-
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung entsprechend dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
-
Durchflussgeräte kommen
in unterschiedlichen Formen zum Einsatz und basieren auf unterschiedlichen
physikalischen Messprinzipien. Insbesondere soweit die mittels dieser
Geräte
gewonnenen Durchflussmesswerte die Grundlage einer Preisbildung
für das
beispielsweise volumetrisch oder gravimetrisch erfasste Flüssiggut
bilden, unterliegen sie der Eichpflicht. Sie sind lediglich dann
im Geschäftsverkehr
zugelassen, wenn die Genauigkeit der durch sie gewonnenen Messdaten
innerhalb gesetzlich vorgegebener Toleranzen liegt. Zur Durchführung einer Eichung
ist ein Vergleich des mittels des zu prüfenden Durchflussmessgerätes gewonnenen
Messwertes mit einem, auf einem standardisierten Wege oder mittels
eines Vergleichsgerätes
bzw. eines Gebrauchsnormals gewonnenen, als Normwert anzusehenden
Messwertes erforderlich.
-
Durchflussmessgeräte sind
in der Form von Volumenzählern
mit beweglichen Messkammern bekannt, bei denen eine Volumenermittlung
des Flüssiggutes
auf eine Zählung
definierter Teilvolumina zurückgeführt wird,
wobei allerdings zur Ermittlung eines Massendurchflusses noch Informationen über die
Dichte des Flüssiggutes
notwendig sind. Diese Geräte
sind beispielsweise in der Form von Trommel-, Ringkolbenzählern usw
bekannt.
-
Auch
bei auf dem Wirkdruckverfahren basierenden Geräten, z. B. Venturidüsen, Normblenden, Normdüsen usw.
sind zur Ermittlung eines Massendurchflusses Zusatzinformationen über die
Dichte des Flüssiggutes
erforderlich.
-
Gleiches
gilt für
Messverfahren, die auf einer Messung der Geschwindigkeit des strömenden Gutes
basieren wie z. B. Turbinenzähler,
bei denen die Strömungsgeschwindigkeit
anhand der Drehzahl eines Turbinenrades ermittelt wird oder das
Schwebekörperverfahren,
bei welchem die Strömungsgeschwindigkeit
des Gutes anhand der Steighöhe
eines in einem vertikalen, konisch ausgebildeten Rohres aufgenommenen
und von dem Gut umströmten Schwebekörpers erfasst
wird. Auf einer Geschwindigkeitsmessung basieren auch Ultraschall-Laufzeit und
-Dopplerverfahren sowie magnetisch-induktive Verfahren.
-
An
Verfahren, die auf eine direkte Erfassung eines Massendurchflusses
gerichtet sind, seien thermische Verfahren wie z. B. das Wärmeverlustverfahren
und das Corioliskraft-Verfahren genannt. Derartige Messverfahren
sind von besonderem Vorteil bei der Messung von Flüssigkeiten.
Insbesondere das letztgenannte Verfahren zeichnet sich durch eine hohe
und reproduzierbare Messgenauigkeit aus.
-
Auf
letztgenanntem Verfahren basierende Messgeräte sind in der Form der Corioliszähler bekannt.
Dieses Verfahren basiert auf der Erzeugung einer Torsionsschwingung
in einem gekrümmten,
von dem flüssigen
Gut durchströmten
Leitungsabschnitt einer Rohrleitung senkrecht zu der Ebene dieses
beispielsweise U-förmig
gekrümmten
Leitungsabschnitts, der in dieser Ebene zwei zueinander parallele,
voneinander beabstandete Leitungselemente aufweist, so dass infolge
der in diesen Leitungselementen einander entgegengerichteten Geschwindigkeiten
des Gutes einander entgegengerichtete Corioliskräfte wirken, die ihrerseits
eine Torsionsschwingung in einer zweiten Ebene senkrecht zu der
erstgenannten Ebene bewirken. Die Phasendifferenz der Auslenkungen
zweier, in der zweiten Ebene entlang des Leitungselementes voneinander
beabstandeter Punkte dieses Leitungselementes ist proportional zu dem
Produkt aus der Dichte und der Strömungsgeschwindigkeit und hängt im übrigen lediglich
von geometrischen Randbedingungen ab. Somit kann die Messung dieser
Phasendifferenz in Verbindung mit dem Querschnitt der Leitung unmittelbar
zur Messung des Massenstromes verwendet werden.
-
Es
ist allgemein bekannt, eine Eichung der beispielsweise bei Tankfahrzeugen
installierten Durchflussmessgeräte
durchzuführen,
indem eine definierte Menge des Flüssiggutes aus dem Tankbehälter des
Fahrzeugs heraus und in einen Messbehälter hinein gepumpt wird, wobei
nach Maßgabe
der Art des Durchflussmessgerätes
die in den Messbehälter überführte Menge
volumetrisch oder gravimetrisch erfasst und mit den Daten des zu
prüfenden Durchflussmessgerätes verglichen
wird. Um den das Messergebnis verfälschenden Einfluss von Anfangsbedingungen
zu eliminieren, muss eine beträchtliche Menge
des Gutes in den Messbehälter
gepumpt werden, die nach erfolgter Eichung wieder in den Tankbehälter zurückgepumpt
werden muss. Von Nachteil ist die erforderliche Größe des Messbehälters, der
zu dem Standort des zu eichenden Tankbehälters mitgeführt werden
muss sowie der häufig
große
Zeitbedarf für
die Durchführung
der Eichung, die durch die Menge des zu fördernden Gutes, jedoch auch
durch eine häufig
geringe Pumpenleistung bedingt ist.
-
Es
ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung eine Anordnung
der eingangs bezeichneten Art zu konzipieren, die einfach handhabbar
ist, die für
einen mobilen Einsatz geeignet ist und die eichtechnische Genauigkeitsanforderungen
erfüllt. Gelöst ist diese
Aufgabe bei einer solchen Anordnung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des
Anspruchs 1.
-
Erfindungswesentlich
ist hiernach, dass auf einen Messbehälter verzichtet wird und eine
Kreislaufführung
für das
Flüssiggut
eingerichtet ist, in die ein solches Gebrauchsnormal eingebunden
ist, welches eine unmittelbare Erfassung eines Massenstromes ermöglicht.
Im Gegensatz zu Messgeräten, über welche
lediglich kinematische bzw. volumetrische Messgrößen wie Drehzahlen oder Strömungsgeschwindigkeiten
ermittelt werden, so dass zur Ermittlung eines Massenstromes noch
Zusatzinformationen hinsichtlich der Dichte des Gutes erforderlich sind,
kommt erfindungsgemäß im Rahmen
des Gebrauchsnormals ein solches Messgerät zum Einsatz, welches aus
einer Messgröße die unmittelbare
Ermittlung eines Massenstromes ermöglicht. Die erfindungsgemäße Anordnung
ist aus diesem Grund besonders zur Eichung von Messvorgängen bei
unter Druck verflüssigten
Gasen, Kohlenwasserstoffen, und weitere vergleichbaren Flüssigkeiten
geeignet. Einlaufeffekte, die das Messergebnis verfälschen könnten, werden
dadurch eliminiert, dass vor Beginn der Eichung während eines
wählbaren,
zur Erreichung stationärer
Verhältnisse
ausreichenden Zeitintervalls das Gut lediglich in dem genannten
Kreislauf geführt
wird, wobei anschließend
der Eichvorgang beginnt, der ebenfalls während eines wählbaren
Zeitintervalls durchgeführt
wird. Hierbei werden die Messdaten des zu prüfenden Durchflussmessgerätes einerseits
und diejenigen des Gebrauchsnormals parallel ermittelt und anschließend miteinander
verglichen, insbesondere daraufhin, ob Abweichungen innerhalb zu
tolerierender Grenzen liegen. Der Prüfvorgang kann bei unterschiedlichen
Durchflussgeschwindigkeiten wiederholt werden. Von besonderem Vorteil
ist, dass die Notwendigkeit eines häufig voluminösen Messbehälters ebenso
entfällt
wie der häufig
beträchtliche
Zeitbedarf für
ein Zurückpumpen des
Gutes in den Tankbehälter.
Die Eichung ist somit rasch durchführbar.
-
Gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 2 kommt als Gebrauchsnormal ein Corioliszähler zum Einsatz.
Dieses Merkmal verdeutlicht den vergleichsweise geringen apparatetechnischen
Aufwand für
die Durchführung
einer Eichung. Hierzu ist lediglich der Aufbau einer Kreislaufführung erforderlich,
in welche der regelmäßig ein
geringes Bauvolumen aufweisende Corioliszähler eingebunden ist. Entsprechende Anschlusspunkte
für Leitungen,
in welche auch das zu prüfende
Durchflussmessgerät
eingebunden ist, weist regelmäßig nahezu
jedes Reservoir auf. Dieses Merkmal verdeutlicht auch die im Vergleich
zu dem eingangs geschilderten Stand der Technik wesentlich verbesserte
Handhabbarkeit des zur Eichung einzusetzenden Arbeitsmittels.
-
Gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 3 umfasst der das Gebrauchsnormal beinhaltende Kreislauf
ein Mittel zur Förderung
des flüssigen
Gutes. Bei diesem kann es sich um eine Pumpe oder auch ein thermisch
wirksames Mittel zum Druckaufbau handeln wie z. B. einen Verdampfer.
In vielen Fällen
kann hierbei von der, dem Reservoir zugeordneten Austragspumpe Gebrauch
gemacht werden.
-
Gemäß den Merkmalen
der Ansprüche
4 bis 6 kann es sich bei dem genannten Reservoir um ortsfeste oder
auch mobile Tankbehälter
handeln. Eine Rückführung in
das Reservoir oberhalb des Flüssigkeitsbehälters ist
von Vorteil insbesondere bei kryogenen Flüssigkeiten mit Hinblick auf
gleichmäßige thermische
Verhältnisse
innerhalb des Reservoirs.
-
Entsprechend
den Merkmalen des Anspruchs 7 ist eine rasch durchführbare rechnergestützte Auswertung
des Messvorgangs vorgesehen. Zu diesem Zweck stehen sowohl das zu
prüfende Durchflussmessgerät als auch
das Gebrauchsnormal mit einer Rechnereinheit in Verbindung, die
mit der entsprechenden Auswertungssoftware ausgerüstet ist,
um das Messergebnis visuell darzustellen und in geeigneter Form
zu protokollieren.
-
In
der erfindungsgemäßen Anordnung
steht somit ein insbesondere für
einen mobilen Einsatz ausgebildetes, leicht handhabbares Arbeitsmittel
für eine
Durchführung
von Eichungen zur Verfügung, welches
im einfachsten Fall aus einem Gebrauchsnormal, hier einem Corioliszähler, Verbindungsleitungen
zur Herstellung der genannten Kreislaufführung und einer Rechnereinheit
nebst zugehörigen
Datenleitungen besteht. Es ist für
eine Eichung auf der Grundlage von Messungen des Massenstromes eines
Flüssiggutes
bestimmt, durch ein einfaches, diese Messgröße direkt erfassendes Messprinzip
gekennzeichnet und im Vergleich zu dem eingangs dargelegten Stand
der Technik in kürzester
Zeit auf- und abbaubar.
-
Die
Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in der Zeichnung
schematisch wiedergegebene Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
Diese zeigt ein zum Transport von Flüssiggas bestimmtes Tankfahrzeug 1,
dessen Tankbehälter 2 bis
zu einem Niveau 3, hier mit mehr als 50% mit Flüssiggas
gefüllt
ist.
-
Mit 4 ist
eine, an dem Tankbehälter
angebrachte Leitung bezeichnet, in deren Verlauf hintereinander
eine Pumpe 5, ein Durchflussmessgerät 6 und ein Absperrorgan 7 angeordnet
sind, welch letzteres mit einer Leitungskupplung 8 versehen
ist. Insbesondere die Leitungskupplung 8 sowie das Durchflussmessgerät 6 können von üblicher
Bauart sein. Die Leitung 4 dient zum Austragen des flüssigen Gutes
aus dem Tankbehälter
in Richtung der Pfeile 9. Insbesondere der Abschnitt zwischen
der Pumpe 5 und dem Tankbehälter 2 ist regelmäßig auch
zum Befüllen
des Tankbehälters 2 eingerichtet – auf eine Darstellung
von dieser Funktion zugeordneten Leitungsabschnitten und Absperrorganen
ist aus Gründen
der zeichnerischen Übersichtlichkeit
verzichtet worden.
-
Zwischen
der Pumpe 5 und dem Durchflussmessgerät 6 befindet sich
ein Abzweigpunkt 10, an dem eine übliche Pumpenbypassleitung 11 angesetzt
ist, in deren Verlauf sich ein Absperrorgan 12 befindet
und die im oberen Bereich des Tankbehälters 2, somit oberhalb
des Flüssigkeitspegels
in diesen einmündet.
-
Im
vorliegenden Fall wird davon ausgegangen, dass das Durchflussmessgerät 6 das
eichtechnisch zu prüfende
Durchflussmessgerät
ist, dessen Messdaten an einer Schnittstelle 13 als elektrische Signale,
beispielsweise in digitaler Form zur Verfügung stehen.
-
Mit 14 ist
ein Corioliszähler
bezeichnet, der erfindungsgemäß als Gebrauchsnormal
verwendet wird, der eingangsseitig über die Leitungskupplung 8 an
die Leitung 4 angeschlossen ist. Er steht ausgangsseitig über ein
Kupplungsorgan 15 mit einer Leitung 16 in Verbindung,
in deren Verlauf ein Absperrorgan 17 angeordnet ist und
die in ähnlicher Weise
wie die Leitung 11 im oberen Bereich des Tankbehälters 2 in
diesen einmündet.
Die Absperrorgane 7, 12, 17 können untereinander
gleich beschaffen sein.
-
An
dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Leitung 16 alternativ
auch mit der Leitung 11 zusammengefasst sein kann, so dass
lediglich eine, in den oberen Bereich des Tankbehälters 2 zurückführende Leitung
vorgesehen ist.
-
Der
Corioliszähler 14 weist
eine Schnittstelle 18 auf , an welcher dessen Messdaten
als elektrische Signale, beispielsweise in digitaler Form vorliegen.
-
Die
Schnittstellen 13, 18 stehen über Datenleitungen 19, 20 mit
einem Rechner, z. B. einem PC 21 in Verbindung, der softwaremäßig mit
Hinblick auf eine Auswertung der über diese Datenleitungen übertragenen
Messdaten eingerichtet ist, insbesondere zur visuellen Wiedergabe
sowie zur Protokollierung in hierzu eingerichteten Dateien. Diese
Auswertung basiert im wesentlichen auf einem Vergleich der während eines
definierten Zeitintervalls gemessenen Durchflussmengen.
-
Die
Arbeitsweise dieser Vorrichtung gestaltet sich vor diesem Hintergrund
wie folgt:
-
Es
wird zunächst
der Corioliszähler 14 über die
Leitungskupplungen 8, 15 mit den Leitungen 4, 16 verbunden,
so dass eine Kreislaufführung
ausgehend von dem Tankbehälter 2 über die
Pumpe 5, das Durchflussmessgerät 6 und den Corioliszähler 14 zurück zu dem
Tankbehälter 2 eingerichtet
wird. Regelmäßig steht
bei einem Tankfahrzeug 1 eine in einer Leitungskupplung 8 endende
Austragsleitung zum Austragen von Flüssiggut wie z. B. unter Druck
verflüssigten
Gasen, CO2, Kohlenwasserstoffe CxHy usw für die in
einer Leitungskupplung 15 endende Leitung 16 zur
Verfügung.
-
Anschließend werden
die Schnittstellen 13, 18 des Durchflussmessgerätes 6 sowie
des Corioliszählers 14 über die
Datenleitungen 19, 20 mit dem PC 21 verbunden.
-
Während einer
anfänglichen
Zeitspanne, die dazu dient, einen stationären Zustand des strömenden Flüssiggutes
insbesondere in thermischer Hinsicht herzustellen, wird dieses Flüssiggut
mittels der Pumpe 5 zunächst
in einem Kreislauf geführt,
der durch die Leitungen 4, 16 und den Tankbehälter 2 gebildet
ist und den das Durchflussmessgerät 6 sowie der Corioliszähler 14 eingebunden
sind. Die über
die Schnittstellen 13, 18 ermittelten Messdaten
werden kontinuierlich dem PC 21 übertragen.
-
Nachdem
ein stationärer
Zustand errreicht ist, werden während
einer definierten Zeitspanne, der Messperiode, die Messdaten des
Durchflussmessgerätes 6 und
des Corioliszählers 14 erfasst
und eichtechnisch ausgewertet. Dieser Messvorgang kann bei unterschiedlichen
Strömungsgeschwindigkeiten wiederholt
werden, so dass schließlich
ein Datensatz zur Verfügung
steht, der Abweichungen der Messdaten des Durchflussmessgerätes 6 von
denjenigen des Corioliszählers 14 beschreibt
und der die Grundlage für
die eichtechnische Prüfung
des genannten Gerätes 6 bildet.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung,
die im wesentlichen lediglich aus dem Corioliszähler 14, einem PC 21 mit
zugehöriger
Auswertungssoftware sowie solchen Leitungselementen besteht, die
für die Einrichtung
der oben beschriebenen Kreislaufführung bestimmt sind, ermöglicht eine
rasche eichtechnische Überprüfung eines
Durchflussmessgerätes 6, welches
an mobilen oder auch ortsfesten Tankbehältern angebracht sein kann.
-
Sie
bildet ein besonders einfach handhabbares und insbesondere leicht
transportierbares Arbeitsmittel, welches mit äußerst geringem Aufwand einrichtbar
ist und welches höchsten
Genauigkeitsansprüchen
genügt.