DE4341492A1

DE4341492A1 - Pipeline throughput regulating appts.

Info

Publication number: DE4341492A1
Application number: DE19934341492
Authority: DE
Inventors: Norbert Meier; Georg Prof Dr Ing Doerr
Original assignee: Em Technik Armaturenbau GmbH
Current assignee: Em Technik Armaturenbau GmbH
Priority date: 1993-12-06
Filing date: 1993-12-06
Publication date: 1995-06-08

Abstract

Equipment for regulating gas or liq. throughput in pipelines, esp. for dosing corrosives gases such as F2 or Cl2, includes NTC resistor (2,3) which are located as sensors in the pipeline (1) and which are enclosed in inert plastic (4), pref. PVDF or PTFE.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung (Konstant haltung) des Durchsatzes von Gasen oder Flüssigkeiten in diese führenden Leitungen.The present invention relates to a device for control (constant maintenance) of the throughput of gases or liquids in these leading Cables.

Zur Regelung des Durchsatzes strömender Flüssigkeiten ist es bekannt, in einer Bypassleitung zwei oder mehrere beheizte Sensoren anzuordnen, wobei unter schiedliche Strömungsgeschwindigkeit zu unterschiedlicher Sensortemperatur führt, d. h. daß diese proportional zum Durchsatz ist. Umgekehrt ist es auch mög lich, aus der zum Konstanthalten der Sensorentemperatur benötigten Energie auf die Strömungsgeschwindigkeit zu schließen.To regulate the throughput of flowing liquids, it is known in a Bypass line to arrange two or more heated sensors, under different flow rates at different sensor temperatures leads, d. H. that it is proportional to the throughput. Conversely, it is also possible Lich, from the energy required to keep the sensor temperature constant to close the flow rate.

Diese Sensoren weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie in aggressiven Medien nicht eingesetzt werden können, da sie schnell korrodieren.However, these sensors have the disadvantage that they are in aggressive media cannot be used because they corrode quickly.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Regelungs vorrichtung zu schaffen, die auch in Gegenwart von aggressiven Medien störungs frei arbeiten.The present invention has therefore set itself the task of a control device to create the interference even in the presence of aggressive media work freely.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einer Vorrichtung zur Regelung des Durch satzes von Gasen oder Flüssigkeiten in diesen führenden Rohrleitungen, insbe sondere zur Dosierung von aggressiven Gasen wie Fluor oder Chlor, wobei im gasführenden System Sensoren angeordnet sind, die ein Signal abgeben, das über einen Rechner auf ein den Durchsatz veränderndes Stellglied einwirkt erfindungsgemäß dadurch, daß als Sensoren in der Rohrleitung NTC-Wider stände angeordnet sind, die mit einem gegen das strömende Medium inerten Kunststoff ummantelt sind.This object is achieved with a device for regulating the through set of gases or liquids in these leading pipelines, esp special for the dosing of aggressive gases such as fluorine or chlorine gas-carrying system sensors are arranged that emit a signal that acts on a control element which changes the throughput via a computer according to the invention in that as sensors in the pipeline NTC-Wider Stands are arranged, which are inert with one against the flowing medium Are plastic coated.

Die Erfindung macht dabei von der Tatsache gebrauch, daß NTC-Widerstände (negative temperature coefficient) ihren Widerstand mit der Temperatur ändern. Überraschenderweise werden auch dann für die vorliegenden Zwecke, d. h. für die Erfassung geringer Strömungsunterschiede brauchbare Signale erhalten, wenn man die NTC′s mit einer Kunststoffschicht versieht, die gegen aggressive Medien inert ist.The invention makes use of the fact that NTC resistors (negative temperature coefficient) change their resistance with temperature. Surprisingly, even for the present purposes, i.e. H. For the detection of small flow differences receive useful signals, if you provide the NTC’s with a plastic layer that protects against aggressive Media is inert.

Besonders gut reproduzierbare Werte werden erhalten, wenn zwei Sensoren hin tereinander angeordnet und deren Temperaturdifferenz bzw. die Differenz der Widerstände als Regelgröße verwendet.Values that are particularly reproducible are obtained when two sensors are present arranged one above the other and their temperature difference or the difference of Resistors used as a control variable.

Die Ummantelung der NTC′s besteht aus einem Fluor enthaltenden Kunststoff, insbesondere aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder aus Polytetrafluorethylen (Teflon).The coating of the NTC’s consists of a fluorine-containing plastic, in particular from polyvinylidene fluoride (PVDF) or from polytetrafluoroethylene (Teflon).

Besonders gute reproduzierbare Werte werden erfindungsgemäß erhalten, wenn man die Widerstände in engem Abstand zueinander anordnet, vorzugsweise (stromab) in Abständen zwischen 0,1 bis 0,5 mm. Als Beschichtungsstärke wer den Materialdicken von etwa 0,1 bis 0,3, vorzugsweise von 0,2 mm verwendet, da diese Schichtstärken das Meßergebnis nur proportional geringfügig ändern.According to the invention, particularly good reproducible values are obtained if the resistors are arranged close to one another, preferably (downstream) at intervals between 0.1 to 0.5 mm. As a coating thickness who the material thicknesses of about 0.1 to 0.3, preferably 0.2 mm, used these layer thicknesses only slightly change the measurement result proportionally.

Ganz besonders bevorzugt sind die Widerstände mit Stromstärken von etwa 30 Milliampere aufgeheizt, was zu deren Temperatur von etwa 60 bis 70°C führt. In diesem Temperaturbereich sprechen die NTC′s besonders sensibel an, so daß überraschend geringe Durchsatzänderungen erfaßt werden können.The resistors with currents of about 30 are very particularly preferred Milliamps heated, which leads to their temperature of about 60 to 70 ° C. In this temperature range are particularly sensitive to the NTC's, so that Surprisingly small changes in throughput can be detected.

Anhand der beiliegenden Figur wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.The present invention is explained in more detail with reference to the attached figure.

In einer Leitung für Flüssigkeiten oder insbesondere für Gase sind zwei NTC′s 2 und 3 in Strömungsrichtung dicht hintereinander angeordnet, wobei der Abstand a, d. h. die Spaltbreite 0,2 mm beträgt. Der Durchmesser der NTC′s liegt bei 3 mm, die Stärke des Kunststoffmantels 4 beträgt 0,2 mm. Die NTC′s 2, 3 sind durch Anlegen eines Stromes einer Stärke von etwa 30 mA auf eine Temperatur von ca. 60-70°C gebracht.In a line for liquids or in particular for gases, two NTCs 2 and 3 are arranged closely one behind the other in the direction of flow, the distance a, ie the gap width being 0.2 mm. The diameter of the NTC's is 3 mm, the thickness of the plastic jacket 4 is 0.2 mm. The NTC's 2 , 3 are brought to a temperature of about 60-70 ° C by applying a current of a strength of about 30 mA.

Über die elektrischen Leitungen 5, 6 werden die Widerstände (ca. 5 Kiloohm) erfaßt und über eine Wheatstone-Brücke und Mikroprozessoren digital in einer Rechnereinheit 7 verarbeitet. Über die Steuerleitung 8 wird das als Differenzwert der beiden NTC′s 2, 3 ausgewertete Signal einer Steuereinheit 9 zugeführt, die einen Stellmotor für ein Ventil oder eine Blende umfaßt, die proportional zum gemessenen Widerstand (bzw. deren Differenz) geöffnet oder geschlossen wer den, um in der stromab liegenden Leitung 1′ den Durchsatz konstant zu halten.The resistances (approx. 5 kilohms) are detected via the electrical lines 5 , 6 and digitally processed in a computer unit 7 via a Wheatstone bridge and microprocessors. Via the control line 8 , the signal evaluated as the differential value of the two NTCs 2 , 3 is fed to a control unit 9 , which comprises a servomotor for a valve or an orifice which opens or closes in proportion to the measured resistance (or its difference) to keep the throughput constant in the downstream line 1 '.

Grundsätzlich ist auch die Verwendung eines einzigen Sensors möglich, der Wärme an das strömende Medium in Abhängigkeit zur Strömungsgeschwindigkeit abgibt und damit seine Temperatur und seinen Widerstand ändert.In principle, the use of a single sensor is also possible Heat to the flowing medium depending on the flow rate releases and thus changes its temperature and resistance.

Von besonderem Vorteil ist der einfache Aufbau. Die Strömungsverhältnisse zwi schen den Sensoren können leicht laminar gehalten werden, die Vorrichtung ist selbsteichend.The simple structure is particularly advantageous. The flow conditions between The sensors can be kept slightly laminar, the device is self-adjusting.

Weiterhin ist eine mit sehr hoher Genauigkeit arbeitende Regelung, d. h. Kon stanthaltung vorgegebener Werte möglich.Furthermore, a control working with very high accuracy, i. H. Con Maintaining specified values possible.

Claims

1. Vorrichtung zur Regelung des Durchsatzes von Gasen oder Flüssigkeiten in diesen führenden Rohrleitungen, insbesondere zur Dosierung von aggressiven Gasen wie Fluor oder Chlor, wobei im gasführenden System Sensoren ange ordnet sind, die ein Signal abgeben, das über einen Rechner auf ein den Durchsatz veränderndes Stellglied einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren in der Rohrleitung (1) NTC-Widerstände (2, 3) angeordnet sind, die mit einem gegen das strömende Medium inerten Kunststoff ummantelt (4) sind.1. Device for regulating the throughput of gases or liquids in these leading pipelines, in particular for metering aggressive gases such as fluorine or chlorine, sensors being arranged in the gas-carrying system, which emit a signal that changes via a computer to a throughput Actuator acts, characterized in that NTC resistors ( 2 , 3 ) are arranged as sensors in the pipeline ( 1 ), which are coated ( 4 ) with a plastic that is inert to the flowing medium.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren vorzugsweise stromab hintereinander angeordnet sind und bei strömendem Gas unterschiedliche Temperaturen aufweisen und wobei die Differenz der Widerstände in den NTC′s (2, 3) als Meßwert für den Durchsatz verwendet wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the sensors are preferably arranged downstream one behind the other and have different temperatures when the gas is flowing and the difference in the resistances in the NTC's ( 2 , 3 ) is used as a measured value for the throughput.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Um mantelung (4) der NTC-Widerstände aus einem Fluor enthaltenden Kunststoff besteht.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the sheath ( 4 ) of the NTC resistors consists of a fluorine-containing plastic.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung aus Polyvinylidenfluorid oder Poly tetrafluorethylen besteht.4. The device according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the sheath made of polyvinylidene fluoride or poly there is tetrafluoroethylene.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (2, 3) in engem Abstand zueinander angeordnet sind.5. The device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the sensors ( 2 , 3 ) are arranged at a close distance from one another.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Sensoren voneinander 0,1 bis 0,5 mm beträgt. 6. The device according to claim 5, characterized in that the distance of the Sensors from each other is 0.1 to 0.5 mm.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung der Sensoren eine Stärke von etwa 0,1 bis 0,3, vorzugsweise von 0,2 mm aufweist.7. The device according to one or more of claims 1 to 6, characterized characterized in that the coating of the sensors has a thickness of about 0.1 to 0.3, preferably 0.2 mm.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren bei einer Stromstärke von etwa 30 mA auf eine Temperatur von ca. 60 bis 70°C aufgeheizt sind.8. The device according to one or more of claims 1 to 7, characterized characterized in that the sensors at a current of about 30 mA a temperature of approx. 60 to 70 ° C is heated.