[发明专利]用于监视气瓶的可用资源的方法和装置

说明书

本发明提供了一种确定来自气瓶和阀组件的气体的预测用量的方法，所述气瓶和阀组件具有固定的内部容积。该方法包括利用气体传感器确定时间t时气瓶中的气体质量；在时间t时，确定来自气瓶的气体的平均流速；并在时间t时，确定直至气瓶中的气体数量达到预定水平时的剩余时间，所述剩余时间根据时间t时气瓶中的气体质量、时间t时来自气瓶的气体的平均流速、以及预定的换算系数而进行确定，所述预定的换算系数依据时间t时气瓶中剩余气体的比例而进行选择。通过提供这种方法，平均流速基于之前测量值而进行确定，并且这结合了倚赖于气瓶中剩余气体的数量的系数。这种方法可实现更精确地确定直至气瓶用完时的时间。

技术领域

本发明涉及一种确定来自气瓶和阀组件的气体的预测用量(usage)的方法。更具体地说，本发明涉及一种利用浸没在气瓶气体中的压电振荡器而确定来自气瓶的气体的预测用量的方法。

背景技术

压缩气瓶是一种压力容器，其被设计用于容纳高压下的气体，即显著大于大气压的压力下的气体。压缩气瓶用于广泛的市场范围，从低成本的通用工业市场、医疗市场到较高成本的应用，例如电子器件制造，电子器件制造利用高纯度腐蚀性的、有毒的或自燃的特种气体。通常，加压的气体容器包括钢、铝或复合材料，并且能够储存压缩的、液化的或溶解的气体，其对于大多数气体具有高达450巴的最大填充压力(其中巴是高于大气压以上压力测量值(以巴为单位))，并且对于例如氢和氦等气体高达900巴。

本发明特别地适用于永久气体。永久气体是不能单独通过压力液化的气体，并且例如可在高达450巴的压力下供给于气瓶中。示例是氩和氮。然而，这不应被作为限制，并且词语“气体”可被认为包含更广范围的气体，例如永久气体和液化气体的蒸气。液化气体的蒸气存在于压缩气瓶中的液体的上面。随着其被压缩而在压力下液化以便填充到气瓶中的气体不是永久气体，并且更精确地描述为在压力下液化的气体或液化气体的蒸气。作为示例，一氧化二氮在气瓶中以液体形式进行供给，其在15°C下具有44巴的平衡蒸气压力。这种蒸气不是永久气体或真实气体，因为它们可通过周围环境的压力或温度而进行液化。

在许多情况下，必须监视给定的气瓶或压力容器的含量，以便确定气体剩余的数量。这在例如健康护理应用的情况下是特别重要的。

已知的是，根据气体定律，根据知道的气瓶中的气体压力可计算气瓶含量方面的变化。压力测量是众所周知的技术，并且存在各种用于测量压力的装置。最传统的类型使用装备了应变计元件的弹性隔膜。然而，虽然目前其中一个最低成本的压力传感器得以制成，但是这些传感器倾向于是相对大的尺寸，并且具有虽然可以通过大规模照相平版方法进行生产，但制造仍然相对复杂且昂贵的机械结构。它们还具有一定程度的脆弱性，并且在其可被使用之前需要校准和温度补偿。

在EP 2 458 344中显示了一种已知的装置，其涉及利用压电晶体振荡器测量气瓶的真实含量，压电晶体振荡器设置成测量气瓶的质量含量。大体上，质量含量随时间的变化的简单测量可用于提供气瓶可继续提供特定流速的时间指示。

然而，大体上这种逼近对于大多数应用是不够精确的。例如，考虑用于MIG/MAG和TIG焊接应用的保护气流。类似的情形可很好地同等地应用于其它由高压气瓶供给的气体应用，例如食品MAP、饮料分配系统和医疗应用。

储存在极高压力下的气体不遵从理想气体定律；实际上必须考虑气体的可压缩性和周围温度的影响，从而确定含量。因而根据压力和流速对使用时间的基本计算将不会为用户提供精确且可靠的答案。

此外，当气体混合时，它们的可压缩性和对温度变化的响应会在添加和混合成分时随着混合物的分子量的变化而变化。

另外，高压气瓶的使用需要调节器将压力减少到接近应用的使用压力，例如刚好在用于焊接的气氛之上。调节器的使用确定了每次使用气瓶时，用户会经历气体浪涌。