[发明专利]用于确定在消费时间间隔内流过流量计的流体的质量的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的分类部分中阐述的确定流过流量计的流体特别是气体的质量的方法以及适合于执行该方法的设备。

背景技术

流量计是已知的。流量计用来检测从供应商通过该流量计流动到消费者的气体或液体或更一般地说流体的量，并形成计数状态，在一定时间间隔将该计数状态读出，以确定在读出操作之前的时间间隔内已经流过该流量计的流体的质量，因为该质量与被输送至消费者并存储在流体中的能量唯一相关（假定该流体的化学和/或物理组成不发生变化）。

在如下描述中，为了简单起见，主要对气体气量表或气体流量计进行参考，但是应明确地注意到，根据本发明的方法也可以以相同方式用于液体流量计。

当前常见的许多气体流量计都采取波纹管式流量计的形式，也就是说，通过隔膜彼此分离开的测量腔室周期性地填满和清空。关节连杆机构将隔膜运动传输到曲轴，该曲轴驱动控制气体流动的两个滑动件。因而，该气体流动被交替地传送通过波纹管。连杆机构的旋转运动通过磁性联接器传输到机械计数机构，该机械计数机构一般无法被重置，以防止恶意操纵。测量腔室预定一单位体积V_E，并且每当一单位体积V_E已经被输送至消费者时，计数机构的计数状态增加一。

计数状态在可选择的时间间隔，例如每年读出，并且以例如升或立方米的形式以该单位体积V_E的整数倍来对供应至所讨论的消费者的流体的量进行计费。在这方面，假定流过流量计的流体的压力总是恒定的，也就是说，该流体压力是一个固定的预定值。

因而，如果流体也处于恒定温度，例如等于通常采用的参考温度T₀＝293K（+20℃），则所描述的测量和计费方法导致完全正确的结果，因为此时单位体积V_E对应于流体单位质量M₀，该流体单位质量M₀在其值方面是精确已知并且总是相同的。为了确定在两个计数状态读取操作之间流过流量计的流体质量M_消耗，将已经发生的计数状态的变化乘以单位体积V_E就足够了，以便获得体积值，该体积值代表输送至消费者的流体量或存储在其中的能量的精确测量。

然而，在一般情况下，流体的温度和压力都不是足够精确地恒定。因而，温度可能在限定的范围内，例如在253K和333K之间（在－20℃和－60℃之间）变化，而当没有进行任何具体测量时，该压力与大气压力相关，大气压力不仅随着天气条件而改变，而且依赖于使用流量计的位置的海平面高度。

为了便于描述，在下文中，首先假定计数测量确保在流量计使用位置处的流体压力等于已知的恒定参考压力p₀。则留下的问题是在向消费者输送单位体积V_E（这分别触发计数步骤）时，随着在相应的测量时间时盛行的温度T_M而极大地变化的流体质量M_M被输送，使得计数值和单位体积V_E的简单相乘无法得到有用的结果。

换言之，如果在测量时间时流体的温度T_M低于T₀，则相比于参考温度T₀时，流体具有更大密度，并且每单位体积V_E有更大质量的流体被输送至消费者；相反，如果在测量时间时流体的温度T_M高于T₀，则流体具有更低密度，并且消费者每单位体积V_E接收到了更小质量的流体。

虽然如此，为了能够对所输送的流体量实现正确的确定，并且为了能够以体积单位表示该流体量，至少在每个测量值检测操作中必须测量流体的绝对温度T_M并且必须在形成测量值时将该绝对温度考虑进去，因为通过一般的气体等式，基于在温度T_M时包含在单位体积V_E中的流体质量M_M，计算输送体积V₀,如果在留过流量计时其已经具有参考温度T₀，则该将假定该质量M_M。

对于测量温度T_M，根据一般气体等式如下等式适用：

（1）p_MV_E＝n_MRT_M，

而对于参考温度T₀，如下等式适用：