Тапловой газовый расходомер с индикатором качества газа - RU2005105041A

Реферат

1. Способ измерения потребления газа с помощью газового счетчика (1), в частности для измерения отмеряемой подачи газовой энергии, в частной в общественной или промышленной сфере, в котором сигналы (S) датчика, которые пропорциональны расходу, определяются газовым счетчиком (1) с помощью теплового датчика (1а) расхода и выводятся как сигналы (S_E) значений энергии на основе калибровки газового счетчика (1) в качестве счетчика энергии, отличающийся тем, что

а) газовый счетчик (1) определяет тип газа, различая негорючую газовую смесь (3) и горючую газовую смесь, и

б) газовый счетчик (1) в присутствии негорючей газовой смеси (3) работает с калибровкой в единицах массы или единицах объема в стандартных условиях (л/мин), а в присутствии горючей газовой смеси (3) - с калибровкой в единицах энергии (кВт·ч).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что

а) посредством теплового датчика (1а) качества газа определяют по меньшей мере один параметр (λ, с, α, η) газовой смеси (3), зависящий от типа газа, в частности тепловой коэффициент (λ, с, α), такой как, например, теплопроводность (λ) и/или теплоемкость (с), и

б) идентифицируют газовую смесь (3) как горючую или негорючую путем его сравнения с известными значениями этого параметра (λ, с, α, η) для известных газов или газовых смесей.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что

а) тепловой датчик (1а) расхода и датчик (1а) качества газа имеют одинаковую конструкцию, в которой газовая смесь (3) проходит над первым температурным датчиком (5а), нагревательным элементом (6) и вторым температурным датчиком (5b), и

б) по разности температурных сигналов от температурных датчиков (5а, 5b) определяют сигнал (S_M) массового расхода, а по сумме температурных сигналов (T₁+T₂) или по температурному сигналу одного первого температурного датчика (5а) определяют тепловой коэффициент (λ, с, α), зависящий от типа газа.

4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что

а) измеренную теплопроводность (λ) проверяют на соответствие значению теплопроводности 0,026 Вт/мК азота, кислорода или воздуха, в частности 0,0260 Вт/мК для азота, 0,0263 Вт/мК для кислорода, 0,0261 Вт/мК для воздуха, или значению теплопроводности 0,0168 Вт/мК двуокиси углерода, с учетом заданного допуска ±10%, предпочтительно ±5% и особенно предпочтительно ±2%,

б) в случае соответствия, газовую смесь (3) идентифицируют как негорючую, и вывод (8) сигнала газового счетчика (1) осуществляют с помощью шкалы (8b), которая откалибрована в единицах массы или единицах объема в стандартных условиях (л/мин), и,

в) в случае несоответствия, газовую смесь (3) идентифицируют как горючую, и вывод (8) сигнала газового счетчика (1) осуществляют с помощью шкалы (8b), которая откалибрована в единицах энергии (кВт·ч).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что

а) измеренную теплоемкость (с) сравнивают с пороговым значением 1300 Дж/кг К, с учетом заданного допуска ±10%, предпочтительно ±5% и особенно предпочтительно ±2%,

б) если измеренное значение ниже порогового, то газовую смесь (3) идентифицируют как негорючую, и вывод (8) сигнала газового счетчика (1) осуществляют с помощью шкалы (8b), которая откалибрована в единицах массы или единицах объема в стандартных условиях (л/мин), и

в) если измеренное значение выше порогового, то газовую смесь (3) идентифицируют как горючую, и вывод (8) сигнала газового счетчика (1) осуществляют с помощью шкалы (8b), которая откалибрована в единицах энергии (кВт·ч).

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что

а) периодически проверяют, находится ли газовый счетчик (1) в контакте с горючим газом (3), в частности, с природным газом, или с негорючим газом, в частности с азотом или воздухом, и/или

б) устанавливают интервалы между измерениями для определения сигналов (S) датчика большими в присутствии негорючей газовой смеси (3), в частности 1 мин и более, а в присутствии горючей газовой смеси (3) - малыми, в частности 10 с и менее.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в газовом счетчике (1) определяют суммарное значение потребленной газовой энергии, а когда происходит переключение калибровки на единицы массы или единицы объема в стандартных условиях (л/мин), суммарное значение временно сохраняют, и после обратного переключения на единицы энергии (кВт·ч) используют в качестве исходного значения.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в газовом счетчике (1) определяют суммарное значение расхода (S_M) в единицах массы или единицах объема в стандартных условиях (л/мин), и

а) значение расхода (S_M) при переключении калибровки на единицы энергии (кВт·ч) продолжают увеличивать и, в частности, выводить, или

б) суммарный расход временно сохраняют и, в частности, выводят, а при возврате к единицам массы или единицам объема в стандартных условиях (л/мин) используют в качестве исходного значения или сбрасывают в нуль в качестве исходного значения.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что

а) с помощью индикатора или дисплея (9) отображают, находится ли газовый счетчик (1) в контакте с воздухом, природным газом или смесью воздуха и природного газа, и/или

б) согласно установкам газового счетчика (1) по умолчанию, отображают единицы массы или единицы объема в стандартных условиях (л/мин), а единицы энергии (кВт·ч) отображают только после первого контакта с полезным газом, в частности - с природным газом, и/или

в) при первой инициализации газового счетчика (1), в частности при сборке, калибровку автоматически переключают с единиц массы или единиц объема в стандартных условиях (л/мин) для воздуха на единицы энергии (кВт·ч) для природного газа, и/или

г) при контакте с воздухом, природным газом и вновь с воздухом, срабатывает индикатор (10) манипуляций с газовым счетчиком (1).

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что при калибровке газового счетчика (1) в качестве измерителя энергии определяют сигналы (S) датчика, зависящие от расхода калибровочного газа (3), и запоминают их в газовом счетчике (1) в виде калибровочной кривой (F(S)) датчика, при этом калибровочную кривую (F(S)) датчика корректируют на коэффициент (f_N2-CH) преобразования и коэффициент теплотворности (Н_CH) для базовой газовой смеси (СН), так что полученное в результате произведение отображает потребление газа в единицах энергии (кВт·ч) или в единицах выхода.

11. Газовый счетчик (1) для измерения потребления газа согласно одному из предыдущих пунктов.

12. Газовый счетчик (1) для измерения потребления газа, в частности отмеряемой подачи газовой энергии в частной, общественной или промышленной сфере, который содержит тепловой датчик (1а) расхода газа и откалиброван в единицах энергии (кВт·ч) как измеритель энергии, отличающийся тем, что

а) газовый счетчик (1) дополнительно откалиброван как массовый расходомер в единицах массы или единицах объема в стандартных условиях (л/мин),

б) газовый счетчик (1) содержит датчик (1а) качества газа, который генерирует сигнал различения, в частности параметр (λ, с, α, η), зависящий от типа газа, для различения горючей газовой смеси (3) и негорючей газовой смеси (3), и

в) газовый счетчик (1) может переключаться на основе сигнала различения между работой в качестве счетчика энергии и работой в качестве массового расходомера.

13. Газовый счетчик (1) по п.12, отличающийся тем, что

а) тепловой датчик (1а) расхода газа и датчик (1а) качества газа имеют одинаковую конструкцию и/или

б) тепловой датчик (1а) расхода газа и/или датчик (1а) качества газа представляют собой КМОП-анемометры (1а) с нагревательным проводом (6) и температурными датчиками (5а, 5b), которые расположены до него и после него относительно направления потока.

14. Газовый счетчик (1) по одному из пп.12 и 13, отличающийся тем, что

а) тепловой датчик (1а) расхода газа может работать в качестве датчика (1а) качества газа, если измеренный коэффициент массового расхода падает ниже заданного порогового значения, или

б) датчик (1а) качества газа расположен в области с постоянной скоростью потока, в частности, в области по существу неподвижного газа (3).

15. Газовый счетчик (1) по одному из пп.12 и 13, отличающийся тем, что он

а) содержит индикатор или дисплей (9) для отображения качества газа, в частности, для отображения присутствия калибровочного газа (3) или полезного газа (3), предпочтительно воздуха, природного газа или смеси воздуха/природного газа, и/или

б) содержит индикатор (10) манипуляций, который может быть приведен в действие при изменении контакта с негорючим газом (3), в частности с калибровочным газом 3, горючим газом или полезным газом (3) и вновь с негорючим газом 3, в частности с газом (3) окружающей среды, и/или

в) содержит блок (7) измерения и оценки для определения значений (S_E) потребленной энергии и/или значений (S_M) массового расхода, и/или

г) содержит отдельную память (7b, 7с) для хранения значений потребленной энергии (S_E) и значений (S_M ) массового расхода или значений расхода в единицах объема в стандартных условиях.