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 behaeltersInfo
- 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- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/14—Indicating 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F17/00—Methods 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 V₂
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 - V₂
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.
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)
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)
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 |
-
1987
- 1987-06-11 DE DE19873719551 patent/DE3719551A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
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)
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 |