Способ и измерительный прибор для определения свойств газа путем корреляции - RU2016149124A

1. Способ для определения свойств газа путем корреляции, в котором:

- свойство (Q) газа определяют путем корреляции, исходя из физических измерительных величин (μ_j (j=1,…,m)) газов и/или газовых смесей,

отличающийся тем, что:

- физические измерительные величины (μ_j (j=1,…,m)) объединяют в выход датчика с использованием функции выхода датчика,

- выход ( ) датчика сопоставляют с граничным значением ( ) для определения того, относится ли выход датчика в пределах комплекта (G) газов и/или газовых смесей, для которых способ применим, к группе газов и/или газовых смесей, которые называются ниже как группа (GG) газовых смесей, в которой корреляция между выходом (S_out) датчика и определяемым свойством (Q) газа лучше, чем во всем комплекте (G), и

- если выход (S_out) датчика относится к упомянутой группе (GG) газовых смесей, свойство (Q) газа определяют, исходя из выхода датчика, с помощью функции ( ) корреляции, которая характерна для группы газовых смесей.

2. Способ по п. 1, в котором принадлежность к группе газовых смесей проверяют в два, три, четыре или более этапов,

- в котором физические измерительные величины (μ_j (j=1,…,m)) объединяют в дополнительный выход датчика с использованием функции выхода датчика, которая характерна для газов и/или газовых смесей (G_rest,i) комплекта, которые остались после разделения предшествующей группы или групп газовых смесей, которые называются ниже оставшимися газами и/или газовыми смесями (G_rest,i), и дополнительный выход ( ) датчика сопоставляют с дополнительным граничным значением ( ) для определения того, относится ли дополнительный выход датчика в рамках оставшихся газов и/или газовых смесей (G_rest,i) к дополнительной группе газовых смесей (GG_i), в которой корреляция между дополнительным выходом ( )датчика и определяемым свойством (Q) газа лучше, чем в рамках оставшихся газов и/или газовых смесей (G_rest,i), и

- если дополнительный выход( ) датчика относится к упомянутой дополнительной группе газовых смесей (GG_i), свойство (Q) газа определяют из дополнительного выхода датчика, с помощью функции( ) корреляции, которая характерна для дополнительной группы газовых смесей.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором, если выход( , ) датчика не относится к одной из упомянутых групп газовых смесей (GG, GG_i), свойство (Q) газа определяют, исходя из выхода датчика, с помощью функции ( )корреляции, которая характерна для оставшихся газов и/или газовых смесей (G_rest, G_rest,i).

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором выход датчика ( , ) изменяют ранее корреляции с помощью дополнительной функции выхода датчика, для подготовки корреляции между выходом (S_out,i) датчика и свойством (Q) газа.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором функцию выхода датчика и граничное значение ( ) для выхода датчика определяют таким образом, чтобы группа (GG) газовых смесей, в пределах которой корреляция между выходом (S_out) датчика и желаемым свойством (Q) газа лучше, чем во всем комплекте (G), была бы отделена граничным значением от комплекта (G) газов и/или газовых смесей, для которого определяют свойство (Q) газа.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором соотношение

применимо для газов и/или газовых смесей группы (GG) газовых смесей, а соотношение

,

применимо для оставшихся газов и/или газовых смесей (G_rest) комплекта,

или, от случая к случаю, вместо вышеупомянутых соотношений, применяются соотношения и .

7. Способ по любому из пп. 1-6, который может быть осуществлен автоматически, например, автоматически в измерительном приборе.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором функцию выхода датчика или функции выхода датчика и/или граничное значение или значения ( , ) для выхода датчика и/или функции корреляции , определяют заранее, например, исходя из значений физических измерительных величин и свойства газа, определяемых из таблиц и/или технической литературы и/или баз данных и/или измерений.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором функцию выхода датчика или функции выхода датчика и/или граничное значение или значения ( , ) для выхода датчика определяют с помощью компьютерной программы, в которой:

- для каждой функции (f_i) в комплекте возможных функций выхода датчика соответствующие функциональные параметры (p_fi) функции (f_i), такие как коэффициенты полинома, экспоненты или константы, изменяются в пределах предварительно заданных граничных значений для (p_fi), например, посредством метода выбора Монте-Карло,

- диапазон выхода датчика подразделяется на интервалы, и в частности, в каждом интервале подсчитывают количество неточностей, т.е., количество событий, для которых две или более газовых смесей демонстрируют различные значения для определяемого величины (Q) или значения для определяемой величины (Q), лежащие за пределами предварительно заданного интервала значений для (Q),

- определяют функцию (f_i) и конкретный комплект (pfi) функциональных параметров, для которого возникает наименьшее количество таких событий неточности, или дисперсия (3σ) значений для определяемой величины (Q) минимальна в случае, когда события неточности находятся в интервале, или предварительно заданное максимально допустимое количество (n_max) событий неточности или предварительно заданная максимально допустимая дисперсия (3σ_max) значений Q не превышена в случае, когда события неточности находятся в интервале, и

в нем определяют, в частности, исходя из какого граничного значения ( ) количество (n_max) событий неточности, предварительно заданное для каждого интервала для определения граничного значения, или дисперсия (3σ_max) значений Q, предварительно заданная для каждого интервала для определения граничного значения, не превышена в случае событий неточности.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором, по меньшей мере, две или все функции корреляции отличаются друг от друга, и/или в котором каждая из точек газов и/или газовых смесей группы или групп газовых смесей лежит на линии, описанной отличной от других функцией корреляции, или в областях допустимых значений, которые примыкают к такой линии по обеим сторонам, и которые, например, составляют не более 0,25% или 0,75% или 2% от величины свойства (Q) газа.

11. Способ по любому из пп. 1-10, в котором функция выхода датчика или функции выхода датчика имеют тип

,

а p_1,i, …, p_m,i - экспоненты, и/или

в котором функция корреляции или функции корреляции имеют тип

,

а a_0,i, a_1,i и a_2,i - константы.

12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором в качестве меры для точности измерения корреляции используют коэффициент корреляции Пирсона, и причем лучшая корреляция означает, что коэффициент корреляции Пирсона находится ближе к значению 1 или -1, в частности, что абсолютное значение разности от значения 1 или -1 составляет менее 0,3 или 0,2 или 0,1.

13. Способ по любому из пп. 1-12, в котором физические измерительные величины (μ_j (j=1,…,m)) выявляют с помощью одного или нескольких датчиков, и/или в котором, по меньшей мере, две из измерительных величин теплопроводности, теплоемкости, температуропроводности, плотности, скорости потока, массового расхода, скорости звука, диэлектрической постоянной, вязкости, поглощения в инфракрасной области спектра, давления или температуры выявляют в качестве физических измерительных величин (μ_j (j=1,…,m)).

14. Измерительный прибор для определения свойств газа с помощью одного или нескольких датчиков (3, 4, 5, 6) для выявления физических измерительных величин (μ_j (j=1,…,m)) и с помощью блока (9) оценки, который установлен для осуществления способа по любому из пп. 1-13.

15. Измерительный прибор по п. 14, в котором блок оценки образует узе вместе с датчиком или датчиками, или в котором блок оценки образован в отдельном вычислительном блоке или в вычислительном блоке более высокого уровня.