[發明專利]用于確定在消費時間間隔內流過流量計的流體的質量的方法和設備

有效

• 申請號: 201180063040.5
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN103282751A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: W·梅納特;T·泰爾
• 申請（專利權）人: W·梅納特;T·泰爾
• 主分類號: G01F3/22
• 分類號: G01F3/22;G01F15/04;G01F15/075
• 代理公司: 北京金思港知識產權代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴

技術領域

本發明涉及一種如權利要求1的分類部分中闡述的確定流過流量計的流體特別是氣體的質量的方法以及適合于執行該方法的設備。

背景技術

流量計是已知的。流量計用來檢測從供應商通過該流量計流動到消費者的氣體或液體或更一般地說流體的量，并形成計數狀態，在一定時間間隔將該計數狀態讀出，以確定在讀出操作之前的時間間隔內已經流過該流量計的流體的質量，因為該質量與被輸送至消費者并存儲在流體中的能量唯一相關（假定該流體的化學和/或物理組成不發生變化）。

在如下描述中，為了簡單起見，主要對氣體氣量表或氣體流量計進行參考，但是應明確地注意到，根據本發明的方法也可以以相同方式用于液體流量計。

當前常見的許多氣體流量計都采取波紋管式流量計的形式，也就是說，通過隔膜彼此分離開的測量腔室周期性地填滿和清空。關節連桿機構將隔膜運動傳輸到曲軸，該曲軸驅動控制氣體流動的兩個滑動件。因而，該氣體流動被交替地傳送通過波紋管。連桿機構的旋轉運動通過磁性聯接器傳輸到機械計數機構，該機械計數機構一般無法被重置，以防止惡意操縱。測量腔室預定一單位體積V_E，并且每當一單位體積V_E已經被輸送至消費者時，計數機構的計數狀態增加一。

計數狀態在可選擇的時間間隔，例如每年讀出，并且以例如升或立方米的形式以該單位體積V_E的整數倍來對供應至所討論的消費者的流體的量進行計費。在這方面，假定流過流量計的流體的壓力總是恒定的，也就是說，該流體壓力是一個固定的預定值。

因而，如果流體也處于恒定溫度，例如等于通常采用的參考溫度T₀＝293K（+20℃），則所描述的測量和計費方法導致完全正確的結果，因為此時單位體積V_E對應于流體單位質量M₀，該流體單位質量M₀在其值方面是精確已知并且總是相同的。為了確定在兩個計數狀態讀取操作之間流過流量計的流體質量M_消耗，將已經發生的計數狀態的變化乘以單位體積V_E就足夠了，以便獲得體積值，該體積值代表輸送至消費者的流體量或存儲在其中的能量的精確測量。

然而，在一般情況下，流體的溫度和壓力都不是足夠精確地恒定。因而，溫度可能在限定的范圍內，例如在253K和333K之間（在－20℃和－60℃之間）變化，而當沒有進行任何具體測量時，該壓力與大氣壓力相關，大氣壓力不僅隨著天氣條件而改變，而且依賴于使用流量計的位置的海平面高度。

為了便于描述，在下文中，首先假定計數測量確保在流量計使用位置處的流體壓力等于已知的恒定參考壓力p₀。則留下的問題是在向消費者輸送單位體積V_E（這分別觸發計數步驟）時，隨著在相應的測量時間時盛行的溫度T_M而極大地變化的流體質量M_M被輸送，使得計數值和單位體積V_E的簡單相乘無法得到有用的結果。

換言之，如果在測量時間時流體的溫度T_M低于T₀，則相比于參考溫度T₀時，流體具有更大密度，并且每單位體積V_E有更大質量的流體被輸送至消費者；相反，如果在測量時間時流體的溫度T_M高于T₀，則流體具有更低密度，并且消費者每單位體積V_E接收到了更小質量的流體。

雖然如此，為了能夠對所輸送的流體量實現正確的確定，并且為了能夠以體積單位表示該流體量，至少在每個測量值檢測操作中必須測量流體的絕對溫度T_M并且必須在形成測量值時將該絕對溫度考慮進去，因為通過一般的氣體等式，基于在溫度T_M時包含在單位體積V_E中的流體質量M_M，計算輸送體積V₀,如果在留過流量計時其已經具有參考溫度T₀，則該將假定該質量M_M。

對于測量溫度T_M，根據一般氣體等式如下等式適用：

（1）p_MV_E＝n_MRT_M，

而對于參考溫度T₀，如下等式適用：