CZ20024007A3 - Plynoměr - Google Patents
Plynoměr Download PDFInfo
- 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
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 52
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 12
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 134
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 7
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 102000016550 Complement Factor H Human genes 0.000 description 2
- 108010053085 Complement Factor H Proteins 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001447 compensatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- RVRCFVVLDHTFFA-UHFFFAOYSA-N heptasodium;tungsten;nonatriacontahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W].[W] RVRCFVVLDHTFFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details 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
- G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
- G01F15/04—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring 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
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
- G01F1/692—Thin-film arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring 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
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/6965—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters comprising means to store calibration data for flow signal calculation or correction
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details 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
- G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
- G01F15/04—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
- G01F15/043—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means
- G01F15/046—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means involving digital counting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
- G01F25/15—Testing 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.
·*
1β
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)
- PATENTOVÉNÁROKY1. 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. 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. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že výhřevnost (// ) přiváděné směsi plynu je určována externí jednotkou.
- 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že externí jednotka přenáší do plynoměru údaj o výhřevnosti {H ) přiváděné směsi plynu.* ♦ 444 ♦ * • 4 ·4 4 I 4 «4 ·4
- 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. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že externí jednotka je v jednotce hlavní výbavy.
- 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. 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. 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. Plynoměr podle nároku 8, vyznačující s e tím, že měřicím prostředkem je CMOS anemometr.
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)
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)
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 |
-
2000
- 2000-06-14 EP EP00810511A patent/EP1164361A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-05-31 CN CNB018112080A patent/CN1235021C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-31 CZ CZ20024007A patent/CZ20024007A3/cs unknown
- 2001-05-31 ES ES01931320T patent/ES2377851T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-31 AT AT01931320T patent/ATE540291T1/de active
- 2001-05-31 SK SK1739-2002A patent/SK286974B6/sk not_active IP Right Cessation
- 2001-05-31 RU RU2003100836/28A patent/RU2283479C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-05-31 WO PCT/CH2001/000338 patent/WO2001096819A1/de active Application Filing
- 2001-05-31 US US10/297,711 patent/US6963809B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-31 JP JP2002510900A patent/JP4808905B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-31 KR KR1020027016948A patent/KR100796969B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2001-05-31 AU AU2001258145A patent/AU2001258145A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-31 EP EP01931320A patent/EP1290412B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-05-31 PL PL358891A patent/PL206710B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2001-05-31 HU HU0301598A patent/HU224260B1/hu not_active IP Right Cessation
- 2001-05-31 CA CA002412090A patent/CA2412090A1/en not_active Abandoned
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 |