FI65494C - FOERFARANDE FOER MAETNING AV VAERMEMAENGD - Google Patents

Description

6549465494

mENETELMÄ LÄMPÖMÄÄRÄN MITTAAMISEKSIMETHOD OF MEASURING THE TEMPERATURE

Keksinnön kohteena on menetelmä kulutetun- tai tuotetun lämpö-määrän mittaamiseksi virtaavasta nesteestä tai kaasusta.The invention relates to a method for measuring the amount of heat consumed or produced from a flowing liquid or gas.

Ennestään on tunnettu kahteen pääryhmään luettavia menetelmiä lämpömäärän mittaamiseksi. Ensimmäiseen ryhmään kuuluvaa mene-5 telmää on esitetty patenttijulkaisuissa Sveitsi 579 772, Sveitsi 618 511, Norja 12/* 797, Saksa (BRD) 2 60/+ 086 sekä USA 3 639 737. Ko. menetelmälle on tunnusomaista, että virtaustieto ja lämpö-tilaerotieto yhdistetään sopivasti ja tällä tiedolla ohjataan ulkopuolisesta oskillaattorista lämpömäärään verrannollisia puls-10 siryhrniä laskurille tai toimilaitteelle.Methods for measuring the amount of heat, which fall into two main groups, are already known. The method belonging to the first group is disclosed in Swiss 579,772, Switzerland 618,511, Norway 12 / * 797, Germany (BRD) 2 60 / + 086 and the United States 3,639,737. the method is characterized in that the flow information and the temperature-difference information are suitably combined and this information is used to control from the external oscillator a pulse-10 chip group proportional to the amount of heat to the counter or actuator.

Toiselle menetelmälle on tunnusomaista, että virtauspuolelta tulevaa tietoa muokataan sopivasti ja tämä muokattu tieto yhdistetään lämpötilaerotietoon lämpömäärään verrannollisen parametrin saavuttamiseksi. Tämän menetelmän sovellutuksia on esitetty pa-15 tentti julkaisuissa Sveitsi /+46 756, Saksa (BRD) 2 757 2Ö3 sekä Iso-Britania 1 /+95 357.The second method is characterized in that the information from the flow side is suitably modified and this modified data is combined with the temperature difference information to achieve a parameter proportional to the amount of heat. Applications of this method are described in the pa-15 exam publications Switzerland / + 46 756, Germany (BRD) 2 757 2Ö3 and Great Britain 1 / + 95 357.

Suurimpina epäkohtina nykyisillä menetelmillä on erittäin tarkat ja kriittiset oskillaattoritaajuudet sekä tiedon muokkaamisessa tapahtuva tiedon vääristyminen. Nämä epäkohdat rajoitta-20 vat menetelmien käyttöä varsinkin silloin, kun kyseessä on pitkäaikainen mittaus suureiden ollessa lähellä minimiarvojaan. Lisäksi nykyisten menetelmien mukaiset laitteet ovat kalliita valmistaa komponenttien stabilisuusvaatimusten- sekä erityistä tarkkuutta vaativien säätöjensä tähden.The main drawbacks of the current methods are the very accurate and critical oscillator frequencies as well as the distortion of the data in the data modification. These disadvantages limit the use of the methods, especially in the case of long-term measurements with quantities close to their minimum values. In addition, devices according to current methods are expensive to manufacture due to the stability requirements of the components - as well as their adjustments requiring special precision.

25 Keksinnön mukaisella menetelmällä saadaan aikaan ratkaiseva parannus edellä esitettyihin epäkohtiin. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimusten 1 ja 2 tunnusmerkkiosassa.The method according to the invention provides a decisive improvement over the above drawbacks. To achieve this, the method according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claims 1 and 2.

Keksinnön tärkeimpänä etuna voidaan pitää menetelmän yksinker-30 taisuutta sekä tarkkaa toimintaa koko toiminta-alueella. Menetelmän mukaisissa sovellutuksissa ei tarvita tarkkoja oskillaattori taajuuksia eikä mittauspulsein muokkaamista. Edellä esitetyn seurauksena valmistuskustannukset alenevat sekä määräaikais- 2 65494 huollon tarve vähenee oleellisesti. ' öeuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti oheisiin piirustuksiin viittaamalla.The most important advantage of the invention is the simplicity of the method as well as the precise operation in the entire operating range. Applications according to the method do not require precise oscillator frequencies or measurement pulse modification. As a result of the above, manufacturing costs are reduced and the need for scheduled maintenance is substantially reduced. In the following, the invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän sovellutusta loh-5 icokaavion muodossa.Figure 1 shows an application of the method according to the invention in the form of a salmon-5 ic diagram.

Kuvioissa 2-6 esitetään sovellutukselle ominaisia käyrämuotoja sekä pulssijonoja.Figures 2-6 show application-specific curve shapes as well as pulse trains.

Eräs keksinnön mukaisen menetelmän edullinen sovellutus on huoneistokohtainen lämpöenergian kulutusmittari vesikeskuslämmityk-10 seilä varustetussa kiinteistössä. Mittarin toiminnallinen lohkokaavio on esitetty kuviossa 1.A preferred application of the method according to the invention is an apartment-specific heat energy consumption meter in a property equipped with a water central heating heater. The functional block diagram of the meter is shown in Figure 1.

Virtausanturina 1 voidaan käyttää normaalin lämminvesimäärämit-tarin raärkäosaa, johon akseloidaan sopivasti lovettu lukukiekko 2 sekä kiinnitetään optoelektroninen lukuhaarukka 3, jolloin lu-15 kuhaarukalta 3 saadaan virtaukseen suoraan verrannollinen pulssimäärä (kuvio 2).As the flow sensor 1, the raw part of a normal hot water meter can be used, to which a suitably notched reading disc 2 is mounted and an optoelectronic reading fork 3 is attached, whereby a number of pulses directly proportional to the flow is obtained from the lu-15 reading fork 3 (Fig. 2).

Funktiogeneraattorina i* käytetään kolmioaaltogeneraattoria, jonka taajuus ja amplitudi voidaan valita vapaasti laajoissa rajoissa (kuvio 3)· Lämpötila-antureilta 5» 6 tuleva tieto vahviste-20 taan differentiaalivahvistimella 7 siten, että maksirailämpötila-ero vastaa kolmioaaltogeneraattorin k· huippu jännitettä sekä lämpötilaero nolla kolmioaaltogeneraattorin k minimijännitettä.As a function generator i *, a triangular wave generator is used, the frequency and amplitude of which can be freely selected within wide limits (Fig. 3) · Data from temperature sensors 5 »6 k minimum voltage.

Kun differentiaalivahvistimelta 7 sekä kolmioaaltogeneraattoril-ta saadut jännitteet viedään komparaattoriin 8 saadaan ulos 25 kolmioaaltogeneraattorin 4 määräämästä näytteenottotaajuudesta lämpötilaeroon suoraan verrannollinen osa (kuvio k), jolla ohjataan porttipiiriä 9. Kuviossa 3 on piirretty lämpötilaeroa kuvaava suora kolmioaallon päälle selventämään komparaattorin 8 toimintaa.When the voltages from the differential amplifier 7 and the triangular wave generator are applied to the comparator 8, a portion directly proportional to the temperature difference (Fig. K) is output from the sampling frequency determined by the triangular wave generator 4 to control the gate circuit 9.

30 Porttipiiri 9 päästää lukuhaarukalta 3 tulevan virtaus- tiedon laskinyksikolle 10 lämpömäärään suoraan verrannollisina näytteinä (kuvio 5). Laskinyksikkönä 10 voidaan, käyttää esimerkiksi dekadicountereita.The gate circuit 9 passes the flow information from the read fork 3 to the calculator unit 10 in the form of directly proportional samples (Fig. 5). As the calculator unit 10, for example, decadic counters can be used.

Lämpömääräyksikköä kuvaavan pulssimäärän tultua täyteen antaa 35 laskinyksikkö 10 yhden pulssin (kuvio 6) sähkömekaaniselle puis-silaskurille 11t josta kulutettu lämpömäärä on luettavissa, saman pulssin aikana nollataan laskinyksikkö 10, jonka jälkeen 3 65494 toiminta jatkuu edellä kuvatulla tavalla.When the number of pulses representing the heat unit is reached, the counter unit 10 delivers one pulse (Fig. 6) to the electromechanical wood chip counter 11t from which the amount of heat consumed can be read, during the same pulse the counter unit 10 is reset, after which the operation continues.

Toinen lämpötila-anturi asennetaan huoneistoon tulevaan putkeen ja toinen lämpötila-anturi sekä virtausanturi huoneistosta lähtevään putkeen.A second temperature sensor is installed in the pipe coming into the apartment and a second temperature sensor and a flow sensor in the pipe leaving the apartment.

5 Lukukiekon 2 sekä laskinyksikön 10 keskinäisessä mitoituksessa on oleellista se, että lämpötilaeron ollessa nolla virtaustieto ei pääse porttipiirin 9 läpi laskinyksikölle 10 ja lämpötilaeron ollessa valitussa maksimissa kaikki virtauspulssit läpäisevät porttipiirin 9.In the mutual dimensioning of the reading disc 2 and the counter unit 10, it is essential that when the temperature difference is zero the flow information does not pass through the gate circuit 9 to the counter unit 10 and when the temperature difference is at the selected maximum all flow pulses pass through the gate circuit 9.

10 Edellisestä johtuen voidaan johtaa seuraava yhtälö kuvaamaan keksinnön mukaista menetelmää.10 Due to the above, the following equation can be derived to describe the method according to the invention.

i, i, j.i, i, j.

_ 1 ~ ^ ^ a = lämpömäärä halutussa yksikössä ^ At n t.- t_ = lämpötilaero a max x 12 ^_ 1 ~ ^ ^ a = amount of heat in the desired unit ^ At n t.- t_ = temperature difference a max x 12 ^

Atmax = valittu max lämpötilaero a*x n = virtausanturilta tullut pus- n = .hi.. Γ a X eimäärä ηχ = pulssimäärä haluttua lämpö- joteQ määräyksikköä kohden a = virtausanturilta tuleva puls- q _ *1 ~ ^2 x na* ^nax simäärä aineykeikköä kohden ^max a*x x = kilokalorin suhde haluttuun 1ämpömääräyksikkö ön = max lämpömäärä aineykeikköä kohden ( huom. At „ ) maxAtmax = selected max temperature difference a * xn = pus- n from the flow sensor. A X not quantity ηχ = number of pulses per desired heat joteQ unit a = pulse from the flow sensor q _ * 1 ~ ^ 2 x na * ^ nax amount per substance gun ^ max a * xx = ratio of kilocalories to desired 1temperature unit ön = max amount of heat per substance gig (note At „) max

Erityisesti on huomattava, että keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan toinen lämpötila-anturi 5» 6 korvata jollakin muulla referenssillä, jolloin lämpömäärä saadaan suhteessa valittuun 15 referenssiin. On myös huomattava, että Funktiogeneraattorin k jännitemuotoa muuttamalla voidaan skaalausta muuttaa esimerkiksi epälineaariseksi.In particular, it should be noted that in the method according to the invention, the second temperature sensor 5 »6 can be replaced by some other reference, whereby the amount of heat is obtained in relation to the selected reference. It should also be noted that by changing the voltage form of the function generator k, the scaling can be changed to nonlinear, for example.

Muutoinkin on todettava, että keksinnön mukaista menetelmää on edellä esitelty vain yhteen sen edulliseen sovellutusesimerkkiin 20 viitaten. Tällä ei kuitenkaan millään tavoin haluta rajoittaa menetelmää vain tätä esimerkkiä koskevaksi vaan monet sovellutukset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Incidentally, it should be noted that the method according to the invention has been described above with reference to only one preferred embodiment example 20 thereof. However, this is in no way intended to limit the method to this example only, but many applications are possible within the scope of the inventive idea defined by the following claims.

Claims (5)

1. Menetelmä kulutetun tai tuotetun lämpömäärän mittaamiseksi virtaavasta nesteestä tai kaasusta, jolloin virtausmäärän ilmaisuun käytetään virtaukseen suoraan verrannollista pulssi-määrää ja lämpötila mitataan mitattavan lämpömääräkohteen tulevassa johdossa ja siitä lähtevässä johdossa, tunnettu siitä, että taajuusmuotoa oleva virtaustieto saadaan virtaus-anturista (1), ja funktiogeneraattorilla (if) määritellään sekä näytteenottotaajuus, että muuttuva referenssi komparaattorille (8), jonka toiseen sisääntuloon vaikuttaa mittauskohteen lämpötilaeroon verrannollinen jännite, jolloin porttipiiris-tä (9) saadaan lämpömäärään suoraan verrannollisia virtaustie-tonäytteitä.A method for measuring the amount of heat consumed or produced in a flowing liquid or gas, using a number of pulses directly proportional to the flow and measuring the temperature in the incoming and outgoing line of the measured heat, characterized in that the frequency information is obtained from a flow sensor (1), and the function generator (if) determines both the sampling frequency and the variable reference for the comparator (8), the second input of which is affected by a voltage proportional to the temperature difference of the measuring object, thereby obtaining flow data samples directly proportional to the heat from the gate circuit (9). 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t unnettu siitä, että funktiogeneraattorina (if) käytetään kolmioaalto-generaattoria ja lämpötila mitataan antureilla (5,6), josta tuleva tieto vahvistetaan differentiaalivahvistimella (7) esimerkiksi siten, että maksimilämpötilaero vastaa kolmioaalto-generaattorin (-1+) huippu jännitettä sekä lämpötilaero nolla kolmioaaltogeneraattorin (4) minimijännitettä,Method according to Claim 1, characterized in that a triangular wave generator is used as the function generator (if) and the temperature is measured by sensors (5, 6), the information from which is amplified by a differential amplifier (7), for example so that the maximum temperature difference corresponds to a triangular wave generator (-1). +) peak voltage and temperature difference zero minimum voltage of the triangular wave generator (4), 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että porttipiiristä (9) saatua virtaustietonäytet-tä käytetään suoraan laskinyksikön (10) ohjauspulsseina, if. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen lämpötila-anturi (5,6) voidaan korvata jollakin muulla referenssillä, jolloin lämpömäärä saadaan suhteessa valittuun referenssiin, 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että virtausanturin (1) sekä laskinyksikön (10) välisellä skaalauksella voidaan tulostussuure tai säätöpulssi valita mielivaltaisesti. 5 65494 PatentkrayMethod according to Claim 1 or 2, characterized in that the flow information sample obtained from the gate circuit (9) is used directly as control pulses for the counter unit (10), if. Method according to claim 1, characterized in that the second temperature sensor (5,6) can be replaced by another reference, whereby the amount of heat is obtained in relation to the selected reference. Method according to claim 1, characterized in that the flow sensor (1) and the counter unit (10) scaling can be used to select the output variable or control pulse arbitrarily. 5 65494 Patentkray