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Patent Searching and Data


Title:
MEASURING METHOD AND MEASURING APPARATUS FOR DETERMINING A FLOW RATE OF A PROCESS GAS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/087540
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to enable measuring a flow rate of a process gas (1) with very high accuracy and low measurement error, a counterweight (2) is provided, the counterweight being connected to a gas pressure vessel (3) via a compensation apparatus (4) and exerting a counterweight force (F2), wherein the compensation apparatus (4) is designed in such a way that the vessel weight force (F3) compensates for the counterweight force (F2) or the counterweight force (F2) compensates for the vessel weight force (F3) at least in part to form a resultant measured weight force (Fx), wherein a process scale (5) is provided, which is designed to determine the measured weight force (Fx) at at least two points in time (t1, t2), and wherein an evaluating unit (6) is provided, which is connected to the process scale (5) and is designed to determine the flow rate (X) of the process gas (1) using the measured weight force (Fx) determined at at least two points in time (t1, t2).

Inventors:
BUCHNER MICHAEL (AT)
KAMMERSTETTER HERIBERT (AT)
Application Number:
PCT/AT2020/060391
Publication Date:
May 14, 2021
Filing Date:
November 06, 2020
Export Citation:
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Assignee:
AVL LIST GMBH (AT)
International Classes:
G01F9/00; G01F25/00
Foreign References:
US5335552A1994-08-09
CH384883A1965-02-26
US3448609A1969-06-10
DE3820336A11989-01-05
US20180164138A12018-06-14
US10295516B22019-05-21
Other References:
PICHLER K ET AL: "KRAFTSTOFFVERBRAUCHSMESSUNG - EINFLUSS DER SYSTEMARCHITEKTUR AUF GENAUIGKEIT UND KOSTEN", MTZ - MOTORTECHNISCHE ZEITSCHRIFT, SPRINGER, vol. 57, no. 4, April 1996 (1996-04-01), pages - 206, XP000582639, ISSN: 0024-8525
VIKTOROV V: "Campioni di portata di gas", OLEODINAMICA, PNEUMATICA, TECNICHE NUOVE, MILAN, IT, vol. 50, no. 5, May 2009 (2009-05-01), pages 76 - 80, XP001523743, ISSN: 1122-5017
Attorney, Agent or Firm:
PATENTANWÄLTE PINTER & WEISS OG (AT)
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Claims:
Patentansprüche

1. Messverfahren zur Ermittlung eines Durchflusses (X) eines Prozessgases (3), welches mit Überdruck beaufschlagt in einem Gasdruckbehälter (3) enthalten ist und mit dem Durchfluss (X) aus dem Gasdruckbehälter (3) entweicht, wobei vom Gasdruckbehälter (3) gemeinsam mit dem enthaltenen Prozessgas (1) eine Behältergewichtkraft (F3) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältergewichtkraft (F3) mittels einer von einem Gegengewicht (2) wirkenden Gegengewichtskraft (F2) oder die Gegengewichtskraft (F2) mittels der vom Gegengewicht (2) wirkenden Behältergewichtskraft (F3) zumindest teilweise zu einer resultierenden Messgewichtskraft (Fx) kompensiert wird, dass die Messgewichtskraft (Fx) zu zumindest zwei Zeitpunkten (t1 , t2) ermittelt wird, und dass der Durchfluss (X) des Prozessgases (1) unter Verwendung der zu zumindest zwei Zeitpunkten (t1, t2) ermittelten Messgewichtskraft (Fx) ermittelt wird.

2. Messverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das entweichende Prozessgas (1) einem Durchflussmessgerät (P) zugeführt wird, und dass der ermittelte Durchfluss (X) des entweichenden Prozessgases (1) zur Kalibrierung des Durchflussmessgeräts (P) verwendet wird.

3. Messvorrichtung (10) zur Ermittlung eines Durchflusses (X) eines Prozessgases (3), welches mit Überdruck beaufschlagt in einem Gasdruckbehälter (3) enthalten ist und mit dem Durchfluss (X) aus dem Gasdruckbehälter (3) entweicht, wobei vom Gasdruckbehälter (3) gemeinsam mit dem enthaltenen Prozessgas (1) eine Behältergewichtskraft (F3) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Gasdruckbehälter (3) über eine Ausgleichsvorrichtung (4) verbundenes Gegengewicht (2), von welchem eine Gegengewichtskraft (F2) wirkt, vorgesehen ist, wobei die Ausgleichsvorrichtung (4) derart ausgestaltet ist, dass die Behältergewichtskraft (F3) die Gegengewichtskraft (F2) oder die Gegengewichtskraft (F2) die Behältergewichtskraft (F3) zumindest teilweise zu einer resultierenden Messgewichtskraft (Fx) kompensiert, dass eine Prozesswaage (5) vorgesehen ist, welche ausgestaltet ist zu zumindest zwei Zeitpunkten (t1 , t2) die Messgewichtskraft (Fx) zu ermitteln, und dass eine Auswerteeinheit (6) vorgesehen ist, welche mit der Prozesswaage (5) verbunden ist und ausgestaltet ist unter Verwendung der zu zumindest zwei Zeitpunkten (t1, t2) ermittelten Messgewichtskraft (Fx) den Durchfluss (X) des Prozessgases (1) zu ermitteln.

4. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswaage (5) mit dem Gasdruckbehälter (3) verbunden ist, um als Messgewichtskraft (Fx) die durch die Gegengewichtskraft (2) zumindest teilweise kompensierte Behältergewichtskraft (F3) zu ermitteln.

5. Messvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesswaage (5) mit dem Gegengewicht (2) verbunden ist, um als Messgewichtkraft (Fx) die durch die Behältergewichtskraft (F3) zumindest teilweise kompensierte Gegengewichtskraft (F2) zu ermitteln. 6. Messvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsvorrichtung (4) ein Verbindungselement (40) umfasst, wobei das Verbindungselement (40) durch einen Lagerpunkt (O) auf eine erste Seite (41) und eine zweite Seite (42) eingeteilt und um den Lagerpunkt (O) schwenkbar ausgestaltet ist, und dass der Gasdruckbehälter (3) mit der ersten Seite (41) verbunden ist und das Gegengewicht (2) mit der zweiten Seite (42) verbunden ist.

7. Messvorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruckbehälter (3), das Gegengewicht (2) und die Ausgleichsvorrichtung (4) derart ausgestaltet sind, bei einem leeren Gasdruckbehälter (3) die Messgewichtskraft (Fx) mit einer Masse im Bereich von 1 g bis 2 kg, vorzugsweise 1 g bis 200 g, besonders vorzugsweise 1 g bis 100 g, korrespondiert.

Description:
Messverfahren und Messvorrichtung zur Ermittlung eines Durchflusses eines

Prozessgases

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein Messverfahren und eine Messvorrichtung zur Ermittlung eines Durchflusses eines Prozessgases, welches mit Überdruck beaufschlagt in einem Gasdruckbehälter enthalten ist und mit dem Durchfluss aus dem Gasdruckbehälter entweicht, wobei vom Gasdruckbehälter gemeinsam mit dem enthaltenen Prozessgas eine Behältergewichtskraft wirkt.

Es ist oftmals erforderlich einen Durchfluss eines Prozessgases sehr genau zu ermitteln.

Dies kann erfolgen, indem das Prozessgas aus einem Gasbehälter entweicht und die Menge, d.h. die Masse, des im Gasbehälter befindlichen Prozessgases zu mehreren Zeitpunkten bestimmt wird. Der Durchfluss kann aus diesen bestimmten Mengen, bzw. Massen des Prozessgases ermittelt werden, da ein Durchfluss bekanntermaßen einem Massenstrom entspricht.

Wird der Durchfluss des Prozessgases sehr genau ermittelt, so kann dieser zur Kalibrierung von Durchflussmessgeräten verwendet werden. Allgemein erfolgt im Zuge eines Kalibrierverfahrens ein Abgleich eines Sollwerts mit einem Istwert eines Messgerätes. Dabei dient ein genau bekannter Kalibrierwert als Sollwert und somit als Referenz. Um ein Durchflussmessgerät zu kalibrieren, kann somit der Durchfluss, welcher anhand der Massen des Prozessgases zu verschiedenen Zeitpunkten sehr genau ermittelt wurde, als Sollwert verwendet werden. Das entweichende Prozessgas wird dem Durchflussmessgerät zugeführt. Das Durchflussmessgerät misst den Durchfluss des Prozessgases als Istwert, welcher im Rahmen der Kalibrierung des Durchflussmessgeräts mit dem Sollwert verglichen wird.

Um das Volumen von Prozessgasen zu verringern und somit eine höhere Menge eines Prozessgases speichern zu können, kann das Prozessgas einem Überdruck ausgesetzt werden und in einem Gasdruckbehälter gespeichert werden. Natürlich entstehen durch den Überdruck erhöhte auf den Gasdruckbehälter wirkende Kräfte, weshalb der Gasdruckbehälter mit einer entsprechend hohen Wandstärke ausgeführt werden muss. Es sind zylindrische oder kugelförmige Gasdruckbehälter vorzuziehen, da diese Geometrien einem höheren Druck gut standhalten können. Üblicherweise werden als Gasdruckbehälter Gasdruckflaschen mit einem Fassungsvermögen bis etwa 100 Liter für die Speicherung von Prozessgasen verwendet. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit einer Speicherung von Prozessgasen in großen Gasspeichern, welche ein Fassungsvermögen von mehreren Hektolitern aufweisen. Es muss bei der Materialwahl des Gasdruckbehälters, sowie von Elementen, die in Kontakt mit dem Prozessgas kommen, z.B. Verschlüsse, Ventile, Leitungen, etc. darauf geachtet werden, dass diese durch das zu verwendende Prozessgas nicht spröde werden oder andersartig degenerieren. Es werden in der Durchflussmesstechnik insbesondere CNG („Compressed Natural Gas“), LPG („Liquefied Petroleum Gas“), H2 („Wasserstoff“) oder N2 (Stickstoff) als Prozessgase verwendet.

Compressed Natural Gas wird im umgangssprachlichen Gebrauch als Erdgas bezeichnet und ist ein primärer fossiler Energieträger. Der Hauptbestandteil von Compressed Natural Gas ist Methan CH4. Methan ist bei einer Temperatur von 20°C und einem Druck von 1 bar gasförmig. Die Speicherung von CNG erfolgt mit Überdruck in Gasdruckbehältern. Methan muss allerdings für eine Verflüssigung auf sehr tiefe Temperaturen gekühlt werden, wobei die optimale Temperatur für die Verflüssigung eine Sättigungstemperatur von -161°C darstellt, da ein Gas bei seiner Sättigungstemperatur die kleinste thermische Energie besitzt. Da eine Abkühlung von Methan bzw. CNG auf -161 °C einen hohen Aufwand verursacht, wird CNG vorzugsweise in gasförmigem anstatt flüssigem Zustand in Gasdruckbehältern gespeichert. Compressed Natural Gas kann dann beispielsweise bei einer Prozessgastemperatur von 4 °C gespeichert werden.

Liquefied Petroleum Gas (LPG) wird auch Flüssiggas, Autogas oder Treibgas genannt und weist als Hauptbestandteile Propan und Butan auf, wobei das Mischungsverhältnis von Liquefied Petroleum Gas üblicherweise zwischen 60 Prozent Butan und 40 Prozent Propan und 40 Prozent Butan und 60 Prozent Propan variiert. Liquefied Petroleum Gas wird verwendet um die Verbrennung zu optimieren und die Emissionen an Schadstoffen gering zu halten. Die Aufbewahrung von Liquefied Petroleum Gas in Gasdruckbehältern erfolgt stets in flüssiger Form. Der Siedepunkt von Propan liegt bei bei -42°C, der Siedepunkt von Butan bei -0,5°C. Auf Grund dieser sehr unterschiedlichen Siedepunkte besteht die Möglichkeit, beide Gase bereits bei einem Druck von 20 bar bis 80 bar (abhängig von der vorherrschenden Temperatur) zu verflüssigen.

Wasserstoff ist bei einer Temperatur von 20°C und einem Druck von 1 bar gasförmig, farblos, geruchslos und ungiftig. Da die Dichte von Wasserstoff bekanntermaßen sehr niedrig ist, ist mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten zu rechnen. Da Wasserstoff leicht diffundiert, ist es technisch herausfordernd Anschlüsse, Leitungen, usw. ausreichend dicht zu gestalten. Wasserstoff ist brennbar und explodiert in Luft schon bei sehr geringen Mischungsanteilen (Knallgas).

Wie erwähnt weisen Prozessgase eine geringe Dichte auf und werden daher mit einem Überdruck beaufschlagt in Gasdruckbehältern gespeichert. Wasserstoff weist bei Referenzbedingungen (Druck von 1013 hPa und Temperatur von 0°C) eine Dichte von 0,08988 kg/m 3 auf, wobei Wasserstoff bei einem Überdruck von 200 bar und einer Temperatur von 20°C eine Dichte von bis zu 16 kg/m 3 erreichen kann. Butan weist bei den oben genannten Referenzbedingungen eine Dichte von 2,3 kg/m 3 auf und bei einem Überdruck von 200 bar und einer Temperatur von 20°C eine Dichte von bis zu 476 kg/m 3 auf. Propan weist bei oben genannten Referenzbedingungen eine Dichte von 1 ,8 kg/m 3 und bei einem Überdruck von 200 bar und einer Temperatur von 20°C eine Dichte von bis zu 360 kg/m 3 auf.

Ein Prozessgas wird daher üblicherweise einem Überdruck von bis zu 250 bar ausgesetzt, kann auch unter noch höheren Überdrücken gespeichert werden. Prozessgasdrücke von über 250 bar sind jedoch oft nicht wirtschaftlich, da der zugehörige Gasdruckbehälter äußerst massiv ausgeführt werden muss und somit eine sehr hohe Masse aufweist. Doch selbst für Prozessgasdrücke von bis zu 250 bar sind Gasdruckbehälter mit einer Masse von bis zu 100 Kilogramm üblich. Einen derartiger Gasdruckbehälter kann jedoch nur ein Prozessgas mit einer Masse von unter einem Kilogramm, für Wasserstoff als Prozessgas lediglich etwa 400 bis 500 Gramm, fassen. Dies führt somit zu einem sehr ungünstigen Verhältnis der Masse von Gasdruckbehälter zu Prozessgas.

Um zu einem Zeitpunkt die Menge des Prozessgases zu ermitteln, kann bei bekannter Masse des Gasdruckbehälters unter Verwendung einer Prozesswaage die Gesamtmasse des Gasdruckbehälters samt Prozessgas gemessen werden und daraus die Masse des Prozessgases berechnet werden. Es muss somit eine Prozesswaage gewählt werden, die in der Lage ist die Gesamtmasse von Gasdruckbehälter und Prozessgas zu messen, obwohl das Prozessgas selbst nur einen Bruchteil (üblicherweise ca. ein Zweihundertstel) der Gesamtmasse ausmacht. Prozesswaagen mit einem absoluten Messbereich im Bereich dieser Gesamtmasse weisen jedoch eine eingeschränkte Auflösung auf. Dies führt bei vertretbaren Messgenauigkeiten zu hohen Mindestverbräuchen an Prozessgasen, womit sich lange Messzeiten ergeben. Diese langen Messzeiten führen wiederum zu langen Ausfallzeiten des zu kalibrierenden Durchflussmessgeräts. Für sehr genaue Kalibrierungen kann der Fall eintreten, dass die Menge an gespeichertem Prozessgas bei hinreichend langen Messzeiten nicht ausreicht.

Die US 10,295,516 beschreibt eine Kalibriereinrichtung für ein Durchflussmessgerät zum Befüllen von Wasserstofftankstellen. Die Kalibriereinrichtung muss transportabel ausgestaltet sein, womit keine kompromisslose Genauigkeit gefordert werden kann. Es sind aber dennoch Kalibrierungen mit Messfehlern von bis zu 0,5% möglich.

Es ist eine Aufgabe der gegenständlichen Erfindung eine Messvorrichtung und ein Messverfahren anzugeben, welche eine Messung eines Durchflusses eines Prozessgases mit einer sehr hohen Genauigkeit und einem geringen Messfehler ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die Behältergewichtkraft mittels einer von einem Gegengewicht wirkenden Gegengewichtskraft oder die Gegengewichtskraft mittels der vom Gegengewicht wirkenden Behältergewichtskraft zumindest teilweise zu einer resultierenden Messgewichtskraft kompensiert wird, wobei die Messgewichtskraft zu zumindest zwei Zeitpunkten ermittelt wird, und der Durchfluss des Prozessgases unter Verwendung der zu zumindest zwei Zeitpunkten ermittelten Messgewichtskraft ermittelt wird.

Weiters wird die Aufgabe durch eine Messvorrichtung gelöst, in welcher ein mit dem Gasdruckbehälter über eine Ausgleichsvorrichtung verbundenes Gegengewicht, von welchem eine Gegengewichtskraft wirkt, vorgesehen ist, wobei die Ausgleichsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass die Behältergewichtskraft die Gegengewichtskraft ( oder die Gegengewichtskraft die Behältergewichtskraft zumindest teilweise zu einer resultierenden Messgewichtskraft kompensiert, wobei eine Prozesswaage vorgesehen ist, welche ausgestaltet ist zu zumindest zwei Zeitpunkten die Messgewichtskraft zu ermitteln, und wobei eine Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche mit der Prozesswaage verbunden ist und ausgestaltet ist unter Verwendung der zu zumindest zwei Zeitpunkten ermittelten Messgewichtskraft den Durchfluss des Prozessgases zu ermitteln.

Das Entweichen des Prozessgases aus dem Gasdruckbehälter kann durch eine kontrollierte Entnahme erfolgen. Eine Gewichtskraft ergibt sich auf der Erde bekanntermaßen aus dem Produkt einer Masse und der auftretenden Erdbeschleunigung (üblicherweise 9,81 m/s 2 ) und wirkt nach „unten“, d.h. zum Erdmittelpunkt. Über diese Beziehung zwischen Masse und Gewichtskraft kann über die Erdbeschleunigung von einer Masse auf ein Gewicht und umgekehrt umgerechnet werden. Als Behältergewichtskraft wird die Gewichtskraft des Gasdruckbehälters samt dem Prozessgasgewicht des Prozessgases, angesehen. Die Behältergewichtskraft kann auch ein durch weitere mit dem Gasdruckbehälter verbundenen Elementen (Ventile, Leitungen, Aufhängung, usw.) verursachte zusätzliche Gewichtskraft einschließen, wobei diese zusätzliche Gewichtskraft vorzugsweise konstant ist. Es ist somit vorteilhaft, wenn der Prozessgasdruck in hydraulischen Leitungen der Messvorrichtung konstant ist, um die zusätzliche Gewichtskraft der hydraulischen Leitungen möglichst konstant zu halten.

Die Messgewichtskraft ergibt sich erfindungsgemäß aus einer Kompensation des Behältergewichts durch das Gegengewicht oder aus einer Kompensation des Gegengewichts durch das Behältergewicht. Die Prozesswaage misst somit erfindungsgemäß nicht das gesamte Behältergewicht, sondern die Messgewichtskraft. Da das Prozessgas aus dem Gasdruckbehälter entweicht, ist das Messgewicht über die Zeit veränderlich. Durch Ermittlung der Messgewichtskraft zu zumindest zwei Zeitpunkten, kann somit der Durchfluss des Prozessgases ermittelt werden. Dabei ist für die Ermittlung des Durchflusses der Wert der zu einem Zeitpunkt ermittelten Messgewichtskraft selbst nicht zwingend relevant. Vielmehr ist zur Ermittlung des Durchflusses der Zusammenhang der zu den zumindest zwei Zeitpunkten ermittelten Messgewichtskräfte entscheidend. So kann beispielsweise eine Differenz oder ein Verlauf der Messgewichtskraft über die Zeit betrachtet werden. Da die Messgewichtskraft geringer als die Behältergewichtkraft ist, kann als Prozesswaage eine Präzisionswaage mit einem geringen absoluten Messbereich und damit verbundener höherer Auflösung verwendet werden. Somit kann der Durchfluss entsprechend genauer bestimmt werden.

Vorzugsweise ist die Prozesswaage mit dem Gasdruckbehälter verbunden, um als Messgewichtskraft die durch die Gegengewichtskraft zumindest teilweise kompensierte Behältergewichtskraft zu ermitteln.

Es kann auch die Prozesswaage mit dem Gegengewicht verbunden sein, um als Messgewichtkraft die durch die Behältergewichtskraft zumindest teilweise kompensierte Gegengewichtskraft zu ermitteln.

Vorzugsweise umfasst die Ausgleichsvorrichtung ein Verbindungselement, wobei das Verbindungselement durch einen Lagerpunkt auf eine erste Seite und eine zweite Seite eingeteilt und um den Lagerpunkt schwenkbar ausgestaltet ist, wobei der Gasdruckbehälter mit der ersten Seite verbunden ist und das Gegengewicht mit der zweiten Seite verbunden ist. Dadurch ergibt sich durch das um den Lagerpunkt schwenkbare Verbindungselement eine Wippe. Das Verbindungselement ist vorzugsweise starr ausgestaltet.

Es kann die Ausgleichsvorrichtung auch ein Verbindungselement umfassen, welches durch einen Lagerpunkt auf eine erste Seite und eine zweite Seite eingeteilt ist, die mit dem Gasdruckbehälter und dem Gegengewicht verbunden, wobei das Verbindungselement nicht um den Lagerpunkt schwenkbar ausgestaltet ist, sondern beispielsweise durch den Lagerpunkt verschiebbar ausgestaltet ist. Somit kann das Verbindungselement beispielsweise durch den Lagerpunkt verschoben werden, womit die Länge der ersten Seite und der zweiten Seite je nach Lage des Verbindungselements veränderbar ist.

Beispielsweise kann das Verbindungselement zumindest teilweise flexibel ausgestaltet sein, z.B. als Seil.

Vorzugsweise sind der Gasdruckbehälter, das Gegengewicht und die Ausgleichsvorrichtung derart ausgestaltet, dass bei einem leeren Gasdruckbehälter die Messgewichtskraft mit einer Masse im Bereich von 1 g bis 2 kg, vorzugsweise 1 g bis 200 g, besonders vorzugsweise 1 g bis 100 g, korrespondiert. Damit kompensiert die Gegengewichtskraft die Behältergewichtskraft oder umgekehrt zu einem Großteil. Somit kann eine Prozesswaage mit einer maximal möglichen Auflösung gewählt werden und die Messgewichtskraft sehr genau bestimmt werden.

Es kann auch vorgesehen, sein, dass die Gegengewichtskraft die Behältergewichtskraft oder umgekehrt (auf eine Vorspannungskraft) kompensiert, die 1 g bis 1.5kg, besonders vorzugsweise 500g bis 1kg entspricht. Dabei muss natürlich immer der Messbereich der Prozesswaage geeignet gewählt werden. Es ist auch möglich, dass die Gegengewichtskraft die Behältergewichtskraft des leeren Gasdruckbehälters vollständig kompensiert, womit die Messgewichtskraft direkt der Prozessgasgewichtskraft entspricht.

Das entweichende Prozessgas kann einem Durchflussmessgerät zugeführt werden, wobei der ermittelte Durchfluss des entweichenden Prozessgases zur Kalibrierung des Durchflussmessgeräts verwendet wird. Es wird also der Durchfluss durch das Durchflussmessgerät ermittelt und mit dem erfindungsgemäßen und hochgenau ermittelten Durchfluss verglichen. Basierend auf diesem Vergleich kann das Durchflussmessgerät nachjustiert werden.

Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

Fig.1 eine erste bevorzugte Ausgestaltung der Messvorrichtung,

Fig.2 eine zweite bevorzugte Ausgestaltung der Messvorrichtung,

Fig.3 eine Kalibrierung eines Durchflussmessgeräts.

In Fig. 1 und 2 ist jeweils eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 dargestellt. Ein Prozessgas 1 befindet sich mit Überdruck beaufschlagt in einem Gasdruckbehälter 3 und entweicht aus ebendiesem mit dem Durchfluss X. Vom Gasdruckbehälter 3 samt dem enthaltenen Prozessgas 1 wirkt eine Behältergewichtkraft F3, d.h. dass der Gasdruckbehälter 3 gemeinsam mit dem enthaltenen Prozessgas 1 eine Behältergewichtskraft F3 verursacht. Zur Behältergewichtskraft F3 können auch Gewichtskräfte, welche durch mit dem Gasdruckbehälter 3 verbundene Elemente (Ventile, Leitungen, etc.) verursacht werden, zählen.

Es ist ein Gegengewicht 2, von welchem eine Gegengewichtskraft F2 wirkt, vorgesehen. Anders formuliert bewirkt das Gegengewicht 2 eine Gegengewichtskraft F2. Das Gegengewicht 2 ist über eine Ausgleichsvorrichtung 4 mit dem Gasdruckbehälter 3 verbunden und kompensiert somit das Behältergewicht F3 zumindest teilweise. Im dargestellten Fall wird von der Gegengewichtskraft F2 über die Ausgleichsvorrichtung 4 am Gasdruckbehälter 3 eine Behälterkompensationskraft F2‘ hervorgerufen. Die Behälterkompensationskraft F2‘ wirkt gegen die Behältergewichtskraft F3 und kompensiert diese somit zumindest teilweise, vorzugsweise größtenteils. Die Behälterkompensationskraft F2‘ kann je nach Ausgestaltung der Ausgleichsvorrichtung 4 auch der Gegengewichtskraft F2 entsprechen.

In der dargestellten Ausgestaltung umfasst die Ausgleichsvorrichtung 4 ein Verbindungselement 40. Das Verbindungselement 40 ist durch einen Lagerpunkt O auf eine erste Seite 41 und eine zweite Seite 42 eingeteilt und um den Lagerpunkt O schwenkbar ausgestaltet. Der Gasdruckbehälter 3 ist mit der ersten Seite 41 über einen ersten Verbindungspunkt V1 verbunden und das Gegengewicht 2 mit der zweiten Seite 42 über einen zweiten Verbindungspunkt V2 verbunden. Das Verhältnis von Kompensationskraft F2‘ und Gegengewichtskraft F2 ist somit von der Ausgestaltung des Verbindungselements 40 abhängig, insbesondere von Hebelwirkungen, die durch das Verhältnis der Entfernung des ersten Verbindungspunkts V1 vom Lagerpunkt O zur Entfernung zweiten Verbindungspunkts V2 vom Lagerpunkt O entstehen. Dieses Verhältnis der Entfernungen der Verbindungspunkte vom Lagerpunkt O kann gewählt werden, um das Verhältnis von Kompensationskraft F2‘ zu Gegengewichtskraft F2 einzustellen.

Das Verbindungselement 40 und/oder der Lagerpunkt O ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Reibung zwischen Verbindungselement 40 und Lagerpunkt O möglichst gering ist, um den Messvorgang möglichst wenig zu beeinflussen. Vorzugsweise ist das Verbindungselement 40 zumindest an einem Kontaktbereich mit dem Lagerpunkt O mit einem harten Material, vorzugsweise Wolfram karbit, verstärkt oder zumindest am Kontaktbereich mit dem Lagerpunkt aus einem harten Material, vorzugsweise Wolframkarbit gefertigt.

Es ist eine Verwendung von Kugellagern oder Walzenlagern vorstellbar. Durch eine Ausgestaltung des Lagerpunkts in Form einer Schneide (Prisma) kann eine noch geringere Reibung erzeugt werden. Es kann somit das Verbindungselement 40 auf dem Lagerpunkt O (entsprechend der Schneide) in einem Kontaktbereich gelagert sein - wie es in den Figuren angedeutet ist.

Je kleiner, z.B. schmäler, der Kontaktbereich im Lagerpunkt O ist, desto geringer ist die Reibung, wobei bei einem kleinen Kontaktbereich auch eine Abnutzung des Lagerpunkts O und des Verbindungselements 40 im Kontaktbereich steigt. Daher ist eine Verwendung von harten Materialien für das Verbindungselement 40 und den Lagerpunkt O im Kontaktbereich vorteilhaft.

Der Lagerpunkt O kann auch als Aufhängung für das Verbindungselement 40 ausgestaltet sein. Als Aufhängung kann ein Seil dienen, wobei vorzugsweise Spezialmaterialien wie zum Beispiel Karbonfasern, die eine hohe Flexibilität bei gleichzeitig hoher Tragfestigkeit aufweisen, verwendet werden. Es können entsprechende Seile mit einer Dicke von weniger als einem Millimeter gefertigt werden, welche jedoch mehrere Hundert Kilogramm Tragfestigkeit aufweisen. Seile aus Kohlenstoff-Nano-Tubes (CNT) sind dünner als Karbonfasern gefertigt und weisen dennoch eine Tragfestigkeit von mehreren Hundert Kilogramm auf. Es konnten experimentell reibungsbedingte Messeinflüsse von unter 5 mg erreicht werden, was im Bereich der Auflösung gängiger Prozesswaagen 5 liegt.

Vorzugsweise erfolgt eine größtenteils, besonders vorzugsweise vollständige, Entkopplung der Messvorrichtung 10 von der Umgebung, insbesondere von einem Untergrund. Damit kann eine Übertragung von Pulsationen und/oder Schwingungen von der Umgebung (z.B. dem Untergrund) auf die Messvorrichtung 10 verhindert werden, womit Störungen beim Messvorgang minimiert werden. Die erste bevorzugte Ausgestaltung entsprechend Fig. 1 und die zweite bevorzugte Ausgestaltung entsprechend Fig. 2 unterscheidet sich durch die Positionierung der Prozesswaage 5.

In Fig. 1 ist die Prozesswaage 5 mit dem Gasdruckbehälter 3 verbunden um die Messgewichtskraft Fx als durch die Gegengewichtkraft F2 (hier über die Behälterkompensationskraft F2‘) zumindest teilweise kompensierte Behältergewichtskraft F3 zu ermitteln.

In Fig. 2 hingegen ist die Prozesswaage 5 mit dem Gegengewicht 2 verbunden, um die Messgewichtskraft Fx als durch die Behältergewichtskraft F3 zumindest teilweise kompensierte Gegengewichtskraft F2 zu ermitteln. Es wird durch die Behältergewichtskraft F3 über die Ausgleichsvorrichtung 4 am Gegengewicht 2 eine Gegengewichtskompensationskraft F3‘ hervorgerufen. Diese Gegengewichtskompensationskraft F3‘ wirkt gegen die Gegengewichtskraft F2 und kompensiert diese somit teilweise, vorzugsweise größtenteils. Die Gegengewichtskompensationskraft F3‘ kann je nach Ausgestaltung der Ausgleichsvorrichtung 4 auch der Behältergewichtskraft F3 des leeren Gasdruckbehälters 3 entsprechen.

In Fig. 2 umfasst die Ausgleichsvorrichtung 4 wie schon in Fig. 1 beispielhafterweise ein Verbindungselement 40, welches durch einen Lagerpunkt O auf eine erste Seite 41 und eine zweite Seite 42 eingeteilt und um den Lagerpunkt O schwenkbar ausgestaltet ist. Der Gasdruckbehälter 3 ist mit der ersten Seite 41 über einen ersten Verbindungspunkt verbunden und das Gegengewicht 2 mit der zweiten Seite 42 über einen zweiten Verbindungspunkt verbunden. Das Verhältnis von Gegengewichtskompensationskraft F3‘ und Behältergewichtskraft F3 ist somit von der Ausgestaltung des Verbindungselements 40 abhängig, insbesondere von Hebelwirkungen, die durch das Verhältnis der Entfernung des ersten Verbindungspunkts vom Lagerpunkt O zur Entfernung des zweiten Verbindungspunkts vom Lagerpunkt O entstehen. Dieses Verhältnis der Entfernungen der Verbindungspunkte vom Lagerpunkt O kann gewählt werden, um das Verhältnis von Gegengewichtskompensationskraft F3‘ und Behältergewichtskraft F3 einzustellen.

Um ein Hebeleffekt zu nutzen kann beispielsweise in der zweiten bevorzugten Ausgestaltung nach Fig. 2 der erste Verbindungspunkt V1 des Gasdruckbehälters 3 auf der ersten Verbindungsseite 41 um einen Faktor f weiter vom Lagerpunkt O entfernt sein, als der zweite Verbindungspunkt V2 des Gegengewichts 2 auf der zweiten Verbindungsseite 42 vom Lagerpunkt O entfernt ist, beispielsweise um den Faktor 10. Somit entspricht die Gegengewichtskompensationskraft F3‘ der f-fachen (z.B. zehnfachen) Behältergewichtskraft F3, weshalb die Gegengewichtskraft nur ein f-tel (z.B. Zehntel) betragen kann. Dabei ist zu beachten, dass auch jede lokale inhomogene Temperaturänderung auf der ersten Verbindungsseite 41 um den Faktor f verstärkt auf die Messung einwirkt. Daher ist insbesondere bei der Verwendung von Hebelwirkungen eine Einhausung, vorzugsweise mit einer Temperaturkonditionierung und/oder sowie Luftdruckregelung vorteilhaft. Der Faktor f kann größer, aber auch kleiner Eins sein. In letzterem Fall ergibt sich eine Hebelwirkung von der zweiten Verbindungsseite 42 auf die erste Verbindungsseite 41.

Eine entsprechende Nutzung des Hebeleffekts (mit einem Faktor f kleiner oder großer Eins) kann auch analog in der ersten bevorzugten Ausgestaltung nach Fig. 1 Anwendung finden.

Die Prozesswaage 5 misst als Messgewichtskraft Fx die durch die Gegengewichtskraft F2 zumindest teilweise kompensierte Behältergewichtkraft F3 (Fig. 1) oder die durch die Behältergewichtskraft F3 zumindest teilweise kompensierte Gegengewichtskraft F2 (Fig. 2).

In ersterem Fall ergibt sich die Messgewichtskraft Fx also als Differenz aus Behältergewichtskraft F3 und durch die Gegengewichtskraft F2 hervorgerufene Behälterkompensationskraft F2‘: Fx = F3-F2‘. In zweiterem Fall ergibt sich die Messgewichtskraft Fx als Differenz aus Gegengewichtskraft F2 und durch die Behältergewichtskraft F3 hervorgerufene Gegengewichtskompensationskraft F3‘: Fx = F2- F3‘.

Das Prozessgas 1 entweicht aus dem Gasdruckbehälter 3 mit einem Durchfluss X, wobei eine kontrollierte Entnahme des Prozessgases 1 mit dem Durchfluss X erfolgen kann. Dieses Entweichen/diese Entnahme ist in den Figuren schematisch als Pfeil ausgehend von dem Gasdruckbehälter 3 dargestellt. Da sich die Behältergewichtskraft F3 mit der Menge des im Gasdruckbehälter 3 befindlichen Prozessgases 1 ändert, ändert sich in beiden Fällen mit dem Durchfluss X auch die Messgewichtskraft Fx.

Es kann die absolute Menge des Prozessgases 1 beispielsweise durch eine vollständige Kompensation der Behältergewichtskraft F3 des leeren Gasdruckbehälters 3 durch die Gegengewichtskraft F2 unter Verwendung der ersten Ausgestaltung ermittelt werden, da in diesem Fall die Messgewichtskraft Fx der Prozessgasgewichtskraft entspricht. Die Kenntnis der absoluten Menge des im Gasdruckbehälter 3 befindlichen Prozessgases 1 ist jedoch zur Ermittlung des Durchflusses X nicht zwingend erforderlich

Vielmehr wird die Messgewichtskraft Fx zu zumindest zwei Zeitpunkten t1 , t2 ermittelt und an die Auswerteeinheit 6 übermittelt, welche daraus den Durchfluss X ermittelt. Dies kann erfolgen, indem der Verlauf der Messgewichtskraft Fx betrachtet wird. Es kann der Durchfluss X auch unter Bildung einer Differenz von zu zwei oder mehreren verschiedenen Zeitpunkten t1, t2 ermittelten Messgewichtskräften Fx ermittelt werden. Da die Messgewichtskraft Fx geringer als die Behältergewichtskraft F3 ist, kann eine Prozesswaage 6 mit einem geringeren absoluten Messbereich und damit höherer Auflösung verwendet werden kann.

Die Messvorrichtung 10 ist vorteilhafterweise eingehaust. Damit kann verhindert werden, dass Einflüsse, z.B. eine Luftdruckschwankung, Temperaturschwankung, etc., Auswirkungen auf die Messung, insbesondere auf die Prozesswaage 5, hydraulische Verbindungsleitungen 41, etc. hat. Ebenso kann verhindert werden, dass die Längenausdehnung von Komponenten, die einer Befestigung und/oder Verbindung von Elementen der Messvorrichtung dienen, z.B. Seile, Träger, etc. variiert. Es ist vorteilhaft, wenn Materialien in der Messvorrichtung 10 (Gasdruckbehälter 3, Verbindungselement 40, Gegengewicht 2, Komponenten zur Befestigung und/oder Verbindung von Elementen, etc.) Verwendung finden, deren Materialeigenschaften (z.B. die Materialdichte) möglichst gering von der Temperatur abhängig sind. Besonders vorteilhaft ist daher die Verwendung des Materials Invar. Vorzugsweise ist die Einhausung mit leichtem Überdruck, z.B. 100 mbar, beaufschlagt. Um diesen Überdruck konstant zu halten, kann ein IP-Wandler und ein Drucksensor vorgesehen sein. Zusätzlich kann eine Drossel vorgesehen sein um eine noch feinere Einstellung des Druckes möglich zu machen. Grundlegend ist es vorteilhaft, wenn der Luftdruck in der Messvorrichtung 10 möglichst konstant gehalten werden.

Weiters kann die Prozesswaage 5 auf einer konstanten Temperatur gehalten werden, was für die Genauigkeit der Prozesswaage 5 selbst zuträglich ist. Hierzu kann ebenso eine Einhausung vorteilhaft sein.

Es ist in Fig. 3 eine Verwendung einer Messvorrichtung 10 als Kalibriersystem dargestellt. Es wird zu zumindest zwei Zeitpunkten die Messgewichtskraft Fx ermittelt und draus in der Auswerteeinheit 6 der Durchfluss X des aus dem Gasdruckbehälter 3 entweichenden Prozessgases 1 ermittelt. Der Durchfluss X ist aufgrund der hohen Genauigkeit des erfindungsgemäßen Messverfahrens sehr genau bekannt und kann zur Kalibrierung eines Durchflussmessgeräts P als Prüfling verwendet werden. Hierzu fließt das Prozessgas 1 über eine hydraulische Verbindungsleitung 41 vom Gasdruckbehälter 2 in das Durchflussmessgerät P. Der vom Durchflussmessgerät P ermittelte Durchfluss X‘ des Prozessgases 1 wird mit dem durch die Auswerteeinheit 6 ermittelten Durchfluss X, verglichen um das Durchflussmessgerät P zu kalibrieren, was hier in einer Vergleichseinheit V erfolgt. Die Vergleichseinheit V kann auch integraler Bestandteil der Auswerteeinheit 6 sein.

Zu Beginn des Messvorgangs wird - vorzugsweise möglichst rasch - der gewünschte Durchfluss X des Prozessgases 1 erzeugt, was durch eine steigende Rampe des Durchflusses X erfolgen kann. Vorzugsweise wird der Durchfluss X während des weiteren Verlaufs des Messvorgangs konstant gehalten. Zur Kontrolle des aktuellen Durchflusses X kann grundlegend der durch die Messvorrichtung 10 ermittelte Durchfluss X verwendet werden. Es kann jedoch auch der durch das Durchflussmessgerät P gemessene Durchfluss X‘ herangezogen werden. Zu Ende des Messvorgangs wird der Durchfluss X, vorzugsweise auf Null, reduziert, was durch eine fallende Rampe des Durchflusses X erfolgen kann. Die steigende und/oder fallende Rampe wird vorzugsweise jeweils möglichst kurz gewählt, um ein möglichst großes Verhältnis der Dauer des Messvorgangs zu den Rampen zu erzeugen, womit darauf basierende Messfehler reduziert oder verhindert werden können. Dies kann insbesondere für unbekannte Durchflussmessgeräte P versuchsweise erfolgen, indem mehrere Messvorgänge durchgeführt werden, wobei die Dauer des jeweiligen Messvorgangs so lange erhöht wird, bis sich die gemessenen Abweichungen nicht mehr signifikant verändern.

Währende des Messvorgangs wird durch die Prozesswaage 5 beispielsweise zu zwei Zeitpunkten t1, t2 jeweils die Messgewichtskraft Fx erfasst und an die Auswerteeinheit 6 übermittelt, welche wiederum den Durchfluss X ermittelt. Das Durchflussmessgerät P ermittelt ebenso den Durchfluss X‘ zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2. Je nach Abweichung des vom Durchflussmessgerät P ermittelten Durchflusses X‘ vom durch die Messvorrichtung ermittelten Durchflusses X kann das Durchflussmessgerät P kalibriert werden. Dies kann durch Anpassung von Justierparametern des Durchflussmessgeräts P erfolgen. Grundlegend sind die Möglichkeiten und Vorgehensweisen einer Kalibrierung eines Durchflussmessgeräts P bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird. Wesentlich ist, dass der erfindungsgemäß ermittelte Durchfluss X als Referenzwert für den durch ein Durchflussmessgerät P ermittelten Durchfluss X‘ verwendet wird, womit das Durchflussmessgerät P kalibriert wird.

Um etwaige unbekannte Störfaktoren nach Möglichkeit auszuschließen ist es vorteilhaft den Kalibriervorgang für jeden zu kalibrierenden Durchfluss X mehrfach, vorzugsweise sechs bis zehn Mal zu wiederholen. Die finale Abweichung des durch das Durchflussmessgerät P gemessenen Durchflusses X‘ vom durch die Messvorrichtung 10 ermittelten Durchfluss X kann in Prüflingsprotokollen angegeben werden. Vorzugsweise ist ein erster Druckregler R1 im oder (vorzugsweise starr) am Gasdruckbehälter 3 angeordnet, um einen Leitungsdruck in der hydraulischen Verbindungsleitung 41 konstant zu halten, um einen darauf basierten Messfehler zu verhindern. Damit kann ebenso verhindert werden, dass sich aufgrund eines veränderlichen Drucks des Prozessgases in der der hydraulischen Verbindungsleitung 41 das Volumen der hydraulischen Leitung 41 selbst ändert, was ebenso zu einem Messfehler führen könnte. Um trotz Verwendung eines ersten Ausgangsdruckreglers R1 ein Füllen des Gasdruckbehälters 3 zu ermöglichen, kann ein (vorzugsweise Null-bar-)Rückschlagventil in den ersten Druckregler R1 integriert werden. Vorzugsweise ist weiters ein Ventil V in der hydraulischen Leitung 41 vorgesehen um die Kalibrierung zu starten und zu stoppen. Ist das Ventil V als 2/3-Wege Ventil ausgestaltet, so kann der dritte Pfad zum Befüllen des Gasdruckbehälters 3 mit Prozessgas 1 verwendet werden.

Der finale Prüfdruck des entweichenden Prozessgases 1 am Durchflussmessgerät P kann mithilfe eines stromaufwärts des Durchflussmessgeräts P angeordneten zweiten Druckreglers R2 und eines stromabwärts des Durchflussmessgeräts P angeordneten dritten Druckreglers R3 erzeugt werden. Das Durchflussmessgerät erzeugt einen Druckabfall des durchfließenden Prozessgases 1. Der dritte Druckregler R3 regelt den Druck des Prozessgases auf der hydraulischen Leitung 41 stromabwärts von R2. Der maximal verfügbare Druck des Prozessgases 1 am Durchflussmessgerät P wird durch den hydraulischen Leitungsdruck begrenzt. Der aufgrund des Druckreglers R2 in der hydraulischen Leitung 41 und somit am Durchflussmessgerät P zur Verfügung stehende Gasdruck ist somit vorzugsweise an das Durchflussmessgerät P angepasst und kann beispielsweise 20 bar betragen. Vorzugsweise sind erster Druckregler R1 und/oder zweiter Druckregler R2 und/oder dritter Druckregler R3 und/oder Ventil V fernsteuerbar, beispielsweise über Servomotoren und/oder IP Wandler. Besonders vorteilhaft sind Steuermethoden, die selbst keine, oder nur eine geringe Wärmeentwicklung aufweisen. Der Gasdruckbehälter 2 wird vorzugsweise nicht derart entleert, dass der Prozessgasdruck im Gasdruckbehälter 2 den durch den Druckregler R1 festgelegten Leitungsgasdruck unterschreitet. Es kann ein Präzisions-Drucksensor zum Messen des Leitungsdrucks verwendet werden um auch den Absolutdruck in der hydraulischen Leitung 41 konstant zu halten, wobei die Detektion einer relativen Leitungsdruckänderung ausreichend sein kann.

Es ist kann auch jeweils eine Drossel anstatt des ersten Druckreglers R1 und/oder zweiten Druckreglers R2 und/oder dritten Druckreglers R3 vorgesehen sein.

Ist der Gasdruckbehälter 3 über hydraulische (und/oder elektrische) Verbindungsleitungen 41 mit einer Wand einer Einhausung verbunden, so sind diese vorzugsweise mit hoher Flexibilität bei gleichzeitiger Druckfestigkeit ausgestaltet um mechanische Spannungen zwischen Gasdruckbehälter 3 und Einhausung gering zu halten. Beispielsweise können als Verbindungsleitungen 41 Wellrohre, vorzugsweise aus Edelstahl gefertigt, verwendet werden. Um die Gesamtmasse der Verbindungsleitungen 41 gering zu halten, kann ein möglichst geringer Leitungsdurchmesser, vorzugsweise 8 mm, gewählt werden. Im Allgemeinen erfolgt die Auslegung der hydraulischen Verbindungsleitungen 41 derart, dass der Druckabfall bei einem vorgesehenen maximalen Durchfluss kleiner als eine Druckdifferenz zwischen dem Ausgangsdruckregler R1 und weiteren Ausgangsdruckregler R2 ist.

Vorzugsweise verlassen hydraulische (und/oder elektrische) Verbindungsleitungen 41 den Gasdruckbehälter 3 senkrecht und sind in einem möglichst großen Radius z.B. in Richtung des Durchflussmessgeräts P gebogen, womit das Hebelgesetz ausgenutzt wird, da die Differenzkraft verursacht durch eine Positionsänderung des Gasdruckbehälters 3 mit der Länge der Verbindungsleitungen 41 sinkt. Weiters können die hydraulischen (und/oder elektrischen) Verbindungsleitungen 41 als Spirale ausgeführt sein.

Eine weitere Reduktion eines Messfehlers kann durch Einführung einer Mindestberuhigungszeit des Durchflusses des entweichenden Prozessgases 1 vor und nach jedem Messvorgang erreicht werden. Es kann somit eine rampenförmige Steigerung des Durchflusses X und X‘ bei Beginn des Messvorgangs und eine rampenförmige Verringerung des Durchflusses X und X‘ bei oder vor dem Ende des Messvorgangs vorgesehen sein, wobei die Rampen Teil des Messvorgangs sein können. Insbesondere durch die rampenförmige Steigerung kann sichergestellt sein, dass das Durchflussmessgerät P während des konstanten Durchflusses X korrekte, zu kalibrierende Messergebnisse liefert. Auch die Prozesswaage 5 kann nach einer ausreichenden Beruhigungszeit ihre maximale Genauigkeit erzielen.

Es muss die Messvorrichtung 10 bei Verwendung als Kalibriersystem während seiner Lebensdauer bzw. Einsatzdauer mehrmals auf ein internationales Normal „rückgeführt“ werden, wobei Transfernormale eingesetzt werden. Es kann hierzu am Gasdruckbehälter 3 und/oder dem Gegengewicht 2 eine Aufnahme, beispielsweise eine Aufnahmetasse, vorgesehen sein, wie in Fig.3 angedeutet. Mit Hilfe dieser Aufnahme(n) kann das Messystem kalibriert werden, beispielsweise indem Präzisionsgewichte in die Aufnahme(n) eingebracht werden. Dies ist einfach durchzuführen, es kann jedoch auch eine automatische Positionierung der Präzisionsgewichte angedacht sein, womit gegenüber manueller Positionierung Einflüsse auf den Messvorgang reduziert werden können.

Durch eine Verwendung von (Hoch) Präzisionsgewichten als Transfernormale kann eine Kalibrierung der Messvorrichtung 10, z.B. eine Rückführung auf ein staatliches Primärnormal erfolgen. Zur Kalibrierung der Messvorrichtung 10 wird unter Berücksichtigung der Messgewichtskraft Fx zu einem ersten Zeitpunkt ein von Prozesswaage 5 ermittelter Wert ermittelt. Anschließend wird ein (Hoch)Präzisionsgewicht in eine Ablage an der Prozesswaage 5 gelegt. Die Ablage für dieses (Hoch)Präzisionsgewicht, insbesondere am Gasdruckbehälter 3, ist vorzugsweise so konzipiert, dass sie äquivalent zu einer Änderung der Menge des Prozessgases 1 auf die Prozesswaage 5 wirkt. Nach einer Beruhigungszeit wird zu einem zweiten Zeitpunkt von der Prozesswaage 5 die Messgewichtskraft Fx ermittelt. Die Masse eines (Hoch)Präzisionsgewichts wird also genau so wie der Durchfluss X eines Prozessgases 1 ermittelt. Die Differenz aus beiden angezeigten Messgewichtskräften Fx müsste exakt dem (Hoch)Präzisionsgewicht entsprechen. Weicht die Differenz vom (Hoch) Präzisionsgewicht ab, so sind systematische und/oder statistische Abweichungen vorhanden, welche durch die Kalibrierung der Messvorrichtung 10 aufgezeigt und ausgewiesen werden. Wird konstruktiv sichergestellt, dass sich die Ablage in der Schwerpunktsachse des Gasdruckbehälters 3 befindet, so ist davon auszugehen, dass ein im Gasdruckbehälter 2 befindliches Prozessgas 1 mit derselben Masse dieselben Ergebnisse liefert. Mithilfe unterschiedlicher Präzisionsgewichte können unterschiedliche Durchflüsse X von Prozessgasen 1 kalibriert werden und/oder die Messvorrichtung 10 bei der Inbetriebnahme justiert werden.

Es kann für jeden Kalibrierpunkt ein eigenes Transfernormal, welches optimal für diesen Kalibrierpunkt ausgewählt wurde, verwendet werden um eine maximale Genauigkeit der Kalibrierung zu erzielen. Wie oft eine derartige Kalibrierung vorgesehen ist, muss mit dem staatlichen Eichamt abgestimmt werden. Details dazu sind in der Norm ISO 17025:2018 geregelt

Als Transfernormal kann auch ein Eichungsdurchflussmessgerät, das anstelle des Durchflussmessgeräts P platziert wird, verwendet werden. Dieses Eichungsdurchflussmessgerät ist vorzugsweise technisch identisch mit einem Durchflussmessgerät P, weist jedoch grundlegend eine sehr hohe Genauigkeit auf und wird zudem meist nur in jenem Bereich verwendet, in dem es die maximale Genauigkeit aufweist. „Normale“ Durchflussmessgeräte P werden dagegen von der Messvorrichtung 10 über den gesamten Messbereich des Durchflussmessgeräts P kalibriert. Das Eichungsdurchflussmessgerät als Transfernormal wird somit nicht selbst kalibriert, sondern dient der Kalibrierung des Messvorrichtung 10. Es ist auch möglich die Messvorrichtung 10 mithilfe eines anderen Transfernormals zu überprüfen, z.B. mittels eines Coriolissensors und/oder einer Venturidüse.