WO2019166181A1 - Method and apparatus for calibrating a pulsating gas throughflow - Google Patents
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- WO2019166181A1 WO2019166181A1 PCT/EP2019/052584 EP2019052584W WO2019166181A1 WO 2019166181 A1 WO2019166181 A1 WO 2019166181A1 EP 2019052584 W EP2019052584 W EP 2019052584W WO 2019166181 A1 WO2019166181 A1 WO 2019166181A1
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Definitions
- the invention relates to a method for calibrating a pulsating Gas beflus ses with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.
- the published patent application DE 10 2015 219 236 A1 discloses a device and a method for measuring the flow rate of a gas injector, the method being carried out by means of the device.
- the device comprises a measuring chamber for at least indirect arrangement on an outlet region of the gas injector, a valve device, by means of which an outlet cross section of the measuring chamber and the pressure prevailing in the measuring chamber are adjustable, and measuring means for detecting prevailing in the measuring chamber parameters of the gas.
- the present invention has the object to further increase the accuracy of measurement in the calibration of a pul sierenden gas flow.
- the object is achieved by the method having the features of claim 1 as well as by the device having the features of claim 8.
- Advantageous developments of the invention horrbil are to be found in the respective subclaims.
- Proposed is a method for calibrating a pulsating Gas beflus ses, in which
- the pressure (ps tari / end ), the temperature (Ts tad / end ) and / or the ultrasonic speed (cs tad / end ) in the measuring chamber are measured before and after the introduction of the gas pulses into the measuring chamber,
- a pulsating gas flow between the Messkam mer and a gas line can be switched.
- This has the advantage over direct injection into the measuring chamber that the n-weft can reach a stable state even before it is introduced into the measuring chamber. Consequently, there is also in the measuring chamber a largely balanced in terms of pressure and / or temperature ner state.
- a gas injector usually high frequencies of up to approximately 100 Hz being achieved, a state is achieved in the measuring chamber which is neither balanced with respect to pressure nor temperature. This can lead to measurement errors.
- a calibration can be carried out according to the method according to the invention. The method according to the invention therefore represents a helpful supplement to the method mentioned above for measuring the flow rate of a gas injector.
- equation (a) or equation (b) depends on the pressure increase in the measuring chamber. This in turn depends on the volume of the measuring chamber and the amount of gas introduced. If the pressure increase is small, for example in the range between 0 and 1 bar rel., The equation (a) valid for ideal gases can be used. At a higher pressure increase, the equation (b) valid for real gases is preferably used.
- the number (n) of the gas pulses 100 to 100,000, preferably 1,000 to 10,000. This means that a comparatively large amount of gas is introduced into the measuring chamber and collected there. State variables, such as, for example, the pressure (p) and the temperature (T) in the measuring chamber, can be measured particularly easily and thus particularly accurately in this way. The measurement accuracy can thus be further improved.
- V Volu men
- the calculation of the respective gas masses (mstad / end) is preferably based on a volume (V), the surcharges for accessories connected to the measuring chamber. and / or derivatives. This is particularly relevant if the supply and / or discharge have a volume that is greater than a desired tolerances Tole. Furthermore, it is proposed that the volume (V) comprises reductions for measuring means arranged in the volume (V). This means that the actual volume (V) is determined and based on the calculations. In this way, the accuracy in determining the gas masses (ms tar V end ) can be increased.
- the pressure (pEnde), the temperature (T end ) and / or the ultrasonic speed (c end ) of the gas pulses conducted into the measuring chamber are measured only after a transient phase has elapsed. This measure ensures that the state in the measuring chamber is substantially equalized in terms of pressure and / or temperature when carrying out the required measurements.
- the measured values determined during the measurements are preferably directed to a control and / or evaluation device.
- the equations a) to c) can be deposited, so that on the basis of which the gas mass (m n ) can be calculated.
- the switching valve is preferably actuated by means of the control and / or evaluation unit in order to introduce a defined number (n) of gas pulses into the measuring chamber.
- the overpressure generated in the measuring chamber by introducing the gas pulses is preferably reduced. This means that the initial state is restored in the measuring chamber.
- the switching valve or another valve is opened to let off gas from the measuring chamber.
- a switching valve by means of which a defined number (n) of gas pulses can be introduced immediacy bar or indirectly via a supply line into the measuring chamber, and
- the - Measuring means comprising at least one sensor.
- the measuring means may in particular be a duck, temperature and / or ultrasonic sensor. If the measuring instruments are arranged in the measuring chamber, the volume (V) decreases accordingly.
- the supply and / or discharge lines connected to the measuring chamber increase the volume (V).
- the volume (V) is therefore the actual volume behind the diverter valve. This is assumed to be known.
- the switching valve which serves to introduce a defined number (n) of gas pulses into the measuring chamber, is preferably designed as a 3/2-way valve.
- the measuring chamber or a supply line connected to the measuring chamber can be connected in this way with a gas line, via which the device, a gas quantity can be supplied, which corresponds to a defined number (n) of gas pulses.
- a self-contained volume (V) can be created, which promotes rapid stabilization.
- the at least one sensor is connected via a signal line to a control and / or evaluation device.
- the measured values recorded by the sensor can then be passed to the control and / or evaluation device for evaluation or for controlling the device, in particular the measuring element and / or the switching valve.
- the device is connected to a device to be calibrated in order to carry out the desired calibration.
- the increase in pressure caused by the introduction of the gas pulses can be set to a small amount, so that a very accurate calculation of the correction factor is possible.
- FIG. 1 is a schematic representation of an inventive device for Ka calibration of a pulsating gas flow
- Fig. 2 is a schematic representation of an extended device
- Fig. 3 is a schematic representation of the device of Fig.l in combination with a device for flow measurement of a gas injector.
- the measuring chamber 1 shows a device 10 for calibrating a pulsating gas flow with a measuring chamber 1 and a switching valve 2, by means of which the measuring chamber 1 or a ver with the measuring chamber 1 bound supply line 3 with a gas line 9 is connectable.
- the measuring chamber 1 a quantity of gas can be supplied, which corresponds to a defined number (n) of gas pulses.
- a derivative 4 is further connected with a Ven valve 12, via which gas can be discharged from the measuring chamber 1 to - after the measurement - grow a pressure generated in the measuring chamber 1.
- measuring means in the form of a pressure sensor 6, a tempera ture sensor 7 and another sensor 8 are added, wherein it may be, for example, an ultrasonic sensor in the further sensor 8.
- the sensors 6, 7, 8 the corresponding state variables, in particular the pressure p and the temperature T in the measuring chamber 1 can be detected.
- the device 10 can be connected to a calibration device 14 via a gas line, preferably the gas line 9, and a synchronization line 13 in order to carry out a corresponding calibration in the event of a detected deviation.
- a gas line preferably the gas line 9
- a synchronization line 13 in order to carry out a corresponding calibration in the event of a detected deviation.
- the device 10 is shown in combination with the device 20 for measuring the flow rate of a gas injector known from the prior art.
- a calibration of the device 20 can be performed.
- the gas line 9 is connected to the output of the valve device 17 of the device 20 Vorrich.
- the valve device 17 Via the valve device 17, the gas line 9 with a measuring chamber 19 of the device 20 is connected, into which by means of a gas injector 15 gas is blown.
- the switching valve 2 the amount of gas is introduced from a defined number of pulses n in the measuring chamber 1 of the device 10 to the
- Gas mass m n to determine. If a deviation is detected, calibration can be carried out by means of the device 10.
- the device 10 is connected via a synchronization line 18 to a control and evaluation unit 16 of the device 20 Vorrich.
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Abstract
The invention relates to a method for calibrating a pulsating gas throughflow, in which method - using a switching valve (2) a defined number (n) of gas pulses is introduced into a measuring chamber (1) of known volume (V), - before and after the gas pulses are introduced into the measuring chamber (1), the pressure (PStart/Ende), the temperature (TStart/Ende) and/or the ultrasound speed (CStart/Ende) in the measuring chamber (1) are measured, - on the basis of the values measured and the known volume (V) of the measuring chamber (1), the particular gas mass (mStart/Ende) is calculated, moreover using one of the following equations: a) where: Rs = special gas constant, b) where: K = adiabatic exponent, - then the gas mass (mn) of the introduced gas pulses is calculated using the following equation: c) mn = mEnde
_ mStart and the calibration is carried out on the basis of the calculated gas mass (mn). The invention further relates to a device for carrying out the method.
Description
Beschreibung description
Titel: Title:
Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines pulsierenden Gasdurchflusses Method and device for calibrating a pulsating gas flow
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines pulsierenden Gasdurchflus ses mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. The invention relates to a method for calibrating a pulsating Gasdurchflus ses with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a device for carrying out the method according to the invention.
Stand der Technik State of the art
Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2015 219 236 Al sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Durchflussmessung eines Gasinjektors bekannt, wobei das Verfahren mittels der Vorrichtung durchgeführt wird. Die Vorrichtung umfasst eine Messkammer zur zumindest mittelbaren Anordnung an einen Auslassbereich des Gasinjektors, eine Ventileinrichtung, mittels welcher ein Auslassquerschnitt der Messkammer und der in der Messkammer herrschende Druck einstellbar sind, sowie Messmittel zur Erfassung von in der Messkammer herrschenden Parametern des Gases. Um auch bei einer rela tiv geringen Anzahl von Gaseinblasungen bzw. wenigen Hüben des Gasinjektors, ide alerweise bereits bei einem einzigen Einblasvorgang, die von dem Gasinjektor abge gebene Gasmenge bzw. Gasmasse hochgenau bestimmen zu können, ist die Venti leinrichtung der Vorrichtung dazu ausgebildet, den Auslassquerschnitt der Messkam mer vollständig zu verschließen. Die erforderlichen Messungen können somit in einem geschlossenen Volumen durchgeführt werden, so dass die bei einer einzigen Gasein blasung auftretenden, sich in der Messkammer ändernden Parameter besonders ein fach, genau und effektiv messbar sind. The published patent application DE 10 2015 219 236 A1 discloses a device and a method for measuring the flow rate of a gas injector, the method being carried out by means of the device. The device comprises a measuring chamber for at least indirect arrangement on an outlet region of the gas injector, a valve device, by means of which an outlet cross section of the measuring chamber and the pressure prevailing in the measuring chamber are adjustable, and measuring means for detecting prevailing in the measuring chamber parameters of the gas. Even with a rela tively low number of gas injections or a few strokes of the gas injector, ide alally already in a single injection, the gas injector abge given amount of gas or gas mass to determine highly accurate, the Venti leinrichtung the device is designed to Completely close the outlet cross-section of the measuring chamber. The required measurements can thus be carried out in a closed volume, so that the parameters occurring in a single Gasein blasung, changing in the measuring chamber parameters are particularly easy, accurate and effectively measurable.
Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Messgenauigkeit bei der Kalibrierung eines pul sierenden Gasdurchflusses weiter zu erhöhen.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 so wie durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbil dungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Based on the above-mentioned prior art, the present invention has the object to further increase the accuracy of measurement in the calibration of a pul sierenden gas flow. The object is achieved by the method having the features of claim 1 as well as by the device having the features of claim 8. Advantageous developments of the invention Weiterbil are to be found in the respective subclaims.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Kalibrierung eines pulsierenden Gasdurchflus ses, bei dem Proposed is a method for calibrating a pulsating Gasdurchflus ses, in which
- unter Verwendung eines Umschaltventils eine definierte Anzahl (n) an Gaspulsen in eine Messkammer mit bekanntem Volumen (V) eingeleitet wird, - using a switching valve, a defined number (n) of gas pulses in a measuring chamber of known volume (V) is initiated,
- vor und nach dem Einleiten der Gaspulse in die Messkammer der Druck (pstari/Ende), die Temperatur (Tstad/Ende) und/oder die Ultraschallgeschwindigkeit (cstad/Ende) in der Messkammer gemessen werden, - the pressure (ps tari / end ), the temperature (Ts tad / end ) and / or the ultrasonic speed (cs tad / end ) in the measuring chamber are measured before and after the introduction of the gas pulses into the measuring chamber,
- auf der Grundlage der Messwerte sowie des bekannten Volumens (V) der Messkam mer die jeweilige Gasmasse (mstad/Ende) berechnet wird, und zwar nach einer der fol genden Gleichungen: a) tnStart l Ende = Pstart r Ende V mit: Rs = spezielle Gaskonstante - Based on the measured values and the known volume (V) of the Messkam mer the respective gas mass (ms tad / end ) is calculated, according to one of the following equations: a ) tn St ar tl end = Pstart r end V with : R s = special gas constant
' Start i Ende b) m Start / Ende = K P 2 s,art ' Ende V mit: K = Adiabatenexponent, ' Start i End b ) m Start / End = KP 2 s, art ' End V with: K = adiabatic exponent,
^ Start l Ende ^ Start l end
- anschließend die Gasmasse (mn) der eingeleiteten Gaspulse nach der folgenden Gleichung berechnet wird: - Then the gas mass (m n ) of the introduced gas pulses is calculated according to the following equation:
C) mn = mEnde - mStart C ) m n = m end - m start
- und auf der Grundlage der berechneten Gasmasse (mn) die Kalibrierung durchgeführt wird. - and on the basis of the calculated gas mass (m n ) the calibration is performed.
Mittels des Umschaltventils kann ein pulsierender Gasstrom zwischen der Messkam mer und einer Gasleitung geschaltet werden. Dies weist gegenüber einer Direkteinbla sung in die Messkammer den Vorteil auf, dass die n-Schuss bereits vor ihrer Einleitung in die Messkammer einen stabilen Zustand erreichen können. Folglich herrscht auch in der Messkammer ein hinsichtlich Druck und/oder Temperatur weitgehend ausgegliche ner Zustand.
Werden dagegen eine Vielzahl an Gas- Einzelmengen mitels eines Gasinjektors in ei ne Messkammer eingeblasen, wobei üblicherweise hohe Frequenzen bis etwa 100 Hz erreicht werden, wird ein Zustand in der Messkammer erzielt, der weder hinsichtlich Druck noch Temperatur ausgeglichen ist. Dies kann Messfehler zur Folge haben. Zur Korrektur derartiger Messfehler kann eine Kalibrierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt demnach eine hilfreiche Ergänzung zum eingangs genannten Verfahren zur Durchflussmessung eines Gasinjektors dar. By means of the switching valve, a pulsating gas flow between the Messkam mer and a gas line can be switched. This has the advantage over direct injection into the measuring chamber that the n-weft can reach a stable state even before it is introduced into the measuring chamber. Consequently, there is also in the measuring chamber a largely balanced in terms of pressure and / or temperature ner state. On the other hand, if a large number of individual gas quantities are injected into a measuring chamber by means of a gas injector, usually high frequencies of up to approximately 100 Hz being achieved, a state is achieved in the measuring chamber which is neither balanced with respect to pressure nor temperature. This can lead to measurement errors. To correct such measurement errors, a calibration can be carried out according to the method according to the invention. The method according to the invention therefore represents a helpful supplement to the method mentioned above for measuring the flow rate of a gas injector.
Die Beantwortung der Frage, ob bei den durchzuführenden Berechnungen Gleichung a) oder Gleichung b) zugrunde zu legen ist, hängt vom Druckanstieg in der Messkam mer ab. Dieser wiederum hängt vom Volumen der Messkammer und der eingeleiteten Gasmenge ab. Ist der Druckanstieg gering, beispielsweise im Bereich zwischen 0 und 1 bar rel., kann die für Idealgase geltende Gleichung a) zugrunde gelegt werden. Bei einem höheren Druckanstieg wird vorzugsweise die für reale Gase geltende Gleichung b) verwendet. The answer to the question as to whether the calculations to be performed are based on equation (a) or equation (b) depends on the pressure increase in the measuring chamber. This in turn depends on the volume of the measuring chamber and the amount of gas introduced. If the pressure increase is small, for example in the range between 0 and 1 bar rel., The equation (a) valid for ideal gases can be used. At a higher pressure increase, the equation (b) valid for real gases is preferably used.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt vorzugsweise die Anzahl (n) der Gas pulse 100 bis 100.000, vorzugsweise 1.000 bis 10.000. Das heißt, dass eine ver gleichsweise große Gasmenge in die Messkammer eingeleitet und dort gesammelt wird. Zustandsgrößen, wie beispielsweise der Druck (p) und die Temperatur (T) in der Messkammer, können auf diese Weise besonders leicht und damit besonders genau gemessen werden. Die Messgenauigkeit kann somit weiter verbessert werden. In the method according to the invention is preferably the number (n) of the gas pulses 100 to 100,000, preferably 1,000 to 10,000. This means that a comparatively large amount of gas is introduced into the measuring chamber and collected there. State variables, such as, for example, the pressure (p) and the temperature (T) in the measuring chamber, can be measured particularly easily and thus particularly accurately in this way. The measurement accuracy can thus be further improved.
Weiterhin vorzugsweise werden die Gaspulse in eine Messkammer mit einem Volu men (V) von 0,1 1 bis 10.000 I, vorzugsweise von 0,3 I bis 2.000 I, weiterhin vorzugs weise von 3 I bis 250 I eingeleitet. Das heißt, dass selbst bei einer sehr großen Anzahl (n) an Gaspulsen, die in die Messkammer eingeleitet werden, der Druck (p) in der Messkammer nur gering ansteigt. Entsprechend kann die für Idealgase geltende Glei chung a) zur Berechnung der Gasmassen (mstad/Ende) verwendet werden. Further preferably, the gas pulses in a measuring chamber with a Volu men (V) of 0.1 1 to 10,000 I, preferably from 0.3 to 2,000 I, further preference, from 3 I to 250 I initiated. This means that even with a very large number (n) of gas pulses that are introduced into the measuring chamber, the pressure (p) in the measuring chamber increases only slightly. Accordingly, the equation (a) valid for ideal gases can be used to calculate the gas masses (mstad / end).
Bei der Berechnung der jeweiligen Gasmassen (mstad/Ende) wird vorzugsweise ein Vo lumen (V) zugrunde gelegt, das Zuschläge für mit der Messkammer verbundene Zu-
und/oder Ableitungen umfasst. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn die Zu- und/oder Ableitungen ein Volumen aufweisen, das größer als eine gewünschte Tole ranz ist. Ferner wird vorgeschlagen, dass das Volumen (V) Abschläge für im Volu men (V) angeordnete Messmittel umfasst. Das heißt, dass das tatsächliche Volu men (V) ermittelt und den Berechnungen zugrunde gelegt wird. Auf diese Weise kann die Genauigkeit bei der Ermittlung der Gasmassen (mstarVEnde) gesteigert werden. The calculation of the respective gas masses (mstad / end) is preferably based on a volume (V), the surcharges for accessories connected to the measuring chamber. and / or derivatives. This is particularly relevant if the supply and / or discharge have a volume that is greater than a desired tolerances Tole. Furthermore, it is proposed that the volume (V) comprises reductions for measuring means arranged in the volume (V). This means that the actual volume (V) is determined and based on the calculations. In this way, the accuracy in determining the gas masses (ms tar V end ) can be increased.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Druck (pEnde), die Tempe ratur (TEnde) und/oder die Ultraschallgeschwindigkeit (cEnde) der in die Messkammer ein geleiteten Gaspulse erst nach Ablauf einer Einschwingphase gemessen werden. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass bei Durchführung der erforderlichen Mes sungen der Zustand in der Messkammer hinsichtlich Druck und/oder Temperatur im Wesentlichen ausgeglichen ist. In a further development of the invention, it is proposed that the pressure (pEnde), the temperature (T end ) and / or the ultrasonic speed (c end ) of the gas pulses conducted into the measuring chamber are measured only after a transient phase has elapsed. This measure ensures that the state in the measuring chamber is substantially equalized in terms of pressure and / or temperature when carrying out the required measurements.
Die im Rahmen der Messungen ermittelten Messwerte werden bevorzugt an eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung geleitet. In dieser können die Gleichungen a) bis c) hinterlegt sein, so dass auf deren Grundlage die Gasmasse (mn) berechnet werden kann. Des Weiteren bevorzugt wird mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit das Umschaltventil betätigt, um in die Messkammer eine definierte Anzahl (n) an Gaspul sen einzuleiten. The measured values determined during the measurements are preferably directed to a control and / or evaluation device. In this the equations a) to c) can be deposited, so that on the basis of which the gas mass (m n ) can be calculated. Furthermore, the switching valve is preferably actuated by means of the control and / or evaluation unit in order to introduce a defined number (n) of gas pulses into the measuring chamber.
Vor der Durchführung eines weiteren Kalibriervorgangs wird vorzugsweise der in der Messkammer durch Einleiten der Gaspulse erzeugte Überdruck abgebaut. Das heißt, dass in der Messkammer der Ausgangszustand wiederhergestellt wird. Hierzu wird das Umschaltventil oder ein weiteres Ventil geöffnet, um Gas aus der Messkammer abzu lassen. Before carrying out a further calibration process, the overpressure generated in the measuring chamber by introducing the gas pulses is preferably reduced. This means that the initial state is restored in the measuring chamber. For this purpose, the switching valve or another valve is opened to let off gas from the measuring chamber.
Die darüber hinaus zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschla gene Vorrichtung umfasst The moreover for the implementation of the method according to the invention proposed gene includes device
- eine Messkammer mit bekanntem Volumen (V), a measuring chamber of known volume (V),
- ein Umschaltventil, mittels dessen eine definierte Anzahl (n) an Gaspulsen unmittel bar oder mittelbar über eine Zuleitung in die Messkammer einleitbar ist, und - A switching valve, by means of which a defined number (n) of gas pulses can be introduced immediacy bar or indirectly via a supply line into the measuring chamber, and
- Messmittel, die mindestens einen Sensor umfassen. Bei den Messmitteln kann es sich insbesondere um einen Duck-, Temperatur- und/oder Ultraschallsensor handeln.
Sind die Messmitel in der Messkammer angeordnet, verringert sich das Volumen (V) entsprechend. An die Messkammer angeschlossene Zu- und/oder Ableitungen vergrö ßern das Volumen (V). Bei dem Volumen (V) handelt es sich daher um das tatsächli che Volumen hinter dem Umschaltventil. Dieses wird als bekannt vorausgesetzt. - Measuring means comprising at least one sensor. The measuring means may in particular be a duck, temperature and / or ultrasonic sensor. If the measuring instruments are arranged in the measuring chamber, the volume (V) decreases accordingly. The supply and / or discharge lines connected to the measuring chamber increase the volume (V). The volume (V) is therefore the actual volume behind the diverter valve. This is assumed to be known.
Das Umschaltventil, das der Einleitung einer definierten Anzahl (n) an Gaspulsen in die Messkammer dient, ist vorzugsweise als 3/2-Wegeventil ausgeführt. Die Messkammer oder eine mit der Messkammer verbundene Zuleitung kann auf diese Weise mit einer Gasleitung verbunden werden, über welche der Vorrichtung eine Gasmenge zuführbar ist, die einer definierten Anzahl (n) an Gaspulsen entspricht. Im Unterschied zur Direk teinblasung in die Messkammer kann auf diese Weise von Beginn an ein vergleichs weise stabiler Zustand hinsichtlich Druck und Temperatur in der Messkammer erzielt werden. Ferner kann durch erneutes Schalten des Umschaltventils ein in sich ge schlossenes Volumen (V) geschaffen werden, das eine schnelle Stabilisierung fördert. The switching valve, which serves to introduce a defined number (n) of gas pulses into the measuring chamber, is preferably designed as a 3/2-way valve. The measuring chamber or a supply line connected to the measuring chamber can be connected in this way with a gas line, via which the device, a gas quantity can be supplied, which corresponds to a defined number (n) of gas pulses. In contrast to Direk teinblasung in the measuring chamber can be achieved in this way from the beginning of a comparatively stable state in terms of pressure and temperature in the measuring chamber. Further, by switching the switching valve again, a self-contained volume (V) can be created, which promotes rapid stabilization.
Vorteilhafterweise ist der mindestens eine Sensor über eine Signalleitung mit einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung verbunden. Die mitels des Sensors erfassten Messwerte können dann an die Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung zur Auswertung bzw. zur Steuerung der Vorrichtung, insbesondere der Messmitel und/oder des Um schaltventils geleitet werden. Advantageously, the at least one sensor is connected via a signal line to a control and / or evaluation device. The measured values recorded by the sensor can then be passed to the control and / or evaluation device for evaluation or for controlling the device, in particular the measuring element and / or the switching valve.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung mit einem zu kalibrierenden Gerät verbunden ist, um die gewünschte Kalibrierung vorzunehmen. Durch die ver gleichsweise große Messkammer kann der durch Einleiten der Gaspulse bewirkte Druckanstieg auf einen kleinen Betrag eingestellt werden, so dass eine sehr genaue Berechnung des Korrekturfaktors möglich ist. Furthermore, it is proposed that the device is connected to a device to be calibrated in order to carry out the desired calibration. As a result of the comparatively large measuring chamber, the increase in pressure caused by the introduction of the gas pulses can be set to a small amount, so that a very accurate calculation of the correction factor is possible.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. These show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ka librierung eines pulsierenden Gasdurchflusses,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erweiterten Vorrichtung und 1 is a schematic representation of an inventive device for Ka calibration of a pulsating gas flow, Fig. 2 is a schematic representation of an extended device and
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung der Fig.l in Kombination mit einer Vorrichtung zur Durchflussmessung eines Gasinjektors. Fig. 3 is a schematic representation of the device of Fig.l in combination with a device for flow measurement of a gas injector.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen Detailed description of the drawings
Der schematischen Darstellung der Fig. 1 ist eine Vorrichtung 10 zur Kalibrierung eines pulsierenden Gasdurchflusses mit einer Messkammer 1 und einem Umschaltventil 2 zu entnehmen, mittels dessen die Messkammer 1 bzw. eine mit der Messkammer 1 ver bundene Zuleitung 3 mit einer Gasleitung 9 verbindbar ist. Auf diese Weise kann der Messkammer 1 eine Gasmenge zugeführt werden, die einer definierten Anzahl (n) von Gaspulsen entspricht. An die Messkammer 1 ist ferner eine Ableitung 4 mit einem Ven til 12 angeschlossen, über welche Gas aus der Messkammer 1 abgelassen werden kann, um - nach erfolgter Messung - einen in der Messkammer 1 erzeugten Überdruck anzubauen. 1 shows a device 10 for calibrating a pulsating gas flow with a measuring chamber 1 and a switching valve 2, by means of which the measuring chamber 1 or a ver with the measuring chamber 1 bound supply line 3 with a gas line 9 is connectable. In this way, the measuring chamber 1, a quantity of gas can be supplied, which corresponds to a defined number (n) of gas pulses. To the measuring chamber 1, a derivative 4 is further connected with a Ven valve 12, via which gas can be discharged from the measuring chamber 1 to - after the measurement - grow a pressure generated in the measuring chamber 1.
In der Messkammer 1 sind Messmittel in Form eines Drucksensors 6, eines Tempera tursensors 7 sowie eines weiteren Sensors 8 aufgenommen, wobei es sich bei dem weiteren Sensor 8 beispielsweise um einen Ultraschallsensor handeln kann. Mittels der Sensoren 6, 7, 8 können die entsprechenden Zustandsgrößen, insbesondere der Druck p und die Temperatur T in der Messkammer 1 erfasst werden. Die Sensoren 6,In the measuring chamber 1 measuring means in the form of a pressure sensor 6, a tempera ture sensor 7 and another sensor 8 are added, wherein it may be, for example, an ultrasonic sensor in the further sensor 8. By means of the sensors 6, 7, 8, the corresponding state variables, in particular the pressure p and the temperature T in the measuring chamber 1 can be detected. The sensors 6,
7, 8 sind über Signalleitungen 11 an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 5 ange schlossen, in der auf der Grundlage der mittels der Sensoren 6, 7, 8 erfassten Mess werte und des Volumens V der Messkammer 1 die Gasmasse mn berechnet wird. 7, 8 are connected via signal lines 11 to a control and evaluation device 5, in which on the basis of the measured by the sensors 6, 7, 8 measured values and the volume V of the measuring chamber 1, the gas mass m n is calculated.
Wie - stark vereinfacht - in der Fig. 2 dargestellt kann die Vorrichtung 10 über eine Gasleitung, vorzugsweise die Gasleitung 9, und eine Synchronisierungsleitung 13 mit einem Kalibriergerät 14 verbunden sein, um bei einer festgestellten Abweichung eine entsprechende Kalibrierung vorzunehmen. As shown in FIG. 2, the device 10 can be connected to a calibration device 14 via a gas line, preferably the gas line 9, and a synchronization line 13 in order to carry out a corresponding calibration in the event of a detected deviation.
In der Fig. 3 ist die Vorrichtung 10 in Kombination mit der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung 20 zur Durchflussmessung eines Gasinjektors dargestellt. Mit tels der Vorrichtung 10 kann eine Kalibrierung der Vorrichtung 20 durchgeführt werden.
Hierzu wird die Gasleitung 9 mit dem Ausgang der Ventileinrichtung 17 der Vorrich tung 20 verbunden. Über die Ventileinrichtung 17 ist die Gasleitung 9 mit einer Mess kammer 19 der Vorrichtung 20 verbindbar, in die mittels eines Gasinjektors 15 Gas eingeblasen wird. Mittels des Umschaltventils 2 wird die Gasmenge von einer definier- ten Anzahl an Impulsen n in die Messkammer 1 der Vorrichtung 10 eingeleitet, um dieIn Fig. 3, the device 10 is shown in combination with the device 20 for measuring the flow rate of a gas injector known from the prior art. By means of the device 10, a calibration of the device 20 can be performed. For this purpose, the gas line 9 is connected to the output of the valve device 17 of the device 20 Vorrich. Via the valve device 17, the gas line 9 with a measuring chamber 19 of the device 20 is connected, into which by means of a gas injector 15 gas is blown. By means of the switching valve 2, the amount of gas is introduced from a defined number of pulses n in the measuring chamber 1 of the device 10 to the
Gasmasse mn zu bestimmen. Wird eine Abweichung festgestellt, kann mittels der Vor richtung 10 eine Kalibrierung vorgenommen werden. Die Vorrichtung 10 ist hierzu über eine Synchronisierungsleitung 18 mit einer Steuer- und Auswerteeinheit 16 der Vorrich tung 20 verbunden.
Gas mass m n to determine. If a deviation is detected, calibration can be carried out by means of the device 10. For this purpose, the device 10 is connected via a synchronization line 18 to a control and evaluation unit 16 of the device 20 Vorrich.
Claims
1. Verfahren zur Kalibrierung eines pulsierenden Gasdurchflusses, bei dem 1. A method for calibrating a pulsating gas flow, wherein
- unter Verwendung eines Umschaltventils (2) eine definierte Anzahl (n) an Gaspulsen in eine Messkammer (1) mit bekanntem Volumen (V) eingeleitet wird, - using a switching valve (2) a defined number (n) of gas pulses in a measuring chamber (1) of known volume (V) is initiated,
- vor und nach dem Einleiten der Gaspulse in die Messkammer (1) der Druck - Before and after the introduction of the gas pulses into the measuring chamber (1) the pressure
(pstari/Ende), die Temperatur (Tstad/Ende) und/oder die Ultraschallgeschwindigkeit (cstad/Ende) in der Messkammer (1) gemessen werden, (pstari / end), the temperature (Tstad / end) and / or the ultrasonic velocity (cstad / end) are measured in the measuring chamber (1),
- auf der Grundlage der Messwerte sowie des bekannten Volumens (V) der Messkammer (1) die jeweilige Gasmasse (mstad/Ende) berechnet wird, und zwar nach einer der folgenden Gleichungen: a) tnStart l Ende = Pstart r Ende V mit: Rs = spezielle Gaskonstante - based on the measured values and the known volume (V) of the measuring chamber (1) the respective gas mass (ms tad / end ) is calculated, according to one of the following equations: a ) tn St ar tl end = Pstart r end V with: R s = special gas constant
' Start i Ende b) mit: K = Adiabatenexponent, ' Start i end b ) with: K = adiabatic exponent,
- anschließend die Gasmasse (mn) der eingeleiteten Gaspulse nach der folgenden Gleichung berechnet wird: - Then the gas mass (m n ) of the introduced gas pulses is calculated according to the following equation:
C) mn = mEnde - mS,ar, C ) m n = m end - m S, ar,
und auf der Grundlage der berechneten Gasmasse (mn) die Kalibrierung durchgeführt wird. and the calibration is performed based on the calculated gas mass (m n ).
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl (n) der Gaspulse 100 bis 100.000, vorzugsweise 1.000 bis 10.000 beträgt. characterized in that the number (n) of the gas pulses is 100 to 100,000, preferably 1,000 to 10,000.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gaspulse in eine Messkammer (1) mit einem Volumen (V) von 0,1 1 bis 10.000 I, vorzugsweise von 0,3 I bis 2.000 I, weiterhin vorzugsweise von 3 I bis 250 I eingeleitet werden.
characterized in that the gas pulses in a measuring chamber (1) having a volume (V) of 0.1 1 to 10,000 I, preferably from 0.3 to 2,000 I, further preferably from 3 I to 250 I are introduced.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung der jeweiligen Gasmassen (mstari/Ende) ein Volumen (V) zugrunde gelegt wird, das Zuschläge für mit der Mess kammer (1) verbundene Zu- und/oder Ableitungen (3, 4) und/oder Abschläge für im Vo lumen (V) angeordnete Messmittel umfasst. characterized in that in the calculation of the respective gas masses (mstari / end) is based on a volume (V), the surcharges for with the measuring chamber (1) connected to and / or discharges (3, 4) and / or deductions for in lumen (V) arranged measuring means comprises.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Method according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass der Druck (pEnde), die Temperatur (TEnde) und/oder die Ultraschallgeschwindigkeit (cEnde) der in die Messkammer (1) eingeleiteten Gaspulse erst nach Ablauf einer Einschwingphase gemessen werden, so dass der Zustand in der Messkammer (1) hinsichtlich Druck und/oder Temperatur im Wesentlichen ausgegli chen ist. characterized in that the pressure (p end ), the temperature (T end ) and / or the ultrasonic velocity (c end ) of the introduced into the measuring chamber (1) gas pulses are measured only after a transient phase, so that the state in the measuring chamber (1) is substantially balanced in terms of pressure and / or temperature.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte an eine Steuer- und/oder Auswerteein richtung (5) geleitet werden, mittels welcher vorzugsweise die Gasmasse (mn) nach den Gleichungen a) bis c) berechnet wird. characterized in that the measured values are conducted to a control and / or Auswerteein direction (5), by means of which preferably the gas mass (m n ) is calculated according to the equations a) to c).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung eines weiteren Kalibriervor gangs der in der Messkammer (1) durch Einleiten der Gaspulse erzeugte Überdruck abgebaut wird. characterized in that before the implementation of a further Kalibriervor gangs in the measuring chamber (1) generated by introducing the gas pulses overpressure is reduced.
8. Vorrichtung (10) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehen den Ansprüche, umfassend 8. Device (10) for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising
- eine Messkammer (1) mit bekanntem Volumen (V), a measuring chamber (1) of known volume (V),
- ein Umschaltventil (2), mittels dessen eine definierte Anzahl (n) an Gaspulsen unmit telbar oder mittelbar über eine Zuleitung (3) in die Messkammer (1) einleitbar ist, und - A switching valve (2), by means of which a defined number (n) of gas pulses immedi applicable or indirectly via a feed line (3) into the measuring chamber (1) can be introduced, and
- Messmittel, die mindestens einen Sensor (6, 7, 8) umfassen.
- Measuring means comprising at least one sensor (6, 7, 8).
9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, 9. Device (10) according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltventil (2) zur Verbindung der Mess kammer (1) oder einer mit der Messkammer (1) verbundenen Zuleitung (3) mit einer Gasleitung (9) als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist. characterized in that the switching valve (2) for connecting the measuring chamber (1) or one with the measuring chamber (1) connected to the supply line (3) with a gas line (9) is designed as a 3/2-way valve.
10. Vorrichtung (10) nach Anspruch 8 oder 9, 10. Device (10) according to claim 8 or 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (6, 7, 8) über eine Sig nalleitung (11) mit einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (5) verbunden ist. characterized in that the at least one sensor (6, 7, 8) is connected via a signal line (11) to a control and / or evaluation device (5).
11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, 11. Device (10) according to one of claims 8 to 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mit einem zu kalibrierenden Ge rät verbunden ist.
characterized in that the device (10) is connected with a device to be calibrated.
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2295788A1 (en) * | 2009-08-06 | 2011-03-16 | Continental Automotive GmbH | Method and arrangement for determining a mass flow of an injection process of an injection valve |
US20170145975A1 (en) * | 2014-06-27 | 2017-05-25 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for characterizing an injector |
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