195326. lajstromszámú szabadalom • Mérési elrendezés többfázisú, főleg szedimentálódó, többfázisú folyadék rendszerek egyik folyadékfázisának folyamatos, tömeg szerinti mérésére
1 1 )5 326 2 A találmány tárgya mérési elrendezés többfázisú, főleg szedimentálódó többfázisú folyadék rendszerek egyik folyadék fázisának folyamatos, tömeg szerinti mérésére. Az iparban számtalan helyen merül fel annak szükségessége, hogy egy csővezetékben átáramló folyadék mennyiségéről számszerű mérési adatokat nyerjenek. A mérési feladat megoldására számos módszert dolgoztak ki. Ezek összefoglalása megtalálható Willi Bohl: Műszaki áramlástan c. könyvében (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1983.) és az abban megadott irodalomban. A fontosabb mérési megoldások például a közvetlenül térfogat mérésen alapuló mérési eljárások, amelyek dugattyús, forgódobos, lemniszkátavagy fogaskerék-páros elven működnek, és amelyeknél a mozgó alkatrész elmozdulása, illetve szögelfordulása közvetlenül arányos a mért térfogattal. Más módszereknél, így a mérőperemes, illetve Venturi-csöves mérő berendezéseknél az áramló közegben egy szűkület két oldalán az áramlási sebességtől függő mértékben fellépő nyomásváltozást mérik, és ebből az átmérő ismeretében számolják ki az átáramló folyadék mennyiségét. Egy további lehetőséget ad az áramló folyadékban elhelyezett mérőturbina által történő áramlási sebesség meghatározás. Mindezen mérési módszerek csak meghatározott, és általában igen szűk felhasználási körben, és ott is önmagukban csak az átáramlott folyadék térfogatára, illetve az áramlás sebességére adnak kielégítő pontosságú mérési adatokat. Pontosságuk az áramló folyadékból lerakódó lepedékektől folyamatosan romlik, ezért rendszeres tisztítást, adott esetben kalibrálást igényelnek. Az élelmiszeriparban a tisztasági követelmények fokozottan jelentkeznek, igen fontos a csíramentesség, illetve a berendezés csírátlanításának lehetősége. A bonyolult mozgó alkatrészeket tartalmazó mechanikus mérőeszközök ezeknek a kívánalmaknak csak ritkán felelnek meg. Ezen túlmenően mérés közben nem veszik figyelembe a mérendő folyadék fizikai paramétereinek hőmérsékletfüggő változásait (például a sűrűség és a viszkozitás hőfokfüggését), így a mérési pontosság betartása érdekében a mérendő folyadék hőmérsékletét stabilizálni kell. Kiküszöbölhetetlen mérési hibához vezet, ha a mérendő folyadékba valamilyen másik fázis (például gáz, szilárd anyag, vagy egy másik folyadék) zárványai kerülnek. További gondot okoz az, hogy a korszerű gyártáshoz olyan mérőberendezésekre van szükség, amelyek az egyszerű mérésen túlmenően képesek a gyártás dokumentálásához elengedhetetlen bizonylatokat is előállítani, illetve képesek mérési eredményeiket egy központi számítógéphez további feldolgozásra továbbítani. Erre az ismert megoldások egyike sem képes. A mérési módszerrel szembeni további követelmény, hogy üzembiztos legyen, hogy képes legyen követni es a mérési eredmény szolgáltatásánál figyelembevenni a mérendő folyadék fázis meghatározott mértékű, a gyártási folyamatból eredő paraméter változásait, sőt igényként merülhet fel az is, hogy a mérőberendezés figyelmeztető jelzést adjon, vagy akár le is állítsa a gyártási folyamatot, ha valamelyik termék paraméter az előre beállított tűrési mezőből kikerül. Bizonyos esetekben arra is szükség van, hogy a mérőberendezés lehetővé tegye a folyadék (például olvadt sertészsír) adott hőmérsékleten mérhető megszilárdulás utáni térfogatának, illetve tömegének meghatározását is. Különleges, a fenti követelmények mindegyikét támasztó mérési feladat a vágóhídaknál működő tepertő és étkezési sertészsír készítő üzemrészek által előállított sertészsír mennyiségének folyamatos mérése. A nehézséget az jelenti, hogy a zsír tepertő, víz és/vagy levegő zárványokat tartalmazhat, hőmérséklete, áramlási sebessége és kis mértékben összetétele is változhat a nyersanyag és a pillanatnyi üzemi jellemzők függvényében. A mérési elrendezéstől megkívánják az élelmiszeriparban szokásos csíramentességet, illetve könnyű csíramentesíthetőséget és tisztíthatóságot. A mérési elrendezésnek biztosítania kell, hogy mérési eredményeiben vegye figyelembe a mérendő sertészsír aktuális hőmérsékletét, küszöbölje ki a mérési eredményeket meghamisító zárványokat, a mérési eredményeket tegye kívánt esetben számítógépes továbbfeldolgozásra alkalmas módon is hozzáférhetővé, és azokat oly módon rögzítse, hogy annak alapján a gyártó üzem termelési eredményeit bizonylatolni lehessen. Önmagában az eddig ismertté vált mérési megoldások egyike sem felelt meg teljes mértékben a fenti követelményeknek. A mérés megoldatlanságát bizonyítja, hogy még az iparban jelenleg az egyik legkorszerűbb megoldást képviselő ALFA-LAVAL gyártmányú CB—5000 típusú zsírolvasztónál sincs megvalósítva a fentiekben megadott műszaki paraméterekkel rendelkező mérés és adatszolgáltatás a megfelelő mérési elrendezés hiányában. Az 1. ábrán a találmány szerinti elrendezés vázlata, a 2-4. ábrán pedig az elrendezés egy-egy, kiegészítő elemekkel ellátott változata látható. Meglepő módon azt találtuk, hogy a találmány tárgyát képező, 1. ábra szerinti mérési elrendezés minden szempontból megfelel a fentiekben meghatározott követelményeknek. A találmány szerinti mérési elrendezésre jellemző, hogy egy, a mérendő folyadék fázist elkülönítő 1 szeparátorhoz csatlakozó 2 puffer tartálya, a 2 puffer tartályban elrendezett, és kimenő jelével egy központi 4 célszámítógéphez csatlakoztatott 3 szintérzékelője, a 2 puffer tartályhoz csatlakozó és a központi 4 célszámítógép által vezérelt 5 folyadék szivattyúja, az 5 folyadék szivattyú nyomó ágához csatlakozó, a központi 4 célszámítógéphez jelvezetékkel kapcsolódó, és a csővezetéken áthaladt folyadék térfogattal összefüggésben álló elektromos jelet előállító 6 áramlásmérő jeladója, a mérendő folyadékfázist szállító csővezetéken elrendezett, és az áramló folyadékfázis hőmérsékletével összefüggésben álló elektromos jelet a központi 4 célszámítógéphez továbbító 7 hőmérsékletmérő jeladója és a mérési eredményeket, illetve a központi 4 célszámítógép által a mérési eredményekből kiszámított tömeg adatokat megjelenítő, és a központi 4 célszámítógéphez 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
