Газовий лічильник для вимірювання споживання газу і газової енергії

1. Газовий лічильник для вимірювання споживання газу і газової енергії, що містить тепловий датчик витрати газу, відкалібрований в одиницях енергії (кВт×г) як вимірювач енергії, який відрізняється тим, що містить датчик масової витрати газу, відкалібрований в одиницях маси або одиницях об'єму в стандартних умовах (л/хв), а тепловий датчик є одночасно датчиком якості газу, який генерує сигнал розрізнення, зокрема параметри l - теплопровідність, теплоємність a, дифузійну здатність h, залежний від типу газу або газової суміші, для розрізнення горючого газу або газової суміші і негорючого газу або газової суміші, причому газовий лічильник може перемикатися на основі сигналу розрізнення між роботою як вимірник енергії і роботою як масовий витратомір. 2. Газовий лічильник за п. 1, який відрізняється тим, що тепловий датчик витрати і якості газу є анемометром з нагрівальним елементом і темпе U 2 (19) 1 3 чутливий до теплотворення газу або газової суміші, оскільки горючі гази з різним теплотворенням (наприклад, метан або пропан) створюють однакові сигнали масової витрати, які навіть співпадають з сигналами для негорючих газів (наприклад, гелію, аргону, двоокису вуглецю або повітря). Відомий пристрій [патент SU №5311447] для безспалювального визначення питомого теплотворення природного газу. З цією метою визначають значення питомого теплотворення, густини або питомого змісту інертних газів на основі зміряних значень в'язкості, теплопровідності, теплоємності, оптичного поглинання і т.д. з використанням емпіричних формул. Велика складність вимірювань і обчислень незручні при необхідності кількісних вимірювань безлічі незалежних значень, залежних від типу газу, і їх об'єднання при вимірюванні об'ємної витрати в газовому витратомірі для визначення споживаної кількості енергії. Відомий вдосконалений масовий витратомір [WO 01/18500] з двома анемометрами на комплементарній структурі металл-окисел-провідник (КМОП-анемометрами). В нерухомому газі вимірюють теплопровідність при постійному нагріванні і при імпульсному нагріванні, вимірюють теплоємність, ідентифікують газ і, на основі значення питомої теплоємності спільно з вимірюванням масової витрати, визначають повну теплотворну здатність газу. Відносно висока складність цього способу знов є недоліком при визначенні споживаної енергії на основі різних значень масової витрати і питомої теплоємності. Крім того, для достатньо точного визначення енергії, що подається, значення питомої теплоємності необхідне вимірювати безперервно і з великою точністю. Цей витратомір вибраний як прототип. В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою для визначення витрати газу при досягненні кращої можливості калібрування і відповідно підвищення вимірювання споживання газу і газової енергії. Поставлена задача вирішується тим, що газовий лічильник для вимірювання споживання газу і газової енергії містить тепловий датчик витрати газу, відкалібрований в одиницях енергії (кВт·г) як вимірювач енергії і, згідно корисної моделі, містить датчик масової витрати газу, відкалібрований в одиницях маси або одиницях об'єму в стандартних умовах (л/хв), а тепловий датчик є одночасно датчиком якості газу, який генерує сигнал розрізнення, зокрема параметри l - теплопровідність, теплоємність a, дифузійну здатність h, залежний від типу газу або газової суміші, для розрізнення горючого газу або газової суміші і негорючого газу або газової суміші, причому газовий лічильник може перемикатися на основі сигналу розрізнення між роботою як вимірник енергії і роботою як масовий витратомір. Тепловий датчик витрати і якості газу є анемометром з нагрівальним елементом і температурним датчиком, які розташовані вздовж напряму потоку. Газовий лічильник містить блок вимірювання і оцінки для визначення значень спожитої енергії і 29934 4 значень масової витрати та значень витрати в одиницях об'єму. Блок вимірювання і оцінки містить обчислювальний блок, окрему пам'ять для зберігання значень спожитої енергії і значень масової витрати та значень витрати в одиницях об'єму. Газовий лічильник містить індикатор/дисплей для відображення якості газу, зокрема для відображення присутності калібрувального газу, або горючого газу, або газової суміші, переважно повітря, природного газу або суміші воздух/природний газ. Газовий лічильник містить індикатор маніпуляцій, який приводиться в дію при зміні контакту з негорючим газом або газовою сумішшю, зокрема з калібрувальним газом, горючим газом або газовою сумішшю, і знов з негорючим газом або газовою сумішшю, зокрема з газом навколишнього середовища. Суть корисної моделі пояснює Фіг., на якій показаний потік газу, що протікає по трубі з встановленим на ній газовим лічильником для вимірювання споживання газу і газової енергії. Газовий лічильник містить датчик масової витрати газу 1, розташований в каналі протікання потоку або трубі 2, мембрану 3 і блок 4 вимірювання і оцінки. Газовий лічильник містить також нагрівальний елемент 6, тепловий датчик 7. На датчики 1, 7 діє потік із швидкістю v, яку вимірюють. Блок вимірювання та оцінки містить обчислювальний блок 8, пам'ять для зберігання значень спожитої енергії 9, пам'ять для зберігання значень витрати газу 10. Газовий лічильник містить також індикатор/дисплей якості газу 11, індикатор/дисплей маніпуляцій з лічильником 12. Вивід сигналу/дисплей позначений як 13, шкала, що калібрується в одиницях маси/одиницях об'єму в стандартних умовах 14, шкала, що калібрується в одиницях енергії 15. Газовий лічильник працює наступним чином. Газ з профілем 5 розподілу швидкостей протікає по трубі 2. На основі сигналів від датчика 1 визначають сигнал, відповідний витраті в одиницях маси або об'єму в стандартних умовах. Розподіл температури в потоці 5, яке створюється нагрівальним елементом 6, є асиметричним і температура біля температурного датчика використовується як міра швидкості v потоку або масової витрати dm/dT. З великим наближенням сигнал масової витрати пропорційний температурі. Тепловий датчик 7 витрати газу визначає сигнали значення енергії і виводить їх на основі калібрування газового лічильника. При цьому тепловий датчик 7 одночасно визначає якість газу, який генерує сигнал розрізнення, зокрема параметри l теплопровідність, теплоємність a, дифузійну здатність h, залежний від типу газу або газової суміші, для розрізнення горючого газу або газової суміші і негорючого газу або газової суміші. При цьому газовий лічильник може перемикатися на основі сигналу розрізнення між роботою як вимірник енергії і роботою як масовий витратомір. Сигнали вимірювання значень енергії, маси або об'єму надходять на блок вимірювання та оцінки 4, який містить обчислювальний блок 8, пам'ять для збері 5 29934 гання значень спожитої енергії 9, пам'ять для зберігання значень масової витрати 10. За допомогою індикатора або дисплея 11 можна відобразити, чи знаходиться газовий лічильник у контакті з повітрям, природним газом або сумішшю повітря і природного газу. Крім того, згідно установкам за умовчанням газового лічильника, можуть відображатися одиниці маси або одиниці об'єму в стандартних умовах, а одиниці енергії можуть відображатися тільки після першого контакту з корисним газом, зокрема з природним газом. Крім того, при першій ініціалізації газового лічильника, зокрема при збірці, калібрування може автоматично Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 перемикатися від одиниць маси або одиниць об'єму в стандартних умовах для повітря до одиниць енергії для природного газу. Нарешті, при контакті з повітрям, природним газом і знов з повітрям, може спрацьовувати індикатор 12 маніпуляції з газовим лічильником. Вивід сигналу на дисплей в одиницях маси/одиницях об'єму в стандартних умовах здійснюють за допомогою шкали 14, а в одиницях енергії - за допомогою шкали 15. Використання пропонованого газового лічильника дозволить значно підвищити точність вимірювання споживання газу і газової енергії. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601