流量表的制作方法

本发明涉及流量表领域。

背景技术：

燃气表用于估算由客户设备消耗的燃气的量，从而能够针对燃气消耗向客户收费。

为此目的，燃气表通常具有主通道和通过发射和接收超声信号来测量燃气的流率(流动速率)的装置。

为了测量燃气的流率(流动速率)，通过以下方式来估算主通道中的燃气速度，即，将超声信号发射到主通道中使其沿着限定长度的路径行进，并且测量超声信号沿着限定长度的路径从上游到下游以及从下游到上游行进所花费的行进时间。然后根据限定长度和根据行进时间之间的差异来估算燃气的速度，并且从燃气的速度推导出燃气的流率。

不幸的是，对燃气消耗收费不仅取决于燃气的流率(或者说取决于消耗的燃气量)，而且还基于供应到设备的能量。因此，为了对燃气消耗收费，需要将燃气流率转换成能量。为了将燃气流率转换成能量，需要考虑燃气的成分以及存在于设备中的压力和温度。

供应的燃气是把注入网络并且来自不同来源的各种不同气体混合在一起的结果。通过测量装置来测量燃气的成分，该测量装置安装在燃气分配网络的入口和燃气分配网络中的各个中间点处。因此，测量的燃气成分与供应给设备的燃气不完全地对应。因此，估算供应给设备的能量并且对燃气消耗收费是不精确的。

发明目的

本发明的目的是提高对于向设备供应的流体收费的精确度。

技术实现要素：

为了实现该目的，提供了一种流量表，其包括主通道和用于测量在主通道中流动的流体的流率的流率测量装置，该流量表还包括流体成分测量装置，该流量表包括：

·限定腔室的间隔件；

·在其中一个间隔件中形成的至少一个入口孔，该入口孔布置成使得流体的一部分穿入到腔室中；

·红外发射器和红外接收器，该红外发射器和红外接收器位于腔室中，并且布置成通过红外光谱法来测量流体的这一部分的成分，入口孔在红外发射器或红外接收器附近通向到腔室中；

·使腔室与主通道连通的管道，该管道布置成使得流体的一部分通过文丘里效应从腔室中吸出，以便从腔室逸出并穿入主通道中，该管道在入口孔上游和流率测量装置上游通到主通道中。

因此，本发明的流量表包括集成在该流量表中的流体成分测量装置。因此，用于向客户针对流体消耗收费的流体成分精确地对应于消耗的流体，并且可以动态评估从而考虑到流体成分的任何变化。

选择用于测量流体成分的红外光谱并且使用定位在腔室中的红外发射器和红外接收器，这使得可以获得紧凑且易于集成在流量表中的流体成分测量装置。

由于流体成分测量装置的管道在流率测量装置上游通到主通道中，因此，应当观察到，在测量流率时确实考虑到了用于测量流体成分的流体的那一部分。因此，测量流体的成分不会使测量的流体的流率的精确度降低。

此外，由于入口孔在红外发射器或红外接收器附近通到腔室中，因此穿入腔室中的流体的一部分扫过红外发射器或红外接收器，并且因此避免任何灰尘沉积在红外发射器或红外接收器上。两个入口孔中的一个在红外发射器附近开放而另一个在红外接收器附近开放，当然，通过使用两个入口孔使得可以扫过红外发射器和红外接收器两者。

本发明的其它特征和优点将在阅读以下本发明的具体、非限制性实施例的说明时显现。

附图说明

参考附图，其中：

-图1示出了本发明的流量表；

-图2示出了在本发明的流量表中的主通道、流率测量装置和用于测量流体成分的装置；

-图3是与图2的视图相同的，但是以立体图且从不同的视角示出的视图；

-图4是沿平面iv-iv剖取的剖视图，示出了流体成分测量装置的管道；

-图5是与图3的视图相同的，从下方观察并且在管道处剖切的视图。

具体实施方式

参考图1至图5，该示例中的本发明的流量表是燃气表1，该燃气表1具有带有入口端口3和出口端口4的气密外壳2。入口端口3和出口端口4用于将该燃气表1连接到管路，以便将燃气分配网络连接到燃气消耗设备。

燃气表1还具有主通道5和用于测量在主通道5中流动的燃气流率的流率测量装置。主通道5的长度lc约为100毫米(mm)，并且主通道5在其出口处的宽度lc约为30mm。

在主通道5中，燃气沿箭头7的方向从上游流动到下游。

板6布置在主通道5的入口处。板6在平行于主通道5的侧壁的平面中延伸。板6用于确保主通道5中的燃气的流动是层流而不是湍流。这些板6用于提高测量燃气的流率的精度。

燃气流率测量装置具有第一超声换能器8a、第二超声换能器8b和测量模块9(在图1中示意性地示出)。该测量模块9包括处理器。该测量模块9控制第一超声换能器8a和第二超声换能器8b，并且该测量模块9处理燃气流率的测量。

为了测量燃气的流率，测量模块9估算主通道5中的燃气的速度。

为此目的，测量模块9产生电信号并将其发送到发射超声测量信号的第一超声换能器8a。超声测量信号沿着限定长度的路径从上游行进到下游，并且由第二超声换能器8b接收。然后，测量模块9估算超声测量信号为了沿限定长度的路径从上游到下游行进而从上游到下游花费的行进时间。

此后，测量模块9产生电信号并将其发送到发射超声测量信号的第二超声换能器8b。超声测量信号沿着限定长度的路径从下游到上游行进，并且该超声测量信号由第一超声换能器8a接收。然后，测量模块9估算超声测量信号为了沿限定长度的路径从下游到上游行进而从下游到上游花费的行进时间。

此后，测量模块9基于上游到下游的行进时间和下游到上游的行进时间之间的差值来估算燃气的速度并因此估算燃气的流率。

主通道5中的燃气的最小流率为0.3升/分钟(l/min)的量级，这使主通道5中的燃气的平均速度为约2.5厘米/秒(cm/s)。

通过主通道5的燃气的最大流率为约170l/min，这使主通道5中的燃气的平均速度为约1米/秒(m/s)。

燃气表1还具有用于测量燃气成分的装置10。

燃气成分测量装置10包括位于主通道5的侧壁13上的、在主通道5的外部的盒子12。

盒子12呈长方体形状。

盒子12包含在该盒子12内限定腔室14的多个间隔件。这些间隔件包括两个第一间隔件15a、15b，它们彼此平行并垂直于主通道5的侧壁13；两个第二间隔件16a、16b，它们彼此平行并垂直于第一间隔件15；前部间隔件17(在图2、图3、图5中透明地绘制)；以及内部间隔件18。主通道5的侧壁13的一部分形成盒子12的后部间隔件。

两个第二间隔件16包括顶部第二间隔件16a和底部第二间隔件16b。

内部间隔件18平行于第二间隔件16a、16b，并且它将腔室14分为第一隔室14a和第二隔室14b。第一隔室14a是顶部隔室，使得顶部第二间隔件16a形成第一隔室14a的顶部间隔件。第二隔室14b是底部隔室，使得底部第二间隔件16b形成第二隔室14b的底部间隔件。

在该示例中，内部间隔件18包括形成在内部间隔件18的中间部分中的开口21。开口21具体是内部间隔件18a的第一半部和内部间隔件18b的第二半部之间的间隙。

红外发射器25和红外接收器26位于腔室14内部。

红外发射器25包括用于发射红外测量信号的发光二极管(led)。红外接收器26包括用于接收红外测量信号的传感器。

红外发射器25和红外接收器26二者都连接到测量模块9。

红外发射器25和红外接收器26位于腔室14的第一隔室14a内部。

红外发射器25定位在第一间隔件15a上，而红外接收器26定位在第一间隔件15b上。

因此，红外发射器25和红外接收器26定位成面对彼此。

第一入口孔27a和第二入口孔27b形成在顶部第二间隔件16a中。第一入口孔27a和第二入口孔27b二者都是圆形的并且直径较小。

第一入口孔27a位于红外发射器25附近，在红外发射器25上方。第一入口孔27a通到腔室14中的第一隔室14a中面向红外发射器25。第一入口孔27a位于由距第一壁15a的距离la限定的区域28a内，红外发射器25定位在第一壁15a上。在该示例中，距离la等于第二间隔件16的长度l的四分之一。

第二入口孔27b位于红外接收器26附近，在红外接收器26上方。第二入口孔27b通到腔室14的第一隔室14a中面向红外发接收器26。第二入口孔27b位于由距第一壁15b的距离lb所限定的区域28b内，红外接收器26定位在第一壁15b上。在该示例中，距离lb等于第二间隔件16的长度l的四分之一。

当燃气表1连接到将燃气分配网络连接到燃气消耗设备的管路时，气密外壳2充满了燃气。

燃气沿着主通道5从上游流动到下游，从而经由主通道5和出口端口4引导到燃气消耗设备。

然后，燃气的第一部分30a经由第一入口孔27a穿入腔室14的第一隔室14a中，并且燃气的第二部分30b接着经由第二入口孔27b穿入腔室14的第一隔室14a。

红外发射器25发射红外测量信号。红外测量信号穿过充满燃气的第一部分30a和燃气的第二部分30b的腔室14的第一隔室14a，并且由红外接收器26接收。

测量模块9获取由红外接收器26从接收的红外测量信号产生的电测量信号。

电测量信号数字化。测量模块9的处理器对数字化的电测量信号执行计算，从而定义和处理所接收的测量红外信号的红外光谱。因此，测量模块9产生燃气的摩尔分数，以便获得燃气的成分。测量模块9还可对燃气流率测量执行压力、温度和压缩补偿操作(pzt补偿)。

由于第一入口孔27a和第二入口孔27b的小尺寸，当燃气的第一部分30a经由第一入口孔27a穿入(流入)腔室14的第一隔室14a中时，燃气的速度非常快，并且当燃气的第二部分30b经由第二入口孔30b穿入腔室14的第一隔室14a中时，燃气的速度非常快。

这产生了以高速率分别扫过红外发射器25的表面和红外接收器26的表面的第一燃气流和第二燃气流。这样防止灰尘在红外发射器25上或红外接收器26上沉积。

流体成分测量装置还包括管道32，该管道32使腔室14的第二隔室14b与主通道5连通。管道32布置成使得流体的第一部分30a和流体的第二部分30b通过文丘里效应从腔室14中被抽吸，以便从腔室14中逸出并且穿入主通道5中。

因此，燃气的第一部分30a和燃气的第二部分30b分别经由第一入口孔27a和经由第二入口孔27b进入腔室14的第一隔室14a中，然后，它们被抽吸以经由内部间隔件18中的开口21穿入腔室14的第二隔室14b中，这之后，它们经由管道32离开腔室14从而穿入主通道5中。因此，燃气遵循路径33。第一入口孔27a和第二入口孔27b用于确保腔室14的第一隔室14a永久地充满燃气。

应当观察到，燃气成分测量装置10的一部分从流率测量装置的至少一部分下游延伸。在该示例中，如图2所示，内部间隔件18b的第二半部分定位在第一超声换能器8a的左侧部分(或上游部分)的右侧(即，鉴于燃气流动方向的下游)。

燃气成分测量装置10的管道32在第一入口孔27s和第二入口孔27b上游通到主通道5中。燃气成分测量装置10的管道32也在燃气流率测量装置上游，并且因此在第一超声换能器8a和第二超声换能器8b上游通到主通道5中。因此，经测量的燃气流率对应于沿着主通道5流动从而经由主通道5和出口端口4递送到燃气消耗设备的整个燃气的体积。

在管道32的上游和附近的主通道5的上游部段s1小于在该管道下游和附近的主通道5的下游部段s2。

因此，主通道5在管道32处呈局部收缩。

局部收缩可以对管道32通入主通道5中处的燃气进行加速。燃气的加速通过文丘里效应产生吸力，由此将存在于腔室14中的燃气朝向主通道5抽吸(再次参见图4中的路径33)。

局部收缩尤由具有斜坡34的侧壁13导致，该斜坡34在管道32上游并且在管道32附近。该斜坡将燃气气流局部地引向主通道5的中心。该斜坡34还增加了管道32附近的燃气的加速度，并且用于避免一部分燃气经由管道32穿入腔室14中。

管道32是在侧壁13中形成的槽。该槽由侧壁13的第一局部端部36和第二局部端部37限定，这两个局部端部面对彼此。侧壁13的第一局部端部36是倒角的。第二局部端部37形成为直角。

直角的第二局部端部37的边缘38比倒角的第一局部端部36的边缘39更靠近主通道5。这用于避免燃气中的湍流效应，湍流效应将倾向于阻止燃气从腔室14的第二隔室14b穿过进入主通道5中。

应当观察到，首先是第二隔室14b，其次是分开腔室的内壁18中的开口21的中间位置一起起作用，以在腔室14的第一隔室14a中保持均匀的燃气分布。具体地，由于供从腔室4逸出的燃气通过的管道32相对于腔室14偏心，因此使用单个隔室将会倾向于将燃气集中在管道32旁边。

当然，本发明不限于所描述的实施例，而是涵盖落入由权利要求限定的本发明范围内的任何变型。

尽管本说明涉及一种燃气表，但是本发明可以在用于任何类型的流体的仪表上实施。同样，不一定要通过发射和接收超声信号来测量流率：可以使用任意类型的流率测量装置。