DD204761A1

DD204761A1 - ARRANGEMENT FOR THE ELECTRONIC QUANTITY EVALUATION OF A STROEMENING GAS

Info

Publication number: DD204761A1
Application number: DD23924182A
Authority: DD
Inventors: Harald Krause
Original assignee: Inst Energieversorgung Abt Aus
Priority date: 1982-04-23
Filing date: 1982-04-23
Publication date: 1983-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Messen des stroemenden Volumens eines Gases im Betriebszustand und dessen Umwertung auf vorgegebene Bezugsbedingungen mittels eines Rechnerschaltkreises. Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Fehlmessungen der Menge von Gasen, die Druck- und Temperaturschwankungen unterworfen sind, zu vermeiden. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass im stroemenden Medium Messwertgeber fuer Druck, Temperatur und Menge angeordnet werden und dessen Signale mittels eines durch einen mengenproportionalen Impuls eines beliebigen Mengenmessers gesteuerten Rechnerschaltkreises bewertet werden. Die Messsignale von Druck und Temperatur werden A/D-Wandlern zugefuehrt, die die Messsignale in eine digitale parallele Information umwandeln. Mittels eines Programmgebers und einer Dateneingabeeinheit werden die Signale dem Rechnerschaltkreis zur Verarbeitung zugefuehrt. Gleichzeitig misst ein beliebiger Mengenmesser das stroemende Medium im Betriebszustand und startet mit jedem Mengenimpuls das Rechnerprogramm. Der Rechnerschaltkreis arbeitet nach vorgegebenem Programm die Umwertung des Gasvolumens auf Bezugsbedingungen ab und gibt das Ergebnis ueber eine Datenausgabeeinheit auf einem Anzeigewerk aus.The invention relates to an arrangement for measuring the flow volume of a gas in the operating state and its conversion to predetermined reference conditions by means of a computer circuit. The aim of the invention is to avoid the erroneous measurements of the amount of gases which are subjected to pressure and temperature fluctuations. The object is achieved by arranging sensors for pressure, temperature and quantity in the flowing medium and evaluating the signals thereof by means of a computer circuit controlled by a quantity-proportional pulse of any flow meter. The pressure and temperature measurement signals are fed to A / D converters, which convert the measurement signals into digital parallel information. By means of a programmer and a data input unit, the signals are fed to the computer circuit for processing. At the same time, any flow meter measures the flowing medium in the operating state and starts the computer program with each quantity pulse. The computer circuit works according to a predetermined program, the conversion of the gas volume to reference conditions and outputs the result via a data output unit on a display unit.

Description

Title of the invention

Anordnung zur elektronischen Mengenumwertung eines strömenden GasesArrangement for electronic volume conversion of a flowing gas

Field of application of the invention

In der Stoff- und Energiewirtschaft, insbesondere der regionalen und örtlichen Gasverteilung wird der Mengenstrom von Gasen gemessen. Da aber die Menge unter Betriebsbedingungen (Schwankungen von Druck und Temperatur) gemessen wird, kommt es unter den genannten Bedingungen zu Feinmessungen. Die zur Zeit eingesetzten mechanischen Gasmengenumwerter genügen in Bezug auf Wartungsfreiheit, Meßfehler und Baugröße den Anforderungen nicht mehr· Deshalb wird der Einsatz eines speziellen elektronischen Gasmengenumwerters für alle Anwendungsfälle, bei denen der Kompressibilitätsfaktor des zu messenden Mediums ιnahe eins liegt, vorgeschlagen*In the materials and energy industry, in particular the regional and local gas distribution, the mass flow of gases is measured. However, since the quantity is measured under operating conditions (fluctuations of pressure and temperature), fine measurements occur under the conditions mentioned. The currently used mechanical gas volume converters do not meet the requirements in terms of maintenance-free, measuring errors and size · Therefore, the use of a special electronic Gasmengenumumwerters for all applications in which the compressibility factor of the medium to be measured is close to one, proposed *

Characteristic of the known technical solutions

Auf dem Gebiet der Gasmengenumwertung existieren eine Vielzahl von Lösungen. Mechanische Prinzipien werden hier nicht betrachtet.There are a large number of solutions in the field of gas volume conversion. Mechanical principles are not considered here.

Sine der vorgeschlagenen Lösung nahekommende Anordnung wird in der Offenlegijngsschrift Nr. 29 01 080 (BBD) (G 01 P 15/02) beschrieben. Bei dieser Anordnung wird der Einsatz eines programmierten Digitalcomputers vorgeschlagen. Diese AnordnungThe arrangement approaching the proposed solution is described in Offenlegungsschrift No. 29 01 080 (BBD) (G 01 P 15/02). In this arrangement, the use of a programmed digital computer is proposed. This arrangement

23APR1982*OO5Ü5123APR1982 * OO5Ü51

arbeitet mit hohem elektronischen Aufwand, insbesondere zur Berechnung des in der Erfindung nicht berücksichtigten Kompressibilitätsfaktors, weiterhin sind Verfahren bekannt, die Druck und/oder Temperatureignale zur Umwertung von Gasmengen benutzen (DE-aS Nr. 19 66 331; DE-AS Nr. 21 66 959 G 01 F 15/02). Außerdem ist ein Verfahren bekannt (DE-OS Nr. 29 39 721 G 01 F 15/Q4·), das mit elektronischen Mitteln eine Umwertung der Gasmenge durchführt. Jedoch wird hier wieder eine Berechnung des Kompressibilitätsfaktors durchgeführt, wodurch sich der Bauelement«»- und Berechnungsaufwand sowie die Störanfälligkeit erhöhen. Auch sind Verfahren bekannt (DE-AS Nr. 22 02 033, DD-PS Nr. 147 576, DD-PS Nr. I3I 590), die nur mit einem Korrekturwert, Druck oder Temperatur, die Gasmenge umwerten, aber somit den Genauigkeitsanforderungen nicht entsprechen. Alle Verfahren haben den Nachteil, daß sie entweder nur mit einem Korrekturwert arbeiten, oder aber aufwendige Rechenoperationen durchführen, die einen Einsatz eines Mikroprozessors unumgänglich machen.works with high electronic effort, in particular for the calculation of the compressibility factor not considered in the invention, furthermore methods are known which use pressure and / or temperature signals for the conversion of gas quantities (DE-AS No. 19 66 331, DE-AS No. 21 66 959 G 01 F 15/02). In addition, a method is known (DE-OS no. 29 39 721 G 01 F 15 / Q4 ·), which performs a conversion of the amount of gas by electronic means. However, here again a calculation of the compressibility factor is carried out, which increases the component "- and calculation effort as well as the susceptibility to failure. Also known are methods (DE-AS No. 22 02 033, DD-PS No. 147 576, DD-PS No. I3I 590), which only with a correction value, pressure or temperature, the value of gas, but thus the accuracy requirements not correspond. All methods have the disadvantage that they either work only with a correction value, or else perform complex arithmetic operations that make a use of a microprocessor unavoidable.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, daß die durch Druck- und Temperaturschwankungen hervorgerufenen Fehlmessungen von Gasmengen durch Umwertung auf Bezugsbedingungen (Norm- bzw. Standardbedingungen)bei gleichzeitiger Messung der physikalischen Einflußgrößen beseitigt werden. Dabei sollen moderne mikroelektronische Bauelemente zum Einsatz kommen, die durch einen Programmgeber, gesteuert werden und deren Einsatz ökonomisch vertretbar ist.The aim of the invention is that the caused by pressure and temperature fluctuations erroneous measurements of gas quantities by conversion to reference conditions (standard or standard conditions) are eliminated with simultaneous measurement of the physical parameters. In this case, modern microelectronic components are to be used, which are controlled by a programmer, and their use is economically justifiable.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Gasmengenumwertung mittels elektronischer Baugruppen zu entwickeln, die sofort auf Normbedingungen bezogene Meßwerte liefert.The invention has for its object to develop an arrangement for Gasmengenumwertung by means of electronic modules, which provides immediately related to standard conditions measured values.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem eine Anordnung verwendet wird, die Druck- und Temperaturwerte eines strömenden Gases sowie eine beliebige Mengenmessung unter Betriebsbedingungen gebraucht, um die gemessene Gasmenge auf vorgegebene Bezugsbedingungen umzuwerten. Die Umwertung geschieht mittels eines durch einen mengenproportionalen Impuls eines beliebigen Mengenmessers gesteuerten Rechnerschaltkreises, wie er auch in Taschenrechnern zur Anwendung kommt. Dabei handelt es sich um üie Kombination bekannter elektronischer Mittel, wodurch überraschende und neuartige Eigenschaften erreicht werden.According to the invention, the object is achieved by using an arrangement which uses pressure and temperature values of a flowing gas as well as any quantity measurement under operating conditions in order to convert the measured gas quantity to predetermined reference conditions. The revaluation is done by means of a controlled by a proportional pulse of any flow meter computer circuit, as it comes in pocket calculators used. These are the combination of known electronic means whereby surprising and novel properties are achieved.

Die Meßsignale von Druck- und Temperaturmeßaufnehmern sind an öpannungsfrequenzumsetzer angeschaltet. Diese der Temperatur bzw, dem Druck proportionalen Frequenzen werden in Vorwärtszähler eingegeben, in die vorher eine Zahl, die die vorgegebene Bezugsbedingung darstellt, eingezählt wurde. Die gezählten Impulse werden, von dem Programmgeber gesteuert, der ausgelöst wird durch einen Mengenimpuls eines beliebigen Mengenmessers, in den Rechnerschaltkreis eingegeben, nach Programm berechnet und als Ergebnis der Umwertung der Gasmenge angezeigt.The measuring signals of pressure and Temperaturmeßaufnehmern are connected to voltage frequency converter. These frequencies, which are proportional to the temperature or the pressure, are entered into upcounters into which a number representing the predetermined reference condition has previously been counted. The counted pulses are controlled by the programmer, which is triggered by a set pulse of any flow meter, entered into the computer circuit, calculated by program and displayed as a result of the revaluation of the amount of gas.

Da bei Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung in vielen Einsatzrällen der Stoff- und Energiewirtschaft auf die Messung, Berechnung und Berücksichtigung des Kompressibilitätsfaktors verzichtet werden kann, ist es möglich, mittels eines Rechnerschaltkreises eine ökonomiscne und gegenüber dem Einsatz von Mikroprozessoren unkomplizierte und damit weniger störanfällige, für Messungen unter Betriebsbedingungen besser geeignete Losung der Aufgabe zu erzielen,Since it is possible to dispense with the measurement, calculation and consideration of the compressibility factor when using the solution according to the invention in many cases of use of the materials and energy industry, it is possible to use a computer circuit for economical and therefore uncomplicated and thus less susceptible to interference for the use of microprocessors to achieve a more suitable solution to the problem under operating conditions,

embodiment

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung Ji'ig, Ί dargestellt und wird im folgenden erläutert:An embodiment is shown in the drawing Ji'ig, Ί and is explained in the following:

Die Anordnung'besteht aus einem im zu messenden Gas angeordneten Temperaturmeßaufnehmer 1 und Temperatur-Frequenzumsetzer sowie einem üruckmeßaufnehmer 3 und Druck-Frequenzumsetzer 4,The arrangement consists of a temperature measuring transducer 1 arranged in the gas to be measured and a temperature-frequency converter as well as a transducer 3 and pressure-frequency converter 4,

239241 7239241 7

deren Signale auf die Impulszähler- und Speicher 5 und 6 gegeben werden. An die Impulszähler- und speicher 5 und 6 sind außerdem noch die Vorwahlschalter 7 und 8 für die Druck- und Temperaturkonstanten angeschaltet.whose signals are given to the pulse counter and memory 5 and 6. To the pulse counter and memory 5 and 6 are also still the preselection switches 7 and 8 are turned on for the pressure and temperature constants.

Weiterhin besteht die Anordnung aus einem Wirbel-Mengenmesser 9i der aus dem Wirbelkörper mit tfrequenzabnahme 10, einem ]?requenz-Mengenumsetzer 11 sowie einer Anzeigeeinheit 12 für die durchflossen Menge im Betriebszustand besteht. Der von dem Wirbel-Mengenmesser 9 ausgegebene mengenproportionale Impuls ig startet den Programmgeber 14-, dessen Programmfrequenz; von einem Generator 13 bereitgestellt wird.Furthermore, the arrangement consists of a vortex flow meter 9i which consists of the vertebral body with tfrequenzabnahme 10, a? Requency quantity converter 11 and a display unit 12 for the flow rate in the operating state. The quantity proportional pulse outputted from the vortex flow meter 9 starts the programmer 14, whose program frequency; is provided by a generator 13.

Die Ausgänge der Impulszähler- und speicher 5 und 6 werden programmgesteuert der Dateneingabe 15 zugeführt, Die Signale der Dateneingabe 15 werden im angeschlossenen Eechnerschaltkreis 16 nach Programm und der GleichungThe outputs of the pulse counter and memory 5 and 6 are programmatically fed to the data input 15. The signals of the data input 15 are in the connected Eechnerschaltkreis 16 by program and the equation

. ?J3 ., ? J3.

von Betriebsbedingungen (Tg, Pg) auf Normbedingungen (Kf₁J, gp) umgewertet.from operating conditions (Tg, Pg) to standard conditions (Kf ₁ J, gp).

Die Datenausgabe 17 übernimmt die Ergebnisse des Rechnerschaltkreises 16 und bringt sie in der Anzeigeeinneit 18 zur Ausgabe. In der Anzeige 18 erscheint das auf Normbedingungen korrigierte Volumen "\T «,The data output 17 accepts the results of the computer circuit 16 and brings them in Anzeigeeinneit 18 for output. In the display 18, the volume corrected to standard conditions "\ T" appears,

Claims

239241 7 .-> -. Claim

1, arrangement for electronic volume conversion of a flowing liases for accurately measuring and calculating the (iasmenge under predetermined reference conditions, characterized in that known quantity, temperature and Druckmeiieinrich- tions with A / D converter by a quantity proportional pulse of any flow meter controlled Kechnerschaltkreis (16) for calculating the Sßezugsgasvolumens ("V" _N ) is connected according to the known Umwertungsgleichung.

2, arrangement according to point Ί, characterized in that the computer circuit is a circuit used in pocket calculators.

3. Arrangement according to the items 1 and 2, characterized in that a programmer for performing a Ji'olge of Kechenoperationen, data inputs and outputs is used and consists of shift registers, which can be changed by changing the wiring to other programs.

4. Arrangement according to the items 1 to 3, characterized in that the programmer controlled data input unit consists of a BCD to decimal decoder.

For this 1 Seito drawings