WO2016169730A1 - Mobile vorrichtung und verfahren zur vor-ort-kalibrierung eines gaskonzentrationmessgeräts - Google Patents

Mobile vorrichtung und verfahren zur vor-ort-kalibrierung eines gaskonzentrationmessgeräts Download PDF

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WO2016169730A1
WO2016169730A1 PCT/EP2016/056598 EP2016056598W WO2016169730A1 WO 2016169730 A1 WO2016169730 A1 WO 2016169730A1 EP 2016056598 W EP2016056598 W EP 2016056598W WO 2016169730 A1 WO2016169730 A1 WO 2016169730A1
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WO
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gas
measuring
concentration
flange
measurement
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PCT/EP2016/056598
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Inventor
Torsten Thiel
Stefan Brändlin
Jürgen ABRAHAM
Original Assignee
Endress+Hauser Messtechnik Gmbh+Co. Kg
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Publication date
Application filed by Endress+Hauser Messtechnik Gmbh+Co. Kg filed Critical Endress+Hauser Messtechnik Gmbh+Co. Kg
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
    • G01N33/0006—Calibrating gas analysers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G01F25/15—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters specially adapted for gas meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters

Definitions

  • the invention relates to a mobile device and a method for on-site calibration of a gas concentration measuring device.
  • Calibration is part of the qualification process and qualified systems are the basis for validating the production process. Calibration is the determination and documentation of the setpoint deviation incl. Traceability of the measurement results. The test equipment used for this purpose are traceable and subject to constant monitoring.
  • Calibration is usually understood as the detection of a deviation of the measured value measured by the sensor from the actually correct measured value.
  • Biofuel value the biogas concentration or the methane concentration is determined.
  • Gas concentrations are determined using chemical gas sensors that react chemically with one or more gases. Through this chemical reaction, physical properties of the gases
  • the speed of sound, temperature and chemical composition of a gas are directly related. If two of these parameters are known, the third one is automatically determined. The higher the example Gas temperature and the methane content, the higher the speed of sound in the gas.
  • a flow meter records both the speed of sound and the current gas temperature, which means that the methane content can be calculated and displayed without the need for an additional meter.
  • a flowmeter With a flowmeter, it is usually calibrated only to the flow. A direct calibration to the biogas content is usually not or only once when the device is shipped. Also, the temperature sensor of the flowmeter is often not calibrated. In most cases, the manufacturer of the flowmeter offers the opportunity to remove and send the calibration item back to him. This usually has a corresponding test and calibration system that meets the requirements regarding the
  • the object of the invention is to develop a calibration device that reliably calibrates a gas concentration meter directly on site.
  • the object is achieved by a mobile device for on-site calibration of a gas concentration measuring device, wherein the gas concentration measuring device is designed for measuring a concentration of a measuring gas.
  • the gas to be measured shall be the gas to be measured
  • Gas concentration measuring device comprises a measuring chamber having a first input and a second input for the measuring gas, wherein in the measuring space the
  • the mobile device comprises: at least one holding device; a first and a second flange attached to a first end and a second end of the fixture, respectively, wherein the first flange is configured to gas-close the first input of the measurement space, and the second flange to gas-seal the second input of the measurement space ; a temperature sensor for Measuring the temperature in the measuring room; a pressure sensor for measuring the pressure in the measuring chamber; and a test gas device for introducing test gas of a known concentration of the measurement gas into the measurement space.
  • the test gas device is a test gas cylinder with a fixed and known concentration of
  • Test gas device to a mixing device for adjusting a concentration of the sample gas.
  • the mixing device comprises at least a first container with a first gas and a second container with a second gas, and by mixing the first gas and the second gas is a measuring gas with known
  • Concentration can be produced.
  • a certain flow of the first or second gas from the first or second container can be set in the mixing device.
  • a specific flow rate can be measured by means of a flow meter.
  • a measurement gas of known concentration can be provided.
  • Flowmeter is advantageously designed as a mass flowmeter, for example according to the Coriolis principle.
  • the holding device is designed as a threaded rod, and the first flange and / or second flange is / are by means of nuts on the
  • Threaded rod fastened This represents a simple way of attachment.
  • the mobile device is designed such that the first flange and the second flange are exchangeable.
  • the holding device can be guided through the measuring space.
  • the holding device is guided outside the measuring space. While the second alternative is more stable, the first alternative is easier to grow and requires fewer individual fixtures. When guiding outside the measuring space, three holding devices are preferably used.
  • the Gaskonzentrationmessgerat for calibration is not expanded. This includes the plant into which the
  • Gas concentration measuring device is installed, appropriate valves to decouple the current process.
  • the second alternative shown above is then used with externally guided holding devices.
  • Gas concentration measuring device around a flow meter in particular according to the ultrasonic principle.
  • the object is further achieved by a method for on-site calibration of a gas concentration measuring device, wherein the Gaskonzentrationmessgerat for
  • Measuring a concentration of a measuring gas is configured, wherein the gas concentration measuring device comprises a measuring space for measuring the concentration of the measuring gas, comprising the steps: gas-tight completion of the
  • Measuring space Introducing test gas of a known concentration of the measurement gas into the measurement space; and determining, documenting and / or displaying at least the deviation between a measurement by means of the
  • Gas concentration measuring device determined concentration of the test gas and the known concentration of the test gas.
  • the method further comprises the step of: adjusting the gas concentration measuring device to the known concentration of Test gas.
  • the gas flow meter can be recognized on the
  • Adjustment is the adjustment or adjustment of the sensor to eliminate systematic variations as much as required by the intended application.
  • Fig. 2 shows the mobile device according to the invention in cross section with a
  • Fig. 3 shows the mobile device according to the invention in one embodiment.
  • a gas concentration meter 20 will be discussed.
  • the gas concentration meter 20 is without limitation
  • Generality designed as an ultrasonic flowmeter. It measures the flow rate in the inner measuring space 23 by means of two opposing sensor arrangements 24. These are arranged at an angle so that one sensor is mounted slightly further downstream than the other.
  • the construction is non-invasive and has no moving parts.
  • the flow rate signal is determined by alternately measuring the transit time of an acoustic signal from one sensor 24 to another using the fact that sound travels faster with the flow direction
  • the volume flow is determined by sequential measurement between all sensor pairs in the array. As mentioned are speed of sound, temperature and chemical
  • composition of a gas in direct relation to each other. If two of these parameters are known, the third one is automatically determined.
  • Gas concentration meter 20 includes a transmitter 25 for calculating the gas content described above, and optionally displaying the same or other parameters. By means of the transmitter 25, the
  • Gas concentration meter 20 are about parameterized and communicate, such as by means of bus connection (HART, Fieldbus, etc.) or analog signal
  • the mobile device according to the invention in its entirety has the
  • FIG. 2a shows a first variant
  • Fig. 2b shows a second variant.
  • the device 1 is compact overall and built mobile. It is transportable, in particular to carry a maximum of two people. From the dimensions of the device fits in a trunk of a car or on the back of a truck.
  • the device 1 comprises a holding device 2, which is designed as a threaded rod.
  • the device 1 further comprises a first flange 4 and a second flange 5.
  • the first and second flanges 4, 5 are attached to first and second ends of the holding device 2, respectively.
  • the first and second flange 4, 5 seal the measuring chamber 23 at the first input 21 and second input 22 gas-tight.
  • the first and second flange 4, 5 optionally comprise corresponding seals.
  • the holding device 2 is not guided through the measuring space 23 of the gas concentration measuring device 20, but externally.
  • a number of three holding devices 2 (only two are represented by the cross-section) have proved to be advantageous, wherein these are arranged at an angle of 120 ° to each other.
  • the device 1 further comprises a temperature sensor 6 for measuring the temperature in the measuring space 23.
  • a temperature sensor 6 for measuring the temperature in the measuring space 23.
  • the gas concentration measuring device 20 also includes a temperature sensor, as mentioned above, this is usually not calibrated, which is necessary for a tested temperature measurement, as may be necessary for the documentation according to legal regulations
  • the device 1 further comprises a pressure sensor 7 for measuring the pressure in the measuring space 23.
  • a pressure sensor 7 for measuring the pressure in the measuring space 23.
  • the device 1 further comprises a test gas device 8 for introducing test gas of a known concentration of the measurement gas into the measurement space 23. By means of an inlet 9, the measurement gas is introduced into the measurement space.
  • a test gas device 8 for introducing test gas of a known concentration of the measurement gas into the measurement space 23.
  • the measurement gas is introduced into the measurement space.
  • Gas concentration meter 20 typically measures, for example biogas, mine gas, air, methane, nitrogen or gas with a very high methane content.
  • the gas concentration meter 20 is positioned with its longitudinal axis vertical to a background. For sample gases heavier than air inlet 9 is below (see Fig. 2), otherwise above.
  • Gas Concentration Monitor 20 value (directly on the display at
  • the device 1 may be a data processing unit (not shown) for detecting, documenting and / or displaying at least the deviation between the measurement with the gas concentration measuring device 20 and the actual value. If there is a deviation, that will be
  • test gas device 8 is as
  • Test gas cylinder 10 configured with a fixed and known concentration of the measuring gas. This test gas cylinder 10 can be purchased directly from a manufacturer with measuring gas of known concentration.
  • Test gas device 8 to a mixing device 1 1 for setting an arbitrary concentration of the sample gas.
  • the mobile device 1 is in Fig. 3 only
  • the mixing device 1 1 comprises at least a first container 12 with a first gas and a second container 13 with a second gas. By means of mixing the first gas and the second gas, a measurement gas of known concentration is produced.
  • the mixing device comprises one or more throttle valves 14 for setting a specific flow of the first and second gas from the first and second containers 12, 13, respectively.
  • a certain flow from the first and second container 12, 13 are measured.
  • a further flow meter 15 is positioned in front of the inlet 9, which is the total flow from the first and second
  • Container 12, 13 in the measuring space 23 of the gas concentration measuring device 20 measures. Via the flows, a measuring gas of known concentration can be produced.
  • the flowmeter 15 is designed approximately as a mass flowmeter, for example according to the Coriolis principle. This device is a highly accurate and safe device. Alternatively, a flow meter can be used according to the principles of pressure difference, temperature difference, vortex or ultrasound.
  • the first and second flange 4, 5 of the device 1 are interchangeable
  • a device 1 can also be used for various gas concentration measuring devices 20.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung (1) zur Vor-Ort-Kalibrierung eines Gaskonzentrationmessgeräts (20), wobei das Gaskonzentrationmessgerät (20) zur Messung einer Konzentration eines Messgases ausgestaltet ist, wobei das Gaskonzentrationmessgerät (20) einen Messraum (23) mit einem ersten Eingang (21) und einem zweiten Eingang (22) für das Messgas umfasst, wobei in dem Messraum (23) die Konzentration des Messgases gemessen wird, umfassend: zumindest eine Haltevorrichtung (2); einen ersten Flansch (4) und einen zweiten Flansch (5), die an einem ersten Ende bzw. an einem zweiten Ende der Haltevorrichtung (2) angebracht sind, wobei der erste Flansch (4) zum gasdichten Abschließen des ersten Eingangs (21) des Messraums (23), und der zweite Flansch (5) zum gasdichten Abschließen des zweiten Eingangs (22) des Messraums (23) ausgestaltet sind; einen Temperatursensor (6) zur Messung der Temperatur im Messraum (23); einen Drucksensor (7) zur Messung des Drucks im Messraum (23); und eine Prüfgasvorrichtung (8) zum Einleiten von Prüfgas einer bekannten Konzentration des Messgases in den Messraum (23). Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Vor-Ort-Kalibrierung eines Gaskonzentrationmessgeräts (20).

Description

Mobile Vorrichtung und Verfahren zur Vor-Ort-Kalibrierung eines
Gaskonzentrationmessgeräts
Die Erfindung betrifft eine mobile Vorrichtung und ein Verfahren zur Vor-Ort- Kalibrierung eines Gaskonzentrationmessgeräts.
Kalibrierung ist Teil des Qualifizierungsprozesses und qualifizierte Systeme sind die Basis für eine Validierung des Produktionsprozesses. Kalibrierung ist die Feststellung und Dokumentation der Sollwertabweichung inkl. Rückführbarkeit der Messergebnisse. Die hierzu verwendeten Prüfmittel sind rückführbar und unterliegen dabei einer ständigen Überwachung.
Unter dem Kalibrieren versteht man dabei üblicherweise das Feststellen einer Abweichung des von dem Sensor gemessenen Messwerts von dem tatsächlich korrekten Messwert.
Die Messung von Gaskonzentrationen ist ein wichtiger Aspekt der
Anlagensicherheit, konstant zu haltender Produktqualität, Verfahrensoptimierung und Umweltschutz. Essentiell ist die Bestimmung der Gaskonzentration in einem Biokraftwerk, da von der Gaskonzentration der Wirkungsgrad abhängt. In einem
Biokraftwert wird die Biogaskonzentration oder die Methankonzentration bestimmt.
Zur Bestimmung von Gaskonzentrationen werden chemische Gassensoren benutzt, die auf ein bestimmtes oder mehrere Gase chemisch reagieren. Durch diese chemische Reaktion werden physikalische Eigenschaften des
Sensormaterials verändert, die dann elektronisch gemessen werden können.
Häufig sollen aber keine chemischen Sensoren eingesetzt werden, etwa aus gesetzlichen, Platz- oder sonstigen Gründen. Seit einigen Jahren können auch bestimmte Durchflussmessgeräte die Gaskonzentration bestimmen, d.h. die Durchflussmessgeräte fungieren als Gaskonzentrationsmessgeräte.
Schallgeschwindigkeit, Temperatur und chemische Zusammensetzung eines Gases stehen in direkter Beziehung zueinander. Sind zwei dieser Kenngrößen bekannt, ist die dritte damit automatisch festgelegt. Je höher beispielsweise die Gastemperatur und der Methananteil, desto höher ist die Schallgeschwindigkeit im Gas. Ein Durchflussmessgerät erfasst sowohl die Schallgeschwindigkeit als auch die aktuelle Gastemperatur, wodurch folglich der Methananteil - ohne zusätzliches Messgerät - berechnet und angezeigt werden kann.
Bei einem Durchflussmessgerät wird in der Regel lediglich auf den Durchfluss kalibriert. Eine direkte Kalibrierung auf den Biogasanteil erfolgt meist nicht oder nur einmalig bei Auslieferung des Geräts. Auch ist der Temperatursensor des Durchflussmessgeräts häufig nicht kalibriert. Zumeist bietet der Hersteller des Durchflussmessgeräts die Möglichkeit den Kalibriergegenstand auszubauen und an ihn zurück zu schicken. Dieser verfügt im Regelfall über eine entsprechende Prüf- und Kalibrieranlage, die den Anforderungen hinsichtlich der
Kalibriergenauigkeit und der Sicherheit genügt. Während dieser Zeit, wenigstens mehrere Tage, häufig bis zu einigen Monaten, steht der Kalibriergegenstand nicht zur Verfügung. Entweder muss der Anwender ein kalibriertes Ersatzgerät bereithalten oder kann unter Umständen die Anlage während der Kalibrierung nicht verwenden. So oder so stellt der beschriebene Kalibrierungsprozess ein erheblicher Zeit- und Kostenfaktor dar. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kalibriervorrichtung zu entwickeln, die direkt vor Ort zuverlässig ein Gaskonzentrationmessgerät kalibriert.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine mobile Vorrichtung zur Vor-Ort-Kalibrierung eines Gaskonzentrationmessgeräts, wobei das Gaskonzentrationmessgerät zur Messung einer Konzentration eines Messgases ausgestaltet ist. Im Folgenden soll als„Messgas" das zu messende Gas bezeichnet werden. Das
Gaskonzentrationmessgerät umfasst einen Messraum mit einem ersten Eingang und einem zweiten Eingang für das Messgas, wobei in dem Messraum die
Konzentration des Messgases gemessen wird. Die mobile Vorrichtung umfasst: zumindest eine Haltevorrichtung; einen ersten und einen zweiten Flansch, die an einem ersten Ende bzw. an einem zweiten Ende der Haltevorrichtung angebracht sind, wobei der erste Flansch zum gasdichten Abschließen des ersten Eingangs des Messraums, und der zweite Flansch zum gasdichten Abschließen des zweiten Eingangs des Messraums ausgestaltet sind; einen Temperatursensor zur Messung der Temperatur im Messraum; einen Drucksensor zur Messung des Drucks im Messraum; und eine Prüfgasvorrichtung zum Einleiten von Prüfgas einer bekannten Konzentration des Messgases in den Messraum. Somit kann direkt vor Ort auf das vom Anwender üblicherweise gemessene Gas, also dem Messgas, kalibriert werden. Es sind keine Korrekturfaktoren oder Umrechnungen notwendig. Die Messunsicherheit ist gering da es sich um eine direkte Messung bzw. Kalibrierung der Gaskonzentration handelt. In einer ersten vorteilhaften Alternative handelt es sich bei der Prüfgasvorrichtung um eine Prüfgasflasche mit einer festen und bekannten Konzentration des
Messgases. Dies ist eine einfache, kostengünstige und dennoch genaue Variante, die käuflich erwerbbar ist. In einer zweiten vorteilhaften Alternative handelt es sich bei der
Prüfgasvorrichtung um eine Mischvorrichtung zum Einstellen einer Konzentration des Messgases. Dadurch können auch Konzentrationen des Messgases erstellt werden, die nicht als Prüfgasflasche erwerbbar sind. Bevorzugt umfasst die Mischvorrichtung zumindest ein erstes Behältnis mit einem ersten Gas und ein zweites Behältnis mit einem zweiten Gas, und durch Mischung des ersten Gases und des zweiten Gases ist ein Messgas mit bekannter
Konzentration herstellbar. Dazu kann in der Mischvorrichtung ein bestimmter Durchfluss des ersten bzw. zweiten Gases aus dem ersten bzw. zweiten Behältnis eingestellt werden. Gegebenenfalls kann mittels eines Durchflussmessgeräts ein bestimmter Durchfluss gemessen werden. Über die Bestimmung der Durchflüsse kann ein Messgas bekannter Konzentration bereitgestellt werden. Das
Durchflussmessgerät ist vorteilhafterweise als Massedurchflussmessgerät, beispielsweise nach dem Coriolis-Prinzip, ausgestaltet.
Bevorzugt ist die die Haltevorrichtung als Gewindestange ausgestaltet, und der erste Flansch und/oder zweite Flansch ist/sind mittels Muttern an der
Gewindestange befestigbar. Dies stellt eine einfache Art der Befestigung dar. Damit auch verschieden Gaskonzentrationmessgerat kalibriert werden können, ist die mobile Vorrichtung so ausgestaltet, dass der erste Flansch und der zweite Flansch austauschbar sind. In einer bevorzugten Weiterbildung ist die Haltevorrichtung durch den Messraum führbar. In einer Alternative wird die Haltevorrichtung außerhalb des Messraums geführt. Während die zweite Alternative stabiler ist, ist die erste Alternative einfacher anzubauen und erfordert weniger einzelne Haltevorrichtungen. Bei der Führung außerhalb des Messraums werden bevorzugt drei Haltevorrichtungen verwendet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das Gaskonzentrationmessgerat zur Kalibrierung nicht ausgebaut. Dazu umfasst die Anlage, in die das
Gaskonzentrationmessgerat eingebaut ist, entsprechende Ventile um den aktuellen Prozess abzukoppeln. Bevorzugt wird dann die oben dargestellte zweite Alternative mit außen geführten Haltevorrichtungen verwendet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem
Gaskonzentrationmessgerat um ein Durchflussmessgerät, insbesondere nach dem Ultraschall-Prinzip.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein Verfahren zur Vor-Ort-Kalibrierung eines Gaskonzentrationmessgeräts, wobei das Gaskonzentrationmessgerat zur
Messung einer Konzentration eines Messgases ausgestaltet ist, wobei das Gaskonzentrationmessgerat einen Messraum zur Messung der Konzentration des Messgases umfasst, umfassend die Schritte: gasdichtes Abschließen des
Messraums; Einleiten von Prüfgas einer bekannten Konzentration des Messgases in den Messraum; und Feststellen, Dokumentieren und/oder Anzeigen zumindest der Abweichung zwischen einer durch Messung mittels des
Gaskonzentrationmessgeräts ermittelten Konzentration des Prüfgases und der bekannten Konzentration des Prüfgases.
In einer vorteilhaften Weiterbildung umfasst das Verfahren weiter den Schritt: Justierung des Gaskonzentrationmessgeräts auf die bekannte Konzentration des Prüfgases. Somit kann das Gasdurchflussmessgerät auf die erkannten
Ungenauigkeiten justiert werden. Unter dem Justieren versteht man das Einstellen oder Abgleichen des Sensors, um so systematische Abweichungen so weit zu beseitigen, wie es für die vorgesehene Anwendung erforderlich ist.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näherer erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Gaskonzentrationmessgerät in einer 3-D Ansicht,
Fig. 2 die erfindungsgemäße mobile Vorrichtung im Querschnitt mit einem
Gaskonzentrationmessgerät, und
Fig. 3 die erfindungsgemäße mobile Vorrichtung in einer Ausgestaltung.
In den Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet.
Zunächst soll in Fig. 1 auf ein Gaskonzentrationmessgerät 20 eingegangen werden. Das Gaskonzentrationmessgerät 20 ist ohne Beschränkung der
Allgemeinheit als Ultraschall-Durchfluss-Messgerät ausgestaltet. Es misst die Durchflussgeschwindigkeit im innenliegenden Messraum 23 mittels zweier sich gegenüber liegender Sensoranordnungen 24. Diese sind in einem Winkel so angeordnet, dass ein Sensor etwas weiter stromabwärts montiert ist als der andere. Die Konstruktion ist nicht invasiv und verfügt über keine beweglichen Teile.
Das Durchflusssignal wird durch abwechselndes Messen der Laufzeit eines akustischen Signals von einem Sensor 24 zum anderen ermittelt, wobei die Tatsache genutzt wird, dass Schall schneller mit der Durchflussrichtung
übertragen wird als gegen die Durchflussrichtung. Der Volumenstrom wird durch sequentielles Messen zwischen allen Sensorpaaren in der Anordnung ermittelt. Wie erwähnt stehen Schallgeschwindigkeit, Temperatur und chemische
Zusammensetzung eines Gases in direkter Beziehung zueinander. Sind zwei dieser Kenngrößen bekannt, ist die dritte damit automatisch festgelegt. Je höher die Gastemperatur oder der Gasanteil, desto höher ist die Schallgeschwindigkeit z.B. in Biogas. Da das Messgerät sowohl die Schallgeschwindigkeit als auch die aktuelle Gastemperatur erfasst, kann folglich der Methananteil direkt berechnet und vor Ort ohne zusätzliche Messinstrumente angezeigt werden. Das
Gaskonzentrationmessgerät 20 umfasst einen Messumformer 25 zum Ausrechnen des oben beschriebenen Gasanteils sowie gegebenenfalls zur Anzeige desselben oder anderer Parameter. Mittels des Messumformers 25 kann das
Gaskonzentrationmessgerät 20 etwa parametriert werden und kommunizieren, etwa mittels Busanbindung (HART, Fieldbus, etc.) oder analogem Signal
(4..20 mA) an ein Leitsystem. Die erfindungsgemäße mobile Vorrichtung in ihrer Gesamtheit hat das
Bezugszeichen 1 und ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Fig. 2a zeigt eine erste Variante und Fig. 2b zeigt eine zweite Variante.
Die Vorrichtung 1 ist insgesamt kompakt und mobil gebaut. Sie ist transportabel, insbesondere von maximal zwei Personen zu tragen. Von den Abmessungen passt die Vorrichtung in einen Kofferraum eines PKWs oder auf die Ladefläche eines LKWs.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Haltevorrichtung 2, die als Gewindestange ausgestaltet ist. Die Vorrichtung 1 umfasst weiter einen ersten Flansch 4 und einen zweiten Flansch 5. Der erste bzw. zweite Flansch 4, 5 werden an einem ersten bzw. zweiten Ende der Haltevorrichtung 2 angebracht.
In einer ersten Variante (Fig. 2a) wird die Haltevorrichtung 2 durch den
Messraum 23 des Gaskonzentrationmessgeräts 20 geführt. Der erste und zweite Flansch 4, 5 dichten den Messraum 23 am ersten Eingang 21 bzw. zweiten Eingang 22 gasdicht ab. Dazu werden ein oder mehrere Muttern 3 an der
Gewindestange angebracht und verschraubt. Der erste und zweite Flansch 4, 5 umfassen gegebenenfalls entsprechende Dichtungen. In einer zweiten Variante (Fig. 2b) wird die Haltevorrichtung 2 nicht durch den Messraum 23 des Gaskonzentrationmessgeräts 20, sondern außen geführt. Eine Anzahl von drei Haltevorrichtungen 2 (durch den Querschnitt sind lediglich zwei dargestellt) hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wobei diese in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiter einen Temperatursensor 6 zur Messung der Temperatur im Messraum 23. Zwar umfasst das Gaskonzentrationmessgerat 20 wie erwähnt ebenfalls einen Temperatursensor, jedoch ist dieser in der Regel nicht kalibriert, was für eine geprüfte Temperaturmessung notwendig ist, wie sie gegebenenfalls für die Dokumentation nach gesetzlichen Vorschriften
vorgeschrieben ist.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiter einen Drucksensor 7 zur Messung des Drucks im Messraum 23. So kann sichergestellt werden, dass im Messraum ein ständiger Überdruck herrscht.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiter eine Prüfgasvorrichtung 8 zum Einleiten von Prüfgas einer bekannten Konzentration des Messgases in den Messraum 23. Mittels eines Einlasses 9 wird das Messgas in den Messraum eingeleitet. Als „Messgas" soll das Gas verstanden werden, welches das
Gaskonzentrationmessgerät 20 üblicherweise misst, beispielsweise Biogas, Grubengas, Luft, Methan, Stickstoff oder Gas mit sehr hohem Methananteil. Das Gaskonzentrationmessgerät 20 wird mit seiner Längsachse vertikal zu einem Untergrund positioniert. Bei Messgasen schwerer als Luft ist der Einlass 9 unten (siehe Fig. 2), sonst oben.
Nach dem Einlassen von Messgas bekannter Konzentration wird der vom
Gaskonzentrationmessgerät 20 ermittelte Wert (direkt an der Anzeige am
Messumformer 25 oder am Leitsystem) mit dem tatsächlichen Wert verglichen. Die Vorrichtung 1 kann eine Datenverarbeitungseinheit (nicht dargestellt) zum Feststellen, Dokumentieren und/oder Anzeigen zumindest der Abweichung zwischen der Messung mit dem Gaskonzentrationmessgerät 20 und dem tatsächlichen Wert. Ergibt sich eine Abweichung wird das
Gaskonzentrationmessgerät 20 entsprechend justiert.
In einer ersten Ausgestaltung (Fig. 2) ist die Prüfgasvorrichtung 8 als
Prüfgasflasche 10 mit einer festen und bekannten Konzentration des Messgases ausgestaltet. Diese Prüfgasflasche 10 kann direkt von einem Hersteller mit Messgas bekannter Konzentration erworben werden.
In einer zweiten Ausgestaltung (Fig. 3) handelt es sich bei der
Prüfgasvorrichtung 8 um eine Mischvorrichtung 1 1 zum Einstellen einer beliebigen Konzentration des Messgases. Die mobile Vorrichtung 1 ist in Fig. 3 nur
symbolisch dargestellt, und entspricht aber der Vorrichtung 1 , die in Fig. 2 erläutert wurde. Die Mischvorrichtung 1 1 umfasst zumindest ein erstes Behältnis 12 mit einem ersten Gas und ein zweites Behältnis 13 mit einem zweiten Gas. Mittels Mischung des ersten Gases und des zweiten Gases wird ein Messgas mit bekannter Konzentration hergestellt. Dazu umfasst die Mischvorrichtung ein oder mehrere Drosselventile 14 zum Einstellen eines bestimmen Durchflusses des ersten bzw. zweiten Gases aus dem ersten bzw. zweiten Behältnis 12, 13.
Gegebenenfalls kann mittels eines Durchflussmessgeräts 15 ein bestimmter Durchfluss aus dem ersten bzw. zweiten Behältnis 12, 13 gemessen werden. In einer Variante ist vor dem Einlass 9 ein weiteres Durchflussmessgerät 15 positioniert, das den gesamten Durchfluss aus dem ersten und zweiten
Behältnis 12, 13 in den Messraum 23 des Gaskonzentrationmessgerät 20 misst. Über die Durchflüsse kann ein Messgas bekannter Konzentration hergestellt werden. Das Durchflussmessgerät 15 ist etwa als Massedurchflussmessgerät, beispielsweise nach dem Coriolis-Prinzip, ausgestaltet. Dieses Gerät stellt ein hochgenaues und sicheres Gerät dar. Alternativ kann ein Messgerät zur Messung des Durchflusses nach den Prinzipien Druckdifferenz, Temperaturdifferenz, Vortex oder Ultraschall verwendet werden.
Der erste bzw. zweite Flansch 4, 5 der Vorrichtung 1 sind austauschbar
ausgestaltet. Da verschiedene Anwender eines Gaskonzentrationmessgeräts 20 verschiedene Anschlüsse für ihr jeweiliges Gaskonzentrationmessgerät 20 haben können, sind der erste bzw. zweite Flansch 4, 5 für den jeweiligen Anschluss austauschbar oder anpassbar. So kann eine Vorrichtung 1 auch für verschiedene Gaskonzentrationmessgerate 20 verwendet werden.
Bezugszeichenliste
1 mobile Vorrichtung
2 Haltevorrichtung
3 Mutter
4 Erster Flansch
5 Zweiter Flansch
6 Temperatursensor
7 Drucksensor
8 Prüfgasvorrichtung
9 Einlass
10 Prüfgasflasche
1 1 Mischvorrichtung
12 Erstes Behältnis
13 Zweites Behältnis
14 Drosselventil
15 Durchflussmessgerät
20 Gaskonzentrationmessgerät
21 Erster Eingang
22 Zweiter Eingang
23 Messraum
24 Sensoranordnung
25 Messumformer

Claims

Patentansprüche
Mobile Vorrichtung (1 ) zur Vor-Ort-Kalibrierung eines
Gaskonzentrationmessgeräts (20), wobei das
Gaskonzentrationmessgerat (20) zur Messung einer Konzentration eines Messgases ausgestaltet ist,
wobei das Gaskonzentrationmessgerat (20) einen Messraum (23) mit einem ersten Eingang (21 ) und einem zweiten Eingang (22) für das Messgas umfasst,
wobei in dem Messraum (23) die Konzentration des Messgases gemessen wird,
wobei die mobile Vorrichtung (1 ) umfasst:
- zumindest eine Haltevorrichtung (2),
- einen ersten Flansch (4) und einen zweiten Flansch (5), die an einem
ersten Ende bzw. an einem zweiten Ende der Haltevorrichtung (2) angebracht sind,
wobei der erste Flansch (4) zum gasdichten Abschließen des ersten Eingangs (21 ) des Messraums (23), und der zweite Flansch (5) zum gasdichten Abschließen des zweiten Eingangs (22) des Messraums (23) ausgestaltet sind,
- einen Temperatursensor (6) zur Messung der Temperatur im
Messraum (23),
- einen Drucksensor (7) zur Messung des Drucks im Messraum (23), und
- eine Prüfgasvorrichtung (8) zum Einleiten von Prüfgas einer bekannten Konzentration des Messgases in den Messraum (23).
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
wobei es sich bei der Prüfgasvorrichtung (8) um eine Prüfgasflasche (10) mit einer festen und bekannten Konzentration des Messgases handelt.
Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
wobei es sich bei der Prüfgasvorrichtung (8) um eine Mischvorrichtung (1 1 ) zum Einstellen einer Konzentration des Messgases handelt.
4. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 3,
wobei die Misch Vorrichtung (1 1 ) zumindest ein erstes Behältnis (12) mit einem ersten Gas und ein zweites Behältnis (13) mit einem zweiten Gas umfasst, und durch Mischung des ersten Gases und des zweiten Gases ein Messgas mit bekannter Konzentration herstellbar ist.
5. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei die Haltevorrichtung (2) als Gewindestange ausgestaltet ist und der erste Flansch (4) und/oder zweite Flansch (5) mittels Muttern (3) an der Gewindestange befestigbar sind.
6. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
wobei die Vorrichtung so ausgestaltet ist, dass der erste Flansch (4) und der zweite Flansch (5) austauschbar sind.
7. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei die Haltevorrichtung (2) durch den Messraum (23) führbar ist wird.
8. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei es sich bei dem Gaskonzentrationmessgeräts (20) um ein
Durchflussmessgerät, insbesondere nach dem Ultraschall-Prinzip, handelt.
9. Verfahren zur Vor-Ort-Kalibrierung eines Gaskonzentrationmessgeräts (20), wobei das Gaskonzentrationmessgerät (20) zur Messung einer
Konzentration eines Messgases ausgestaltet ist,
wobei das Gaskonzentrationmessgerät (20) einen Messraum (23) zur Messung der Konzentration des Messgases umfasst, umfassend die Schritte
- gasdichtes Abschließen des Messraums (23),
- Einleiten von Prüfgas einer bekannten Konzentration des Messgases in den Messraum (23), und
- Feststellen, Dokumentieren und/oder Anzeigen zumindest der
Abweichung zwischen einer durch Messung mittels des
Gaskonzentrationmessgeräts (20) ermittelten Konzentration des
Prüfgases und der bekannten Konzentration des Prüfgases. Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend den Schritt:
- Justierung des Gaskonzentrationmessgerats (20) auf die bekannte Konzentration des Prüfgases.
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