Flussrate eines Gases mit Hausmitteln messen (nicht Rotameter)

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Autor
Flussrate eines Gases mit Hausmitteln messen (nicht Rotameter)

    







BID = 1026343

Maou-Sama

Schriftsteller



Beiträge: 787
 

  


Liebe Freunde, Nachbarn, Landsleute, werte Feinde,
ich brauche mal eure Hilfe bei einem absolut nicht-elektronischen Problem.

Ich möchte die Einhaltung der eingestellten Flussrate eines Flüssigsauerstofftanks zur Sauerstoffheimtherapie ( Easylox 45l ) mit "Hausmitteln" gegenprüfen.

Ich habe dazu folgenden Ansatz überlegt;
eine 1,5 Liter PET Flasche fester Form (feste Form notwendig?) randvoll mit Wasser füllen, untergetaucht in ein Spülbecken mit Wasser legen, sodass keine Luft in die Flasche eindringt.
Tief in die Öffnung der Flasche den Schlauch des Tanks stecken, den Boden der Flasche bis an die Wassserlinie des Beckens anheben.
Dann die Zeit messen, die vergeht, bis der aus dem Schlauch austretende Sauerstoff das Wasser aus der Flasche verdrängt hat, dabei darauf achten, dass die Flasche immer mit Boden nach oben gehalten wird, sodass alles ausströmende Gas auch in der Flasche gefangen wird.

Messe ich dann z.B. 31 sek bis die Flasche komplett geleert ist und es unten aus dem Hals herausblubbert, entspricht das 1,5 ltr ausgeströmtes Volumen in 31s, gleich 0,048 l/s, gleich 2,90 l/min womit man bei Einstellung 3 l/min an der "Durchflussregelvorrichtung" des Tanks i.R.d. Toleranz leben könnte...
Messe ich dagegen 47s, wären das nur 1,92 l/min und damit deutlich zu wenig bei Einstellung 3 l/min.

Frage an euch ist; Wäre diese "Messmethodik" eurer Meinung nach plausibel, physikalisch fundiert, oder hat sie sogar einen schönen Namen unter der man sie in einem Lehrbuch finden könnte, das man dann dem Lieferanten unter die Nase reiben könnte, wenn man ihn zwingt den Tank auszutauschen?
Oder habe ich einen Denkfehler und meine Idee ist völlig abstrus und Banane (was nicht das erste mal wäre)?

Und nein, die einfache Lösung; einen amtlich kalibirierten Schwbekörper Durchflussmesser habe ich nicht zur Hand und kann wg. Urlaubs kurzfristig auch keinen irgendwo klemmen

BID = 1026344

Her Masters Voice

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Beiträge: 5307
Wohnort: irgendwo südlich von Berlin

 

  

ich denke es sollte so gehen wie du es dir vorstellst. In der verlinkten Bauanleitung wird die Luftmenge die ein Kompressor liefert auch so ermttelt.
http://www.h-haider.de/bauanleitung.pdf

BID = 1026347

der mit den kurzen Armen

Urgestein



Beiträge: 17433

Das Ganze hat aber noch einen Haken! Das Volumen ist nicht nur vom Druck sondern auch von der Temperatur abhängig! Wenn du genauere Werte haben willst achte darauf , das die Temperatur bei 20 Grad liegt und du ein größeres Volumen misst. ZB bei deinen 3 l/min ca 10 Liter. Je Flacher der Behälter ist und je weniger Druck erforderlich ist um das Wasser zu verdrängen um so genauer wird die Messung!
https://de.wikipedia.org/wiki/Isobare_Zustands%C3%A4nderung

_________________
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst, dass von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!

BID = 1026349

Mr.Ed

Moderator



Beiträge: 36080
Wohnort: Recklinghausen

Aus dem benötigten Druck könnte hier die 0,1l Ungenauigkeit stammen. Wenn man damit leben kann, sollte die Messung hinreichend genau gewesen sein.

_________________
-=MR.ED=-

Anfragen bitte ins Forum, nicht per PM, Mail ICQ o.ä. So haben alle was davon und alle können helfen. Entsprechende Anfragen werden ignoriert.
Für Schäden und Folgeschäden an Geräten und/oder Personen übernehme ich keine Haftung.
Die Sicherheits- sowie die VDE Vorschriften sind zu beachten, im Zweifelsfalle grundsätzlich einen Fachmann fragen bzw. die Arbeiten von einer Fachfirma ausführen lassen.

BID = 1026385

Maou-Sama

Schriftsteller



Beiträge: 787

Erstmal danke an Alle.

@hmv
Danke für den Link und die zustimmende Wortmeldung.

@dmkA
Du hast recht mit Temperatur und Messungenauigkeit. Aber ich wollte bewusst eine einfache und praktikable Messmethodik haben ohne Schnickschnack oder Experimente in der Badewanne. So große Ansprüche an die Genauigkeit braucht es nicht. Sicher wäre ein größeres Volumen bei nur sekundengenauer Zeitmessung besser. Aber Polen ist eh verloren, da braucht es keinen geordneten Rückzug, da reicht es die Beine in die Hand zu nehmen.

@Mr.Ed
Toleranz laut BDA (link oben bzw weiter unten) "+10% V.L. oder +/-0,5 l/min"
Verordnungen sind meist in vollen Litern gestaffelt. Auch geht es mir weniger um den genauen Wert, als denn eine fehlerhafte Abweichung und deren Entwicklung zu erkennen. Zumal es handfesten Anlass gibt zu befürchten, dass das Gerät einen möglicherweise schleichenden Defekt aufweist und kurz vor einem plötzlichen Ausstieg steht.

Was den benötigten Druck zum Ausströmen betrifft, könntest du diesen wohl weitgehend eliminieren indem du den Schlauch bis zum Boden einführst, und die Flasche Boden nach oben so mitbewegst dass der fallende Wasserspiegel in der Flasche nicht (nennenswert) unter den Spiegel im Becken sinkt. Ist der Wasserstand im Becken nicht höher als in der Flasche, sollte kein Wasser zurück in die Flasche drücken und volumenverringernden Überdruck im ausgeströmten Gasvolumen verursachen...
Analog müsste ein höherer Wasserstand in der Flasche gegenüber dem Becken ja den Druck im ausgeströmten Gasvolumen verringern, und evtl sogar den Fluss erleichtern, sodass auch das zu vermeiden wäre.

Außerdem ist mir inzwischen aufgegangen, dass in eine 1,5 Liter Flasche wohl etwas mehr als 1,5 Liter passen wird wenn sie randvoll ist, sodass ich systematisch eh zu niedrigen Flow errechne, wenn ich mit 1,50 Liter rechne aber sie kompletten 1,5x Liter verdränge...
Aber wie gesagt; auch mit dieser Abweichung kann ich leben, so lange das Messprinzip an sich erst einmal schlüssig ist und ich erkenne wohin die Reise geht, wenn sie geht...


Offtopic :
OT möchte ich zum Verständnis ein paar Dinge nachreichen, die ich bewusst nicht erwähnt habe...
Wer mag kann sie lesen, wenn nicht, bin ich nicht böse.

1. 1,9 l/min war die Messung an dem fraglichen 45l Vorratstank bei Einstellung 3 l/min. 2,9 l/min ein mobiler Tank (aka "Walky") bei 3 l/min

2. Beide Tanks wurden an die vom Lieferant installierte "Patientenleitung" angeschlossen, um identische "Ausströmbedingungen/-behinderungen" zu haben; 2m Schlauch, Befeuchterflasche, 15m Schlauch, Feuerschutzventil, 2m Nasenbrille.

3. Der Druckmesser für den Kesselinnendruck (Pos 5 auf dem Schaubild Seite 10 der BDA) steigt in der Regel spätestens einige Stunden nach Beginn der Nutzung in einen grün markierten Bereich von 1,4-1,6 bar an.
Hierzu S.27 BDA; "Den am Flussventil ausgewählten Fluss erhält man nur bei einem Behälterinnendruck von 1,5 bar."
Weiterhin S.30 BDA Fehlersuchbaum;
"Sauerstoffmangel (Zu geringer oder kein Sauerstoffzufuss)" -> "Zu schwacher Druck" -> "Überprüfen Sie den Druck auf dem Manometer der Basiseinheit"
Dass der Druckmesser 18 Stunden nach Inbetriebnahme immer noch unter 1 bar festhing hat letztlich zu diesem Messbegehren geführt.

4. Bereits Freitag Vormittag hatte ich mit Verweis auf die Druckanzeige und die o.g. Passagen der BDA den Lieferanten per FAX kontaktiert und um Austausch des m.M.n. fehlerhaften Kessels gebeten.

5. Nachdem bis Samstag Mittag keine Reaktion kam, habe ich tel nachgehakt. 10 min Warteschleife und 3 Schreibtischtäter später landete ich bei einem "Techniker". Der sah keinen Handlungsbedraf, da es ein "druckloses" System sei, womit die Durchflussmenge gar nicht vom Kesselinnendruck unabhängig wäre.
Meine Einwände, dass ich nicht so recht an ein völlig druckloses System glauben kann, wenn ich bei oraler Betätigung von 19m Schlauch, einer Blubberflasche und einem Feuerschutzventil dicke Backen bekomme, hat er ebenso ignoriert wie die Frage, warum die BDA dann derart deutlich darin ist, die Einhaltung der Flowrate an 1,5 bar Kesseldruck zu binden, wenn seiner Auffassung nach die Durchflussmege seines "drucklosen Systems" doch vom Kesselinnendruck unabhängig sei.
Als ich letztlich noch nachschob, dass ich inzwischen auch mit einer fundierten Messmethode quantitativ abschätzen kann, dass die am Kessel eingestellte Flussrate tatsächlich nicht erreicht wird, ging das Licht bei dem "Techniker" wohl endgültig aus. Weder meine Methodik konnte oder wollte er verstehen, noch konnte oder wollte er den Versuchsaufbau nachvollziehen.
Und überhaupt sei es doch egal, ob 2 oder 3 Liter Flow...
Ja nee, iss klar... Der Arzt schreibt die Zahlen nur aus purer Laune auf die Verordnung.

Egal...
Aber vor die Wahl gestellt, entweder weiter gegen Windmühlen zu kämpfen, bis jemand ein Einsehen hat,- oder eine praktikable Messmethodik zu nutzen, um die Stellung auf dem Flussregler zu finden, wo bei diesem Gurkentank hinten annähernd raus kommt was gebraucht wird,- na, da wähle ich doch letzteres.
Wie gesagt es geht nicht um 1/10 liter. Es geht um ganze Liter und wo die Reise hin geht. Wäre der Druckmesser im grünen Bereich würde ich mir um die Einhaltung des Flow gar keinen Kopf machen.
Und wenn mitte nächster Woche dieser Tanke wieder getauscht wird, ist das Thema hoffentlich eh durch und Normalität kehrt ein.

Aber so ist das halt wenn eine Allgemeine OrtskrankenKasse für alle neu hinzu gekommenen Sauerstoffheimtherapiepatienten einer Region bindende exklusiv-Versorgungsverträge mit nur einem Dienstleister eingeht, der offenbar überfordert ist und nicht wirklich weiss was er da tut, oder welche Verantwortung er als Dienstleister im Gesundheitswesen trägt. Kote auf die Patienten, Lieber Gott Lass Feierabend werden, am besten noch vor Mittag.
So eine Weisheit hätte der Lutter man besser an die Türe der Schlosskirche zu Wittenberg nageln sollen, statt irgendwelcher Thesen.

Und jetzt habe ich sowas von fertig...


[ Diese Nachricht wurde geändert von: Maou-Sama am 10 Sep 2017  0:21 ]

BID = 1026390

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Wäre diese "Messmethodik" eurer Meinung nach plausibel, physikalisch fundiert,
Ist für praktische Zwecke genau genug.
Eine barometrische Korrektur ist i.d.R. auch nicht nötig, wenn du dich nicht gerade in den Hochalpen befindest. Übern Daumen halbiert sich der Luftdruck alle 4,5km. Segelflieger müssen deshalb Sauerstoff mitnehmen, wenn sie beabsichtigen höher als 4000m aufzusteigen.

Den Einfluss der Hochs und Tiefs wirst du auch vernachlässigen können. Das momentane QNH von Hamburg Altona ist 998 hPa, weicht also auch nur um 1% vom Standardwert 1013 ab.

Wenn du aber eine Waage zur Hand hast, solltest du einmal nachwiegen, wieviel Liter in deine Meßflasche tatsächlich hineingehen. Kannst dann auch mit einem Filzschreiber Striche für Teilvolumina draufmalen.

Eine Druckkompensation der Eintauchtiefe kannst du machen, indem du dafür sorgst, dass das Wasser innen und aussen geich hoch steht "Meniskus an Meniskus", aber auch das macht den Kohl nicht fett.
10cm Unterschied machen 1% Fehler.

Kleine Volumenströme kann man auch mit einem Seifenblasen-Strömungsmesser bestimmen.
Dazu braucht man ein langes Glasrohr oder Kunstoffschlauch mit bekanntem Innendurchmesser, an dessen unterem Ende sich ein U-Stück mit etwas Seifenlauge (oder Wasser+Spülmittel) befindet.
Das Gas blubbert dort hindurch und man misst die Zeit, die die entstehenden Seifenblasen zum Durchlaufen einer bestimmten Strecke brauchen.

Rotameter sind übrigens soo genau auch nicht und oft genug für das falsche Gas kalibriert.

P.S.:
Die Profis verwenden so genannte Massendurchflussregler um Gasmengen zu stabilisieren. Das sind Präzisionsinstrumente, die elektrisch die Abkühlung eines Heizdrahtes durch das strömende Gas messen und mittels eines Nadelventils konstant halten. Preislich eher bei 200++ als bei 100 Teuros.
Vorteil ist, dass die tatsächlich gelieferte Gasmenge geregelt wird, unabhängig von Druck und Temperaturschwankungen.
Übrigens: Gase werden -anders als Flüssigkeiten- mit steigender Temperatur viskoser und daher steigt der Strömungswiderstand mit der Temperatur.


In deinem Fall vermute ich aber eine tatsächlichen Fehler.
Entweder eine Undichtigkeit, die den Druckaufbau verhindert, oder der Verdampfer für den Lox wird nicht geheizt.



Zitat :
Flussrate eines Flüssigsauerstofftanks zur Sauerstoffheimtherapie (
Meine Schwägerin (PKV, ex-Lehrerin) hat ein Gerät, das ohne Tanks den Sauerstoff aus der Umgebungsluft (vermutlich mittels Molekularsieben) gewinnt. Steht neben ihrem Bett und ist ungefähr so groß wie ein Klein-Klimagerät.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 10 Sep 2017  3:37 ]

BID = 1027716

2N3055

Schreibmaschine



Beiträge: 1383
Wohnort: Sulzbach (Ts.)

Ist jetzt sicher ein wenig spät, die Antwort.

Ganz wichtig: Ist das ganze System bis zum Gasaustritt dicht?

Vorweg: Wir nehmen für die Volumenmessung seit Jahrzehnten gewöhnliche Gasuhren.
Wir besitzen zwei "Mutter"-Gasuhren, die kalibriert sind (und regelmässig nachkalibriert werden).
Die "Arbeits"-Gasuhren, mit denen wir Gasvolumina messen, werden mit einem der kalibrierten Gaszähler alle drei Monate verglichen.
Nach meinen Erfahrungen liegen die Messungenauigkeiten von Gasuhren aus europäischer Produktion in der Größenordnung von 1 - 2% vom Messwert. Gute Erfahrungen haben wir z.B. mit der "Gallus 2000" von Actaris in der Größe G 1.6 gemacht (minimaler Volumenstrom 0,016 m3/h).
Für die Berechnung des Volumenstroms musst Du dann noch die Zeit stoppen.

Rotameter sind leider ziemlich teuer (gemessen am einfachen Aufbau), die Toleranz ist bestenfalls +- 5%, was aber immer noch ausreichend ist für Deine Zwecke.

Und Deine Flaschenmethode, ich nenne sie mal Gasometermessung, halte ich für absolut ausreichend. Ich würde jedoch eine Glasflasche nehmen, weil die weichen Plastikpullen nicht unbedingt formstabil sind.

Noch präziser wären dann naß laufende Trommelgaszähler von Ritter.

Thermische Massendurchflußmesser müssen aber auch vorher kalibriert werden.

_________________
Wo kommt nur dieses "eingeschalten" her, aus Neufünfland?
Entweder "einschalten" oder "eingeschaltet"!


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