WO2006122639A1 - Balgengaszähler zur erfassung von gasdurchlaufmengen - Google Patents

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WO2006122639A1
WO2006122639A1 PCT/EP2006/003911 EP2006003911W WO2006122639A1 WO 2006122639 A1 WO2006122639 A1 WO 2006122639A1 EP 2006003911 W EP2006003911 W EP 2006003911W WO 2006122639 A1 WO2006122639 A1 WO 2006122639A1
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Raymond Richards
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Imeter B.V.
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    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/20—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows
    • G01F3/22—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases
    • G—PHYSICS
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    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/007—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus comprising means to prevent fraud
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    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/14—Casings, e.g. of special material

Definitions

  • the invention relates to a measuring device, in particular a diaphragm gas meter, comprising a mechanical measuring device for detecting the volume of a volatile medium flowing in a line, a processor unit for metrological data acquisition and data storage, and at least one data interface for, preferably wireless, data transmission to external data processing equipment.
  • DE 199 22 603 A1 describes a method and a device for remote reading of a consumption meter. It is stated that a consumption meter, which is not described as such, is electrically connected to a remote-off module, by means of which bidirectional data transmission to a remote-access device is possible. At the same time, parameterization of the measuring device is ensured, which can be carried out with the aid of a parameterization device. An additional buffering of the current reading data additionally increases the security of the method.
  • a diaphragm gas meter has two functionally symmetrical measuring chambers. These are separated by a membrane and are otherwise separated from the housing. se of the measuring device limited. Both measuring chambers each have an inlet connection and an outlet connection, via which the gas can flow into or out of the measuring chamber. The inlets and outlets can be closed by valves.
  • the membrane expands and displaces the gas in the other measuring chamber through its outlet nozzle.
  • the expansion is detected and as soon as the filled measuring chamber contains a gas volume defined by the membrane expansion, the closing of its inlet valve and the opening of its outlet valve are triggered.
  • the opposite happens with respect to the second measuring chamber, which is now filled and in turn displaces the gas from the first measuring chamber.
  • Each switching operation is therefore equivalent to the flow of a defined amount of gas. Therefore, with each switching operation, a counter is actuated, from which finally the amount of gas passed through within a defined period of time can be read.
  • the DE 41 32 604 Cl developed the known diaphragm gas meter by a gearbox with variable ratio is inserted between the measuring mechanism and counter.
  • a temperature-sensitive actuator adjusts the transmission so that it is compensated by a different gas temperature from the normal conditions.
  • DE 41 05 283 Al with its proposal to control the flow meter described there using a process computer.
  • the membrane When filling one of the measuring chambers, the membrane no longer triggers mechanical switching of the counter. The expansion of the membrane is rather detected electronically by means of sensors and their electrical signals are forwarded to the said process computer.
  • a temperature sensor is additionally available, which records the current gas temperature and also forwards it to the process computer. The process computer uses this data to determine the flow rate and display it.
  • DE 41 05 283 A1 proposes a safety device which, when the operating voltage drops, causes the closure of a shut-off valve and thus makes a major contribution to the operational safety of such measuring devices.
  • the diaphragm gas meters described above have a life of about 8 to 16 years. Only then will it be necessary to replace the meter due to deviations or defects.
  • the invention has for its object to provide a measuring device, in particular a diaphragm gas meter, whose manipulation particularly difficult and its reading, testing, calibration and maintenance is simplified.
  • a manipulation of the measuring device is made more difficult by the fact that all components relevant for the detection of the gas quantity are located within the metallic housing.
  • the fact that, in particular, the counter is inaccessible and the housing is metrologically terminated, can not be done in a conventional manner influencing the electrically active components and the mechanical measuring device.
  • the measuring system is completely shielded from the outside world. Contact can be made via the data interface parts, which consist of an internal, metrologically sealed housing, and an external part connected to a read-out module and via which data can be sent to the measuring device, but can also be sent by it. However, even before these data leave the measuring device, they are corrected by means of the processor unit on the basis of the temperature of the medium, and finally, ready-processed, transmitted to the external read-out module.
  • the lying in the housing electrical components have an intelligent power supply, which is designed redundant. This can be achieved with a lithium battery as the main power supply. If this is low, the redundant second battery is automatically used for power supply. When replacing the batteries, it is important that no power failure occurs at any time. This is achieved by locking the batteries, which ensures that only one battery can ever be removed. If there is only one battery in the housing, it will be enclosed in it at least until a second battery has been inserted. A removal of the battery is stored in the memory of the processor unit by means of a time stamp.
  • the processor unit is capable of detecting such deviations and, in the event of their occurrence, triggering a shut-off valve, which is integrated in the measuring device, electronically. An unsafe condition is avoided in this way.
  • the data interface not only provides data of the measuring device to the outside, but is also able to receive control and configuration commands from an external data processing device. An approximation of the measuring device is thus also possible from a distance.
  • mechanical movements of the housing can be registered by means of sensors, so that movement of the housing can be detected by the control electronics. An impairment of the measurement result by an improper position of the measuring device is thus impossible.
  • the measuring device can react depending on the setting with a timestamp and / or a blocking of the gas line.
  • the processor unit is able to distinguish such wanton movements from earthquakes or jostles. If an earthquake is detected, the shut-off valve is closed for safety reasons.
  • a data memory For this come memory chips in question, which are housed inside the housing and can be controlled by the control electronics. Such a memory chip can also be read out via the data interface. For reading a read-out device is attached to the housing via the interface, via the communication module, a data connection is made to an external data processing device. Also, various data can be displayed using the 7-segment display. With the aid of the external data processing devices, it is additionally possible to carry out both an adjustment and calibration of the measuring device and a processing of the data provided by the measuring device.
  • data storage is performed on multiple memory chips simultaneously. For example, by manipulating with a magnet incorrectly saved data can be detected and corrected if necessary.
  • the stored contents of the chips can advantageously be used as the output data set after a restart.
  • the only software available counter data are held in this way for the further use of the measuring device.
  • a data record saved on the memory chips also contains other relevant data such as date and time of storage.
  • storage is also carried out in the event of an error and the data set created for this storage is supplemented to the effect that an error code is added which allows conclusions about the type of error that has occurred.
  • a pressure sensor which determines the pressure of the volatile medium within the gas line and this provides the control electronics available. His data is used to determine the operating status. Due to excessive pressure, the operational safety can be considered endangered and the operation of the measuring device can be stopped.
  • the readout module has an externally readable display, by means of which the count of the gas consumption determined by the processor unit can be optically determined.
  • the count of the gas consumption determined by the processor unit can be optically determined.
  • 7-segment displays are particularly suitable for this purpose. They are easy to control and give the viewer a clear picture of the displayed data.
  • the display can be switched on and off with the aid of a button so that the display does not have to be permanently supplied with voltage. Especially at a supply by means of a rechargeable battery, it is advantageous to minimize the power consumption due to such a display. It is also not limited to operate the switch to read the display.
  • the readout module advantageously has a reading device for reading chip cards or magnetic cards, with the aid of which additional functions are made possible.
  • a reading device for reading chip cards or magnetic cards, with the aid of which additional functions are made possible.
  • the possibility of reading prepaid cards and, if appropriate, devaluing them, with which the gas provider first acquires a fixed amount of gas, and which subsequently can be consumed by the user is of interest here. If the credit card, which has been upgraded with the aid of the chip card or magnetic card, before the customer has purchased and read in a new card and has thus charged his "account", the processor unit blocks the gas line and no further gas can be consumed before a recharging process ,
  • the data are transmitted from the data interface parts wirelessly to the external data processing devices.
  • technologies such as WLAN or Bluetooth are used with advantage.
  • the data interface with the Internet or an intranet is connected, so that the data of the measuring device are also available from a distance. Both a configuration and readjustments can be carried out by qualified personnel without having to make them available on site.
  • An alternative to this is the data transmission by means of a data bus. In such a configuration, a variety of measuring devices can be accommodated Use only a transmission system controlled and controlled.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a measuring device which is installed on a gas line.
  • FIG. 1 shows a measuring device 1, which is permanently installed on a gas line 4.
  • the measuring device 1 is executed in a metrologically sealed housing 3, in which contain the metrologically active ingredients.
  • These components are a processor unit 2, which is fed, inter alia, with data from a pressure sensor 7 and a temperature sensor 6.
  • the processor unit 2 takes into account the pressure and the temperature of the gas flowing through the gas conduit 4, thus taking into account the deviations of the gas from the normal conditions.
  • the processor unit 2 processes its underlying data and transmits both the meter data, as well as the derived data, system and error conditions and the data provided by temperature sensor 6 and pressure sensor 7 data to external devices as needed.
  • the measuring device 1 has a data interface, consisting of an interface 13 for connection of a readout module 11, as well as a communication module 14 contained in this readout module. Via the latter, the data are transmitted wirelessly to the external data processing devices, such as a laptop. Conversely, from this laptop also a control or adjustment signal can be sent to the measuring device.
  • a data interface consisting of an interface 13 for connection of a readout module 11, as well as a communication module 14 contained in this readout module. Via the latter, the data are transmitted wirelessly to the external data processing devices, such as a laptop. Conversely, from this laptop also a control or adjustment signal can be sent to the measuring device.
  • the aspect essential to the invention represents the concentration of all these constituents within a housing 3.
  • the metrologically sealed housing 3 is safe from external influences such as high heat and cold, moisture or electricity, which often lead to premature failure of such measuring devices.
  • this compact design is also an obstacle to any attempt at manipulation, such as by blocking a counter or destruction or interference of electrical components, such as the application of voltage or magnetic fields.
  • Data processing devices not shown in the figure are capable of receiving the data transmitted by the measuring device 1 by means of the communication module 14 prepare and provide derived information. These can be both information about user habits, as well as technical data, about the overall condition of a connected line network. In particular, the first of these two aspects may be of great interest to the user if strategies for gas consumption can be proposed, taking into account possible tariff systems for gas supply.
  • the internal state of the housing can also be monitored and reported to the outside.
  • the processor unit 2 is also notified of any movement of the housing, it being possible to distinguish between deliberate shaking and, for example, an earthquake.
  • a wanton movement causes the processor unit 2 to suspect a tampering attempt and as a result may occlude the gas line by means of a shut-off valve 16.
  • the event is noted by means of a time stamp in the data memory 5 of the measuring device 1.
  • a detected as earthquake movement leads to the shut-off of the gas line 4 by means of the shut-off valve 16.
  • the read-out module has a reading device 12, with the aid of which chip or magnetic cards can be read into the measuring device 1.
  • prepaid systems can be realized by the customer acquiring a certain amount of gas in the form of a chip card, reading it into the measuring device 1 and thereby allowing the purchase of gas until the purchased credit has been used up.
  • Measuring device Processor unit Housing Gas line Data memory Temperature sensor Pressure sensor Measuring unit Main power source Spare power source Read-out module Reader Interface Communication module Display Shut-off valve

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Abstract

Seit Langem werden Balgengaszähler zur Erfassung von Gasdurchsatzmengen eingesetzt. Jedoch sehen sich die Gasversorger Manipulationsversuchen ausgesetzt. Zudem werden durch häufige Vertragsweσhsel Zählerstände zunehmend häufiger mit Personalaufwand abgelesen. Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung, insbesondere einen Balgengaszähler, zu schaffen, dessen Manipulation besonders erschwert und dessen Prüfung, Kalibrierung und Wartung vereinfacht ist. Die erfindungsgemäße Messeinrichtung löst diese Aufgabe durch ein metrologisch versiegeltes Gehäuse (3) , in welchem sämtliche messtechnisch wirksamen Bestandteile integriert und einer möglichen Manipulation entzogen sind. Manipulierte oder beschädigte Messeinrichtungen (1) verschließen selbsttätig die Gasleitung und bieten Sicherheit für den Benutzer. Ebenfalls realisiert die Erfindung ein Prepaid-System sowie eine komfortable Steuerung, Justierung und Ablesemöglichkeiten vor Ort und aus der Ferne .

Description

BALGENGASZÄHLER ZUR ERFASSUNG VON GASDURCHLAUFMENGEN
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung, insbesondere einen Balgengaszähler, umfassend ein mechanisches Messwerk zur Erfassung des Volumens eines in einer Leitung fließenden, flüchtigen Mediums, eine Prozessoreinheit zur metrologischen Messwerterfassung und Datenspeicherung, sowie zumindest eine Datenschnittstelle zur, vorzugsweise drahtlosen, Datenübertragung an außen liegende Datenverarbeitungsgeräte.
Seit vielen Jahren werden Balgengaszähler zur Erfassung von
Gasdurchlaufmengen beispielsweise in Verbindung mit Gashei- zungen oder Gasabfüllanlagen als Verbrauchszähler eingesetzt.
In der DE 199 22 603 Al wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fernablesen eines Verbrauchszählers beschrieben. Es wird ausgeführt, dass ein als solcher nicht näher beschriebe- ner Verbrauchszähler elektrisch mit einem Fernabiesemodul verbunden ist, mithilfe dessen eine bidirektionale Datenübertragung zu einer Fernabfrageeinrichtung möglich ist. Gleichzeitig ist eine Parametrierung der Messeinrichtung gewährleistet, die mithilfe einer Parametriereinrichtung durchge- führt werden kann. Eine zusätzliche Zwischenspeicherung der aktuellen Ablesedaten erhöht zusätzlich die Sicherheit des Verfahrens .
Die Funktion eines Balgengaszählers als Messeinrichtung wird in der DE 24 29 013 C3 näher erläutert. Ein Balgengaszähler weist zwei funktionell symmetrische Messkammern auf. Diese sind durch eine Membran getrennt und ansonsten von dem Gehäu- se der Messeinrichtung begrenzt. Beide Messkammern weisen je einen Eingangsstutzen und je einen Ausgangsstutzen auf, über die das Gas in die Messkammer ein bzw. aus ihr herausströmen kann. Die Ein- und Auslässe sind über Ventile verschließbar.
Beim Einströmen des Gases in eine der Messkammern dehnt sich die Membran aus und verdrängt das in der anderen Messkammer befindliche Gas durch deren Ausgangsstutzen. Die Ausdehnung wird erfasst und sobald die gefüllte Messkammer ein aufgrund der Membranenausdehnung definiertes Gasvolumen enthält, wird das Schließen ihres Einlassventils sowie das Öffnen ihres Auslassventils ausgelöst. Gleichzeitig passiert das Gegenteil bezüglich der zweiten Messkammer, welche nun gefüllt wird und ihrerseits das Gas aus der ersten Messkammer verdrängt.
Jeder Umschaltvorgang ist folglich gleichbedeutend mit dem Durchfluss einer definierten Gasmenge. Daher wird mit jedem Umschaltvorgang ein Zählwerk betätigt, von welchem schließlich die innerhalb eines festgelegten Zeitraumes durchgeflos- sene Gasmenge ablesbar ist.
Bei höheren Temperaturen weist eine durch ihre Masse bestimmte Menge Gas bekanntermaßen auch ein größeres Volumen auf . Dies wurde im Allgemeinen durch den Versuch kompensiert, das Gas stets auf einer festgelegten Temperatur zu halten, so dass ein Vergleich ohne Weiteres möglich ist. Dies bringt jedoch ein erhebliches Maß an Ungenauigkeit mit sich, das bei stetig steigenden Energiekosten nicht mehr unberücksichtigt bleiben kann.
Zu diesem Zwecke entwickelt die DE 41 32 604 Cl den bekannten Balgengaszähler weiter, indem zwischen Messwerk und Zählwerk ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung eingefügt wird. Ein temperaturempfindliches Stellglied stellt das Getriebe derart ein, dass die durch eine von den Normalbedingungen abweichende Gastemperatur kompensiert wird.
Eine solche mehrteilige Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse zu vereinen schlägt die DE 195 01 858 C2 vor. Dabei greifen die Elemente des Messwerks und Getriebes formschlüssig ineinander und stellen eine integrierte Bauform der vorstehend beschriebenen Funktionalität dar.
Eine weitere Erhöhung der Messsicherheit bringt die DE 41 05 283 Al mit ihrem Vorschlag, das dort beschriebene Durchfluss- Messgerät mithilfe eines Prozessrechners zu steuern. Die Membran löst bei der Füllung einer der Messkammern nicht mehr mechanisch ein Weiterschalten des Zählwerks aus. Die Ausdehnung der Membran wird vielmehr elektronisch mittels Sensoren erfasst und deren elektrische Signale an den genannten Prozessrechner weitergeleitet. Neben dem durch die Membran realisierten Gasmengenfühler ist zusätzlich ein Temperaturfühler vorhanden, der die aktuelle Gastemperatur erfasst und diese ebenfalls an den Prozessrechner weiterleitet. Der Prozessrechner ermittelt mit diesen Daten die Durchflussmenge und bringt diese zur Anzeige. Zusätzlich schlägt die DE 41 05 283 Al eine Sicherheitseinrichtung vor, die bei einem Abfall der Betriebsspannung die Schließung eines Absperrventils veran- lasst und so einen großen Beitrag zur Betriebssicherheit solcher Messeinrichtungen leistet.
Da zu Zwecken der Prüfung und Kalibrierung solcher Messein- richtungen aus Gründen der vorgeschriebenen mechanischen Aus- kopplung des im Druckbereich entstehenden Zählergebnisses eine Verbringung des gesamten Balgengaszählers zu einer Prüf- anlage vonnöten wäre, bietet die durch die DE 101 11 147 Al vorgeschlagene Lösung einen erheblichen Fortschritt. Es wird beschrieben, einen elektronischen Zählchip zur Aufzeichnung des Messergebnisses zu verwenden. Dieser kann einzeln dem Zähler entnommen und seine Anzeige mit dem herkömmlich mecha- nisch ermittelten Ergebnis verglichen werden.
Im Allgemeinen haben die vorstehend beschriebenen Balgengaszähler eine Lebensdauer von etwa 8 bis 16 Jahren. Erst danach wird aufgrund von Abweichungen oder defekten ein Austausch des Zählers nötig.
Jedoch haben die Energieversorger in Zeiten immer stärker steigender Energiepreise auch zunehmend mit Versuchen der Manipulation von Messeinrichtungen zu kämpfen. Insbesondere mechanische Zähler sind durch die einfach zu durchschauende Bauweise besonders gefährdet. Durch einfaches Blockieren des Zählwerks oder dessen Zurückdrehen ist eine zuverlässige Messung leicht zugunsten des Verbrauchers zunichte zu machen. Selbst elektrische und elektronische Zähler lassen sich oft- mals mithilfe von Magneten, unter Einfluss von Hitze, Kälte oder Feuchtigkeit leicht manipulieren. Auch ein Kippen des Zählers führt zu einer fehlerhaften Erfassung. Eine Möglichkeit zur Manipulation ist zudem, einmal aufgefunden, schnell im Internet verbreitet, so dass der Gasversorger theoretisch um sicher zu gehen sämtliche Zähler an seinem Netz austauschen müsste.
Speziell mit elektronischen Zählern nachgerüstete mechanische Messeinrichtungen sind leicht zu manipulieren, da hier sowohl mechanische Teile als auch die Elektronik in Angriff genommen werden können . Aus den vorgenannten Überlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung, insbesondere einen Balgengaszähler, zu schaffen, dessen Manipulation besonders erschwert und dessen Auslesung, Prüfung, Kalibrierung und Wartung vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Mess- einrichtung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen ausgeführt.
Erfindungsgemäß ist eine Manipulation der Messeinrichtung dadurch erschwert, dass sich alle für die Erfassung der Gasmenge relevanten Baugruppen innerhalb des metallischen Gehäuses befinden. Dadurch, dass insbesondere der Zähler unzugäng- lieh ist und das Gehäuse metrologisch abgeschlossen ist, kann nicht auf herkömmliche Art und Weise eine Beeinflussung der elektrisch wirksamen Bestandteile und des mechanischen Messwerks erfolgen. Die Messeinrichtung ist komplett von ihrer Außenwelt abgeschirmt. Kontakt lässt sich über die Daten- schnittsteile aufnehmen, die aus einem internen, im metrologisch verschlossenen Gehäuse untergebrachten, und einem externen, mit einem Auslesemodul verbundenen Teil besteht und über welche Daten zur Messeinrichtung gelangen, aber auch von ihr ausgesandt werden können. Noch bevor diese Daten jedoch die Messeinrichtung verlassen, werden sie mithilfe der Prozessoreinheit aufgrund der Temperatur des Mediums korrigiert und schließlich fertig aufbereitet dem außen liegenden Auslesemodul übermittelt.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die im Gehäuse liegenden elektrischen Komponenten eine intelligente Stromversorgung besitzen, die redundant ausgelegt ist. Dies kann mit einer Lithium-Batterie als Hauptstromversorgung erreicht werden. Geht diese zur Neige, so wird automatisch die redundante zweite Batterie zur Stromversorgung herangezogen. Beim Austauschen der Batterien ist es wichtig, dass zu keinem Zeitpunkt ein Stromausfall eintritt. Dies wird mit einer Verrie- gelung der Batterien erreicht, die dafür sorgt, dass immer nur eine Batterie entnommen sein kann. Befindet sich nur noch eine Batterie im Gehäuse, so wird diese zumindest so lange darin eingeschlossen, bis eine zweite Batterie eingelegt wurde. Ein Entnehmen der Batterie wird mithilfe eines Zeitstem- pels im Speicher der Prozessoreinheit gespeichert.
Es ist von Vorteil für die Sicherheit der Einrichtung, wenn bei einem auftretenden Systemfehler oder bei grenzwertigen Messergebnissen wie beispielsweise zu hohem Druck oder einer zu hohen Temperatur die Zufuhr von Gas durch die Gasleitung gesperrt werden kann. Erfindungsgemäß, ist die Prozessoreinheit dazu in der Lage, solche Abweichungen zu erkennen und im Falle ihres Auftretens ein Absperrventil, welches in der Messeinrichtung integriert ist, elektronisch auszulösen. Ein unsicherer Zustand wird auf diese Weise vermieden.
Mit Vorteil liefert die Datenschnittstelle nicht nur Daten der Messeinrichtung nach außen, sondern ist auch in der Lage, Steuer- und Konfigurationsbefehle von einem außen liegenden Datenverarbeitungsgerät entgegenzunehmen. Eine Angleichung der Messeinrichtung ist so ebenfalls aus der Ferne möglich.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind mechanische Bewegungen des Gehäuses mithilfe von Sensoren registrierbar, so dass eine Bewegung des Gehäuses von der Steuerelektronik erfasst werden kann. Eine Beeinträchtigung des Messerergebnisses durch eine nicht bestimmungsgemäße Lage der Messeinrichtung wird somit verunmöglicht . Nach dem Erkennen eines solchen Manipulationsversuchs kann die Messeinrichtung je nach Einstellung mit einem Zeitstempel und/oder einer Sperrung der Gasleitung reagieren. Die Prozessoreinheit ist jedoch in der Lage, solche mutwilligen Bewegungen von Erdbeben oder -stoßen zu unterscheiden. Wird ein Erdbeben detektiert, so wird aus Sicherheitsgründen das Absperrventil geschlossen.
Zur Sicherung der Zählerdaten ist es von Vorteil, diese in regelmäßigen Zeitabständen auf einem Datenspeicher zu spei- ehern. Dafür kommen Speicherchips in Frage, welche im Inneren des Gehäuses untergebracht und von der Steuerelektronik ansteuerbar sind. Ein solcher Speicherchip ist ebenfalls über die Datenschnittstelle auslesbar. Zum Auslesen wird über die Schnittstelle eine Auslesevorrichtung am Gehäuse angebracht, über dessen Kommunikationsmodul eine Datenverbindung zu einem außen liegenden Datenverarbeitungsgerät hergestellt wird. Auch können verschiedene Daten mithilfe der 7-Segment-Anzeige dargestellt werden. Mithilfe der außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte kann zusätzlich sowohl eine Justierung und Kalibrierung der Messeinrichtung, als auch eine Aufbereitung der von der Messeinrichtung bereitgestellten Daten durchgeführt werden.
Aus Gründen der Sicherheit und Kontrolle wird die Datenspeicherung auf mehreren Speicherchips gleichzeitig durchgeführt. So können etwa durch Manipulation mit einem Magneten falsch gesicherte Daten erkannt und gegebenenfalls korrigiert werden.
Nach einem Systemfehler kann vorteilhafter Weise der gespei- cherte Inhalt der Chips als Ausgangsdatensatz nach einem Neustart verwendet werden. Die nur softwaremäßig vorliegenden Zählerdaten werden auf diese Weise für die weitere Benutzung der Messeinrichtung bereitgehalten. In konkreter Ausgestal- tung enthält ein auf den Speicherchips gesicherter Datensatz neben diesen Zählerdaten auch sonstige relevante Daten wie Datum und Uhrzeit der Speicherung.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird eine Speicherung auch im Fehlerfall durchgeführt und der für diese Speicherung angelegte Datensatz dahingehend ergänzt, dass ein Fehlercode hinzugefügt wird, welcher Rückschlüsse auf die Art des aufgetretenen Fehlers zulässt.
Ein weiterer sicherheitsrelevanter Aspekt wird durch den Einsatz eines Druckfühlers abgedeckt, welcher den Druck des flüchtigen Mediums innerhalb der Gasleitung ermittelt und diesen der Steuerelektronik zur Verfügung stellt. Seine Daten werden für die Ermittlung des Betriebszustands eingesetzt. Aufgrund eines zu hohen Drucks kann die Betriebssicherheit für gefährdet erachtet werden und der Betrieb der Messein- richtung beendet werden.
Mit Vorteil weist das Auslesemodul eine von außen ablesbare Anzeige auf, mithilfe derer der Zählerstand des von der Prozessoreinheit ermittelten Gasverbrauchs optisch ermittelt werden kann. Auf diese Weise ist es für einen kurzen Überblick nicht notwendig, zur Information über den Zählerstand eines der außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte heranzuziehen. Aufgrund ihrer besonders guten Ablesbarkeit eignen sich hierfür insbesondere 7-Segment-Anzeigen. Sie sind leicht ansteuerbar und geben dem Betrachter ein klares Bild über die angezeigten Daten.
In konkreter Ausgestaltung ist die Anzeige mithilfe eines Tasters ein- und ausschaltbar, so dass die Anzeige nicht dauerhaft mit Spannung versorgt werden muss. Insbesondere bei einer Versorgung mithilfe eines Akkumulators ist es vorteilhaft, den Spannungsverbrauch aufgrund einer solchen Anzeige möglichst gering zu halten. Es ist außerdem keine Einschränkung, zum Ablesen der Anzeige den Schalter zu betätigen.
Mit Vorteil weist das Auslesemodul ein Lesegerät zum Auslesen von Chipkarten oder Magnetkarten auf, mit deren Hilfe weitere Funktionen ermöglicht werden. Insbesondere ist hierbei die Möglichkeit von Interesse, Prepaid-Karten einzulesen und ge- gebenenfalls zu entwerten, mit denen zunächst vom Gasanbieter eine festgelegte Gasmenge erworben wird, und die hernach vom Benutzer verbraucht werden kann. Läuft das mithilfe der Chipkarte oder Magnetkarte aufgewertete Guthaben ab, bevor der Kunde eine neue Karte erworben und eingelesen hat, und somit sein „Konto" aufgeladen hat, so sperrt die Prozessoreinheit die Gasleitung ab und vor einem erneuten Aufladevorgang kann kein weiteres Gas mehr verbraucht werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Daten von der Daten- schnittsteile drahtlos an die außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte übertragen werden. So besteht eine besonders große Freiheit in der Wahl der zu verwendenden Datenverarbeitungsgeräte. Bei der Übertragung der Daten werden mit Vorteil Technologien wie WLAN oder Bluetooth verwendet. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist die Datenschnittstelle mit den Internet oder einem Intranet verbunden, so dass die Daten der Messeinrichtung auch aus größerer Ferne abrufbar sind. Sowohl eine Konfiguration als auch Nachjustierungen können so von Fachpersonal durchgeführt werden, ohne dass diese vor Ort vorstellig werden müssen. Eine Alternative hierzu bietet die Datenübertragung mittels eines Datenbus. In einer solchen Konfiguration kann eine Vielzahl von Messeinrichtungen unter Verwendung nur eines Übertragungssystems gesteuert und kontrolliert werden.
Es hat sich zudem als vorteilhaft erwiesen, wenn nicht nur die reinen Zählerdaten als Datensatz bereitgehalten werden, sondern auch daraus ableitbare Daten mithilfe der Rechenelektronik ermittelt und über die Datenschnittstelle zur Verfügung gestellt werden. So kann der Benutzer Informationen über eigene Gewohnheiten und Verbrauchsmerkmale gewinnen, und durch gezielte Vorschläge, die der Anbieter anhand dieser Daten erstellen kann, seinen Verbrauch oder zumindest die Kosten hierfür senken. Dies ist auch im Sinne des Anbieters, da dieser durch seine Preispolitik eine gleichmäßigere Auslastung seiner Betriebsmittel begünstigen kann.
Um den Benutzer auf einen aufgetretenen Missstand aufmerksam zu machen, ist es von Vorteil, den aufgetretenen Fehler mithilfe eines Summers akustisch anzuzeigen. Zudem kann es von Vorteil sein, solche auftretenden Fehler mithilfe von Leucht- anzeigen, insbesondere von LEDs, optisch anzuzeigen. Auf diese Weise können dem Benutzer durch verschiedene Blinkfolgen auch unterschiedliche Fehlerzustände vermittelt werden. Insbesondere durch den Einsatz verschieden farbiger LEDs lassen sich verschiedene Zustände des Systems darstellen.
Die vorliegend beschriebene Messeinrichtung wird im Nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Messeinrichtung, welche an einer Gasleitung installiert ist.
Figur 1 zeigt eine Messeinrichtung 1, welche an einer Gasleitung 4 fest installiert ist. Die Messeinrichtung 1 ist in einem metrologisch verschlossenen Gehäuse 3 ausgeführt, in welchem die messtechnisch wirksamen Bestandteile enthalten sind. Diese Bestandteile sind eine Prozessoreinheit 2, welche unter anderem mit Daten von einem Druckfühler 7 und einem Temperaturfühler 6 gespeist wird. Die Prozessoreinheit 2 be- rücksichtigt den Druck und die Temperatur des durch die Gasleitung 4 strömenden Gases, um auf diese Weise die Abweichungen des Gases von den Normalbedingungen zu berücksichtigen. Die Prozessoreinheit 2 verarbeitet die ihr zugrunde liegenden Daten und übermittelt sowohl die Zählerdaten, als auch die abgeleiteten Daten, System- und Fehlerzustände und die von Temperaturfühler 6 und Druckfühler 7 bereitgestellten Daten bei Bedarf an außen liegende Geräte. Hierzu verfügt die Messeinrichtung 1 über eine Datenschnittstelle, bestehend aus einer Schnittstelle 13 zum Anschluss eines Auslesemoduls 11, sowie einem in diesem Auslesemodul enthaltenen Kommunikati- onsmodul 14. Über letzteres werden die Daten drahtlos an die außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte, etwa einen Laptop, übermittelt. Umgekehrt kann von diesem Laptop aus auch ein Steuer- oder Justierungssignal an die Messeinrichtung gesandt werden .
Der erfindungswesentliche Aspekt stellt die Konzentration all dieser Bestandteile innerhalb eines Gehäuses 3 dar. Das metrologisch verschlossene Gehäuse 3 ist sicher vor äußeren Einflüssen wie großer Hitze und Kälte, Feuchtigkeit oder Elekt- rizität, die häufig zum frühzeitigen Defekt solcher Messeinrichtungen führen. Speziell ist diese kompakte Bauform auch Hindernis für jeden Versuch einer Manipulation, etwa durch Blockieren eines Zählwerks oder Zerstörung oder Beeinflussung elektrischer Komponenten, etwa durch das Anlegen von Spannung oder Magnetfeldern.
In der Figur nicht gezeichnete Datenverarbeitungsgeräte sind in der Lage, die von der Messeinrichtung 1 mithilfe des Kommunikationsmoduls 14 ausgesandten Daten zu empfangen, sie aufzubereiten und abgeleitete Informationen bereitzustellen. Diese können sowohl Informationen über Verbrauchsgewohnheiten von Benutzern, als auch technische Daten, etwa über den Gesamtzustand eines angeschlossenen Leitungsnetzes sein. Beson- ders der erste dieser beiden Aspekte kann für den Benutzer von großem Interesse sein, wenn unter Berücksichtigung möglicher Tarifsysteme für die Gasversorgung Strategien für den Gasverbrauch vorgeschlagen werden können. Auch der gehäuseinterne Zustand kann überwacht und nach außen gemeldet werden. So werden der Prozessoreinheit 2 neben dem Gasdruck und der Gastemperatur auch eine etwaige Bewegung des Gehäuses gemeldet, wobei zwischen mutwilligem Rütteln und etwa einem Erdbeben unterschieden werden kann. Eine mutwillige Bewegung führt dazu, dass die Prozessoreinheit 2 einen Manipulationsversuch vermuten muss und als Folge die Gasleitung mithilfe eines Absperrventils 16 verschließen kann. Gleichzeitig wird das Ereignis mittels eines Zeitstempels im Datenspeicher 5 der Messeinrichtung 1 vermerkt. Eine als Erdbeben erkannte Bewegung führt zur Absperrung der Gasleitung 4 mithilfe des Ab- Sperrventils 16.
Schließlich weist das Auslesemodul ein Lesegerät 12 auf, mit dessen Hilfe Chip- oder Magnetkarten in die Messeinrichtung 1 eingelesen werden können. Mithilfe solcher Karten lassen sich Prepaid-Systeme realisieren, indem der Kunde eine bestimmte Menge Gas in Form einer Chipkarte erwirbt, diesen in der Messeinrichtung 1 einliest und dadurch der Bezug von Gas so lange möglich ist, bis das erworbene Guthaben aufgebraucht ist. B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
Messeinrichtung Prozessoreinheit Gehäuse Gasleitung Datenspeicher Temperaturfühler Druckfühler Messwerk Hauptstromquelle Ersatzstromquelle Auslesemodul Lesegerät Schnittstelle Kommunikationsmodul Anzeige Absperrventil

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Messeinrichtung, insbesondere Balgengaszähler, umfassend ein mechanisches Messwerk (8) zur Erfassung des Volumens eines in einer Gasleitung (4) fließenden, flüchtigen Mediums, eine Prozessoreinheit (2) zur metrologischen Messwerterfassung und Datenspeicherung, sowie zumindest eine Datenschnittstelle zur, vorzugsweise drahtlosen, Daten- Übertragung an außen liegende Datenverarbeitungsgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass alle messtechnisch relevanten Elemente, insbesondere ein Temperaturfühler (6), das Messwerk (8), die Prozessoreinheit (2), ein Pulsgeber und der interne Teil der Datenschnittstelle in dem metalli- sehen Gehäuse (3) des Balgengaszählers zusammengefasst sind, während nicht metrologische Aufgaben mithilfe der außerhalb des Gehäuses (3) liegenden Datenverarbeitungs- geräte durchführbar sind.
2. Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gehäuseinwendig liegenden Komponenten alternativ mithilfe einer Hauptstromquelle (9) oder einer Ersatzstromquelle (10), welche jeweils vorzugsweise mithilfe einer Lithium-Batterie realisiert sind, versorgbar sind, wobei gleichzeitig jeweils nur eine dieser beiden Stromquellen (9,10) entnehmbar ist und vorzugsweise jede Entnahme in der Prozessoreinheit (2) mittels eines Zeitstempels gespeichert wird.
3. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (1) innerhalb des Gehäuses (3) ein Absperrventil (16) zur Sperrung des Gasflusses durch die Gasleitung (4) aufweist, welches mithilfe der Prozessoreinheit (2), insbesondere im Falle eines Systemfehlers oder grenzwertigen Messergebnissen, elektronisch geöffnet und geschlossen werden kann.
4. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit (2) mithilfe der außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte steuerbar, programmierbar und/oder justierbar ist.
5. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Bewegungen, insbesondere aufgrund von Manipulation oder Erdbeben, mithilfe von Sensoren durch die Prozessoreinheit (2) registrierbar sind und einen Systemfehler auslösen, wobei vor- zugsweise Manipulation und Erdbeben unterscheidbar sind, und auf ein solches Ereignis durch Speicherung eines Zeitstempels im Datenspeicher (5) und/oder durch Sperrung des Gasflusses durch die Gasleitung (4) reagiert wird.
6. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass gehäuseintern gespeicherte Daten, insbesondere metrologische Daten und Systemfehler, in regelmäßigen Zeitabständen gehäuseintern, vorzugsweise auf zumindest einen Speicherchip, redundant gesichert werden und vorzugsweise mithilfe eines, über eine Schnittstelle (13) mit den gehäuseinwendig liegenden Komponenten verbundenen, externen Auslesemoduls (11) auslesbar sind.
7. Messeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Systemfehler die gesicherten Daten abrufbar und als Ausgangsdatensatz für den weiteren Betrieb einsetzbar sind, wobei die Speicherung vorzugsweise auch Datum und Uhrzeit der Speicherung enthält.
8. Messeinrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da- durch gekennzeichnet, dass die Speicherung auch im Fehlerfall durchgeführt wird und dass diese vorzugsweise zusätzlich einen Fehlercode enthält, welcher Rückschlüsse auf die Art des aufgetretenen Fehlers zulässt.
9. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (1) einen Druckfühler (7) aufweist, mithilfe dessen der Druck des flüchtigen Mediums ermittelbar ist.
10. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das, vorzugsweise am Gehäuse (3) angebrachte, externe Auslesemodul (11) eine Anzeige (15) , vorzugsweise eine 7-Segment-Anzeige, aufweist, mittels derer zumindest der Zählerstand des von der Prozes- soreinheit (2) ermittelten Gasverbrauchs darstellbar ist.
11. Messeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dem externen Auslesemodul (11) zugeordnete Anzeige (15) einen elektrischer Taster oder Schalter auf- weist, wobei die Anzeige (15) nur dann mit Spannung versorgt ist, wenn der Taster oder Schalter gedrückt ist.
12. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das externe Auslesemodul (11) ein Lesegerät (12), insbesondere zum Auslesen von Chip- und Magnetkarten, aufweist, mithilfe dessen Prepay- mentfunktionalitäten realisierbar sind.
13. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe eines dem Auslesemodul (11) zugeordneten Kommunikationsmoduls (14) die Daten von der Datenschnittstelle drahtlos, vorzugsweise mittels WLAN oder Bluetooth, alternativ mittels eines Datenbus oder über das Internet, übertragbar sind.
14. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mithilfe der Prozessorein- heit (2) aus den Messergebnissen Informationen ableitbar sind und diese Informationen vorzugsweise mithilfe des Auslesemoduls (11) über die Datenschnittstelle abrufbar sind.
15. Messeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auftretende Fehler mithilfe einer, vorzugsweise im Auslesemodul (11) integrierten, Signaleinheit optisch oder akustisch gemeldet werden.
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