DE3719551A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsinhalts zumindest eines teilweise mit fluessigkeit und teilweise mit gas gefuellten behaelters - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsinhalts zumindest eines teilweise mit fluessigkeit und teilweise mit gas gefuellten behaelters

Info

Publication number
DE3719551A1
DE3719551A1 DE19873719551 DE3719551A DE3719551A1 DE 3719551 A1 DE3719551 A1 DE 3719551A1 DE 19873719551 DE19873719551 DE 19873719551 DE 3719551 A DE3719551 A DE 3719551A DE 3719551 A1 DE3719551 A1 DE 3719551A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
container
gas
volume
pressure
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19873719551
Other languages
English (en)
Inventor
Eduard Prof Dr Igenbergs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Igenwert GmbH
Original Assignee
Igenwert GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Igenwert GmbH filed Critical Igenwert GmbH
Priority to DE19873719551 priority Critical patent/DE3719551A1/de
Publication of DE3719551A1 publication Critical patent/DE3719551A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F17/00Methods or apparatus for determining the capacity of containers or cavities, or the volume of solid bodies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Flüssigkeitsinhalts zumindest eines ein festes Volumen aufweisenden, teilweise mit Flüssigkeit und teilweise mit Gas gefüllten Behälters, insbesondere eines Treibstofftanks. Ferner ist die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gerichtet.
Die Bestimmung des Flüssigkeitsinhalts von Behältern ist prinzipiell auf vielfältige Art und Weise möglich. Bereits bekannte Methoden sind beispielsweise zusammengestellt in dem Artikel "Review of UK developments in aircraft fuel management systems" im "Aeronautical journal", Oktober 1983, Seiten 301 bis 320.
Besondere Schwierigkeiten bereitet es, eine neigungsunabhängige Inhaltsbestimmung von beliebig geformten Behältern mit möglichst hoher Genauigkeit vorzunehmen, wie dies insbesondere bei der Bestimmung des Kraftstoffinhalts von Flugzeugtanks gefordert wird.
Die Ermittlung des Kraftstoffinhalts von Flugzeugtanks erfolgt üblicherweise mittels kapazitiver Sonden in Form eines Zylinderkondensators mit profilierter Innenelektrode, deren Durchmesser über die Höhe so variiert, daß die Kapazitätsänderung bei schwankendem Kraftstoff-Pegel der Volumenänderung in dem jeweiligen Tank entspricht. Die Herstellung dieser individuell für jede Tankform zu fertigenden Sonden ist sehr aufwendig, und dieses Meßsystem ist generell mit dem Nachteil behaftet, daß die durch die jeweilige Flugzeuglage bedingte Momentan-Tankposition nur dadurch im begrenztem Maße bei der Ermittlung des Tankinhalts berücksichtigt werden kann, daß versucht wird, die Sonde bzw. die Sonden geeignet im jeweiligen Tank zu positionieren. Als Folge der vergleichsweise hohen Meßungenauigkeit ist es erforderlich, die ständig mitzutransportierende Sicherheits-Reserve bei Flug­ zeugen relativ groß zu wählen, was sich entsprechend ungünstig auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, das es gestattet, das in einem Behälter, insbesondere einem Tank vorhandene Flüssigkeitsvolumen und damit die Masse mit im Vergleich zu bekannten Systemen hoher Genauigkeit und unabhängig von der Raumform und der Neigung des jeweiligen Behälters zu bestimmen. Außerdem soll dieses Verfahren mit geringem technischem Aufwand realisierbar und auch im Sinne einer kostengünstigen Nachrüstung bei bereits vorhandenen Einrichtungen und Anlagen verwendbar sein.
Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung im wesentlichen dadurch, daß der Gasanteil des Behältersinhalts während einer vorgebbaren Zeitspanne einer Kompression oder Expansion unterworfen und dabei zumindest die zu- oder abgeführte Arbeit und die Druckänderung im Gas ermittelt werden, und daß das Flüssigkeitsvolumen aus der Differenz zwischen dem bekannten Behältervolumen und dem nach Beendigung des Kompressions- oder Expansionvorgangs vorhandenen Gasvolumen erhalten wird, welches mittels der Gleichung
bestimmt wird, in der mit
V = das Volumen in m³ P = der Druck in N/m² L = die zu- oder abgeführte Arbeit in Ws und mit n = der Polytropenexponent
bezeichnet und der Zustand des aus dem Behälter, der darin enthaltenen Flüssigkeit und dem darin enthaltenen Gas beste­ henden Systems vor Beginn der Kompression oder Expansion mit dem Subskript (1) und der Zustand des System nach Beendigung der Kompression oder Expansion mit dem Subskript (2) gekennzeichnet ist.
Da die gemäß der Erfindung vorgesehene Bestimmung des Volumens und die damit unter Berücksichtigung der bekannten Temperatur ohne weiteres mögliche Bestimmung der Masse anhand von Meßwerten erfolgt, die ohne besondere Schwierigkeit mit hoher Genauigkeit erhalten werden können, ergibt sich bei der Volumen- bzw. Massebestimmung ebenfalls eine hohe, insbesondere von der Neigung des jeweiligen Behälters oder Tanks unabhängige Genauigkeit, welche im Falle von Flugzeugen eine solche Reduzierung der mitzutransportierenden Sicherheits-Reserve gestattet, daß sich das zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung benötigte System vergleichsweise schnell amortisiert.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird in Systemen, bei denen während des Kompressions- oder Expansionvorgangs im Behälter eine auftretende Wärmezufuhr oder Wärmeabfuhr vernachlässigbar ist, anstelle des Polytropenexponenten der der Art und Zusammensetzung des jeweiligen Gases entsprechenden Adiabatenexponent zur Gasvolumenberechnung verwendet. Da aber im allgemeinen bei einem Behälter während des Kompressions- oder Expansionsvorgangs eine Wärmezufuhr oder Wärmeabfuhr erfolgt und dabei sowohl im Gas wie in der Flüssigkeit örtliche und zeitliche Temperaturunterschiede auftreten, ist es erforderlich, mit dem Polytropenexponenten zu arbeiten. Dazu wird vorzugsweise eine Messung der Schallgeschwindigkeit im Gas vorgesehen und aus dieser Schallgeschwindigkeitsmessung ein über die im Behälter gewählte Meßstrecke gemittelter erster Temperaturwert zu Beginn und ein zweiter Temperaturwert zu Ende der Kompression oder Expansion bestimmt. Aus den auf diese Weise gewon­ nenen Temperaturwerten und den zugehörigen Druckwerten läßt sich dann der Polytropenexponent bestimmen.
Der Temperaturermittlung über eine Schallgeschwindigkeitsmessung kommt generell und unabhängig von dem geschilderten Anwendungsfall besondere Bedeutung zu, da sie es insbesondere gestattet, den mittleren Temperaturwert über jeweils eine definierte Meßstrecke zu bestimmen.
Die bei der Kompression bzw. Expansion zu- oder abgeführte Arbeit kann in einfacher Weise durch Bestimmung der benötigten Pumpleistung ermittelt werden, wobei die dazu erforderliche elektrische Leistungsmessung unter Berücksichtigung des jeweiligen, problemfrei zu bestimmenden Wirkungsgrades mit hoher Genauigkeit durchführbar ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung betrifft die Bestimmung des Flüssigkeitsinhalts von zwei teilweise mit Gas und teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Behältern, die durch zumindest eine Leitung mit in diese Leitung eingeschalteter Pumpe miteinander verbunden sind. Dieser Fall liegt generell bei Tanksystemen von Flugzeugen vor, bei denen die in verschiedenen Bereichen des Flugzeugs untergebrachten Einzeltanks über Leitungen miteinander in Verbindung stehen und ein Umpumpen des Tankinhalts beispielsweise zu Trimmzwecken üblich ist.
Diese Ausführungsvariante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Gasanteile der Behälterinhalte durch ein Umpumpen von Flüssigkeit aus dem einen Behälter in den anderen Behälter einer Kompression bzw. einer Expansion unterworfen werden, daß die Druckänderungen in beiden Behältern sowie die von der das Umpumpen der Flüssigkeit bewirkenden Pumpe geleistete Arbeit gemessen werden und daß aus den Druck- und Volumenwerten insbesondere zu Beginn und zum Ende der Kompression bzw. Expansion sowie aus der von der Pumpe erbrachten Leistung und dem bekannten oder insbesondere mittels einer Schallgeschwindigkeitsmessung bestimmten Polytropenexponenten die Gasvolumen beider Behälter errechnet und daraus unter Berücksichtigung der bekannten Tankvolumen der jeweilige Flüssigkeitsinhalt bestimmt wird.
Wie bei allen Ausführungsformen der Erfindung ist dabei von Vorteil, daß die Druckmeßwerte auch dann mit hoher Genauigkeit bestimmt werden können, wenn die verwendeten Sensoren zeitweise oder auch länger in die jeweilige Flüssigkeit getaucht oder von ihr umspült sind.
Die Umpumpvorgänge werden im Falle eines Flugzeugtanksystems stets zwischen solchen Tanks durchgeführt, aus denen gerade kein Abfluß erfolgt.
Besonders vorteilhafte Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung und der verschiedenen Ausführungsvarianten sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der gemäß der Erfindung erfolgenden Inhaltsbestimmung eines Behälters unter Verwendung einer Pumpe,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer insbesondere zur Verwendung im schwerefreien Zustand geeigneten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine Variante der Anordnung nach Fig. 2, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitsinhalts von zwei teilweise mit Gas und teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Behältern, wie sie beispielsweise in Form von Einzeltanks in Flugzeugen vorliegen.
Fig. 1 zeigt einen Behälter 1, der teilweise mit Flüssigkeit und teilweise mit Gas gefüllt ist. Der jeweils von der Flüssigkeit eingenommene Raum ist dabei mit dem Bezugszeichen 2 und der jeweils vom Gas eingenommene Raum mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet.
An den Gasraum 3 ist ein Druckmesser 4 angeschlossen, der in praktischen Ausführungsformen vorzugsweise in den Deckel integriert wird.
Mit dem Behälter 1 ist eine Pumpe 5 über eine Leitung 8 verbunden, die in den Flüssigkeitsraum 2 mündet, und zwar vorzugsweise bodenseitig.
Die Pumpe 5 ist ferner mit einem Vorratsbehälter 6 verbunden, der ein vorgebbares Volumen von der auch im Behälter 1 vorhandenen Flüssigkeit enthält und dessen Druck bekannt ist oder jeweils ermittelt wird.
Der Pumpe 5 zugeordnet ist ein elektrischer Leistungsmesser 7. Druckmesser 11, 12 sind ferner im Bereich der beiden Enden der Verbindungsleitung 8 angeordnet, um aus der Förderhöhe H resultierende, zusätzlich auftretenden Arbeiten kompensierend berücksichtigen zu können.
Dem Gasraum 3 des Behälters zugeordnet ist ferner ein aus Sender 9 und Empfänger 10 bestehendes Meßsystem zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit auf einer durch den Gasraum verlaufenden Meßstrecke.
Es wird nun die Bestimmung des Gas- und Flüssigkeitsinhaltes in dem Behälter 1 im einzelnen erläutert.
Der Zustand des aus dem Behälter 1, der darin enthaltenen Flüssigkeit und dem darin enthaltenen Gas bestehenden Systems vor Beginn der Kompression oder der Expansion wird mit dem Subskript (1) und der Zustand dieses Systems nach Beendigung der Kompression oder Expansion mit dem Subskript (2) be­ zeichnet.
Ferner wird angegeben mit
V = das Volumen in m³ P = der Druck in N/m² L = die zu- oder abgeführte Arbeit in Ws n = der Polytropenexponent.
Nach den Gesetzen der Thermodynamik erhält man die beim Übergang vom Zustand 1 zum Zustand 2 zu- oder abgeführte Arbeit L 1-2 nach der Gleichung
Das Volumen des Gases nach Beendigung der Kompression oder Expansion ergibt sich durch die Auflösung dieser Gleichung nach V
Dieses Volumen kann berechnet werden, wenn die zu- oder abgeführte Leistung L 1-2, der Druck P₁ und der Druck P₂ gemessen sind und der Polytropenexponent bekannt ist.
Wird dem Behälter während der Bestimmung des Volumens des Gases keine Wärme zu- oder abgeführt, dann gilt für den Polytropenexponenten der der Art und Zusammensetzung des Gases entsprechende Adiabatenexponent γ.
Im allgemeinen wird einem Behälter jedoch Wärme zu- oder abgeführt. Dabei werden sowohl in dem Gas wie in der Flüssigkeit örtliche und zeitliche Temperaturunterschiede auftreten. Die Ermittlung des Polytropenexponenten erfolgt gemäß der Erfindung über eine Messung der Schallgeschwindigkeit im Gas.
Wird mit
c = Schallgeschwindigkeit in m/s R = Gaskonstante in m²/sK (kann als bekannt vorausgesetzt werden, wenn die chemische Zusammensetzung des Gases bekannt ist) γ = Adiabatenexponent
bezeichnet, dann gilt
C² = q RT
und
Aus der Schallgeschwindigkeit kann damit ein über die gewählte Meßstrecke in dem Behälter gemittelter Temperaturwert T₁ zu Beginn und T₂ zu Ende der Kompression oder Expansion bestimmt werden.
Für die polytrope Zustandsänderung gilt weiterhin:
und damit
Mit den gemessenen Werten T₂ und T₁ sowie P₂ und P₁ läßt sich mit Hilfe dieser Gleichung der Polytropenexponent n be­ stimmen.
Wenn zur Kompression oder Expansion eine Pumpe wie im Falle des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 eingesetzt werden kann, dann wird die Arbeit L 1-2 aus der zu- oder abgeführten Pumpleistung bestimmt, wobei natürlich der Wirkungsgrad berücksichtigt und in jedem Einzelfall einmal bestimmt werden muß.
Ist die Pumpe 5 vom Behälter 1 entfernt, dann muß die zur Volumen­ bestimmung erforderliche Arbeit aus der von der Pumpe 5 geleisteten Arbeit durch Abzug von Reibungsarbeit und der zur Überwindung anderer Leitungsverluste erforderlichen Arbeit und ggf. der in einem Schwerefeld zur Überwindung der erforderlichen Förderhöhe zwischen Pumpe und der Oberfläche der Flüssigkeit nötigen Arbeit bestimmt werden, wobei diese Arbeit je nach Pumprichtung positiv oder negativ sein kann.
Zur Messung dieser zusätzlich auftretenden Arbeiten erfolgt außer der mittels des Druckmessers durchgeführten Druckmessung im Behälter 1 noch eine Druckmessung mittels der Meßgeräte 11 und 12 an beiden Enden der Verbindungsleitung 8 zwischen Pumpe 5 und Behälter 1.
Fig. 2 zeigt in schematischer Weise eine Anordnung, wie sie beispielsweise im schwerefreien Zustand eingesetzt werden kann, wenn keine Pumpe verwendbar ist und die zu- oder abgeführte Arbeit durch eine definierte Volumenänderung geleistet wird.
Dazu wird im Gasraum 3 des Behälters 1 ein mittels Hochdruckgas aufblasbares Volumen in Form eines Verdrängungskörpers 14 vorgesehen, der mit einer Quelle 13 für Hochdruckgas in Verbindung steht.
Alternativ kann entsprechend der Darstellung in Fig. 3 mittels einer Abtrennvorrichtung 15 ein bestimmtes Gasvolumen des Gasraumes 3 abgetrennt werden, worauf dann aus diesem abgetrennten Volumen das Gas durch Abblasen oder Auspumpen 16 entfernt und dann das evakuierte Volumen wieder zum Behältervolumen hinzugefügt wird. Dieser Vorgang entspricht einer geregelten Expansion mit einer bekannten Änderung der Gasmen­ ge.
Man kann auch einen evakuierten Expansionstank 16 am Behälter anschließen und öffnen. Ist Δ V die bekannte Volumenveränderung, dann gilt
Δ V = V₁ - V
und für die Arbeit gilt
Dieser Ausdruck für die Arbeit wird in die Gleichung zur Berechnung von V₂ eingesetzt, dann wird V₂ wie bereits dargelegt bestimmt.
Fig. 4 zeigt in schematischer Weise eine Vorrichtung zur Bestimmung des Inhaltes von zwei teilweise mit Gas und teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Behältern 1, 1′, deren Flüssigkeitsräume 2, 2′ über eine Leitung 8, 8′ mit zwischengeschal­ teter Pumpe 5 miteinander verbunden sind.
Den Gasräumen 3, 3′ sind wiederum Druckmesser 4, 4′ zugeordnet, und es sind auch Sender 9, 9′ und Empfänger 10, 10′ zur Messung der Schallgeschwindigkeit in den Gasräumen 3, 3′ vorgesehen. Die beiden ergänzend mit den Buchstaben A und B gekennzeichneten Behälter befinden sich auf unterschiedlichem Niveau. Die Fallhöhen zwischen den Behältern und der Pumpe 5 sind dabei in Fig. 4 mit F₁ und F₂ bezeichnet.
Druckmesser 11, 11′ und 12, 12′ sind jeweils an den Enden der Verbindungsleitungen 8, 8′ am jeweiligen Behälter bzw. an der Pumpe vorgesehen. Die Pumpenleistung wird mittels eines Meßgerätes 7 bestimmt.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird Flüssigkeit aus dem einen Behälter, z. B. dem Tank A, in den anderen Behälter, z. B. dem Tank B, gepumpt. Die Druckänderungen in den beiden Behältern werden ebenso gemessen wie die von der Pumpe 5 geleistete Arbeit.
Der Druck P und das Volumen V zu Beginn einer Kompression oder einer Expansion werden wiederum mit dem Index (1), der Druck und das Volumen bei Beendigung der Kompression oder Expansion mit dem Index (2) gekennzeichnet; der Index A bezeichnet einen dem Behälter A zugeordneten Parameter, während der Index B einen dem Behälter B zugeordneten Parameter darstellt.
Die Druckänderung im Tank A erfordert die Arbeit
Die Druckänderung im Tank B erfordert die Arbeit
Die Summe dieser Arbeiten ist die von der Pumpe zu erbringende Leistung L,
L = L A, 1-2 + L B, 1-2
Diese Leistung kann gemessen werden.
Das aus dem Behälter A gepumpte Flüssigkeitsvolumen ist gleich dem in den Behälter B gepumpten Volumen und umgekehrt.
V A1 - V A2 = V B2 - V B1
Weiterhin gelten in beiden Behältern A und B Gleichungen für polytrope Zustandsänderungen
Wenn die Druckwerte P A1, P A2, P B1, P B2 sowie die Pumpleistung L gemessen werden und die polytropen Exponenten n A und n B in den Tanks A und B entweder bekannt sind oder in der bereits beschriebenen Weise ermittelt werden, dann liegt ein System von sechs Gleichungen vor, aus denen die sechs unbekannten Größen V A1, V A2, V B1, V B2, L A, 1-2, L B, 1-2 bestimmt werden können. Aus den Gasvolumen V A2 und V B2 kann dann bei bekannten Tankvolumen der Flüssigkeitsinhalt der beiden Behälter A und B bestimmt werden.
Um bei sich auf unterschiedlicher Höhe befindenden Behältern den Gegebenheiten einer schwerebehafteten Umgebung Rechnung zu tragen, muß die jeweilige Förderhöhe F₁, F₂ zwischen der Pumpe 5 und den Behältern A und B berücksichtigt werden.
Dies erfolgt vorzugsweise in der Art, daß unmittelbar an der Pumpe 5 und an den Zuleitungen 8, 8′ zu den Behältern A und B Druckmesser 12, 12′ angebracht werden.
Aus der Druckdifferenz zwischen dem Druck im Behälter und dem entsprechenden Druck an der Pumpe kann die für die Förderhöhe zu erbringende oder sich aus dieser ergebende Arbeit zusammen mit den Arbeitsanteilen bestimmt werden, die erforderlich sind, um Reibungsverluste und Strömungsverluste in den Leitungen zwischen der Pumpe 5 und den Behältern A und B zu erbringen. Diese zusätzliche Arbeit wird unter Berücksichtigung ihres Vorzeichens bei der bereits erläuterten Volumens- bzw. Inhaltsbestimmung korrigierend berücksichtigt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung eignet sich auch besonders zur Nachrüstung, da der erforderliche gerätetechnische Aufwand gering ist. Dies erleichtert auch den Einsatz der Vorrichtung nach Erfindung als Zusatzsystem, das überdies den Vorteil mit sich bringt, daß es eine Überprüfung herkömmlicher, bereits eingebauter Durchflußmeßsysteme gestattet, eine sofortige Erfassung von nicht korrekt geschlossenen Tanks und eventuellen Lecks ermöglicht und aufgrund seiner insbesondere bei möglichst vollem Tank gegebenen hohen Genauigkeit sogar die Überprüfung der Triebwerksleistungen zuläßt.

Claims (18)

1. Verfahren zur Bestimmung des Flüssigkeitsinhalts zumindest eines ein festes Volumen aufweisenden, teilweise mit Flüssigkeit und teilweise mit Gas gefüllten Behälters, insbesondere eines Treibstofftanks, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasanteil des Behälterinhalts während einer vorgebbaren Zeitspanne einer Kompression oder Expansion unterworfen und dabei zumindest die zu- oder abgeführte Arbeit und die Druckänderung im Gas ermittelt werden, und daß das Flüssigkeitsvolumen aus der Differenz zwischen dem bekannten Behältervolumen und dem nach Beendigung des Kompressions- oder Expansionsvorgangs vorhandenen Gasvolumen erhalten wird, welches mittels der Gleichung bestimmt wird, in der mitV= das Volumen in m³P= der Druck in N/m²L= die zu- oder abgeführte Arbeit in Ws und mitn= der Polytropenexponentbezeichnet und der Zustand des aus dem Behälter, der darin enthaltenen Flüssigkeit und dem darin enthaltenen Gas bestehenden Systems vor Beginn der Kompression oder der Expansion mit dem Subskript (1) und der Zustand des Systems nach Beendigung der Kompression oder Expansion mit dem Subskript (2) gekennzeichnet ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte kontinuierlich ermittelt und der Flüssigkeitsinhalt und/oder der Verbrauch in Form einer dynamischen Anzeige ständig dargestellt wird bzw. werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Systemen, bei denen eine während des Kompressions- oder Expansionvorgangs im Behälter auftretende Wärmezufuhr oder Wärmeabfuhr vernachlässigbar ist, anstelle des Polytropenexponenten (n) der der Art und Zusammensetzung des jeweiligen Gases entsprechende Adiabatenexponent (γ) zur Gasvolumenberechnung verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Polytropenexponent (n) durch eine Schallgeschwindigkeitsmessung im Gas bestimmt und dazu mittels der For­ mel die über eine Meßstrecke im Behälter gemittelten Temperaturwerte T₁ zu Beginn und T₂ zu Ende der Kompression oder Expansion ermittelt werden und dann aus diesen Temperaturwerten und den zugehörigen Druckwerten der Polytropenexponent (n) durch die Gleichung bestimmt wird; dabei istc= Schallgeschwindigkeit in m/sR= Gaskonstante in m²/sKγ= AdiabatenexponentP= Druck in N/m²T= Temperatur in K.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu- oder abgeführte Arbeit aus der für die Kompression oder Expansion aufgewandten Pumpleistung bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu- oder abgeführte Arbeit über eine definierte Volumenveränderung nach der Gleichung bestimmt wird; dabei istV= Volumen in m³P= Druck in N/m²n= Polytropenexponent.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Flüssigkeitsinhalt von zwei teilweise mit Gas und teilweise mit Flüssigkeit gefüllten Behältern, die durch zumindest eine Leitung mit in diese Leitung eingeschalteter Pumpe miteinander verbunden sind, bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasanteile der Behälterinhalte durch ein Umpumpen von Flüssigkeit aus dem einen Behälter in den anderen Behälter einer Kompression bzw. einer Expansion unterworfen werden, daß die Druckänderungen in beiden Behältern sowie die von der das Umpumpen der Flüssigkeit bewirkenden Pumpe geleistete Arbeit gemessen werden und daß aus den Druck- und Volumenwerten zumindest zu Beginn und zum Ende der Kompression bzw. Expansion sowie aus der von der Pumpe erbrachten Leistung und den bekannten oder insbesondere mittels einer Schallgeschwindigkeitsmessung bestimmten Polytropenexponenten die Gasvolumen beider Behälter errechnet und daraus unter Berücksichtigung der bekannten Tankvolumen der jeweilige Flüssigkeitsinhalt bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich in einer schwerebehafteten Umgebung auf unterschiedlicher Höhe befindenden Behältern zusätzlich die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Behälter und dem Druck unmittelbar an der Pumpe bestimmt und daraus die für die jeweilige Förderhöhe zu erbringende oder sich aus dieser ergebende Arbeit zusammen mit den Arbeitsanteilen ermittelt wird, die erforderlich sind, um Reibungs- und Strömungsverluste in der Leitung oder den Leitungen zwischen Pumpe und Behälter oder Behältern zu erbringen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich in einer nicht schwerebehafteten Umgebung befindenden Behältern ergänzend die Arbeitsanteile ermittelt werden, die Reibungs- und Strömungsverlusten, insbesondere in den Leitungen entsprechen.
10. Vorrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitsinhaltes eines ein festes Volumen aufweisenden Behälters nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Verringerung oder Vergrößerung des im Behälter (1) vorhandenen Gasraumes (3) sowie eine Anordnung (7) zur Messung der dazu aufgewendeten oder angefallenen Arbeit vorgesehen sind, und daß mit dem Behälter (1) insbesondere gasraumseitig ein Druckmesser (4) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verringerung oder Vergrößerung des im Behälter (1) vorhandenen Gasraumes (3) aus einer Pumpe (5) besteht, die einerseits mit einem Flüssigkeits­ vorratsbehälter (6), der einen vorgebbaren oder durch Messung erfaßbaren Druck aufweist, und andererseits über eine Leitung (8) mit dem Flüssigkeitsraum (2) des Behälters (1) verbunden ist, und daß der Pumpe (5) ein elektrisches Leistungsmeßgerät (7) zugeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasraum (3) ein aus Sender (9) und Empfänger (10) bestehendes Schallgeschwindigkeits-Meßgerät zugeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (9) und Empfänger (10) außenraumseitig am Behälter (1) angebracht sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Druckmesser (11, 12) unmittelbar am Förderausgang der Pumpe (5) und am Ort der Einmündung der Förderleitung (8) in den Behälter (1) vorgesehen sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verringerung oder Vergrößerung des im Behälter (1) vorhandenen Gasraumes (3) aus einem mittels einer Druckquelle (13) veränderbaren, innerhalb des Gasraumes (3) angeordneten und von diesem getrennten Volumen (14) besteht.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Verringerung oder Vergrößerung des im Behälter (1) vorhandenen Gasraumes (3) aus einer dem Gasraum (3) zugeordneten Abtrennvorrichtung (15) be­ steht, die auf ihrer vom Gasraum (3) abgewandten Seite mit einer Absaugvorrichtung (16) verbunden ist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, bei der zwei über eine Leitung (8, 8′) mit in diese Leitung eingeschalteter Pumpe (5) miteinander verbundene Behälter (1, 1′) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der reversiblen Pumpe (5) jeweils einander in der Anordnung und Ausführung entsprechenden Meßgeräte (4, 4′; 9, 10, 9′, 10′; 11, 11′; 12, 12′) vorgesehen sind.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmesser (4) jeweils in einem Behälterdeckel angeordnet sind.
DE19873719551 1987-06-11 1987-06-11 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsinhalts zumindest eines teilweise mit fluessigkeit und teilweise mit gas gefuellten behaelters Withdrawn DE3719551A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873719551 DE3719551A1 (de) 1987-06-11 1987-06-11 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsinhalts zumindest eines teilweise mit fluessigkeit und teilweise mit gas gefuellten behaelters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19873719551 DE3719551A1 (de) 1987-06-11 1987-06-11 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsinhalts zumindest eines teilweise mit fluessigkeit und teilweise mit gas gefuellten behaelters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3719551A1 true DE3719551A1 (de) 1988-12-29

Family

ID=6329519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19873719551 Withdrawn DE3719551A1 (de) 1987-06-11 1987-06-11 Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsinhalts zumindest eines teilweise mit fluessigkeit und teilweise mit gas gefuellten behaelters

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3719551A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005052522A1 (en) * 2003-11-20 2005-06-09 Intellient Volume measuring device
DE102011003615B4 (de) 2011-02-03 2024-06-06 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines Volumenstroms einer in einen Behälter einströmenden Flüssigkeit und/oder eines in den Behälter eingeströmten Volumens der Flüssigkeit

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE636619C (de) * 1934-12-13 1936-10-16 Siemens App Einrichtung zum Messen des Vorrates an Fluessigkeit oder festen Stoffen in einem Behaelter durch Ermittlung der durch eine bestimmte Volumenaenderung des Leerraumes des Behaelters in diesem hervorgerufenen Druckaenderung
DE829666C (de) * 1949-05-31 1952-01-28 Willy Lepper Dr Ing Verfahren zur Inhaltsfeststellung eines geschlossenen Behaelters beliebiger Form und Art
DE897331C (de) * 1941-12-25 1953-11-19 Hans Dr Platzer Verfahren zur Messung eines Behaelterinhaltes in bezug auf feste und/oder fluessige Stoffe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE636619C (de) * 1934-12-13 1936-10-16 Siemens App Einrichtung zum Messen des Vorrates an Fluessigkeit oder festen Stoffen in einem Behaelter durch Ermittlung der durch eine bestimmte Volumenaenderung des Leerraumes des Behaelters in diesem hervorgerufenen Druckaenderung
DE897331C (de) * 1941-12-25 1953-11-19 Hans Dr Platzer Verfahren zur Messung eines Behaelterinhaltes in bezug auf feste und/oder fluessige Stoffe
DE829666C (de) * 1949-05-31 1952-01-28 Willy Lepper Dr Ing Verfahren zur Inhaltsfeststellung eines geschlossenen Behaelters beliebiger Form und Art

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005052522A1 (en) * 2003-11-20 2005-06-09 Intellient Volume measuring device
DE102011003615B4 (de) 2011-02-03 2024-06-06 Endress+Hauser Conducta Gmbh+Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Messung eines Volumenstroms einer in einen Behälter einströmenden Flüssigkeit und/oder eines in den Behälter eingeströmten Volumens der Flüssigkeit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1089892B1 (de) Verfahren und einrichtung zur bestimmung der kraftstoff-restmenge in einem kraftstoffsystem eines kraftwagens
AT512724B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur kontinuierlichen Messung des dynamischen Kraftstoffverbrauchs einer Brennkraftmaschine
DE60133697T2 (de) Genaue Abgabevorrichtung für kryogenische Flüssigkeit
DE2407132A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur selbsttaetigen volumensueberwachung eines lagertankes
DE102015204373A1 (de) Verfahren zum Betanken von Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeug
EP1105701A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur volumenbestimmung
DE112005001687T5 (de) Kühlmittelfüllsystem und Verfahren mit Patronen
DE60010774T2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung eines zweiphasigen Durchflusses
DE10236283A1 (de) Fluidmessung
DE2906897C2 (de)
DE3700893A1 (de) Flugzeug-energieladeverfahren und -einrichtung
DE29606210U1 (de) Vorrichtung zur Messung des Gasgehaltes in Flüssigkeiten
DE3719551A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsinhalts zumindest eines teilweise mit fluessigkeit und teilweise mit gas gefuellten behaelters
DE4205453C2 (de) Einrichtung zum Messen von hydraulischen Durchflußmengen und Leckagen an einem Prüfling
DE3744324A1 (de) Sampling-verfahren fuer schwingungs-araeometer
EP0015874B1 (de) Verfahren zur Leckratenbestimmung
EP3181984A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur messung einer wasserstoffmenge
DE2442746B2 (de) Vorrichtung zur Messung des Ölverbrauchs
DE2737069A1 (de) Verfahren zur echtmessung von behaelter-fuellvolumen
DE1085695B (de) Messgeraet zur Bestimmung der Dichte einer Fluessigkeit
DE102008054788A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln des Füllstandes eines Tanks
DE3029093C2 (de)
DE3445335A1 (de) Vorrichtung zur bestimmung des absolutwerts der konzentration von salzen in der atmosphaere
DE636619C (de) Einrichtung zum Messen des Vorrates an Fluessigkeit oder festen Stoffen in einem Behaelter durch Ermittlung der durch eine bestimmte Volumenaenderung des Leerraumes des Behaelters in diesem hervorgerufenen Druckaenderung
DE102008050138A1 (de) Verfahren zum Zuordnen eines Messsignals eines Füllstandssensors zu einer Flüssigkeitsmenge

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: G01F 23/14

8139 Disposal/non-payment of the annual fee