DD218179A1 - Vorrichtung zur bestimmung von druecken in rohren und behaeltern - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Bestimmung von Druecken in Rohren und Behaeltern. Die erfindungsgemaesse Vorrichtung ist zur genauen Bestimmung von Druecken in Rohren und Behaeltern fuer unbegrenzte Druckbereiche stationaer und mobil einsetzbar. Die Vorrichtung misst digital die dem Innendruck proportionale Verformung von Rohren und Behaeltern mittels Interferometer. Eine elektronische Zaehleinrichtung zaehlt die erzeugten Interferenzstreifen; die Druckwerte werden als Ziffernfolge angezeigt und als digital codierte Signale zur Steuerung bzw. Regelung bereitgestellt. Fig. 1

Description

a) Titel der Erfindung

Vorrichtung zur Bestimmung von Drücken in Rohren und Behältern

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung von Drücken in Rohren und Behältern für unbegrenzte Druckbereiche.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Messen von Drücken erfolgt im allgemeinen durch Manometer, bei denen die Auslenkung einer Membrane als Maß für den auf sie wirkenden Druck angezeigt und/oder zur Steuerung weiterverwendet wird. Neben solchen, bei denen unmittelbar die Durchbiegung der Membrane ausgewertet wird, sind auch Druckmeßeinrichtungen bekannt, die den Piezoeffekt, bzw. die Widerstands-, Kapazitäts- oder Induktivitätsänderungen nutzen, um ein der Durchbiegung einer Membrane proportionales elektrisches Signal zu erzeugen. Derartigen Vorrichtungen ist gemeinsam, daß die Membrane direkte Verbindung mit den unter Druck stehenden Medien haben muß.

Aus den PS DDR 114860 (GOIl 9/00), DE 2937882 (GOIl 11/00) und DT 2533078 (GOIl 19/00) sind Anordnungen bekannt, mit denen die Verformung von unter Drück stehenden Rohren gemessen wird.

Die von den piezoelektrischen Druckaufnehmern bzw. induktiven Wegaufnehmern erzeugten elektrischen Signale sind ein Maß fur den Innendruck des Rohres bzw« Behälters. Der Nachteil induktiver Wegaufnehmer besteht nun darin, daß sie zum Messen kleinster Wege, wie sie bei der Dehnung von unter Druck befindlichen Rohren bzw. Behältern auftreten, zu ungenau sind. Die Anwendung piezoelektrischer Aufnehmer impliziert, daß die Verformung von Rohren bzw. Behältern die notwendigerweise kraftschlüssige Ankopplung des Aufnehmers reduziert und damit der Meßwert verfälscht wird. Weiterhin kann die kraftschlüssige Verbindung auf Rohren bzw. Behältern, deren Innendruck sich verändert, im Laufe der Zeit unzulässige bleibende Formänderungen bewirken. Die auftretenden Meßfehler liegen in den verwendeten Meßsystemen begründet.

d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine universell einsetzbare, verschleiß- und wartungsarme Vorrichtung zu schaffen, die zur Bestimmung des Druckes in Rohren und Behältern beliebigen Durchmessers einsetzbar ist. Durch eine breite Anwendbarkeit wird die Voraussetzung für eine ökonomisch günstige Universallösung geschaffen.

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Es besteht somit die Aufgabe eine Vorrichtung zu entwickeln, die zur stationären kontinuierlichen Überwachung und zur mobilen Kontrolle unter Druck befindlicher Rohre und Behälter den Druck unter Ausnutzung der Verformung dieser Rohre und Behälter mit hoher Empfindlichkeit bestimmt, ohne daß Bohrungen in die Rohre bzw. Behälter eingebracht werden müssen, sowie keine kraftschlüssige, die Verformung verfälschende Verbindungen zur Außenwand der Rohre bzw. Behälter erforderlich sind.

Erfindungegemäß wurde die Aufgabe durch Kopplung einer an sich bekannten optischen Vorrichtung zur Messung kleinster Abstandsänderungen mit einer elektronischen Zähleinrichtung sowie einer aus 2 Schenkeln bestehenden mechanischen Vorrichtung gelöst. Auf dem einen der beiden Schenkel, die auf der Außenwand des Rohres bzw. Behälters befestigt sind, sind die Sende-/Empfangseinheit für monochromatisches Licht sowie fotoelektrische Empfänger, und auf dem anderen Schenkel ist ein kippinvarianter Reflektor angeordnet. Die elektronische Zähleinrichtung ist über ein Kabel mit fotoelektrischen Empfängern Verbunden. Bei druckabhängiger Verformung der Außenwand des Rohres bzw. Behälters ändert sich der Abstand zwischen den beiden Schenkeln. Die nach dem Prinzip des klassischen Michelson-Interferometers funktionierende optische Vorrichtung erzeugt eine dem Abstand proportionale Anzahl von Interferenzstreifen, die von fotoelektrischen Empfängern aufgenommen und von der elektronischen Zähleinrichtung gezählt werden. Der aktuelle Zählerstand ist immer dem jeweiligen Druck proportional und wird digital als Ziffernfolge angezeigt bzw. protokolliert und/oder zur Steuerung bzw. Regelung weiterverwendet,

f) Ausführungsbeispiel

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeiepiels näher erläutert.

In dem Ausführungsbeispiel für eine radiale Verformungsmessung an Rohren bzw. Behältern von kleinem Durchmesser gemäß Fig. 1 sind eine optische Sende-/Empfangseinheit bestehend aus einer monochromatischen Lichtquelle 1, einem Kondensor 2, einem Umlenkprisma 3 und einem optischen Teiler, welcher aus Teilergrundplatte 4 und zwei weiteren transparenten Platten 5 und 6 mit teilverspiegelten Oberflächen besteht, sowie einem Objektiv 7 gemeinsam mit den fotoelektrischen Empfänger 8 auf dem einen Schenkel einer als Meßklammer 9 ausgeführten

mechanischen Vorrichtung fest angeordnet« Auf dem gegenüberliegenden Schenkel der Meßklammer 9 befindet sich ein kippinvarianter Reflektor 10. Die elektronische Zähleinrichtung 11 ist über ein Kabel mit den fotoelektrischen Empfängern 8 verbunden. Durch die Länge der Schenkel der Meßkiammer 9 und die Wahl des von ihnen eingeschlossenen Winkels laßt sich die Auflösung der an sich schon sehr genauen Meßvorrichtung noch weiter erhöhen. Die Meßklammer wird beispielsweise durch eine Zugfeder 12 oder Haftmagnete 13 auf dem Außendurchmesser des Rohres bzw. Behälters gehalten.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Vorrichtung zur Messung an Rohren bzw . Behältern von großem Durchmesser. Die beiden Schenkel der mechanischen , Vorrichtung sind dabei beispielsweise ebenfalls mittels Haftmagneten bzw. Klebeflächen mit der Außenwand verbunden

Claims (1)

1. Efrfindungsanspruch

   ,' . .

   !.Vorrichtung zur Bestimmung von Drücken in Rohren und Behältern, die sich an deren. Außenwand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Vorrichtung vorzugsweise formschlüssig mittels zweier Schenkel, einen Abstand auf dem Umfang des Rohres bzw. Behälters markiert, und daß sich auf den beiden Schenkeln eine optische Vorrichtung zur Abstandsmessung befindet, die aus einer Sehde-/Empfangseinheit für monochromatisches Licht und einem' kippinvarianten Reflektor sowie fotoelektrischen Empfängern besteht, die mit einer elektronischen Zähleinheit verbunden sind.

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