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Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromotorisch angetriebenes Kreiselpumpenaggregat mit einem Pumpengehäuse und einem Volumenstromsensor zur Bereitstellung eines Volumenstromwerts, der in oder am Pumpengehäuse montiert ist, und mit einer Pumpenelektronik zur Regelung des Kreiselpumpenaggregats in Abhängigkeit des Volumenstromwerts.
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Kreiselpumpenaggregate, wie sie für Heizungsanlagen, Kühlanlagen oder Trinkwasseranlagen zum Einsatz kommen, werden in der Regel druckgeregelt oder volumenstromgeregelt. Bei einer Druckregelung wird die Förderhöhe der Pumpe in Abhängigkeit des Volumenstroms angepasst. Im Falle einer Volumenstromregelung regelt die Pumpe einen vorgegebenen Volumenstromsollwert ein. In beiden Fällen ist es notwendig, den Volumenstrom genau zu ermitteln, um eine gute Regelung zu erhalten.
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In der Praxis erfolgt dies messtechnisch mittels Sensor oder rechnerisch mit Hilfe eines Beobachters. Beide Varianten haben ihre Vor- und Nachteile. Für eine möglichst genaue Ermittlung des Volumenstroms wird in der Regel eine messtechnische Ermittlung vorgezogen, weil die Berechnung mittels Beobachter die genaue Kenntnis der Parameter eines das Kreiselpumpenaggregat mathematisch beschreibenden Modells erfordert. Diese können in der Praxis jedoch nicht immer genau genug angegeben werden. Zudem kann ein Modell die Natur ohnehin nicht exakt abbilden. Zudem werden Vereinfachungen der physikalischen Zusammenhänge angenommen, um das den Beobachter zu Grunde liegende Modell zu vereinfachen, damit der Beobachter auf einfachen Mikrocontrollern implementiert werden kann. Dies alles führt zu deutlichen Ungenauigkeiten bei der rechnerischen Ermittlung des Volumenstroms.
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Grundsätzlich ist aber auch die messtechnische Ermittlung nicht frei von Ungenauigkeiten. Unterschiedliche Aspekte leisten hier einen Beitrag, wobei sich die jeweiligen Ungenauigkeiten akkumulieren. Zum einen besitzt der Sensor selbst eine Messtoleranz, die meist kleiner als 5% ist, in der Regel als kleiner 3% gefordert wird.
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Bei Volumenstromsensoren, die in den Strömungsweg des Pumpengehäuses gebaut werden, kann zudem die Montage eine Verkippung des Sensors oder ggf. eine Verdrehung bewirken und einen Einfluss auf die Messgenauigkeit haben. Allerdings zeigen Untersuchungen, dass sich die Messungenauigkeit mit 2% pro Grad Verkippung nur geringfügig erhöht.
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Eine wesentliche Ursache für die Messungenauigkeiten ist dagegen das Pumpengehäuse, das bei Kreiselpumpenaggregaten in der Regel aus Metallguss, beispielsweise Grauguss, besteht. Dies führt dazu, dass die innere Geometrie des Pumpengehäuses erheblich variiert.
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Wird für die Volumenstrombestimmung durch den Sensor die innere Geometrie benötigt, insbesondere der Strömungsquerschnitt, wirken sich die Herstellungstoleranzen bei den Pumpengehäusen besonders aus. Hier kann es zu Abweichungen bis zu +/- 12% kommen. Wesentliche Gründe sind hier ein variierender Durchmesser und/oder Versatz des Kerns der den Pumpenkanal bildenden Gießform. In der Regel wird für die Gießform Formsand verwendet, der durch mehrmalige Verwendung der Gießform sowie der Kerne zunehmend verschleißt, so dass sich auch die Toleranzen des hergestellten Gussstücks mit der Zeit erhöhen. Aus diesem Grunde variiert selbst die innere Geometrie der Pumpengehäuse einer Charge von Pumpengehäusen erheblich, was bei Volumenstromsensoren mit identischer Basiskennlinie zwangsläufig zu erheblich variierenden Messungenauigkeiten führt.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kreiselpumpenaggregat mit einem Volumenstromsensor bereitzustellen, der gegenüber dem Stand der Technik eine erheblich verbesserte Messgenauigkeit besitzt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kreiselpumpenaggregat mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß wird ein elektromotorisch angetriebenes Kreiselpumpenaggregat mit einem Pumpengehäuse und einem Volumenstromsensor zur Bereitstellung eines Volumenstromwerts, der in oder am Pumpengehäuse montiert ist, und mit einer Pumpenelektronik zur Regelung des Kreiselpumpenaggregats in Abhängigkeit des Volumenstromwerts vorgeschlagen, das einen Datenspeicher mit einer individuellen Sensorkennlinie aufweist, die an das Pumpengehäuse angepasst ist.
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Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist es somit, einen Volumenstromsensor und ein reales Pumpengehäuse messtechnisch miteinander zu „verheiraten“, so dass jeder Volumenstromsensor genau auf dasjenige toleranzbehaftete Pumpengehäuse angepasst ist, mit dem es verbunden ist, und nicht, wie es im Stand der Technik der Fall ist, auf ein toleranzfreies Normpumpengehäuse (Idealgehäuse) angepasst ist, das es praktisch nicht gibt. Durch diese pumpengehäuse-individuelle Anpassung des Sensors werden die herstellungsbedingten Toleranzen des realen Pumpengehäuses kompensiert und es wird ein Höchstmaß an Genauigkeit bei der Messung des Volumenstroms erreicht. Infolgedessen wird auch die Regelung des Pumpenaggregats verbessert.
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Die Sensorkennlinie beschreibt allgemein den Zusammenhang zwischen einer Messgröße des Sensors und dem Volumenstrom. Die individuelle Sensorkennlinie beschreibt dabei speziell den Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Volumenstrom in dem konkreten Pumpengehäuse, und ist damit auf dieses Pumpengehäuse individualisiert. Sie bildet somit die speziellen individuellen Strömungsverhältnisse, die Strömungsgeometrie der Nassflächen einschließlich deren Oberflächenbeschaffenheit des realen Pumpengehäuses ab, in oder an dem der Sensor montiert ist.
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Der Volumenstromsensor kann beispielsweise ein Ultraschallsensor zur Messung des Volumenstroms über eine Laufzeitdifferenzmessung sein. Ein derartiger Sensor ist beispielsweise in der
DE 102012013774 A1 oder
DE 102014006743 A1 beschrieben. Die Sensorkennlinie eines solchen Volumenstromsensors ordnet einer gemessenen Laufzeitdifferenz Δt, die aus Sensorsicht die eigentliche Messgröße darstellt und ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit v ist, einen bestimmten Volumenstrom Q zu. Hierzu benötigt er normalerweise den Strömungsdurchmesser des Strömungskanals, innerhalb dem er misst, da Q = v · A ist. Bei der Zuordnung können bereits bestimmte Kompensationsfaktoren berücksichtigt werden. Die Sensorkennlinie kann als mathematische Gleichung oder als Look-Up Tabelle realisiert sein.
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Vorzugsweise weist der Volumenstromsensor den Datenspeicher auf. Es ist aber auch möglich, dass die individuelle Sensorkennlinie zusätzlich oder nur in einem Datenspeicher der Pumpenelektronik gespeichert ist.
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Gemäß einer Ausführungsvariante kann die individuelle Sensorkennlinie aus einer Basiskennlinie und zumindest einem Korrekturwert gebildet sein, der ebenfalls im Speicher abgelegt ist und die Basiskennlinie an das Pumpengehäuse anpasst. Als Basiskennlinie ist in diesem Zusammenhang eine solche Sensorkennlinie zu verstehen, mit welcher der Volumenstromsensor vor der Montage im Pumpengehäuse beschickt wurde. Diese Basiskennlinie ist bereits pumpenspezifisch. Sie ist nämlich an ein Normpumpengehäuse mit bekanntem Strömungsquerschnitt oder an ein für die gesamte Pumpenserie einmalig vermessenes Referenzgehäuse angepasst. Somit ist die Basiskennlinie identisch für alle Volumenstromsensoren für Pumpen derselben Baureihe bzw. mit derselben Pumpengehäusegröße. Die Basiskennlinie spiegelt also die theoretischen, idealisierten Strömungsverhältnisse im Normpumpengehäuse oder in Referenz genommene Strömungsverhältnisse des Referenzgehäuses wieder.
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Weichen die Strömungsverhältnisse vom Nominalfall oder Referenzfall ab, wie dies aufgrund der Paarung eines Volumenstromsensors mit einem bestimmten, individuell toleranzbehafteten Pumpengehäuse in der Realität der Fall ist, liefert die Basiskennlinie einen mehr oder weniger ungenauen Volumenstromwert. Durch den zumindest einen Korrekturwert wird die Basiskennlinie an das individuelle, reale Pumpengehäuse angepasst. Die Sensorkennlinie wird somit durch die angepasste Basiskennlinie gebildet und liefert dann einen Volumenstrom, der bezüglich des konkreten Pumpengehäuses korrekt ist, zumindest deutlich genauer ist, als vorher.
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Der Korrekturwert kann beispielsweise eine Konstante sein. Er kann die Basiskennlinie bezüglich ihrer Lage anheben oder absenken wie bei einem Offset, oder deren Steigung ändern. Gegebenenfalls können auch zwei oder mehr Korrekturwerte verwendet werden, um die Basiskennlinie anzupassen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann die individuelle Sensorkennlinie eine direkt an das reale Pumpengehäuse angepasste Sensorkennlinie sein. Dies bedeutet, dass sie nicht aus einer Basiskennlinie und einem Korrekturwert gebildet ist. Der durch sie beschriebene Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Volumenstrom berücksichtigt vielmehr direkt die Strömungsgeometrie und Strömungsverhältnisse des individuellen Pumpengehäuses, mit dem der Sensor verbunden ist.
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Um die individuelle Sensorkennlinie zu erhalten, kann das Pumpenaggregat oder wenigstens eine aus dem Volumenstromsensor und dem Pumpengehäuse gebildete Baueinheit auf einem Messstand mit einem beliebigen Referenzvolumenstrom durchströmt werden, der mit einem hochpräzisen Volumenstrommessgerät, beispielsweise einem induktiven Durchflussmesser (IDM) gemessen wird. Alternativ kann auch ein bestimmter Referenzvolumenstrom am Messstand mittels des IDM eingestellt werden. Der Referenzvolumenstrom wird dann dem vom Sensor gemessenen Wert der Messgröße, im Falle eines Ultraschallsensors also beispielsweise der gemessenen Laufzeitdifferenz, zugeordnet und bildet mit diesem ein Wertepaar. Die individuelle Sensorkennlinie ist im Falle eines Ultraschallsensors bereits mit diesem einen Wertepaar festgelegt, da sie durch den Nullpunkt geht und linear ist. Es können aber auch weitere Wertepaare aufgenommen werden, um Sensorkennlinien von Volumenstromsensoren zu bestimmen, die keinen linearen Zusammenhang zwischen der Messgröße und dem Volumenstrom haben.
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Die individuelle Sensorkennlinie wird dann in dem Speicher des Volumenstromsensors hinterlegt, beispielsweise in Form einer die Kennlinie beschreibenden mathematischen Gleichung, oder in Form eine Tabelle. Durch die Speicherung kann eine gegebenenfalls zuvor bereits hinterlegte Basiskennlinie ersetzt werden. Es ist aber auch denkbar, dass der Volumenstromsensor bei der Verheiratung mit dem Pumpengehäuse noch gar keine Kennlinie besitzt, messtechnisch also quasi jungfräulich ist. Somit ist die individuelle Kennlinie die erste Kennlinie, die in dem Volumenstromsensor gespeichert wird.
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Auch der Korrekturwert kann auf die vorbeschriebe Art und Weise ermittelt werden. Da der Sensor bereits die Basiskennlinie hat, kann er einen Volumenstromwert liefern, der mit dem Referenzvolumenstrom verglichen werden kann. Im einfachsten Fall kann der Korrekturwert aus dem Verhältnis von Referenzvolumenstrom und dem Volumenstrommesswert bestimmt werden. Durch Multiplikation des Korrekturwerts mit einer Basissteigung der Basiskennlinie wird die Basiskennlinie an das Pumpengehäuse angepasst.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist die individuelle Sensorkennlinie oder zumindest der Korrekturwert zusätzlich in einem Datenspeicher der Pumpenelektronikhinterlegt. Die Sensorkennlinie oder zumindest der Korrekturwert sind somit redundant im Volumenstromsensor und in der Pumpenelektronik gespeichert. Dies hat den Vorteil, dass im Falle eines Austauschs des Volumenstromsensors die Möglichkeit besteht, den neuen Sensor mit der Individualisierung des vorherigen Sensors auf das Pumpengehäuse zu beschicken, so dass auch der neue Volumenstromsensor an das Pumpengehäuse angepasst ist. Vorzugsweise kann der Volumenstromsensor eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen und dazu eingerichtet sein, die individuelle Sensorkennlinie oder zumindest den Korrekturwert über die Kommunikationsschnittstelle zu dem Datenspeicher der Pumpenelektronik zu kopieren. Es findet somit eine Datenspiegelung statt.
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Gemäß einer Weiterbildung kann die Pumpenelektronik eingerichtet sein, die individualisierte Sensorkennlinie oder zumindest den Korrekturwert zu einem anderen Volumenstromsensor zu übertragen. Hiermit kann die Rückübertragung der Sensorkennlinie oder zumindest des Korrekturwerts in den Datenspeicher eines neuen Volumenstromsensors realisiert werden, der den ursprünglichen Volumenstromsensor ersetzt.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Datenspeicher des Volumenstromsensors ein entfernbar in den Volumenstromsensor eingesteckter Datenträger ist. Dies ermöglicht es, eine direkte Übergabe der Sensorkennlinie oder zumindest des Korrekturwerts von einem Volumenstromsensor zum anderen Volumenstromsensor über den Datenträger vorzunehmen, so dass die Pumpenelektronik nicht involviert sein muss. Als Datenträger kann hier beispielsweise eine SD-Karte (Secure Digital) oder eine MicroSD-Karte verwendet werden.
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Eine andere Möglichkeit, die pumpengehäusespezifische Sensorkennlinie und/ oder den Korrekturwert des Volumenstromsensors auf einen neuen Volumenstromsensor zu übertragen, kann dadurch erfolgen, dass der Datenspeicher des Volumenstromsensors über eine Kommunikationsschnittstelle auslesbar ist. Dies ermöglicht es, die Sensorkennlinie und/ oder den Korrekturwert auf einen externen Zwischenspeicher zu kopieren und von dort dann in den neuen Volumenstromsensor zu übertragen.
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Das Pumpengehäuse kann aus Metall, insbesondere aus Grauguss oder Messing gegossen sein. Da hierbei erhebliche Toleranzen bei den Pumpengehäusen vorliegen, ist der Vorteil der Erfindung bei einem Pumpenaggregat mit gegossenem Pumpengehäuse besonders ausgeprägt.
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Erfindungsgemäß wird auch eine Anordnung aus einem Kreiselpumpenaggregat der vorbeschriebenen Art und einem externen Speicher vorgeschlagen, wobei das Kreiselpumpenaggregat und der externe Speicher über ein Netzwerk miteinander kommunikationstechnisch in Verbindung stehen und die individuelle Sensorkennlinie oder zumindest der Korrekturwert in dem Speicher hinterlegt ist. Es findet somit auch hier eine Datenspiegelung statt, jedoch ist in diesem Fall die Speicherung der individuellen Sensorkennlinie oder des Korrekturwerts außerhalb des Pumpenaggregats, beispielsweise in der Cloud realisiert. Der Speicher kann aber auch innerhalb einer Gebäudeleittechnik angesiedelt sein oder auf einem Server des Herstellers des Pumpenaggregats, so dass im Falle eines Austauschs des Volumenstromsensors bei fehlender Spiegelung der Sensordaten in der Pumpenelektronik die individuelle Sensorkennlinie oder zumindest der Korrekturwert wiederbeschafft werden können. Hierzu ist die Sensorkennlinie oder zumindest der Korrekturwert gemeinsam mit einer das Pumpenaggregat oder zumindest das Pumpengehäuse eindeutig identifizierenden Kennung in dem externen Speicher hinterlegt.
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Erfindungsgemäß wird auch ein Satz aus einer Vielzahl erfindungsgemäßer Kreiselpumpenaggregate gleicher Baugröße vorgeschlagen, bei dem jeder Volumenstromsensor mit seiner individuellen Sensorkennlinie konkret auf das jeweilige Pumpengehäuse angepasst ist, in oder an dem es montiert ist. Innerhalb des Satzes von Pumpenaggregaten gleicher Baugröße besitzen die Volumenstromsensoren somit unterschiedliche Sensorkennlinien, die aufgrund ihrer individuellen Anpassung verschieden sind. Die Messgenauigkeit jedes Volumenstromsensors ist somit optimal.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1: ein Pumpengehäuse mit einem Ultraschall-Volumenstromsensor
- 2: eine Prinzipdarstellung eines Pumpenaggregats mit Volumenstromsensor mit Datenübertragung vom Sensor zur Pumpenelektronik
- 3: eine Prinzipdarstellung eines Pumpenaggregats mit Volumenstromsensor mit Datenübertragung von der Pumpenelektronik zum vom Sensor
- 4: die Anpassung der Sensorkennlinie
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1 veranschaulicht ein aus Grauguss hergestelltes Pumpengehäuse 2 eines Kreiselpumpenaggregats 1 mit einem Volumenstromstromsensor 3 der Art eines Ultraschallsensors zur Bereitstellung eines Volumenstromwerts QS aufgrund einer Laufzeitdifferenzmessung Δt. Das Pumpengehäuse ist ein reales Pumpengehäuse und somit individuell toleranzbehaftet. Der Volumenstromsensor 3 ragt von außen in den Saugkanal 8 des Saugstutzens 6 hinein und ist an einem Montagestutzen 7 fest mit dem Gehäuse 2 verbunden, insbesondere an dieses angeschraubt. Er misst den Volumenstrom QS somit innerhalb des Strömungskanals 8. Dies erfolgt aufgrund einer Sensorkennlinie SI, die einen Zusammenhang zwischen der vom Volumenstromsensor 4 gemessenen Laufzeitdifferenz Δt und dem fließenden Volumenstrom QS beschreibt, siehe 4.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des Kreiselpumpenaggregats 1, das das Pumpengehäuse 2, den Volumenstromsensor 4, einen an das Pumpengehäuse 2 angeflanschten Elektromotor 5 zum Antreiben eines Laufrads innerhalb des Pumpengehäuses 2 sowie eine Pumpenelektronik 4 zur Regelung des Pumpenaggregats 1 in Abhängigkeit des Volumenstromwerts umfasst. Der Volumenstromsensor 3 besitzt einen Datenspeicher 9 mit einer individuellen Sensorkennlinie SI, die an das Pumpengehäuse 2 angepasst ist. Hierdurch wird erreicht, dass die toleranzbedingte Abweichung der Strömungsgeometrie des Saugkanals 8 von einem Normpumpengehäuse oder Referenzpumpengehäuse kompensiert wird. Der Volumenstromsensor 3 besitzt damit eine hohe Messgenauigkeit in dem Pumpengehäuse 2, in/ an dem er montiert ist.
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Die individuelle Sensorkennlinie SI besteht hier aus einer Basiskennlinie SB und einem Korrekturwert K, die gemeinsam im Datenspeicher 9 abgelegt ist, wobei der Korrekturwert K die Steigung der Basiskennlinie SB an das Pumpengehäuse 2 anpasst. Die Basiskennlinie SB beschreibt den Zusammenhang zwischen der vom Volumenstromsensor 3 gemessenen Laufzeitdifferenz Δt und dem fließenden Volumenstrom in einem Normpumpengehäuse oder Referenzpumpengehäuse, von dem das hier vorhandene, reale Pumpengehäuse 2 herstellungstoleranzbedingt abweicht, insbesondere hinsichtlich des Durchmessers und der Lage des Saugkanals 8 bezogen auf den Montagestutzen 7 des Volumenstromsensors 3.
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Die individuelle Sensorkennlinie SI oder zumindest der Korrekturwert K ist zusätzlich zum Datenspeicher 9 in einem Datenspeicher 10 der Pumpenelektronik hinterlegt, so dass sie im Austauschfall des Volumenstromsensors auf einen neuen Volumenstromsensor 3' übertragen werden können. Diesen Fall zeigt 3.
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Der Volumenstromsensor 3 sowie der neue Volumenstromsensor 3' weist eine Kommunikationsschnittstelle 11 auf, über die die individuelle Sensorkennlinie SI oder zumindest der Korrekturwert K via Kommunikationsverbindung 14 zu der Pumpenelektronik 4 übertragen werden kann, welche ihn/ sie über eine korrespondierende Kommunikationsschnittstelle 13 annimmt und in den Datenspeicher 10 der Pumpenelektronik 4 kopiert. Die Kommunikationsschnittstellen 11, 13 können als drahtgebundene Schnittstellen, insbesondere als Busschnittstellen, oder als Funkschnittstellen ausgeführt sein. Wird der Volumenstromsensor 3 ausgetauscht, ist vorgesehen, dass die Pumpenelektronik 3 die individuelle Sensorkennlinie SI oder zumindest den Korrekturwert K zu dem neuen Volumenstromsensor 3' überträgt (3), so dass dieser in gleicher Weise wie der vorherige Sensor 3 an das Pumpengehäuse 2 angepasst ist. Auch dies kann über die Kommunikationsschnittstellen 11, 13 und via Kommunikationsverbindung 14 erfolgen.
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Mit dieser erfindungsgemäßen doppelten Sensordatenspeicherung ist sichergestellt, dass das in der individuellen Sensorkennlinie SI bzw. dem Kennwert K über das Pumpengehäuse 2 enthaltene Wissen im Falle eines Sensortauschs nicht verlorengeht, vielmehr in einem neuen Volumenstromsensor 3' wiederverwendet bzw. weiterverwendet werden kann.
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4 veranschaulicht die Anpassung einer Basiskennlinie SB, die einer gemessenen Laufzeitdifferenz ΔtS einen Volumenstromwert QSB zuordnet, an das Pumpengehäuse 2. Die Sensorkennlinie SB kann hier mathematisch beschrieben werden durch QS = m·Δt, wobei m die Steigung der Kennlinie (Basissteigung) beschreibt. Um die individuelle Sensorkennlinie SI zu erhalten, wird die Basissteigung m durch einen Korrekturwert K angepasst, so dass die individuelle Sensorkennlinie SI mathematisch durch QS = m·K·Δt beschrieben ist.
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Hierzu kann eine aus dem Volumenstromsensor 3 und dem Pumpengehäuse 2 gebildete Baueinheit auf einem Messstand mit einem beliebigen Referenzvolumenstrom QRef durchströmt werden, der mit einem hochpräzisen induktiven Durchflussmesser (IDM) gemessen wird. Alternativ kann auch ein bestimmter Referenzvolumenstrom QRef am Messstand mittels des IDM eingestellt werden. 4 veranschaulicht den Fall, dass die aus dem Volumenstromsensor 3 und dem Pumpengehäuse 2 gebildete Baueinheit vom Referenzvolumenstrom QRef durchströmt wird und der Volumenstromsensor 3 aufgrund der Basiskennlinie SB den falschen Wert QSB liefert. Demgegenüber misst der IDM den Referenzvolumenstrom QRef, der aber oberhalb des Sensorwerts QSB liegt. Die Basiskennlinie SB ist somit bezüglich der realen Strömungsverhältnisse im Saugkanal 8 zu flach.
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Es wird nun ein Korrekturwert K aus dem Verhältnis des Referenzvolumenstrom QRef und des Sensorwerts QSB gebildet: K = QRef/ QSB. Ist der Referenzvolumenstrom QRef beispielsweise 10% höher als der vom Volumenstromsensor 3 gemäß Basiskennlinie ermittelte Wert, so ergibt sich ein Korrekturwert von K = 1,1. Der berechnete Korrekturwert (Korrekturfaktor) K wird in den Sensordatenspeicher geschrieben und permanent gespeichert.
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Wird nun die Basissteigung m mit dem Korrekturwert K multipliziert, so wird die Steigung der Kennlinie entsprechend erhöht. Es ergibt sich somit die individuelle Sensorkennlinie SI mit QS = m·K·Δt, die bei dem zuvor gemessenen ΔtS nun ein dem Referenzvolumenstrom QRef entsprechenden Sensorwert QSI liefert.
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Der Volumenstromsensor 3 kann aufgrund des gespeicherten Korrekturwerts K nun den korrekten Volumenstromwert gemäß QS = m·K·Δt berechnen. Es sei jedoch angemerkt, dass die individuelle Sensorkennlinie nicht unbedingt in Gestalt einer mathematischen Gleichung in dem Datenspeicher 9 hinterlegt sein muss. Sie kann auch als Look-Up Tabelle realisiert sein, in der direkt unter Berücksichtigung des Korrekturwerts K einer Vielzahl Laufzeitdifferenzen ΔtS jeweils ein entsprechender Volumenstromwert QSI zugeordnet ist. Der Sensor 3 muss dann lediglich aufgrund dieser Zuordnung den Volumenstromwert QSI anhand der gemessenen Laufzeitdifferenz ermitteln.
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Um also den Sensor 3 auf die Pumpengehäuse 2 zu kalibrieren, wird nach Pumpeneinbau in dem Messstand ein (vor)bestimmter Durchfluss QREF in der Messstrecke erzeugt. Dann werden die Sensorwerte QSB mit dem Referenzvolumenstrom QREF des Durchflussmessgeräts verglichen und ein Korrekturwert K berechnet: K = QRef/ QSB.
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Der Korrekturwert K korrigiert eine fehlerhafte Basissteigung m. Der Korrekturwert K kann durch eine oder mehrere wiederholende Messungen an einem Messstand ermittelt werden. Der Kennwert K bezieht sich auf die Einheit des Volumenstroms, z.B. m3/h, und hat somit eine physikalische Bedeutung, so dass er klar verständlich ist. Der Kennwert K zeigt an, in wie weit die Steigung der linearisierten Sensorkennlinie SB von der wahren Steigung abweicht. Dafür wird das K als Verhältnis von Referenzvolumenstrom QRef und Sensorvolumenstromwert QSB gebildet. Die wahre Steigung (m·K) ergibt sich dann durch Multiplikation des gemessenen Volumenstromrohwerts QSB des Sensors 3 mit dem Korrekturfaktor K.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012013774 A1 [0013]
- DE 102014006743 A1 [0013]
