WO2001086234A2 - Durchflussmessgerät für temperaturabhängigen fluiden - Google Patents

Durchflussmessgerät für temperaturabhängigen fluiden Download PDF

Info

Publication number
WO2001086234A2
WO2001086234A2 PCT/EP2001/004980 EP0104980W WO0186234A2 WO 2001086234 A2 WO2001086234 A2 WO 2001086234A2 EP 0104980 W EP0104980 W EP 0104980W WO 0186234 A2 WO0186234 A2 WO 0186234A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
temperature
fluid
computing unit
signal
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/004980
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2001086234A3 (de
Inventor
Torsten Gabelmann
Stefan Flak
Stephan Bross
Frank Hafner
Original Assignee
Ksb Aktiengesellschaft
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 Ksb Aktiengesellschaft filed Critical Ksb Aktiengesellschaft
Priority to EP01933924A priority Critical patent/EP1281050A2/de
Publication of WO2001086234A2 publication Critical patent/WO2001086234A2/de
Publication of WO2001086234A3 publication Critical patent/WO2001086234A3/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/022—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature using electrical means

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring a flow rate of a fluid and a method for performing the measurement.
  • the invention is based on the problem of developing a possibility for a flow measuring device and its electronic sensor in order to obtain an exact measured value of the actual flow in flow measurements of different flowable fluids.
  • the solution to this problem provides that temperature-dependent material values of one or more fluids are stored in at least one data memory, that the temperature-dependent material values are related to the sensor used, that a computing unit determines the flow rate as a function of the material values of a fluid to be measured and a current one Sensor signal determined, and that the computing unit is connected to the data memory and the sensor.
  • a sensor for measuring the flow of different fluids of different densities, viscosities, thermal conductivity or other material values.
  • a measuring device can be used for the different fluids or fluids with changing material properties.
  • Embodiments of the invention provide for those cases in which measurements of fluids with material values changing under the influence of temperature take place that the material values stored in the data memory are updated with a signal from the temperature sensor, and that the computing unit determines the flow rate with such updated material values , The current temperatures and their effects on a fluid are therefore taken into account. It is also provided that the associated characteristic values of a defined fluid are stored in at least one data memory for the sensor used, that the computing unit corrects the characteristic values of the defined fluid using similarity laws corresponding to the sensor measurement principle, and that the computing unit determines the flow rate using the corrected characteristic values , This covers the use cases in which the evaluation is carried out with the aid of data based on calibration curves or corresponding reference values.
  • a sensor characteristic curve for a calibration fluid at a predetermined temperature is stored in the data memory.
  • the physical properties of the different fluids can be stored in the factory or by the user, which are subject to change depending on the different temperatures.
  • one or more calculation formulas for dimensionless key figures are stored in the data memory, the computing unit using the dimensionless key figures when determining the function value, or one or more correction options for compensating geometric design influences are stored in the data memory.
  • a housing cross section or other geometric variables influencing the flow can be appropriately taken into account for determining the flow rate. Because the dimensions or configurations of a housing that forms the device exert an influence on the flow.
  • Corresponding corrections are to be made in order to prevent the information content of a measurement signal from being adversely affected thereby.
  • Such corrective measures acting on the sensor output values can be carried out using formula values, table values or curve values. These values are stored in the corresponding memory elements.
  • the device is provided with internals for influencing the flow rate.
  • the internals can be the closure element of a fitting, internals in the form of an impeller of a fluid-flow machine, or correspondingly others
  • the flow meter can thus be integrated directly into the housing of work or power machines. Effects of internals, e.g. B. in the form of a throttling process, are detected directly.
  • the computing unit in the evaluation unit and / or to fully or partially integrate the evaluation unit into the device and / or into at least one sensor.
  • the required space is thus significantly reduced and the manufacturing costs are reduced.
  • dimensionless key figures such as the Prandti number, the Reynolds number, the Nusselt number and / or similar key figures of fluids, which the arithmetic unit forms from their known equations, offer advantageous information for the physical effect used in the measurement process.
  • a dimensionless key figure can also be formed from the current sensor signal and its reference to a reference value of the sensor signal.
  • the calculation formulas for the dimensionless key figures can also be stored in the data memory. So z. B. when using a thermal sensor for detecting a flow rate, the Prandti number and the Reynolds number as significant quantities for determining a correction factor for converting the sensor signal.
  • a method for performing the measurement provides that a second sensor detects the temperature of the fluid and supplies this temperature signal to the computing unit that the computing unit with material values, with the
  • Temperature signal corrected material values with a flow rate calculated from the material values or with dimensionless key figures formed from the temperature-compensated material values, that the computing unit calculates the flow rate as a function of the material values or key figures retrieved from one or more data memories, and that the function used is based on that used for the Measuring principle of the sensor valid similarity laws is formed.
  • the housing 1 shows a housing 1 through which a fluid shown as an arrow flows.
  • An electronic sensor 2 is arranged in the housing.
  • the housing can be a piece of pipe in a pipeline, a housing of a valve, a pump housing or other housings integrated in line systems.
  • electronic sensor 2 supplies one or more measurement signals Q which, depending on the measurement principle used, represent a measurement signal proportional to the flow rate.
  • the measurement signal is usually in the form of a voltage or a current.
  • a temperature sensor 2.1 is integrated, which delivers a temperature signal T.
  • a temperature signal T can also be detected by a separately arranged temperature sensor.
  • the values of substances which flow as fluid A, B, C or D through the housing 1 are stored in an evaluation unit 3 in a plurality of data memories 4.1-4.4.
  • the physical properties of these fluids AD depend on the prevailing temperature at the time of the measurement. In systems in which compliance with a constant temperature is guaranteed, only the material values relevant for this constant temperature are stored in one or more data memories 4. In such a case, a change in temperature does not have to be compensated for.
  • the fluid family C with a fluid concentration C2 is affected by the measurement of the flow rate represented by progress arrows.
  • the corresponding material values are retrieved from the memory 4.3.
  • the calculation of the actual flow rate Q ⁇ st takes place in the arithmetic unit 5 as a function of the material value and the measurement signal Q supplied by the sensor.
  • the arithmetic unit 5 therefore supplies an output signal Q ⁇ st which is directly related to the fluid and its composition or its concentration, based on the temperature-compensated material values .
  • the temperature T detected by the sensor 2.1 is looped through by the evaluation unit 3 and / or the computing unit 5 and is additionally provided.
  • customary interfaces 6, 7 for keyboards 8 or other known input devices are used. This allows a selection or change of a stored or the entry of a new fluid family to be stored with their corresponding material values.
  • FIG. 2 An exemplary embodiment is shown in FIG. 2, wherein the correction of a sensor signal Q takes place with the aid of a calibration curve.
  • a temperature signal T supplied by the sensor 2 is fed to the evaluation unit 3 and processed there accordingly in a converter 10.
  • This can be an analog / digital converter, amplifier or another suitable unit with the aid of which the signal can be influenced in terms of its size and strength and processed further.
  • the corresponding material values for the fluids to be measured with the sensor 2 are stored in a data memory 4.
  • the various fluids can be selected for the measurement via an input device 11.
  • the letters A - X stand for the names of the different fluids to be measured.
  • the associated fluid concentration of the fluids stored in the database 4 can be selected with a further input device 12.
  • the values from 0 - 90% by volume were selected as the possible concentration range. The value 100% was not used, since this value would correspond to the fluid itself.
  • the stored material values can be the information for the kinematic toughness, the thermal conductivity quotient, the density, the specific heat capacity at constant pressure and similar values. It is also possible to save further constants or fluid constants that may be necessary for the calculation.
  • the material values relevant for the fluid to be measured flow into the computing unit 5 from the data memory 4.
  • the measured temperature signal T is also fed from the converter 10 into the memory 4 in order to be able to use it to calculate the relevant material values relating to the prevailing temperature from the data memory 4.
  • the quantity signal Q supplied by the sensor 2 flows into a data memory 13, within which a reference is made to reference values stored there, which are shown in the exemplary embodiment as a calibration curve.
  • a sensor signal converted in this data memory then flows into the computing unit 5 together with the measured sensor signal.
  • the actual flow rate Q ⁇ st can be determined with the aid of one or more calculation steps using the temperature T present in the flow measurement, the associated kinematic viscosity v, the density p, the thermal conductivity ⁇ , the specific heat capacity cp or other material values of a fluid , Since these material values are a function of the existing temperature and the given fluid concentration, their knowledge is of particular importance.
  • the computing unit 5 uses this to calculate a correction factor K, which as a dimensionless number establishes a relationship between the measured sensor signal Q and a corresponding reference signal.
  • This correction factor is therefore a function of the material values of the measured fluid, the sensor signal and its reference basis.
  • the computing unit calculates the flow rate Q ⁇ st from the correction factor K and information DN about the geometric dimensions in the associated computing unit 5.1.
  • a relationship can be determined with the help of dimensionless key figures, such as the Prandti number, the Reynolds number, the Nusselt number or others.
  • the value calculated from this flows into the computing unit 5, 5.1, in which the correction principle for the sensor used and the fluid to be measured is stored.
  • a flow measurement signal can thus be calculated in a simple manner, which has been corrected with respect to the measured fluid and the existing temperature and thus has a very high degree of accuracy.
  • Such a measurement signal can then be used for further processing.
  • This can be a display on the measuring device itself, further processing within a measuring system, remote data query or influences on process control devices.

Abstract

Gerät zur Messung der Durchflußmenge eines Fluids, bestehend aus einem fluidführenden Gehäuse (1), aus mindestens einem in Abhängigkeit von einer aktuellen Durchflußmenge ein entsprechend variienrendes Ausgangssignal (Q) erzeugenden elektronischen Sensor (2), aus einem ein Temperatursignal (T) erzeugenden Temperatursensor (2.1), und wobei eine Verarbeitung der Sensorsignale (Q, T) in einer Auswerteeinheit (3) erfolgt. In mindestens einem Datenspeicher (4, 4.1 - 4.4) sind temperaturabhängige Stoffwerte von einem oder mehreren Fluiden abgelegt. Die temperaturabhängigen Stoffwerte sind auf den verwendeten Sensor (2) bezogen und eine Recheneinheit (5, 5.1) ermittelt die Durchflußmenge als Funktion von den Stoffwerten eines zu messenden Fluides und eines momentanen Sensorsignals (Q). Dabei ist die Recheneinheit (5, 5.1) mit dem Datenspeicher (4, 4.1 - 4.4) und dem Sensor (2, 2.1) verbunden.

Description

Beschreibung
Durchflußmeßgerät
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Messung einer Durchflußmenge von einem Fluid und ein Verfahren zur Durchführung der Messung.
Zur Messung der Durchflußmenge eines in einem Rohrleitungssystem fließenden Fluids sind verschiedene Meßprinzipien bekannt. Von Bedeutung sind hier diejenigen Durchflußmeßgeräte, bei denen ein elektronischer Sensor in
Abhängigkeit von der aktuellen Durchflußmenge ein variierendes Ausgangssignal liefert. Um einen Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal des Sensors und der tatsächlichen Durchflußmenge zu erhalten, sind Eichvorgänge erforderlich. Dabei werden die Zusammenhänge zwischen dem Durchflußmeßgerät mit dem darin verwendeten Sensor und dem zu messenden Fluid genau ermittelt. Das vom Sensor gelieferte Spannungssignal kann damit und anhand einer Eichkurve der tatsächlichen Durchflußmenge zugeordnet werden.
Durch die unterschiedlichen Fluide, die sich in ihrem Verhalten und in den Stoffwerten unterscheiden, ergibt sich eine weitere Einflußgröße, die
Auswirkungen auf eine Messung hat. Gewöhnlich unterliegen die Stoffwerte noch zusätzlichen Temperatureinflüssen. Die Eigenschaften der Fluide müssen deshalb in aufwendiger Weise berücksichtigt werden, um mit dem jeweils verwendeten Meßgerät und dessen elektronischen Sensor einen genauen Rückschluß auf die tatsächlich vorhandene Durchflußmenge zu erhalten.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für ein Durchflußmeßgerät und dessen elektronischen Sensor eine Möglichkeit zu entwickeln, um bei Durchflußmessungen von verschiedenen fließfähigen Fluiden einen genauen Meßwert über den tatsächlichen Durchfluß zu erhalten. Die Lösung dieses Problems sieht vor, daß in mindestens einem Datenspeicher temperaturabhängige Stoffwerte von ein oder mehreren Fluiden abgelegt sind, daß die temperaturabhängigen Stoffwerte auf den verwendeten Sensor bezogen sind, daß eine Recheneinheit die Durchflußmenge als Funktion von den Stoffwerten eines zu messenden Fluides und eines momentanen Sensorsignals ermittelt, und daß die Recheneinheit mit dem Datenspeicher und dem Sensor verbunden ist.
Mit dieser Lösung ergibt sich die Möglichkeit, einen Sensor zur Durchflußmessung von verschiedenen Fluiden unterschiedlicher Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit oder weiteren Stoffwerten Verwendung finden zu lassen. Somit kann ein Meßgerät für die verschiedene Fluide oder Fluide mit sich verändernden Stoffeigenschaften Verwendung finden.
Ausgestaltungen der Erfindung sehen für diejenigen Fälle, in denen Messungen von Fluiden mit unter einem Temperatureinfluß sich verändernden Stoffwerten erfolgen, vor, daß mit einem Signal des Temperatursensors eine Aktualisierung der im Datenspeicher abgelegten Stoffwerte erfolgt, und daß die Recheneinheit mit solchen aktualisierten Stoffwerten die Durchflußmenge ermittelt. Somit finden die momentan vorhandenen Temperaturen und deren Auswirkungen auf ein Fluid eine Berücksichtigung. Ebenso ist vorgesehen, daß in mindestens einem Datenspeicher für den verwendeten Sensor die zugehörigen Kennwerte eines definierten Fluids abgelegt sind, daß die Recheneinheit unter Anwendung von dem Sensormeßprinzip entsprechenden Ähnlichkeitsgesetzen die Kennwerte des definierten Fluids korrigiert, und daß die Recheneinheit mit den korrigierten Kennwerten die Durchflußmenge ermittelt. Damit werden die Anwendungsfälle erfaßt, in denen die Auswertung mit Hilfe von Daten erfolgt, die auf Eichkurven oder entsprechenden Referenzwerten basieren. Dazu ist in dem Datenspeicher eine Sensorkennlinie für ein Eichfluid bei einer vorgegebenen Temperatur hinterlegt. Entsprechend der Größe der verwendeten Datenspeicher können darin werksseitig oder anwenderseitig die Stoffwerte der verschiedenen Fluide abgelegt werden, die in Abhängigkeit von den verschiedenen Temperaturen einer Änderung unterliegen. Gemäß weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind in dem Datenspeicher ein oder mehrere Berechnungsformeln für dimensionslosen Kennzahlen abgelegt, wobei die Recheneinheit die dimensionslosen Kennzahlen bei der Ermittlung des Funktionswertes verwendet, oder in dem Datenspeicher sind ein oder mehrere Korrekturmöglichkeiten zur Kompensation von geometrischen Gestaltungseinflüsse abgelegt. Damit kann für die Ermittlung der Durchflußmenge beispielsweise ein Gehäusequerschnitt oder andere den Durchfluß beeinflussende geometrische Größen eine entsprechende Berücksichtigung finden. Denn die Abmessungen oder Ausbildungen eines Gehäuses, welches das Gerät bildet, üben einen Einfluß auf die Strömung aus. Um zu verhindern, daß dadurch ein Meßsignal in seinem Aussagegehalt ungünstig beeinflußt wird, sind entsprechende Korrekturen vorzunehmen. Solche auf die Sensorausgangswerte einwirkenden Korrekturmaßnahmen können durch Formelwerte, Tabellenwerte oder Kurvenwerte erfolgen. Diese Werte sind in den entsprechenden Speicher- elementen abgelegt.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Gerät mit Einbauten für eine Beeinflussung der Durchflußmenge versehen. Hierbei kann es sich bei den Einbauten um das Verschlußelement einer Armatur, um Einbauten in Form eines Laufrades einer Strömungsarbeitsmaschine oder um entsprechend andere
Bauteile handeln. Das Durchflußmeßgerät kann somit direkt in das Gehäuse von Arbeits- oder Kraftmaschinen integriert werden. Auswirkungen der Einbauten, z. B. in Form eines Drosselvorganges, werden damit direkt erfaßt.
Ebenso ist es möglich, die Recheneinheit in der Auswerteeinheit anzuordnen und /oder die Auswerteeinheit ganz oder teilweise in das Gerät und/oder in mindestens einen Sensor zu integrieren. Somit ist der notwendige Platzbedarf erheblich reduziert und die Herstellungskosten werden gesenkt.
Verschiedene dimensionslose Kennzahlen, wie zum Beispiel die Prandtizahl, die Reynoldszahl, die Nußeltzahl und/oder ähnliche Kennzahlen von Fluiden, die die Recheneinheit aus deren bekannten Gleichungen bildet, bieten für den beim Meßvorgang verwendeten physikalischen Effekt einen vorteilhaften Aussagegehalt. Eine dimensionslose Kennzahl kann auch aus dem aktuellen Sensorsignal und deren Bezug auf einen Referenzwert des Sensorsignals gebildet werden. Anstelle der Kennzahlen können in dem Datenspeicher auch die Berechnungsformeln für die dimensionslosen Kennzahlen abgelegt sein. So hat sich z. B. bei der Verwendung eines thermischen Sensors für die Erfassung einer Durchflußmenge die Prandtizahl und die Reynoldszahl als signifikante Größen für die Ermittlung eines Korrekturfaktors zur Umwandlung des Sensorsignals ergeben.
Ein Verfahren zur Durchführung der Messung sieht vor, daß ein zweiter Sensor die Temperatur des Fluids erfaßt und dieses Temperatursignal an die Recheneinheit liefert, daß die Recheneinheit mit Stoffwerten, mit durch das
Temperatursignal korrigierten Stoffwerten, mit aus den Stoffwerten oder mit aus den temperaturkompensierten Stoffwerten gebildeten dimensionslosen Kennzahlen eine Durchflußmenge berechnet, daß die Recheneinheit die Durchflußmenge als Funktion der aus einen oder mehreren Datenspeichern abgerufenen Stoffwerte oder Kennzahlen berechnet, und daß die verwendete Funktion über die für das verwendete Meßprinzip des Sensors gültigen Ähnlichkeitsgesetze gebildet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In der Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 gezeigt, durch welches ein als Pfeil dargestelltes Fluid strömt. Im Gehäuse ist ein elektronischer Sensor 2 angeordnet. Bei dem Gehäuse kann es sich um ein Rohrstück einer Rohrleitung, um ein Gehäuse eines Ventils, um ein Pumpengehäuse oder um andere in Leitungssysteme integrierte Gehäuse handeln. Der elektronische Sensor 2 liefert in Abhängigkeit von der Menge des durchfließenden Fluids ein oder mehrere Meßsignale Q, das oder die in Abhängigkeit von dem Verwendung findenden Meßprinzip ein zur Durchflußmenge proportionales Meßsignal darstellen. Üblicherweise liegt das Meßsignal in Form einer Spannung oder eines Stromes vor.
In dem hier dargestellten Sensor 2 ist ein Temperaturfühler 2.1 integriert, der ein Temperatursignal T liefert. Alternativ dazu kann ein Temperatursignal T auch durch einen separat angeordneten Temperaturfühler erfaßt werden. In einer Auswerteeinheit 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel in mehreren Datenspeichern 4.1 - 4.4 die Werte von Stoffen hinterlegt, die als Fluid A, B, C oder D durch das Gehäuse 1 fließen. Die Stoffwerte dieser Fluide A-D sind abhängig von der jeweils zum Zeitpunkt der Messung vorherrschenden Temperatur. In Anlagen, in denen die Einhaltung einer konstanten Temperatur gewährleistet ist, werden in einem oder mehreren Datenspeicher 4 nur die für diese konstante Temperatur relevanten Stoffwerte abgelegt. Denn in einem solchen Fall muß eine Temperaturänderung nicht kompensiert werden.
In den Datenspeichern 4.1 - 4.4 sind in Kurvenform von verschiedenen Fluiden A bis D deren Abhängigkeiten von der Temperatur gespeichert. Diese Stoffwerte, wobei es sich je nach Fluid auch um verschiedene Stoffwerte handeln kann, sind in diesem Beispiel nach Art von Diagrammen über der Temperatur T aufgetragen. Für die Speicherung selbst können die bekannten Verfahren zur Ablage solcher Daten Anwendung finden. In dem Beispiel sind vier Fluidfamilien dargestellt, wobei von jeder Fluidfamilie drei unterschiedliche Konzentrationen A1 - A3 bis D1 - D3 und damit die zugehörigen unterschiedlichen Stoffwerte gespeichert sind.
Von der durch Verlaufspfeile dargestellten Messung der Durchflußmenge ist die Fluidfamilie C mit einer Fluidkonzentration C2 betroffen. Mit Hilfe des zum
Zeitpunkt der Durchflußmessung aktuell erfaßten Temperatursignals T werden die entsprechenden Stoffwerte aus dem Speicher 4.3 abgerufen.
Die Berechnung der tatsächlichen Durchflußmenge Qιst erfolgt in der Recheneinheit 5 als eine Funktion des Stoffwertes und des vom Sensor gelieferten Meßsignals Q. Die Recheneinheit 5 liefert somit aufgrund der temperaturkompensierten Stoffwerte ein direkt auf das Fluid und dessen Zusammensetzung bzw. dessen Konzentration bezogenes Ausgangssignal Qιst. Die vom Sensor 2.1 erfaßte Temperatur T wird durch die Auswerteeinheit 3 und/oder die Recheneinheit 5 durchgeschleift und zusätzlich bereitgestellt.
Um für die Durchflußmessung die notwendigen Daten in das Gerät einzugeben, bzw. um diese Daten in der Auswerteeinheit 3 aus- oder anwählen zu können, finden übliche Schnittstellen 6, 7 für Tastaturen 8 oder andere bekannte Eingabegeräte Verwendung. Damit kann eine Auswahl oder Veränderung einer gespeicherten oder die Eingabe einer neu zu speichernden Fluidfamilie mit deren entsprechenden Stoffwerten stattfinden.
In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei die Korrektur eines Sensorsignals Q mit Hilfe einer Eichkurve erfolgt. Ein vom Sensor 2 geliefertes Temperatursignal T wird der Auswerteeinheit 3 zugeleitet und dort in einem Wandler 10 entsprechend aufbereitet. Hierbei kann es sich um einen Analog/Digital-Wandler, Verstärker oder eine sonstige dafür geeignete Einheit handeln, mit deren Hilfe das Signal bezüglich seiner Größe und Stärke beeinflußt und weiterverarbeitet werden kann.
In einem Datenspeicher 4 sind für die mit dem Sensor 2 zu messenden Fluide die entsprechenden Stoffwerte abgelegt. Über ein Eingabegerät 11 können für die Messung die verschiedenen Fluide ausgewählt werden. Die Buchstaben A - X stehen hierbei für die Namen der verschiedenen zu messenden Fluide.
Ebenso kann mit einem weiteren Eingabegerät 12 die zugehörige Fluidkonzentration der in der Datenbank 4 abgelegten Fluide ausgewählt werden. Als möglicher Konzentrationsbereich wurden die Werte von 0 - 90 Volumen% ausgewählt. Auf den Wert 100% wurde verzichtet, da dieser Wert dem Fluid selbst entsprechen würde. Bei dem gespeicherten Stoffwerten kann es sich um die Angaben für die kinematische Zähigkeit, den Wärmeleitquotient, die Dichte, die spezifische Wärmekapazität bei konstanten Druck und ähnlichen Werten handeln. Ebenso ist es möglich, weitere für die Berechnung eventuell notwendigen Konstanten oder Fluidkonstanten zu speichern. Aus dem Datenspeicher 4 fließen die für das zu messende Fluid maßgeblichen Stoffwerte in die Recheneinheit 5 ein. Dazu wird das gemessene Temperatursignal T vom Wandler 10 auch in den Speicher 4 geleitet, um mit dessen Hilfe für die Berechnung aus dem Datenspeicher 4 die auf die jeweils vorherrschende Temperatur bezogenen relevanten Stoffwerte entnehmen zu können.
Das vom Sensor 2 gelieferte Mengensignal Q fließt in einen Datenspeicher 13 ein, innerhalb dessen eine Bezugnahme auf dort hinterlegte Referenzwerte erfolgt, die im Ausführungsbeispiel als Eichkurve dargestellt sind. In dieser beispielhaft dargestellten Eichkurve ist das Sensorsignal über der Geschwindigkeit von Wasser (chemisches Zeichen H2O) bei der Temperatur T = 25°C (Celsius) aufgetragen. Ein in diesem Datenspeicher umgewandeltes Sensorsignal fließt dann zusammen mit dem gemessenen Sensorsignal in die Recheneinheit 5 ein.
In der Recheneinheit 5 lassen sich mit Hilfe eines oder mehrerer Rechenschritte mit den bei der Durchflußmessung vorhandenen Temperatur T, der zugehörigen kinematische Zähigkeit v, der Dichte p, der Wärmeleitfähigkeit λ , der spezifischen Wärmekapazität cp oder anderen Stoffwerten eines Fluid die tatsächliche Durchflußmenge Qιst ermitteln. Da diese Stoffwerte eine Funktion von der vorhandenen Temperatur und der gegebenen Fluidkonzentration sind, ist deren Kenntnis von besonderer Bedeutung.
Die Recheneinheit 5 berechnet daraus einen Korrekturfaktor K, der als dimensionslose Zahl einen Bezug zwischen dem gemessenen Sensorsignal Q und einem entsprechenden Referenzsignal herstellt. Dieser Korrekturfaktor ist somit eine Funktion von den Stoffwerten des gemessenen Fluid, dem Sensorsignal und dessen Bezugsbasis. Die Recheneinheit berechnet aus dem Korrekturfaktor K und einer Information DN über die geometrischen Abmessungen in der zugehörigen Recheneinheit 5.1 die Durchflußmenge Qιst.
Mit Hilfe von dimensionslosen Kennzahlen, wie zum Beispiel der Prandtizahl, der Reynoldszahlen, der Nußeltzahl oder anderen, kann ein Zusammenhang ermittelt werden. Der daraus errechnete Wert fließt in die Recheneinheit 5, 5.1 ein, in der das Korrekturprinzip für den verwendeten Sensor und das zu messende Fluid abgespeichert ist.
Somit kann in einfacher Weise ein Durchflußmessignal berechnet werden, welches bezüglich des gemessenen Fluid und der vorhandenen Temperatur korrigiert wurde und somit einen sehr hohen Genauigkeitsgrad aufweist.
Ein solches Meßsignal kann dann für die weitere Bearbeitung verwendet werden. Dies kann eine Anzeige auf einem Display am Meßgerät selbst, eine Weiterverarbeitung innerhalb einer Meßanlage sein, Datenfemabfrage oder Einflußnahmen auf prozeßsteuernde Einrichtungen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Gerät zur Messung der Durchflußmenge eines Fluids, bestehend aus einem fluidführenden Gehäuse (1 ), aus mindestens einem in Abhängigkeit von einer aktuellen Durchflußmenge ein entsprechend variierendes Ausgangssignal (Q) erzeugenden elektronischen Sensor (2), aus einem ein Temperatursignal (T) erzeugenden Temperatursensor (2.1 ), und wobei eine Verarbeitung der Sensorsignale (Q, T) in einer Auswerteeinheit (3) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Datenspeicher (4, 4.1 -
4.4) temperaturabhängige Stoffwerte von ein oder mehreren Fluiden abgelegt sind, daß die temperaturabhängigen Stoffwerte auf den verwendeten Sensor (2) bezogen sind, daß eine Recheneinheit (5, 5.1 ) die Durchflußmenge als Funktion von den Stoffwerten eines zu messenden Fluides und eines momentanen Sensorsignals (Q) ermittelt, und daß die
Recheneinheit (5, 5.1 ) mit dem Datenspeicher (4, 4.1 - 4.4) und dem Sensor (2, 2.1 ) verbunden ist.
2. Gerät nach Anspruch 1 zur Messung von Fluiden mit unter einem Temperatureinfluß sich verändernden Stoffwerten, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Signal des Temperatursensors (2.1 ) eine Aktualisierung der im Datenspeicher (4, 4.1 - 4.4) abgelegten Stoffwerte erfolgt, und daß die Recheneinheit (5, 5.1 ) mit solchen aktualisierten Stoffwerten die Durchflußmenge (Qιst) ermittelt.
3. Gerät nach Anspruch 1 zur Messung von Fluiden mit unter einem Temperatureinfluß sich verändernden Stoffwerten, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Datenspeicher (13) für den verwendeten Sensor (2) die zugehörigen Kennwerte eines definierten Fluids abgelegt sind und daß die Recheneinheit (5, 5.1 ) unter Anwendung von dem Sensormeßprinzip entsprechenden Ähnlichkeitsgesetzen die Kennwerte des definierten Fluids korrigiert und daß die Recheneinheit (5, 5.1 ) mit den korrigierten Kennwerten die Durchflußmenge ermittelt.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (13) eine Sensorkennlinie für ein Eichfluid bei einer vorgegebenen Temperatur hinterlegt ist.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (4, 4.1 - 4.4, 13) ein oder mehrere Berechnungsformeln für dimensionslose Kennzahlen abgelegt sind, wobei die Recheneinheit (5, 5.1 ) die dimensionslosen Kennzahlen bei der Ermittlung des Funktionswertes verwendet.
6. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Datenspeicher (4.6) ein oder mehrere Korrekturmöglichkeiten zur Kompensation von geometrischen Gestaltungseinflüsse abgelegt sind.
7. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät mit Einbauten für eine Beeinflussung der Durchflußmenge versehen ist.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten das Verschlußelement einer Armatur sind.
9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten ein Laufrad einer Strömungsarbeitsmaschine sind.
10. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (5, 5.1 ) in der Auswerteeinheit (3) angeordnet ist.
11. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (3) ganz oder teilweise in das Gerät und/oder in mindestens einen Sensor (2) integriert ist.
12. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (5, 5.1 ) einen Korrekturfaktor unter Verwendung der bekannten Formeln für die Reynoldzahl, die Prandtizahl, die Nußeltzahl, ähnlichen Kennzahlen von Fluiden und/oder eine dimensionslose Kennzahl ermittelt, wobei diese Kennzahl aus dem aktuellen Sensorsignal und deren Bezug auf einen Referenzwert des Sensorsignals gebildet ist.
13. Verfahren zur Messung des Durchflußes von einem Fluid, wobei ein elektronischer Sensor (2) ein sich in Abhängigkeit von der Durchflußmenge des Fluids veränderndes Signal (Q) liefert und eine Recheneinheit (5) das
Signal in ein Durchflußsignal umwandelt und zur weiteren Verwendung bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Sensor (2.1 ) die Temperatur (T) des Fluids erfaßt und dieses Temperatursignal (T) an die Recheneinheit (5, 5.1 ) liefert, daß die Recheneinheit (5, 5.1 ) mit Stoffwerten, mit durch das Temperatursignal korrigierten Stoffwerten, mit aus den
Stoffwerten oder aus den temperaturkompensierten Stoffwerten gebildeten dimensionslosen Kennzahlen eine Durchflußmenge berechnet, daß die Recheneinheit (5, 5.1 ) die Durchflußmenge als Funktion der aus einen oder mehreren Datenspeichern (4, 4.1 - 4.4, 13) abgerufenen Stoffwerte oder Kennzahlen berechnet, und daß die verwendete Funktion über die für das verwendete Meßprinzip des Sensors (2) gültigen Ähnlichkeitsgesetze gebildet wird.
PCT/EP2001/004980 2000-05-06 2001-05-03 Durchflussmessgerät für temperaturabhängigen fluiden WO2001086234A2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP01933924A EP1281050A2 (de) 2000-05-06 2001-05-03 Durchflussmessgerät für temperaturabhängige fluide

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10022063.0 2000-05-06
DE10022063A DE10022063A1 (de) 2000-05-06 2000-05-06 Durchflußmeßgerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2001086234A2 true WO2001086234A2 (de) 2001-11-15
WO2001086234A3 WO2001086234A3 (de) 2002-05-23

Family

ID=7640981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2001/004980 WO2001086234A2 (de) 2000-05-06 2001-05-03 Durchflussmessgerät für temperaturabhängigen fluiden

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1281050A2 (de)
DE (1) DE10022063A1 (de)
WO (1) WO2001086234A2 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005053096B4 (de) * 2005-11-04 2020-01-30 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co Kg Verfahren zur Kalibration eines kalorimetrischen Durchflussmessgerätes und entsprechende Vorrichtung
US7212953B1 (en) 2005-12-09 2007-05-01 Dresser, Inc. Portable diagnostic analysis of gas meter and electronic corrector

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994004890A1 (en) * 1992-08-25 1994-03-03 Kamstrup A/S Flow meter
US5706273A (en) * 1994-04-29 1998-01-06 Electronic Warfare Associates, Inc. Liquid registration and control system having networked functional modules
WO1998043051A2 (en) * 1997-03-27 1998-10-01 Rosemount Inc. Vortex flowmeter with signal processing

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5455781A (en) * 1993-08-31 1995-10-03 Dresser Industries, Inc. Apparatus and method for determining the measurement accuracy of electronic gas meters
US5574229A (en) * 1994-03-21 1996-11-12 Contadores De Aqua De Zaragoza Electronic water meter with corrections for flow rate

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994004890A1 (en) * 1992-08-25 1994-03-03 Kamstrup A/S Flow meter
US5706273A (en) * 1994-04-29 1998-01-06 Electronic Warfare Associates, Inc. Liquid registration and control system having networked functional modules
WO1998043051A2 (en) * 1997-03-27 1998-10-01 Rosemount Inc. Vortex flowmeter with signal processing

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001086234A3 (de) 2002-05-23
DE10022063A1 (de) 2001-11-08
EP1281050A2 (de) 2003-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3273237B1 (de) Verfahren und messvorrichtung zur bestimmung von physikalischen gaseigenschaften
DE69816995T2 (de) Anordnung von mehreren resistiven messwertgebern für einen coriolis-massendurchflussmesser
EP0223048A1 (de) Messanordnung zum Messen der Veränderung einer Flüssigkeitsmenge, insbesondere der Ölmenge in einer Brennkraftmaschine
EP2115400A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen messung eines dynamischen fluidverbrauchs
DE2157863A1 (de) Flüssigkeitsstandanzeigesystem
EP3987253A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung eines strömungsparameters mittels eines coriolis-durchflussmessgeräts
DE102020129074A1 (de) Durchflussmessgerät, Verfahren zum Betreiben eines Durchflussmessgeräts, Anlage und Verfahren zum Betreiben einer Anlage
DE2754388A1 (de) Fluessigkeitsmessystem
WO2010049410A1 (de) Verfahren und thermisches durchflussmessgerät zur bestimmung und/oder überwachung mindestens einer, zumindest von der chemischen zusammensetzung eines messmediums abhängigen grösse
WO2001086234A2 (de) Durchflussmessgerät für temperaturabhängigen fluiden
DE102015115499B4 (de) Verfahren und Messvorrichtung zum Bestimmen der Kompressibilität eines strömenden Fluids
DE3306462A1 (de) Elektrisches feuchtemessgeraet
DE10392770B3 (de) Massenstrom-Sensor und Verfahren zur Druckschwankungs-unabhaengigen Massenstroemungs-Steuerung
DE102013006397B4 (de) Thermischer Durchflussmesser und Verfahren zum Betrieb desselben
DE102006060441A1 (de) Verfahren zur Auswahl, Bestimmung und/oder Auslegung von wenigstens einem Meßgerät oder Meßsystem
DE102014101647A1 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines Messsystems und Kalibriervorrichtung
DE3016985A1 (de) Elektrischer messgroessenumformer mit einer einrichtung zur kodierung eines parameters desselben
EP1447329A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abfüllen eines Mediums
DE2115364A1 (de) Mengenstrommeßgerät
EP1944608A1 (de) Messverfahren für die physikalisch-chemischen Parameter von Erdgas
DE10321003B4 (de) Verfahren zur Messung von Durchflüssen, sowie Durchflussmesser
EP1321749B1 (de) Vorrichtung zur Bestimmung des Volumens eines Gases bei Atmosphärendruck
DE1523019A1 (de) Einrichtung zur Einstellung und Konstanthaltung des Traegergasflusses bei gaschromatorgraphischen Messeinrichtungen
EP2413117B1 (de) Verfahren und Messanordnung zur Temperaturmessung und Verfahren zum Betrieb der Messanordnung
DE2915931C3 (de) Einrichtung zur Entnahme einer Fluidprobe aus einer Fluidleitung

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CA JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2001933924

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2001933924

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP