NL9401099A - Gasdrukregelaar met geintegreerde debietmeting. - Google Patents

Gasdrukregelaar met geintegreerde debietmeting. Download PDF

Info

Publication number
NL9401099A
NL9401099A NL9401099A NL9401099A NL9401099A NL 9401099 A NL9401099 A NL 9401099A NL 9401099 A NL9401099 A NL 9401099A NL 9401099 A NL9401099 A NL 9401099A NL 9401099 A NL9401099 A NL 9401099A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
fluid
measuring device
sensor means
pressure
valve
Prior art date
Application number
NL9401099A
Other languages
English (en)
Inventor
Jacob Klimstra
Leendert Wolters
Original Assignee
Deltec Fuel Systems 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 Deltec Fuel Systems Bv filed Critical Deltec Fuel Systems Bv
Priority to NL9401099A priority Critical patent/NL9401099A/nl
Priority to EP95923586A priority patent/EP0767895B1/en
Priority to DE69507481T priority patent/DE69507481D1/de
Priority to PCT/NL1995/000229 priority patent/WO1996000883A1/en
Publication of NL9401099A publication Critical patent/NL9401099A/nl

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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
    • G01F1/34Measuring 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 by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring 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 by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/40Details of construction of the flow constriction devices
    • G01F1/42Orifices or nozzles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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
    • G01F1/34Measuring 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 by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/36Measuring 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 by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
    • G01F1/363Measuring 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 by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction with electrical or electro-mechanical indication
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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
    • G01F1/34Measuring 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 by measuring pressure or differential pressure
    • G01F1/50Correcting or compensating means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/76Devices for measuring mass flow of a fluid or a fluent solid material
    • G01F1/86Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure
    • G01F1/88Indirect mass flowmeters, e.g. measuring volume flow and density, temperature or pressure with differential-pressure measurement to determine the volume flow

Landscapes

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

Description

Gasdrukreoelaar met geïntegreerde debietmetino
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een meetinrichting voor het neten van een fluïdum-debiet van een fluïdum-stroom voorzien van een fluïdum-ingang, een fluïdum-uitgang en afsluitmiddelen voor het afsluiten van de fluïdum-stroom door de meetinrichting, positiesensor-niddelen voor het neten van de positie van de afsluitmiddelen, tempera-tuursensormiddelen voor het neten van de fluïdum-temperatuur, eerste druksensomiddelen voor het neten van de druk nabij de fluïdum-ingang, tweede druksensomiddelen voor het neten van het drukverschil over de neetinrichting en een net de positiesensorniddelen, de temperatuursen-somiddelen, de eerste druksensormiddelen en de tweede druksensomiddelen verbonden rekeneenheid voor het berekenen van het fluïdum-debiet op basis van uitgangssignalen van de positiesensormiddelen, de temperatuur-sensormiddelen, de eerste druksensomiddelen en de tweede druksensomiddelen.
Een dergelijke meetinrichting is bekend uit de Europese octrooiaanvrage No. 0.061.856. De daarin getoonde meetinrichting heeft betrekking op een luchttoevoersysteem voor een inwendige verbrandingsmotor. De luchttoevoer wordt geregeld met behulp van een klep, waarvan de stand met behulp van bijvoorbeeld het gaspedaal in een auto kan worden geregeld. De bekende inrichting omvat een temperatuursensor voor het meten van de temperatuur van de lucht voorafgaand aan de klep, een druksensor voor het meten van de druk voorafgaand aan de klep, een tweede druksensor voor het meten van het drukverschil over de klep en een positiesen-sor voor het bepalen van de stand van de klep. De uitgangssignalen van deze vier sensoren worden toegevoerd aan een rekeneenheid, die op basis van de amplitudes van de verzonden uitgangssignalen van deze sensoren het debiet van de luchtstroom naar de inwendige verbrandingsmotor berekent. De rekeneenheid rekent het debiet uit met behulp van de volgende f omule:
Figure NL9401099AD00021
met:
Qgn * fluïdum-debiet (of verbruik) K = klepcoëfficient ΔΡ = fluïdum-drukverschil over de meetinrichting P1 = fluïdum-druk aan de ingang van de meetinrichting T1 = absolute fluïdum-temperatuur aan de ingang van de meetinrichting daarbij ie K afhankelijk van de kiepstand, alsmede van de waarden van P, AP en T. K wordt tijdens gebruik afgeleid uit een naslagtabel die in een geschikt geheugen van de rekeneenheid is opgeslagen.
Het is gewenst om een meetinrichting voor het meten van een fluï-dum-debiet van een fluïdumstroom te verschaffen, waarbij een rekeneenheid het fluïdum-debiet kan berekenen op basis van de hierboven gegeven formule voor Qgn en waarbij de klepcoëfficient K als polynoom kan worden benaderd zonder dat afbreuk wordt gedaan aan de gewenste meetnauwkeurig-heid. In dat geval hoeft geen naslagtabel in het geheugen van de rekeneenheid te worden geraadpleegd, hetgeen een tijdsbesparing oplevert. Dit stelt echter hoge eisen aan de gebruikte klep. De primaire doelstelling van de onderhavige uitvinding is nu om een dergelijke klep te verschaffen, waarmee aan deze doelstelling kan worden voldaan.
Een verdere doelstelling van de uitvinding betreft het verschaffen van een meetinrichting die aan deze doelstelling voldoet en tevens is voorzien van een automatische gasdrukregelaar die in staat is om de uit-gangsdruk van het de meetinrichting verlatende fluïdum althans nagenoeg constant te houden.
Daartoe heeft de meetinrichting van de bij de aanvang genoemde soort het kenmerk, dat de meetinrichting voorts een met de afsluitmidde-len afsluitbare doorgang omvat en de afsluitmiddelen, gezien in de richting van de doorgang, een althans nagenoeg exponentieel-vormig afnemend diameterverloop hebben.
Het voordeel van een dergelijke meetinrichting is dat klepcoëffi-cient K alleen afhangt van de stand van de afsluitmiddelen en niet van de fluïdum-druk (verschillen) in de klep. Het verband tussen de klepco-efficient K en de stand van de afsluitmiddelen over een groot gebied van de stand van de afsluitmiddelen kan worden benaderd door een polynoom van de 4e graad (kleinste kwadraten fit). Uit proeven is gebleken dat de benadering over het genoemde gebied met behulp van de genoemde polynoom een miswijzing tussen de werkelijke klepcoëfficient en de berekende klepcoëfficient geeft van minder dan 2%.
Bovendien blijkt bij het openen en sluiten van de afsluitmiddelen geen waarneembare hysteresis op te treden en blijkt dat deze meetinrichting volgens de uitvinding ook bevredigend kan worden gebruikt in lage-drukgasnetten.
In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de afsluitmiddelen bevestigd op een beweegbare, door de doorgang stekende stang en zijn de tempera-tuursensormiddelen op deze stang aangebracht.
In deze voorkeursuitvoeringsvorm omvat de meetinrichting een huis en is de stang aan een zijde bevestigd aan een regelelement, dat aan het huis is bevestigd via een eerste membraan en een tweede membraan zodanig dat een regelruimte tussen het eerste en het tweede membraan aanwezig is dat via een kanaal in verbinding staat met de fluïdum-uitgang zodanig, dat de fluïdum-druk aan de fluïdum-uitgang de positie van het regelelement bepaalt tegen de werking van een veer in. Door het toepassen van deze extra maatregelen is de druk van het fluïdum aan de uitgang van de meetinrichting tijdens bedrijf althans nagenoeg constant.
De positiesensormiddelen kunnen bijvoorbeeld bestaan uit een ingebouwde, capacitieve hoogtesensor.
Bij voorkeur heeft de meetinrichting volgens de uitvinding het kenmerk, dat de rekeneenheid een doorstroomoppervlak-rekeneenheid en een verbruiks-rekeneenheid omvat, welke doorstroomoppervlak-rekeneenheid is verbonden met de positiesensormiddelen voor het ontvangen van een posi-tiesignaal en is ingericht voor het op basis daarvan genereren van een doorstroomoppervlaksignaal en welke verbruiks-eenheid is verbonden met de doorstroomoppervlak-rekeneenheid, de temperatuursensormiddelen, de eerste druksensormiddelen en de tweede druksensormiddelen voor het ontvangen van het doorstroomoppervlaksignaal, een temperatuursignaal, een druksignaal, respectievelijk een verschildruksignaal en is ingericht voor het op basis daarvan genereren van een verbruikssignaal. Net een dergelijke structuur is eenvoudig het fluïdum-debiet (of het verbruik) te berekenen. De verbruiksrekeneenheid is dan ingericht voor het berekenen van het verbruikssignaal volgens de volgende formule, die reeds bekend is uit de besproken Europese octrooiaanvrage No. 0.061.856.
De klepcoëfficient kan als een 4e graads polynoomfunctie van de positie van de af sluitmiddelen in het geheugen zijn opgeslagen, maar om het werkelijke verband nauwkeuriger weer te kunnen geven wordt bij voorkeur beneden een vooraf bepaalde waarde van de positie van de afsluit-middelen een andere polynoomfunctie gebruikt die het in dit gebied optredende werkelijke verband beter benadert.
De uitvinding zal hieronder worden toegelicht onder verwijzing naar de bijgevoegde figuren, waarin een voorkeursuitvoeringsvorm van de meetinrichting volgens de uitvinding is weergegeven en die is bedoeld ter illustratie en niet ter beperking van de uitvindingsgedachte.
Figuur 1 toont een voorkeursuitvoeringsvorm van een in de meetinrichting gebruikte klep;
Figuur 2 toont een blokschema van de meet-inrichting;
Figuur 3 toont een grafiek van het verband tussen het fluïdum-debiet en de stand van de afsluitmiddelen;
Figuur 4 toont een grafiek van het verband tussen de klepcoëffi-cient en de stand van de afsluitmiddelen.
De in de meetinrichting toegepaste klep is getoond in figuur 1. De klep 1 heeft een fluïdum-ingang 2 en een fluïdum-uitgang 3. Door de klep I stromend fluïdum volgt een vooraf bepaald traject dat met pijlen 4 is aangeduid. Het fluïdum stroomt onder meer door een afsluitbare doorgang 5 met een vooraf bepaalde diameter. Deze doorgang 5 kan in de klep 1 volgens de uitvinding worden afgesloten en geopend met behulp van een bus 6, waarvan het buitenoppervlak een exponentieel-vormig verloop heeft, zoals in figuur 1 duidelijk is weergegeven. De taps toelopende punt van deze exponentieel-vormige bus is gericht naar de doorgang 5. De bus 6 is onverschuifbaar bevestigd aan een stang 7 die door de doorgang 5 steekt. Aan de onderzijde is de stang 7 bevestigd aan een ten opzichte van het huis 8 van klep 1 beweegbare schuif 9. De schuif 9 is aan de bovenzijde verschuifbaar tussen wanden van een kleppositiesensor 17. Deze kleppositiesensor 17 kan bijvoorbeeld een ingebouwde capacitieve hoogtesensor zijn, maar ook andere, in de techniek bekende positiesenso-ren, kunnen worden toegepast. Tussen de schuif 9 en de wand 16 van de kleppositiesensor 17 bevindt zich een O-ring 12.
De beweegbare schuif 9 omhult een ruimte 10 die via een kanaal 11 in communicatie is met het doorgangskanaal voor het fluïdum in de meetinrichting. Tussen de wand van de schuif 9 en de wand van het huis 8 bevindt zich een ruimte 46 die in communicatieve verbinding staat met de ruimte 10 via een kanaal 45 in de wand van de schuif 9. Door de kanalen II en 45 kunnen geen drukverschillen ontstaan tussen de ruimten 10, 46 en de doorgang in de meetinrichting, waardoor het op- en neerschuiven van de schuif 9 zou worden bemoeilijkt. De schuif 9 is afgedicht ten opzichte van het huis 8 met behulp van een geschikte afdichting 13.
Nabij de ingang van de fluïdum-ingang 2 bevindt zich een kanaal 14 dat leidt naar een druksensor 15 voor het meten van de druk van het binnenstromende fluïdum aan de fluïdum-ingang 2 van de klep 1.
Een temperatuursensor 22 is aangebracht in de gastoevoer. De tem-peratuursensor 22 kan echter, indien gewenst, ook op een andere plek, bijvoorbeeld dichter bij de fluïdum-ingang 2 worden aangebracht.
Binnen de klep 1 kan elektronica 18 op de wand 16 van de kleppositiesensor 17 zijn aangebracht.
De klep 1 omvat voorts een druksensor 21 voor het meten van het drukverschil tussen de fluïdum-ingang 2 en de fluïdum-uitgang 3. Daartoe staat de druksensor 21 in communicatieve verbinding met de fluïdum-in-gang 2 via een kanaal 20 aan één kant van de druksensor 21 en in commu nicatieve verbinding met de fluïdum-uitgang 3 via een ander kanaal 19 aan de andere zijde van de druksensor 21.
De stang 7 waarop de bus 6 is bevestigd is aan de bovenzijde met behulp van geschikte verbindingsmiddelen 25 bevestigd aan een regelelement 26. In de uitvoeringsvorm volgens figuur 1 heeft het regelelement 26 als het ware een dubbele U-vorm, met een eerste U-vormig gedeelte en een tweede U-vormig gedeelte, waarbij het tweede U-vormige gedeelte een grotere diameter heeft dan het eerste U-vormige gedeelte en op het eerste U-vormige gedeelte is gestapeld. Tussen de wand van het huis 8 van de klep 1 en de onderkant van het kleinste U-vormige gedeelte van het regelelement 26 bevindt zich een eerste membraan 23, dat een gasdichte afsluiting vormt tussen de ruimte waarin zich de stang 7 bevindt en de ruimte boven het eerste membraan 23.
Het tweede grootste U-vormige gedeelte van het regelelement 26 is met een tweede membraan 29 aan de wand van het huis 8 bevestigd. Daardoor bevindt zich tussen het eerste membraan 23 en het tweede membraan 29 een ruimte 30. Deze ruimte 30 staat in communicatieve verbinding met de sensor 21 via een kanaal 31, dat aan dezelfde zijde van de druksensor 21 uitmondt als het kanaal 19, dat naar de fluïdum-uitgang 3 leidt. Derhalve is de druk binnen een ruimte 30 althans nagenoeg hetzelfde als de druk aan de fluïdum-uitgang 3 van de klep 1.
Het regelelement 26 kan in zijn geheel op en neer bewegen met de stang 7 mee. Tussen de bovenzijde van het regelelement 26 en de bovenkant van het huis 8 bevindt zich veer 27, die het regelelement 26 benedenwaarts drukt. De veer 27 bevindt zich in een ruimte 32, die vanwege het tweede membraan 29 luchtdicht is afgesloten van de ruimte 30. De ruimte 32 staat in communicatieve verbinding met de buitenatmosfeer via een kanaal 28, zodat in de ruimte 32 geen over- of onderdruk kan ontstaan door beweging van het regelelement 26.
Tijdens gebruik bevindt zich in de ruimte 30 tussen de beide membranen 23, 29 fluïdum met dezelfde druk als de fluïdum-druk bij de flu-idum-uitgang 3. De fluïdum-druk in de ruimte 30 bewerkstelligt een opwaartse kracht tegen de werking van de veer 27 in, zodanig dat het regelelement 26 een evenwichtspositie opzoekt. Als tijdens gebruik de fluïdum-consumptie aan de f luïdum-uitgang 3 toeneemt zal de druk daar dalen en zal ook de druk in de ruimte 30 tussen de beide membranen 23, 29 dalen. Onder invloed van de werking van de veer 27 zal dan het regelelement 26 zich benedenwaarts verplaatsen, waardoor de stang 7 met de bus 6 eveneens naar beneden gaat en de opening tussen de bus 6 en de doorgang 5 voor het doorstromen van het fluïdum wordt vergroot. Daardoor wordt de hoeveelheid fluïdum, die door de meetinrichting stroomt naar de fluïdum-uitgang 3 vergroot en neemt de druk aan de fluïdum-uitgang weer toe. Deze toenemende druk zal dan ook optreden in de ruimte 30 tussen de beide membranen 23, 29, waardoor het regelelement 26 zich weer omhoog verplaatst, net zo lang tot de evenwichtsstand weer is bereikt. Het een dergelijke inrichting kan de uitgangsdruk nabij de fluïdum-uitgang 3 althans nagenoeg constant worden gehouden, onafhankelijk van de belasting aan de fluïdum-uitgang 3. De waarde van de druk aan de fluïdum-uitgang 3 kan van tevoren worden ingesteld door selectie van een vooraf bepaalde veerconstante van de veer 27. Het huis 8 kan bijvoorbeeld aan de bovenzijde zijn voorzien van een verwijderbare afsluiting 33, met behulp waarvan de veer 27 kan worden vervangen door een andere veer met een andere veerconstante.
Opgemerkt wordt nog dat de klep 1 in figuur 1 is weergegeven in een toestand buiten bedrijf, waarin geen fluïdum door de klep 1 wordt geleid. Daardoor is er geen druk in de ruimte 30 tussen de beide membranen 23, 29 aanwezig, waardoor het regelelement 26 nagenoeg geen opwaartse kracht ondervindt en alleen een neerwaartse kracht ondervindt onder invloed van de veer 27. Daardoor is de afstand tussen de bus 6 en de doorgang 5 maximaal en is de klep 1 geheel open. Zodra fluïdum aan de klep 1 wordt toegevoerd via de fluïdum-ingang 2 zal zich een druk ontwikkelen aan de fluïdum-uitgang 3 en in de ruimte 30, waardoor het regelelement 26 een evenwichtspositie zal opzoeken en de bus 6 zich in de richting van de doorgang 5 verplaatst.
Figuur 2 geeft een blokschema van de elektrische schakeling van de meetinrichting. De klep 1 ontvangt een fluïdum-stroom Qin en geeft een fluïdum-stroom Qout af. Het regelelement 26 (fig. 1) is in figuur 2 met een blok 40 weergegeven en geeft schematisch de werking daarvan aan. Het regelsysteem 40 is in feite een pneumatisch regelsysteem, dat geheel automatisch functioneert en op basis van een ingangssignaal Pout, dat representatief is voor de uitgangsdruk van het fluïdum nabij de fluïdum-uitgang 3 van de klep 1, een kracht F genereert voor het regelen van de stand van de bus 6 ten opzichte van de doorgang 5 in de klep 1.
Een rekeneenheid 41 ontvangt vier signalen van de klep 1: een tem-peratuursignaal T1 aan de temperatuursensor 22, een druksignaal P1 van de druksensor 15, een verschildruksignaal ΔΡ van de druksensor 21 en een positiesignaal Sh van de kleppositiesensor 17.
Voor het verband tussen het fluïdum-debiet Qgn en de diverse gemeten parameters geldt de volgende formule:
Figure NL9401099AD00081
met:
Qgn * fluïdum-debiet (of verbruik) K klepcoëfficient ΔΡ * fluïdum-drukverschil over de klep 1 P1 * fluïdum-druk aan de ingang van de klep T1 = absolute fluïdum-temperatuur nabij de ingang van klep 1
Door de speciale exponentieel-vormige bus 6 blijkt de klepcoëffi-cient K over een zeer breed gebied van de positie van de bus 6 alleen af te hangen van de positie van de bus 6 en niet van de overige parameters. Doordat de klepcoëfficient K althans nagenoeg alleen afhankelijk is van de kleppositie kan de rekeneenheid 41 op geschikte wijze uit twee blokken, n.l. een doorstroomoppervlak-rekeneenheid 42 en een verbruiksreken-eenheid 43 worden geconstrueerd. De doorstroomoppervlak-rekeneenheid 42 ontvangt alleen het positiesignaal Sh, terwijl de verbruiksrekeneenheid 43 het uitgangssignaal λ van de doorstroomoppervlak-rekeneenheid 42, het temperatuursignaal T1, het druksignaal P1 en het verschildruksignaal ΔΡ ontvangt. Het uitgangssignaal A van de doorstroomoppervlak-rekeneenheid 42 is recht evenredig met de klepcoëfficient X. De verbruiksrekeneenheid 43 hoeft de grootte van het doorstroomoppervlak A alleen nog te vermenigvuldigen met een factor die evenredig is met V(AP.P1/T1).
Figuur 3 geeft een grafiek van het verband tussen het fluïdum-debiet en de kleppositie voor een klep 1 volgens figuur 1 zoals gemeten in een debiet-bereik tussen 0 en 6 m3 aardgas/uur. In figuur 3 zijn drie curven weergegeven voor drie verschillende drukken P1 aan de fluïdum-ingang 2 van de klep 1, n.l. 80 mbar, 100 mbar en 120 mbar. De druk aan f luïdum-uitgang 3 van de klep 1 werd nagenoeg constant gehouden op 30 mbar. De in figuur 3 getoonde curven blijken zeer goed te voldoen aan de bovengegeven formule voor het fluïdum-debiet Qgn.
Figuur 4 toont een grafiek met het verband tussen de klepcoëffi-cient K en de kleppositie voor de klep volgens figuur 1. De in figuur 4 getoond curve is in feite een samenvallende curve voor drie situaties, namelijk met een druk aan de fluïdum-ingang 2 van 80 mbar, 100 mbar, resp. 120 mbar. Uit figuur 4 blijkt dus, dat de klepcoëff icient alleen afhangt van de kleppositie en niet van de over de klep 1 optredende drukken.
Hordt de curve volgens figuur 4 benaderd met behulp van een poly-noom van de 4e graad met behulp van een kleinste kwadraten fit, dan blijkt voor een fluïdum-debiet tussen de grenzen 1 en 5 m3/uur een miswijzing van minder dan 2% op te treden.
Om een kleinere afwijking te krijgen tussen het werkelijke fluïdum-debiet en het berekende fluïdum-debiet met behulp van de bovenstaande formule is het gewenst om de curve volgens figuur 4 te splitsen in twee delen, n.l. een eerste gedeelte voor klepposities kleiner dan bijvoorbeeld 4 mm en een tweede curve voor klepposities groter dan 4 mm. Voor klepposities boven 4 mm kan dan een 4e graad polynoom worden afgeleid, terwijl voor het gedeelte onder de 4 mm een andere polynoom kan worden afgeleid. Op deze wijze blijkt een miswijzing van minder dan 1,5% gehaald te kunnen worden in een fluïdum-debietbereik tussen 0,5 en 5 m3/uur.
Met de klep 1 volgens de uitvinding blijkt een zeer hoge graad van herhaalbaarheid van metingen te kunnen worden bereikt. Uit testen tot nu toe is gebleken dat geen hysteresis-achtige effecten zijn opgetreden bij stapsgewijs openen en sluiten van de klep 1.
De nauwkeurigheid van de meetinrichting volgens de uitvinding is eveneens getest in een situatie waarin een gasdebiet wordt gemeten, waarbij de ingangsdruk P1 nabij de fluïdum-ingang 2 van de klep 1 beduidend lager is dan 100 mbar. Dit is van belang omdat een dergelijke situatie in het openbare gasnet veelvuldig voorkomt en het gewenst is dat de onderhavige meetinrichting ook daar kan worden toegepast. Uit testen is gebleken dat de onderhavige meetinrichting ook dan bevredigende resultaten geeft en de miswijzing voor debieten tussen 0,25 en 4 m3/uur in elk geval ruim beneden 5% blijft.
Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de in de figuren getoonde meetinrichting volgens de uitvinding slechts een voorbeeld betreft en dat ook andere uitvoeringsvormen kunnen worden gegeven. Zo is de constructie binnen de klep 1 waarmee de bus 6 kan worden bewogen in de richting van en in de richting vanaf de doorgang 5 niet beperkt tot diegene die in figuur 1 is getoond. Essentieel is slechts het speciale exponentieel-vormige buitenoppervlak van de bus 6 en de aanwezigheid van middelen om de bus 6 heen en weer te bewegen. Ook het regelventiel 26 kan een andere vorm hebben. Daarvoor is slechts essentieel dat op een of andere wijze het regelelement 26 een evenwichtstoestand kan aannemen, waarin de door verende middelen 27 uitgeoefende veerkracht in evenwicht is met de door de uitgangsdruk nabij de fluïdum-uitgang 3 uitgeoefende kracht en dat deze evenwichtstoestand wordt vertaald in een bepaalde stand van de bus 6 ten opzichte van de doorgang 5. Het zal voor een deskundige bovendien duidelijk zijn dat de getoonde constructies voor het neten van de ingangsdruk bij de fluïdum-ingang 2 en het drukverschil tussen de fluïdum-ingang 2 en de fluïdum-uitgang 3 ook met anders geconstrueerde middelen kan worden bereikt. Ook het meten van de stand van de bus 6 ten opzichte van de doorgang 5 kan met elke bekende positiesensor plaats vinden.
In figuur 2 is schematisch aangegeven dat de doorstroomoppervlak-eenheid 42 een geheugen 44 bevat, waarin de polynoom (of de polynomen) is (of zijn) opgeslagen, die het verband weergeeft (of weergeven) tussen de klepcoëfficient K en de kleppositie. Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de indeling van de rekeneenheid 41 in de schematische blokken 42, 43 en 44 omwille van de duidelijkheid is gegeven. De rekeneenheid 41 kan bestaan uit een microprocessor, die de noodzakelijke berekeningen uitvoert en is voorzien van een apart geheugen, bijvoorbeeld een ROM of EPROM, en waarin de functionele blokken 42 en 43 niet expliciet van elkaar zijn worden gescheiden. Het uitgangssignaal Qgn van de verbruiksrekeneenheid 43 verschaft het berekende fluïdum-debiet en kan bijvoorbeeld worden toegevoerd aan een weergeefeenheid, zoals een televisiescherm, of aan een registratie-eenheid, bijvoorbeeld een printer of andere opslagmiddelen.

Claims (8)

1. Meetinrichting voor het neten van een fluïdum-debiet van een fluïdum-stroom voorzien van een fluïdun-ingang (2), een fluïdum-uitgang (3) en afsluitmiddelen (6) voor het afsluiten van de fluïdum-stroom door de meetinrichting (1), positiesensormiddelen (17) voor het meten van de positie van de afsluitmiddelen (6), temperatuursensormiddelen (22) voor het meten van de fluïdum-temperatuur, eerste druksensormiddelen (15) voor het meten van de druk nabij de fluïdum-ingang (2), tweede druksensormiddelen (21) voor het meten van het drukverschil over de meetinrichting (1) en een met de positiesensormiddelen (17), de temperatuursensormiddelen (22), de eerste druksensormiddelen (15) en de tweede druksensormiddelen (21) verbonden rekeneenheid (41) voor het berekenen van het fluïdum-debiet op basis van uitgangssignalen van de positiesensormiddelen (17), de temperatuursensormiddelen (22), de eerste druksensormidde-len (15) en de tweede druksensormiddelen (21) met het kenmerk, dat de meetinrichting voorts een met de afsluitmiddelen (6) afsluitbare doorgang (5) omvat en de afsluitmiddelen (6), gezien in de richting van de doorgang (5), een althans nagenoeg exponentieel-vormig afnemend diame-terverloop hebben.
2. Meetinrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de afsluitmiddelen (6) zijn bevestigd op een beweegbare, door de doorgang (5) stekende stang (7).
3. Meetinrichting volgens conclusie 2 met het kenmerk, dat deze een huis (Θ) omvat, dat de stang (7) aan een zijde is bevestigd aan een regelelement (26), dat aan het huis (6) is bevestigd via een eerste membraan (23) en een tweede membraan (29) zodanig dat een regelruimte (30) tussen het eerste (23) en het tweede (29) membraan aanwezig is dat via een kanaal (19) in verbinding staat met de fluïdum-uitgang (3) zodanig, dat de fluïdum-druk aan de fluïdum-uitgang (3) de positie van het regelelement (26) bepaalt tegen de werking van een veer (27) in.
4. Meetinrichting volgens een van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de positiesensormiddelen bestaan uit een ingebouwde, capa-citieve hoogtesensor (17).
5. Meetinrichting volgens een van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de rekeneenheid (41) een doorstroomoppervlak-rekeneenheid (42) en een verbruiks-rekeneenheid (43) omvat, welke doorstroomopper-vlak-rekeneenheid (42) is verbonden met de positiesensormiddelen (17) voor het ontvangen van een positiesignaal (Sh) en is ingericht voor het op basis daarvan genereren van een doorstroomoppervlaksignaal (A) en welke verbruiks-eenheid (43) is verbonden met de doorstroomoppervlak-rekeneenheid (42), de temperatuursensormiddelen (22), de eerste druksen-sormiddelen (15) en de tweede druksensormiddelen (21) voor het ontvangen van het doorstroomoppervlaksignaal (A), een temperatuursignaal (Tl), een druksignaal (P1), respectievelijk een verschildruksignaal (ΔΡ) en is ingericht voor het op basis daarvan genereren van een verbruikssignaal (Qgn).
6. Meetinrichting volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de ver-bruiksrekeneenheid is ingericht voor het berekenen van het verbruikssignaal (Qgn) volgens de volgende formule:
Figure NL9401099AC00121
met: Qgn = fluïdum-debiet (of verbruik) K s klepcoëfficient AP = fluïdum-drukverschil over de meetinrichting P1 & fluïdum-druk aan de ingang van de meetinrichting T1 r absolute fluïdum-temperatuur aan de ingang van de meetin richting waarbij K afhankelijk is van de positie van de af sluitmiddelen (6) en als polynoom in een geheugen (44) van de doorstroomoppervlak-rekeneen-heid (42) is opgeslagen.
7. Meetinrichting volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat de klepcoëff icient als een vierde-graads polynoomfunctie van de positie van de afsluitmiddelen (6) in het geheugen (44) is opgeslagen.
8. Meetinrichting volgens conclusie 7 met het kenmerk, dat de klep-coëfficient boven een voorafbepaalde waarde van de positie van de af-sluitmiddelen (6) als een vierde-graads polynoomfunctie van de positie van de afsluitmiddelen (6) en beneden deze voorafbepaalde waarde als andere polynoomfunctie van de positie van de afsluitmiddelen (6) in het geheugen (44) is opgeslagen.
NL9401099A 1994-06-30 1994-06-30 Gasdrukregelaar met geintegreerde debietmeting. NL9401099A (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9401099A NL9401099A (nl) 1994-06-30 1994-06-30 Gasdrukregelaar met geintegreerde debietmeting.
EP95923586A EP0767895B1 (en) 1994-06-30 1995-06-29 Gas pressure regulator with integrated flow rate measurement
DE69507481T DE69507481D1 (de) 1994-06-30 1995-06-29 Gasdruckmesser mit einheitlichen durchflussmesser
PCT/NL1995/000229 WO1996000883A1 (en) 1994-06-30 1995-06-29 Gas pressure regulator with integrated flow rate measurement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9401099 1994-06-30
NL9401099A NL9401099A (nl) 1994-06-30 1994-06-30 Gasdrukregelaar met geintegreerde debietmeting.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9401099A true NL9401099A (nl) 1996-02-01

Family

ID=19864393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9401099A NL9401099A (nl) 1994-06-30 1994-06-30 Gasdrukregelaar met geintegreerde debietmeting.

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0767895B1 (nl)
DE (1) DE69507481D1 (nl)
NL (1) NL9401099A (nl)
WO (1) WO1996000883A1 (nl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU5991698A (en) * 1997-02-13 1998-09-08 Softatalo Aida Oy Method and apparatus for measuring liquid flow
FR2817614B1 (fr) * 2000-12-01 2008-02-22 Briffault Sa Debitmetre et compteur de gaz a capteur de deplacement et a calculateur
FR2817613B1 (fr) * 2000-12-01 2003-02-21 Briffault Sa Debitmetre et compteur de gaz a detente
US7131451B2 (en) 2003-09-04 2006-11-07 Rivatek Incorporated Apparatus for controlling and metering fluid flow
US7082842B2 (en) 2004-06-25 2006-08-01 Rivatek Incorporated Software correction method and apparatus for a variable orifice flow meter
WO2006004674A2 (en) * 2004-06-25 2006-01-12 Rivatek Incorporated Software correction method and apparatus for a variable orifice flow meter
US7530278B2 (en) 2006-11-02 2009-05-12 Rivatek, Inc. Fluid flow blender and methods
US9557747B2 (en) 2010-12-23 2017-01-31 Lincoln Global, Inc. Gas flow regulator with multiple gas flow passages
CN102778523A (zh) * 2011-05-10 2012-11-14 山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司 一种气相色谱仪毛细管柱流量的测量、控制方法
US10619609B1 (en) 2018-10-01 2020-04-14 Caterpillar Inc. Fuel train control using a multi-position gas shut-off valve
US11608911B2 (en) 2020-05-19 2023-03-21 Pittway Sarl Metering pressure regulating valve

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1566251A (en) * 1976-10-15 1980-04-30 Gervase Instr Ltd Flow meters
EP0061856A2 (en) * 1981-04-01 1982-10-06 LUCAS INDUSTRIES public limited company Measurement of air mass flow into an internal combustion engine
EP0223300A2 (en) * 1985-11-20 1987-05-27 EMS Holland BV Gas meter
FR2617592A1 (fr) * 1987-07-02 1989-01-06 Hydrologic Sa Procede destine a mesurer des debits de fluides dans une conduite
EP0370557A1 (en) * 1988-11-22 1990-05-30 Ems Holland B.V. Gas meter
EP0522708A2 (en) * 1991-07-08 1993-01-13 Spirax-Sarco Limited Flow meters
EP0585920A2 (de) * 1992-09-03 1994-03-09 Knorr-Bremse Ag Durchflussmesser zur Bestimmung strömender Medien

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1566251A (en) * 1976-10-15 1980-04-30 Gervase Instr Ltd Flow meters
EP0061856A2 (en) * 1981-04-01 1982-10-06 LUCAS INDUSTRIES public limited company Measurement of air mass flow into an internal combustion engine
EP0223300A2 (en) * 1985-11-20 1987-05-27 EMS Holland BV Gas meter
FR2617592A1 (fr) * 1987-07-02 1989-01-06 Hydrologic Sa Procede destine a mesurer des debits de fluides dans une conduite
EP0370557A1 (en) * 1988-11-22 1990-05-30 Ems Holland B.V. Gas meter
EP0522708A2 (en) * 1991-07-08 1993-01-13 Spirax-Sarco Limited Flow meters
EP0585920A2 (de) * 1992-09-03 1994-03-09 Knorr-Bremse Ag Durchflussmesser zur Bestimmung strömender Medien

Also Published As

Publication number Publication date
EP0767895A1 (en) 1997-04-16
DE69507481D1 (de) 1999-03-04
WO1996000883A1 (en) 1996-01-11
EP0767895B1 (en) 1999-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101572407B1 (ko) 차압식 매스 플로우 컨트롤러에 있어서 진단 기구
KR102404591B1 (ko) 유량 제어 장치, 및 유량 제어 장치용 프로그램을 기록한 프로그램 기록 매체
EP0462432B1 (en) Integrated process control valve
NL9401099A (nl) Gasdrukregelaar met geintegreerde debietmeting.
JP5797246B2 (ja) 流量計及びそれを備えた流量制御装置
KR101423062B1 (ko) 상류의 질량 유량 검증 시스템 및 질량 유량 측정 장치의 성능 검증 방법
US5146941A (en) High turndown mass flow control system for regulating gas flow to a variable pressure system
KR20170042227A (ko) 유체 제어 밸브 및 그 제어 프로그램을 기록한 기록 매체
AU2003299893A1 (en) Regulator flow measurement apparatus
JP2015087110A5 (nl)
JP2014186662A (ja) 流量モニタ付流量制御装置
NL1010815C2 (nl) Inrichting en werkwijze voor het regelen van de druk van een gasstroom.
US4941345A (en) Method and apparatus for the measurement of gas properties
CN109238686A (zh) 安全阀检测装置及安全阀检测方法
KR102187959B1 (ko) 과도 가스 흐름의 계측 방법
EP0670476B1 (en) A fluid sensor
JP4703558B2 (ja) 気体フローを調節して圧力変化率の測定を改善する方法及び装置
TW202206780A (zh) 流量診斷裝置、流量診斷方法和程式儲存媒體
NL7906869A (nl) Inrichting voor het bepalen van de volumewaarde van een omsloten ruimte.
US3965747A (en) Gas sampling system and method
US11327510B2 (en) Multi-chamber rate-of-change system for gas flow verification
CN105579826B (zh) 流量调整装置及具备其的分析装置
US11513541B2 (en) Method of inspecting and inspection apparatus
KR102501874B1 (ko) 유체 특성 측정 시스템, 유체 특성 측정 시스템용 컴퓨터 프로그램이 기억된 컴퓨터로 판독 가능한 기억 매체, 및 유체 특성 측정 방법
CN112136027B (en) Multi-chamber rate of change system for gas flow verification

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed