NL9201906A

NL9201906A - Werkwijze en inrichting voor het meten van het debiet van een mediumstroom.

Info

Publication number: NL9201906A
Application number: NL9201906A
Authority: NL
Original assignee: Huiberts Albertus T
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1994-06-01
Also published as: CA2147619C; AU5576994A; CA2147619A1; WO1994010540A1; AU670162B2; DE69309100T2; EP0670034B1; US5869758A; ATE150546T1; DE69309100D1; EP0670034A1

Description

Korte aanduiding: werkwijze en inrichting voor het meten van het debiet van een mediumstroom.

De uitvinding heeft betrekking op een een werkwijze voor het meten van het debiet van een door een kanaal stromend medium, omvattende de stappen van: a) het plaatselijk in het kanaal verwarmen van het medium; b) het meten van een temperatuursverandering in de omgeving van het in stap a) verwarmde medium; c) het op basis van de in stap b) vastgestelde temperatuursverandering en een voorafbepaalde regel vaststellen van een bijbehorende waarde van het debiet.

Een werkwijze van deze soort is bijvoorbeeld bekend uit de duitse octrooiaanvrage 1523251 en de franse octrooiaanvrage 214312. Bij de daaruit bekende stromingsmeters wordt een Wheatstone-brug van weerstanden met relatief grote temperatuurscoëfficiënten zodanig in het kanaal waardoor het medium stroomt geplaatst, dat de brug een meetbare spanning levert die afhankelijk is van het debiet van de snelheid van het medium in het kanaal.

Ongeacht de soort van het gebruikte detectiemiddel, d.w.z. de genoemde Wheatstone-brug of een ander soort detectiemiddel, heeft de bekende werkwijze als bezwaar dat het meetbereik binnen een bepaalde nauwkeurigheid beperkt is.

De uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffen waarmee het meetbereik op eenvoudige wijze vergroot wordt.

Deze doelstelling wordt voor de in de aanhef genoemde werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het medium door een aantal kanalen tegelijk gevoerd wordt, waarbij de kanalen zo ontworpen zijn dat bij een zelfde drukverschil tussen een inlaat en een uitlaat van elk kanaal de stromingssnelheden van het medium door de verschillende kanalen verschillend zijn; dat voor een aantal van de kanalen met de verschillende stromingssnelheden de stappen a) en b) uitgevoerd worden; Cé dat vooraf voor elk kanaal de nauwkeurigheid van de meting van de temperatuursverandering van stap b) en in de regel verwerkt wordt; en dat stap c) uitgevoerd wordt voor een kanaal waarvoor actueel stap b) met een grotere nauwkeurigheid dan voor andere kanalen uitgevoerd kan worden.

Hierdoor zal er voor elk totaal debiet, binnen het totale meetbereik, een kanaal zijn waarbinnen het debiet met de gewenste nauwkeurigheid vastgesteld kan worden en op basis waarvan het totale debiet vastgesteld kan worden. De regel, of het beslissingsalgoritme, waarop de vaststelling van een debiet plaatsvindt kan vooraf door middel van ijken bepaald worden, waarbij voor elk totaal debiet een medium-stroom door elk van de kanalen verdisconteerd wordt, zodat na het ijken de eventuele invloed van het ene kanaal op een mediumstroom in een ander kanaal geen onnauwkeurigheid in de vaststelling van een debiet geeft.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting die geschikt is voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

Andere eigenschappen en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiernavolgende toelichting van uitvoeringsvormen van de uitvinding met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waarin:

Fig. 1 een doorsnede toont van een meetsamenstel voor het doorlaten van een te meten mediumstroom;

Fig. 2 een andere uitvoeringsvorm toont van een samenstel van de soort als getoond in fig. 1;

Fig. 3 een doorsnede van een uitvoeringsvorm van een detectiemiddel voor gebruik in het samenstel van fig. 1 of 2;

Fig. 4, 5 en 6 tijdsdiagrammen, met dezelfde tijdschaal, tonen van afkoelingskrommen van temperatuuropnemers in het samenstel volgens fig. 1 of 2;

Fig. 7 een tijdsdiagram toont van afkoelingskrommen ter toelichting van de verwerking van meetsignalen afkomstig van temperatuuropnemers;

Fig. 8 een tijdsdiagram toont van lijnen die de natuurlijke logaritmen voorstellen van afkoelingskrommen als getoond in de fig. 4 tot en met 6;

Fig. 9 een electrisch schema toont van het belangrijkste electronische gedeelte van een uitvoeringsvorm van een meter volgens de uitvinding;

Fig. 10 een tijdsdiagram toont ter illustratie van het verwarmen van een temperatuuropnemer en van het meten van de temperatuur ervan; en

Fig. 11 een andere uitvoeringsvorm toont van een detectiemiddel voor gebruik in het samenstel van fig. 2.

In de figuren is, wanneer van toepassing, een stroom Φ of φ van een medium, dat een gas of een vloeistof kan zijn, aangegeven met een pijl, die de richting van de stroom aangeeft en die tevens aangeduid is met het symbool Φ resp. φ.

Fig. 1 toont een samenstel van hoofdbuis 10, een op afdichtende wijze tegen de binnenwand van de buis 10 aangebracht schot 11 met perforaties waardoor op afdichtende wijze een aantal buizen, zoals de buizen 12, 13, 14, evenwijdig aan de hoofdbuis 10 steken. De doorstromingsopper-vlakken, of oppervlakken van de doorgangen, van de buizen 12, 13 en 14 zijn respectievelijk Alf A2 en A3, waarvoor geldt dat A1>A2>A3. De som van deze oppervlakken wordt voorgesteld door ΣΑ - A]l + A2 + A3.

In elke buis is een detectiemiddel 15 aangebracht, dat voor de eenvoud van de tekening slechts door een stip is aangegeven en waarvan de electrische aansluitdraden naar externe electrische middelen niet getoond zijn. Voor de eenvoud van de toelichting wordt aangenomen dat het detectiemiddel 15 ten opzichte van het kleinste doorstromingsop-pervlak van de buizen 12, 13 en 14 klein is en in hoofdzaak geen belemmering voor de stroom in de betreffende buis vormt en eventueel in de binnenwand van de buis is aangebracht .

De hoofdbuis 10 vormt een hoofdkanaal 16 waardoor de mediumstroom Φ gevoerd wordt. De buizen 12, 13 en 14 vormen subkanalen 17, 18 respectievelijk 19 waarover de stroom Φ verdeeld wordt in respectievelijk φχ, <p2 en φ3.

In elk kanaal 12, 13, 14 bevindt het detectiemiddel 15 zich in de betreffende mediumstroom φί.

Zoals later voor een uitvoeringsvorm van de uitvinding toegelicht kan het detectiemiddel 15 een verwarmingsorgaan en een temperatuuropnemer omvatten, waarbij de temperatuur-opnemer door het verwarmingsorgaan periodiek tijdelijk verwarmd wordt, waarna de door de temperatuuropnemer gemeten temperatuursverandering, in casu een afkoeling, naar de temperatuur van de ingaande stroom bewaakt en waarna op grond daarvan een waarde voor het debiet van de stroom Φ vastgesteld wordt.

Het debiet van een stroom door een buis i van de buizen 12, 13 en 14 kan voorgesteld worden door:

Het debiet door een buis i zal dus des te kleiner zijn naarmate het doorstromingsoppervlak A^ van de buis i kleiner is. Men zou verwachten dat naarmate het debiet <ρ£ van een buis i kleiner is de afkoeling van de temperatuuropnemer van de buis i langzamer plaatsvindt dan in een buis j met een groter doorstromingsoppervlak Aj voor hetzelfde totale debiet Φ. Wanneer de detectiemiddelen 15 van de verschillende buizen 12, 13 en 14 in hoofdzaak gelijk zijn is deze stelling echter niet juist, of zoals verder zal blijken niet volledig, omdat de temperatuuropnemer van elk detectiemiddel 15 in hoofdzaak gemiddeld door eenzelfde hoeveelheid medium per tijdseenheid omspoelt zal worden. Dit kan afgeleid worden van het feit dat de snelheid van het medium in een buis i gelijk is aan:

En na invulling van formule (1):

waarin vro de gemiddelde snelheid van het medium in zowel de hoofdbuis 10 als in de buizen 12, 13 en 14 is.

Hierdoor zal, met de hiervoor genoemde aanname van de detectiemiddelen 15, in elke buis 12, 13, 14 evenveel medium per tijdseenheid langs het detectiemiddel 15 stromen. Dit geldt ook voor het geval dat de stroming in de omgeving van het detectiemiddel 15 turbulent is. Omdat blijft gelden dat de hoeveelheid medium die een buis instroomt er ook weer uitstroomt zal turbulentie tot gevolg hebben dat over een langere tijd weliswaar ook de gemiddelde snelheim vm geldt maar dat in de tussentijd de snelheid varieert en daardoor het nauwkeurig meten van een tempera-tuursverloop van de temperatuuropnemer praktisch bemoeilijkt wordt.

Omdat in het geval van fig. 1 met de hiervoor genoemde aanname over de afmetingen en/of plaats van een detectiemiddel 15 in een buis de gemiddelde snelheid vm door zowel de hoofdbuis 10 als door de buizen 12, 13 en 14 theoretisch gelijk is lijkt het, ook weer theoretisch, niet uit te maken met behulp van welk detectiemiddel 15 het debiet vastgesteld wordt en zou zelfs het samenstel van het schot 11 en de buizen 12, 13 en 14 met daarin de detectiemiddelen 15 vervangen kunnen worden door een enkel detectiemiddel 15 in de hoofdbuis 10. Dit geval is in de praktijk ongeschikt gebleken voor het met een snelle responsie nauwkeurig meten van het debiet Φ over een groot bereik ervan.

Als voorbeeld kan gewezen worden op het meten van een door een huishouding gebruikte hoeveelheid aardgas binnen een bereik van 0,02 - 10 m3/h waarbij het debiet niet alleen voldoende nauwkeurig gemeten kan worden maar ook met een voldoende dynamiek in verband met een eventueel sterk wisselend verbruik door een waterverwarmingsinrichting, die bijvoorbeeld kort of modulerend ingeschakeld wordt.

In de praktijk zal de situatie echter afwijken van de hiervoor toegelichte theoretische situatie voor fig. 1.

Door het optreden van wrijvingskrachten tussen de binnenwand van de buizen 12, 13 en 14 met het langsstromende medium zal de snelheid van het medium in elke buis i namelijk niet uniform verdeeld zijn. Bovendien zal naarmate de buis een kleiner doorstromingsoppervlak heeft de wrijving meer invloed op de gemiddelde snelheid van het medium in de buis i hebben. Hierdoor kunnen bij elk debiet Φ toch verschillende snelheden in de omgeving van het detectiemid-del 15 optreden, waardoor bij elk bepaald debiet Φ de temperatuuropnemer van de verschillende detectiemiddelen 15 van de buizen 12, 13 en 14 met een andere snelheid afkoelen. Volgens de uitvinding kunnen de afkoelingskrommen van de verschillende detectiemiddelen 15 steeds gemeten worden, kunnen daaruit eventueel hellingen of tijdsconstanten vastgesteld worden, en kan met behulp van een voorafbepaalde regel gekozen worden voor een afkoelingskromme waarmee met een voldoende nauwkeurigheid het totale debiet Φ vastgesteld kan worden. De voorafbepaalde regel omvat een beslissingsalgoritme en wordt in het bijzonder voorgesteld door een programma van gegevensverwerkingsmiddelen, waarbij parameters van de regel of het algoritme vooraf in een ijkfase vastgesteld zijn. In de ijkfase kunnen bij een aantal bekende grootten van het totale debiet Φ bijbehorende kenmerken en een meetnauwkeurigheid van de afkoe-lingskrommen van de verschillende detectiemiddelen 15 opgeslagen worden. Na het ijken kan hieruit voor elke gemeten afkoelingskromme het bijbehorende totale debiet met voldoende nauwkeurigheid gezocht worden, waarbij eventueel een interpolatie voor een debiet Φ tussen twee naburige waarden van Φ uitgevoerd wordt.

Door het ijken is het niet nodig de verdeling van de snelheid van het medium binnen elke buis i te kennen. De snelheid van het medium binnen een buis i is echter, zoals gezegd, afhankelijk van de wrijving met de binnenwand van de buis. Omdat de wrijvingscoëfficiënt van de binnenwand in de loop der tijd kan veranderen kan de meting van het debiet Φ minder betrouwbaar worden.

Teneinde de bezwaren als gevolg van de hiervoorgenoem-de wrijving tegen te gaan worden bij voorkeur buizen met relatief grote doorstromingsoppervlakken gebruikt en wordt de gewenste spreiding van de snelheid van het medium in de verschillende buizen bewerkstelligd door toepassing van een restrictie in elke buis. Fig. 2 toont een doorsnede van een samenstel van een soort als die van fig. 1 waarin dit is toegepast.

Fig. 2 toont een hoofdbuis 10 waarin op af dichtende wijze een radiaal schot 20 is aangebracht. Het schot 20 heeft perforaties waarin op afdichtende wijze een aantal buizen, zoals de vijf buizen 21 tot en met 25, evenwijdig aan de hoofdbuis 10 zijn aangebracht. In elke buis 21 tot en met 25 bevindt zich een detectiemiddel 15 dat van de soort kan zijn als hiervoor reeds met verwijzing naar fig. 1 is toegelicht. De hoofdbuis 10 vormt weer het hoofdkanaal 16 voor het medium en de buizen 21 tot en met 25 vormen respectievelijk kanalen 26 tot en met 30. Hoewel niet apart van verwijzingsnummers voorzien heeft elk kanaal een inlaat (links in fig. 2) en een uit laat (rechts in fig. 2). De buizen 21 tot en met 25 hebben op afstand van hun inlaat, in fig. 2 bij hun uitlaat, een respectievelijke restrictie 31 tot en met 35 met een doorgang 36 tot en met resp. 40. Zoals later zal blijken kan een van de buizen, bijvoorbeeld buis 21, zonder de restrictie 31 uitgevoerd zijn terwijl deze buis toch op de wijze als met de restrictie 31 gebruikt worden. Verder kunnen meer of minder buizen met of zonder restrictie en met of zonder een detectiemiddel, zoals het detectiemiddel 15, in het schot 20 aangebracht zijn. Voor de eenvoud van de toelichting wordt voor hierna aangenomen dat elk van de buizen 21 tot en met 25 een restrictie 31 tot en met resp. 35 heeft.

Het samenstel van de hoofdbuis 10, het schot 11 of 20 met de buizen 12, 13 en 14 of de buizen 21 tot en met 25 met de restricties 31 tot en met 35 kan een bijvoorbeeld door middel van spuitgieten enkel, integraal gevormde eenheid zijn. Door toepassing van de ijkstap bij gebruik van een dergelijk samenstel kunnen de toleranties ervan relatief groot zijn. Hierdoor kunnen de in fig. 1 en 2 getoonde samenstellen relatief goedkoop vervaardigd worden.

Het schot 20 van het samenstel van fig. 2 en de detec-tiemiddelen 15 daarvan bevinden zich op afstand van de inlaten van de buizen 21 tot en met 25 opdat eventuele turbulentie van het medium in de omgeving van elk detectie-middel 15 relatief klein is, waardoor het optreden van de hiervoor genoemde nadelen bij turbulentie tegengegaan worden, en de snelheid van het medium in de omgeving van een detectiemiddel 15 in hoofdzaak gelijk is aan de gemiddelde snelheid van het medium in de betreffende buis 21 tot en met 25.

Aangenomen worden dat de doorgangen 3 6 tot en met 40 van de respectievelijke restricties 31 tot en met 35 door-stromingsoppervlakken tot en met A5 hebben. Het debiet en de snelheid vi van het medium in een doorgang 36 tot en met 40 worden dan gegeven door de hiervoor genoemde formules (1) respectievelijk (2).

Er wordt nu aangenomen dat de buizen 21 tot en met 25 respectievelijk doorstromingsoppervlakken A'x tot en met A'5 hebben. De gemiddelde snelheid v^ in een buis i is dan:

en na substitutie van φί volgens formule (1):

en na substitutie door vm volgens formule (3):

waarin een bij de buis i behorende constante is die de verhouding aangeeft van het doorstromingsoppervlak Ai van de doorgang van de restrictie van de buis i en van het doorstromingsoppervlak van de buis i. Het blijkt dus dat de gemiddelde snelheid v'^ van het medium in een buis kleiner is naarmate de constante kleiner is, bijvoorbeeld naarmate het doorstromingsoppervlak k± van de betreffende doorgang van de restrictie kleiner is en/of het doorstromingsoppervlak van de buis i groter is. Hieruit volgt dat de constante Ci op verschillende wijzen vooraf te bepalen is. Dat de buizen 21 tot en met 25 in fig. 2 dezelfde diameters blijken te hebben moét daarom alleen als voorbeeld gezien worden.

De snelheid van het medium binnen een buis 21 t/m 25 van het samenstel van fig. 2 is dus afhankelijk van en kan vooraf worden bepaald door een geschikte keuze van twee doorstromingsoppervlakken ervan, nl. van de doorgang van de restrictie ervan en van de buis zelf. Hierdoor kan bij het ontwerpen van het samenstel van fig. 2 eenvoudiger en nauwkeuriger een grote verscheidenheid aan snelheden van het medium in de verschillende buizen 21 t/m 25 toegewezen worden dan in de situatie van fig. 1, waarvoor theoretisch geldt dat de constante Ci voor alle buizen 12, 13 en 14 gelijk is. Daardoor zal het samenstel van fig. 2 met een beter voorafbepaalde definitie ontworpen kunnen worden. Omdat in het samenstel van fig. 2 buizen 21 t/m 25 met relatieve grote doorstromingsoppervlakken gebruikt kunnen worden is de meting van het debiet Φ minder afhankelijk van de wrijvingscoëfficiënt van het materiaal van de buizen, tijdens het ijken en lange tijd daarna, en is de kans op verstopping van de buizen kleiner dan in het samenstel van fig. 1.

Het zal duidelijk zijn dat in werkelijkheid de gemiddelde snelheid v^ van het medium in een buis i van de theoretische waarde volgens formule (4) kan verschillen. Voor de toelichting van de uitvinding is dit echter niet van wezenlijk belang. Door ook voor het samenstel van fig. 2 een ijkstap toe te passen zal een verschil tussen de werkelijke gemiddelde snelheid en de theoretische gemiddelde snelheid van het medium in een buis geen bezwaar vormen.

Omdat volgens formule (4) het medium in de buizen 21 tot en met 25 verschillende gemiddelde snelheden heeft zal een temperatuuropnemer van het detectiemiddel 15 van een buis i langzamer afkoelen naarmate de snelheid van het medium in die buis i kleiner is. Naarmate het totale debiet Φ af neemt zal de snelheid v^ in dezelfde buis i echter ook afnemen en kan zelfs een zo kleine waarde bereiken dat daarmee niet meer nauwkeurig een temperatuursverloop van een temperatuuropnemer van het detectiemiddel 15 gemeten kan worden. In dat geval zal de meting verricht moeten worden met een detectiemiddel 15 van een buis waarin de snelheid van het medium wel voldoende groot is om het temperatuursverloop van het laatstgenoemde detectiemiddel 15 nauwkeurig te kunnen meten. Voor het kleinste debiet dat voldoende nauwkeurig gemeten kan worden zal daarom gebruik gemaakt worden van het detectiemiddel 15 van een buis i met de grootste constante Cif dus in het geval van fig. 2 het detectiemiddel 15 van de buis 21.

Omgekeerd, naarmate het totale debiet Φ toeneemt zal de gemiddelde snelheid v'j^ van het medium in een buis i toenemen, waardoor een opgewarmde temperatuuropnemer van het detectiemiddel 15 van de buis i sneller af koelt. Dit kan zover gaan dat het door de temperatuuropnemer te meten temperatuursverloop te steil is om voldoende nauwkeurig te i gemeten te kunnen worden. In dat geval zal de meting verricht moeten worden met het detectiemiddel 15 van een buis waarin de snelheid van het medium kleiner is, dus een buis met een kleinere constante Ci. Voor het meten van het grootste meetbare debiet Φ zal daarom gebruik gemaakt i worden van het detectiemiddel 15 van de buis met de kleinste constante CL, dus in het geval van fig. 2 met het detectiemiddel 15 van de buis 25.

Zoals gezegd kan het detectiemiddel 15 bestaan uit een verwarmingsorgaan en een temperatuuropnemer die door het i verwarmingsorgaan periodiek en tijdelijk verwarmd wordt. Het opwarmen van de temperatuuropnemer kan daarbij aanmerkelijk sneller dan het afkoelen ervan plaatsvinden. Een dergelijk detectiemiddel 15 kan een configuratie hebben als getoond in fig. 3, die bestaat uit een substraat 50 van warmtegeleidend materiaal met daarin (of daarop) een ver-warmingsorgaan 51 en een temperatuur opnemer 52. Het verwar-mingsorgaan 51 is bijvoorbeeld, als op zich bekend, een weerstand, een diode of een transistor. De temperatuuropnemer 52 is bijvoorbeeld, als op zich bekend, een weerstand, in het bijzonder een thermistor (NTC of PTC) , een diode of een transistor. De weerstand kan bijvoorbeeld een wolfraamdraad zijn. Omdat het verwarmingsorgaan 51 en de temperatuuropnemer 52 elk in een eigen tijdsinterval geactiveerd of gebruikt worden is voor het detectiemiddel 15 ook een enkel orgaan, zoals een weerstand, in het bijzonder een thermistor, een diode of een transistor te gebruiken. In het algemeen geldt dat de temperatuuropnemer van het detectiemiddel 15 na opwarming ervan bij een constant totaal debiet Φ van een hoge temperatuur Th, tot welke het verwarmd is, geleidelijk volgens een e-macht zal afnemen naar een lagere temperatuur Ta die gelijk is aan de temperatuur van het medium bij de inlaat van het betreffende kanaal. De lage temperatuur Ta zou ook omgevingstemperatuur of verwarmings-begintemperatuur genoemd kunnen worden. De hoge temperatuur Th zou ook verwarmings-eindtemperatuur of meet-begintemperatuur genoemd kunnen worden.

Het temperatuursverloop (afkoeling) T^jft) van een temperatuuropnemer van de hiervoor genoemde soort van een detectiemiddel 15 van een buis i bij een constant totaal debiet door het hoofdkanaal 16 kan dan voorgesteld worden door de vergelijking:

Hierin is rifj een tijdconstante behorend bij een bepaalde buis i (21 tot en met 25) bij een bepaald totaal debiet Φ.^. Naarmate per tijdseenheid meer medium langs de temperatuuropnemer stroomt, met andere woorden naarmate de snelheid van het medium in de buis i groter is, zal de temperatuuropnemer sneller afkoelen en zal de tijdconstante kleiner zijn.

De fig. 4, 5 en 6 tonen elk op dezelfde schaal het temperatuursverloop van drie temperatuuropnemers van drie buizen i = 1, 2, 3 bijvoorbeeld de buizen 22, 23 resp. 24, bij een bepaald totaal debiet met j = 1, 2, 3. Voor fig. 4, 5 resp. 6 met > Φ2 > Φ3.

Uit de fig. 4 tot en met 6 blijkt dat naarmate het totale debiet groter wordt de krommen T^j(t) voor alle drie de buizen 22, 23 en 24 stijler zullen lopen. Omgekeerd, wanneer het totale debiet Φ kleiner wordt zullen voor alle drie de buizen 22, 23 en 24 de bijbehorende krommen Tifj(t) vlakker lopen.

Hoewel de krommen theoretisch nergens lineair zijn zijn begingedeelten ervan bij benadering lineair met een helling die bepaald wordt door de tijdconstante rifj. Daarom kan zoals eerder gezegd, tijdens een ijkfase voor verschillende grootten van het totale debiet Φ voor elke buis i aan de dan waargenomen helling, of tijdconstante, van de afkoelingskromme de bijbehorende waarde van het totale debiet Φ toegewezen worden. Hierbij kan een tabel verkregen worden met voor elke buis i een aantal paren waarden, waarbij elk paar bestaat uit een waarde die een helling van de afkoelingskromme aangeeft en een waarde van het bijbehorende totale debiet.

Het zal duidelijk zijn dat naarmate een van de genoemde hellingen steiler is, dus naarmate de snelheid van het medium in de betreffende buis groter is, het temperatuursverloop minder nauwkeurig op tijdstippen met gelijke intervallen gemeten kan worden. Bijvoorbeeld: in het bijna lineaire gedeelte van de kromme T1>;L(t) van fig. 4 kunnen veel minder monsters van de temperatuur genomen worden dan in het bijna lineaire gedeelte van de kromme T3f3(t) van fig. 6. En omdat er altijd kwantiseringsfouten en ruis kan optreden en het gewenst is enige filterbewerking, bijvoorbeeld een middeling, van een aantal verkregen monsters, uit te voeren is de kromme T3 x(t) minder geschikt voor het op basis daarvan vaststellen van het totale debiet dan wanneer dat op basis van bijvoorbeeld kromme T3>1(t) gedaan wordt.

Voor de kromme T3f3(t) kunnen weliswaar in het bijna lineaire gedeelte relatief veel monsters genomen worden, maar de temperatuurafname over dat bijna lineaire gedeelte is tamelijk gering, waardoor de meting ook minder nauwkeurig is dan bij gebruik van een van de andere in fig. 6 getoonde krommen.

Uit het voorgaande blijkt dat de inhoud van de genoemde tabel aanzienlijk beperkt kan worden door alleen waarden van de meest geschikte krommen op te slaan.

Omdat niet voor alle groten van het totale debiet Φ paren waarden met betrekking tot bijbehorende geschikte krommen opgeslagen kunnen worden zal het nodig zijn voor grootten van het debiet waarvoor geen waarden opgeslagen zijn te interpoleren. Omdat de begingedeelten van de krommen niet precies lineair zijn en meestal niet voor alle buizen tegelijk temperatuurmonsters genomen kunnen worden kan dit aanleiding geven tot fouten.

Een ander probleem is dat wanneer de verschillende temperatuuropnemers tot verschillende verwarmings-eindtem-peraturen Th verwarmd worden of wanneer een temperatuurop-nemer niet steeds tot dezelfde verwarmings-eindtemperatuur Th verwarmd wordt voor elke buis afkoelingskrommen met verschillingen hellingen voor dezelfde Φ of met dezelfde hellingen voor verschillende Φ kunnen optreden. In fig. 7 zijn bijvoorbeeld voor een buis drie afkoelingskrommen Slf S2, S3 getoond met als verwarmings-eindtemperatuur Thl, Τω respectievelijk Th3 met Thl<Th2<Th3. De krommen Sx en S2 hebben dezelfde tijdsconstante t, d.w.z. dat voor deze krommen het te meten debiet φ door deze buis hetzelfde is en dat daarvoor dus hetzelfde totale debiet Φ vastgesteld moet worden. Omdat de krommen Sx en S2 op dezelfde tijdstippen vanaf het begin van een meting verschillende hellingen hebben zal een correctie moeten worden toegepast. Verder heeft de kromme S3 een grotere tijdconstante t, wat wil zeggen dat het te meten totale debiet Φ groter is dan het totale debiet Φ dat voor de krommen S1# S2 geldt. Niettemin heeft de kromme S3 bij het begin van de meting dezelfde helling als die van de kromme maar wijken de hellingen daarna af. Omdat het temperatuursverschil Th-Ta in formule (5) een vermenigvuldigingsfactor voortstelt, terwijl de tijdconstante τ in de exponent van de e-macht voorkomt is het uit de gemeten helling van een afkoelings-kromme niet eenvoudig door delen of vermenigvuldigen met een factor af te leiden welk debiet φ voor deze buis bij deze helling hoort. Wanneer op basis van een vastgestelde helling van een afkoelingskromme het debiet Φ vastgesteld moet worden is het daarom noodzakelijk dat altijd het temperatuursverschil Th-Ta hetzelfde is.

Bij voorkeur wordt daarom tijdens het meten van de temperatuur van de temperatuuropnemer van een detectiemid-del 15 de natuurlijke logaritme van de vastgestelde meetwaarde of het monster genomen. Dit leidt voor elke gemeten kromme tot een bijna rechte lijn die voorgesteld kan worden door:

en na substitutie van i(t) volgens formule (5):

met:

De lijn die door vergelijking (6) voorgesteld wordt heeft dus een helling die ongevoelig is voor de verwar-mings-begintemperatuur Ta en de verwarmings-eindtemperatuur Th. Fig. 8 toont drie van dergelijke lijnen yifj voor het geval van fig. 5. Omdat alleen de helling van de lijnen van belang is is het niet van belang of de waarde y0 voor de i drie lijnen hetzelfde is en hoe groot de betreffende waarde ervan is. Naarmate de tijdconstante τ groter wordt zal de betreffende lijn dichter de horizontale lijn (voor r = oo) door de beginwaarde y0 van de berekende lijn naderen.

Door tijdens een ijkfase voor elke buis op de hiervoor i genoemde wijze de natuurlijke logaritme van de temperatuur-meetwaarden of -monsters bij verschillende bekende grootten van het totale debiet Φ te nemen kan gemakkelijker een tabel opgesteld worden met voor elke buis voor verschillen de waarden van het totale debiet Φ de bijbehorende waarden van hellingshoeken van lijnen als voorgesteld door formule (6) en getoond in fig. 8. Omdat laatstgenoemde lijnen in hoofdzaak recht zijn kan volstaan worden met weinig paren waarden voor elke buis en kan gemakkelijker voor een nauwkeurig resultaat geïnterpoleerd worden. Na het ijken kan dan ook gemakkelijker, dat wil zeggen met een relatief eenvoudige regel, een keuze gemaakt worden over welke meetresultaten, dat wil zeggen afkomstig van welke buis en na het nemen van de natuurlijke logaritme ervan, het meest geschikt zijn voor het op basis daarvan vaststellen van een nauwkeurige waarde van het totale debiet Φ.

Tijdens het ijken is in beide gevallen, dat wil zeggen wanneer al of niet de natuurlijke logaritme van meetwaarden genomen worden, het gehele in fig. 1 of 2 getoonde samenstel betrokken, zodat elke afwijking van een theoretisch model of van theoretisch verwachte uitkomsten, zoals eerder toegelicht, verdisconteerd wordt in de regel die tijdens het ijken opgesteld wordt en daarna gebruikt wordt voor het maken van de genoemde keuze. Hierdoor mogen, zoals gezegd, de toleranties van het genoemde samenstel relatief groot zijn. Dit zou veel minder opgaan wanneer de onderdelen van het samenstel geen vaste eenheid met elkaar zouden vormen.

Het zal duidelijk zijn dat naarmate het aantal buizen, zoals de buizen binnen de hoofdbuis 10 groter is en bij een bepaald totaal debiet Φ in de omgeving van het midden van het meetbereik, bijvoorbeeld in het geval van fig. 5, de afkoelingskrommen van meer dan één van dergelijke buizen genomen kan worden opdat op basis daarvan met voldoende nauwkeurigheid, dat wil zeggen binnen de voor de actuele toepassing geldende eisen, het debiet Φ vastgesteld kan worden. In dat geval kan de regel zo opgesteld zijn dat steeds de afkoelingskrommen van een beperkte groep van dergelijke buizen bewaakt worden zolang voldaan wordt aan de eisen van de meetnauwkeurigheid voor de betreffende toepassing. Dit heeft als voordeel dat het aantal verwar-mingsorganen waaraan energie geleverd moet worden beperkt kan zijn, waardoor de meter gevoed kan worden vanuit een voeding die een relatief kleine capaciteit heeft en die eventueel geladen wordt door een generator die door de mediumstroom aangedreven wordt. Een ander voordeel is dat de temperatuuropnemers van de buizen buiten de groep gebruikt kunnen worden voor het meten van de verwarmings-begintemperatuur Ta. Omdat een meting van Ta binnen één buis volstaat kan voor deze buis een buis genomen worden die, gelet op het actuele debiet Φ, binnen een bepaalde tijd het minst waarschijnlijk bij de meting van het debiet § betrokken zal raken. Wanneer bijvoorbeeld actueel buis 21 van het samenstel van fig. 2 voor het vaststellen van het debiet Φ gebruikt wordt zou de temperatuur Ta met de temperatuur opnemer van de buis 25 gemeten kunnen worden. Hierdoor zal de meting van de temperatuur Ta het minst beïnvloed worden door een in de betreffende temperatuuropnemer achtergebleven restwarmte die daaraan geleverd is tijdens gebruik van de temperatuuropnemer bij het vaststellen van het debiet Φ.

Zoals gezegd kan het debiet Φ met behulp van de genoemde regel vastgesteld worden uitgaande van de afkoe-lingskromme van een binnenbuis waarvoor het debiet Φ met voldoende nauwkeurigheid vastgesteld kan worden. Wanneer het debiet Φ bovendien met een andere buis voldoende nauwkeurig vastgesteld kan worden zou dit ter controle ook gedaan kunnen worden en zou de regel een alarmsignaal voor een gebruiker van de meter kunnen laten opwekken wanneer deze twee buizen substantieel verschillende meetwaarden van het debiet Φ zouden geven. Wanneer dit optreedt heeft de meter waarschijnlijk een defect, bijvoorbeeld een geheel of gedeeltelijk verstopte binnenbuis, zoals buis 14 van fig. 1, of een doorgang van een restrictie van fig. 2.

Fig. 9 toont een schema van het belangrijkste electro-nische gedeelte van een meter voor toepassing van de hiervoor toegelichte werkwijze volgens de uitvinding. De meter omvat verwerkingsmiddelen voor het sturen van de verwar-mingsorganen van de detectiemiddelen 15, voor het verkrijgen en verwerken van meetsignalen van de temperatuuropnemers van de detectiemiddelen 15, voor het op basis van de verkregen meetsignalen vaststellen van een waarde voor het debiet Φ door het hoofdkanaal 16 van de meter, eventueel voor het in de tijd accumuleren van de hoeveelheid door het hoofdkanaal 16 gestroomde medium en voor het naar buiten uitvoeren van meetwaarden van het debiet Φ en/of van de genoemde geaccumuleerde hoeveelheid medium. Dergelijke verwerkingsmiddelen kunnen gevormd worden door een op een enkel substraat geïntegreerde microcomputer 60, zoals de op een enkel substraat geïntegreerde microcomputer MC68HC05B6 van Motorola. De microcomputer MC68HC05B6 omvat onder andere een centrale verwerkingseenheid, een willekeurig toegankelijk geheugen (RAM) van 176 bytes, een slechts leesbaar gebruikersgeheugen (ROM) van 5952 bytes, een electrisch wisbaar geheugen (EEPROM) van 255 bytes, drie poorten met elk acht drie-toestands ("tri-state”) ingangen /uitgangen, twee pulsbreedtemodulators 61 en 62 en een analoog/digitaal omzetter 63 met acht selecteerbare analoge ingangen. Omdat middelen voor communicatie met de omgeving buiten de meter op zich bekend zijn en niet van wezenlijk belang voor de uitvinding zijn, zijn deze middelen voor de eenvoud van de tekening niet getoond.

Bij toepassing van het schema van fig. 9 bestaat elk detectiemiddel 15 in een buis 21 tot en met 25 uit een enkel orgaan, namelijk een thermistor 64 met een negatieve temperatuurscoëfficient (NTC). Eén aansluiting van de thermistor 64 is met een bron met positieve spanning V+ verbonden. De andere aansluiting 65 van de thermistor 64 is met de collector van een NPN transistor 66 verbonden. De emitter van de transistor 66 is met massa verbonden. De basis van de transistor 66 is via een weerstand 67 met een eerste stuuruitgang 68 van de microcomputer 60 verbonden. De aansluiting 65 van de thermistor 64 is tevens via een weerstand 69 met een tweede stuuruitgang 70 van de microcomputer 60 verbonden. Bovendien is de aansluiting 65 met een analoge meetingang 71 van de analoog/digitaalomzetter 63 verbonden. Aan elke andere buis met een detectiemiddel 15 is een identieke groep componenten, stuuruitgangen en een meetingang 64 tot en met 71 toegewezen. De eerste en tweede stuuruitgangen voor de verschillende thermistors 64 kunnen continu in dezelfde toestand (met een lage spanning, een hoge spanning of zwevend) gehouden worden, terwijl de meetingangen 71 voor de verschillende thermistors 64 sequentieel door de omzetter 63 afgetast worden, althans voorzover zij bij een meting betrokken zijn.

Zoals getoond in fig. 10 wordt elke thermistor 64 die bij een meting van het debiet Φ betrokken is gedurende een eerste interval of verwarmingsinterval Ιλ verwarmd vanaf een verwarmings-begintemperatuur Ta naar een verwarmings-eindtemperatuur Th. Dit vindt plaats doordat de microcomputer 60 tijdens het verwarmingsinterval ^ de eerste stuur-uitgang 68 naar een hoge spanning stuurt en de tweede stuuruitgang 70 zwevend maakt. Hierdoor zal een relatief grote stroom door de thermistor 64 en de transistor 66 gaan en zal er geen stroom door de weerstand 69 gaan. Gedurende een tweede interval of meetinterval l2 stuurt de microcomputer 60 de eerste stuuruitgang 68 naar een lage spanning, waardoor de transistor 66 niet zal geleiden, en stuurt de microcomputer 60 de tweede stuuruitgang 70 naar een lage spanning, waardoor er slechts een stroom door de thermistor 64 en de weerstand 69 zal lopen, die daarbij een spannings-deler vormen. De waarde van de weerstand 69 is zo gekozen dat de stroom door de thermistor 64 tijdens het meetinterval I2 relatief klein is zodat deze de thermistor 64 niet substantieel verwarmt en daardoor in hoofdzaak geen invloed op het meten van de temperatuur van de thermistor 64 heeft. Het knooppunt 65 van de spanningsdeler met de weerstanden 64 en 69 heeft tijdens het meetinterval I2 een spanning die afhankelijk is van de temperatuur van de thermistor 64 en daardoor, in de tijd, van de snelheid waarmee het medium langs de thermistor 64 stroomt en is dus ook afhankelijk van het totale debiet § van het medium door het hoofdkanaal 16. Voor het meten van het temperatuursverloop, in het bijzonder het afkoelingsverloop, van de thermistor 64 bemonstert de analoog/digitaalomzetter 63 periodiek de spanning op het knooppunt 65 met een bemonsteringsinterval Ats. In overeenstemming met de eerder genoemde regel, of het beslissingsalgoritme of het betreffende stukje programma, waarvan tijdens het ijken van de meter parameterwaarden in de genoemde EEPROM van de microcomputer 60 opgeslagen worden, wordt, eventueel na vermenigvuldiging met een constante, van elk genomen monster de natuurlijke logaritme genomen. Dit proces wordt voortgezet totdat een spanning op het knooppunt 65 gemeten wordt die overeenkomt met een relatief lage temperatuur Te, dat wil zeggen in de buurt van de begintemperatuur of omgevingstemperatuur Ta waar de temperatuur van de thermistor, na een relatief grote afname, slechts langzaam verder afneemt. Niet alleen wordt in het traject van de afkoelingskromme tussen de hoge temperatuur Th en Te reeds voldoende informatie verkregen voor het vaststellen van een waarde van het totale debiet Φ, maar bovendien zijn de na het onderscheiden van de temperatuur Te verkregen monsters onvoldoende nauwkeurig, wat zich in de meetwaarde van Φ zou uiten. Bij een groter totaal debiet Φ zal een thermistor sneller afkoelen en zal de temperatuur Te sneller bereikt worden. Dit uit zich doordat de lijnen yifj(t) van fig. 8, gerekend vanaf het beginpunt ervan, korter worden naarmate het debiet Φ groter is.

Omdat de tijdconstante van een bruikbare afkoelingskromme voor het kleinst meetbare debiet Φ veel groter kan zijn dan de tijdconstante van de bruikbare afkoelingskromme voor het grootst meetbare debiet Φ maakt het programma van de microcomputer 60 de bemonsteringstijd Ats bij voorkeur groter naarmate het debiet Φ kleiner wordt. Hierdoor kunnen steeds voldoende monsters van de spanning op het knooppunt 65, dus van de temperatuur van de thermistor 64, genomen worden voor het bepalen van de helling van een lijn yifj(t) als getoond in fig. 8 met uitfiltering van storende invloeden zoals kwantiseringsruis.

Naarmate de bemonsteringstijd Ats groter wordt zal in overeenstemming daarmee de duur van het meetinterval I2 groter worden, waardoor ook het interval waarmee periodiek het verwarmingsinterval Ix optreedt groter wordt, waardoor, in het bijzonder bij een klein debiet Φ, niet onnodig vaak een aantal thermistors verwarmd wordt, waardoor weer elec- trische energie gespaard wordt en de voeding eenvoudiger kan zijn en het een kleinere capaciteit mag hebben. In het geval dat de meter als aardgasmeter voor een huishouden gebruikt wordt heeft het verwarmingsinterval I, bijvoorbeeld een duur van 3 s en bedraagt de bemonsteringstijd Ata bij een debiet Φ van 10 m3/h 0,3 s en bij 0,02 m3/h 2 s.

Teneinde het omzetbereik van de analoog/digitaalomzet-ter 63 zoveel mogelijk te benutten wordt een te verwarmen thermistor 64 bij voorkeur steeds met in hoofdzaak hetzelfde temperatuursverschil (Th-Ta) verwarmd en worden de aan de omzetter 63 geleverde lage referentiespanning VRL en een hoge referentiespanning VRH, waartussen de omzetter 63 de spanning op het knooppunt 65 kan omzetten, daaraan aangepast. De lage referentiespanning VRL wordt bijvoorbeeld gelijk gemaakt aan een spanning die overeenkomt met de eerder gemeten verwarmings-begintemperatuur Ta minus 1°C. De hoge referentiespanning VRH kan gelijk gemaakt worden aan een spanning op het knooppunt 65 die bijvoorbeeld overeenkomt met de nagestreefde temperatuur Th plus 1°C. En bij een voeding van + 5V, een NTC als thermistor 64 van het type 212ET-1 (2612 Ohm bij 20°C) en een geschikte waarde van weerstand 69 geldt bijvoorbeeld VRL = 2,5 V en VRH = 3,16 V. In het geval van de genoemde MC68HC05B6 microcomputer als microcomputer 60, waarvan de analoog/digitaalomzet-ter 63 een 8-bits omzetter is, bedraagt de kwantiserings-stap dan 2,58 mV wat overeenkomt met een temperatuursverandering van 0,04°C. Het meten van de verwarmings-begintemperatuur Ta vindt bij voorkeur plaats met behulp van de temperatuuropnemer van het detectiemiddel 15 van een buis die bij het actuele debiet Φ niet betrokken is bij het meten van het debiet Φ. De microcomputer 60 stuurt de eerste stuuruitgang 68 voor deze thermistor dan constant naar een lage spanning of zwevend en stuurt de tweede stuuruitgang 70 voor deze thermistor 64 ook constant naar een lage spanning, zodat constant een meetstroom door de spanningsdeler van de thermistor 64 en de weerstand 69 loopt.

De in het verwarmingsinterval 1·^ nagestreefde verwar-mings-eindtemperatuur Th kan steeds tamelijk nauwkeurig bij benadering bereikt worden door vooraf de weerstandswaarde van de betreffende thermistor 64 bij de temperatuur Ta te bepalen en door op basis daarvan de duur van het verwar-mingsinterval Ix te berekenen, met inachtneming van de afname van de weerstand van de thermistor (NTC) 64 tijdens het opwarmen.

Wanneer het betreffende programmagedeelte van de microcomputer 60 de temperaturen Ta en Th bepaald heeft stuurt het de daaraan toegewezen pulsbreedtemodulators 61 en 62 voor het leveren van een blokspanning waarvan de pulsduur of arbeidsfactor afhankelijk is van de betreffende temperatuur. De uitgangsspanningen van de pulsbreedtemodulators 61 en 62 worden via een bijbehorend laagdoorlaatfil-ter 81 respectievelijk 82 aan de stuuringang VRL respectievelijk de stuuringang voor VRH van de omzetter 63 geleverd. De laagdoorlaatfilters 81 en 82 bestaan bijvoorbeeld elk uit een reeks, bijvoorbeeld drie, integrators van elk een weerstand en een condensator. Naarmate de pulsduur of arbeidsfactor van een aan een laagdoorlaatfilter 81, 82 geleverde spanning toeneemt zal de uitgangsspanning van het filter 81, 82 hoger worden. Naarmate de pulsduur korter wordt zal laatstgenoemde spanning lager worden. De frequentie van de uitgangsspanningen van de modulators 61 en 62 kan vast zijn en kan in het geval van de MC68HC05B6 microcomputer 60 afgeleid worden van een op het enkele substraat aanwezige kristaloscillator en kan naar bijvoorbeeld 1982 Hz gedeeld zijn.

Het genoemde type thermistor 212ET-1 heeft een diameter van minder dan 1,25 mm wat voor toepassing in een aardgasmeter voor een huishouden zo klein is dat een eventuele storende invloed als gevolg van de afmetingen op de mediumstroom en daardoor op de meting van het debiet Φ door het ijken gecompenseerd kan worden, om na het ijken geëlimineerd te zijn. Het genoemde type NTC is te koop voor minder NLG 0,75. Het belangrijkste electronische onderdeel, in het bijzonder de genoemde MC68HC05B6 microcomputer 60 is te koop voor minder dan NLG 7,—. Het in fig. 1 of 2 getoonde samenstel kan, als reeds gezegd, eenvoudig door middel van spuitgieten en met relatief grote toleranties vervaardigd worden. Het ijken kan, zoals toegelicht, relatief eenvoudig, zonder gebruik van specifieke temperaturen van een testgas, plaatsvinden. Door al deze factoren kan een meter volgens de uitvinding goedkoop vervaardigd worden. Door de afwezigheid van bewegende delen is de meter bovendien robuust en niet onderhevig aan slijtage en verstelling van dergelijke bewegende delen. Niettemin is de meter geschikt om met een grote dynamiek nauwkeurig binnen een groot bereik van het totale debiet Φ te meten.

De detectiemiddelen 15 van het in fig. 1 of 2 getoonde samenstel kunnen ook elk bestaan uit een wheatstone-brug met weerstanden met relatief grote temperatuurscoëffici-enten. Een dergelijke brug is getoond in fig. 11 en omvat de weerstanden 91 tot en met 94, waarvan de aansluitingen 95 en 96 met een voedingsbron verbonden worden en waarvan de aansluitingen 97 en 98 een meetspanning leveren. De brug is zodanig aangebracht dat de weerstanden 91 en 94 zich evenwijdig aan de mediumstroom uitstrekken en de weerstanden 92 en 93 zich dwars daarop uitstrekken. Als gevolg van het langsstromende medium zullen de weerstanden 91 en 94 langzamer afkoelen dan de weerstanden 92 en 93. Het meetbereik van de stroom van een dergelijke brug is echter beperkt. Door toepassing van het in fig. 1 of 2 getoonde samenstel volgens de uitvinding met in elk van de buizen 21 tot en met 25 ervan een dergelijke meetbrug kan het meetbereik van het totale debiet Φ met behoud van de vereiste nauwkeurigheid echter aanzienlijk vergroot worden. Bijzondere wijzen van voeden en bijzondere wijzen van het verwerken van verkregen meetspanningen van dergelijke bruggen zijn beschreven in de duitse octrooiaanvrage 1523251 en de franse octrooiaanvrage 2141312.

Voor het detectiemiddel 15 van het samenstel van fig. 1 of 2 kan volgens de uitvinding verder een verwarmingsor-gaan en meer stroomafwaarts, warmte-geïsoleerd van het verwarmingsorgaan, een temperatuuropnemer gebruikt worden.

De constructie lijkt dan op de in fig. 3 getoonde constructie maar waarvan het substraat (50) dan uit warmte-isole-rend materiaal bestaat. Bij toepassing van een dergelijk detectiemiddel zal tijdens het bekrachtigen of activeren van het verwarmingsorgaan ervan de temperatuur van de iets verder stroomafwaarts aanwezige temperatuuropnemer veranderen met een snelheid die afhankelijk is van de snelheid waarmee het medium langs het detectiemiddel 15 stroomt. Naarmate de temperatuur van de temperatuuropnemer dichter de temperatuur van het door het verwarmingsorgaan verwarmde medium nadert zal de temperatuur van de temperatuuropnemer meer constant worden. Bij deze temperatuursverandering, in het bijzonder temperatuursverhoging, van de temperatuuropnemer is, net als voor de eerder toegelichte gevallen, een tijdconstante betrokken die afhankelijk is van de snelheid van het langsstromende medium. Na een periode van opwarmen kan men het detectiemiddel 15 naar de omgevingstemperatuur laten afkoelen en kan men daarna weer een verwarmingsperio-de beginnen. De meetresultaten zijn dan op een soortgelijke wijze als toegelicht met verwijzing naar de fig. 4 tot en met 10 te verwerken. Niettemin is het binnen het kader van de uitvinding ook mogelijk het verwarmingsorgaan van een dergelijk detectiemiddel 15 constant te activeren en constant de temperatuur van de temperatuuropnemer te bewaken en uit de gemeten temperatuur het totale debiet Φ vast te stellen.

Uit de hiervoor toegelicht voorbeelden zal het duidelijk zijn dat binnen het kader van de uitvinding verschillende soorten detectiemiddelen als detectiemiddel 15 en verschillende wijzen van verwerking van meetsignalen met toepassing van het in fig. 1 of 2 getoonde samenstel volgens de uitvinding te gebruiken zijn.

Claims

1. Werkwijze voor het meten van het debiet van een door een kanaal stromend medium, omvattende de stappen van: a) het plaatselijk in het kanaal verwarmen van het medium; b) het meten van een temperatuursverandering in de omgeving van het in stap a) verwarmde medium; c) het op basis van de in stap b) vastgestelde temperatuursverandering en een voorafbepaalde regel vaststellen van een bijbehorende waarde van het debiet; met het kenmerk, dat het medium door een aantal kanalen tegelijk gevoerd wordt, waarbij de kanalen zo ontworpen zijn dat bij een zelfde drukverschil tussen een inlaat en een uitlaat van elk kanaal de stromingssnelheden van het medium door de verschillende kanalen verschillend zijn; dat voor een aantal van de kanalen met de verschillende stromingssnelheden de stappen a) en b) uitgevoerd worden; dat vooraf voor elk kanaal de nauwkeurigheid van de meting van de temperatuursverandering van stap b) in de regel verwerkt wordt; en dat stap c) uitgevoerd wordt voor een kanaal waarvoor actueel stap b) met een grotere nauwkeurigheid dan voor andere kanalen uitgevoerd kan worden.

2 Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor het uitvoeren van de stappen a) en b) uit alle kanalen een zodanige groep van een kleiner aantal kanalen gekozen wordt dat een kanaal van de groep het kanaal is waarvoor het laatst stap c) uitgevoerd is en andere kanalen van de groep kanalen zijn waarvoor bij dezelfde verschildruk hogere en lagere stromingssnelheden optreden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de stappen a) tot en met c) tevens uitgevoerd worden voor een ander kanaal met een gelijk of naast kleinere meetnauwkeurigheid dan het ene kanaal waarvoor stap c) uitgevoerd wordt, en dat de meting van het debiet onjuist beoordeeld wordt wanneer een verschil tussen resultaten van de stappen c) voor deze twee kanalen een voorafbepaalde waarde overschrijdt.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een voor het uitvoeren van stap a) gebruikt verwarmingsorgaan van een kanaal een voor het uitvoeren van stap b) gebruikte temperatuuropnemer van dat kanaal verwarmt, en dat het in stap b) vast te stellen temperatuursverloop voorgesteld wordt door een mate van afkoeling van de temperatuuropnemer na verwarming ervan door het verwarmingsorgaan.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het verwarmingsorgaan van een kanaal tevens als temperatuuropnemer van dat kanaal gebruikt wordt.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat voor het uitvoeren van stap a) gedurende een eerste interval een eerste electrische stroom voor het verwarmen van de temperatuuropnemer door het verwarmingsorgaan gevoerd wordt, en dat voor het uitvoeren van stap b) gedurende een op het eerste interval volgend tweede interval een tweede stroom, die kleiner dan de eerste stroom is, door de temperatuuropnemer gevoerd wordt voor het met behulp van de tweede stroom meten van de temperatuur van de temperatuuropnemer en voor het op basis daarvan vaststellen van een mate van afkoeling van de temperatuuropnemer dat de temperatuursverandering van stap b) voorstelt.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat voor een kanaal waarvoor de stappen a) en b) uitgevoerd moeten worden voorafgaand aan het uitvoeren van stap a) het eerste interval en de eerste stroom zodanig bepaald worden dat de temperatuuropnemer aan het einde van elk eerste interval steeds een in hoofdzaak voorafbepaalde verwar-mings-eindtemperatuur bereikt heeft.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat voorafgaand aan het uitvoeren van stap a) voor een kanaal een verwarmingsbegintemperatuur van een niet door een stap a) verwarmd gedeelte van het medium gemeten wordt, en dat als streefwaarde van de verwarmings-eindtemperatuur de verwarmings-begintemperatuur plus een voorafbepaalde ver-warmings-verschiltemperatuur genomen wordt.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de verwarmings-begintemperatuur op een enkele plaats gemeenschappelijk voor alle kanalen gemeten wordt.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de verwarmings-begintemperatuur gemeten wordt in een kanaal waarvoor een laatst uitgevoerde stap a) in hoofdzaak geen invloed op de meting ervan meer heeft, en dat de meting uitgevoerd wordt met de temperatuuropnemer van dat kanaal.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het kanaal waarin de verwarmings-beginomgevingstemperatuur gemeten wordt een kanaal is dat het minst waarschijnlijk betrokken raakt bij het uitvoeren van een stap a).

12. Werkwijze volgens een van de conclusies 4 tot en met 11, met het kenmerk, dat de in stap b) voor een kanaal te bepalen mate van afkoelen afgeleid wordt van een in hoofdzaak lineair begingedeelte van het temperatuursverloop van de temperatuuropnemer in dat kanaal.

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 4 tot en met 11, met het kenmerk, dat de in stap b) voor een kanaal te bepalen mate van afkoelen voorgesteld wordt door de helling van een lijn die gevormd wordt door de natuurlijke logaritme van een aantal voor dat kanaal in stap b) op verschil- » lende tijdstippen verkregen meetwaarden van de temperatuur van de temperatuuropnemer minus de verwarmings-begintemperatuur .

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat het nemen van de natuurlijke logaritme voor een kanaal gestopt wordt wanneer een verschil tussen de laatst gemeten temperatuur van het medium in dat kanaal en de omgevingstemperatuur beneden een voorafbepaalde drempel komt, en dat de drempel zo gekozen is dat het tot de omgevingstemperatuur een temperatuurgebied bepaalt waarbinnen de in stap b) gemeten temperatuur relatief langzaam afneemt.

15. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in een ijkfase voor een aantal bekende grootten van het debiet voor elk kanaal dat geschikt is voor het uitvoeren van de stappen a) tot en met c) de stappen a) en b) uitgevoerd worden en steeds een in stap b) vastgestelde presentatie van de mate van afkoeling aan de actuele grootte van het debiet toegewezen en in de in stap c) te gebruiken regel verwerkt wordt.

16. Inrichting geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies.

17. Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de kanalen die bij dezelfde verschildruk tussen de inlaten en uitlaten verschillende stromingssnelheden hebben gevormd worden door buizen met verschillende doorstromingsopper-vlakken, dat de buizen aangebracht zijn in een afdichtings-stuk dat buiten de buizen en op afstand van inlaten van de buizen het hoofdkanaal afsluit, en dat het verwarmingsor-gaan en de temperatuuropnemer voor het verwarmen van het medium en meten van de temperatuur in elke buis op afstand van de inlaat van de buis zijn aangebracht.

18. Inrichting volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de kanalen die bij dezelfde verschildruk tussen de inlaten en uitlaten verschillende stromingssnelheden hebben gevormd worden door buizen, die op ten hoogste één na, een restrictie hebben, en die in hoofdzaak evenwijdig aan de stro-mingsrichting van het medium, naast en op afstand van elkaar in een gemeenschappelijk hoofdkanaal aangebracht zijn, dat de buizen aangebracht zijn in een afdichtingsstuk dat buiten de buizen en op afstand van inlaten van de buizen het hoofdkanaal afsluit, en dat het verwarmingsor-gaan en de temperatuuropnemer voor het verwarmen van het medium en meten van de temperatuur in elke buis op afstand van de inlaat van de buis zijn aangebracht.

19. Inrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat in elke buis met een restrictie de restrictie op afstand van de inlaat van de buis is aangebracht.

20. Inrichting volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de restrictie van elk kanaal zich op afstand van een inlaat van het kanaal bevindt.

21. Inrichting volgens een van de conclusies 16 tot en met 20 met toepassing van digitale verwerkingsmiddelen met voor tenminste een kanaal tenminste een eerste stuuruitgang en een meetingang waarvan de eerste stuuruitgang een verwar-mingsorgaan van dat kanaal stuurt en de meetingang een meetsignaal van een temperatuurmeetopnemer van dat kanaal ontvangt, met het kenmerk, dat het verwarmingsorgaan en de temperatuuropnemer van een kanaal tezamen gevormd worden door een thermistor, dat de thermistor in een spanningsde-ler aangebracht is, dat de spanningsdeler tussen een bron met een vaste spanning en een tweede stuuruitgang van de verwerkingsmiddelen verbonden is, dat een knooppunt van de spanningsdeler met de eerste stuuruitgang verbonden is, dat een knooppunt van de spanningsdeler met de meetingang verbonden is, dat de verwerkingsmiddelen tijdens gebruik van de thermistor als verwarmingsorgaan voor dat kanaal de stuuruitgangen zo sturen dat alleen door een gedeelte van de spanningsdeler met de thermistor een relatief grote stroom loopt en door de rest van de spanningsdeler in hoofdzaak geen stroom loopt, en dat de verwerkingsmiddelen bij gebruik van de thermistor als temperatuuropnemer de eerste stuuruitgang zodanig sturen dat in hoofdzaak geen stroom via de spanningsdeler naar of van de eerste stuur-uitgang loopt en de verwerkingsmiddelen daarbij een andere vaste spanning aan de tweede stuuruitgang leveren.

22. Inrichting volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat voor elk kanaal met een thermistor voor het uitvoeren van de stappen a) en b) van dat kanaal de verwerkingsmiddelen bij dat kanaal behorende eerste en tweede stuuruitgangen en een meetingang hebben.

23. Inrichting volgens een van de conclusies 16 tot en met 22 met toepassing van digitale verwerkingsmiddelen met een analoog-digitaalomzetter met een meetingang waaraan een temperatuuropnemer van een kanaal een van de van de temperatuur van de opnemer afhankelijk analoog temperatuurmeet-signaal levert, en aan twee referentiespanningsingangen een lage referentiespanning en een hoge referentiespanning geleverd worden, met het kenmerk, dat voorafgaand aan een omzetting van het temperatuurmeetsignaal de verwerkingsmiddelen de lage referentiespanning gelijk maken aan een spanning die overeenkomt met de laatst gemeten omgevingstemperatuur minus een eerste relatief kleine waarde en de hoge referentiespanning gelijk maken aan een spanning die overeenkomt met een tijdens een laatst uitgevoerde stap b) gemeten hoogste temperatuur plus een tweede relatief kleine waarde.

24. Inrichting volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de verwerkingsmiddelen voor elke instelbare referentiespanning een digitaal stuursignaal opwekken dat overeenkomt met de betreffende laatst gemeten temperatuur minus de eerste kleine waarde respectievelijk plus de tweede kleine waarde, dat de verwerkingsmiddelen het digitale stuursignaal leveren aan een bijbehorende pulsbreedtemodulator van de verwerkingsmiddelen die een bloksignaal met een van het digitale stuursignaal afhankelijke arbeidsfactor levert aan een bijbehorend laagdoorlaatfilter die op een uitgang de betreffende lage of hoge referentiespanning levert.

25. Inrichting volgens een van de conclusies 21 tot en met 24, met het kenmerk, dat de verwerkingsmiddelen voor het meten van een temperatuur het betreffende meetsignaal periodiek bemonsteren met een interval dat langer respectievelijk korter gemaakt wordt naarmate het in stap c) vastgestelde debiet kleiner respectievelijk groter wordt.