35 vallen verliest het systeem zijn massaveersysteemkarakter.

Het aldus veroorzaakte ongewenste gedrag, met name trillingen, van het systeem leidt tot een verstoring van de weergave van de longfunctie, waardoor het onmogelijk is een 8402041 '· * -2-goede diagnose te stellen.

De maximale debietwaarde, bij welke het systeem nog goed werkt en zich als een massaveersysteem blijft gedragen, kan worden verhoogd door het oppervlak onder de meetklok te 5 vergroten. Hierdoor zal een bepaalde debietwaarde een kleinere versnelling van de meetklok veroorzaken dan in het geval, dat de meetklok een kleiner oppervlak bezit. Een groot bezwaar hierbij is echter, dat de meetnauwkeurigheid van de inrichting hierdoor afneemt.

10 De uitvinding beoogt een inrichting voor het meten van het volume van een meetgas van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, die zich ook bij snelle volumeverande-ringen (hoge debietwaarden) als een massaveersysteem blijft gedragen en tevens een hoge nauwkeurigheid heeft.

15 Hiertoe heeft de inrichting volgens de uitvinding het kenmerk, dat het balanceerorgaan zodanig is uitgevoerd, dat het werkzaam blijft in een gebied van meetklokversnellin-gen, die groter zijn dan de versnelling van de zwaartekracht.

Het is nu mogelijk, om de meetklok een klein opper-20 vlak te geven, waarbij een hoge meetnauwkeurigheid wordt verkregen zonder dat het massaveersysteemkarakter verloren gaat.

Volgens een handige uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding is het andere uiteinde van de soepele kabel of dergelijke bevestigd aan een vast punt, terwijl het 25 balanceerorgaan een, met behulp van een losse katrol of dergelijke aan een door de kabel of dergelijke gevormde vrij-hangende lus opgehangen balanceergewicht omvat.

Een verplaatsing van de meetklok leidt nu tot een half zo grote verplaatsing van het balanceergewicht. Overigens 30 zal dit balanceergewicht voor een evenwicht althans nagenoeg het dubbele moeten bedragen van het meetklokgewicht. De versnellingen van het balanceergewicht bedragen eveneens slechts de helft van de versnellingen van de meetklok, zodat het toepassingsgebied van de inrichting twee keer zo groot is geworden. 35 In een andere met voordeel toe te passen uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding is het andere uiteinde van de soepele kabel of dergelijke bevestigd aan een veer-elemerit, dat met een vast punt is verbonden.

Het is echter ook mogelijk, dat het andere uiteinde 40 van de soepele kabel of dergelijke is bevestigd aan een vast 0402041 . ---—- — -3- s punt, terwijl het balanceerorgaan een, met behulp van een losse katrol of diergelijke tussen een door de kabel of dergelijke gevormde lus en een tweede vast punt gespannen veerelement omvat.

5 Hierbij wordt op handige wijze gebruik gemaakt van een veerelement, terwijl de combinatie met de katrol er toe leidt, dat het systeem zich op een gunstige manier als een massaveersysteem gedraagt.

Door deze inrichting als een massaveersysteem te 10 beschouwen, worden nauwkeurige meetresultaten verkregen. De veer van dit massaveersysteem wordt gevormd door het gecomprimeerde gas onder de meetklok. De veerconstante van deze veer is echter niet constant, zodat het moeilijk is om de differentiaalvergelijking, die dit systeem beschrijft, op te 15 lossen.

Wanneer nu in een bijzonder gunstige uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding deze is voorzien van een installatie voor het meten van de druk in de meetruimte en voor het met behulp van deze druk corrigeren van het gemeten volume, 20 kan de gemeten volumeverandering worden gecorrigeerd en worden herleid naar de werkelijke volumeverandering van het meet-gas.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening waarin een aantal uitvoeringsvoorbeelden 25 van de inrichting zijn weergegeven.

Fig. 1 toont schematisch een inrichting volgens de uitvinding met een aan een losse katrol opgehangen balanceer-gewicht;

Fig. 2 toont schematisch een inrichting volgens de 30 uitvinding met een veerelement;

Fig. 3 toont schematisch een inrichting volgens de uitvinding met een in een losse katrol gespannen veerelement, en

Fig. 4 toont een eenvoudig meet- en regelschema 35 voor toepassing bij een inrichting volgens de uitvinding.

De in fig. 1 slechts schematisch weergegeven inrichting voor het meten van volumen omvat in hoofdzaak een meetklok 1, die is opgehangen aan een soepele kabel 2 en een vast lichaam 3. De meetklok 1 is in verticale richting op en 40 neer beweegbaar. Deze beweging wordt veroorzaakt door de toe- ; 0 2 0 4 t ï -4- en afvoer van een gas via een meetleiding 4 door het lichaam 3. De meetleiding 4 mondt uit in een meetruimte 5, die wordt begrensd door de meetklok 1 en het vaste lichaam 3.

Het lichaam 3 bezit een rondlopend kanaal 6, dat is 5 gevuld met een vloeistof, bijvoorbeeld water. De meetklok 1 heeft een aan dit kanaal 6 aangepaste vorm, en bevindt zich met zijn onderrand in de vloeistof. Op deze wijze wordt de meetruimte 5 afdoende afgedicht ten opzichte van de omgeving, terwijl de meetklok 1 toch in verticale richting vrij beweeg-10 baar is ten opzichte van het lichaam 3.

De soepele kabel 2 is via een aantal geleidingsrol-len 7 en een losse katrol 8 naar een vast punt 9 geleid en daaraan bevestigd. Aan de losse katrol 8 hangt een balanceer-gewicht 10 met een zodanig gewicht, dat de meetklok afhanke-15 lijk van de druk van het meetgas in de meetruimte 5 een bepaalde stationaire stand inneemt, waarbij de onderrand van de meetklok 1 zich in de vloeistof in het kanaal 6 van het lichaam 3 bevindt, maar niet in contact is met het lichaam 3.

In het algemeen is het gewicht van het balanceergewicht 10 20 althans nagenoeg twee keer zo groot als het gewicht van de meetklok 1.

Wanneer via de meetleiding 4 meetgas aan de meetruimte 5 wordt toegevoerd, zal de meetklok 1 omhoog bewegen.

De afstand van deze omhooggerichte beweging is een maat voor 25 het volume van de toegevoerde gashoeveelheid.

Aan de onderrand van de meetklok 1 is een rondlopende, binnenwaarts gerichte rand 11 aangebracht, die zorgt voor een demping van de beweging van de meetklok 1. De breedte van de rand 11 is een maat voor de demping. Doordat deze rand 11 30 binnenwaarts is gericht worden vloeistofniveauverschillen door -de druk onder de meetklok 1 gecompenseerd. Immers, een overdruk in de meetruimte 5 leidt tot een daling van het vloeistofniveau aan de binnenzijde van de meetklok 1. Tevens wordt de meetklok 1 echter omhoog bewogen, waarbij de binnenwaarts 35 gerichte rand 11 de vloeistof aan de binnenzijde van de meetklok 1 als het ware omhoog stuwt tegen de eerdergenoemde daling in, zodat een compensatie optreedt.

Fig. 2 toont een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, waarbij tussen de soepele kabel 2 en 40 een vast pnnt 12 een trekveer 13 is aangebracht. Deze trek- 34 0 2 0 4 1 -5- * veer 13 heeft een over zijn gehele werkgebied een nagenoeg constante veerconstante.

De uitvoeringsvorm volgens fig. 3 vormt een combinatie van de uitvoeringsvormen uit fig. 1 en fig. 2. Het uit-5 einde van de kabel 2 is bevestigd aan een vast punt 9, terwijl tussen een losse katrol 8 en een ander vast punt 12 een trekveer 13 is aangebracht.

In de drie getoonde uitvoeringsvormen kan de inrichting bij hogere versnellingen van de meetklok worden gebruikt, 10 dan de bekende inrichting. Het gedrag van het systeem komt bij de inrichting volgens de uitvinding meer overeen met het gedrag van een massaveersysteem, zodat het stellen van een diagnose betrouwbaarder wordt, omdat de beweging van de meetklok 1 beter overeenkomt met de volumeveranderingen van het 15 meetgas.

Fig. 4 toont een schema voor een eenvoudige meet-en regelinrichting, die het mogelijk maakt om correcties uit te voeren op de gemeten volumen. De invoerleidingen 14 en 15 vormen de van sensoren afkomstige signalen betreffende de ver-20 plaatsing van de meetklok 1 respectievelijk de druk in de meetruimte 5. In de processor 16 wordt met behulp van de gemeten druk 15 een correctie uitgevoerd op het, door de verplaatsing van de meetklok 1 bepaalde, volume. Deze gecorrigeerde volumewaarde wordt via de uitvoer 17 afgegeven ter ver-25 dere verwerking.

De uitvinding is niet beperkt tot de in het voorgaande beschreven uitvoeringsvormen, maar kan binnen het kader der uitvinding op velerlei manieren worden gevarieerd.

8402041

Claims (8)

1. Inrichting voor het meten van het volume van een meetgas, voorzien van een, onder invloed van het meetgas op en neer beweegbare meetklok, die is opgehangen aan het ene uiteinde van een soepele, met een balanceerorgaan voor de 5 meetklok samenwerkende, kabel of dergelijke en die met een vast lichaam een meetruimte vormt, waarin een meetleiding voor het meetgas uitmondt, met het kenmerk, dat het balanceerorgaan zodanig is uitgevoerd, dat het werkzaam blijft in een gebied van meetklokversnellingen, die groter 10 zijn dan de versnelling van de zwaartekracht.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het andere uiteinde van de soepele kabel of dergelijke is bevestigd aan een vast punt, terwijl het balanceerorgaan een, met behulp van een losse katrol of derge- 15 lijke aan een door de kabel of dergelijke gevormde vrijhan-gende lus opgehangen balanceergewicht omvat.

3. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het andere uiteinde van de soepele kabel of dergelijke is bevestigd aan een veerelement, dat met een 20 vast punt is verbonden.

4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t h e t kenmerk, dat het veerelement bestaat uit een trekveer met een over zijn gehele werkgebied nagenoeg constante veer-constante.

5. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het andere uiteinde van de soepele kabel of dergelijke is bevestigd aan een vast punt, terwijl het balanceerorgaan een, met behulp van een losse katrol of dergelijke tussen een door de kabel of dergelijke gevormde lus en 30 een tweede vast punt gespannen veerelement omvat.

6. Inrichting volgens een der conclusies 1-5, m e t het kenmerk, dat tussen het vaste lichaam en de beweegbare meetklok een viskeuze afdichting is toegepast, waarbij de onderrand van de meetklok in een vloeistof is gedom- 35 peld en is voorzien van een rondlopende, loodrecht op de bewegingsrichting van de meetklok uitstekende, rand.

7. Inrichting volgens conclusie 6, m e t h e t kenmerk, dat de rand binnenwaarts is gericht. 8402041 -7-

8. Inrichting volgens een der conclusies 1-7, m e t het kenmerk, dat deze is voorzien van een installatie voor het meten van de druk in de meetruimte en het met behulp van deze druk corrigeren van het gemeten volume. 8402041