DE2222160B2 - Verfahren zum Vergrößern des Auf losungsvermogens eines Stromungsmeßin strumentes - Google Patents

Description

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führung des Verfahrens gemäß der Erfindung und abstand Gasblasen eingegeben), ein Ausgangssignal F i g. 3 die Vorrichtung gemäß F i g. 2 in der An- liefert und das Zählwerk R 2 zwei Digitalstellungen Wendung bei einer automatischen Titrationsvorrich- aufweist, so kann die Kopplungsschsltung SF derart tung. · eingestellt sein, daß sie für jeden vom Strömungs-Die aus Fig. 1 ersichtliche an sich bekannte Vor- 5 messer V kommenden Impuls 100 Triggerimpulse für richtung weist ein Kapillarrohr A' auf, durch das das Zählwerk R 2 erzeugt. Das Auflösungsvermögen Flüssigkeit in Pfeilrichtung strömt. Das Kapillar- der Vorrichtung liegt dann bei 1 [ti. Um zu verhinrohr K ist mit einem Detektor D verschen, mittels dem, daß sich auf Grund einer fehlerhaiien Einstcldem festgestellt werden kann, ob sich in der Kapil- lung der Kopplungsschaltung SF im Zählwerk R 2 ein l?.re K am Detektor D Gas oder Flüssigkeit befin- io sich addierender Fehler ergibt, wird dieses Zählwerk det; weiterhin ist eine Pumpe E vorgesehen, von der R 2 durch die vom Strömungsmeßinstrument V komaus in den Flüssigkeitsstrom Gasblasen G eingegeben mendcn Ausgangsimpulse jedes Mal auf Null zurückwerden können. Die Pumpe £ wird von dem Detektor gestellt, und zwar über einen Nullcinstellungscinderart gesteuert, dab sie in den Flüssigkeitsstrom eine gang N. Wenn sich in dem Augenblick, in dem der neue Gasblase G eingibt, wenn am Detektor D eine 15 Impuls vom Strömungsmeßinstrument V ankommt, Gasblase G vorbeiströmt. Der Detektor D steuert der vom Zählwerk R 2 angezeigte Wert von 0 unteraußerdem ein Zählwerk/?, das daher die Anzahl der scheidet, sollte die Einstellung der Kopplungsschalam Detektor D vorbeiströmenden Gasblasen G an- tung SF geändert werden. Dies kann entweder zeigt. Wenn das Rohrvolumen zwischen der Pumpe E manuell oder automatisch durchgeführt werden, und und dem Detektor D ganz genau bestimmt ist, bildet 20 zwar dadurch, daß in dem Augenblick, in dem der die durch das Zählwerk R angezeigte Anzahl ein Impuls vom Strömungsmeßinstrument V ankommt. Maß für die Strömung, die den Detektor D passiert der vom Zählwerk R 2 angezeigte Wert dazu verwenhat. Das Flüssigkeitsvolumen zwischen zwei Gas- det wird, um die Einstellung der Kopplungsschaltung blasen G kann daher mit äußerst großer Genauigkeit SF zu ändern. Dies ist durch die unterbrochen ausbestimmt werden, die etwa in der Größenordnung 25 gezogenen Linien in F i g. 2 angedeutet. Dadurch, daß von 1 ul liegt, wogegen das Volumen seinerseits nicht das vom Strömungsmeßinstrument V kommende Siauf ein entsprechend geringes Ausmaß verringert gnal, das eine hohe Meßgenauigkeit aufweist, zur werden kann. Es ist daher die Meßgenauigkeit dieses Änderung der Einstellung des Zählwerks R 2 und der Strömungsmeßinstruments sehr viel höher als dessen Kopplungsschaltung SF verwendet wird, ist es mög-Auflösungsvermögen. 3° lieh, eine hohe Auflösung zu erhalten, ohne daß eine Bei der aus F i g. 2 ersichtlichen Vorrichtung, mit- Langzeitstabilität oder große Genauigkeit der Regeltels der das erfindungsgemäße Verfahren durch- einrichtung P erforderlich ist. Die Kopplungsschalgeführt wird, ist das an Hand F i g. 1 beschriebene tung SF kann selbstverständlich auch zwischen den Strömungsmeßinstrument V mit einem Zählwerk R 1 Steuersignaleingang/ und die Regeleinrichtung P g*.-versehen, das, wie an Hand F i g. 1 beschrieben, 35 schaltet werden.

durch das Strömungsmeßinstrument V betätigt wird. Bei der aus Fig. 3 ersichtlichen Darstellung ist die Es ist weiterhin eine Regeleinrichtung P vorgesehen, Vorrichtung gemäß Fig. 2 in einem automatischen nvuels der der Flüssigkeitsstrom durch das Strö- Titrationssystem verwendet. Dieses weist- zusätzlich mungsmeßinstrument V gesteuert wird. Die Regel- zur aus F i g. 2 ersichtlichen Einheit einen Behälter einrichtung P kann aus einer gesteuerten Pumpe oder 40 B 1 auf, aus dem heraus die Flüssigkeit durch die aus einem Ventil bestehen. Sie wird von einem Pumpe oder das Ventil P und durch das Strömungs-Steuersignaleingang / gesteuert und ist so ausgebildet, meßinstrument V zu einem zweiten Behälter B 2 läuft, daß sie dem Strömungsmeßinstrument V eine durch der die bei der Titration verwendete zweite Flüssigdas Steuersignal bestimmte Flüssigkeitsmenge je Zeit- keit enthält. Die Farbe des Inhalts des Behälters B 2 einheit zuführen kann. Das Steuersignal wird außer- 45 wird mittels eines Detektors D und einer Lampe L dem über eine Kopplungsschaltung SF zu einem festgestellt, wobei der Detektor ein Analogsignal mit Triggereingang S eines zweiten Zählwerks R 2 ge- einer Amplitude erzeugt, das angibt, um wieviel mehr leitet. Die Kopplungsschaltung SF dient der Erzeu- zur Durchführung bzw. Beendigung der Titration gung von Impulsen mit einer Frequenz, die dem noch Flüssigkeit hinzuzufügen ist. Die Kopplungsd'..:rch die Regeleinrichtung P strömenden Flüssig- 50 schaltung SF besteht daher aus einem Konverter, der keitssirom entspricht, wobei diese Regeleinrichtung P, eine Amplitude in eine Pulsfrequenz umwandelt, wowie schon erwähnt, aus einer Pumpe bestehen kann bei der Konverter gemäß der oben beschriebenen Art und der hierdurch strömende Flüssigkeitsstrom vom und Weise eingestellt worden ist. Die Pumpe oder das Steuersignal abhängt. Wenn das Steuersignal bei- Ventil P wird durch das Ausgangssignal des Detekspielsweise durch ein Analogsignal gebildet wird, des- 55 tors D gesteuert, und zwar über eine Signalumwandsen Amplitude die Leistung der Pumpe P bestimmt, lung; schaltung C, deren Ausbildung von derjenigen besteht die Kopplungsschaltung Sf aus einem Kon- Pumpe oder des Ventils P abhängt. Wenn die Regelverter, der die Amplitude in eine Pulsfrequenz um- einrichtung P aus einer von einem Schrittmotor anwandelt und Trigger- bzw. Auslöseimpulse mit einer getriebenen Pumpe besteht, ist die Signalumwandder Amplitude entsprechenden Frequenz erzeugt. 60 lungsschaltung als Konverter ausgebildet, der eine Wenn das Steuersignal dagegen aus einer Impulsreihe Amplitude in eine Pulsfrequenz umwandelt. Wenn gebildet wird, deren Impulse einen in der Pumpe P dagegen die Regeleinrichtung P beispielsweise aus vorgesehenen Schrittmotor steuern, kann die Kopp- einem Digitalventil besteht, das in zwei Stellungen lungsschaltung SF statt dessen aus einem Pulsfre- verbracht werden kann, ist die Signalumwandlungsquenzkonverter bestehen. Wenn die Ausbildung der- 65 schaltung C vorzugsweise aus einem Impulsbreitenart getroffen H, daß das Strömungsmeßinstrument V, modulator gebildet, das heißt, aus einer Vorrichtung, wenn 100 ul hindurchgelaufen sind (das heißt, es die Impulse mit einer bestimmten Frequenz erzeugt, werden mit dem dieser Menge entsprechenden Zeit- wobei die Impulsdauer von der Amplitude des vom

Detektor D kommenden Signals bestimmt wird. Wenn daher das Dctektorsignal bei Beginn der Titration einen bestimmten Anfangswert aufweist und nach Abschluß der Titration auf Null abgefallen ist, kann das Ventil P im Anfangsstadiuin der Titration beispielsweise kontinuierlich offengehalten werden, daraufhin mit Intervallen von allmählich abnehmender Länge geöffnet und schließlich dauernd geschlossen werden, wenn die Titration abgeschlossen ist. Falls die Einstellung der Kopplungsschaltung SF richtig war, wird dann das Flüssigkeitsvolumcn, das für die Titration erforderlich war, in den Zählwerken R 1, R 2 angezeigt.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 und 3 kann selbstverständlich auch zu Verdünnungszwecken verwende! werden, indem beispielsweise die gewünschte Flüssigkeitsmenge in einem Speicher im Zählwerk gespeichert und das Steuersignal unterbrochen wird wenn das Zählwerk einen mit diesem gespeicherter ίο Wert identischen Wert anzeigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 einem genau bestimmten Abstand hierzu, angeordnet Patentansprüche: ist und die Anwesenheit von Gas oder Flüssigkeit im Rohr anzeigen kann. Dieser Detektor betätigt die

1. Verfahren zum Vergrößern des Auflösungs- Pumpe derart, daß diese jedesmal dann in den Flüsvermügens eines Strömungsmeßinstruments, bei 5 sigkeitsstrom der Röhre eine neue Gasblase eingibt, dem der Flüssigkeitsstrom in Abschnitte von ge- wenn der Detektor eine Gasblase erfaßt bzw. festnau bestimmtem Volumen unterteilt wird und die stellt. Die Vorrichtung weist weiterhin ein Zählwerk Anzahl der Abschnitte ein Maß für die das In- auf, dos die Anzahl der in den Flüssigkeitsstrom cinstrument durchströmende Flüssigkeit ist, wobei gegebenen Gasblasen zählt; statt dessen kann auch jeder durchströmende Abschnitt ein Anzeige- io eine Uhr vorgesehen sein, die das Zeitintervall zwisignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, sehen den Gasblasen mißt. Das im Zählwerk erhaldaß die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssig- tene Ergebnis ist dann ein Maß für das Strömungskeit über eine in Reihe mit dem Strömungsmeß- volumen des Flüssigkeitsstroms, während das aninstrument (V) geschaltete Regeleinrichtung (P) gezeigte Zeitintervall die Geschwindigkeit der Strödurch ein Steuersignal (/) bestimmt wird, das 15 mung angibt. Der Vorteil solch einer Vorrichtung außerdem eine Kopplungsschaltung (5F) steuert, liegt darin, daß das erhaltene Ergebnis nicht nur die Impulse mit einer zur Strömungsgeschwindig- unabhängig von der Geschwindigkeit der Strömung keit proportionalen Frequenz erzeugt, die um ist, sondern auch von dcT Viskosität, Oberflächeneinem bestimmten Faktor höher ist als die Fre- spannung und spezifischen Dichte des Strömungsquenz des Anzeigesignals und die in einer An- 20 mittels bzw. Fluids.

Zeigeeinrichtung (R 2) gezählt werden, die vom Weiterhin werden die verschiedenen einzelnen

Anzeigesignal des Strömungsmeßinstruments (V) Abschnitte der Strömung nicht miteinander vermischt,

so überwacht wird, daß darin Bruchteile der in den Dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung weist wei-

Intervallen zwischen zwei Anzeigesignalen durch- terhin eine sehr hohe Meßgenauigkeit auf, wenn der

strömenden Abschnitte angegeben werden, zusatz- 25 Durchmesser des Rohrs klein ist und der Abstand

lieh zu der Anzeige des der Anzahl voller Strö- zwischen den Oasblasen ganz genau bestimmt wurde,

mungsabschnitte entsprechenden Meßwerts in Es konnte daher die Meßgenauigkeit eines nach die-

einer anderen Anzeigeeinrichtung (R 1). sem Prinzip arbeitenden Instruments, das beispiels-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- weise aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 941 037 kennzeichnet, daß der der Anzahl voller Ab- 30 bekannt ist, auf über 1 ul vergrößert werden. Es hat schnitte entsprechende Mr ßwert dadurch erhalten sich jedoch ein Nachteil dahingehend gezeigt, daß wird, daß die Anzeigeeinrichtung (R 2) für die selbst, wenn die Meßgenauigkeit auf einen sehr hohen Bruchteile der durchströmenden Abschnitte bei Wert gebracht werden kann, das heißt das Flüssig-Ankunft jedes der Anzeigesignale vom Strö- keitsvolumen zwischen zwei Gasblasen ganz genau mungsmeßinstrument (V) von ihrem augenblick- 35 bestimmt werden kann, dennoch die Auflösung bzw. lieh vorliegenden, vom Steuersignal stammenden das Auflösungsvermögen des Instruments nicht um Wert auf Null eingestellt wird, so daß die An- ein entsprechendes Ausmaß gesteigert werden kann, Zeigeeinrichtung insgesamt (R 1, R 2) in diesem das heißt, der Abstand zwischen zwei aufeinander-Augenblick den Meßwert angibt, der der Anzahl folgenden Blasen kann nicht beliebig verkleinert derjenigen vollständigen Abschnitte entspricht, 40 werden.

die das Strömungsmeßinstrument (V) durch- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

laufen haben. diesen Nachteil zu beseitigen und ein Verfahren zu

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- schaffen, mittels dem das Auflösungsvermögen eines kennzeichnet, daß die Kopplungsschaltung (SF) Strömungsmeßinstruments der oben beschriebenen mittels des vom Zählwerk (R 2) bei Ankunft des 45 Art vergrößert werden kann.

Anzeigesignals angezeigten Werts einstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssig-

keit über eine in Reihe mit dem Strömungsmeßinstrument geschaltete Regeleinrichtung durch ein Steuer-50 signal bestimmt wird, das außerdem eine Kopplungs-

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsmeßverfah- schaltung steuert, die Impulse mit einer zur Strören, bei dem der ein Strömungsmeßinstrument durch- mungsgeschwindigkeit proportionalen Frequenz erlaufende Flüssigkeitsstrom in Abschnitte von genau zeugt, die um einen bestimmten Faktor höher ist als bestimmten Volumen unterteilt wird und die Anzahl die Frequenz des Anzeigesignals und die in einer der Abschnitte ein Maß für die das Instrument durch- 55 Anzeigeeinrichtung gezählt werden, die vom Anzeigeströmende Flüssigkeit ist, wobei jeder durch- signal des Strömungsmeßinstruments so überwacht strömende Abschnitt ein Anzeigesignal erzeugt. wird, daß darin Bruchteile der in den Intervallen In Laboratorien, in der chemischen Industrie usw., zwischen zwei Anzeigesignalen durchströmenden Abist es häufig erforderlich, das Flüssigkeitsvolumen schnitte angegeben werden, zusätzlich zu der Ankleiner Flüssigkeitsströme, die eine geringe Ge- 60 zeige, des der Anzahl voller Strömungsabschnitte schwindigkeit aufweisen, mit hoher Genauigkeit zu entsprechenden Meßwerts in einer anderen Anzeigebestimmen. Diese Messungen können beispielsweise einrichtung.

auf die Weise durchgeführt werden, daß der Flüssig- In der folgenden Beschreibung einer bevorzugten

keitsstrom durch ein Rohr geleitet wird, in das in den Ausführungsform wird an Hand der Zeichnung die

Flüssigkeitsstrom mittels einer Gaspumpe Gasblasen 65 Erfindung erläutert. Es zeigt

eingegeben werden. Diese Pumpe wird sodann von F i g. 1 schematisch einen Strömungsmesser der

einem Gasflüssigkeitsdetektor gesteuert, der im Hin- oben beschriebenen Art,

blick auf die Gaspumpe stromabwärts, und zwar in F i g. 2 schematisch eine Vorrichtung zur Durch-