DE102010001645B4 - Use of a flow measuring device and measuring system to determine a mass flow rate of a medium - Google Patents

Abstract

Verwendung eines Durchflussmessgeräts der Prozessmesstechnik, welches Durchflussmessgerät• zumindest einen Messaufnehmer zur Erfassung von zumindest ersten Messwerten des Durchflusses eines ersten Messmediums durch ein erstes Messrohr aufweist,• eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, geeignet zur Berechnung des Mengendurchsatzes, insbesondere des Massendurchsatzes, zumindest einer ersten Komponente eines zweiten Mediums nach einer vorgegebenen Funktionsvorschrift aus den ersten Messwerten und aus zumindest zweiten Messwerten zumindest einer Prozessgröße und welche Datenverarbeitungseinheit geeignet ist, ein vom ermittelten Mengendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums abhängiges Signal zu generieren, wobei• das Durchflussmessgerät in einer Anlage der industriellen Prozesstechnik einem Emittenten des zweiten Mediums prozesstechnisch vorgeschaltet ist,• das erste Messmedium dem Emittenten zur prozesstechnischen Verarbeitung zugeführt wird,• das zweite Medium die Emission des Emittenten ist, und• aus einem gemessenen Volumen- und/oder Massendurchfluss des ersten Messmediums durch das erste Messrohr als erstem Messwert und aus einem Emissionsfaktor und/oder einem Oxidationsfaktor und/oder einem Brennwert als zweitem Messwert der Massendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums errechnet wird.Use of a flow measuring device of process measurement technology, which flow measuring device • has at least one measuring sensor for recording at least first measured values of the flow of a first measuring medium through a first measuring tube, • has a data processing unit, suitable for calculating the mass throughput, in particular the mass throughput, of at least a first component of a second Medium according to a predetermined functional specification from the first measured values and from at least second measured values of at least one process variable and which data processing unit is suitable for generating a signal which is dependent on the determined quantity throughput of the first component of the second medium, wherein • the flow measuring device in an industrial process technology system to an issuer of the second medium is connected upstream in terms of process technology, • the first measuring medium is supplied to the emitter for process engineering processing, • the second medium is the emission of the emitter, and • from a measured volume and / or mass flow of the first measuring medium through the first measuring tube as the first measured value and the mass flow rate of the first component of the second medium is calculated from an emission factor and/or an oxidation factor and/or a calorific value as the second measured value.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Durchflussmessgeräts und ein Messsystem zur Ermittlung eines Massedurchsatzes zumindest einer Komponente eines zweiten Mehrkomponenten-Messmediums z.B. durch eine Rohrleitung, welches zumindest einen Messaufnehmer zur Erfassung von zumindest ersten Messwerten des Durchflusses eines ersten Messmediums durch ein Messrohr aufweist und welches Durchflussmessgerät eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, ein Messsystem mit dem erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät als ein Bestandteil und ein Verfahren zur Ermittlung des Mengendurchsatzes zumindest einer Komponente eines zweiten Messmediums durch die Rohrleitung mittels eines erfindungsgemäßem Durchflussmessgerät.The present invention relates to the use of a flow measuring device and a measuring system for determining a mass throughput of at least one component of a second multi-component measuring medium, for example through a pipeline, which has at least one measuring sensor for recording at least first measured values of the flow of a first measuring medium through a measuring tube and which flow measuring device has a data processing unit, a measuring system with the flow measuring device according to the invention as a component and a method for determining the mass flow rate of at least one component of a second measuring medium through the pipeline by means of a flow measuring device according to the invention.

Durchflussmessgeräte der Prozessautomatisierungstechnik, wie z.B. magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte, Coriolis Durchflussmessgeräte, thermische Durchflussmessgeräte Ultraschall-Durchflussmessgeräte oder Durchflussmessgeräte mittels Differenzdruckmessung oder nach dem Vortex-Prinzip sind aus dem Stand der Technik dem Fachmann erschöpfend bekannt. Diese messen den Volumen- und/oder Massenstrom eines Messmediums durch ein Messrohr. Eventuell können diese weitere Parameter des Messmediums, wie z.B. dessen Temperatur oder Dichte, bereitstellen.Flow measuring devices in process automation technology, such as magnetic-inductive flow measuring devices, Coriolis flow measuring devices, thermal flow measuring devices, ultrasonic flow measuring devices or flow measuring devices using differential pressure measurement or based on the vortex principle are exhaustively known to those skilled in the art from the prior art. These measure the volume and/or mass flow of a measuring medium through a measuring tube. These can possibly provide additional parameters of the measuring medium, such as its temperature or density.

US 2002/0108451 A1 offenbart ein Verfahren zum Bestimmen einer Strömungsgeschwindigkeit eines ersten Gases in einem Rohr. Das Verfahren umfasst das Anordnen einer strömungsbeschränkenden Vorrichtung in dem Rohr, sodass die Vorrichtung und/oder das Rohr einen ersten Kanalabschnitt und einen zweiten Kanalabschnitt definieren. Der zweite Kanalabschnitt ist stromabwärts des ersten Kanalabschnitts angeordnet. Der erste Kanalabschnitt weist eine erste Querschnittsfläche auf. Der zweite Kanalabschnitt weist eine zweite Querschnittsfläche auf, die kleiner als die erste Querschnittsfläche ist. Eine Quelle eines zweiten Gases steht in Fluidverbindung mit dem zweiten Kanalabschnitt. Ein Unterdruck im zweiten Kanalabschnitt entsteht durch eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit und erzeugt eine Strömung des zweiten Gases in den zweiten Kanalabschnitt. Eine Strömungsrate des zweiten Gases in den zweiten Kanalabschnitt wird gemessen. Es wird ein mathematischer Zusammenhang zwischen der Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Gases in den zweiten Kanalabschnitt und der Strömungsgeschwindigkeit des ersten Gases im Rohr ermittelt. Die Strömungsgeschwindigkeit des ersten Gases im Rohr wird zumindest teilweise auf der Grundlage der Strömungsgeschwindigkeit des zweiten Gases in den zweiten Kanalabschnitt und der ermittelten mathematischen Beziehung berechnet. US 2002/0108451 A1 discloses a method for determining a flow rate of a first gas in a pipe. The method includes arranging a flow-restricting device in the pipe such that the device and/or the pipe define a first channel section and a second channel section. The second channel section is arranged downstream of the first channel section. The first channel section has a first cross-sectional area. The second channel section has a second cross-sectional area that is smaller than the first cross-sectional area. A source of a second gas is in fluid communication with the second channel section. A negative pressure in the second channel section is created by an increased flow velocity and generates a flow of the second gas into the second channel section. A flow rate of the second gas into the second channel section is measured. A mathematical relationship is determined between the flow velocity of the second gas into the second channel section and the flow velocity of the first gas in the pipe. The flow rate of the first gas in the pipe is calculated at least in part based on the flow rate of the second gas into the second channel section and the determined mathematical relationship.

Gemäß US 2006/0069494 A1 berechnet ein Abgasrückführungssteuersystem eines Verbrennungsmotors eine Sauerstoffkonzentration in der gesamten Ansaugluft, die Rückführungsabgas in einem Zylinder enthält, und das Verhältnis zwischen einer Sauerstoffmenge in der gesamten Ansaugluft und einer Kraftstoffeinspritzmenge (Verhältnis von Sauerstoffmenge/Kraftstoffeinspritzmenge). Die berechneten Werte werden mit Zielwerten verglichen, die entsprechend den Betriebsbedingungen des Motors voreingestellt werden, und basierend auf dem Ergebnis des Vergleichs mindestens einem AGR-Ventil oder einer Kraftstoffeinspritzmenge. Um eine solche Steuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen, korrigiert ein Korrekturmittel ein Rückführungsabgas-Massendurchfluss-Signal von einem Gasmassendurchflussmesser auf der Grundlage einer vorhergesagten Abgaskomponentenkonzentration. Und unter Verwendung des korrigierten Rückführungsabgasmassenstroms, der Sauerstoffkonzentration in der gesamten Ansaugluft, die das Rückführungsabgas im Zylinder enthält, und des Verhältnisses zwischen der Sauerstoffmenge in der gesamten Ansaugluft und der Kraftstoffeinspritzmenge (Zielsauerstoffmenge/Kraftstoffeinspritzung). Mengenverhältnis) werden berechnet, um die AGR-Steuerung durchzuführen.According to US 2006/0069494 A1 An exhaust gas recirculation control system of an internal combustion engine calculates an oxygen concentration in the total intake air containing recirculation exhaust gas in a cylinder, and the ratio between an amount of oxygen in the total intake air and a fuel injection amount (ratio of oxygen amount/fuel injection amount). The calculated values are compared with target values preset according to the operating conditions of the engine and based on the result of the comparison of at least one EGR valve or a fuel injection amount. In order to perform such control with high accuracy, a correction means corrects a recirculation exhaust gas mass flow signal from a gas mass flow meter based on a predicted exhaust gas component concentration. And using the corrected recirculation exhaust mass flow, the oxygen concentration in the total intake air containing the recirculation exhaust gas in the cylinder, and the ratio between the oxygen amount in the total intake air and the fuel injection amount (target oxygen amount/fuel injection). Quantity ratio) are calculated to carry out EGR control.

Einige Vorschriften, Gesetze, Richtlinien und Standards fordern, dass Emissionen bestimmt und offen gelegt werden sollen. Im Kyoto-Protokoll beispielsweise ist festgelegt, dass bestimmte Industrieunternehmen unter anderem den Kohlenstoffdioxid-Ausstoß ihrer Verbrennungsprozesse erfassen müssen. EU-weit gilt zum Zeitpunkt der Patentanmeldung die Richtlinie 2007/589/EG zur Messung von Emissionen, in Deutschland gilt z.B. die Zuteilungsverordnung ZuV 2012.Some regulations, laws, guidelines and standards require that emissions be determined and disclosed. The Kyoto Protocol, for example, stipulates that certain industrial companies must, among other things, record the carbon dioxide emissions of their combustion processes. Directive 2007/589/EC for measuring emissions applies across the EU at the time of patent application; in Germany, for example, the Allocation Ordinance ZuV 2012 applies.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verwendung eines Durchflussmessgerätes und ein Messsystem bereit zu stellen, womit Emissionen direkt errechenbar und ausgebbar sind.The object of the invention is to provide a use of a flow measuring device and a measuring system with which emissions can be calculated and output directly.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und des weiteren unabhängigen Anspruchs 7.The task is solved by the subject matter of claim 1 and the further independent claim 7.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindungen finden sich in den Merkmalen der jeweils abhängigen Ansprüche wieder.Further developments and refinements of the inventions can be found in the features of the respective dependent claims.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen hier kurz anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert werden. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention allows numerous embodiments. Some of these will be briefly explained in more detail here using the following figures. The same elements are given the same reference numbers in the figures.

1 zeigt schematisch ein Messsystem mit einem erfindungsgemäßen ersten Durchflussmessgerät 1 der Prozessmesstechnik, welches zumindest einen Messaufnehmer zur Erfassung von zumindest ersten Messwerten des Durchflusses eines ersten Messmediums 4 durch ein erstes Messrohr aufweist, welches erste Durchflussmessgerät 1 eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, geeignet zur Berechnung des Mengendurchsatzes zumindest einer ersten Komponente eines zweiten Mediums 5 nach einer vorgegebenen Funktionsvorschrift aus den ersten Messwerten und aus zumindest zweiten Messwerten zumindest einer weiteren Prozessgröße und welche Datenverarbeitungseinheit geeignet ist, ein vom ermittelten Mengendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums 5 abhängiges Signal zu generieren. Bei dem Mengenumsatz handelt es sich bevorzugt um den Massenumsatz. Der Mengendurchsatz kann aber beispielsweise auch durch den Standardvolumendurchsatz oder den Normvolumendurchsatz beschrieben sein. Im Nachfolgenden wird lediglich auf den Massenumsatz näher eingegangen, was andere Arten eines Mengendurchsatzes jedoch nicht ausschließen soll. Das zweite Medium 5 besteht dabei insbesondere aus mindestens zwei Komponenten. Es strömt beispielsweise durch ein zweites Messrohr, beispielsweise ein Schornstein, wodurch der Massendurchsatz als Massendurchfluss durch das zweite Messrohr bezeichnet werden könnte. Werden zweite Messwerte vom zweiten Medium 5 im zweiten Messrohr von einem zweiten Messgerät 3, insbesondere ein Messgerät zur Bestimmung eines Emissionsfaktors und/oder eines Oxidationsfaktors und/oder eines Brennwerts, ermittelt, könnte das zweite Medium auch als zweites Messmedium bezeichnet werden. Neben dem Durchfluss des ersten Messmediums 4 durch das erste Messrohr sind als noch mindestens eine weitere Prozessgröße zu ermitteln. Weitere Prozessgrößen sind beispielsweise Emissionsfaktoren und/oder Oxidationsfaktoren und/oder Brennwerte des ersten Messmediums 4. Emissionsfaktoren und/oder Oxidationsfaktoren können dabei sowohl vom Prozess, beispielsweise der Art und der Technik einer Verbrennung, als auch von der chemischen Zusammensetzung des ersten Messmediums 4 abhängen. 1 shows schematically a measuring system with a first flow measuring device 1 according to the invention of process measurement technology, which has at least one measuring sensor for recording at least first measured values of the flow of a first measuring medium 4 through a first measuring tube, which first flow measuring device 1 has a data processing unit, suitable for calculating the quantity throughput of at least one first component of a second medium 5 according to a predetermined functional specification from the first measured values and from at least second measured values of at least one further process variable and which data processing unit is suitable for generating a signal which is dependent on the determined quantity throughput of the first component of the second medium 5. The volume conversion is preferably the mass conversion. However, the volume throughput can also be described, for example, by the standard volume throughput or the standard volume throughput. In the following, only the mass turnover will be discussed in more detail, but this should not exclude other types of mass throughput. The second medium 5 consists in particular of at least two components. For example, it flows through a second measuring tube, for example a chimney, whereby the mass flow rate could be referred to as mass flow rate through the second measuring tube. If second measured values from the second medium 5 in the second measuring tube are determined by a second measuring device 3, in particular a measuring device for determining an emission factor and/or an oxidation factor and/or a calorific value, the second medium could also be referred to as a second measuring medium. In addition to the flow of the first measuring medium 4 through the first measuring tube, at least one further process variable must be determined. Further process variables are, for example, emission factors and/or oxidation factors and/or calorific values of the first measuring medium 4. Emission factors and/or oxidation factors can depend both on the process, for example the type and technology of combustion, and on the chemical composition of the first measuring medium 4.

Allgemein kann ein Messmedium ein Reinstoff oder ein Gemisch aus mindestens zwei verschiedenen chemischen Elementen oder chemischen Verbindungen sein. Die verschiedenen Reinstoffe eines Gemischs sind die Komponenten. Diese können in einem heterogenen Gemisch in voneinander abgegrenzten Phasen vorliegen und in einem homogenen Gemisch auf molekularer Ebene vermischt und damit einphasig sein. Bei dem zweiten Medium 5 kann es sich beispielsweise um ein physikalisch und/oder chemisch verändertes erstes Messmedium 4 handeln. Nach einer Verbrennung ist das zweite Medium 5 vielmehr ein physikalisch und/oder chemisch verändertes Gemisch aus dem ersten Messmedium 4 und einem dritten Medium 6. Wird ein Kohlenwasserstoff als erstes Messmedium 4 in einem Brenner 2 unter Luftatmosphäre verbrannt, entsteht unter anderem Kohlenstoffdioxid als Komponente des zweiten Mediums 5 aus dem Kohlenstoff des ersten Mediums 4 und dem Sauerstoff aus der Luft als drittem Medium 6.In general, a measurement medium can be a pure substance or a mixture of at least two different chemical elements or chemical compounds. The various pure substances in a mixture are the components. These can be present in a heterogeneous mixture in separate phases and mixed in a homogeneous mixture at the molecular level and therefore be single-phase. The second medium 5 can be, for example, a physically and/or chemically modified first measuring medium 4. After combustion, the second medium 5 is rather a physically and/or chemically modified mixture of the first measuring medium 4 and a third medium 6. If a hydrocarbon is burned as the first measuring medium 4 in a burner 2 under an air atmosphere, carbon dioxide is produced, among other things, as a component of the second medium 5 from the carbon of the first medium 4 and the oxygen from the air as the third medium 6.

Verwendung finden erfindungsgemäße Messsysteme z.B. in einer Anlage der industriellen Prozesstechnik. Dort ist ein erfindungsgemäßes erstes Durchflussmessgerät 1 einem Emittenten 2 des zweiten Mediums 5 prozesstechnisch vorgeschaltet, wobei das erste Messmedium 4 dem Emittenten 2 zur prozesstechnischen Verarbeitung zugeführt wird und wobei das zweite Medium 5 die Emission des Emittenten 2 ist. Bei einer Verbrennungsanlage handelt es sich beispielsweise um eine solche Anlage der industriellen Prozesstechnik. Der Emittent 2 ist dann der Brenner und das erste Durchflussmessgerät 1 ist zwischen Tank und Brenner angeordnet und misst den Durchfluss an Brennstoff als erstem Messmedium 4. Die Abgase des Brenners können z.B. durch einen Schornstein abgeleitet werden. Sie bilden das zweite Medium 5. Wird die Kohlenstoffdioxidmenge bestimmt, welche durch den Brenner ausgestoßen wird, wird entsprechend der Massendurchsatz an Kohlenstoffdioxid vom ersten Durchflussmessgerät 1 ermittelt.Measuring systems according to the invention are used, for example, in an industrial process technology system. There, a first flow measuring device 1 according to the invention is connected upstream of an emitter 2 of the second medium 5 in terms of process technology, with the first measuring medium 4 being fed to the emitter 2 for process technology processing and the second medium 5 being the emission of the emitter 2. An incineration plant, for example, is such an industrial process technology system. The emitter 2 is then the burner and the first flow measuring device 1 is arranged between the tank and the burner and measures the flow of fuel as the first measuring medium 4. The exhaust gases from the burner can be discharged through a chimney, for example. They form the second medium 5. If the amount of carbon dioxide emitted by the burner is determined, the mass flow rate of carbon dioxide is determined by the first flow measuring device 1.

Nicht dargestellt sind die einzelnen Bauelemente des ersten Durchflussmessgeräts 1. Deren Datenverarbeitungseinheit ist beispielsweise dazu geeignet, die ersten Messwerte und/oder die zweiten Messwerte und/oder die ermittelten Massendurchsätze zumindest der ersten Komponente des zweiten Mediums 5 über einen vorgegebenen Zeitraum zu speichern. Weiterhin kann die Datenverarbeitungseinheit geeignet sein zur Integration der ersten Messwerte und/oder der zweiten Messwerte und/oder der ermittelten Massendurchsätze zumindest der ersten Komponente des zweiten Mediums 5 über den vorgegebenen Zeitraum. Auch kann das erfindungsgemäße erste Durchflussmessgerät 1 eine Ausgabeeinheit aufweisen, welche geeignet ist, einen Alarm auszugeben, bei Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts des Massendurchsatzes der ersten Komponente des zweiten Mediums 5 oder bei Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts der zeitlichen Veränderung des Massendurchsatzes der ersten Komponente des zweiten Mediums 5. Daneben kann auch ein Alarm ausgegeben bei Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts der über den vorgegebenen Zeitraum aus dem Massedurchsatz ermittelten Masse.The individual components of the first flow measuring device 1 are not shown. Their data processing unit is, for example, suitable for storing the first measured values and/or the second measured values and/or the determined mass throughputs of at least the first component of the second medium 5 over a predetermined period of time. Furthermore, the data processing unit can be suitable for integrating the first measured values and/or the second measured values and/or the determined mass throughputs of at least the first component of the second medium 5 over the predetermined period of time. The first flow measuring device 1 according to the invention can also have an output unit which is suitable for issuing an alarm when the mass flow rate of the first component of the second medium 5 is exceeded and/or falls below a predetermined threshold value or when the change over time exceeds and/or falls below a predetermined threshold value the mass throughput of the first component of the second medium 5. In addition, an alarm can also be issued if a predetermined threshold value of the mass determined from the mass throughput over the predetermined period of time is exceeded and/or fallen below.

Die Datenverarbeitungseinheit ist in einer Ausgestaltung der Erfindung geeignet, die ersten Messwerte über einen vorgegebenen Zeitraum, also ein vorgegebenes zeitliches Intervall, zu speichern. Gleichermaßen kann die Datenverarbeitungseinheit geeignet sein, die ersten und/oder die zweiten Messwerte und/oder die ermittelten Massendurchsätze zumindest der ersten Komponente des zweiten Mediums über einen vorgegebenen Zeitraum zu speichern. Darüber hinaus ist die Datenverarbeitungseinheit des erfindungsgemäßen ersten Durchflussmessgeräts in einer Ausführungsform geeignet, zur Integration bzw. im diskreten Fall zur Summation der ersten und/oder der zweiten Messwerte und/oder der ermittelten Massedurchsätze zumindest der ersten Komponente des zweiten Mediums über den vorgegebenen Zeitraum. Dadurch lässt sich der gesamte Massendurchsatz zumindest der ersten Komponente des Messmediums, z.B. durch das zweite Messrohr, im vorgegebenen Zeitraum errechnen. Auch sich in dem Zeitraum ändernde Konzentrationen können somit berücksichtigt werden wodurch z.B. ein Alarm über eine Ausgabeeinheit ausgegebbar ist, wenn sich die Konzentration und/oder der Massenanteil der ersten Komponente im Messmedium mit der Zeit ändern, insbesondere bei Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts des Massendurchsatzes, wie oben beschrieben.The data processing unit is suitable in one embodiment of the invention, the first To save measured values over a specified period of time, i.e. a specified time interval. Likewise, the data processing unit can be suitable for storing the first and/or the second measured values and/or the determined mass throughputs of at least the first component of the second medium over a predetermined period of time. In addition, the data processing unit of the first flow measuring device according to the invention is suitable in one embodiment for integrating or, in the discrete case, for summing the first and/or the second measured values and/or the determined mass flow rates of at least the first component of the second medium over the predetermined period of time. This allows the total mass throughput of at least the first component of the measuring medium, for example through the second measuring tube, to be calculated within the specified period of time. Concentrations that change during the period can also be taken into account, whereby, for example, an alarm can be issued via an output unit if the concentration and/or the mass fraction of the first component in the measurement medium changes over time, in particular when a predetermined threshold value is exceeded and/or fallen below the mass flow rate, as described above.

Des Weiteren kann ein Erfindungsgemäßes erstes Durchflussmessgerät 1 zumindest eine Empfangseinheit aufweisen, welche Empfangseinheit geeignet ist zur Erfassung von zweiten Messwerten der weiteren Prozessgröße oder der weiteren Prozessgrößen. Diese Empfangseinheit kann so ausgestaltet sein, dass die zweiten Messwerte manuell eingegeben werden können oder dann diese online auf das erste Durchflussmessgerät übertragen werden.Furthermore, a first flow measuring device 1 according to the invention can have at least one receiving unit, which receiving unit is suitable for detecting second measured values of the further process variable or variables. This receiving unit can be designed so that the second measured values can be entered manually or they can then be transmitted online to the first flow measuring device.

In einem weiteren Beispiel weist ein erfindungsgemäßes erstes Durchflussmessgerät 1 eine Steuereinheit aufweist, geeignet zur Steuerung eines Emittenten 2 des zweiten Mediums 5, anhand des ermittelten Massendurchsatzes der ersten Komponente des zweiten Mediums 5. Dann können z.B. Durchflussmessgerät 1 und Emittent 2 über eine Datenleitung verbunden sein, welche hier der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist.In a further example, a first flow measuring device 1 according to the invention has a control unit, suitable for controlling an emitter 2 of the second medium 5, based on the determined mass flow rate of the first component of the second medium 5. Then, for example, flow measuring device 1 and emitter 2 can be connected via a data line , which is not shown here for clarity.

Dargestellt ist hier lediglich, dass das erste Durchflussmessgerät 1 und das zweite Messgerät 3 über ein Bussystem miteinander in Verbindung stehen, insbesondere über HART, Foundation Fieldbus oder Profibus. Alternativ ist eine 4... 20mA-Verbindung oder Frequenzausgang- oder Impulsausgangverbindung zwischen den Messgeräten vorgesehen. Neben der manuellen Eingabe der zweiten Messwerte kann die Berechnung zumindest des Massendurchsatzes der ersten Komponente des zweiten Mediums 5 z.B. auch mit fest vorgegebenen und im Durchflussmessgerät 1 gespeicherten zweiten Messwerten erfolgen.All that is shown here is that the first flow measuring device 1 and the second measuring device 3 are connected to one another via a bus system, in particular via HART, Foundation Fieldbus or Profibus. Alternatively, a 4... 20mA connection or frequency output or pulse output connection is provided between the measuring devices. In addition to the manual entry of the second measured values, the calculation of at least the mass throughput of the first component of the second medium 5 can also be carried out, for example, using predetermined second measured values stored in the flow measuring device 1.

Ein erfindungsgemäßes Messsystem weist eben ein erstes, erfindungsgemäßes Durchflussmessgerät 1 der Prozessmesstechnik zur Erfassung wenigstens eines ersten Messwerts eines Durchflusses eines ersten Messmediums 4 durch ein erstes Messrohr und zumindest ein weiteres, zweites Messgerät 3 zur Erfassung wenigstens eines zweiten Messwerts zumindest einer weiteren Prozessgröße auf, wobei das erste Durchflussmessgerät 1 und das zweite Messgerät 3 miteinander in Verbindung stehen, wobei zumindest der zweite Messwert vom zweiten Messgerät 3 zum ersten Durchflussmessgerät 1 übermittelbar ist, wobei das erste Durchflussmessgerät 1 eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, um einen Massedurchsatz einer ersten Komponente eines zweiten Mediums 5, insbesondere einen Massendurchflusses zumindest einer ersten Komponente eines zweiten Messmediums 5 durch ein zweites Messrohr, nach einer vorgegebenen Funktionsvorschrift aus den ersten Messwert und dem zweiten Messwert bzw. den ersten Messwerten und den zweiten Messwerten zu ermitteln und ein vom ermittelten Massendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums abhängiges Signal zu generieren.A measuring system according to the invention has a first flow measuring device 1 according to the invention of process measurement technology for detecting at least a first measured value of a flow of a first measuring medium 4 through a first measuring tube and at least one further, second measuring device 3 for detecting at least a second measured value of at least one further process variable, where the first flow measuring device 1 and the second measuring device 3 are connected to one another, with at least the second measured value being able to be transmitted from the second measuring device 3 to the first flow measuring device 1, the first flow measuring device 1 having a data processing unit in order to determine a mass throughput of a first component of a second medium 5, in particular a mass flow of at least a first component of a second measuring medium 5 through a second measuring tube, according to a predetermined functional specification to be determined from the first measured value and the second measured value or the first measured values and the second measured values, and one of the determined mass flow rate of the first component of the second medium to generate dependent signal.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung eines Massendurchsatzes zumindest einer ersten Komponente eines zweiten Messmediums 5, z.B. durch ein zweites Messrohr, umfasst folgende Verfahrensschritte. Mittels eines ersten Durchflussmessgeräts 1 wird zumindest ein erster Messwert eines Durchflusses eines ersten Messmediums 4 durch ein erstes Messrohr ermittelt, wobei anhand dieses ersten Messwerts und anhand zumindest eines weiteren, zweiten Messwerts zumindest einer weiteren Prozessgröße der Massendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums 5, beispielsweise die Emission des Emittenten durch zweite Messrohr, vom ersten Durchflussmessgerät 1 ermittelt, z.B. nach einer vorgegebenen Funktionsvorschrift errechnet, wird. Dieser Massendurchsatz kann anschließend angezeigt oder ausgegeben werden, beispielsweise durch einen Alarm und/oder ein Steuerungssignal an den Emittenten, insbesondere dann, wenn ein vorgegebener Schwellwert oder dessen zeitliche Veränderung überschritten oder unterschritten wird. Insbesondere handelt es sich bei dem zweiten Medium 5 um das erste Messmedium 4 nach einer chemischen Reaktion, insbesondere einer Verbrennung. Der zweite Messwert wird vom zweiten Messgerät 3 an das erste Durchflussmessgerät 1 übertragen. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Emissionsfaktor und/oder einen Oxidationsfaktor und/oder einen Brennwert eines von einem Emittenten verbrauchten Kraftstoffs. Der bzw. die zweiten Messwerte können dabei von dem zweiten Messgerät ständig gemessen und übergeben werden.A method according to the invention for determining a mass throughput of at least a first component of a second measuring medium 5, for example through a second measuring tube, comprises the following method steps. By means of a first flow measuring device 1, at least a first measured value of a flow of a first measuring medium 4 through a first measuring tube is determined, using this first measured value and based on at least one further, second measured value of at least one further process variable, the mass throughput of the first component of the second medium 5, for example the emission of the emitter through the second measuring tube, determined by the first flow measuring device 1, for example calculated according to a predetermined functional regulation. This mass throughput can then be displayed or output, for example by an alarm and/or a control signal to the emitter, in particular when a predetermined threshold value or its change over time is exceeded or fallen below. In particular, the second medium 5 is the first measuring medium 4 after a chemical reaction, in particular combustion. The second measured value is transmitted from the second measuring device 3 to the first flow measuring device 1. This is, for example, an emission factor and/or an oxidation factor and/or a calorific value of a fuel consumed by an emitter. The second measured value(s) can be from the constantly measured and transferred to the second measuring device.

Aus einem gemessenen Volumendurchfluss, z.B. dem Normvolumendurchfluss oder Standardvolumendurchfluss, und/oder Massendurchfluss des ersten Messmediums 4 durch das erste Messrohr als erstem Messwert und aus einem Emissionsfaktor und/oder einem Oxidationsfaktor und/oder einem Brennwert als zweitem Messwert wird erfindungsgemäß der Massendurchsatz der ersten Komponente, beispielsweise Kohlenstoffdioxid, des zweiten Mediums 5 vom ersten Durchflussmessgerät errechnet.According to the invention, the mass flow rate of the first component is determined from a measured volume flow, for example the standard volume flow or standard volume flow, and/or mass flow of the first measuring medium 4 through the first measuring tube as the first measured value and from an emission factor and/or an oxidation factor and/or a calorific value as the second measured value , for example carbon dioxide, of the second medium 5 is calculated by the first flow measuring device.

Der Emissionsfaktor wird dabei als Verhältnis aus der Masse des emittierten zweiten Mediums zu der eingesetzten Masse eines ersten Messmediums bezeichnet. Der Emissionsfaktor ist stoff- und prozessspezifisch, d.h. er ist abhängig von dem Ausgangsstoff, also dem ersten Messmedium, dem Prozess, z. B. der Verbrennung, und dem emittierten Stoff. Wird ein längerer Prozess betrachtet, so muss auch die zeitliche Komponente einbezogen werden.The emission factor is referred to as the ratio of the mass of the emitted second medium to the mass of a first measuring medium used. The emission factor is material and process-specific, i.e. it depends on the starting material, i.e. the first measuring medium, the process, e.g. B. combustion and the substance emitted. If a longer process is considered, the time component must also be taken into account.

Der Brennwert ist ein Maß für die spezifisch je Bemessungseinheit in einem Stoff enthaltene thermische Energie. Der Brennwert gilt in Deutschland als identisch mit der Standardverbrennungsenthalpie der allgemeinen Thermodynamik. Hier wird auf eine Verbrennungstemperatur von 25°C referenziert. In Frankreich und Japan jedoch wird auf eine Verbrennungstemperatur von 0°C referenziert, in einigen englischsprachigen Ländern auf 15°C und in den USA auf 60°F.The calorific value is a measure of the specific thermal energy contained in a material per measurement unit. In Germany, the calorific value is considered to be identical to the standard enthalpy of combustion in general thermodynamics. The reference here is to a combustion temperature of 25°C. However, in France and Japan the reference is to a combustion temperature of 0°C, in some English-speaking countries it is 15°C and in the USA it is 60°F.

Der Heizwert ist hingen die bei einer Verbrennung maximal nutzbare Wärmemenge, bei der es nicht zu einer Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfes kommt, bezogen auf die Menge des eingesetzten Brennstoffs.The calorific value is the maximum amount of heat that can be used during combustion without condensation of the water vapor contained in the exhaust gas, based on the amount of fuel used.

Der Oxidationsfaktor, welcher der Unvollständigkeit von Verbrennungsprozessen Rechnung trägt, wird als Bruchteil von eins ausgedrückt.The oxidation factor, which takes into account the incompleteness of combustion processes, is expressed as a fraction of one.

Claims (8)

Verwendung eines Durchflussmessgeräts der Prozessmesstechnik, welches Durchflussmessgerät • zumindest einen Messaufnehmer zur Erfassung von zumindest ersten Messwerten des Durchflusses eines ersten Messmediums durch ein erstes Messrohr aufweist, • eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, geeignet zur Berechnung des Mengendurchsatzes, insbesondere des Massendurchsatzes, zumindest einer ersten Komponente eines zweiten Mediums nach einer vorgegebenen Funktionsvorschrift aus den ersten Messwerten und aus zumindest zweiten Messwerten zumindest einer Prozessgröße und welche Datenverarbeitungseinheit geeignet ist, ein vom ermittelten Mengendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums abhängiges Signal zu generieren, wobei • das Durchflussmessgerät in einer Anlage der industriellen Prozesstechnik einem Emittenten des zweiten Mediums prozesstechnisch vorgeschaltet ist, • das erste Messmedium dem Emittenten zur prozesstechnischen Verarbeitung zugeführt wird, • das zweite Medium die Emission des Emittenten ist, und • aus einem gemessenen Volumen- und/oder Massendurchfluss des ersten Messmediums durch das erste Messrohr als erstem Messwert und aus einem Emissionsfaktor und/oder einem Oxidationsfaktor und/oder einem Brennwert als zweitem Messwert der Massendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums errechnet wird.Using a flowmeter of process measurement technology, which flowmeter • has at least one measuring sensor for recording at least first measured values of the flow of a first measuring medium through a first measuring tube, • has a data processing unit, suitable for calculating the mass throughput, in particular the mass throughput, of at least a first component of a second medium according to a predetermined functional specification from the first measured values and from at least second measured values of at least one process variable and which data processing unit is suitable, one of the determined mass throughput of the first Component of the second medium to generate dependent signal, whereby • the flow measuring device in an industrial process technology system is connected upstream of an emitter of the second medium in terms of process technology, • the first measuring medium is supplied to the issuer for technical processing, • the second medium is the issue of the issuer, and • the mass flow rate of the first component of the second medium is calculated from a measured volume and/or mass flow of the first measuring medium through the first measuring tube as the first measured value and from an emission factor and/or an oxidation factor and/or a calorific value as the second measured value. Verwendung eines Durchflussmessgeräts nach Anspruch 1, wobei die Datenverarbeitungseinheit des Durchflussmessgeräts geeignet ist zur Speicherung der ersten Messwerte und/oder der zweiten Messwerte und/oder der ermittelten Mengendurchsätze zumindest der ersten Komponente des zweiten Mediums über einen vorgegebenen Zeitraum.Using a flowmeter Claim 1 , wherein the data processing unit of the flow measuring device is suitable for storing the first measured values and / or the second measured values and / or the determined mass flow rates of at least the first component of the second medium over a predetermined period of time. Verwendung eines Durchflussmessgeräts nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Datenverarbeitungseinheit des Durchflussmessgeräts geeignet ist zur Integration der ersten Messwerte und/oder der zweiten Messwerte und/oder der ermittelten Mengendurchsätze zumindest der ersten Komponente des zweiten Mediums über den vorgegebenen Zeitraum.Using a flowmeter Claim 1 or 2 , wherein the data processing unit of the flow measuring device is suitable for integrating the first measured values and / or the second measured values and / or the determined mass flow rates of at least the first component of the second medium over the predetermined period of time. Verwendung eines Durchflussmessgeräts nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Durchflussmessgerät eine Ausgabeeinheit aufweist, geeignet, einen Alarm auszugeben, bei Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts des Mengendurchsatzes der ersten Komponente des zweiten Mediums und/oder bei Überschreiten und/oder Unterschreiten eines vorgegebenen Schwellwerts der durch die Integration über den vorgegebenen Zeitraum errechneten Masse zumindest der ersten Komponente des Messmediums.Using a flowmeter according to one of the Claims 1 until 3 , wherein the flow measuring device has an output unit, suitable for issuing an alarm when a predetermined threshold value of the mass flow rate of the first component of the second medium is exceeded and/or fallen below and/or when a predetermined threshold value is exceeded and/or fallen below by the integration over the predetermined one Period calculated mass of at least the first component of the measurement medium. Verwendung eines Durchflussmessgeräts nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Durchflussmessgerät zumindest eine Empfangseinheit aufweist, welche Empfangseinheit geeignet ist zur Erfassung von zweiten Messwerten der Prozessgröße.Using a flowmeter according to one of the Claims 1 until 4 , wherein the flow measuring device has at least one receiving unit, which receiving unit is suitable for recording second measured values of the process variable. Verwendung eines Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Durchflussmessgerät eine Steuereinheit aufweist, geeignet zur Steuerung eines Emittenten des Messmediums, anhand des ermittelten Mengendurchsatzes der ersten Komponente des zweiten Mediums oder anhand der durch die Integration über den vorgegebenen Zeitraum errechneten Masse zumindest der ersten Komponente des Messmediums.Using a flowmeter according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the flow measuring device has a control unit, suitable for controlling an emitter of the measuring medium, based on the determined mass flow rate of the first component of the second medium or based on the mass of at least the first component of the measuring medium calculated by integration over the predetermined period of time. Messsystem mit einem ersten Durchflussmessgerät der Prozessmesstechnik zur Erfassung wenigstens eines ersten Messwerts eines Durchflusses eines ersten Messmediums durch ein erstes Messrohr und zumindest einem zweiten Messgerät zur Erfassung wenigstens eines zweiten Messwerts zumindest einer Prozessgröße, wobei das erste und das zweite Messgerät miteinander in Verbindung stehen, wobei zumindest der zweite Messwert vom zweiten Messgerät zum ersten Durchflussmessgerät übermittelbar ist, wobei das erste Durchflussmessgerät eine Datenverarbeitungseinheit aufweist, um einen Mengendurchsatz, insbesondere einen Massendurchsatz, zumindest einer ersten Komponente eines zweiten Mediums nach einer vorgegebenen Funktionsvorschrift aus den ersten Messwert und dem zweiten Messwert zu ermitteln und ein vom ermittelten Mengendurchsatz der ersten Komponente des zweiten Mediums abhängiges Signal zu generieren, wobei das erste Messgerät ein Durchflussmessgerät ist, und das zweite Messgerät ein Messgerät zur Bestimmung eines Emissionsfaktors und/oder eines Oxidationsfaktors und/oder eines Brennwerts ist.Measuring system with a first flow measuring device of process measurement technology for detecting at least a first measured value of a flow of a first measuring medium through a first measuring tube and at least one second measuring device for detecting at least a second measured value of at least one process variable, the first and the second measuring device being connected to one another, wherein at least the second measured value can be transmitted from the second measuring device to the first flow measuring device, wherein the first flow measuring device has a data processing unit in order to determine a mass flow rate, in particular a mass flow rate, of at least a first component of a second medium according to a predetermined functional specification from the first measured value and the second measured value and to generate a signal dependent on the determined mass flow rate of the first component of the second medium, wherein the first measuring device is a flow measuring device, and the second measuring device is a measuring device for determining an emission factor and/or an oxidation factor and/or a calorific value. Messsystem nach Anspruch 7, wobei das erste und das zweite Messgerät über ein Bussystem miteinander in Verbindung stehen.measuring system Claim 7 , whereby the first and second measuring devices are connected to one another via a bus system.

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