AT525357B1 - Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling - Google Patents

Abstract

Es sind Testeinheiten zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling (18) mit einer Medienquelle (10), einer Pumpe (12), mittels derer das Medium zum Prüfling (18) förderbar ist, einer Konditioniereinheit (14), über die das Medium auf einen Solldruck und eine Solltemperatur regelbar ist, eine Messeinheit (15), mittels derer ein Durchfluss messbar ist, einer Klimakammer (20), in der der Prüfling (18) angeordnet ist und einer Zulaufleitung (16), durch die das Medium aus der Konditioniereinheit (14) dem Prüfling (18) zuführbar ist, bekannt. Um die Elektronik von Temperatur- und Drucksensoren zu schützen und/oder nicht durchströmte Abschnitte in der Zulaufleitung zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass innerhalb der Zulaufleitung (16) eine Innenleitung (42) ausgebildet ist, deren erstes Ende (44) in der Zulaufleitung (16) in der Klimakammer (20) angeordnet ist und deren entgegengesetztes Ende (46) an einer Abzweigung (48) zwischen der Klimakammer (20) und der Konditioniereinheit (14) aus der Zulaufleitung (16) geführt ist.

Description

Beschreibung

TESTEINHEIT ZUR DURCHFLUSS- ODER VERBRAUCHSMESSUNG AN EINEM PRÜFLING

[0001] Die Erfindung betrifft eine Testeinheit zur Durchfluss-, Verbrauchs- oder Mengenmessung an einem Prüfling mit einer Medienquelle, einer Pumpe, mittels derer das Medium zum Prüfling förderbar ist, einer Konditioniereinheit, über die das Medium auf einen Solldruck und eine Solltemperatur regelbar ist, eine Messeinheit, über die ein Durchfluss des Mediums messbar ist, einer Klimakammer, in der der Prüfling angeordnet ist, und einer Zulaufleitung, durch die das Medium aus der Konditioniereinheit dem Prüfling zuführbar ist.

[0002] Derartige Testeinheiten werden beispielsweise zur Durchflussmessung eines Kühlmittels, wie einer Wasser-/Glykolmischung für Komponenten eines batterieelektrischen Fahrzeugs oder zur Verbrauchsmessung von Kraftstoff oder Ol in Verbrennungsmotoren oder Wasserstoff und Sauerstoff in Brennstoffzellen oder auch von Brennstoff in Heizkreisläufen verwendet. Dabei wird das zu messende Medium in einer Konditioniereinrichtung auf einen gewünschten Druck und eine gewünschte Temperatur konditioniert, in einer Messeinheit der Durchfluss, der Eingangsdruck oder der Verbrauch gemessen und über die Zulaufleitung dem Prüfling zugeführt. Dieser wiederum ist häufig in einer Klimakammer angeordnet, um verschiedene klimatische Bedingungen testen zu können. Zumeist weisen die Testeinheiten Rücklaufleitung auf, über die überschüssig zugeführte Medienmengen zur Konditioniereinrichtung oder zur Medienquelle zurückgeführt werden können.

[0003] Eine solche Testeinheit zur Messung eines Kraftstoffverbrauchs an einem Verbrennungsmotor ist beispielsweise aus der WO 97/44578 A2 bekannt. Diese weist einen Tank auf, aus dem Kraftstoff mittels einer Pumpe in eine Zuführleitung gefördert wird. Diese durchläuft eine Konditionier- und Messeinrichtung, die über eine Hochdruckpumpe mit dem Verbrennungsmotor verbunden ist und einerseits einen Durchflussmesser aufweist und anderseits dazu dient, den Druck und die Temperatur des dem Motor zugeführten Kraftstoffs zu regeln. Uber eine Rückführleitung wird überschüssiger Kraftstoff vom Motor zurück zur Konditioniereinheit geführt. Des Weiteren zweigt von der Zuführleitung eine Bypassleitung ab, über die Kraftstoff direkt zum Tank zurückgeführt werden kann. Zur Konditionierung wird ein Wärmetauscher einerseits vom Kraftstoff aus der Rücklaufleitung und andererseits vom Kraftstoff aus der Bypassleitung durchströmt, wodurch der Kraftstoff der Rücklaufleitung zurückgekühlt wird. Verschiedene Ventile in den Leitungen dienen zur Regelung des jeweiligen Druckes in den Leitungen.

[0004] Problematisch an derartigen bekannten Testeinheiten zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung ist, dass bei Anordnung des Prüflings in einer Klimakammer, verschiedene zusätzliche Mess- und Zuführleitungen in diese hinein- beziehungsweise aus dieser herausgeführt werden müssen, was deren Aufbau und Abdichtung deutlich erschwert, während eine Anordnung der Sensoren in der Klimakammer zu einer Beschädigung der Elektronik durch die dort herrschenden Umgebungsbedingungen führen könnte. Des Weiteren entstehen häufig bei der Messung unerwünschte Verzögerungen bei der Regelung des Druckes und der Temperatur bei schnellen Lastwechseln, da der in der Klimakammer vorhandene Leitungsabschnitt beispielsweise bei einem Verbrauch um Null nur geringfügig oder gar nicht durchströmt wird, da unmittelbar in die Bypassleitung gefördert wird. Dies führt dazu, dass das Medium in der Leitung im Abschnitt der Klimakammer steht und so seine Temperatur entsprechend der Außentemperatur ändert. Liegt im Folgenden ein höherer Medienverbrauch vor, wird zunächst das in der Leitung vorhandene Medium zum Prüfling gefördert, was zu einer Verfälschung der Messergebnisse führt.

[0005] Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling bereit zu stellen, mit der eine Klimakammer möglichst einfach aufzubauen und abzudichten ist, ein Verfälschen von Messungen durch wechselnde Medienströme in der Klimakammer vermieden wird und die Elektronik der vorhandenen Sensoren geschützt wird.

[0006] Diese Aufgabe wird durch eine Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.

[0007] Die Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling, beispielsweise einem Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle, weist eine Medienquelle, insbesondere einen Tank oder andersartigen Vorratsbehälter auf. Aus dieser Quelle wird das Medium mittels zumindest einer Pumpe zum Prüfling gefördert, indem eine entsprechende Druckdifferenz erzeugt wird. Des Weiteren weist die Testeinheit eine Konditioniereinheit auf, über die das Medium auf einen Solldruck und eine Solltemperatur geregelt wird. Zusätzlich wird die tatsächlich verbrauchte Menge an Medium mittels einer Messeinheit gemessen. Dies erfolgt beispielsweise mittels eines oder mehrerer Coriolisdurchflussmesser. Bei der Durchflussmessung eines Kühlmittels können beispielsweise auch magnetisch-induktive Messverfahren verwendet werden oder es werden Flügelrad oder Messturbinendurchflussmesser verwendet.

[0008] Zur Simulation unterschiedlicher klimatischer Umgebungsbedingungen ist der Prüfling in einer Klimakammer angeordnet, in der beispielsweise die Umgebungstemperatur oder die Luftfeuchte geregelt werden. Uber eine Zulaufleitung wird das Medium aus der Konditioniereinheit dem Prüfling zugeführt. Der in der Klimakammer angeordnete Teil der Zulaufleitung ist dabei der Umgebung in der Klimakammer ausgesetzt, so dass sich die Temperatur und der Druck in der Leitung über die Lauflänge ändern können.

[0009] Erfindungsgemäß ist innerhalb der Zulaufleitung eine Innenleitung ausgebildet und angeordnet, deren erstes Ende in der Zulaufleitung in der Klimakammer angeordnet ist und deren entgegengesetztes Ende an einer Abzweigung zwischen der Klimakammer und der Konditioniereinheit aus der Zulaufleitung geführt ist. Dabei sollte das erste Ende möglichst nahe zum Prüfling ausgebildet sein. Somit erstreckt sich die Innenleitung aus der Klimakammer in Richtung der Konditioniereinheit, wobei zwischen der Konditioniereinheit und der Klimakammer eine Abzweigung ausgebildet ist, an der die Innenleitung durch eine Außenwand der Zulaufleitung geführt wird. Durch diese Innenleitung können sowohl Messungen vorgenommen werden und zwar in unmittelbarer Nähe zum Prüfling, ohne hierfür zusätzliche Anschlüsse durch die Begrenzungswände der Klimakammer vornehmen zu müssen und ohne die Elektronik der Sensoren beziehungsweise auch die Steckverbindungen und gegebenenfalls auch die Kabel den klimatischen Bedingungen in der Klimakammer aussetzen zu müssen. Entsprechend wird die Abdichtung der Klimakammer und deren Aufbau deutlich vereinfacht.

[0010] Des Weiteren wird immer das gesamte geförderte Medium durch die gesamte Länge der Zulaufleitung in der Klimakammer gefördert, wodurch Toträume vermieden werden, da immer konditioniertes Medium direkt am Prüfling ansteht und somit gleichbleibende äußere Bedingungen für die Zulaufleitung erhalten bleiben. Dies verbessert die Messergebnisse insbesondere bei auftretenden Lastsprüngen.

[0011] Vorzugsweise erstreckt sich die Innenleitung von einem Anschluss, an dem die Zulaufleitung mit dem Prüfling verbunden ist, aus. Diese Anschlüsse sind üblicherweise direkt am Prüfling, so dass auch die Innenleitung ein Medium aufnimmt, dessen physikalische Eigenschaften exakt den Eigenschaften des tatsächlich dem Prüfling zugeführten Mediums entspricht. Unter Erstreckung von diesem Anschluss aus bedeutet, dass das Ende der Innenleitung nahe zum Ende der Zulaufleitung beziehungsweise zum Prüfling angeordnet ist. Entsprechend klein sind Toträume in der Zulaufleitung bei Rückführung eines Medienstroms über die Innenleitung oder Fehler bei Messungen der physikalischen Eigenschaften des Mediums.

[0012] In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Innenleitung im Innern der Zulaufleitung koaxial zur Zulaufleitung angeordnet, wodurch sowohl in der Innenleitung als auch in der Zulaufleitung eine über die gesamte Erstreckung eine im wesentlichen achssymmetrische Temperaturverteilung im Querschnitt hergestellt wird.

[0013] Vorteilhafterweise weist die Testeinheit eine Rücklaufleitung auf, die sich vom Prüfling zur Konditioniereinheit erstreckt. Uber diese Rücklaufleitung kann überschüssiges im Prüfling nicht verbrauchtes Medium zur Konditioniereinheit zurückgeführt werden, wodurch die Regelung deutlich vereinfacht wird.

[0014] Vorzugsweise mündet die Innenleitung an der Abzweigung in eine Bypassleitung, die in

der Rücklaufleitung mündet. Entsprechend wird die Innenleitung als Bypassleitung genutzt. Diese Bypassleitung erstreckt sich jedoch aus unmittelbarer Nähe zum Prüfling, wodurch unterschiedliche Durchflüsse über die Zulaufleitung beziehungsweise den Bypass nicht zu größeren Druckoder Temperaturänderungen in der Zulaufleitung im Bereich der Klimakammer führen, da diese immer, also auch ohne tatsächlichen Medienverbrauch des Prüflings ausreichend durchströmt wird, so dass die Wirkungen der Temperaturdifferenz des Mediums zur Klimakammer auf den zum Prüfling gelangenden Medienstrom weitestgehend gleich bleiben.

[0015] In einer hierzu weiterführenden Ausführung weist die Pumpe eine konstante Drehzahl auf und die Bypassleitung mündet an einem Anschluss eines geregelten 3-Wege-Ventils in die Rücklaufleitung. Die Regelung der tatsächlich dem Prüfling zugeführten Medienmenge erfolgt somit lediglich in Abhängigkeit der Position des 3-Wegeventils. Das über die Zulaufleitung mit einem konstanten Durchfluss geförderte Medium gelangt entsprechend zunächst in die Klimakammer und wird erst unmittelbar vor dem Prüfling in die Innenleitung und von dort in die Rücklaufleitung geführt, während der Rest zum Verbraucher gelangt. Entsprechend bestehen unmittelbar vor dem Prüfling am Medium immer gleiche physikalische Bedingungen, die völlig unabhängig von der über den Bypass oder zum Prüfling geförderten Medienstrom ist. Dies führt zu deutlich verbesserten Messwerten auch bei Lastsprüngen, bei denen sonst unterschiedliche Verweilzeiten in der Klimakammer vorliegen würden, die auch zu unterschiedlichen Temperaturen des Medienstroms führen würden.

[0016] In einer hierzu alternativen Ausführungsform ist die Pumpe drehzahlgeregelt und in der Zulaufleitung zwischen dem Prüfling und der Mündung der Innenleitung in der Klimakammer ist ein Rückschlagventil mit definiertem OÖffnungsdruck angeordnet, wobei in der Bypassleitung ein Drosselventil angeordnet ist. Das Rückschlagventil, welches den Öffnungsdruck der Zulaufleitung darstellt, kann somit in der Klimakammer angeordnet werden, so das auch vor Erreichen des OÖffnungsdruckes bereits die Zulaufleitung und die Innenleitung vom Medium durchströmt werden, so dass sich entsprechend bereits eine Temperatur des Mediums in der gesamten Zulaufleitung einstellt, welches dem Zustand bei geöffnetem Rückschlagventil entspricht.

[0017] Unterhalb des Öffnungsdrucks des Rückschlagventils fließt das Medium nur durch die Bypassleitung. Sobald der Öffnungsdruck erreicht ist, erfolgt auch eine Strömung über den Prüfling. Diese Rückschlagventile sind zu geringen Kosten für einen weiten Temperaturbereich erhältlich. Das Drosselventil dient dabei zum Einstellen des in der Bypassleitung strömenden Mediums und ist üblicherweise geöffnet. So können nicht durchströmte Toträume in der Zulaufleitung, die bei Lastwechseln zu Messfehlern führen würden, zuverlässig vermieden werden. Durch Erhöhung der Pumpendrehzahl und Uberschreiten des OÖffnungsdrucks des Rückschlagventils kann der Durchfluss zum Prüfling sehr genau geregelt werden.

[0018] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein Messfühler eines Drucksensors und/oder eines Temperatursensors an einer Mündung der Innenleitung in der Klimakammer angeordnet und durch die Innenleitung zur Abzweigung erstrecken sich Messdatenleitungen, über die die Messwerte des Messfühlers an eine Elektronik des Drucksensors und/oder des Temperatursensors übertragbar sind. Ein entsprechend angeordneter Druck- oder Temperatursensor misst somit die Daten des Mediums, wie es tatsächlich am Einlass zum Prüfling vorliegt, was die Konditionierung des Mediums deutlich verbessert. Hierfür müssen keine zusätzlichen Öffnungen an der Zulaufleitung oder an der Klimakammer vorgesehen werden, welche lediglich an den Durchgängen der Zulaufleitung und Rückführleitung abgedichtet werden muss. Gleichzeitig wird die Elektronik der Sensoren vor den klimatischen Bedingungen in der Klimakammer zuverlässig geschützt.

[0019] Selbstverständlich ist es auch vorteilhaft, wenn innerhalb der Rücklaufleitung eine zweite Innenleitung ausgebildet ist, die sich aus der Klimakammer in Richtung der Konditioniereinheit erstreckt und zwischen der Konditioniereinheit und der Klimakammer eine zweite Abzweigung ausgebildet ist, an der die zweite Innenleitung aus der Rücklaufleitung geführt ist. Diese Innenleitung ermöglicht in gleicher Weise wie die Innenleitung der Zulaufleitung eine zum Auslass an dem Prüfling ortsnahe Messung der physikalischen Eigenschaften des Mediums oder die Zufüh-

rung anderer Gase.

[0020] Auch ist es vorteilhaft, die zweite Innenleitung im Innern der Rücklaufleitung koaxial zur Rücklaufleitung anzuordnen, um eine symmetrische, gleichmäßige Temperaturverteilung in der Innenleitung und der Rückführleitung zu erzeugen.

[0021] Entsprechend kann auch hier ein Messfühler eines Drucksensors und/oder eines Temperatursensors an einer Mündung der zweiten Innenleitung in der Klimakammer angeordnet werden und sich Messdatenleitungen, über die die Messwerte des Messfühlers an eine Elektronik des zweiten Drucksensors und/oder des zweiten Temperatursensors übertragbar sind, durch die zweite Innenleitung zur zweiten Abzweigung erstrecken. So wird eine Messung der korrekten physikalischen Eigenschaften am Medieneinlass der Rücklaufleitung sichergestellt, ohne zusätzlich Leitungen in der Klimakammer, die nach außen geführt werden müssen, vorsehen zu müssen und ohne zusätzliche Öffnungen in der Rücklaufleitung zur Messung vornehmen zu müssen.

[0022] Vorzugsweise ist alternativ an die Innenleitung eine zweite Medienquelle angeschlossen. Dies ermöglicht die Zufuhr von Nullgas, Spülgas oder einfach einem zweiten Medium, welches sich in seinen physikalischen Eigenschaften, als seiner Konditionierung oder seiner chemischen Zusammensetzung vom ersten Medium unterscheidet. Dies erleichtert die Säuberung der Testeinheit und erweitert deren Anwendungsbereich, ohne zusätzliche Leitungen einbauen zu müssen.

[0023] Vorzugsweise wird an die Innenleitung eine Pumpe angeschlossen, um eine Förderung vom Prüfling oder zum Prüfling sicherzustellen.

[0024] Es wird somit eine Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling zur Verfügung gestellt, deren Durchführungen nach außen minimiert sind, wodurch die Dichtigkeit erhöht wird, was wiederum zu Energieeinsparungen führt. Vor allem werden jedoch die Messergebnisse verbessert, da sowohl Messungen in unmittelbarer Nähe zum Prüfling durchgeführt werden können, welche entsprechend genauer sind als auch eine Vergleichmäßigung der Temperatur- und Druckverteilung in der Zulaufleitung erzielt wird, da eine stetige Durchströmung des in der Klimakammer angeordneten Abschnitts der Zulaufleitung sichergestellt wird, wodurch Temperaturschwankungen bei Lastsprüngen minimiert werden, da Toträume, in denen phasenweise keine Bewegung entsteht, vermieden werden und somit kein Medium vorübergehend zum Prüfling gefördert wird, welches aufgrund dieser nicht vorhandenen Strömung die physikalischen Bedingungen aufgrund des länger auf ihn wirkenden Klimas in der Klimakammer ändert.

[0025] Erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele von Testeinheiten zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden beschrieben

[0026] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Testeinheit mit geregeltem Bypass.

[0027] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Testeinheit mit drehzahlgeregelter Pumpe.

[0028] Figur3 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Testeinheit mit Druck- und oder Temperaturmessung an Zulaufleitung und Rücklaufleitung.

[0029] Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Testeinheit mit zusätzlicher Medienzufuhr.

[0030] Die erfindungsgemäße Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung weist eine Medienquelle 10 auf, welche beispielsweise als Kühlmittelbehälter oder Kraftstofftank ausgeführt sein kann. Aus dieser Medienquelle 10 wird mittels einer Pumpe 12 das Medium angesaugt und in eine Konditioniereinheit 14 gefördert. In dieser Konditioniereinheit 14 können in bekannter Weise Druckregler, Wärmetauscher oder andere Aggregate zur Konditionierung des Mediums angeordnet sein.

[0031] Die Konditioniereinheit 14 ist über eine Zulaufleitung 16 mit einem Prüfling 18 verbunden,

dessen Mediendurchfluss gemessen werden soll. Bei dem Prüfling 18 kann es sich beispielsweise um einen gekühlten Elektromotor oder einen Inverter eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs oder einen Verbrennungsmotor oder einen Brennstoffzellenstapel handeln. Der Prüfling 18 ist in einer Klimakammer 20 angeordnet, in der verschiedene klimatische Umgebungsbedingungen simuliert werden können. Ein Abschnitt der Zulaufleitung 16 erstreckt sich entsprechend in der Klimakammer 20 bis zu einem Anschuss 22 am Prüfling 18 und ist somit auch den dort herrschenden Umgebungsbedingungen ausgesetzt.

[0032] Des Weiteren weist die Testeinheit eine Rücklaufleitung 24 auf, die sich vom Prüfling 18 zurück zur Konditioniereinheit 14 erstreckt. Uber die Rücklaufleitung 24 wird bei der Verbrauchsmessung überschüssiges, am Prüfling 18 nicht verbrauchtes Medium zurückgeführt, bei der Durchflussmessung beispielsweise das über den Elektromotor zur Kühlung geführte Kühlmittel gemessen. Hierzu ist in der Rücklaufleitung 24 ein Durchflussmesser 15 angeordnet.

[0033] Im Bereich des Anschlusses 22 ist ein Temperatursensor 26 mit einer Elektronik 27 angeordnet, mittels dessen die Eingangstemperatur des Mediums in den Prüfling 18 gemessen wird. Auch wird der Druck an dieser Position über einen Drucksensor 28 mit einer Elektronik 29 gemessen, dessen Messdatenleitungen 30 durch eine Wand 32 der Klimakammer 20 nach außen geführt ist. In gleicher Weise sind ein zweiter Temperatursensor 34 mit einer Elektronik 35 und ein zweiter Drucksensor 36 mit einer Elektronik 37 auch an einem Einlass 38 vom Prüfling 18 in die Rücklaufleitung 24 angeordnet. Diese Sensoren 26, 28, 34, 36 sind ebenso wie der Durchflussmesser 15 über elektrische Leitungen mit einer Elektronikeinheit 40 verbunden, über die auch die Aggregate der Konditioniereinheit 14 angesteuert werden, so dass gewünschte Sollwerte des Drucks und der Temperatur am Einlass des Prüflings 18 geregelt werden können.

[0034] Erfindungsgemäß ist innerhalb der Zulaufleitung 16 eine Innenleitung 42 angeordnet, die vorzugsweise koaxial zur Zulaufleitung 16 verläuft. Diese Innenleitung 42 erstreckt sich von ihrem ersten Ende 44 aus der Nähe des Anschlusses 22 der Zulaufleitung 16 durch die Zulaufleitung 16 bis zu ihrem entgegengesetzten zweiten Ende 46, welches durch eine Abzweigung 48 gebildet wird, an der die Innenleitung 42 zwischen der Klimakammer 20 und der Konditioniereinheit 14 durch eine begrenzende Wand 50 der Zulaufleitung 16 austritt. Von hier geht die Innenleitung 16 in eine Bypassleitung 52 über, welche über ein geregeltes 3-Wegeventil 54 mit der Rücklaufleitung 24 verbunden ist.

[0035] In diesem Ausführungsbeispiel weist die Pumpe 12 eine feste Drehzahl auf, so dass die von der Pumpe 12 geförderte Menge im Wesentlichen konstant ist. Die Regelung der tatsächlich dem Prüfling 18 zugeführten Medienmenge erfolgt über das 3-Wegeventil 54. Entsprechend strömt eine konstante Medienmenge durch die Zulaufleitung 16. Je nach Stellung des 3- Wegeventils 54 wird eine unterschiedliche Medienmenge über die Innenleitung 42 und die Bypassleitung 52 zurück in die Rücklaufleitung 24 und von hier in die Konditioniereinheit 14 geführt, während lediglich ein Rest zum Prüfling 18 gelangt. Dies hat jedoch zur Folge, dass eine immer gleiche Menge an Medium auch den klimatischen Bedingungen in der Klimakammer 20 ausgesetzt ist und dort eine im Wesentlichen konstante Verweilzeit aufweist. Dies führt dazu, dass auch bei großen Lastsprüngen und daraus folgenden Verbrauchssprüngen am Prüfling 18 eine gleich bleibende Einlasstemperatur und ein gleich bleibender Druck herrschen, wenn das Medium in der Konditioniereinheit 14 auf eine gleiche Temperatur konditioniert wird und in der Klimakammer 20 gleichbleibende Bedingungen herrschen. Hierdurch können deutlich genauere Messwerte erzielt werden, da keine Temperatur- und Druckunterschiede durch unterschiedliche Verweilzeiten des Mediums in der Klimakammer 20 herrschen.

[0036] Die Testeinheit gemäß der Figur 2 weist einen ähnlichen Aufbau auf, so dass für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden und im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen wird.

[0037] Statt der Pumpe 12 mit der konstanten Drehzahl wird bei der Ausführung gemäß der Figur 2 eine drehzahlgeregelte Pumpe 12 zur Einstellung des Förderdrucks verwendet. Um einen Mindestdruck sicherzustellen, mit dem das Medium dem Prüfling 18 zugeführt wird, ist in der Zulaufleitung 16 zwischen dem Prüfling 18 und dem ersten Ende 44 der Innenleitung 42 ein Rückschlag-

ventil 56 angeordnet. Des Weiteren ist in der Bypassleitung 52 ein Drosselventil 58 angeordnet, welches im Betrieb üblicherweise geöffnet ist.

[0038] Auch bei dieser Ausführung wird eine stetige Durchströmung der Zulaufleitung 16 sichergestellt. Selbst wenn der OÖffnungsdruck des Rückschlagventils 56 noch nicht erreicht ist, wird das überschüssige geförderte Medium bis an das Rückschlagventil 56 und somit in die Klimakammer 20 gefördert und fließt dann über die Innenleitung 42 und die Bypassleitung 52 zurück zur Konditioniereinheit 14. Somit wird erneut eine Durchströmung des Zulaufleitung 16 in der Klimakammer 20 und somit ein gleich bleibender Einfluss der dort herrschenden Bedingungen auf das Medium sichergestellt, da keine Toträume entstehen, die dazu führen würden, dass das Medium in erhöhtem Maß durch die Bedingungen in der Klimakammer 20 in seinen physikalischen Eigenschaften verändert wird. So wird die Regelung vereinfacht und die Güte der Messwerte verbessert.

[0039] In der Figur 3 ist eine weitere alternative Testeinheit dargestellt, welche jedoch die Innenleitung 42 zu einem anderen Zweck nutzt. Hier wird an der Abzweigung 48 eine Elektronik 27, 29 des Drucksensors 28 und/oder des Temperatursensors 26 angeordnet. Deren Messdatenleitungen 30 erstrecken sich durch die Innenleitung 42 bis zu ihrem Messfühler 60, der möglichst nah an den Prüfling 18 und somit ans erste Ende 44 der Innenleitung 42 platziert wird.

[0040] Dies kann, wie es in der Figur 3 dargestellt ist, in gleicher Weise an der Rücklaufleitung 24 vollzogen werden. In deren Innern erstreckt sich entsprechend koaxial zur Rücklaufleitung 24 eine zweite Innenleitung 62, deren Mündung 64 möglichst nah am Prüfling 18 platziert ist. An dieser Mündung 64 ist entsprechend auch im Innern der zweiten Innenleitung 62 ein zweiter Messfühler 66 des zweiten Drucksensors 36 und/oder des zweiten Temperatursensors 34 angeordnet, deren Messdatenleitungen 30 sich bis zu einer zweiten Abzweigung 68 erstrecken, an der die zweite Innenleitung 62 aus der Rücklaufleitung 24 herausgeführt ist, an der eine zweite Elektronik 35, 37 des zweiten Druck- und/oder Temperatursensor 34, 36 angeordnet ist und welche zwischen der Klimakammer 20 und der Konditioniereinheit 14 angeordnet ist.

[0041] Auf diese Weise kann sowohl der Druck als auch die Temperatur unmittelbar vor dem Prüfling 18 sowohl an der Rücklaufleitung 24 als auch an der Zulaufleitung 16 gemessen werden, da die Messfühler 60, 66 direkt am Ende 44 beziehungsweise an der Mündung 64 der Innenleitungen 42, 62 angeordnet sind, und gleichzeitig die jeweilige Elektronik 27, 29, 35, 37 des jeweiligen Sensors 26, 28, 34, 36 außerhalb der Klimakammer 20 angeordnet werden kann. So werden die vorhandenen Schnittstellen zur Klimakammer 20 reduziert, welche hierdurch einfacher abzudichten ist aber vor allem die unter Umständen empfindliche Elektronik 27, 29, 35, 37 der Sensoren 26, 28, 34, 36 vor den unter Umständen extremen Feuchte-, Druck- oder Temperaturbedingungen in der Klimakammer 20 geschützt. So kann die Regelung mit sehr exakten Messwerten durchgeführt werden.

[0042] In der Figur 4 wird eine weitere Alternative zur Nutzung der Innenleitungen 42, 62 offenbart. An diesen ist hier eine zweite Medienquelle 70 angeschlossen, die entweder Spülgas oder beispielsweise ein Medium beinhaltet, welches sich in seiner chemischen Zusammensetzung und/oder in seinen physikalischen Eigenschaften vom ersten Medium unterschiedet, so dass hier ohne weitere Zuleitungen oder Schnittstellen eine gewünschte Mischung der Medien eingestellt werden kann. Die Förderung dieses zweiten Mediums erfolgt über eine zweite Pumpe 72. Bei der Verwendung von Spülgas wird der Anschluss genutzt, um aus den gesamten Zulauf- und Rücklaufleitungen 16, 24 einschließlich der Innenleitungen 42, 62 das vorher geförderte Medium zu entfernen.

[0043] Es sollte deutlich sein, dass die Erfindung für unterschiedliche Anwendungen sowie Konditionier- und Messeinheiten genutzt werden kann. Auch können die Ausführungsbeispiele in unterschiedlichster Kombination genutzt werden. So kann auch ein Druck- und/oder Temperatursensor in der Innenleitung platziert werden und diese dennoch für Spülgas oder als Bypassleitung genutzt werden. Auch kann eine unterschiedliche Anordnung des Durchflussmessers bei der Verbrauchsmessung notwendig sein.

Claims (14)

Patentansprüche

1. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling (18) mit einer Medienquelle (10), einer Pumpe (12), mittels derer das Medium zum Prüfling (18) förderbar ist, einer Konditioniereinheit (14), über die das Medium auf einen Solldruck und eine Solltemperatur regelbar ist, eine Messeinheit (15), mittels derer ein Durchfluss messbar ist, einer Klimakammer (20), in der der Prüfling (18) angeordnet ist, einer Zulaufleitung (16), durch die das Medium aus der Konditioniereinheit (14) dem Prüfling (18) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Zulaufleitung (16) eine Innenleitung (42) ausgebildet ist, deren erstes Ende (44) in der Zulaufleitung (16) in der Klimakammer (20) angeordnet ist und deren entgegengesetztes Ende (46) an einer Abzweigung (48) zwischen der Klimakammer (20) und der Konditioniereinheit (14) aus der Zulaufleitung (16) geführt ist.

2, Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Innenleitung (42) von einem Anschluss (22), an dem die Zulaufleitung (16) mit dem Prüfling (18) verbunden ist, aus erstreckt.

3. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleitung (42) im Innern der Zulaufleitung (16) koaxial zur Zulaufleitung (16) angeordnet ist.

4. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testeinheit eine Rücklaufleitung (24) aufweist, die sich vom Prüfling (18) zur Konditioniereinheit (14) erstreckt.

5. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenleitung (42) an der Abzweigung (48) in eine Bypassleitung (52) mündet, die in der Rücklaufleitung (24) mündet.

6. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (12) eine konstante Drehzahl aufweist und die Bypassleitung (52) an einem geregelten 3-Wege-Ventil (54) in die Rücklaufleitung (24) mündet.

7. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (12) drehzahlgeregelt ist und in der Zulaufleitung (16) zwischen dem Prüfling (18) und dem ersten Ende (44) der Innenleitung (42) in der Klimakammer (20) ein Rückschlagventil (56) angeordnet ist, wobei in der Bypassleitung (52) ein Drosselventil (58) angeordnet ist.

8. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messfühler (60) eines Drucksensors (28) und/oder eines Temperatursensors (26) am ersten Ende (44) der Innenleitung (42) in der Klimakammer (20) angeordnet ist und sich Messdatenleitungen (30), über die die Messwerte des Messfühlers (60) an eine Elektronik (27, 29) des Drucksensors (28) und/oder des Temperatursensors (26) übertragbar sind, durch die Innenleitung (42) zur Abzweigung (48) erstrecken.

9. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Rücklaufleitung (24) eine zweite Innenleitung (62) ausgebildet ist, die sich aus der Klimakammer (20) in Richtung der Konditioniereinheit (14) erstreckt und zwischen der Konditioniereinheit (14) und der Klimakammer (20) eine zweite Abzweigung (68) ausgebildet ist, an der die zweite Innenleitung (62) aus der Rücklaufleitung (24) geführt ist.

10. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Innenleitung (62) im Innern der Rücklaufleitung (24) koaxial zur Rücklaufleitung (24) angeordnet ist.

11. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Messfühler (66) eines zweiten Drucksensors (36) und/oder eines zweiten Temperatursensors (34) an einer Mündung (64) der zweiten Innenleitung (62) in der Klimakammer (20) angeordnet ist und sich Messdatenleitungen (30), über die die Messwerte des zweiten Messfühlers (60) an eine Elektronik (35, 37) des zweiten Drucksensors (36) und/oder des zweiten Temperatursensors (34) übertragbar sind, durch die zweite Innenleitung (62) zur zweiten Abzweigung (68) erstrecken.

12. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an die Innenleitung (42, 62) eine zweite Medienquelle angeschlossen ist.

13. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Medium ein Spülgas oder ein Medium ist, welches sich in seiner chemischen Zusammensetzung oder seiner Konditionierung vom ersten Medium unterscheidet.

14. Testeinheit zur Durchfluss- oder Verbrauchsmessung an einem Prüfling nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Innenleitung (42, 62) eine zweite Pumpe (72) angeschlossen ist.

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