WO2011083036A2 - Arrangement for measuring the viscosity of a fluid having a uniform controlled temperature - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an arrangement for measuring the viscosity of a
- Measurement is tempered with high accuracy.
- Measurements of liquid viscosities at reference temperatures are used to compare properties and qualities.
- the viscosity of heavy fuel oil and liquid fuels, such as marine diesel which is measured at a given reference temperature, a quality criterion for the oil delivered by refineries or the diesel fuel.
- Production process of the desired fuel or other substance must be interrupted by the measurements in the laboratory in order then to adjust the required reference viscosity by automated addition of additives. Furthermore, the substance to be tested, which cools down during transport to the laboratory, must be reheated for each measurement at a reference temperature which is greater than the ambient temperature.
- liquid also means those substances to be examined which are viscous or even pasty and whose reference viscosity is to be determined.
- the invention has for its object to provide an arrangement for measuring the viscosity of a uniformly tempered at a predetermined temperature liquid, which can be easily in the industrial or
- This object is achieved by an arrangement for measuring the viscosity of a uniformly heated to a predetermined temperature liquid, the
- the tempering device comprises a cooling device and an electrical heating device.
- the electrical heating device comprises a heating tape on the bypass line between the shut-off valves.
- the heating tape comprises several sections, each of which can be controlled separately.
- the electric heating device also comprises at least one Peltier heating element.
- a cooling coil is provided around the bypass line as a cooling device, wherein water is used as the heat exchange medium.
- Yet another embodiment of the arrangement according to the invention uses according to a first temperature measuring device one of the preceding claims 2-6, wherein the tempering a first
- Temperature measuring device in front of the pump and a second
- Temperature measuring device after the cooling device comprises. Still other embodiments of the inventive arrangement relate to other temperature measuring devices after the Peltier heating element and the measuring tube of the Coriolis flowmeter. In yet another embodiment of the arrangement according to the invention, a pressure measuring device is provided in front of the cooling device.
- An advantage of the arrangement according to the invention is based on the fact that it allows a high accuracy in the temperature of the liquid to be examined. As part of functional tests, temperature accuracies of ⁇ 0.1 ° C were achieved. Due to the precise temperature control of the liquid and a corresponding control, it is possible to set and use the Coriolis flowmeter used for measuring the viscosity to the desired reference temperature.
- Another advantage of the arrangement according to the invention is that it can be integrated directly as a bypass module in an industrial process. Accuracies in the temperature of the liquid to be measured which have been achieved so far in experiments are better than comparable values of corresponding ones
- a liquid, not shown here for simplicity, whose reference viscosity is to be determined, is within a plant by a
- a bypass line 14 of the inventive arrangement is connected to the transport line 10 by means not shown here flanges or other pipe connections.
- the bypass line 14 is through
- the temperature of the liquid inlet 14E of the bypass line 14 is determined with a first temperature measuring device, usefully a temperature sensor 20, which is still in front of a motor-driven pump 18, for a uniform transport of the liquid to be measured by the
- Measuring section ensures.
- a positive displacement pump preferably one
- a pressure measuring device 22 is provided, with which the pressure of the liquid is monitored. If necessary, can - depending on the type of pressure measuring device - be preceded in their supply line a stopcock, which is not shown here for simplicity.
- a cooling device for the eventual cooling of the liquid in the bypass line 14 is provided.
- the cooling device comprises a cooling coil 26 as illustrated in the drawing a liquid heat exchange medium, preferably water.
- a respective check valve 36 and control valve 32 is provided in its inlet 34 and in the outlet 30 of the cooling coil 26 with which the passage of the water can be regulated.
- the water In order to move the water through the cooling coil 26, it makes sense to provide a pump in the inlet 34 of the cooling device, the
- the cooling effect of the cooling coil 26 is adjusted by changing the water flow, which can be controlled in particular via the control valve 32 in the outlet 30.
- the position of the control valve 32 depends on the temperature of the liquid after cooling by the
- Cooling coil 26 from, in turn, by means of a second
- Temperature measuring device meaning a temperature sensor 24, is determined. It is located directly after the cooling coil 26. In the drawing, the pendency of the position of the control valve 32 is illustrated by the temperature detected by the temperature sensor 24 by a dashed line.
- Control valve 32 for controlling the passage of water through the cooling coil 26 is an example of possible embodiments.
- Liquid leaving the zone of the Peltier heating element 38 is a third temperature-measuring device, preferably a temperature sensor 28. Zur
- Control of the temperature of the measuring tube of the Coriolis flow meter 40 is a temperature measuring device provided there, preferably also a temperature sensor 42.
- applied heating power depends on the temperatures measured at the temperature sensors 28 and 42, which is illustrated in the drawing by dashed lines. After using the Coriolis flowmeter 40 the Reference viscosity of the liquid was determined, the liquid is returned through an exit 14A of the bypass line 14 back into the transport line 10.
- Transport line 10 added in a manner not shown here, additives with which the desired reference viscosity is to be set.
- a control requires a new run of the inventive arrangement with temperature control and measurement of the liquid as described above.
- a special feature of the arrangement according to the invention is the electrical heating by a heating tape 44 along the bypass line 14. This results in the ability to hold just thick or even almost pasty liquids over the effective length of the bypass line 14 at a minimum temperature so to obtain the mobility of the liquid to be measured. This is particularly important when the inventive arrangement in an exposed
- a heating of the bypass line 14 with the heating tape 44 before the actual measurement of the liquid can then serve to bring the arrangement according to the invention and the liquid contained in the bypass line 14 to the desired operating temperature.
- the heating cable is divided into a plurality of separately controllable sections, so that selected sections of the bypass line 14 can be heated separately.
- the heating band is divided into three sections, which are illustrated in the drawing by "44a”, "44b” and "44c".
- the embodiment of the arrangement according to the invention shown in the drawing is based on the assumption that the at the temperature sensor 20th
- measured temperature of the liquid to be measured is greater or less than the reference temperature at which the viscosity of the liquid in the Coriolis flowmeter 40 is to be determined, and that the reference temperature is greater than the typical ambient temperature. Under these assumptions, it makes sense to arrange the cooling device before heating by the Peltier heating element 38, since the exact temperature of the liquid for the
- Viscosity measurement via the electric heating element is better realized than cooling by water. For other situations are different
- Control device connected, as well as all actuators that are to be automatically operated or can.
- the control device also controls and controls in particular the power supply for the motor of the pump 18, the electrical heating by the heating cable 44 and the Peltier heating element 38 and for the Coriolis flowmeter 40. If the control device is accommodated in a control cabinet, display devices for all temperatures, pressures, flow rates or mass flows measured in the arrangement and the measured viscosities are provided.
- control device also includes a communication device with a communication interface, with which optionally a bus connection of the arrangement can be made to an industrial plant bus.
- Transport line 32 control valve (cooling)
- Temperature measuring device 44a 1. Section heating cable
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Abstract
The invention relates to an arrangement for measuring the viscosity of a fluid having a controlled temperature, said fluid being brought to a prescribed controlled temperature uniformly and with high precision during the measurement. To this end, the arrangement comprises a bypass line (14) connected to a transport line (10) and blockable by two blocking valves; a temperature control device (26, 38) mounted on the bypass line (14) for the fluid, a pump (18) for transporting the fluid through the bypass line (14); a Coriolis flow meter (40), and a control device for monitoring and controlling the temperature of a measurement tube of the Coriolis flow meter (40).
Description
Anordnung zur Messung der Viskosität einer Arrangement for measuring the viscosity of a
gleichmäßig temperierten Flüssigkeit uniformly tempered liquid
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Messung der Viskosität einer The invention relates to an arrangement for measuring the viscosity of a
gleichmäßig auf einer vorgebbaren Temperatur temperierten Flüssigkeit, insbesondere eine solche Anordnung, bei der die Flüssigkeit während der uniformly tempered at a predetermined temperature liquid, in particular such an arrangement in which the liquid during the
Messung mit hoher Genauigkeit temperiert wird. Measurement is tempered with high accuracy.
Messungen von Viskositäten von Flüssigkeiten bei Referenztemperaturen werden verwendet, um die Eigenschaften und Qualitäten vergleichen zu können. So ist insbesondere die Viskosität von schwerem Heizöl und flüssigen Treibstoffen, wie beispielsweise Schiffsdiesel, die bei einer vorgegebenen Referenztemperatur gemessen wird, ein Qualitätskriterium für das von Raffinerien ausgelieferte Heizöl oder den Dieseltreibstoff. Ähnliches gilt für dickflüssige Stoffe in der Measurements of liquid viscosities at reference temperatures are used to compare properties and qualities. Thus, in particular, the viscosity of heavy fuel oil and liquid fuels, such as marine diesel, which is measured at a given reference temperature, a quality criterion for the oil delivered by refineries or the diesel fuel. The same applies to viscous substances in the
Lebensmittelindustrie, die mittels volumetrischer Abfüllanlagen in Behälter abgefüllt werden sollen. Auch da ist es wichtig die Viskosität der abzufüllenden Stoffe bei der Referenztemperatur, der Arbeitstemperatur der Abfüllanlage, zu kennen, um die Abfüllanlage optimal einstellen zu können. Die gewünschte oder geforderte Viskosität bei Referenztemperatur wird auch als "Referenz-Viskosität" bezeichnet. Falls beispielsweise die Referenz-Viskosität eines aus einer Destillierkolonne einer Raffinerie direkt abgezogenen Diesels nicht auf Anhieb die geforderte Referenz-Viskosität aufweist, muss sie über Food industry, which are to be filled into containers by means of volumetric filling plants. Here, too, it is important to know the viscosity of the substances to be filled at the reference temperature, the operating temperature of the bottling plant, in order to be able to optimally adjust the filling plant. The desired or required viscosity at reference temperature is also referred to as "reference viscosity". If, for example, the reference viscosity of a directly withdrawn from a distillation column of a refinery diesel does not immediately have the required reference viscosity, it must over
beigemischte Zusatzstoffe eingestellt werden. Dieser Vorgang erfordert jedoch eine erste Kontrolle der Viskosität des direkten Produktes aus der Kolonne sowie weitere Viskositätsmessungen bei der Referenztemperatur im Rahmen der Zugabe der Zusatzstoffe, bis letztlich die geforderte Referenz-Viskosität des Dieseltreibstoffs vorliegt. Gleiches gilt für die oben genannten Stoffe in der admixed additives are adjusted. However, this process requires a first control of the viscosity of the direct product from the column and further viscosity measurements at the reference temperature in the context of the addition of the additives until finally the required reference viscosity of the diesel fuel is present. The same applies to the above substances in the
Lebensmittelindustrie.
Um die geforderte Genauigkeit der Viskositätsmessungen zu erzielen, werden die Messungen bei Referenztemperaturen heute meist in Laboren mit entsprechenden Laborapparaturen durchgeführt. Das bedeutet aber, dass der eigentliche Food industry. In order to achieve the required accuracy of the viscosity measurements, the measurements at reference temperatures today are usually carried out in laboratories with corresponding laboratory equipment. But that means the real one
Herstellungsprozess des gewünschten Treibstoffs oder anderen Stoffes durch die Messungen im Labor unterbrochen werden muss, um anschließend die geforderte Referenz-Viskosität durch automatisierte Zugabe von Zusatzstoffen einzustellen. Des weiteren muss der zu untersuchende Stoff, der sich beim Transport zum Labor abkühlt, für jede Messungen bei Referenztemperatur, die größer als die Umgebungstemperatur ist, erneut aufgeheizt werden. Production process of the desired fuel or other substance must be interrupted by the measurements in the laboratory in order then to adjust the required reference viscosity by automated addition of additives. Furthermore, the substance to be tested, which cools down during transport to the laboratory, must be reheated for each measurement at a reference temperature which is greater than the ambient temperature.
Bei der Messung der Referenz-Viskosität kommt es in besonderem Maße auf die Temperierung des zu untersuchenden Stoffes oder der Flüssigkeit an. When measuring the reference viscosity, it is particularly important to control the temperature of the substance or liquid to be investigated.
Nachfolgend werden ohne Einschränkung der erfinderischen Idee unter dem Hereinafter, without limitation, the inventive idea under the
Begriff "Flüssigkeit" auch solche zu untersuchenden Stoffe verstanden, die dickflüssig oder sogar pastös sind und deren Referenz-Viskosität zu bestimmen ist. The term "liquid" also means those substances to be examined which are viscous or even pasty and whose reference viscosity is to be determined.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Messung der Viskosität einer gleichmäßig auf einer vorgebbaren Temperatur temperierten Flüssigkeit zu schaffen, die sich auf einfache Weise in den industriellen bzw. The invention has for its object to provide an arrangement for measuring the viscosity of a uniformly tempered at a predetermined temperature liquid, which can be easily in the industrial or
automatisierten Herstellungsprozess der Flüssigkeit integrieren lässt, wobei Messungen mit wenigstens der gleichen Messgenauigkeit wie Labormessungen erreicht werden und eine große Genauigkeit bei der Temperierung der Flüssigkeit erzielt wird. automated liquid manufacturing process, achieving measurements with at least the same measurement accuracy as laboratory measurements and achieving high accuracy in the temperature control of the liquid.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung zur Messung der Viskosität einer gleichmäßig auf einer vorgebbaren Temperatur temperierten Flüssigkeit, die This object is achieved by an arrangement for measuring the viscosity of a uniformly heated to a predetermined temperature liquid, the
- eine mit einer Transportleitung verbundene und durch zwei Absperrventile absperrbare Bypass-Leitung;
- eine auf der Bypass-Leitung angebrachte Temperiereinrichtung für die Flüssigkeit, - One connected to a transport line and shut-off by two shut-off valves bypass line; a tempering device for the liquid, mounted on the bypass line,
- eine Pumpe zum Transport der Flüssigkeit durch die Bypass-Leitung; - A pump for transporting the liquid through the bypass line;
- ein Coriolis-Durchflußmessgerät und - a Coriolis flowmeter and
- eine Steuereinrichtung zur Überwachung und Steuerung der Temperatur eines Messrohres des Coriolis-Durchflußmessgeräts - A control device for monitoring and controlling the temperature of a measuring tube of the Coriolis flowmeter
umfasst. includes.
Bei einer besonderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst die Temperiereinrichtung eine Kühlvorrichtung und eine elektrische Heizvorrichtung. In a particular embodiment of the arrangement according to the invention, the tempering device comprises a cooling device and an electrical heating device.
Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst die elektrische Heizvorrichtung ein Heizband auf der Bypass-Leitung zwischen den Absperrventilen. In another embodiment of the arrangement according to the invention, the electrical heating device comprises a heating tape on the bypass line between the shut-off valves.
In besondere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst das Heizband mehrere Sektionen, die jeweils separat gesteuert werden können. Bei noch einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung umfasst die elektrische Heizvorrichtung auch wenigstens ein Peltier-Heizelement. In a particular embodiment of the arrangement according to the invention, the heating tape comprises several sections, each of which can be controlled separately. In yet another embodiment of the arrangement according to the invention, the electric heating device also comprises at least one Peltier heating element.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist eine Kühlschlange um die Bypass-Leitung als Kühlvorrichtung vorgesehen, wobei als Wärmetauschermedium Wasser verwendet wird. In a further embodiment of the arrangement according to the invention, a cooling coil is provided around the bypass line as a cooling device, wherein water is used as the heat exchange medium.
Wieder eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung verwendet nach eine erste Temperaturmessvorrichtung einem der vorgehenden Ansprüche 2 - 6, bei der die Temperiereinrichtung eine erste Yet another embodiment of the arrangement according to the invention uses according to a first temperature measuring device one of the preceding claims 2-6, wherein the tempering a first
Temperaturmessvorrichtung vor der Pumpe und eine zweite Temperature measuring device in front of the pump and a second
Temperaturmessvorrichtung nach der Kühlvorrichtung umfasst.
Noch andere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anordnung betreffen weitere Temperaturmessvorrichtungen nach dem Peltier-Heizelement und am Messrohr des Coriolis-Durchflußmessgeräts. Bei wieder einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist vor der Kühlvorrichtung eine Druckmessvorrichtung vorgesehen. Temperature measuring device after the cooling device comprises. Still other embodiments of the inventive arrangement relate to other temperature measuring devices after the Peltier heating element and the measuring tube of the Coriolis flowmeter. In yet another embodiment of the arrangement according to the invention, a pressure measuring device is provided in front of the cooling device.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung beruht darauf, dass sie eine hohe Genauigkeiten bei der Temperierung der zu untersuchenden Flüssigkeit erlaubt. Im Rahmen von Funktionstests wurden Temperier-Genauigkeiten von ± 0,1 °C erreicht. Durch die exakte Temperierung der Flüssigkeit und eine entsprechende Steuerung ist es möglich, das für die Messung der Viskosität verwendete Coriolis- Durchflußmessgerät auf die gewünschte Referenztemperatur einzustellen und zu halten. An advantage of the arrangement according to the invention is based on the fact that it allows a high accuracy in the temperature of the liquid to be examined. As part of functional tests, temperature accuracies of ± 0.1 ° C were achieved. Due to the precise temperature control of the liquid and a corresponding control, it is possible to set and use the Coriolis flowmeter used for measuring the viscosity to the desired reference temperature.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist, dass sie als Bypass- Modul in einem industriellen Prozess direkt integriert werden kann. Bisher in Versuchen erreichte Genauigkeiten bei der Temperierung der zu messenden Flüssigkeit sind besser als vergleichbare Werte von entsprechenden Another advantage of the arrangement according to the invention is that it can be integrated directly as a bypass module in an industrial process. Accuracies in the temperature of the liquid to be measured which have been achieved so far in experiments are better than comparable values of corresponding ones
Laboranlagen. Laboratory equipment.
Bei Testversuchen hat sich auch gezeigt, dass selbst bei großen In tests, it has also been shown that even with large
Durchflussänderungen und großen Temperaturschwankungen der zu Flow changes and large temperature fluctuations to
untersuchenden Flüssigkeit am Einlauf in die Bypass-Leitung der Anordnung die hohe Messgenauigkeit gehalten werden kann. examining liquid at the inlet into the bypass line of the arrangement, the high measurement accuracy can be maintained.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist, genauer beschrieben und erläutert. Zur Vereinfachung sind gleiche Teile, Elemente und Module bzw. solche die sich in Aufbau und Funktion entsprechen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Zeichnung gibt den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung wieder. The invention will be described and explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the attached drawing. For simplicity, the same parts, elements and modules or those which correspond in structure and function are provided with the same reference numerals. The drawing shows the basic structure of an embodiment of the inventive arrangement again.
Eine Flüssigkeit, hier zur Vereinfachung nicht dargestellt, deren Referenz- Viskosität bestimmt werden soll, wird innerhalb einer Anlage durch eine A liquid, not shown here for simplicity, whose reference viscosity is to be determined, is within a plant by a
Transportleitung 10 transportiert. Die Fliessrichtung der Flüssigkeit ist durch Pfeile 12 veranschaulicht. Eine Bypass-Leitung 14 der erfindungsgemäßen Anordnung ist mit der Transportleitung 10 mittels hier nicht dargestellter Flansche oder anderer Rohrverbindungen verbunden. Die Bypass-Leitung 14 ist durch Transport line 10 transported. The direction of flow of the liquid is illustrated by arrows 12. A bypass line 14 of the inventive arrangement is connected to the transport line 10 by means not shown here flanges or other pipe connections. The bypass line 14 is through
Absperrventile 16 und 46 absperrbar. Shut-off valves 16 and 46 can be shut off.
Sobald das erste Absperrventil 16 im Eintritt 14E der Bypass-Leitung 14 geöffnet wird, kann - bei offenem zweiten Absperrventil 46 - ein Teil der zu messende Flüssigkeit aus der Transportleitung 10 in die Bypass-Leitung 14 strömen. Die Temperatur der Flüssigkeit Eintritt 14E der Bypass-Leitung 14 wird mit einer ersten Temperaturmessvorrichtung, sinnvollerweise ein Temperaturfühler 20 ermittelt, der sich noch vor einer motor-getriebenen Pumpe 18 befindet, die für einen gleichmäßigen Transport der zu messenden Flüssigkeit durch die As soon as the first shut-off valve 16 is opened in the inlet 14E of the bypass line 14, with the second shut-off valve 46 open, part of the liquid to be measured can flow out of the transport line 10 into the bypass line 14. The temperature of the liquid inlet 14E of the bypass line 14 is determined with a first temperature measuring device, usefully a temperature sensor 20, which is still in front of a motor-driven pump 18, for a uniform transport of the liquid to be measured by the
Messstrecke sorgt. Bei dickflüssigen oder sogar pastösen Flüssigkeit empfiehlt sich die Verwendung einer Verdrängerpumpe, vorzugsweise einer Measuring section ensures. For viscous or even pasty liquid, the use of a positive displacement pump, preferably one
Exzenterschneckenpumpe. Progressive cavity pump.
Direkt nach der Pumpe 18 eine Druckmessvorrichtung 22 vorgesehen, mit der der Druck der Flüssigkeit überwacht wird. Falls erforderlich, kann - je nach Art der Druckmessvorrichtung - in ihrer Zuleitung ein Absperrhahn vorgeschaltet sein, der zur Vereinfachung hier nicht dargestellt ist. Immediately after the pump 18, a pressure measuring device 22 is provided, with which the pressure of the liquid is monitored. If necessary, can - depending on the type of pressure measuring device - be preceded in their supply line a stopcock, which is not shown here for simplicity.
Nach der Druckmessvorrichtung 22 ist eine Kühlvorrichtung zum allfälligen Kühlen der Flüssigkeit in der Bypass-Leitung 14 vorgesehen. Vorzugsweise umfasst die Kühlvorrichtung eine Kühlschlange 26, wie in der Zeichnung veranschaulicht, mit
einem flüssigen Wärmetauschermedium, vorzugsweise Wasser. In ihrem Einlauf 34 als auch im Auslauf 30 der Kühlschlange 26 ist jeweils ein Absperrventil 36 bzw. Regelventil 32 vorgesehen, mit denen der Durchlauf des Wassers geregelt werden kann. Um das Wasser durch die Kühlschlange 26 zu bewegen, ist sinnvollerweise auch eine Pumpe im Einlauf 34 der Kühlvorrichtung vorzusehen, die zur After the pressure measuring device 22, a cooling device for the eventual cooling of the liquid in the bypass line 14 is provided. Preferably, the cooling device comprises a cooling coil 26 as illustrated in the drawing a liquid heat exchange medium, preferably water. In its inlet 34 and in the outlet 30 of the cooling coil 26 is a respective check valve 36 and control valve 32 is provided with which the passage of the water can be regulated. In order to move the water through the cooling coil 26, it makes sense to provide a pump in the inlet 34 of the cooling device, the
Vereinfachung hier nicht dargestellt ist. Die Kühlwirkung der Kühlschlange 26 wird mittels Änderung des Wasserdurchlaufs eingestellt, der insbesondere über das Regelventil 32 im Auslauf 30 geregelt werden kann. Die Stellung des Regelventils 32 hängt von der Temperatur der Flüssigkeit nach der Kühlung durch die Simplification is not shown here. The cooling effect of the cooling coil 26 is adjusted by changing the water flow, which can be controlled in particular via the control valve 32 in the outlet 30. The position of the control valve 32 depends on the temperature of the liquid after cooling by the
Kühlschlange 26 ab, die wiederum mittels einer zweiten Cooling coil 26 from, in turn, by means of a second
Temperaturmessvorrichtung, sinnvollerweise ein Temperaturfühler 24, ermittelt wird. Er ist direkt nach der Kühlschlange 26 angeordnet. In der Zeichnung ist die Anhängigkeit der Stellung des Regelventils 32 von der vom Temperaturfühler 24 ermittelten Temperatur durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht. Das Temperature measuring device, meaning a temperature sensor 24, is determined. It is located directly after the cooling coil 26. In the drawing, the pendency of the position of the control valve 32 is illustrated by the temperature detected by the temperature sensor 24 by a dashed line. The
Regelventil 32 zur Regelung des Wasserdurchlaufs durch die Kühlschlange 26 ist ein Beispiel möglicher Ausführungen. Control valve 32 for controlling the passage of water through the cooling coil 26 is an example of possible embodiments.
Die durch die Kühlschlange 26 abgekühlte, zu messende Flüssigkeit wird The cooled by the cooling coil 26, to be measured liquid is
anschließend in einen Bereich der Bypass-Leitung 14 transportiert, wo sie durch wenigstens ein Peltier-Heizelement 38 auf die Temperatur erwärmt wird, die erforderlich ist, damit in einem folgenden Coriolis-Durchflussmessgerät 40 die gewünschte Referenztemperatur im Messrohr herrscht, um die Referenz- Viskosität der Flüssigkeit zu bestimmen. Zur Kontrolle der Temperatur der then transported to a region of the bypass line 14 where it is heated by at least one Peltier heating element 38 to the temperature required for the desired reference temperature in the measuring tube to prevail in a following Coriolis flowmeter 40, the reference viscosity to determine the fluid. To control the temperature of
Flüssigkeit beim Verlassen des Zone des Peltier-Heizelements 38 dient eine dritte Temperatur-Messvorrichtung, vorzugsweise ein Temperaturfühler 28. Zur Liquid leaving the zone of the Peltier heating element 38 is a third temperature-measuring device, preferably a temperature sensor 28. Zur
Kontrolle der Temperatur des Messrohrs des Coriolis-Durchflussmessgeräts 40 dient eine dort vorgesehener Temperatur-Messvorrichtung, vorzugsweise ebenfalls ein Temperaturfühler 42. Die vom Peltier-Heizelement 38 Control of the temperature of the measuring tube of the Coriolis flow meter 40 is a temperature measuring device provided there, preferably also a temperature sensor 42. The temperature of the Peltier heater 38th
aufzubringende Heizleistung hängt von den an den Temperaturfühlern 28 und 42 gemessenen Temperaturen ab, was in der Zeichnung durch gestrichelte Linien veranschaulicht wird. Nachdem mit dem Coriolis-Durchflussmessgerät 40 die
Referenz-Viskosität der Flüssigkeit bestimmt wurde, wird die Flüssigkeit durch einen Austritt 14A der Bypass-Leitung 14 wieder in die Transportleitung 10 zurückgeführt. applied heating power depends on the temperatures measured at the temperature sensors 28 and 42, which is illustrated in the drawing by dashed lines. After using the Coriolis flowmeter 40 the Reference viscosity of the liquid was determined, the liquid is returned through an exit 14A of the bypass line 14 back into the transport line 10.
Falls die mit dem Coriolis-Durchflussmessgerät 40 bestimmte Referenz-Viskosität nicht den gewünschten Wert aufweist, werden der Flüssigkeit in der If the reference viscosity determined with the Coriolis flowmeter 40 does not have the desired value, the liquid in the
Transportleitung 10 in hier nicht dargestellter Weise Zusatzstoffe zugefügt, mit denen die gewünschte Referenz-Viskosität eingestellt werden soll. Eine Kontrolle erfordert einen neuerlichen Durchlauf der erfindungsgemäßen Anordnung mit Temperierung und Messung der Flüssigkeit wie oben beschrieben. Transport line 10 added in a manner not shown here, additives with which the desired reference viscosity is to be set. A control requires a new run of the inventive arrangement with temperature control and measurement of the liquid as described above.
Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Anordnung ist die elektrische Heizung durch ein Heizband 44 entlang der Bypass-Leitung 14. Damit ergibt sich die Möglichkeit, gerade dickflüssige oder sogar nahezu pastöse Flüssigkeiten über die effektive Länge der Bypass-Leitung 14 auf einer Mindesttemperatur zu halten, um so die Mobilität der zu messenden Flüssigkeit zu erhalten. Dies ist besonders wichtig, wenn die erfindungsgemäße Anordnung in einem freiliegenden A special feature of the arrangement according to the invention is the electrical heating by a heating tape 44 along the bypass line 14. This results in the ability to hold just thick or even almost pasty liquids over the effective length of the bypass line 14 at a minimum temperature so to obtain the mobility of the liquid to be measured. This is particularly important when the inventive arrangement in an exposed
Außenbereich einer Herstellungsanlage installiert ist. Outside area of a manufacturing plant is installed.
Außerdem verlieren viele Flüssigkeiten mit oder aus Kohlenwasserstoffen, wie beispielsweise Schmiermittel oder dickflüssige Treibstoffe, bei einem Stillstand der erfindungsgemäßen Anordnung ihre Mobilität und können von der Pumpe 18 nicht mehr bewegt werden. Eine Beheizung der Bypass-Leitung 14 mit dem Heizband 44 vor der eigentlichen Messung der Flüssigkeit kann dann dazu dienen, die erfindungsgemäßen Anordnung und die in deren Bypass-Leitung 14 befindliche Flüssigkeit auf die gewünschte Arbeitstemperatur zu bringen. Vorzugsweise ist das Heizband in mehrere separat ansteuerbare Sektionen unterteilt, so dass ausgewählte Sektionen der Bypass-Leitung 14 separat beheizt werden können. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel der In addition, many liquids with or from hydrocarbons, such as lubricants or viscous fuels, lose their mobility at a standstill of the arrangement according to the invention and can no longer be moved by the pump 18. A heating of the bypass line 14 with the heating tape 44 before the actual measurement of the liquid can then serve to bring the arrangement according to the invention and the liquid contained in the bypass line 14 to the desired operating temperature. Preferably, the heating cable is divided into a plurality of separately controllable sections, so that selected sections of the bypass line 14 can be heated separately. In the embodiment of the illustrated in the drawing
erfindungsgemäßen Anordnung ist das Heizband in drei Sektionen unterteilt, die in der Zeichnung durch "44a", "44b" und "44c" veranschaulicht werden.
Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung basiert auf der Annahme, dass die am Temperaturfühler 20 According to the invention, the heating band is divided into three sections, which are illustrated in the drawing by "44a", "44b" and "44c". The embodiment of the arrangement according to the invention shown in the drawing is based on the assumption that the at the temperature sensor 20th
gemessene Temperatur der zu messenden Flüssigkeit größer oder kleiner ist als die Referenztemperatur, bei der die Viskosität der Flüssigkeit im Coriolis- Durchflussmessgerät 40 ermittelt werden soll, und dass die Referenztemperatur größer als die typische Umgebungstemperatur ist. Unter diesen Annahmen ist es sinnvoll, die Kühlvorrichtung vor der Erwärmung durch das Peltier-Heizelement 38 anzuordnen, da die exakte Temperierung der Flüssigkeit für die measured temperature of the liquid to be measured is greater or less than the reference temperature at which the viscosity of the liquid in the Coriolis flowmeter 40 is to be determined, and that the reference temperature is greater than the typical ambient temperature. Under these assumptions, it makes sense to arrange the cooling device before heating by the Peltier heating element 38, since the exact temperature of the liquid for the
Viskositätsmessung über das elektrische Heizelement besser zu realisieren ist als über die Kühlung durch Wasser. Für andere Ausgangslagen sind andere Viscosity measurement via the electric heating element is better realized than cooling by water. For other situations are different
Anordnungen von Kühlung und Heizung vorstellbar. Arrangements of cooling and heating conceivable.
Alle Messvorrichtungen, sowie das Heizband, dessen Sektionen und der Motor der Pumpe sind vorteilhafterweise mit einer hier nicht dargestellten All measuring devices, as well as the heating band, its sections and the motor of the pump are advantageously with a not shown here
Steuervorrichtung verbunden, ebenso wie alle Stellglieder, die automatisch betätigt werden sollen bzw. können. Die Steuervorrichtung kontrolliert und steuert insbesondere auch die Energieversorgung für den Motor der Pumpe 18, die elektrische Heizung durch das Heizband 44 und das Peltier-Heizelement 38 und für das Coriolis-Durchflussmessgerät 40. Falls die Steuervorrichtung in einem Schaltschrank untergebracht wird, können auch Anzeigevorrichtungen für alle in der Anordnung gemessenen Temperaturen, Drücke, Durchflussmengen bzw. Massenströme und die gemessenen Viskositäten vorgesehenen werden. Control device connected, as well as all actuators that are to be automatically operated or can. The control device also controls and controls in particular the power supply for the motor of the pump 18, the electrical heating by the heating cable 44 and the Peltier heating element 38 and for the Coriolis flowmeter 40. If the control device is accommodated in a control cabinet, display devices for all temperatures, pressures, flow rates or mass flows measured in the arrangement and the measured viscosities are provided.
Vorzugweise umfasst die Steuervorrichtung auch eine Kommunikationsvorrichtung mit einer Kommunikationsschnittstelle, mit denen gegebenenfalls eine Bus- Anbindung der Anordnung an einen industriellen Anlagenbus erfolgen kann.
Bezugszeichenliste Preferably, the control device also includes a communication device with a communication interface, with which optionally a bus connection of the arrangement can be made to an industrial plant bus. LIST OF REFERENCE NUMBERS
Transportleitung 32 Regelventil (Kühlung)Transport line 32 control valve (cooling)
Fliessrichtung 34 Einlauf Kühlschlange Flow direction 34 inlet cooling coil
Bypass-Leitung 36 Absperrventil (Kühlung)A Austritt von (14) 38 Peltier-Heizelement Bypass line 36 Shut-off valve (cooling) A Exit from (14) 38 Peltier heating element
E Eintritt von (14) 40 Coriolis-Durchflussmessgerät erstes Absperrventil 42 4.TemperaturmessvorrichtungE inlet of (14) 40 Coriolis flow meter first shut-off valve 42 4.Temperature measuring device
Pumpe 44 Heizband Pump 44 heating cable
1 . Temperaturmessvorrichtung 44a 1 . Sektion Heizband 1 . Temperature measuring device 44a 1. Section heating cable
Druckmessvorrichtung 44b 2. Sektion Heizband Pressure measuring device 44b 2nd section heating cable
2. Temperaturmessvorrichtung 44c 3. Sektion Heizband 2. Temperature measuring device 44c 3. Section heating band
Kühlschlange 46 zweites Absperrventil Cooling coil 46 second shut-off valve
3. Temperaturmessvorrichtung 48 drittes Absperrventil 3. Temperature measuring device 48 third shut-off valve
Auslauf Kühlschlange
Outlet cooling coil
Claims
1 . Anordnung zur Messung der Viskosität einer gleichmäßig auf einer vorgebbaren Temperatur temperierten Flüssigkeit, die 1 . Arrangement for measuring the viscosity of a uniformly tempered at a predetermined temperature liquid, the
- eine mit einer Transportleitung verbundene und durch zwei Absperrventile absperrbare Bypass-Leitung; - One connected to a transport line and shut-off by two shut-off valves bypass line;
- eine auf der Bypass-Leitung angebrachte Temperiereinrichtung für die Flüssigkeit, a tempering device for the liquid, mounted on the bypass line,
- eine Pumpe zum Transport der Flüssigkeit durch die Bypass-Leitung; - ein Coriolis-Durchflußmessgerät und - A pump for transporting the liquid through the bypass line; - a Coriolis flowmeter and
- eine Steuereinrichtung zur Überwachung und Steuerung der Temperatur eines Messrohres des Coriolis-Durchflußmessgeräts - A control device for monitoring and controlling the temperature of a measuring tube of the Coriolis flowmeter
umfasst. includes.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , bei der die Temperiereinrichtung eine Kühlvorrichtung und eine elektrische Heizvorrichtung umfasst. 2. Arrangement according to claim 1, wherein the tempering device comprises a cooling device and an electric heater.
3. Anordnung nach Anspruch 2, bei der die elektrische Heizvorrichtung ein Heizband auf der Bypass-Leitung zwischen den Absperrventilen umfasst. 3. Arrangement according to claim 2, wherein the electric heater comprises a heating tape on the bypass line between the shut-off valves.
4. Anordnung nach Anspruch 3, bei der das Heizband mehrere Sektionen umfasst, die jeweils separat gesteuert werden können. 4. Arrangement according to claim 3, wherein the heating tape comprises a plurality of sections, which can each be controlled separately.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, bei der die elektrische Heizvorrichtung auch wenigstens ein Peltier-Heizelement umfasst. 5. Arrangement according to claim 3 or 4, wherein the electric heater also comprises at least one Peltier heating element.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 - 5, bei der die Kühlvorrichtung eine Kühlschlange um die Bypass-Leitung umfasst und als 6. Arrangement according to one of claims 2-5, wherein the cooling device comprises a cooling coil around the bypass line and as
Wärmetauschermedium Wasser verwendet wird. Heat exchanger medium water is used.
7. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche 2 - 6, bei der die Temperiereinrichtung eine erste Temperaturmessvorrichtung vor der Pumpe und eine zweite Temperaturmessvorrichtung nach der Kühlvorrichtung umfasst. 7. Arrangement according to one of the preceding claims 2-6, wherein the tempering device comprises a first temperature measuring device in front of the pump and a second temperature measuring device after the cooling device.
8. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 - 7, bei der durch eine dritte Temperaturmessvorrichtung die Temperatur der Flüssigkeit nach dem Peltier-Heizelement gemessen wird. 8. Arrangement according to one of the preceding claims 1-7, wherein the temperature of the liquid is measured after the Peltier heating element by a third temperature measuring device.
9. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche 1 - 8, bei der durch eine vierte Temperaturmessvorrichtung die Temperatur des Messrohrs des Coriolis-Durchflußmessgeräts überwacht wird. 9. Arrangement according to one of the preceding claims 1-8, wherein the temperature of the measuring tube of the Coriolis flowmeter is monitored by a fourth temperature measuring device.
10. Anordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche 2 - 9, bei der vor der Kühlvorrichtung eine Druckmessvorrichtung vorgesehen ist. 10. Arrangement according to one of the preceding claims 2-9, wherein before the cooling device, a pressure measuring device is provided.
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