RU2337322C1 - Gas meter - Google Patents
Gas meter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2337322C1 RU2337322C1 RU2007103645/28A RU2007103645A RU2337322C1 RU 2337322 C1 RU2337322 C1 RU 2337322C1 RU 2007103645/28 A RU2007103645/28 A RU 2007103645/28A RU 2007103645 A RU2007103645 A RU 2007103645A RU 2337322 C1 RU2337322 C1 RU 2337322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- unit
- gas
- temperature sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения количества газа. Устройство по данному изобретению может быть применено как бытовой счетчик газа квартирного типа.The invention relates to instrumentation and can be used to measure the amount of gas. The device according to this invention can be used as a household gas meter apartment type.
Известен счетчик газа (пат. RU №2187076, G01F 1/115), содержащий первичный чувствительный элемент в виде турбинки или крыльчатки с укрепленными на ее лопастях магнитами, установленный в трубе, в которой протекает газ, и вторичный элемент, включающий счетный механизм с магнитом, расположенный на поверхности трубы с первичным элементом, в первичном элементе магниты установлены на двух лопастях, причем в разных плоскостях, а во вторичном элементе установлен один постоянный магнит на полке, на концах которой содержатся зубья, один из которых сориентирован на стенку профиля зубчатого колеса, связанного механически со счетным механизмом, а второй зуб полки при этом сориентирован на вершину соседнего зуба зубчатого колеса.A known gas meter (US Pat. RU No. 2187076, G01F 1/115) containing a primary sensing element in the form of a turbine or impeller with magnets mounted on its blades, mounted in a pipe in which gas flows, and a secondary element including a counting mechanism with a magnet located on the surface of the pipe with the primary element, in the primary element the magnets are mounted on two blades, in different planes, and in the secondary element there is one permanent magnet on the shelf, at the ends of which there are teeth, one of which is a reference point van to the wall profile of a gear wheel connected mechanically to the counting mechanism and the second tooth shelves while oriented to the top of the adjacent gear tooth.
Недостатками счетчика являются невысокие надежность и износоустойчивость, поскольку он содержит механические узлы: первичный преобразователь в виде вращающейся крыльчатки и счетный механизм. Недостатком счетчика является также невысокая точность.The disadvantages of the meter are its low reliability and wear resistance, since it contains mechanical components: a primary converter in the form of a rotating impeller and a counting mechanism. The lack of a counter is also a low accuracy.
Известен газовый счетчик (пат. RU №2218556, G01F 1/684), содержащий канал для прохода через него потока газа, первый датчик, который расположен в канале, и средства обработки данных, которые соединены с первым датчиком, чтобы приводить в действие первый датчик путем его альтернативного нагрева и охлаждения, измерять величину скорости охлаждения первого датчика в продолжение его охлаждения и определять текущую величину расхода потока газа, протекающего по каналу, в соответствии с измеренной величиной скорости охлаждения первого датчика, путем использования тарировочной таблицы, содержащей пары различных величин расхода потока газа и связанных с ними величин скоростей охлаждения первого датчика, определенных заранее для тарировочного газа. Газовый счетчик содержит также второй датчик того же типа, что и первый, работающий на нагрев во время охлаждения первого датчика.A gas meter is known (US Pat. RU No. 2218556, G01F 1/684) comprising a channel for passing a gas stream through it, a first sensor that is located in the channel, and data processing means that are connected to the first sensor to drive the first sensor by alternative heating and cooling, measure the cooling rate of the first sensor during its cooling and determine the current value of the flow rate of the gas flowing through the channel, in accordance with the measured cooling rate of the first sensor, by use of the calibration table containing pairs of different values of the gas flow rate and the associated values of the cooling rates of the first sensor, determined in advance for the calibration gas. The gas meter also contains a second sensor of the same type as the first, working on heating during cooling of the first sensor.
Недостатком счетчика является его непригодность для использования в качестве бытового счетчика газа квартирного типа вследствие сложности практической реализации. К недостаткам следует также отнести сложность тарировки счетчика, ненадежность конструкции, поскольку нити накаливания анемометрических датчиков могут быть повреждены при вибрациях во время транспортировки к месту использования счетчика газа, необходимость использования мощной батарейки для нагревания датчика, нарушение правил безопасности с взрывоопасными веществами при нагреве датчика.The disadvantage of the meter is its unsuitability for use as a residential type gas meter due to the complexity of its practical implementation. The disadvantages include the complexity of meter calibration, unreliable design, since the filament of anemometric sensors can be damaged during vibrations during transportation to the place of use of the gas meter, the need to use a powerful battery to heat the sensor, violation of safety rules with explosive substances when the sensor is heated.
Из числа аналогов наиболее близким по технической сущности является измеритель расхода газа с преобразованием колебания струи в электрический сигнал (заявка №2005110574, G01F 1/20), содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, внутри которого помещено чувствительное к изменению давления устройство, содержащее генератор колебаний со струйными дискретными элементами, содержащими сопло питания, рабочую камеру и разделитель, на котором установлен пьезодатчик, формирующий сигналы о фактическом расходе газа, причем струйный генератор выполнен в виде стапелированных круглых пластин, снабженных соответствующими прорезями и разделителями потока, которые соединены в одно целое при помощи стяжных винтов, контейнер с пьезодатчиками дополнительно оснащен резиновой прокладкой, прижатой сверху резиновой накладкой, снаружи измеритель расхода газа закрыт кожухом, несущим на себе вилку электроразъема, внутри кожуха размещена плата с элементами электронной схемы.Of the analogues, the closest in technical essence is a gas flow meter with the conversion of the oscillation of the jet into an electrical signal (application No. 2005110574, G01F 1/20), comprising a housing with input and output fittings, inside of which is placed a pressure-sensitive device containing an oscillation generator with discrete inkjet elements containing a power nozzle, a working chamber and a separator, on which a piezoelectric transducer is mounted, which generates signals about the actual gas flow rate, moreover, the jet generator in the form of stacked round plates equipped with corresponding slots and flow dividers, which are connected integrally by means of tightening screws, the container with piezoelectric sensors is additionally equipped with a rubber gasket pressed against the rubber overlay, the gas flow meter is closed on the outside by a casing carrying an electrical plug on it, inside The housing contains a circuit board with electronic circuit elements.
К недостаткам измерителя расхода можно отнести невысокую точность измерения вследствие нелинейности его характеристики преобразования.The disadvantages of the flow meter can be attributed to the low measurement accuracy due to the non-linearity of its conversion characteristics.
Ему присущи также недостаточно широкие функциональные возможности.It also has inadequate functionality.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей счетчика газа.The technical result of the claimed invention is to increase the accuracy and expand the functionality of a gas meter.
Указанный результат достигается тем, что в счетчик газа, включающий генератор колебаний со струйными дискретными элементами, последовательно соединенный с пьезопреобразователем, размещенные в одном корпусе с входным и выходным патрубками, дополнительно введены датчик температуры, размещенный в том же корпусе, усилитель, компаратор, вычислительный блок, блок коррекции характеристики преобразования, таймер, блок преобразования сигнала от датчика температуры, блок связи с компьютером, жидкокристаллический индикатор, причем вход усилителя соединен с выходом пьезопреобразователя, а выход усилителя соединен со входом компаратора, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции характеристики преобразования, третий вход вычислительного блока соединен с выходом таймера, а четвертый вход соединен с выходом блока преобразования сигнала от датчика температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры, первый выход вычислительного блока соединен со входом блока связи с компьютером, второй выход вычислительного блока соединен с жидкокристаллическим индикатором.This result is achieved by the fact that a gas sensor, an amplifier, a comparator, and a computing unit are additionally introduced into the gas meter, which includes an oscillation generator with discrete jet elements, connected in series with a piezoelectric transducer, placed in one housing with inlet and outlet nozzles, in addition , a block for correcting conversion characteristics, a timer, a block for converting a signal from a temperature sensor, a communication unit with a computer, a liquid crystal indicator, and the input will amplify For, it is connected to the output of the piezoelectric transducer, and the amplifier output is connected to the comparator input, the output of which, in turn, is connected to the first input of the computing unit, the second input of which is connected to the output of the conversion characteristic correction unit, the third input of the computing unit is connected to the timer output, and the fourth the input is connected to the output of the signal conversion unit from the temperature sensor, the input of which is connected to the output of the temperature sensor, the first output of the computing unit is connected to the input of the communication unit with the computer Yuter, the second output of the computing unit is connected to a liquid crystal indicator.
Введение блока коррекции характеристики преобразования сигнала от пьезопреобразователя в расход газа позволяет повысить точность измерения расхода газа за счет разбиения характеристики на линейные участки и использования для каждого участка индивидуального коэффициента пересчета поступающих от генератора колебаний импульсов в количество газа.The introduction of a correction block for the characteristics of converting the signal from the piezoelectric transducer to the gas flow rate allows to increase the accuracy of measuring the gas flow rate by dividing the characteristics into linear sections and using for each section an individual conversion factor of the pulses from the oscillation generator into the amount of gas.
Введение датчика температуры и блока преобразования сигнала от датчика температуры позволяет повысить точность измерения расхода за счет учета поправки на температуру газа, поскольку расход газа зависит от температуры.The introduction of a temperature sensor and a block for converting a signal from a temperature sensor makes it possible to increase the accuracy of flow measurement by taking into account the correction for gas temperature, since gas flow depends on temperature.
Введение таймера позволяет расширить функциональные возможности счетчика газа, обеспечивая учет времени работы счетчика газа.The introduction of a timer allows you to expand the functionality of the gas meter, providing a record of the time of the gas meter.
Блок связи с компьютером дает возможность передавать показания счетчика во внешнюю систему.The communication unit with the computer makes it possible to transmit the meter readings to an external system.
На чертеже представлена блок-схема счетчика газа.The drawing shows a block diagram of a gas meter.
Устройство содержит корпус с входным и выходным патрубками 1, генератор колебаний со струйными дискретными элементами 2, пьезопреобразователь 3, датчик температуры 4, усилитель 5, компаратор 6, вычислительный блок 7, блок коррекции характеристики преобразования 8, таймер 9, блок преобразования сигнала от датчика температуры 10, блок связи с компьютером 11, жидкокристаллический индикатор 12, причем выход генератора колебаний со струйными элементами 2 соединен со входом пьезообразователя 3, вход усилителя 5 соединен с выходом пьезопреобразователя 3, а выход усилителя 5 соединен со входом компаратора 6, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом вычислительного блока 7, второй вход которого соединен с выходом блока коррекции характеристики преобразования 8, третий вход вычислительного блока 7 соединен с выходом таймера 9, а четвертый вход соединен с выходом блока преобразования сигнала от датчика температуры 10, вход которого соединен с выходом датчика температуры 4, первый выход вычислительного блока 7 соединен со входом блока связи с компьютером 11, второй выход вычислительного блока 7 соединен с жидкокристаллическим индикатором 12.The device comprises a housing with inlet and outlet nozzles 1, an oscillation generator with jet discrete elements 2, a piezoelectric transducer 3, a temperature sensor 4, an amplifier 5, a comparator 6, a computing unit 7, a conversion characteristic correction unit 8, a timer 9, a signal conversion unit from a temperature sensor 10, a communication unit with a computer 11, a liquid crystal indicator 12, and the output of the oscillation generator with inkjet elements 2 is connected to the input of the piezoelectric transducer 3, the input of the amplifier 5 is connected to the output of the piezoelectric transducer 3, and the output of the amplifier 5 is connected to the input of the comparator 6, the output of which, in turn, is connected to the first input of the computing unit 7, the second input of which is connected to the output of the conversion characteristic correction unit 8, the third input of the computing unit 7 is connected to the output of the timer 9, and the fourth input is connected to the output of the signal conversion unit from the temperature sensor 10, the input of which is connected to the output of the temperature sensor 4, the first output of the computing unit 7 is connected to the input of the communication unit with the computer 11, calculate the second output nogo unit 7 is connected to the liquid crystal display 12.
Счетчик газа работает следующим образом.The gas meter works as follows.
Газ, проходя через корпус 1 устройства, воздействует на генератор колебаний со струйными дискретными элементами 2, причем сила воздействия пропорциональна величине расхода газа.Gas passing through the housing 1 of the device acts on the oscillation generator with discrete discrete elements 2, and the force of influence is proportional to the value of gas flow.
Колебания струй газа, генерируемые генератором колебаний со струйными дискретными элементами 2, воздействуя на пьезопреобразователь 3, вызывают генерацию электрического сигнала синусоидальной формы на его выходе с частотой, пропорциональной величине расхода газа. Этот сигнал усиливается усилителем 5 и поступает на вход компаратора 6, который преобразует синусоидальный сигнал в сигнал прямоугольной формы, пригодный для цифровой обработки. Этот сигнал поступает на первый вход вычислительного блока 7. При поступлении каждого положительного фронта сигнала вычислительный блок 7 определяет величину расхода по времени между двумя соседними положительными импульсами и в зависимости от величины расхода, извлекает из блока коррекции характеристики преобразования 8 значение коэффициента пересчета импульсов в количество газа, соответствующее текущему расходу.Oscillations of gas jets generated by an oscillator with discrete inkjet elements 2, acting on the piezoelectric transducer 3, cause the generation of an electric signal of a sinusoidal shape at its output with a frequency proportional to the gas flow rate. This signal is amplified by an amplifier 5 and fed to the input of a comparator 6, which converts the sinusoidal signal into a square wave signal suitable for digital processing. This signal is fed to the first input of the computing unit 7. Upon receipt of each positive edge of the signal, the computing unit 7 determines the flow rate in time between two adjacent positive pulses and, depending on the flow rate, extracts the value of the conversion factor of the pulses to the amount of gas from the conversion characteristic correction unit 8 corresponding to current consumption.
В блоке коррекции характеристики преобразования 8 содержится набор коэффициентов пересчета, соответствующих линейным участкам графика зависимости расхода газа от частоты выходного сигнала генератора колебаний со струйными дискретными элементами 2.In the correction block of the conversion characteristic 8 contains a set of conversion factors corresponding to the linear sections of the graph of gas consumption versus frequency of the output signal of the oscillation generator with discrete inkjet elements 2.
После извлечения из блока коррекции характеристики преобразования 8 значения коэффициента пересчета импульсов в количество газа, соответствующего текущему расходу, вычислительный блок 7 считывает из блока преобразования сигнала от датчика температуры 10 значение температуры, измеренное датчиком температуры 4, и вводит поправку на температуру в коэффициент пересчета импульсов в количество газа.After extracting from the correction block the conversion characteristics 8 of the value of the conversion factor of the pulses into the amount of gas corresponding to the current flow rate, the computing unit 7 reads from the conversion unit of the signal from the temperature sensor 10 the temperature value measured by the temperature sensor 4 and introduces a temperature correction into the conversion factor of the pulses in amount of gas.
Вычислительный блок 7 добавляет к накапливаемому в нем суммарному количеству газа количество газа, соответствующее одному импульсу входного сигнала, определяемое коэффициентом пересчета, соответствующим текущему расходу, с учетом поправки на температуру газа.The computing unit 7 adds to the accumulated total amount of gas in it the amount of gas corresponding to one pulse of the input signal, determined by the conversion factor corresponding to the current flow rate, taking into account the correction for the gas temperature.
Таймер 9 подсчитывает время работы газового счетчика. Вычислительный блок 7 принимает текущее значение времени из таймера 9 и через заданные интервалы времени (например, один раз в сутки или по запросу из компьютера) выдает в блок связи с компьютером 11 накопленное суммарное количество газа, измеренное счетчиком газа, а также суммарное время работы счетчика газа.Timer 9 counts the operating time of the gas meter. Computing unit 7 receives the current time value from timer 9 and, at predetermined time intervals (for example, once a day or upon request from a computer), outputs to the communication unit with computer 11 the accumulated total amount of gas measured by the gas meter, as well as the total operating time of the meter gas.
Измеренные суммарные значения количества газа и времени работы счетчика газа выдаются также в жидкокристаллический индикатор 12 через заданные интервалы времени (например, один раз в пять секунд).The measured total values of the amount of gas and the operating time of the gas meter are also output to the liquid crystal display 12 at predetermined time intervals (for example, once every five seconds).
Предлагаемое изобретение позволяет повысить точность измерения расхода и количества газа за счет введения блока коррекции характеристики преобразования 8 сигнала от пьезопреобразователя. Для каждого конкретного датчика расхода, включающего корпус 1, генератор колебаний со струйными дискретными элементами 2 и пьезопреобразователь 3 на калибровочном стенде, "продувая" датчик воздухом, снимают зависимость расхода от частоты, которая имеет нелинейный характер. Затем, разбивая график зависимости на линейные участки, для каждого участка определяют индивидуальный коэффициент пересчета частоты выходного сигнала датчика в расход газа. Эти значения заносят в блок коррекции характеристики преобразования 8 и далее они используются счетчиком газа в процессе работы.The present invention improves the accuracy of measuring the flow rate and the amount of gas by introducing a correction block for the conversion characteristics of the signal 8 from the piezoelectric transducer. For each specific flow sensor, including the housing 1, the oscillation generator with jet discrete elements 2 and the piezoelectric transducer 3 on the calibration stand, "blowing" the sensor with air, remove the dependence of the flow on the frequency, which is non-linear. Then, breaking the dependence graph into linear sections, for each section, an individual coefficient for converting the frequency of the sensor output signal to gas flow is determined. These values are entered into the correction unit of the conversion characteristics 8 and then they are used by the gas meter during operation.
Точность измерения повышается также за счет введения датчика температуры 4 и блока преобразования сигнала от датчика температуры 10. Погрешность измерения расхода газа определяется формулойThe measurement accuracy is also improved by introducing a temperature sensor 4 and a signal conversion unit from the temperature sensor 10. The error in measuring the gas flow is determined by the formula
где q - относительная погрешность счетчика газа;where q is the relative error of the gas meter;
где V0 - объем при калибровке, равный, например, 10 л воздуха;where V 0 - volume during calibration, equal, for example, 10 l of air;
Т°С - температура воздуха, проходящего через датчик при "продувке";T ° C is the temperature of the air passing through the sensor during "purging";
F - частота синусоидального сигнала на выходе пьезопреобразователя;F is the frequency of the sinusoidal signal at the output of the piezoelectric transducer;
М - значение коэффициента пересчета частоты в значение расхода;M is the value of the frequency conversion coefficient to the flow value;
k - коэффициент, учитывающий другие факторы (перепад давления в датчике, атмосферное давление).k - coefficient taking into account other factors (pressure drop in the sensor, atmospheric pressure).
При калибровке счетчика газа на стенде измеряется значение температуры Тг (градуировочное) и заносится в блок коррекции 8. Далее в процессе работы счетчика газа, смонтированного у потребителя, вычислительный блок 7 вводит поправку на температуру в соответствии с формулойWhen calibrating the gas meter on the bench, the temperature value T g (calibration) is measured and entered in the correction unit 8. Then, during operation of the gas meter mounted at the consumer, the computing unit 7 introduces a temperature correction in accordance with the formula
где Ти - значение температуры, измеренное датчиком температуры 4.where T and is the temperature value measured by the temperature sensor 4.
Учет поправки на температуру газа позволяет уменьшить погрешность измерения расхода газа и, следовательно, повысить точность.Taking into account the correction for gas temperature can reduce the error in measuring the gas flow and, therefore, increase the accuracy.
Введение таймера 9 и блока связи с компьютером 11 расширяет функциональные возможности счетчика газа, поскольку позволяет выполнить требования учета времени работы прибора и передачи измеренных данных во внешние системы, предъявляемые к современным приборам учета энергоресурсов.The introduction of a timer 9 and a communication unit with a computer 11 expands the functionality of the gas meter, since it allows you to meet the requirements of accounting for the operating time of the device and the transfer of measured data to external systems presented to modern energy metering devices.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103645/28A RU2337322C1 (en) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | Gas meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007103645/28A RU2337322C1 (en) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | Gas meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2337322C1 true RU2337322C1 (en) | 2008-10-27 |
Family
ID=40042113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007103645/28A RU2337322C1 (en) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | Gas meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2337322C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488780C1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО) | Gas meter |
RU187822U1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-03-19 | Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО) | Gas meter with remote control function based on LoRa technology |
RU213086U1 (en) * | 2021-01-11 | 2022-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" | Electronic attachment to mechanical gas and water meters for automated systems |
-
2007
- 2007-01-30 RU RU2007103645/28A patent/RU2337322C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488780C1 (en) * | 2012-02-16 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО) | Gas meter |
RU187822U1 (en) * | 2018-10-22 | 2019-03-19 | Открытое акционерное общество Омское производственное объединение "Радиозавод имени А.С. Попова" (РЕЛЕРО) | Gas meter with remote control function based on LoRa technology |
RU213086U1 (en) * | 2021-01-11 | 2022-08-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" | Electronic attachment to mechanical gas and water meters for automated systems |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7366625B1 (en) | Method, apparatus and computer medium for correcting transient flow errors in flowmeter proving data | |
WO2011161873A1 (en) | Ultrasonic flow rate measurement device | |
KR20070100393A (en) | Flow rate measurement device | |
US10066976B2 (en) | Vortex flow meter with micromachined sensing elements | |
RU2337320C1 (en) | Water meter | |
CN106840292A (en) | MEMS thermal mass gas meter apparatus and measuring gas flow rate method | |
WO2006008837A1 (en) | Multi-vortex flow meter | |
RU2337322C1 (en) | Gas meter | |
EP3153854A1 (en) | Determination of combustion parameters from physical gas parameters | |
CN103206997B (en) | Gas Roots flow measuring device and flow correction method for same | |
JP4487552B2 (en) | Gas shut-off device | |
RU2476829C2 (en) | Gas measuring device | |
CN203705093U (en) | Heating pipeline's fluid heat measuring device | |
CN203177911U (en) | Gas Roots flow measuring device | |
RU93971U1 (en) | HOT WATER METER | |
RU2336499C1 (en) | Ultrasonic gas flow meter-counter | |
RU93974U1 (en) | GAS FLOW METER | |
RU2337323C1 (en) | Gas meter | |
CN219434609U (en) | Liquid viscosity measuring device | |
JPH11190653A (en) | Flow amount compensator | |
JP2002062179A (en) | Gas meter | |
RU2175436C2 (en) | Jet-type automatically generating flowmeter-counter | |
RU2772068C1 (en) | Method for mass flow measurement | |
JP4670238B2 (en) | Gas shut-off device | |
RU2353904C2 (en) | Method for measurement of liquid flow and device for its realisation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150131 |