[go: up one dir, main page]

CZ20024007A3 - Plynoměr - Google Patents

Plynoměr Download PDF

Info

Publication number
CZ20024007A3
CZ20024007A3 CZ20024007A CZ20024007A CZ20024007A3 CZ 20024007 A3 CZ20024007 A3 CZ 20024007A3 CZ 20024007 A CZ20024007 A CZ 20024007A CZ 20024007 A CZ20024007 A CZ 20024007A CZ 20024007 A3 CZ20024007 A3 CZ 20024007A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
gas meter
calorific value
gas mixture
value
Prior art date
Application number
CZ20024007A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel Matter
Philippe Prétre
Thomas Kleiner
Alexander Wenk
Original Assignee
Abb Research Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Research Ltd. filed Critical Abb Research Ltd.
Publication of CZ20024007A3 publication Critical patent/CZ20024007A3/cs

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/04Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • G01F1/69Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
    • G01F1/692Thin-film arrangements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/696Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
    • G01F1/6965Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters comprising means to store calibration data for flow signal calculation or correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
    • G01F15/04Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
    • G01F15/043Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means
    • G01F15/046Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means involving digital counting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • G01F25/15Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters specially adapted for gas meters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Measuring Oxygen Concentration In Cells (AREA)

Description

Oblast techniky
Tento vynález se vztahuje ke způsobu zjišťování spotřeby plynové směsi a k plynoměru, vymezenému v úvodní části patentových nároků 1 a 9. Způsob a plynoměr podle tohoto vynálezu jsou vhodné k použití v domácím a obchodním sektoru a obzvláště při zjišťování spotřeby zemního plynu.
Dosavadní stav techniky
Poplatky za plyn, a to obzvláště v domácím a obchodním sektoru, jsou v současné době založené výlučně na objemu spotřebovaného plynu. Proto jsou používány především plynoměry, které měří přímo objem protékajícího plynu a které v některých případech dokáží kompenzovat chybné údaje, způsobené teplotními změnami.
Nejčastěji používané plynoměry jsou tzv. plynoměry měchové, které popsal U. Wernekinck v publikaci Gasmessung und Gasabrechnung (Měření spotřeby plynu a poplatky za plyn), Vulkan-Verl., 1996, 20 - 31. Měchový plynoměr má dvě měřicí komory, které jsou střídavě plněny a vyprazdňovány protékajícím plynem. Při naplnění jedné komory je plyn přemístěn do komory druhé. Kroky plnění a vyprazdňování jsou počítány a násobeny obsahem měřicí komory, výsledný údaj uvádí celkový objem plynu, který komorami protekl. Protože se však objem plynu mění v důsledku změn okolní teploty a tlaku, jsou tato měření nepřesná. V létě, kdy je plyn teplý a má ιυυ/ • 0· · a · » ·
Ht“ ·· «4 ·· ·· větší objem, zaplatí uživatel za tutéž výhřevnost více než v zimě. Z tohoto důvodu jsou moderní měchové plynoměry vybaveny jednoduchými mechanickými anebo elektrickými zařízeními ke kompenzaci nepřesností měření. V praxi jsou však tato zařízení jen málokdy používána. Kromě toho zde není bráno v úvahu kolísání tlaku.
V dokumentu WO 99/06800 je popsán plynoměr, zjišťující objemovou průtokovou rychlost. Z tohoto důvodu detektuje v plynovodní trubici první thermistor míru ochlazení a druhý thermistor průběžnou teplotu plynu. Průtoková rychlost molekul plynu je určována na základě těchto parametrů.
V trubici je také čidlo, které detektuje míru ochlazení nehybného plynu. Takto je možné určit hodnotu kalibrace v kterémkoli okamžiku, kdy je plynovodní trubice v provozu. Tato hodnota kalibrace může být poté naopak použita při určování objemové průtokové rychlosti na základě míry ochlazení, naměřené v prvním thermistoru.
Navzdory těmto kompenzačním opatřením jsou plynoměry, založené na měření objemu, vždy náchylné k nepřesnostem. Stanovování sazby za plyn na základě jeho objemu není navíc vůči uživateli čestné, protože spotřeba plynu není dána jeho objemem, ale spíše množstvím plynu, tzn. spotřebovaným množstvím plynu a jeho kvalitou, tzn. jeho výhřevností. Se vzrůstající hustotou a kvalitou plynu klesá při dosaženi téhož výkonu objem spotřebovaného plynu, ať už v topném systému, v systému výhřevu vody anebo při vaření.
Dosud nepublikovaná německá patentová přihláška No. 199 08 664,8 proto popisuje plynoměr, který zjišťuje průtokovou rychlost množství plynu v souvislosti s jeho hustotou. K tomu » 5» » » * · · itr «· ·· ··♦ ·· ·· lze přednostně použít anemometr (popsaný v F. Mayer et al., Single-Chip Anemometer, Proč. IEEE, International Electron Devices Meeting /IEDM, 1997/, 895-898). Oba dokumenty jsou součástí následujícího popisu.
Ve výše popsaných plynoměrech nejsou však nicméně brány v úvahu výkyvy v kvalitě plynu. Tyto výkyvy jsou značné obzvláště v případě zemního plynu a dochází k nim hlavně tím, že složení zemního plynu z různých zdrojů se liší. Zemní plyn
z různých zdrojů je však dodáván v podobě směsi, jejíž
směšovací poměr se podle požadavků může značně lišit.
Je pravda, že i v dosavadním stavu techniky jsou
zařízení, která berou v úvahu výhřevnost plynu a podle ní určují spotřebu energie. Např. v dokumentu WO 00/11465 je popsáno zařízení k měření spotřeby energie, vybavené jednak měchovým plynoměrem k měření objemu spotřebovaného plynu, jednak prostředkem k určování jeho výhřevnosti, který funguje na principu akustického měření. Také v dokumentu US-A6.047.589 je popsáno zařízení k měření spotřeby energie, které zjišťuje objemový průtok a výhřevnost plynu. V tomto případě jsou oba údaje zjišťovány na principu akustického měření. Obě tato zařízení jsou tedy kalibrována k měření průtokového objemu a obě udávají množství spotřebované energie ve vztahu výhřevnosti plynu v daném okamžiku k objemovému množství spotřebovaného plynu.
Tato zařízení k měření množství spotřebované energie jsou tedy poměrně složitá, protože musí zjišťovat objemový průtok i výhřevnost plynu a obě naměřené hodnoty použít ke zjištění konečného údaje. Pro použití jako standardní
4·»«·· 4*4 4 4
A* * · * · 4444 • 41 44 44 444 44 44 plynoměry k měření spotřeby plynu v domácím a obchodním sektoru jsou zařízení tohoto typu příliš nákladná.
Podstata vynálezu
Cílem tohoto vynálezu je tedy vyvinout způsob měření spotřeby plynové směsi a plynoměr popsaný v úvodní částí, s jehož pomocí lze snadno měřit spotřebu plynu na základě jeho výhřevnosti, které jsou takto vhodné k používání v domácím a obchodním sektoru.
Cíle tohoto vynálezu je dosaženo způsobem a plynoměrem s rysy uvedenými v patentových nárocích 1 a 9.
Způsob měření podle tohoto vynálezu je založen na poznatku, že při měření průtokové rychlostí, a obzvláště hmotnostní průtokové rychlosti, se naměřená hodnota anebo senzorový signál mění v souvislosti s výhřevností plynu. Tato závislost je dána pevným vztahem, který má takto podobu prvořadé úměrnosti. Následně je možné plynoměr podle tohoto vynálezu kalibrovat přímo jako zařízení k měření spotřeby energie.
Další korekce, které berou v úvahu odchylky ve složení plynové směsi, mohou být uplatněny nezávisle na měření plynoměru. Zjištění výhřevnosti skutečně přivedené plynové směsi lze provést pomocí externí jednotky, která je místně oddělená od plynoměru.
Výhodou zde je, že není nutné, aby každý plynoměr byl vybaven jednotkou k měření výhřevnosti plynu. Jediná externí jednotka může dodat celé řadě zákazníků a tedy i celé řadě ft » · *
» J· 4 · 4 4 · · * » *·♦ «« ··· «4 ·· plynoměrů, napojených k témuž zdroji, požadovanou informaci o výhřevnosti používané plynové směsi.
V přednostním způsobu podle tohoto vynálezu přenáší tato externí jednotka informaci o výhřevnosti do plynoměru a ten sám na základě této informace poté provede korekci hodnoty naměřené spotřeby energie.
V jiném přednostním způsobu podle tohoto vynálezu přenáší plynoměr hodnotu spotřeby energie anebo součet hodnot spotřeby energie za určitou časovou jednotku do hlavní řídící jednotky, v níž je prováděna korekce této hodnoty na základě informace o výhřevnosti plynové směsi v uvedené časové jednotce.
Další výhodná provedení tohoto vynálezu se stanou zřejmými z odvozených patentových nároků.
Přehled obrázků na výkresech
V následujícím textu bude předmět tohoto vynálezu vysvětlen podrobněji s odkazy k přednostnímu ukázkovému provedení, které je znázorněno na přiložených obrázcích:
Obrázek 1 znázorňuje část plynovodní trubky s plynoměrem podle tohoto vynálezu;
Obrázek 2 znázorňuje porovnání odchylek výhřevnosti zemního plynu v jednotlivých měsících a odpovídajících změn naměřených hodnot v plynoměru podle tohoto vynálezu;
Obrázek 3a znázorňuje nepřesnosti naměřených hodnot objemu plnu v souvislosti s jeho skutečnou energetickou hodnotou;
···*·· · • Λ * · · * * · · • fr · « · * «· ·* ··· ** ·*
Obrázek 3b znázorňuje nepřesnosti naměřených hodnot hmotnostní průtokové rychlosti plynu v souvislosti s jeho skutečnou energetickou hodnotou;
Obrázek 3c znázorňuje nepřesnosti naměřených hodnot průtoku energie plynu v souvislosti s jeho skutečnou energetickou hodnotou.
Příklady provedení vynálezu
Obrázek 1 znázorňuje plynovodní potrubí s plynoměrem podle tohoto vynálezu. Součástí plynovodního potrubí je hlavní trubice 1, spojená s hlavním plynovodním potrubím, které je vně budovy a které zde není zobrazeno. Tato hlavní trubice 1 je vybavena zúžením 10 o přesně stanoveném průřezu anebo dalšími prostředky, umístěnými v hlavní trubici _1, k dosažení přesně stanoveného poklesu tlaku. Plyn protéká plynovodním potrubím. Plyn má obecně podobu směsi s proměnlivým složením. To se týká např. i zemního plynu, jehož vzájemný poměr tří hlavních složek, jmenovitě metanu, propanu a etanu, se liší podle původu plynu. Kromě toho mají tyto tři hořlavé hlavní složky odlišnou výhřevnost, takže výhřevnost výsledné směsi plynu je nestejná.
Plynoměr je vybaven měřicím prostředkem 2 k zjištění hmotnosti protékajícího plynu a vyhodnocovací elektronické zařízení (neznázorněno). V jednoduchém provedení je měřicí prostředek 2 umístěn přímo na hlavní trubici jL Ve zde znázorněném přednostním provedení se od hlavní trubice 1_ odděluje obtoková trubice 11, která míjí zúžení 10. Měřicí prostředek 2 je umístěn na této obtokové trubici 11. Měřicím prostředkem 2 je přednostně anemometr a ještě lépe CMOS anemometr s polysilikonovou stavbou v „sendvičové úpravě,
««· ·« • · · · to · • · » * · * fc ·· ♦·· «· ·« tak jak je popsán v následujících publikacích: J. Robadey et al·.: Two dimensional integrated gas flow sensors by SMOS IC technology, J. Micormech. Microeng. 5(1995) 243 - 250; F. Mayer et al.: Scaling of thermal CMOS gas flow microsensors: experiment and símulation, Proč. IEEE Micro Electro Mechanical· Systems, (IEEE, 1996) 116 - 121; a E. Mayer et al.: Single-Chip CMOS Anemometer, Proč. IEEE, International Electron Devices Meeting (IEDM, 1997) 895-989, a dále jak je navrhován k použití v plynoměru v nepublikované německé patentové přihlášce No. 199 08 664.8, o které jsme se zmínili v úvodu.
Součástí měřícího prostředku 2 je topný článek a v každém případě teplotní čidla, umístěná ve stejných vzdálenostech nad a pod topným článkem vzhledem ke směru průtoku plynu. Plyn, který má být měřen, protéká přes povrch měřicího prostředku 2 a je zahříván topným článkem. Teplotní čidla měří teplotu anebo rozdíl teplot plynu nad a pod topným článkem vzhledem ke směru průtoku plynu. Výsledkem je senzorový signál S v podobě napěťového signálu U, který je dán teplotním rozdílem ΔΤ. Míra předání tepla je dána počtem molekul v objemové jednotce a tudíž množstvím plynu. Navíc však také závisí na výhřevnosti plynné směsi, tzn. na typu anebo složení této směsi.
V rámci tohoto vynálezu je využit poznatek, že senzorový signál se mění s výhřevností plynné směsi, K tomu dochází při kalibrování zařízení k měření objemu plynu anebo obzvláště při kalibrování zařízení k měření hmotnostní průtokové rychlosti. Uvedený vztah je znázorněn na obrázku 2, kde je vztahovou značkou CM označena procentuální odchylka středních anebo průměrných měsíčních hodnot od střední anebo • t · · · · • * » · · · * · · · · · ·
Β· ··· *· ·· průměrné roční hodnoty výhřevnosti zemního plynu. Z obrázku je zřejmé, že odchylky výhřevnosti se pohybují přibližně v rozmezí 2%. Je zde také znázorněna a vztahovou značkou Δ5 označena změna hodnoty senzorového signálu S, získaného pomocí měřícího prostředku 2, který byl výše popsán v případě konstantního průtoku plynu. Z obrázku je zřejmé, že hodnota senzorového signálu se mění stejným směrem a dokonce téměř úměrně se změnou výhřevnosti. Tento poměr se nevztahuje pouze k průměrným měsíčním hodnotám, ale samozřejmě také k okamžitým hodnotám, tzn. např. k libovolně krátkým časovým úsekům.
Plynoměr anebo prostředek ke zjištění hmotnostního průtoku podle tohoto vynálezu může být proto kalibrován anebo cejchován jako zařízení anebo jednotka k měření protékajícího množství energie. Postup je následující:
V prvním kroku je množství N hodnot senzorového signálu dáno jako funkce průměrného objemového anebo hmotnostního průtoku kalibračního plynu, což je prováděno za standardních podmínek, tzn. za určité teploty (např. 20°C) a určitého tlaku (např. 1 bar). Jak již bylo uvedeno, jsou tyto hodnoty senzorového signálu úměrné průměrnému hmotnostnímu průtoku plynu použitým měřicím prostředkem 2. Hodnoty senzorového signálu ) jsou zpracovány a uloženy ve vyhodnocovacím elektronickém zařízení plynoměru v podobě senzorové kalibrační křivky j) jako průměrný průtokový objem, daný senzorovým signálem S.
Použitým kalibračním plynem je přednostně dusík N2 anebo vzduch. Ve druhém kroku je senzorová kalibrační křivka •o© © · » »7© · v · ··· ©· ©· • · · · «« ©·
Fn (SyNi J) znásobena faktorem konverze signálu anebo korekčním faktorem fN CH a hodnotovým faktorem výhřevnosti Tích základní směsi plynu (označené indexem CH) a uložena. Faktorem konverze signálu je v tomto případě převodový součinitel, který udává rozdíl v citlivosti měřicího prostředku 2 při použití základní směsi plynu místo kalibračního plynu (kterým je v tomto případě dusík). Faktor výhřevnosti HCÍi udává výhřevnou hodnotu této základní směsi plynu, tzn. jeho kalorimetrickou hodnotu anebo výhřevnost na jednotku průtokového parametru (tzn. na standardní objemovou jednotku anebo na kilogram). Použitou základní směsí plynu je přednostně průměrná směs plynu, která je typická v oblasti použití plynoměru.
Získaným výsledkem je výkon P, který je funkcí senzorového signálu S,
který udává okamžitou spotřebu plynu v podobě energie na jednotku času. Integrováním anebo načítáním po délku určitého časového úseku je tedy možné stanovit spotřebu E energie základní směsi plynu:
E= \p(S)dt=f„ral-H,jF.(s(ýKJ-dl
Plynoměr je tedy již kalibrován jako jednotka k měření výkonu anebo energie základní směsi plynu. Na odchylky ve složení přiváděné směsi plynu, tzn. na odchylky ve složeni základní směsi plynu, je přinejmenším částečně reagováno automaticky odpovídajícími odchylkami senzorového signálu S.
·*
Z tohoto důvodu není nutná průběžná aktualizace hodnoty účinné výhřevnosti H , která se v průběhu času také vyznačuje odchylkami, anebo její odchylka od výhřevnosti HCh základní směsi plynu.
Z obrázku 2 je zřejmé, že výsledek sledování odchylek ve složení směsi plynu v průběhu času, umožněný kalibrací podle tohoto vynálezu, je skutečně kvalitativně správný, neodpovídá však zcela z hlediska kvantitativního. Dalšího zlepšení dosáhneme tak, že místo výhřevností Hch základní směsi plynu použijeme výhřevnost H , která přinejmenším přibližně bere v úvahu výhřevnost skutečně spotřebovaného plynu.
Hodnota H je např. dána stanovením. Hodnotu skutečně přiváděné energie zjistíme tedy tak, že naměřenou a v podmínkách směsi základního plynu kalibrovanou hodnotu spotřeby energie vynásobíme korekčním faktorem H /HChTato výhřevnost H je výhodně zjišťována v externí jednotce, a to buď výpočtem anebo experimentálně. Tato jednotka nemusí být umístěna v blízkosti příslušného uživatele, je spíše možné použít jedinou jednotku pro celou uživatelskou síť. Může být součástí jednotky hlavního vybavení anebo řídící jednotky, anebo s nimi může být funkčně spojena. Ke zjištění výhřevnosti lze použít známé prostředky. Výhodné také je, že pro správné a takto nákladné měření lze použít pouze jedno takové zařízení. Tato externí jednotka tedy měří průběžně anebo ve stanovených časových intervalech výhřevnost směsi plynu, protékající uživatelskou sítí, a ukládá naměřené hodnoty.
V jiném provedení tohoto vynálezu externí jednotka dodává do každého plynoměru v uživatelské síti informaci o výhřevnosti H přiváděné směsi plynu. To může probíhat v předem stanovených časových intervalech anebo v případě výrazné změny ve složení směsi plynu. V tomto provedení je plynoměr vybaven výpočetními prvky ke korekci naměřené hodnoty spotřebované energie s použitím uvedené informace o výhřevnosti. Součástí této informace je v tomto případě korekční faktor, výhřevnost anebo kód, který lze přidělit ke korekčnímu faktoru. V přednostním provedení plynoměr sčítá naměřené hodnoty spotřeby energie v určitém časovém úseku anebo v intervalu i, např. po dobu jednoho týdne anebo měsíce, a tuto hodnotu násobí korekčním faktorem H (i)\UCH, s výhřevností H (i), která je průměrnou hodnotou získanou v intervalu i. Výsledkem je následující rovnice, udávající skutečnou spotřebu energie za počet m časových intervalů:
e=£((')· i=l ,· v případě výpočtu průměru převodových součinitelů
E = »(>)· k.(s(b.))· dl) í=l
V jiné variantě způsobu podle tohoto vynálezu převádí plynoměr změřenou hodnotu spotřeby energie do centrální jednotky, kde je změřená hodnota spotřeby energie násobena korekčním faktorem. Pokud není externí jednotka součástí centrální jednotky, je i odtud do centrální jednotky převáděna informace o výhřevnosti přiváděné směsi plynu.
• · · r · * · • · · · · · ft ·· ·*· ·· ··
Plynoměr a/nebo externí jednotka sčítá a/nebo včleňuje hodnoty, naměřené v určitém časovém úseku, a přenáší včleněnou hodnotu do jednotky hlavního vybavení.
Ve všech variantách může být korekce naměřené hodnoty spotřebované energie prováděna v kterémkoli okamžiku, a to i při odebírání údajů z plynoměru.
Vzhledem k přímému využití kalibrace jako zařízení k měření spotřeby energie umožňuje způsob podle tohoto vynálezu a plynoměr podle tohoto vynálezu nenákladné a přesné stanovení poplatku za použitý plyn. Přesnější způsoby měření jsou znázorněny na obrázcích 3a až 3c. Na těchto obrázcích je ukázáno, jak velká je odchylka naměřené hodnoty energie od skutečně spotřebované hodnoty energie. Na obrázku 3a je znázorněna situace, kdy je plynoměr kalibrován pro měření objemového průtoku. Na obrázku je znázorněn objemový průměrný průtok V jako funkce energie E, v tomto případě v konvenčním měchovém plynoměru bez dodatečné teplotní kompenzace. Pokud je energie spotřebovaného plynu určována na základě objemového průtoku s použitím zařízení tohoto typu, chyba dosahuje až ± 18%. Hlavními příčinami této chyby jsou teplotní odchylky, které obvykle představují zhruba ± 10%, a tlakové odchylky, které dosahují obvykle zhruba + 5%. Na obrázku 3b je znázorněna chyba v měření, vznikající z kalibrace na základě hmotnostního průtoku. Na obrázku je znázorněn průměrný hmotnostní průtok Mjako funkce energie E. Maximální chyba dosahuje zhruba ± 4%, z čehož jsou zhruba 2% způsobena měřicím zařízením a další zhruba 2% odchylkami ve složení anebo odchylkami ve výhřevnosti. Výkres 3c znázorňuje chybu v měření při použití měřicího prostředku 2, který byl popsán výše a který je podle tohoto vynálezu • · 4
··· • * • 4 • 4 4 ·♦ 444
4 4 4
44 kalibrován pro průtok energie. Obrázek znázorňuje průměrný průtok energie anebo výkon É jako funkci energie E. Z obrázku je zřejmé, že zařízení kalibrované přímo pro průtok energie znázorňuje skutečný stav nejlépe. Je tomu tak z toho důvodu, že měřicí prostředek opravuje odchylky ve složení směsi plynu v průběhu času automaticky v odpovídajícím smyslu anebo směru průtoku energie.

Claims (10)

  1. PATENTOVÉ
    NÁROKY
    1. Způsob určení spotřeby energie pomocí plynoměru, jehož součásti je měřicí prostředek (2) k určení průměrného hmotnostního průtoku plynu a měřicí elektronická výbava, vyznačuj ící tím, že k přímé kalibraci plynoměru s funkcí jednotky k měření výkonu anebo energie jsou hodnoty (Sn) senzorového signálu stanoveny jako funkce průměrného průtoku kalibračního plynu (N2/ vzduch) a ukládány v plynoměru v podobě senzorové kalibrační křivky (Fn(Sn)), senzorová kalibrační křivka (Fn(Sn)) je násobena konverzním faktorem signálu (f^-cs) a faktorem výhřevnosti (Hch) základní směsi plynu (CH), získaný výsledek udává výkon (P) anebo hodnotu spotřeby energie (E), přičemž konverzní faktor signálu (í^-ch) bere v úvahu při použití základní směsi plynu namísto kalibračního plynu (N2, vzduch) rozdíl citlivosti měřicího prostředku (2).
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že naměřená hodnota spotřeby energie (E) je vynásobena korekčním faktorem který přinejmenším částečně bere v úvahu výhřevnost (H ) přiváděné směsi plynu.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že výhřevnost (// ) přiváděné směsi plynu je určována externí jednotkou.
  4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že externí jednotka přenáší do plynoměru údaj o výhřevnosti {H ) přiváděné směsi plynu.
    * ♦ 44
    4 ♦ * • 4 ·
    4 4 I 4 «4 ·4
  5. 5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že plynoměr přenáší do jednotky hlavního vybavení naměřenou hodnotu spotřeby energie, a tím, že externí jednotka přenáší do jednotky hlavní výbavy údaj o výhřevnosti (H ) přiváděné směsi plynu.
  6. 6. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že externí jednotka je v jednotce hlavní výbavy.
  7. 7. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že korekční faktor (H/Hen) bere v úvahu výhřevnost (H ) přiváděné směsi plynu, zjištěnou v určitém časovém intervalu.
  8. 8. Plynoměr k určování spotřeby směsi plynu, součástí plynoměru je měřicí prostředek (2) k určení průměrného hmotnostního průtoku plynu a měřicí elektronická výbava, vyznačující se tím, že plynoměr je kalibrován jako jednotka k měření energie, přičemž k přímé kalibraci plynoměru s funkcí jednotky k měření výkonu anebo energie jsou hodnoty (Sn) senzorového signálu stanoveny jako funkce průměrného průtoku kalibračního plynu (N2, vzduch) a ukládány v plynoměru v podobě senzorové kalibrační křivky (Fn(Sn)), senzorová kalibrační křivka (Fn(Sn) ) je násobena konverzním faktorem signálu (Ínz-ch) a faktorem výhřevnosti (HCh) základní směsi plynu (CH) , získaný výsledek udává výkon (P) anebo hodnotu spotřeby energie (E) , přičemž konverzní faktor signálu (fN2-cH) bere v úvahu při použití základní směsi plynu namísto kalibračního plynu (N2, vzduch) rozdíl citlivosti měřicího prostředku (2).
  9. 9. Plynoměr podle nároku 8, vyznačující tím, že plynoměr je vybaven korekčním prostředkem • > ť « 4 · 4 · » · · ··· 4* ·· ··· ·· ·* k vynásobení naměřené hodnoty spotřeby energie korekčním faktorem (H /Hch) , který bere přinejmenším částečně v úvahu výhřevnost (H ) přiváděné směsi plynu.
  10. 10. Plynoměr podle nároku 8, vyznačující s e tím, že měřicím prostředkem je CMOS anemometr.
CZ20024007A 2000-06-14 2001-05-31 Plynoměr CZ20024007A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00810511A EP1164361A1 (de) 2000-06-14 2000-06-14 Gaszähler

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20024007A3 true CZ20024007A3 (cs) 2003-05-14

Family

ID=8174748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20024007A CZ20024007A3 (cs) 2000-06-14 2001-05-31 Plynoměr

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6963809B2 (cs)
EP (2) EP1164361A1 (cs)
JP (1) JP4808905B2 (cs)
KR (1) KR100796969B1 (cs)
CN (1) CN1235021C (cs)
AT (1) ATE540291T1 (cs)
AU (1) AU2001258145A1 (cs)
CA (1) CA2412090A1 (cs)
CZ (1) CZ20024007A3 (cs)
ES (1) ES2377851T3 (cs)
HU (1) HU224260B1 (cs)
PL (1) PL206710B1 (cs)
RU (1) RU2283479C2 (cs)
SK (1) SK286974B6 (cs)
WO (1) WO2001096819A1 (cs)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10134456A1 (de) 2001-07-16 2003-02-06 Abb Research Ltd Abtastverfahren für Durchflussmessgeräte
ATE352770T1 (de) * 2002-08-22 2007-02-15 Ems Patent Ag Thermisches gasdurchfluss-messgerät mit gasqualitätsindikator
AU2003201271B2 (en) * 2003-01-23 2006-09-28 Ems-Patent Ag Increased-accuracy gas energy meter
RU2317529C2 (ru) * 2003-01-23 2008-02-20 Эмс-Патент Аг Способ измерения поставки газа и газовый счетчик повышенной точности
DE10317166A1 (de) * 2003-04-15 2004-11-04 Abb Research Ltd. Gaszähleranordnung mit verbesserter Strömungsgeometrie
DE102006033611B4 (de) * 2006-07-18 2010-04-08 Hydrometer Gmbh Gasphasenkorrektur für Ultraschalldurchflussmesser
RU2343421C1 (ru) * 2007-05-03 2009-01-10 ОАО "НИИТеплоприбор" Переносная поверочная установка для бытовых счетчиков газа и счетчиков воды
US7975484B1 (en) 2008-01-25 2011-07-12 John M Burns Apparatus and method for monitoring steam condenser air inleakage
JP5663475B2 (ja) * 2008-05-23 2015-02-04 ローズマウント インコーポレイテッド エネルギの流れの計算を備える多変数プロセス流体の流れの装置
JP6258254B2 (ja) * 2015-04-23 2018-01-10 東京瓦斯株式会社 ガスメーターシステムおよび発熱量推定方法
US11238547B2 (en) * 2017-01-12 2022-02-01 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Building energy cost optimization system with asset sizing
US10746406B2 (en) 2018-09-18 2020-08-18 Georg Fischer Central Plastics Llc Breaker box assembly
CN111189514B (zh) * 2019-12-31 2021-05-18 潍柴动力股份有限公司 质量流量传感器输出修正方法、装置、控制器及介质
US11473957B2 (en) 2020-01-02 2022-10-18 Georg Fischer Central Plastics Llc Meter bypass assembly having a housing including valve bodies rotationally fixed to opposing ends of a shaft
CN111272245B (zh) * 2020-04-10 2021-11-02 杭州九阳小家电有限公司 一种食品加工机的进水量检测方法
CN111735519B (zh) * 2020-06-28 2022-11-08 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院 质量流量转换系数确定方法及装置
US12196728B2 (en) * 2021-02-04 2025-01-14 Chengdu Qinchuan Iot Technology Co., Ltd. Systems and methods for measuring energy of natural gas components
DE102022123576A1 (de) * 2022-09-15 2024-03-21 Vaillant Gmbh Verfahren zum Bestimmen des Energieverbrauchs von mindestens zwei Heizkreisen einer Heizungsanlage, Computerprogramm und Regel- und Steuergerät

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5970914A (ja) * 1982-10-14 1984-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス流量測定装置
US5237523A (en) * 1990-07-25 1993-08-17 Honeywell Inc. Flowmeter fluid composition and temperature correction
JPH0781918B2 (ja) 1990-08-02 1995-09-06 東京瓦斯株式会社 熱量計
FR2670579A1 (fr) * 1990-12-14 1992-06-19 Schlumberger Ind Sa Capteur semi-conducteur de debit.
US5323657A (en) * 1991-11-04 1994-06-28 Badger Meter, Inc. Volumetric flow corrector and method
US5201581A (en) * 1991-11-18 1993-04-13 Badger Meter, Inc. Method and apparatus for measuring mass flow and energy content using a linear flow meter
JP2534418B2 (ja) * 1991-11-25 1996-09-18 東京瓦斯株式会社 熱量計
NL9201845A (nl) * 1992-10-23 1994-05-16 Gastec Nv Werkwijze voor het bepalen van de calorische waarde van een gas en/of de Wobbe index van aardgas.
US5807749A (en) * 1992-10-23 1998-09-15 Gastec N.V. Method for determining the calorific value of a gas and/or the Wobbe index of a natural gas
GB9608265D0 (en) 1996-04-22 1996-06-26 British Gas Plc Apparatus for measuring a gas value
HUP9701034A3 (en) * 1997-06-11 1999-10-28 Foevarosi Gazmuevek Rt Method and ptz corrector for correcting of measured volume of flowing gas
UA40010C2 (uk) 1997-07-29 2001-07-16 Гасконтрол Б.В. Спосіб вимірювання величини витрати газу і газовий лічильник для нього
KR20010022758A (ko) 1997-08-13 2001-03-26 나가야마 오사무 패치용 지지구 및 이 지지구를 구비한 패치
JPH11183231A (ja) * 1997-12-25 1999-07-09 Tokyo Gas Co Ltd 積算流量計及びそれを利用したガスメータ
GB9818388D0 (en) 1998-08-25 1998-10-21 British Gas Plc Measuring energy consumption
DE19908664A1 (de) 1999-03-01 2000-09-07 Abb Research Ltd Gaszähler

Also Published As

Publication number Publication date
CA2412090A1 (en) 2002-12-09
PL358891A1 (en) 2004-08-23
EP1290412B1 (de) 2012-01-04
AU2001258145A1 (en) 2001-12-24
CN1436296A (zh) 2003-08-13
JP2004503763A (ja) 2004-02-05
SK17392002A3 (sk) 2003-06-03
EP1290412A1 (de) 2003-03-12
HUP0301598A2 (en) 2003-08-28
HU224260B1 (hu) 2005-07-28
WO2001096819A1 (de) 2001-12-20
KR100796969B1 (ko) 2008-01-22
ES2377851T3 (es) 2012-04-02
US6963809B2 (en) 2005-11-08
CN1235021C (zh) 2006-01-04
ATE540291T1 (de) 2012-01-15
EP1164361A1 (de) 2001-12-19
JP4808905B2 (ja) 2011-11-02
SK286974B6 (sk) 2009-08-06
RU2283479C2 (ru) 2006-09-10
KR20030063119A (ko) 2003-07-28
US20040030520A1 (en) 2004-02-12
PL206710B1 (pl) 2010-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20024007A3 (cs) Plynoměr
KR100857159B1 (ko) 가스질 지시자를 포함하는 열 가스 유량계
EP1564532B1 (en) Thermal mass flowmeter and method with temperature correction
Wright et al. Design and uncertainty analysis for a PVTt gas flow standard
US20010027684A1 (en) Mass flowmeter
US20040099057A1 (en) Device and method for measuring the flow and at least one material parameter of a fluid
US9671266B2 (en) Method for thermally determining mass flow of a gaseous medium and thermal mass flow meter
EP1000323B1 (en) Method and gasmeter for measuring a gas flow rate
US7222028B2 (en) Increased accuracy gas energy meter
EP3153854B1 (en) Determination of volumetric flow rate of a gas in a gas flow
EP1836461B1 (en) Gas flowmeter calibration stand
Johnson et al. Gas flowmeter calibrations with the 26 m 3 PVTt standard
KR20050092435A (ko) 향상된 정확도를 가지는 가스 에너지 계량기
RU2317529C2 (ru) Способ измерения поставки газа и газовый счетчик повышенной точности
NZ541355A (en) Increased-accuracy gas energy meter
RU2218556C2 (ru) Газовый счетчик
JP2003090751A (ja) フローセンサ式流量計及びその校正方法
RU2006114439A (ru) Система и способ диагностики расходомера кориолиса
JPH0835874A (ja) 流量計
CN113242962A (zh) 将直接测得的质量流率转换以考虑浮力