[go: up one dir, main page]

RU2283479C2 - Способ определения расхода газовой смеси и газовый счетчик - Google Patents

Способ определения расхода газовой смеси и газовый счетчик Download PDF

Info

Publication number
RU2283479C2
RU2283479C2 RU2003100836/28A RU2003100836A RU2283479C2 RU 2283479 C2 RU2283479 C2 RU 2283479C2 RU 2003100836/28 A RU2003100836/28 A RU 2003100836/28A RU 2003100836 A RU2003100836 A RU 2003100836A RU 2283479 C2 RU2283479 C2 RU 2283479C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
gas mixture
calorific value
value
meter
Prior art date
Application number
RU2003100836/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003100836A (ru
Inventor
Даниел МАТТЕР (CH)
Даниел МАТТЕР
Филипп ПРЕТР (CH)
Филипп ПРЕТР
Томас КЛАЙНЕР (CH)
Томас КЛАЙНЕР
Александер ВЕНК (CH)
Александер ВЕНК
Original Assignee
Емс-Патент Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Емс-Патент Аг filed Critical Емс-Патент Аг
Publication of RU2003100836A publication Critical patent/RU2003100836A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2283479C2 publication Critical patent/RU2283479C2/ru

Links

Images

Classifications

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

Landscapes

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

Abstract

Изобретения предназначены для определения количества получаемого природного газа. Счетчик газа градуирован в качестве энергоизмерительного прибора и содержит анемометр для определения массового расхода газа и блок обработки результатов. Градуировка производится на основе базовой газовой смеси. При измерении расхода газа измеренное значение энергопотребления умножается на поправочный коэффициент, в котором учтена теплотворная способность полученной газовой смеси. Указанная теплотворная способность определяется наружным блоком. Изобретения позволяют определять с помощью простого и дешевого газового счетчика фактическое энергопотребление расходуемого газа и выполнять расчет оплаты в соответствии с полученным количеством. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к способу определения расхода газовой смеси и к газовому счетчику согласно ограничительной части п.1 или п.8 формулы изобретения. Способ и газовый счетчик предназначены, в частности, для применения в бытовой и промышленной сферах, в частности для определения количества получаемого природного газа.
Уровень техники
В настоящее время счета за пользование газом, в частности в бытовой и промышленной сферах, составляются исключительно на основе объема получаемого газа. Поэтому применяются преимущественно газовые счетчики, основанные на непосредственном измерении объема протекаемого газа, причем ими производится частичная компенсация погрешностей замера, вызванных температурными колебаниями.
Вероятно наиболее широко применяемым газовым счетчиком является так называемый сильфонный газовый счетчик в том виде, как он описан в U.Wernekinck, Gasmessung und Gasabrechnung, Vulkan-Verl., 1996, 20-31 (У.Вернекинк, Замер газа и расчет оплаты за него, изд-во "Вулкан", 1996 г., стр.20-31). Сильфонный газовый счетчик содержит две измерительные камеры, которые последовательно и попеременно наполняются потоком газа и снова опорожняются. В то время пока одна камера наполняется, в другой камере она вытесняет газ. Заполнения и опорожнения считают и после умножения на объем измерительной камеры получают общий объем протекшего газа. Однако вследствие того, что объем газа варьируется с изменением температуры окружающей среды и давления, то такие измерения подвержены погрешностям. В летний период, когда газ теплый и имеет больший объем, потребитель платит за один и тот же калориметрический показатель газа больше, чем в зимний период. Поэтому для современных сильфонных газовых счетчиков предусмотрены простые механические или электрические устройства температурной компенсации, правда, на практике они применяются редко. Однако колебания давления во внимание не принимаются.
Из WO 99/06800 известен газовый счетчик, определяющий объемный расход. Для этого в газовой трубке с помощью первого термистора определяют режим охлаждения, а с помощью второго - текущую температуру газа и выводят отсюда расход газовых молекул. Кроме того, в трубке расположена ячейка, в которой определяют режим охлаждения газа в состоянии покоя. В результате можно получить при эксплуатации газопровода в любой момент тарировочный показатель. На основе режима охлаждения, определенного с помощью первого термистора, посредством такого тарировочного показателя можно снова определить объемный расход.
Несмотря на все такие компенсации газовые счетчики, основанные на объемных замерах, постоянно характеризуются погрешностями и приводят к составлению неправильных счетов за пользование газом. Кроме того, принцип расчета оплаты, основанный на объемном расходе, является несправедливым по отношению к потребителю. Ведь его потребление газа определяется не объемом, а количеством газа, т.е. потребленной массой газа, а также его качеством, т.е. его теплотворной способностью. Чем плотнее и качественнее газ, тем его меньший объем требуется для достижения того же кпд, будь то при обогреве, получении горячей воды или приготовлении пищи.
Поэтому в еще не опубликованной заявке №19908664.8 на патент Германии описан газовый счетчик, которым определяется расход газовой массы и, следовательно, учитывается плотность газа. Для этого используется преимущественно анемометр, известный из F.Mayer et al., Single-Chip CMOS Anemometer, Proc. IEEE, International Electron Devices Meeting (IEDM, 1997), 895-898 (Ф.Майер и др. Однокристальные анемометры, полученные по КМОП-технологии, труды IEEE, Международный конгресс по электронным устройствам, 1997 г., стр.895-898). Раскрытие содержания этих обоих документов является частью приводимого ниже описания.
Однако в описанных выше газовых счетчиках колебания качества газа не учитываются. Такие колебания значительны, прежде всего, в природном газе и обусловлены главным образом тем, что природный газ каждого источника имеет другой состав. Однако по газопроводу потребителю подается смесь газов из разных источников, причем соотношение компонентов смеси может сильно варьироваться в зависимости от предложения.
Из уровня техники известны, правда, приборы, учитывающие теплотворную способность газа и определяющие энергопотребление. Так, например, в WO 00/11465 раскрыт энергоизмерительный прибор, который, с одной стороны, содержит сильфонный газовый счетчик для измерения объема и, с другой стороны, устройство для определения калориметрического показателя газа, причем это калориметрическое измерительное устройство основано на акустическом измерительном принципе. Также и в US-A-6047589 раскрыт энергоизмерительный прибор, которым определяются объемный расход и калориметрический показатель газа, при этом оба вида измерений основаны на акустическом эффекте. Оба энергоизмерительных прибора градуированы для объемного измерения, причем замеренную на месте, текущую теплотворную способность они компенсируют замеренной величиной объема для получения необходимого энергетического показателя.
Такие энергоизмерительные приборы устроены относительно сложно и должны обеспечивать как объемное измерение и определение теплотворной способности, так и определение связи между обоими полученными замеренными величинами. Поэтому подобные приборы являются слишком дорогими для их применения в качестве обычных газовых счетчиков в бытовой и промышленной сферах.
Из ЕР 0665953 В1 известен способ определения теплотворной способности горючего газа, который отличается тем, что точно определенное количество газа пропускают через детекторное устройство, полученный сигнал интегрируют, определенную таким образом величину сравнивают со значениями на калибровочной кривой и по этим данным вычисляют теплотворную способность.
В качестве детектора предпочтительно используют детектор углеводорода, основанный на каталитическом горении, в частности детектор метана. Такие детекторы имеются в продаже и содержат, в том числе, камеру сгорания, в которой размещена температурочувствительная проволока (резистор) высокого сопротивления, на которую нанесен катализатор для каталитического сжигания углеводородов. Если эта проволока контактирует с горючим газом, происходит горение, вследствие чего сопротивление проволоки изменяется. Это изменение может быть обнаружено, например, с помощью моста Уинстона.
Было установлено, что через такой детектор можно пропускать известное количество газа и по результатам измерений получать надежные данные по теплотворной способности. Этот результат является неожиданным, поскольку работа таких детекторов основана на сжигании не всего количества газа, а только его части. Однако было обнаружено, что сигнал такого детектора можно использовать для получения надежных результатов измерений.
Таким образом, если точно известное количество горючего газа, например природного газа, пропускают через детектор углеводородов, то результат, полученный после интегрирования сигнала, т.е. после определения площади под кривой сигнала, представляет собой величину, которая при сравнении, проведенном по калибровочной кривой, точно показывает теплотворную способность газа.
Важным преимуществом данного способа является простота, скорость и точность, с которой можно проводить определение указанных параметров. Такое определение можно осуществлять в пределах нескольких десятков секунд. Это может быть очень важным, в особенности, для процесса контроля потребления газа в больших объемах. Точность определения теплотворной способности, как это представляется, очень хорошая, при этом ошибка составляет менее чем 0,05%.
В соответствии с данным изобретением газ, теплотворная способность которого определяется, может быть направлен из основной линии в трубопровод для отбора пробы, после чего трубопровод для пробы отсекают от основной линии и сообщают с линией для пробного потока, после чего содержимое канала для пробы полностью пропускают через детектор. В случае необходимости поток газа может быть разбавлен. Способ согласно изобретению может быть легко осуществлен с помощью большого количества клапанов, например с помощью двух четырехходовых клапанов, которые подключены так, как показано на чертеже. Конечно, можно также использовать и другие конструкции, например двух-, трех- или шестиходовые клапаны. Такие системы могут успешно управляться с помощью компьютера, который обеспечивает не только регулирование аппаратуры, но также и расчет величины теплотворной способности и/или индекса Воббе.
Кроме того, могут быть использованы и другие средства, обеспечивающие подачу в измерительное устройство точного количества газа. Например, может быть создана система, основанная на импульсной технике. Поэтому возможна также подача газа в детектор импульсами. В этом случае может быть получен синусоидальный измерительный сигнал, амплитуда которого является мерой теплотворной способности.
Данное изобретение может быть использовано для определения теплотворной способности различных видов горючих газов. Примерами таких газов являются природный газ, синтез-газ, топочный газ, нефтезаводской газ и пиролизный газ.
Кроме того, описано устройство для определения теплотворной способности горючего газа, включающее детектор, средства для подачи точно определенного количества газа к детектору, средства для определения сигнала детектора, средства интегрирования определенного таким образом сигнала и средства для сравнения интегрированного сигнала с калибровочными значениями и вычисления теплотворной способности газа.
Раскрытие сущности изобретения
Поэтому задачей изобретения является создание способа определения расхода газовой смеси и газового счетчика указанного выше типа, которые позволяют просто измерять количество получаемого газа с учетом его теплотворной способности и которые, следовательно, пригодны для применения в бытовой и промышленной сферах.
Указанная задача решается способом и газовым счетчиком благодаря признакам, приведенным в п.1 или п.8 формулы изобретения.
Способ согласно изобретению основан на знании того, что при измерении расхода, в частности массового расхода, сигнал блока обработки результатов изменяется в зависимости от калориметрического показателя или теплотворной способности газа. При этом указанная зависимость характеризуется постоянным отношением, которое в первом упорядочении представляет собой пропорциональное соотношение. В результате становится возможным градуировать газовый счетчик согласно изобретению непосредственно в качестве энергоизмерительного прибора.
Дополнительные поправки, учитывающие колебания состава газовой смеси, могут вноситься независимо от измерения газовым счетчиком. Определение необходимой для этого теплотворной способности фактически полученной газовой смеси производится наружным блоком, расположенным отдельно от места нахождения газового счетчика.
Предпочтительно, чтобы блоком для определения теплотворной способности не оснащался каждый газовый счетчик. Достаточно наличия одного наружного блока, обеспечивающего несколько потребителей и, следовательно, газовые счетчики, подключенные к одной газовой сети, необходимыми данными о теплотворной способности получаемой газовой смеси.
В предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению упомянутый наружный блок обеспечивает газовый счетчик данными о теплотворной способности, и на основе этих данных газовый счетчик сам вносит поправку в замеренное значение энергопотребления.
В другом предпочтительном варианте осуществления способа газовый счетчик передает величину энергопотребления или суммированную за определенный отрезок времени величину энергопотребления в центральный пост управления, в котором эта величина корректируется на основании данных о теплотворной способности поступившей газовой смеси за этот отрезок времени.
Другие предпочтительные варианты осуществления изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Ниже предмет изобретения более подробно поясняется с помощью предпочтительного примера осуществления, представленного на приложенных чертежах. На них изображают:
фиг.1 - вырыв газопровода с газовым счетчиком согласно изобретению;
фиг.2 - сравнение отклонений среднемесячных значений теплотворной способности природного газа и соответствующие изменения величин, замеренных газовым счетчиком согласно изобретению;
фиг.3а - погрешность замеренной величины против фактического энергетического показателя газа при объемном измерении;
фиг.3b - то же, при измерении потока массы;
фиг.3с - то же, при измерении потока энергии согласно изобретению.
Способы осуществления изобретения
На фиг.1 показан газопровод с газовым счетчиком согласно изобретению. Газопровод состоит из магистрали 1, связанной с наружным, не показанным трубопроводом газовой сети. Магистраль 1 имеет трубное сужение 10 определенного сечения или другое, заведенное в магистраль 1 средство для достижения точно заданного падения давления. По газопроводу протекает газ. Как правило, он представляет собой газовую смесь, действительный состав которого меняется. Например, применительно к природному газу это происходит в том случае, когда его три основных компонента: метан, пропан и этан в зависимости от происхождения газа имеют другой весовой коэффициент. Однако эти три основных горючих компонента имеют также разную теплотворную способность, вследствие чего соответственно колеблется и теплотворная способность результирующей газовой смеси.
Существует газовый счетчик, содержащий анемометр 2 для определения массового расхода газа, а также блок обработки результатов. Анемометр 2 в простом варианте выполнения расположен непосредственно в магистрали 1. Однако в изображенном предпочтительном варианте выполнения от магистрали 1 ответвляется байпасная труба 11, образующая байпас для трубного сужения 10. В этой байпасной трубе располагается измерительное средство 2. Предпочтительно, чтобы анемометр был изготовлен по КМОП-технологии с поликремневой структурой в виде многослойной конструкции, как он описан в публикациях J.Robadey et al., Two dimensional integrated gas flow sensors by CMOS IC technology (Двухразмерные интегрированные, изготовленные по КМОП-технологии датчики расхода газа), ж. "Mecromech. Microeng.", 5, 1995 г., стр.243-250; F.Mayer et al., Scaling of thermal CMOS gas flow microsensors: experiment and simulation, Proc. IEEE Micro Electro Machanical Systems, (IEEE, 1996), 116-121 (Ф.Майер и др. "Градуировка тепловых, изготовленных по КМОП-технологии микродатчиков газового расхода: эксперименты и моделирование", труды IEEE "Электромеханические микросистемы", (IEEE, 1996 г.), стр.116-121; F.Mayer et al., Single-Chip CMOS Anemometer, Proc. IEEE, International Electron Devices Meeting (IEDM, 1997), 895-898 ((Ф.Майер и др., "Однокристальные анемометры, полученные по КМОП-технологии", труды IEEE, Международный конгресс по электронным устройствам, 1997 г., стр.895-898), и как он предложен в упомянутой выше неопубликованной заявке №19908664.8 в качестве газового счетчика.
Анемометр 2 содержит нагревательный элемент и по одному температурному датчику, установленному в направлении потока на одинаковом расстоянии от нагревательного элемента перед и после него. Измеряемый газ протекает по поверхности измерительного средства 2 и нагревается нагревательным элементом. Температурными датчиками измеряется температура или разность температур газа в направлении потока перед и после нагревательного элемента, при этом получают сигнал S датчика в форме сигнала U напряжения, который пропорционален разнице ΔТ температур. Теплопередача определяется количеством молекул на единицу объема и, следовательно, газовой массой. Кроме того, она зависит также от теплотворной способности газовой смеси, т.е. от вида или состава газовой смеси.
Согласно изобретению используется знание того, что сигнал блока обработки результатов меняется в зависимости от калориметрического показателя газовой смеси. Это используется при градуировании прибора в качестве прибора для объемного измерения и более широко при градуировании прибора в качестве измерителя массового расхода. На фиг.2 показана такая зависимость. При этом CW означает процентное отклонение среднемесячных показателей от среднегодовых показателей теплотворной способности природного газа. Как отсюда видно, теплотворная способность колеблется приблизительно на 2%. Также показано и обозначено через ΔS изменение сигнала S датчика, полученного с помощью описанного выше измерительного средства 2 для постоянного газового потока. Можно видеть, что сигнал блока обработки результатов изменяется в том же направлении и даже почти пропорционально теплотворной способности. Такое соотношение действительно не только для среднемесячных показателей, но и, само собой разумеется, для текущих значений, т.е. для любого малого временного отрезка.
Согласно изобретению газовый счетчик или средство для определения массового расхода можно градуировать или тарировать в качестве энергоизмерительного прибора. В этом случае действуют следующим образом.
На первой операции определяют количество N значений
Figure 00000002
сигнала датчика в зависимости от объемного или массового расхода эталонного газа, причем это проводится в нормальных условиях, т.е. при определенных температуре (например, 20°С) и давлении (например, 1 бар). Как указано выше, при использовании анемометра измерительного средства 2 такие значения сигнала датчика пропорциональны массовому расходу газа. Значения
Figure 00000003
сигнала датчика преобразуются и хранятся в памяти блока обработки результатов газового счетчика в виде эталонной кривой
Figure 00000004
в виде расхода в зависимости от сигнала S датчика.
В качестве эталонного газа используется преимущественно азот N2 или воздух.
На второй операции умножают эталонную кривую
Figure 00000005
на пересчетный коэффициент
Figure 00000006
Figure 00000007
сигнала и на коэффициент НCH теплоты сгорания базовой газовой смеси, помеченной индексом СН, и снова вводят в память. При этом пересчетным коэффициентом сигнала является пересчетный коэффициент, который учитывает разницу чувствительности анемометра 2 при использовании базовой газовой смеси вместо эталонного газа, в данном случае азота. Коэффициент теплоты сгорания НCH учитывает теплотворную способность этой исходной газовой смеси, т.е. его калориметрический показатель или теплоту сгорания на единицу расхода, т.е. на стандартный объем или на 1 кг. В качестве базовой газовой смеси используется преимущественно усредненная газовая смесь, типичная для области применения газового счетчика.
Полученное произведение выражает работу Р в зависимости от сигнала S датчика:
Figure 00000008
которая указывает на текущий расход газа в качестве энергии в единицу времени. Следовательно интегрированием возможно определить расход энергии Е за определенный промежуток времени:
Figure 00000009
Таким образом газовый счетчик градуируется в качестве прибора для измерения производительности или энергии на основе базовой газовой смеси. При его работе автоматически, по меньшей мере частично, учитываются временные колебания состава расходуемой газовой смеси, т.е. отклонения от состава исходной газовой смеси, в результате соответствующего колебания сигнала S датчика. При этом отпадает необходимость в текущей актуализации временно колеблющейся фактической теплоты сгорания Н или ее отклонения от теплоты сгорания НCH базовой газовой смеси.
Как показано на фиг.2, учитывание временных колебаний состава газа, обеспечиваемое градуировкой согласно изобретению, хотя и является качественно правильным, но количественно не является совершенным. Дальнейшее улучшение достигается в результате того, что вместо теплоты сгорания НCH базовой газовой смеси применяется теплота сгорания
Figure 00000010
, в которой по меньшей мере приближенно учитывается теплотворная способность фактически поступившей газовой смеси. Значение
Figure 00000010
можно получить, например, образованием соответствующего среднего показателя за период любой длительности. Для определения фактически полученной энергии величину расхода энергии, замеренную и эталонированную на основе базовой газовой смеси, умножают на поправочный коэффициент
Figure 00000011
.
Предпочтительно определять теплотворную способность
Figure 00000010
расчетно или экспериментально в наружном блоке. Этот блок не должен устанавливаться у соответствующего потребителя, поскольку для всей потребительской сети применяется только один блок. Он может входить в состав центрального поста управления или быть связанным с ним средствами коммуникации. Для определения теплотворной способности могут применяться известные средства. При этом предпочтительно, чтобы применялись точные и дорогие измерительные средства, так как требуется всего лишь один прибор. Таким образом указанный наружный блок замеряет в каждый или определенный момент времени теплотворную способность протекающей по потребительской сети газовой смеси и хранит ее в своей памяти.
В варианте осуществления изобретения наружный блок подает в каждый газовый счетчик потребительской сети данные о теплотворной способности
Figure 00000012
получаемой газовой смеси. Это может производиться в заданные интервалы времени или при значительном изменении газовой смеси. В этом варианте осуществления газовый счетчик содержит вычислительные элементы для корректировки замеренной величины энергопотребления данными о теплотворной способности. При этом указанные данные состоят из поправочного коэффициента, теплотворной способности или кода, сопоставимого с поправочным коэффициентом. В предпочтительном варианте осуществления газовый счетчик интегрирует замеренную величину энергопотребления за определенный промежуток времени i, например за неделю или месяц, и умножает ее на поправочный коэффициент
Figure 00000013
, содержащий теплотворную способность
Figure 00000014
, усредненную за промежуток времени i. В результате для фактического потребления энергии в течение отрезков времени m получают:
Figure 00000015
и если дополнительно усредняются пересчетные коэффициенты сигнала, то
Figure 00000016
В другом варианте осуществления способа газовый счетчик передает замеренную величину энергопотребления в центральный пост управления, в котором эта величина энергопотребления умножается на поправочный коэффициент. Если в центральном посту управления отсутствует наружный блок, то он передает данные о теплотворной способности полученной газовой смеси в центральный пост. Предпочтительно, чтобы газовый счетчик и/или наружный блок суммировал или интегрировал свои измеренные величины за определенный промежуток времени и передавал интегрированное значение в центральный пост управления.
Во всех вариантах осуществления корректировка измеренной величины энергопотребления может проводиться в любой момент, в том числе и при считывании показания счетчика.
Способ и газовый счетчик согласно изобретению позволяют производить благодаря непосредственной градуировке в качестве прибора для измерения энергопотребления дешево и правильно расчет оплаты за пользование газом. Точный метод измерения представлен на фигурах 3а-3с. На этих фигурах можно видеть, насколько велико отклонение замеренной энергетической величины от фактической энергетической величины газовой смеси. При этом на фиг.3а представлена ситуация, при которой газовый счетчик градуирован для измерения объемного расхода газа.
Показан объемный расход
Figure 00000017
в зависимости от энергии Е. В этом случае для обычного сильфонного измерительного прибора без дополнительной температурной компенсации. Если таким прибором на основании объемного расхода определяется соответствующая энергия газа, то погрешность может составлять до ±18%. Основными причинами погрешности являются температурные колебания, составляющие, как правило, не более около ±10%, и колебания давления не более около ±5%. На фиг.3b показана погрешность измерения, вызванная градуировкой на основе массового расхода, например, с помощью описанного выше измерительного средства 2. Показан расход массы
Figure 00000018
в зависимости от энергии Е. Максимальная погрешность составляет приближенно ±4%, причем около 2% погрешности вызваны измерительным прибором и остальные около 2% - временным колебанием состава газовой смеси или теплоты сгорания. На фиг.3с показана погрешность измерения при использовании упомянутого выше измерительного средства 2, градуированного согласно изобретению на основании расхода энергии. Показан расход энергии или работа
Figure 00000019
в зависимости от энергии Е. Как видно из фигур, прибор, градуированный непосредственно на основании измерения расхода энергии, наиболее полно воспроизводит действительность, так как в данном случае анемометр автоматически поправляет колебания состава газовой смеси в надлежащем направлении расхода энергии.

Claims (10)

1. Способ определения расхода газовой смеси с помощью газового счетчика, содержащего анемометр (2) для определения массового расхода газа и блок обработки результатов, заключающийся в том, что для непосредственной градуировки газового счетчика в качестве прибора для измерения производительности или энергии определяют значения (Sn) сенсорного сигнала в зависимости от расхода эталонного газа (N2, воздуха) и в виде сенсорной эталонной кривой (Fn(Sn)) сохраняют в памяти блока обработки результатов, числовое значение сенсорной эталонной кривой (Fn(Sn)) умножают на пересчетный коэффициент (fN2-CH) сигнала и на коэффициент (Нсн) теплоты сгорания базовой газовой смеси (СН), полученное произведение указывает на производительность (Р) или величину (Е) энергопотребления, причем в пересчетном коэффициенте
Figure 00000020
сигнала учтено отличие чувствительности анемометра (2) при использовании базовой газовой смеси вместо эталонного газа (N2, воздуха).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измеренное значение (Е) энергопотребления умножают на поправочный коэффициент (
Figure 00000021
), в котором по меньшей мере приближенно учтена теплотворная способность (
Figure 00000022
) полученной газовой смеси.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что теплотворную способность (
Figure 00000022
) полученной газовой смеси определяют наружным блоком.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что наружный блок подает данные о теплотворной способности (
Figure 00000022
) полученной газовой смеси в газовый счетчик.
5. Способ по п.3, отличающийся тем, что в центральный пост управления поступают от газового счетчика замеренное значение энергопотребления и от наружного блока данные о теплотворной способности (
Figure 00000022
) полученной газовой смеси.
6. Способ по п.3, отличающийся тем, что наружный блок выполнен в виде центрального поста управления.
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что в поправочном коэффициенте (
Figure 00000021
) учтена теплотворная способность
Figure 00000023
полученной газовой смеси, усредненная за определенный промежуток времени.
8. Газовый счетчик для определения расхода газовой смеси, содержащий анемометр (2) для определения массового расхода газовой смеси и блок обработки результатов, причем счетчик градуирован в качестве прибора для измерения энергии и для непосредственной градуировки газового счетчика в качестве прибора для измерения производительности или энергии определяют значения (Sn) сенсорного сигнала в зависимости от расхода эталонного газа (N2, воздуха) и в виде эталонной кривой (Fn(Sn)) сохраняют в памяти блока обработки результатов, причем числовое значение сенсорной эталонной кривой (Fn(Sn)) умножают на пересчетный коэффициент (fN2-CH) сигнала и на коэффициент (Нсн) теплоты сгорания базовой газовой смеси (СН), при этом полученное произведение указывает на производительность (Р) или величину (Е) энергопотребления, причем в пересчетном коэффициенте (fN2-CH) сигнала учтено отличие чувствительности анемометра (2) при использовании базовой газовой смеси вместо эталонного газа (N2, воздуха).
9. Газовый счетчик по п.8, отличающийся тем, что блок обработки результатов выполнен с возможностью умножения замеренной величины энергопотребления на поправочный коэффициент (
Figure 00000021
), в котором по меньшей мере приближенно учтена теплотворная способность (
Figure 00000022
) полученной газовой смеси.
10. Газовый счетчик по п.8, отличающийся тем, что анемометр изготовлен по технологии КМОП.
RU2003100836/28A 2000-06-14 2001-05-31 Способ определения расхода газовой смеси и газовый счетчик RU2283479C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00810511.6 2000-06-14
EP00810511A EP1164361A1 (de) 2000-06-14 2000-06-14 Gaszähler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003100836A RU2003100836A (ru) 2004-05-27
RU2283479C2 true RU2283479C2 (ru) 2006-09-10

Family

ID=8174748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003100836/28A RU2283479C2 (ru) 2000-06-14 2001-05-31 Способ определения расхода газовой смеси и газовый счетчик

Country Status (15)

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

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10134456A1 (de) 2001-07-16 2003-02-06 Abb Research Ltd Abtastverfahren für Durchflussmessgeräte
ATE352770T1 (de) 2002-08-22 2007-02-15 Ems Patent Ag Thermisches gasdurchfluss-messgerät mit gasqualitätsindikator
JP2006513424A (ja) 2003-01-23 2006-04-20 エー ビー ビー リサーチ リミテッド 高精度ガスエネルギーメーター
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
US7975484B1 (en) 2008-01-25 2011-07-12 John M Burns Apparatus and method for monitoring steam condenser air inleakage
EP2283324B1 (en) * 2008-05-23 2021-05-12 Rosemount Inc. Multivariable process fluid flow device with energy flow calculation
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 (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5970914A (ja) * 1982-10-14 1984-04-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd ガス流量測定装置
US5237523A (en) 1990-07-25 1993-08-17 Honeywell Inc. Flowmeter fluid composition and temperature correction
JPH0781918B2 (ja) 1990-08-02 1995-09-06 東京瓦斯株式会社 熱量計
FR2670579A1 (fr) * 1990-12-14 1992-06-19 Schlumberger Ind Sa Capteur semi-conducteur de debit.
US5323657A (en) 1991-11-04 1994-06-28 Badger Meter, Inc. Volumetric flow corrector and method
JP2534418B2 (ja) * 1991-11-25 1996-09-18 東京瓦斯株式会社 熱量計
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
WO1999006800A1 (en) 1997-07-29 1999-02-11 Gascontrol B.V. Gasmeter
AU8648798A (en) 1997-08-13 1999-03-08 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Support for patches and patches provided with the support
JPH11183231A (ja) * 1997-12-25 1999-07-09 Tokyo Gas Co Ltd 積算流量計及びそれを利用したガスメータ
GB9818388D0 (en) * 1998-08-25 1998-10-21 British Gas Plc Measuring energy consumption
DE19908664A1 (de) 1999-03-01 2000-09-07 Abb Research Ltd Gaszähler

Also Published As

Publication number Publication date
CA2412090A1 (en) 2002-12-09
PL358891A1 (en) 2004-08-23
KR20030063119A (ko) 2003-07-28
CN1235021C (zh) 2006-01-04
ES2377851T3 (es) 2012-04-02
SK17392002A3 (sk) 2003-06-03
CZ20024007A3 (cs) 2003-05-14
US20040030520A1 (en) 2004-02-12
JP2004503763A (ja) 2004-02-05
SK286974B6 (sk) 2009-08-06
EP1290412A1 (de) 2003-03-12
EP1164361A1 (de) 2001-12-19
JP4808905B2 (ja) 2011-11-02
HUP0301598A2 (en) 2003-08-28
EP1290412B1 (de) 2012-01-04
AU2001258145A1 (en) 2001-12-24
US6963809B2 (en) 2005-11-08
KR100796969B1 (ko) 2008-01-22
HU224260B1 (hu) 2005-07-28
ATE540291T1 (de) 2012-01-15
PL206710B1 (pl) 2010-09-30
WO2001096819A1 (de) 2001-12-20
CN1436296A (zh) 2003-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2283479C2 (ru) Способ определения расхода газовой смеси и газовый счетчик
US9874467B2 (en) MEMS thermal flow sensor with compensation for fluid composition
EP0498809B2 (en) combustion control
JP4365787B2 (ja) ガス品質インジケータを有する端末ガス流量計
EP1564532B1 (en) Thermal mass flowmeter and method with temperature correction
US9671266B2 (en) Method for thermally determining mass flow of a gaseous medium and thermal mass flow meter
WO2000065315A1 (fr) Detecteur de flux thermal, procede et appareil d'identification de fluide, detecteur de flux, et procede et appareil de mesure de flux
EP3153854B1 (en) Determination of volumetric flow rate of a gas in a gas flow
US7222028B2 (en) Increased accuracy gas energy meter
US11512990B2 (en) Gas meter with thermal time-of-flight sensing
RU2317529C2 (ru) Способ измерения поставки газа и газовый счетчик повышенной точности
JP2534418B2 (ja) 熱量計
CN217820129U (zh) 一种气体定压比热容测量装置
RU2006114439A (ru) Система и способ диагностики расходомера кориолиса
NZ541355A (en) Increased-accuracy gas energy meter
KR20050092435A (ko) 향상된 정확도를 가지는 가스 에너지 계량기

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110628

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180601