Счетчик расхода газа

Предполагаемая полезная модель предназначена для измерения объемов газа путем пропускания их через измерительное устройство.

Сущность полезной модели состоит в том, что счетчик расхода газа, включающий связанные с системой электропитания счетчика системы определения расхода газа и информации, характеризуется тем, что система определения расхода газа содержит установленный на платформе корпус с днищем, на котором закреплен генератор струйных колебаний, связанный с пьезоэлементом, а также встроенный в корпус и герметично установленный контейнер с датчиком температуры, своим чувствительным элементом помещенным внутри корпуса, с внешней стороны которого размещена плата с установленными на ней вычислительным устройством, а также узлами систем информации и электропитания счетчика, при этом корпус с платой помещен в кожух с прорезями для просмотра показаний системы информации и подключений к внешним устройствам, пьезоэлемент своим электрическим выходом соединен с первым входом вычислительного устройства, вторым входом подключенного к электрическому выходу датчика температуры, а выходом соединенного с первым входом системы информации, вторым входом подключенной к выходу системы электропитания, причем с выходом системы электропитания счетчика соединены также соответствующие входы вычислительного устройства и датчика температуры.

При этом платформа системы определения расхода газа выполнена с нишей для установки днища корпуса системы определения расхода газа, а также с входным и выходным патрубками, соответствующими выходом и входом соединенными с этой нишей, причем внутренняя часть патрубков выполнена конусной, сужением внутрь, а в торцевой части входного патрубка установлен фильтр, выполненный из металлической или из пластмассовой сетки, при этом днище выполнено с отверстиями для прохода газа, соединено с корпусом винтами и установлено на платформе с помощью уплотнительных прокладок.

Кроме того, система информации выполнена содержащей индикаторы показаний расхода газа и работы системы электропитания счетчика, а также порты (разъемы) для подключения внешних устройств, при этом вход индикатора показаний расхода газа, а также входы портов для подключения внешних устройств связаны с первым входом системы информации, а вход индикатора работы системы электропитания счетчика подключен к ее второму входу, причем индикатор показаний расхода газа системы информации выполнен в виде жидко-кристаллического дисплея, а индикатор работы системы электропитания счетчика выполнен в виде светодиода.

При этом система информации выполнена содержащей два порта, выходами соединенными с соответствующими электрическими выходами счетчика расхода газа, содержит блок памяти, входом соединенный с ее первым входом, а выходом подключенный ко входу первого порта системы информации, выходом соединенного с первым электрическим выходом счетчика расхода газа, причем вход второго порта системы информации соединен с ее первым выходом, а выходом подключен ко второму электрическому выходу счетчика расхода газа, при этом что выход второго порта системы информации подключен ко входу радиопередающего устройства.

Кроме того, система электропитания счетчика выполнена в виде или батарейки, или аккумулятора, или/и в виде сетевого трансформаторного устройства, своими выходами соединенных с электрическим входом счетчика расхода газа.

Техническим результатом при использовании заявляемой полезной модели является получение надежных результатов при определении расхода газа и удобство в эксплуатации, которое обеспечено за счет длительной (около года) работы счетчика без замены блока питания, возможностью длительного хранения информации о расходе прошедшего через счетчик газа, а также возможностью беспроводной (по радиосвязи) передачи соответствующих данных.

Предполагаемая полезная модель предназначена для измерения объемов газа путем пропускания их через измерительное устройство.

Известен счетчик газа (см., например, патент РФ на изобретение 2337323 с приоритетом от 06.02.2007 МПК: G01F 1/20), содержащий корпус со входным и выходным патрубками, генератор колебаний со струйными дискретными элементами и два пьезопреобразователя, помещенные в корпус и через промежуточные элементы подключенные к вычислительному блоку, выходом соединенному с жидкокристаллическим индикатором.

В известном устройстве не предусмотрена возможность учета температуры газа, что приводит к ошибкам измерения его расхода.

Наиболее близким аналогом-прототипом является струйный счетчик расхода газа (см., например, патент РФ на полезную модель 93974 с приоритетом от 24.06.2009, МПК: G01F 3/00), содержащий корпус с уплотнительными элементами, крепежные болты, сменную измерительную головку с размещенными в ней струйным автогенератором, пневмоэлектропреобразователем и микропроцессорным электронным вычислителем с ЖК-дисплеем, а также цифровой датчик температуры, своим чувствительным элементом пристыкованный к стенке корпуса измерительной головки, снаружи.

В этом устройстве при измерениях расхода газа учитывают влияние его температуры, однако измерение температуры газа проводят через стенку корпуса измерительной головки, что не соответствует требованиям п.7.4.7. Правил по метрологии ПР 50.2.019 - 2006, согласно которым при измерениях температуры чувствительный элемент термодатчика должен быть помещен внутри потока газа. Кроме того, поскольку в формуле этой полезной модели и в описании данного патента отсутствует информация о системе электропитания соответствующих узлов счетчика, получить полное представление о его конструкции не представляется возможным.

Задача предполагаемой полезной модели состоит в разработке конструкции счетчика, удобного в эксплуатации и обеспечивающего получение надежных результатов при определении расхода газа.

Сущность полезной модели состоит в том, что счетчик расхода газа, включающий связанные с системой электропитания счетчика системы определения расхода газа и информации, характеризуется тем, что система определения расхода газа содержит установленный на платформе корпус с днищем, на котором закреплен генератор струйных колебаний, связанный с пьезоэлементом, а также встроенный в корпус и герметично установленный контейнер с датчиком температуры, своим чувствительным элементом помещенным внутри корпуса, с внешней стороны которого размещена плата с установленными на ней вычислительным устройством, а также узлами систем информации и электропитания счетчика, при этом корпус с платой помещен в кожух с прорезями для просмотра показаний системы информации и подключений к внешним устройствам, пьезоэлемент своим электрическим выходом соединен с первым входом вычислительного устройства, вторым входом подключенного к электрическому выходу датчика температуры, а выходом соединенного с первым входом системы информации, вторым входом подключенной к выходу системы электропитания, причем с выходом системы электропитания счетчика соединены также соответствующие входы вычислительного устройства и датчика температуры.

При этом платформа системы определения расхода газа выполнена с нишей для установки днища корпуса системы определения расхода газа, а также с входным и выходным патрубками, соответствующими выходом и входом соединенными с этой нишей, причем внутренняя часть патрубков выполнена конусной, сужением внутрь, а в торцевой части входного патрубка установлен фильтр, выполненный из металлической или из пластмассовой сетки, при этом днище выполнено с отверстиями для прохода газа, соединено с корпусом винтами и установлено на платформе с помощью уплотнительных прокладок.

Кроме того, система информации выполнена содержащей индикаторы показаний расхода газа и работы системы электропитания счетчика, а также порты (разъемы) для подключения внешних устройств, при этом вход индикатора показаний расхода газа, а также входы портов для подключения внешних устройств связаны с первым входом системы информации, а вход индикатора работы системы электропитания счетчика подключен к ее второму входу, причем индикатор показаний расхода газа системы информации выполнен в виде жидко-кристаллического дисплея, а индикатор работы системы электропитания счетчика выполнен в виде светодиода.

При этом система информации выполнена содержащей два порта, выходами соединенными с соответствующими электрическими выходами счетчика расхода газа, содержит блок памяти, входом соединенный с ее первым входом, а выходом подключенный ко входу первого порта системы информации, выходом соединенного с первым электрическим выходом счетчика расхода газа, причем вход второго порта системы информации соединен с ее первым выходом, а выходом подключен ко второму электрическому выходу счетчика расхода газа, при этом что выход второго порта системы информации подключен ко входу радиопередающего устройства.

Кроме того, система электропитания счетчика выполнена в виде или батарейки, или аккумулятора, или/и в виде сетевого трансформаторного устройства, своими выходами соединенных с электрическим входом счетчика расхода газа.

Техническим результатом при использовании заявляемой полезной модели является получение надежных результатов при определении расхода газа и удобство в эксплуатации, которое обеспечено за счет длительной (около года) работы счетчика без замены блока питания, возможностью длительного хранения информации о расходе прошедшего через счетчик газа, а также возможностью беспроводной (по радиосвязи) передачи соответствующих данных.

На фиг.1 приведен схематический чертеж счетчика расхода газа, на фиг.2 показан чертеж днища корпуса.

Счетчик расхода газа, включающий связанные с системой (на фиг. не пронумерована) электропитания счетчика системы (на фиг. не пронумерованы) определения расхода газа и информации, причем система определения расхода газа содержит установленный на платформе 1 корпус 2 с днищем 3, на котором закреплен генератор 4 струйных колебаний, связанный с пьезоэлементом 5, а также встроенный в корпус 2 и герметично установленный контейнер 6 с датчиком 7 температуры, своим чувствительным элементом 8 помещенным внутри корпуса 2, с внешней стороны которого размещена плата (на фиг. не показана и не пронумерована) с установленными на ней вычислительным устройством 9, а также узлами систем информации и электропитания счетчика (на фиг. не пронумерованы), при этом корпус 2 с платой помещен в кожух (на фиг. не показан и не пронумерован) с прорезями (на фиг. не показаны и не пронумерованы) для просмотра показаний системы информации и подключений к внешним устройствам (на фиг. не показаны и не пронумерованы), пьезоэлемент 5 своим электрическим выходом соединен с первым входом вычислительного устройства 9, вторым входом подключенного к электрическому выходу датчика 7 температуры, а выходом соединенного с первым входом системы (на фиг. не пронумерована) информации, вторым входом подключенной к выходу системы (на фиг. не пронумерована) электропитания, причем с выходом системы (на фиг. не пронумерована) электропитания счетчика соединены также соответствующие входы вычислительного устройства 6 и датчика 7 температуры.

При этом платформа 1 системы (на фиг. не пронумерована) определения расхода газа выполнена с нишей (на фиг. не пронумерована) для установки днища 3 корпуса 2 системы определения расхода газа, а также с входным и выходным патрубками (соответственно 10 и 11), соответствующими выходом и входом соединенными с этой нишей, причем внутренняя часть патрубков 10 и 11 выполнена конусной (10°-15°), сужением внутрь, а в торцевой части входного патрубка установлен фильтр 12, выполненный в виде втулки с отверстием, закрытым металлической или пластмассовой сеткой, при этом днище 3 выполнено с отверстиями 13 для прохода газа через генератор 4 струйных колебаний и отводным отверстием 14, соединено с корпусом винтами и установлено на платформе 1 с помощью уплотнительных прокладок (на фиг. не пронумерованы).

Кроме того, система (на фиг. не пронумерована) информации выполнена содержащей индикаторы (соответственно 15 и 16) показаний расхода газа и работы системы (на фиг. не пронумерована) электропитания счетчика, а также выходами соединенные с соответствующими электрическими выходами счетчика расхода газа порты (соответственно 17 и 18) - разъемы для подключения внешних устройств (на фиг. не показаны и не пронумерованы), при этом входы индикатора 15 показаний расхода газа и порта 17 одновременно соединены с первым входом системы (на фиг. не пронумерована) информации, а вход индикатора 16 работы системы (на фиг. не пронумерована) электропитания счетчика подключен к ее второму входу, причем индикатор 15 показаний расхода газа системы (на фиг. не пронумерована) информации выполнен в виде жидко-кристаллического дисплея, а индикатор 16 работы системы (на фиг. не пронумерована) электропитания счетчика выполнен в виде светодиода.

При этом система (на фиг. не пронумерована) информации содержит блок 19 памяти, входом также соединенный с ее первым входом, а выходом подключенный ко входу порта 18 системы информации, выходом соединенного с первым электрическим выходом счетчика расхода газа, при этом выход порта 17 системы информации подключен ко входу радиопередающего устройства (на фиг. не показано и не пронумеровано).

Кроме того, система (на фиг. не пронумерована) электропитания счетчика выполнена в виде или батарейки 20, или аккумулятора, или/и в виде сетевого трансформаторного устройства (на фиг. не показаны и не пронумерованы), своими выходами соединенных с электрическим входом счетчика расхода газа.

При этом генератор 4 струйных колебаний, выполнен в виде набора соединенных в одно целое стапелированных круглых пластин, снабженных соответствующими прорезями и разделителями потока (см., например, описание патента РФ на изобретение 2296953 с приоритетом от 11.04.2005 МПК: G01F 1/20, G01F 15/18, фиг.3 и 4) и предназначен для возбуждения колебаний проходящей через него струи газа.

Пьезоэлемент 5 соответственно выполнен из пьезоэлектрика (см., например, http://ru.wikipedia.org/wiki/) и предназначен для преобразования возбуждаемых генератором 4 струйных колебаний в электрические сигналы.

Контейнер 6 выполнен в виде металлической или пластмассовой трубки, выполненной, например, с фланцем для фиксации контейнера в корпусе 2 и предназначен для размещения в нем цифрового датчика 7 температуры и последующей их соответствующей установки с герметизацией в корпусе 2, причем в качестве датчика 7 температуры использован датчик ТМР 102 в корпусе SOT563 компании Texas Instruments (см. также, например, http://www.system.perm.ru/list/DiskCatalog/Data/01.pdf).

Вычислительное устройство 9 выполнено в виде микропроцессора, ориентированного на использование в мобильной аппаратуре с батарейным питанием, например микропроцессора типа SA-1110 (см., например, http:// www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/micros/arm/arh/strong_3.hmt), и предназначено для вычисления прошедшего через счетчик объема газа.

Индикатор 15 выполнен в виде жидко-кристаллического дисплея, например типа LCD TFT фирмы Matsushita Display Technology (TMD) (см., например, http://ru.wikipedia.org/wiki/), и предназначен для отображения поступающей от вычислительного устройства 9 информации.

Индикатор 16 выполнен в виде светодиода, например типа 300 4RC-CHC-S (см., например, http://www.beeled.ru/price3mmround.php) и предназначен для контроля уровня сигнала (напряжения) системы электропитания счетчика.

Порты 17 и 18 выполнены в виде, например, штепсельных разъемов (см., например, http://ru.wikipedia.org/wiki/) и предназначены для подключения внешних устройств, блок 19 памяти выполнен, например в виде блока flach-памяти с защитой от перезаписи и удаления информации (см., например, http://maxcto.ru/). Батарейка 20, так же как и аккумулятор (на фиг. не показан и не пронумерован) (см., например. Батарейка http://ru.wikipedia.org/wiki/) предназначены для автономного питания устройств счетчика, а сетевой трансформатор (на фиг. не показан и не пронумерован) предназначен для согласования электрических параметров с устройствами счетчика при организации электропитания от электрической сети и выполнен, например в виде соответствующего устройства типа GZM-H60S24 фирмы Powerld Enterprisses Co.Ltd (см., например, http://powerld.ru/).

Радиопередающее устройство (на фиг. не показано и не пронумеровано) выполнено, например, в виде импульсного радиоблока «pulsonic-3 radio» производителя «ista Deutschland GmbH» или на базе микросхемы ЕМ 351 фирмы «EMBER» в виде соответствующего устройства типа ЕМ 351-MOD-LR-ANT-TG со встроенным усилителем и интегрированной антенной и предназначено для беспроводной передачи результатов измерений на специальные приборы централизованного коммерческого учета расхода потребляемого газа.

Счетчик расхода газа работает следующим образом:

Газ, поступающий через входной патрубок 10 платформы 1, проходит через отверстия 13 днища 3 корпуса 2 и затем, проходя через прорези и разделители потока (на фиг. не показаны и не пронумерованы) набора пластин (на фиг. не показаны и не пронумерованы) генератора 4 струйных колебаний, генерирует колебания струи газа с частотой, пропорциональной проходящему через него объему газа. Пьезоэлемент 5 преобразует колебания газа в электрические импульсы, идущие с частотой этих колебаний, и передает их на вычислительное устройство 7, с помощью которого вычисляют объем прошедшего газа, который далее проходит через отводное отверстие 14 днища 3 и через выходной патрубок 11 поступает на бытовое оборудование для потребления.

Кроме того, в реальном режиме времени в вычислительное устройство 7 подают сигналы от цифрового датчика 7 температуры и производят корректировку первичных вычислений объема потребленного газа с учетом соотношения (см., например, описание патента РФ на полезную модель 93974):

Vn=(Tn/Tg)×Vg,

где: Vn - фактически потребленный объем газа, определенный с учетом температуры газа; Тn - нормированная температура газа, равная 293,15°К; Tg=(293,15+t) - фактическая температура газа в °К (с учетом температуры t полученной по показаниям датчика 7); Vg - объем газа, определенный без учета фактической температуры газа.

Информация о величине Vn одновременно поступает на индикатор 15 и в блок 19 памяти.

Эта же информация через порты 17 и 18 по существующим каналам связи может быть передана в центры коммерческого учета.

Следует указать, что при введении счетчиков расхода газа в эксплуатацию их калибруют для получения соответствия между количеством электрических импульсов от пьезоэлемента и пропускаемым объемом газа (без учета его (газа) фактической температуры). При этом для каждого счетчика экспериментально определяют зависимость расхода газа от частоты колебаний и количество (N) электрических импульсов от пьезоэлемента в определенный отрезок времени, соответствующее 0,001 м³ (1 литру) пропускаемого объема газа, и вводят эти данные в вычислительное устройство.

При этом алгоритм учета фактически потребленного объема газа при работе вычислительного устройства 7 сформирован таким образом, что данные на индикатор 15 передают с точностью 0,001 м³, а в блок 19 памяти передают и запоминают данные о фактически потребленном объеме Vn газа при Vn0,01 м³.

1. Счетчик расхода газа, включающий связанные с системой электропитания счетчика системы определения расхода газа и информации, характеризующийся тем, что система определения расхода газа содержит установленный на платформе корпус с днищем, на котором закреплен генератор струйных колебаний, связанный с пьезоэлементом, а также встроенный в корпус и герметично установленный контейнер с датчиком температуры, своим чувствительным элементом помещенным внутри корпуса, с внешней стороны которого размещена плата с установленными на ней вычислительным устройством, а также узлами систем информации и электропитания счетчика, при этом корпус с платой помещен в кожух с прорезями для просмотра показаний системы информации и подключений к внешним устройствам, пьезоэлемент своим электрическим выходом соединен с первым входом вычислительного устройства, вторым входом подключенного к электрическому выходу датчика температуры, а выходом соединенного с первым входом системы информации, содержащей блок памяти, своим входом подключенный к ее первому входу, причем вторым входом система информации соединена с выходом системы электропитания счетчика, к которому подключены также соответствующие входы вычислительного устройства и датчика температуры.

2. Счетчик расхода газа по п.1, отличающийся тем, что платформа системы определения расхода газа выполнена с нишей для установки днища корпуса системы определения расхода газа, а также с входным и выходным патрубками, соответствующими выходом и входом соединенными с этой нишей, при этом внутренняя часть патрубков выполнена конусной, сужением внутрь, а в торцевой части входного патрубка установлен фильтр, выполненный из металлической или из пластмассовой сетки.

3. Счетчик расхода газа по п.1 или 2, отличающийся тем, что днище выполнено с отверстиями для прохода газа, соединено с корпусом винтами и установлено на платформе с помощью уплотнительных прокладок.

4. Счетчик расхода газа по п.1, отличающийся тем, что система информации выполнена содержащей индикаторы показаний расхода газа и работы системы электропитания счетчика, при этом вход индикатора показаний расхода газа связан с первым входом системы информации, а вход индикатора работы системы электропитания счетчика подключен к ее второму входу.

5. Счетчик расхода газа по п.4, отличающийся тем, что индикатор показаний расхода газа системы информации выполнен в виде жидкокристаллического дисплея.

6. Счетчик расхода газа по п.4, отличающийся тем, что индикатор работы системы электропитания счетчика выполнен в виде светодиода.

7. Счетчик расхода газа по п.1, отличающийся тем, что система информации выполнена содержащей два порта (разъема) для подключения внешних устройств, входами соответственно соединенных с выходом блока памяти и с первым выходом системы информации, а выходами подключенных к соответствующим первому и второму электрическим выходам счетчика газа.

8. Счетчик расхода газа по п.1, отличающийся тем, что система электропитания счетчика выполнена в виде или батарейки, или аккумулятора, или/и в виде сетевого трансформаторного устройства, своими выходами соединенных с электрическим входом счетчика расхода газа.

9. Счетчик расхода газа по п.7, отличающийся тем, что выход второго порта системы информации подключен ко входу радиопередающего устройства.