CN105928638A - 流量计 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流量计，用于安装到供给管路中以检测流体的流量和/或热量，包括：测量设备，流体以表计通流方向流过测量设备；控制和分析单元，它控制测量设备并且确定流量数据，控制和分析单元据此自行确定安装通流方向；和/或温度测量装置，它包括第一温度传感器及第二温度传感器，用于确定在去程温度与回程温度之间的温度差，控制和分析单元据此自行确定第一温度传感器以及第二温度传感器在去程或者回程中的安装位置，其中，控制和分析单元在首次或重新装配流量计时如此地自行配置，使得在继首次装配之后的持续运行中表计通流方向适配于安装通流方向，和/或依据所测量的温度差将第一温度传感器以及第二温度传感器分派给去程或回程。

Description

流量计
技术领域
本发明涉及一种流量计，用于安装到包含流动的流体的供给管路中以检测该流体的流量和/或热量.
背景技术
借助流量计能够检测流体例如水的耗用量.热量计能够检测通过作为传输介质的流体(例如水或者以水为基础的流体混合物)所提供的形式上为冷量或热量的能量.无论流量计还是热量计或者冷量计(下面将两者都称为“能量计”)均应遵守标准检定强制性规定.为能够精确地检测流量或者热量或者冷量，需要在供给管中正确地装入流量计或者能量计.流量计以及能量计都具有一个大多在流量计的连接壳体上加设的表计通流方向标志，从而安装工人能够依照该表计通流方向装配流量计.能量计通常装配在所谓的回程中，因为它在那里遭受比在去程中更低的温度.当然也存在着将能量计装配于去程中的安装情况.由此产生这样的结果，即通常是有用于回程的专门能量计以及用于去程的专门能量计.然而，流量计或者能量计的可能发生的关于通流方向或者关于在去程或回程中安装的安装错误对于安装工人来说往往并不能立即识别出来，而是仅当初次读取数据时才被证实.可能进行的拆卸或者说错误消除是花费很大并且成本很高的.此外必须在安装工人、能量供给企业、经销伙伴处和社会公共机构中为用于去程以及回程的能量计保有存货.错误订货或者需作表计更换处置的情况也时有发生.
从DE 10 2010 011 272 A1中获知一种流量计，此类流量计可视为本发明最接近的现有技术.该已知的流量计的思想在于，根据在去程和回程温度之间正的或者负的温度差以及正的或者负的通流来确定通流方向并且将其以箭头的形式在一个在能量计上所设置的显示单元上显示.安装人员由此识别出能量计关于通流方向的错误装配以及能量计在去程或者回程中的错误装配.鉴于此，安装人员可以拆卸能量计并且在正确的安装位置和/或正确的方位重新进行装配。如果已经发生了错误的装配并且其未被注意地保留下来，则基于独立的检测而在存储器中存储错误的温度数据，特别是形式上为负的温度差.这样就能够在事后检测错误的数据并排除与此相关的测量结果.
从DE 10 2007 014 810 B3中获知一种能量计，其中，在数据辅助存储器中在结算时间期间寄存未符合规定地检测的热量或冷量并将其用于对实际能量消耗进行更为准确的估算.
发明内容
本发明的任务在于，提供一种此类型的流量计，它能够杜绝关于安装方向和/或针对去程和回程的安装位置的错误装配.
为此，本发明提供一种流量计，用于安装到包含流动的流体的供给管路中以检测该流体的流量和/或热量，所述流量计包括：测量设备，流体以表计通流方向流过该测量设备，所述流量计按该表计通流方向持续运行；控制和分析单元，它控制所述测量设备并且确定流量数据，其中，根据该流量数据由所述控制和分析单元自行确定依赖于安装的通流方向作为安装通流方向；和/或温度测量装置，它包括第一温度传感器以及第二温度传感器，其中，所述第一温度传感器和第二温度传感器设置为用于确定在去程中的去程温度与回程中的回程温度之间的温度差；根据所述温度差由所述控制和分析单元自行确定所述第一温度传感器以及第二温度传感器在去程或者回程中的安装位置；其特征在于，所述控制和分析单元在首次或重新装配流量计时如此地自行配置，使得在继首次装配之后的持续运行中所述表计通流方向适配于所述安装通流方向，即，使表计通流方向与安装通流方向一致，和/或依据所测量的温度差将所述第一温度传感器以及第二温度传感器分派给去程或者回程.
在本发明的流量计中规定：控制和分析单元在首次或重新装配流量计时如此地自行配置即编程，使得在继首次装配或重新装配之后的持续运行中表计通流方向适配于安装通流方向，即，使表计通流方向和安装通流方向一致。
此外在本发明的流量计中作为选择或者联合措施还规定：控制和分析单元在首次或重新装配流量计时如此地自行配置即编程，使得在继首次装配或者重新装配之后的持续运行中依据所测量的温度差将第一温度传感器以及第二温度传感器分派给去程或者回程.
本发明基于这样的思想，即流量计关于通流方向和/或装配位置(在去程中或者在回程中)的安装情况不在设备侧预先规定，而是将实际的、由安装人员执行的安装情况通过流量计自身在给流量计提供使用的测量数据的基础上予以定置.事后的拆卸/安装得以无替代地取消.不必预先准备不同的设备.可转动的或者可移取的显示器不再需要.无需在结算时间期间对由于错误装配所产生的不正确数据量进行独立的数据技术检测以及分析.该运行定置可通过检定封印来保证.
在流动技术上对称地构造所述流量计是适宜的.因此该流量计的测量通道沿着和逆着流动方向均受到相同流动特性的作用.由此，流量计也可翻转180°安装到供给管路中，而不会改变流动特性以及进而改变测量.
特别是，各导流元件和/或流动滤网和/或反射器和/或支架和/或流入/流出区域和/或与流体流接触的内壁是以对称的布置和/或结构和/或取向设置在流量计的壳体内，尤其是在所谓的连接壳体内，该壳体插装于供给管路中.在这方面，由此能够在流量计的测量通道内实现在流动技术上对称的特性状况。
控制和分析单元包括一个可信度程序，因此，能够在配置开始时可靠地排除流量计的不明晰状态(管路中的空气，管路中的回流，冲洗管路时不确定的特性状况等).
尤其是，在可信度程序运行的过程中在预定的时间tx上进行通流的检测并在此时确定：所测量的通流在该时间区间期间是处于流量的预定极限值之内还是之外.
如果流量计具有一个温度测量装置，则可以在可信度程序运行的过程中进行对温度传感器的温度差的检测.尤其是为此可以设定一个预定的温度差作为比较值ΔT.
若控制和分析单元包括一个可由控制器激活的报警程序，并且如果可信度程序是负的，则安装人员就在设备上得到自配置尚未正确运行的警报。在这种情况下，在重新尝试开始自配置之前也许例如再次冲洗管道线路是适宜的.
一旦成功执行了自配置，便由控制和分析单元不可改变地定置了表计通流方向与安装通流方向的适配和/或第一温度传感器以及第二温度传感器对去程或者回程的分派.该自动装配此后不再可以重复，以禁止(人工非法)操作.然后流量计便转入经过检定的且不容改动的运行模式.
适宜的是涉及一种软件控制的过程，在此过程中分析原本供使用的流量数据和/或温度差数据并且生成关于通流方向和/或安装位置的信息.
另外还设置一个第三温度传感器，它位于流量计的壳体上或壳体内，其中，在首次或重新装配的范围内，温度差通过测量在第三温度传感器与第一温度传感器之间的温度差而确定以及温度差通过测量在第三温度传感器与第二温度传感器之间的温度差而确定，并且依赖于此能够确认流量计在去程或回程中的安装位置.
有利的是，还可以考虑将三个温度传感器中的一个温度传感器用来修正所确定的流量(温度条件决定的体积修正).
这里可以规定，从包括第一温度传感器或第二温度传感器的一对温度传感器中选择出温度传感器用于进行体积修正，温度传感器相对于第三温度传感器具有较小的温度差.该识别可以在一个显示单元例如LCD屏幕上显示.
在完成适配通流方向和/或分派温度传感器之后隋化对通流数据和/或温度差的自行确定，因此，该过程仅限于首次装配或者重新装配并且因此不能(人工非法)操作.再次的识别程序或方法由此仅通过检验部位在毁坏或者破断检定封印的情况下是可能实现的.
在自配置的范围内可能需要的是：将通流的测量数据相互交换用以使表计通流方向适配于安装通流方向和/或将温度传感器的测量数据相互交换用以对去程或者回程分派第一温度传感器以及第二温度传感器.在交换后，于是在持续运行中所确定的测量数据被正确地分派给相应的实际通流方向以及相应的温度传感器.如果安装情况从一开始就是正确的，则系统便“确认”该状态.
附图说明
根据有利的实施例按照附图详细说明本发明.附图中：
图1表示在供给管路中安装的流量计的极为简化的原理图；
图2表示在回程中安装的流量计的极为简化的原理图；
图3表示在回程中安装的流量计的极为简化的原理图，带有一个第三温度传感器；
图4表示用于自动检测流量计的通流方向的流程图；
图5表示用于分派温度传感器和/或通流方向以及用于确定流量计的安装位置的流程图；以及
图6表示用于说明测量数据的可能的自动交换的极为简化的示图.
具体实施方式
图1表示一个按照本发明的流量计1，其为检测流动的流体2的流量而被安装到一个包含该流体2的供给管路5中.
所述流量计1包括一个壳体17，特别是一个所谓的测量管壳体，流体2以在供给管路5中主导的通流方向4流过该壳体.在壳体17的上侧有第一以及第二超声变换器11A以及11B，它们一起与第一反射器19A以及第二反射器19B构成U形的测量路段14.同样，在壳体17的上侧还有一个测量设备3以及一个控制和分析单元6，后者控制测量设备3并且从来自测量设备3的电信号确定出流量数据.测量设备3以及控制和分析单元6可以安置在一个公共的壳体18(电子设备壳体)内.
流量测量例如根据所谓的渡越时间差法(Differenzlaufzeitverfahren)进行.为此，由第一超声变换器11A以及第二超声变换器11B分别交替地发送和接收超声信号，确定渡越时间差并且从中求得流体的流动速度以及通流体积.
如从图1中另外得知的那样，流量计1是在流动技术上对称地构造的，并因此沿着和逆着通流方向4受到相同流动特性的作用.因而，既可以将流量计1沿着通流方向4装入也可以将其逆着通流方向4装入，而这一点并不会引起在流动技术方面的差异.
例如，在流入侧及在流出侧都设置有相同的导流元件，这一点如在图1中通过第一导流器20A以及相同的第二导流器20B示范地表明的那样。另外可以附加于导流元件或者代替导流元件设置流动滤网，例如形式上为第一滤网21A以及相同的第二滤网21B.由此，流动特性在测量路段14内总是相同的，与安装方位无关，从而安装定位取向不会对测量结果造成任何影响。
测量设备3包括第一以及第二信号处理模块，例如放大器12A以及12B等.此外，为了在运行期间将相应的超声变换器11A、11B换接到控制和分析单元6上，测量设备3还包括一个换接开关13.控制和分析单元6另外可以包含一个处理器15以及一个存储器16，尤其是用于存储所确定的测量值数据.测量设备3(如从图1中所见)也可以是对称构造的.
所述流量计具有一个为设备特定地预定的表计通流方向4A.该表计通流方向4A按图1中示出的示例性装配对应于在供给管路5中的通流方向4。因此流量计从开始起就正确地装入.根据本发明，表计通流方向4A可以与安装通流方向4B一致，见图1，但这不是必须的.
根据本发明，在装配或者重新装配时在流量计1内根据原本提供使用的流量数据在一个配置程序的范围内由控制和分析单元6自行确定所装配的流量计1的通流方向作为实际的安装通流方向4B并将其与表计通流方向4A比较.如果通流方向一致，则维持该表计通流方向4A.然而如果它们不一致，则在不拆卸/重新装配流量计的情况下，在控制系统内部使表计通流方向4A适配于安装通流方向4B.
同样为此可以在信号分析中翻转运行参数.基于在流动技术上的对称性，由此并不对测量结果产生任何影响.
因此该流量计1便适配了在首次配置中所确定的给定条件并且接着可以直接过渡到持续运行模式.据此，同一流量计1既能够在其中一个方向上也能够翻转180°地安装到供给管路5中并加以使用.在这方面来说，可以极大地减小相应流量计的库存管理.
对于图1的流量计1，在图4的流程图中示出了自配置的一个例子.在流量计1安装之后(首次装配)，使待测量的流体初次流过流量计1的测量管.流量计1识别该通流并且开始配置.
位置“表计识别通流方向”意味着：根据在其中一个以及另一方向上所测量的体积差V1-V2＝ΔV的符号(正负号)来进行表计通流方向4A与安装通流方向4B的适配，使得表计通流方向4A和安装通流方向4B一致.如果所确定的体积差是负的(ΔV负)，则在数据处理中交换通流数据V1、V2的分派.如果所测量的体积差是正的(ΔV正)，则保持通流数据V1、V2的分派不变(分别参见图6).
在表计已经识别了通流方向后，控制和分析单元便检验数据或者通流数据分派的可信度.由此可以排除明显的错误或者不明晰，例如由于管路中的回流或者空气.可信度程序例如包括在预定的时间tx上检测通流.例如一种检验针对下述目的进行，即通流方向和/或流量是否在预定界限之内超过时间tx保持不变.
如果可信度程序是负的，则进行报警和/或中断配置程序.必要时必须采取进一步的措施，例如冲洗供给管路5.然而如果可信度检验是正的，则在系统侧为持续运行不可改变地定置表计通流方向4A与安装通流方向4B的适配.在该状态下优选还可以检定流量计.
图2中流量计与图1中流量计的区别在于，还附加设置有一个温度测量装置7.因此该流量计1作为热量计或者能量计工作.温度测量装置7包括第一温度传感器8A以及第二温度传感器8B，其中，该第一温度传感器8A和第二温度传感器8B设置为用于检测在去程9中的去程温度与回程10中的回程温度之间的温度差.根据该温度差能够由控制和分析单元6自行确定第一温度传感器8A以及第二温度传感器8B在去程或者回程中的安装位置.
据此，于是便能够在装配或者重新装配时在流量计1内(在考虑进去所确定的温度数据例如温度差的情况下)在配置程序的范围内由控制和分析单元6定置温度传感器8A、8B对去程9或者回程10的分派.
在所属的按照图5的流程图中，在开始配置之后要么也如同按照图4的流程那样进行通流识别并接着或者立即进行温度传感器8A、8B的检验.所说“温度传感器的检验”意味着：根据在温度传感器8A和8B之间所测量的温度差ΔT进行第一温度传感器8A以及第二温度传感器8B对去程9或者回程10的分派.如果例如所确定的温度差的测量值是负的(ΔT负)，则交换温度传感器8A、8B关于去程9以及回程10的分派。如果例如所确定的温度差ΔT的测量值是正的(ΔT正)，则使温度传感器8A、8B关于去程9以及回程10的分派保持不变(分别参见图6)。
在此，接着也进行可信度检验.可信度程序例如可以包括比较所测量的温度差ΔT与预定的温度差.例如，可以将具有所测量温度差为例如ΔT＞3K的测量值归属为可信的.
如果可信度检验是正的，则在系统侧为持续运行不可改变地定置第一和第二温度传感器8A、8B的分派.在该状态下优选还可以检定流量计。如果可信度检验是负的，则进行报警.
自主配置的两种可能性，亦即自动地识别和适配通流方向以及分派温度传感器，可以(参见图5)要么两者一起进行要么每一个本身择一进行.无论何种情况，流量表计均适配了在首次配置时所确定的测量值并且可以接着直接过渡到持续运行模式.不需要换装流量计和/或温度传感器8A、8B.
如果温度传感器8A、8B对流量计1或者对温度测量装置7的输入或者端口的分派已知，则也可以从温度差推断出流量计1在去程9或者回程10中的安装位置并且在配置时也随同将其考虑进去.在自主配置之后，流量计便可转入经过检定的且不容改动的运行模式.
附图标记列表
1 流量计
2 流体
3 测量设备
4 通流方向
4A 表计通流方向
4B 安装通流方向
5 供给管路
6 控制和分析单元
7 温度测量装置
8A 第一温度传感器
8B 第二温度传感器
8C 第三温度传感器
9 去程
10 回程
11A 第一超声变换器
11B 第二超声变换器
12A 第一放大器
12B 第二放大器
13 换接开关
14 测量路段
15 处理器
16 存储器
17 壳体
18 壳体
19A 第一反射器
19B 第二反射器
20A 第一导流器
20B 第二导流器
21A 第一滤网
21B 第二滤网

Claims (14)

1.流量计(1)，用于安装到包含流动的流体(2)的供给管路(5)中以检测该流体(2)的流量和/或热量，所述流量计包括：
测量设备(3)，流体(2)以表计通流方向(4A)流过该测量设备，所述流量计(1)按该表计通流方向持续运行，
控制和分析单元(6)，它控制所述测量设备(3)并且确定流量数据，其中，根据该流量数据由所述控制和分析单元(6)自行确定依赖于安装的通流方向作为安装通流方向(4B)，和/或
温度测量装置(7)，它包括第一温度传感器(8A)以及第二温度传感器(8B)，其中，所述第一温度传感器(8A)和第二温度传感器(8B)设置为用于确定在去程(9)中的去程温度与回程(10)中的回程温度之间的温度差，
根据所述温度差由所述控制和分析单元(6)自行确定所述第一温度传感器(8A)以及第二温度传感器(8B)在去程或者回程中的安装位置，
其特征在于，
所述控制和分析单元(6)在首次或重新装配流量计(1)时如此地自行配置，使得在继首次装配之后的持续运行中
(a)所述表计通流方向(4A)适配于所述安装通流方向(4B)，即，使表计通流方向(4A)与安装通流方向(4B)一致，和/或
(b)依据所测量的温度差将所述第一温度传感器(8A)以及第二温度传感器(8B)分派给去程(9)或者回程(10)。
2.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于，
所述流量计(1)是在流动技术上对称地构造的。
3.根据权利要求1或2所述的流量计，其特征在于，
各导流元件和/或流动滤网和/或反射器和/或支架以对称的布置和/或结构设置在一壳体(17)内。
4.根据上述权利要求之至少一项所述的流量计，其特征在于，
所述控制和分析单元(6)包括一个可信度程序。
5.根据权利要求4所述的流量计，其特征在于，
所述可信度程序包括在预定的时间tx上检测通流。
6.根据权利要求4或5所述的流量计，其特征在于，
所述可信度程序包括检测一个预定的温度差ΔT。
7.根据上述权利要求4到6之至少一项所述的流量计，其特征在于，
所述控制和分析单元(6)包括一个报警程序，如果所述可信度程序是负的，则可激活该报警程序。
8.根据上述权利要求之至少一项所述的流量计，其特征在于，
在首次或重新装配时由所述控制和分析单元(6)不可改变地定置所述表计通流方向(4A)与所述安装通流方向(4B)的适配和/或所述第一温度传感器(8A)以及第二温度传感器(8B)对去程(9)或者回程(10)的分派。
9.根据上述权利要求之至少一项所述的流量计，其特征在于，
在首次或重新装配时由所述控制和分析单元(6)进行的所述表计通流方向(4A)与安装通流方向(4B)的适配和/或所述第一温度传感器(8A)以及第二温度传感器(8B)对去程(9)或者回程(10)的分派是一种软件控制的过程，在此过程中分析流量数据和/或温度差数据并且生成关于通流方向和/或安装位置的信息。
10.根据上述权利要求之至少一项所述的流量计，其特征在于，
设置有第三温度传感器(8C)，它位于流量计(1)的壳体(17)上或壳体内，
在首次或重新装配的范围内，温度差通过测量在所述第三温度传感器(8C)与所述第一温度传感器(8A)之间的温度差而确定，以及温度差通过测量在所述第三温度传感器(8C)与所述第二温度传感器(8B)之间的温度差而确定。
11.根据权利要求9所述的流量计，其特征在于，
一个温度传感器(8A、8B或8C)被用来修正所确定的流量。
12.根据权利要求10或11所述的流量计，其特征在于，
从包含所述第一温度传感器(8A)或所述第二温度传感器(8B)的一对温度传感器中选择出温度传感器用于进行体积修正，该温度传感器相对于所述第三温度传感器(8C)具有较小的温度差。
13.根据上述权利要求之至少一项所述的流量计，其特征在于，
在完成适配通流方向和/或分派温度传感器(8A、8B)之后隋化对通流数据和/或温度差的自行确定。
14.根据上述权利要求之至少一项所述的流量计，其特征在于，
在自配置的范围内将通流的测量数据相互交换用以使所述表计通流方向(4A)适配于所述安装通流方向(4B)和/或将温度传感器(8A、8B)的测量数据相互交换用以对去程(9)或者回程(10)分派所述第一温度传感器(8A)以及第二温度传感器(8B)。
CN201610206414.9A 2015-02-03 2016-02-03 流量计 Active CN105928638B (zh)

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