CN108291830A - 氧乙炔工作设备以及用于确定所述设备的运行时间的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氧乙炔工作设备，该设备包括：第一乙炔容器(1)；第一压力计(2)；第一压力指示器(4)；以及第一二维标记(5)，所述第一压力指示器(4)能够采用相对于所述第一标记(5)的多个角位置；第二氧气容器(21)；包括第二压力指示器(24)和第二二维标记(25)的第二压力计(22)，所述第二压力指示器(24)能够采用相对于所述第二标记(25)的多个角位置；用于收集该第一和第二压力计(1，2)的图像的装置(7)；以及电子逻辑电路(8)，该电子逻辑电路被配置成用于处理该第一和第二压力计(1，2)的所述图像，以确定该第一和第二压力计(2，22)测得的压力值。根据本发明，该设备还包括用于测量该第一容器(1)的温度的传感器(6)，并且该电子逻辑电路(8)被配置成用于根据乙炔初始预定量、该传感器(6)测得的温度值以及该第一压力计(2)测得的压力值来确定该第一容器(1)中乙炔的剩余量，并且根据氧气初始预定量以及该第二压力计(22)测得的压力值来确定该第二容器(21)中氧气的剩余量。

Description

氧乙炔工作设备以及用于确定所述设备的运行时间的方法
本发明涉及：一种包括容纳乙炔的第一容器和容纳氧气的第二容器的氧乙炔型工作设备，所述设备允许确定分别在所述第一和第二容器中的乙炔和氧气的剩余量；以及一种用于确定所述设备在剩余气体量方面或在时间方面的自主性(autonomy)。
氧乙炔工作方法，尤其焊接、切割、或钎焊方法，是使用吹管进行的，该吹管的能量是通过同时燃烧两种气体而产生，即氧气(O2)作为氧化剂气体和乙炔(C2H2)作为燃料气体。在使用期间，将乙炔容器和氧气容器连接至氧乙炔吹管上，该吹管的原理是致使这两种气体混合，该混合物一旦在远程火炬上点燃，就允许获得温度典型地高至3,000℃的火焰。
目前氧气在加压气体容器、典型地气瓶或气体管束(即，彼此处于流体连通的一组多个气瓶)中进行调节。气瓶或气体管束装配有带有或没有集成式减压阀的阀单元，即，带有压力计或集成式减压阀的单开/闭式阀，以允许控制所递送气体的流量和压力。
为了测量容器中的氧气压力并且能够确定容器是否仍含有气体，通常在阀单元上安排压力测量装置，该装置典型地是带有自由旋转指针的压力计。
这样的压力测量装置在具有与压力值相对应的刻度的表盘上显示压力，指针在气体压力的作用下静止地正对这些刻度，以指示测得压力值。
从文献WO-A-2015/136207中还已知一种压力计，该压力计允许实现测得压力值的自动读取、并且因此避免使用者必须系统地观察与压力计指针所指示的刻度相对应的压力值。这个压力计实施二维码标记，以允许自动检测指针的角位置。所读取的剩余压力被用作容器的气体含量的指示。
由于其不稳定性，乙炔的特异性特征是通过溶解在被分散在填充气体容器的多孔块体中的溶剂(通常是丙酮或二甲基甲酰胺(DMF))中而被调节。这种调节允许乙炔的安全运输和储存。
氧乙炔设备的乙炔容器和氧气容器通常装配有阀单元，所述阀单元配备有压力计，以允许操作者知道容器中的剩余气体压力。
然而，在乙炔的情况下，测得的剩余压力不能可靠地反映出留在容器中的乙炔量。
事实上，乙炔在丙酮中的溶解度系数随温度而显著变化。因此，如从图1中可以看到，该图中示出了乙炔气瓶的压力随环境温度的变化，如果环境温度从大致5℃变化到30℃，含有确定量乙炔的容器的压力计显示的压力值典型地从一位数变化成两位数。要注意的是，温度下降越多，乙炔在丙酮中的溶解度系数越大。
此外，溶解的乙炔转变成游离气相是吸热反应。这意味着乙炔气瓶在使用时变凉。图2示出了这种现象，该图中示出了在分配恒定乙炔流量的气瓶的外表面的不同区域上测得的温度随时间的演变。应注意的是，温度的下降取决于气瓶分配的乙炔流量。在长时间使用的事件中，由于气瓶的变凉作用，乙炔的分配甚至可能停止。这种现象对应于乙炔在低温下保持溶解在溶剂中。乙炔仅可以在气瓶温度升高并且乙炔处于气态形式时被释放。
考虑到上述现象，因此应理解的是，氧乙炔工作设备的使用者不能基于压力计测得的压力来可靠地评估乙炔的剩余量。于是难以知道是否有足够量的乙炔来执行给定任务、或者预料到乙炔容器的可能更换。
文献WO-A-2005/093377披露了一种处理系统，该处理系统用于测量容器在时间或压缩气体剩余量方面的自主性。然而，这种解决方案不涉及溶解的气体、并且仍是基于压力测量，并且因此不能解决确定乙炔容器中的含量这个具体问题。
提出的一个技术问题是克服上述所有或部分缺点，特别是提供一种氧乙炔型工作设备，该设备允许以可靠且可重现的方式来确定所述设备内的乙炔和氧气的剩余量(这也易于实施)并且在具有可移动指示器的压力测量系统上特别容易进行适配；并且提供一种用于确定所述设备在气体剩余量或时间方面的自主性。
因此本发明的解决方案是一种氧乙炔型工作设备，该设备包括：
-容纳乙炔的第一容器，
-用于测量该第一容器中的压力的第一压力计，所述第一压力计包括第一表盘以及相对于所述第一表盘可旋转的第一压力指示器，
-被布置在该第一表盘上的第一二维标记，所述第一压力指示器能够根据该第一容器中的压力的值来采取相对于所述第一标记的多个角位置，
-容纳氧气的第二容器，
-用于测量该第二容器中的压力的第二压力计，所述第二压力计包括第二表盘以及相对于所述第一表盘可旋转的第二压力指示器，
-被布置在该第二表盘上的第二二维标记，所述第二压力指示器能够根据该第二容器中的压力的值来采取相对于所述第二标记的多个角位置，
-图像捕捉装置，该图像捕捉装置被配置成用于产生该第一压力计和该第二压力计的图像，
-电子逻辑电路，该电子逻辑电路被配置成用于处理该第一和第二压力计的所述图像，以确定该第一和第二压力指示器相对于该第一和第二二维标记的相应角位置、并且根据所述角位置来分别推导出该第一和第二压力计测得的压力值，
其特征在于：
-该设备进一步包括用于测量该第一乙炔容器的温度的传感器，
该电子逻辑电路被配置成用于：
-根据该第一容器(1)中的乙炔初始预定量、该传感器(6)测得的该第一容器(1)的温度值、以及该第一压力计(2)测得的压力值，来确定该第一容器(1)中乙炔的剩余量，并且
-根据该第二容器(21)中的氧气初始预定量以及该第二压力计(22)测得的压力值来确定该第二容器(21)中氧气的剩余量。
适当时，本发明的设备可以包括以下技术特征中的一项或多项：
-该温度传感器被配置成用于测量该第一容器的外表面的温度；
-该温度传感器被配置成用于通过与该第一容器相接触来测量该温度；
-该温度传感器附着在该第一容器的外表面上，优选地该温度传感器被定位在粘性带中；
-该温度传感器被配置成用于优选地经由无线电波来远程地传输该第一容器的温度值；
-该温度传感器是液晶温度计型；
-该温度传感器是红外温度计型；
-所述乙炔初始预定量被编码在该第一二维标记中，该电子逻辑电路被配置成用于处理该第一压力计的图像以解码所述乙炔初始预定量；
-所述氧气初始预定量被编码在该第二二维标记中，该电子逻辑电路被配置成用于处理该第二压力计的图像以解码所述氧气初始预定量；
-所述乙炔初始预定量和/或所述氧气初始预定量被存储在该电子逻辑电路中；
-该设备包括吹管，该吹管包括：与该容纳乙炔的第一容器处于流体连通的第一供应管线；与该容纳氧气的第二容器处于流体连通的第二供应管线；以及与所述第一和第二通路处于流体连通的喷嘴，当该吹管经由该第一供应管线被供以第一经确定乙炔压力时、并且在该吹管经由该第二供应管线被供以第二经确定氧气压力时，所述喷嘴被配置成用于分配预定流量的氧气-乙炔混合物；
-该电子逻辑电路被配置成用于根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第一乙炔压力以及该第一容器中乙炔的剩余量来确定乙炔自主性的第一持续时间；并且根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第二乙炔压力以及该第二容器中氧气的剩余量来确定氧气自主性的第二持续时间；
-该电子逻辑电路被配置成用于将该乙炔自主性的第一持续时间与该氧气自主性的第二持续时间进行比较、并且将所述第一和第二持续时间中的最短持续时间确定为该设备在时间方面的自主性。
此外，本发明还涉及一种氧乙炔型工作方法，尤其切割、焊接、钎焊或钎焊-焊接，其特征在于，所述方法通过根据本发明的设备来实施。
根据另一个方面，本发明进一步涉及一种用于确定根据本发明的设备的自主性的方法，所述方法包括以下步骤：
a)产生该第一压力计的图像并且处理所述图像以确定该第一压力指示器相对于该第一二维标记的角位置，
b)根据该第一压力指示器的角位置来推导该第一压力计测得的压力值，
c)产生该第二压力计的图像并且处理所述图像以确定该第二压力指示器相对于该第二二维标记的角位置，
d)根据该第二压力指示器的角位置来推导该第二压力计测得的压力值，
e)测量该第一容器的温度，
f)确定乙炔初始预定量，
g)确定氧气初始预定量，
h)处理在步骤b)、e)和f)中获得的数据，以确定该第一容器中乙炔的剩余量，并且
i)处理在步骤d)和g)中获得的数据，以确定该第二容器中氧气的剩余量。
优选地，在步骤b)的过程中，处理该第一压力计(2)的图像以解码被编码在该第一二维标记(5)中的乙炔初始预定量，和/或在步骤g)的过程中，处理该第二压力计(22)的图像以解码被编码在该第二二维标记(25)中的氧气初始预定量。
所述方法可以进一步包括将以下数据存储在该电子逻辑电路中的步骤：
-该吹管的喷嘴所分配的该氧气-乙炔混合物的流量，
-该第一吹管乙炔供应压力的值，以及
-该第二吹管氧气供应压力的值，
该电子逻辑电路被配置成用于根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、该第一乙炔压力以及该第一容器中乙炔的剩余量来确定乙炔自主性的第一持续时间；并且根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第二氧气压力以及该第二容器中氧气的剩余量来确定氧气自主性的第二持续时间。
有利的是，该方法包括以下步骤：
-将该第一乙炔自主性持续时间与该第二氧气自主性持续时间进行比较，并且
-将所述第一和第二持续时间中的最短持续时间确定为该设备在时间方面的自主性。
优选地，限制气体被确定为：乙炔，如果该乙炔自主性的第一持续时间小于该氧气自主性的第二持续时间的话；或者氧气，如果该乙炔自主性的第一持续时间大于该氧气自主性的第二持续时间的话。
现在从以下通过非限制性说明的方式并且参考附图提供的详细描述中更好地理解本发明，在附图中：
-图3示出了根据本发明的设备的实施例的部分示意图，
-图4示出了根据本发明的设备的第一压力计的第二实施例，
-图5示出了通过智能电话来获取图3或4的第一压力计的图像，
-图6A、6B、6C以及6D分别示出了智能电话的显示屏上显示的乙炔和氧气的测得压力以及剩余量，并且
-图7、8和9示出了用于确定根据本发明的设备的自主性的方法的步骤。
图3示出了压力计2，该压力计用于测量储存乙炔的第一容器1中的压力。
“容器”应理解为是指气瓶或甚至气体管束，即，与流体分配出口处于流体连通的一组多个气瓶。
“压力计”应理解为是指能够用于并且被设计用于指示加压流体容器中的主导压力的装置。压力计可以是包括具有压力值指示的刻度的类型、或甚至可以是压力计类型，即包括表示压力的一个或多个符号。
在本发明的范围内，容器是处于压力下的流体容器、即加压容器。
图3示出了容纳加压乙炔(具体地在高至40巴压力下的乙炔)的、形成氧乙炔焊接设备的一部分的第一容器1、以及容纳加压氧气(具体地在高至300巴压力下的氧气)的第二容器22。以例如从文献FR-A-2873644中本身已知的方式，可以将第一容器1和第二容器22安排在气瓶推车50上。此类设备有利地包括吹管(未示出)，该吹管具有与第一乙炔容器1处于流体连通的第一供应管道、以及与第二容器21处于流体连通的第二供应管道。
该吹管装配有与所述第一和第二通路处于流体连通的可互换喷嘴。根据要进行的工作，使用者确定适合的喷嘴，即，适合于在吹管被供以第一经确定乙炔压力和第二经确定氧气压力时分配预定流量的氧气-乙炔混合物的喷嘴。
根据本发明的第一压力计的描述是参考第一容器1提供的且也适用于第二容器21，该第二容器装配有类似于压力计2的第二压力计22、即具有可移动指示器和二维标记的类型。
典型地，第一压力计2被固定在带有或没有集成式减压阀的阀单元上、尤其经由壳体17承载的螺纹端配件19通过拧紧而固定，以测量来自所述容器1并且穿过该阀单元的流体的压力，该阀单元有利地由盖20保护，该盖自身安装在第一容器1上。
这样的第一压力计2由壳体17形成，该壳体容纳了压敏式柔性内部机构(未示出)、例如布尔顿管(Bourdon tube)或隔膜，所述内部机构与第一自由旋转压力指示器4相协作，该指示器即一般为围绕通常位于第一盘形表盘3(即，具有圆形外周，带有与压力值相对应的刻度或甚至量表型的一个或多个示意性指示、例如符号30，如图4所示)的中心处的旋转轴线16自由旋转的指针4。压力从端19开始拾取。指针优选地是细长的，有利的是其颜色尤其为黑色以与表盘3形成对比。
有利的是，第一压力计2测得的气体压力常规地可以被使用者在第一表盘3上读取，只要旋转指针4在乙炔的压力作用下静止地正对与压力值相对应的刻度。第一表盘3和指针4被透明保护件18(例如，窗)保护，该透明保护件固定至壳体17上并且将第一表盘和指针覆盖。
根据本发明，第一二维标记5被布置在第一表盘3上，其中第一压力指示器4能够根据第一容器1中的压力的值来采取相对于第一标记5的多个角位置。
术语“被布置在……上”应理解为是指，第一标记5直接附着在第一表盘3上、或典型地在窗18上被安排成面对第一表盘3，使得还能够观察指针4和第一标记5的叠加图像。优选地，第一标记5附着在第一表盘3上，用于确定指针4相对于第一标记5的角位置，这是对第一压力计2的图像捕捉角较不敏感的。第一二维标记5可以是印制的、粘附的、丝网印刷的、或通过任何其他技术沉积的。
根据本发明的系统进一步包括图像捕捉装置7(图3中未示出)，该图像捕捉装置被配置成用于产生第一压力计2的图像，所述图像至少包括第一二维标记5和第一指示器4。
电子逻辑电路8(图3中未示出)被配置成用于处理第一压力计2的所述图像，以确定第一压力指示器4相对于第一二维标记5的角位置、并且根据所述角位置来推导出第一压力计2测得的压力值。电子逻辑电路8优选地包括处理装置、例如微处理器，和/或存储在所述电子逻辑电路8内的软件。
本发明的不同之处在于，该系统进一步包括用于测量第一容器1的温度的传感器6。
根据本发明，电子逻辑电路8被配置成用于根据第一容器1中所含的乙炔初始预定量、传感器6测得的该容器1的温度值、以及该第一压力计2测得的压力值，来确定容器1中乙炔的剩余量。
根据本发明的优选实施例，所述乙炔初始预定量被编码在第一二维标记5中。电子逻辑电路8被配置成用于处理第一压力计2的图像，以解码所述乙炔初始预定量。
替代性地，所述乙炔初始预定量可以存储在电子逻辑电路8中。适当时，所述乙炔初始预定量可以之前就存储在电子逻辑电路8中或者可以在使用过程中传输至电子逻辑电路8。例如，所述量可以由使用者输入、或者甚至可以在例如经由因特网探寻外部数据库并将来自所述数据库的值传输至电子逻辑电路8之后来获得。在本发明的范围内，乙炔初始预定量(表示为Q100-1)对应于第一容器1在填充状态(被称为“充满”)中所含的乙炔总量、典型地用升(L)乙炔来表示。换言之，初始量Q100-1对应于第一容器1的乙炔的满商业负载或满负载。初始量Q100-1取决于第一容器1的水体积，压力计2固定在该第一容器上。举例而言，初始量Q100-1与第一容器1的水体积之间的等式如下：
-针对3.35L水体积，Q100-1＝400L；
-针对5.8L水体积，Q100-1＝800L；
-针对9.6L水体积，Q100-1＝1,400L；
-针对22L水体积，Q100-1＝3,000L；
-针对41.5L水体积，Q100-1＝6,000L；
-针对50L水体积，Q100-1＝7,000L。
因此，可以在电子逻辑电路8内存储乙炔初始预定量的多个值，有利地以与第一容器1的不同水体积值成等式的表格的形式。
该电子逻辑电路可以被配置成使得使用者可以根据这些值来选择所用的第一容器1的水体积。
如之前所解释的，乙炔在丙酮中的溶解度系数、并且因此乙炔压力随第一容器1的温度而变化。
事实上，根据第一容器1的已知特征、尤其存在于容器1中的多孔块体的性质、溶剂的性质，能够建立第一容器1在充满状态下的压力(P100-1，典型地以巴表示)与第一容器1的温度之间的关系。通过在所考虑的第一容器1的不同温度下进行压力测量，可以通过建模或凭经验建立这样的关系。
例如，针对第一经确定乙炔容器1，建立了以下计算规则：
P100-1＝(0.33x T)+10，
其中T是容器1的表面温度，用摄氏度(℃)表示。
因此，针对处于T＝20℃的第一容器1，P100-1＝16.6巴。
在使用期间，根据本发明的系统的电子逻辑电路8确定第一压力计2测得的剩余乙炔压力的值(表示为P1，典型地以巴表示)。
通过使用由电子逻辑电路8从第一标记5解码获得的乙炔初始量Q100-1＝800L、以及第一压力计2在20℃下测得的压力P1＝12巴这一实例，该电子逻辑电路确定第一校正因子：
F1＝P1/P100-1＝12/16.6＝0.723。
将这个因子F1应用于初始量Q100-1，以由此推导出第一容器1中的乙炔的剩余量Q1：
Q1＝F1x Q100-1＝578.4L。
根据本发明的系统的优点尤其在于存在温度传感器6，该温度传感器允许考虑容器1的温度以便用可靠且可重现的方式来确定有效留在容器1中的乙炔量。因此，这克服了压力计2测得的压力随容器的温度而变化，并且还克服了这个温度取决于容器1的运行条件。因此，本发明的系统对使用者提供了容器1在量的方面的自主性的可靠且直接的指示，该指示允许使用者评估剩余量是否足够用于其既定应用并且可能预料到容器1的更换。根据本发明的系统还是简单实施的、并且与配备有带有可移动指示器的压力计的常规容器1容易相适配。
根据本发明，图像捕捉装置7还被配置成用于产生装配第二氧气容器2的第二压力计22的图像。这个图像优选地至少包括第二二维标记25和第二压力指示器24。
电子逻辑电路8被配置成用于处理第二压力计22的图像，以确定第二压力指示器24相对于第二二维标记25的角位置、并且由此来推导出第二压力计22测得的压力值。
根据本发明，电子逻辑电路8被配置成用于根据氧气初始预定量以及该第二压力计22测得的压力值来确定第二容器21中所含有的氧气的剩余量。
根据本发明的有利实施例，第二二维标记25编码了第二容器21中的所述氧气初始预定量，电子逻辑电路8被配置成用于处理第二压力计22的图像，以解码被编码在第二二维标记25中的氧气初始预定量。
替代性地，所述氧气初始预定量可以存储在电子逻辑电路8中。适当时，所述氧气初始预定量可以之前就存储在电子逻辑电路8中或者甚至可以在使用过程中传输至电子逻辑电路8。例如，所述氧气初始预定量可以由使用者输入电子逻辑电路8中、或者甚至可以例如经由因特网从外部数据库获得。
如已经解释的，氧气常规地以压缩气体的形式被储存在第二容器21中。因此，所储存气体的量不变化、或者实际上不随温度而变化，但是能够根据第二容器21中测得的剩余流体压力(表示为P2)来推导出氧气的剩余量。
通过使用氧气初始量Q100-2＝1,000L、第二容器21在充满状态下的压力P100-2＝200巴并且第二压力计22测得的压力P2＝150巴的实例，电子逻辑电路8确定第二校正因子：
F2＝P2/P100-2＝150/200＝0.75。
将这个因子F2应用于初始量Q100-2，以由此推导出第二容器21中的氧气的剩余量Q2：
Q2＝F2x Q100-2＝750L。
有利的是，电子逻辑电路8包括：能够存储例如符合如同上文所描述的计算规则的计算指令的存储装置；以及能够根据所述计算指令来处理测得数据以确定乙炔和氧气的剩余量的计算装置、也被称为电子处理装置，例如微处理器。优选地，电子逻辑电路8包含软件，所述软件包括能够向所述计算装置传输计算指令的一个或多个计算机程序。
上述特征允许确定根据本发明的设备在气体量方面的自主性。
此外，可能有利的是知道该设备在时间方面的自主性，即分配足够量的乙炔和氧气来完成希望的工作操作的持续时间。
为此，该电子逻辑电路8被配置成用于根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第一乙炔压力以及该第一容器1中乙炔的剩余量来确定乙炔自主性的第一持续时间；并且根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第二氧气压力以及该第二容器2中氧气的剩余量来确定氧气自主性的第二持续时间。
根据本发明的优选实施例，电子逻辑电路8可以被配置成用于运行以下实例中所描述的计算。
考虑上述实例，第一容器1中乙炔的剩余量为Q1＝578.4L，并且第二容器21中氧气的剩余量为Q2＝750L。如果使用者旨在用以本身已知的方式配备有喷嘴的吹管来实施焊接方法，其中该喷嘴被配置成用于分配流量D＝1,000L/h的氧气-乙炔混合物，为了获得这样的流量而定义的参数是第一吹管乙炔供应压力1.5巴以及第二吹管氧气供应压力4巴。这些压力实际上对应于氧气-乙炔混合物中的乙炔和氧气的分压，从而给出总压力1.5+4＝5.5巴。
接着可以计算混合物中乙炔的部分流量为等于：
(1.5x 1,000)/5.5＝大致273L/h，
并且以相同的方式，可以计算该混合物中氧气的部分流量为等于大致727L/h。
这些流量得出第一乙炔自主性持续时间等于：
Q1/273＝578.4/273＝2.12h＝大致2小时7分钟，
并且得出第二氧气自主性持续时间等于：
Q2/727＝750/727＝1.03h＝大致1小时2分钟。
下表中示出了针对多个吹管喷嘴计算的部分流量的各个值，这些吹管喷嘴被配置成用于针对确定的吹管乙炔供应压力和氧气供应压力来分配预定流量的氧气-乙炔混合物。
优选地，电子逻辑电路8还被配置成用于将第一乙炔自主性持续时间与第二氧气自主性持续时间进行比较。将所述第一和第二持续时间中的最短持续时间确定为氧乙炔设备在时间方面的自主性。在上述实例中，因此向使用者示出了，在时间方面的自主性是1小时2分钟。
确定哪种气体限制了设备的运行并且相应地通知使用者也可能是有利的。在上述实例中，具有最短自主性持续时间的是第二氧气容器。因此，氧气是限制设备的气体。
表
在本发明的范围内，例如可以由使用者将氧气-乙炔混合物流量值输入电子逻辑电路8中。替代性地，电子逻辑电路8可以被配置成用于存储多个标准流量，使用者能够从这些值中选择他们想要在其方法中实施的流量。
优选地，所述预定的氧气-乙炔混合物流量包含在30L/h与3,500L/h之间的范围内。第一流体通路中的乙炔压力包含在0.2巴与2巴之间的范围内，并且第二流体通路中的氧气压力包含在0.5巴与6巴之间的范围内。实际上，这些流量与容器的大小相关。典型地，对于50L容器，实现3,000L/h，并且对于3.35L容器，实现40L/h。
优选地，根据本发明的系统包括至少一个显示器9，该至少一个显示器能够用于并且被设计用于显示选自以下信息中的至少一项：压力计2测得的压力值P；容器1的温度值T；第一容器1中乙炔的剩余量Q1；第二容器21中氧气的剩余量Q1；设备在时间方面的自主性；限制气体的指示。
此外，根据本发明的系统可以包括至少一个人/机界面10、优选地触摸屏式界面，该界面被配置成允许使用者将选自以下数据中的至少一项输入和/或存储到电子逻辑电路8内：传感器6测得的容器1的温度值T；氧气-乙炔混合物流量的预定值D。
图5示出了本发明的有利实施例，其中图像捕捉装置7(典型地相机)、电子逻辑电路8、显示器9以及触摸界面10位于智能电话型的读取终端11内。可以使用其他类型的适合的读取终端11，例如数字或模拟平板电脑。
举例而言，图6A至6D示出了由电话屏幕型显示器9显示的信息。因此使用者可直接访问通过根据本发明的设备解码并计算的信息，例如通过处理第一压力计2的图像获得的容器1中的剩余压力值P1(图6A)；第一容器1中乙炔的剩余量Q1(图6B)；通过处理第二压力计2的图像获得的第二容器21中的剩余压力P2(图6C)；第二容器21中氧气的剩余量Q2(图6D)。这个信息可以与其他图形元素(例如向使用者示出容器1、21的填充状态的量表或等级类型的图形元素)组合地被显示。
在本发明的范围内，温度传感器6有利地被配置成用于测量容器1的外表面1a的温度。实际上，鉴于乙炔的高度易燃性，应避免在容器内安排具有物理量的传感器。
优选地，温度传感器6被配置成用于通过与容器1相接触来测量温度。例如，传感器6可以是电阻温度计型。通过接触来检测温度允许提供更加可重现的温度测量。应注意的是，传感器越靠近气瓶的阀，温度测量值就越精确，其中在图3中这个阀由盖20保护。具体地，将传感器6安排在气瓶的阀与圆顶40之间允许进行精确的温度测量，因为在气瓶的这个区域中没有多孔块体。
根据本发明的优选实施例，温度传感器6是液晶温度计型。典型地，这种类型的温度计包括由液晶形成的敏感部件，其颜色根据温度而变化。它提供了紧凑、轻型以及实惠的优点。这种类型的温度计还具有无需电池来工作和不需要电源的优点，出于安全原因禁止在气瓶附近存在电势差。另一个优点在于这些温度计的足够快的、约几秒钟的响应时间。
优选地，温度传感器6附着在容器1的外表面1a上。这样的定位允许产生可靠且可重现的温度测量值、并且在气瓶的使用期间允许考虑其温度的变化。有利的是，将传感器6安排在气瓶本体的平坦表面上、尽可能靠近圆顶40、优选在界定了该本体和圆顶的半径41处。另一个优点是传感器6位于使用者的眼睛高度处，这便于阅读。
优选地，如图3所示，温度传感器6呈粘性带的形式、由柔性塑料保护。所述带具有一系列刻度，每个刻度对应于不同的温度值。通过改变位于经确定的刻度附近的区域的颜色来显示测得温度。如图3所示，这个带优选沿横向于气瓶轴线的方向延伸。
替代性地，温度传感器6可以是红外温度计型。这种类型的温度计通过测量红外波段中的辐射来远程测量容器1的温度。
根据另一个变体，温度传感器被安排在容器1上并且被配置成用于优选地经由无线电波将测得温度值无线传输至电子逻辑电路8。电子逻辑电路8接着包括被配置成用于接收并处理容器1的温度值的数据接收元件。有利的是，传感器6实施“蓝牙”通信标准来传输该测得温度值。电子逻辑电路8优选地被安排在具有无线电波接收元件(尤其是使用蓝牙数据通信标准来工作的接收元件)的数字读取装置11(例如，智能电话或数字平板电脑)内。使用无线传输传感器是有利的，因为代替需要使用者视觉地读取，它使得自动进行为了确定乙炔量而需要的温度的读取。
图3和4示出了根据本发明的具有二维标记的第一或第二压力计的两个实施例。这些压力计及其二维标记总体上具有相同的架构并且以相同的方式操作。以下特征将参照第一标记进行描述、但同样适用于第二标记。
第一二维标记5能够编码、即包含一项或多项信息、优选为容器1特有的数据。优选地，第一二维标记5包括编码样式，该编码样式包括含有一个或多个数据项的编码元素12。
有利的是，第一二维标记5包括几何形状12，优选为分布在第一表盘3(优选地第一圆形表盘3)的外周的至少一部分上的一组锥体，如图3所示。该多种形状12的安排和数量编码了一个或多个数据项。例如，该数据可以以相对于彼此居中或偏离中心的圆盘的形式来编码。
此外，第一二维标记5可以包括至少一个参考元素13，在这种情况下即为一个或多个图形元素，以用作允许将第一压力指示器4定位在空间中的参考位置。
在图3的实施例中，第一二维标记5的几何形状12是分布在表盘3的外周上的黑色和白色、以及可能灰色的圆盘。典型地，在这种情况下，第一二维标记5是“bleam”码类型。这种类型的码具有甚至在中断条件下仍能够被读取(即，被检测和解码)的优点，例如当在光线暴露过度或不足的情况下产生图像时、当在存在聚焦错误或缺乏稳定性的情况下、在部分遮挡条件下等，远程或侧面捕捉图像时。
还注意到单一参考元素13的存在(在这种情况下，位于表盘3的顶部处)，以作为参考位置从而允许将压力指示器4(即，旋转指针)定位在表盘上并且因此确定第一压力指示器4相对于这个参考元素13的角位置，以由此推导气体压力。此类参考元素13的存在对于使读取第一表盘3上显示的压力值自动化特别重要。
这个参考元素13是或者包括几何形状，例如点、线、方形或其他形状。在这种情况下，它是盘形点。如可以看到，在该实施例中，参考元素13不同于编码了剩余量Q100-1的几何形状12。
在图4的实施例中，形成二维标记5的几何形状12是分布在方形基底上的小黑方块，其颜色(典型地白色或黑色方块)与表盘基底的颜色形成对比。典型地，这种情况下，二维码9是QR码型。
如可以看到，在图4的这个实施例中，第一表盘3具有多个参考元素13(即图形元素)，所述参考元素并入这些形成第一二维标记5的几何形状12中，即它形成了这些形成第一二维标记5的几何形状12的一部分。
更确切地，几何形状12限定了或绘制了形成QR码型第一二维标记5的总体方形形状，并且三个图形参考元素13大致位于形成二维标记5的总体方形形状的其中三个角中。
为了自动识别指针4在表盘3上的位置，可以使用这些参考元素13中的一个或多个，这些参考元素各自可以用作将指针4定位在空间中的参考位置。图4中所示的参考元素13是方形的。
有利的是，第一二维标记5可以编码与以下各项相对应的其他确定的信息项：例如气瓶参考号、用户名、乙炔等级、与网站的链接、供应商名称或来源、到期日期、重测气瓶1的日期、出现问题时或需要任何其他有用信息时的联系电话号码。
因此，凭借本发明的系统，现在能够实施对压力计2、22显示的压力的测量，并且以自动化方式根据下文所述的方法来实施对气体量方面或时间方面的自主性的测量。
图7中示出了根据本发明的方法的步骤。
首先，产生图3或图4的第一压力计2、特别是所述压力计2的第一表盘3的图像(步骤100)，所述图像至少包括第一二维标记5以及位于或面对所述第一标记5的压力指示器4。
可选地，根据本发明的方法在产生所述图像之前可以包括显示器9显示信号、消息或引导使用者将图像捕捉装置7定位在压力计2前方的任何其他合适手段的步骤。
优选地，所产生的图像还包括至少一个参考元素13。实际上，表盘3上的该一个或多个参考元素13的存在允许精确地知道所述图像内的第一二维标记5和/或指针4的位置和取向。
处理第一压力计2的图像(步骤200)，以检测第一压力指示器4相对应第一二维标记5的角位置(步骤300)。随后，根据第一压力指示器4的角位置来推导第一压力计2测得的压力值(步骤400)。
可选地，根据本发明的方法可以包括使用者确认在步骤400中推导出的压力的可能性质的步骤。因此，如果推导出的压力看起来不正确(例如异常低或高)，则这可以由使用者标出。可以产生压力计2的新图像。
根据本发明，该方法进一步包括步骤500：通过温度传感器6来测量第一容器1的温度。优选地，由使用者读取测得温度值，接着将其输入和/或存储在电子逻辑电路8内。在液晶温度传感器6的情况下，使用者读取温度值、然后优选地经由显示器9(还用作触摸型人/机界面10)将其手动输入。
还处理在步骤100期间产生的第一压力计2的图像(步骤600)，以从其中解码(步骤600)被编码在二维标记5中的数据、尤其是所述初始预定量Q100-1(在其被编码在二维标记5(步骤700)中时)。可选地，还可以在根据本发明的方法的范围内解码如之前提及的并且包含在标记5中的其他数据。
最后，根据为了描述根据本发明的设备而已经提供的解释，处理在步骤400、500、700中获得的数据以确定第一容器1中乙炔的剩余量Q1。
除了容器温度测量(对氧气来说不是必需的)之外，上述处理步骤以类似的方式应用于第二氧气容器2，如图8所示。
所述步骤典型地由电子逻辑电路8、优选地通过微处理器和软件来实施。
优选地，根据本发明的方法包括将如之前提及的至少一个计算规则存储在电子逻辑电路8内的步骤。
优选地，使用者根据既定应用、优选地经由显示器9(还用作触摸型人/机界面10)来输入预定的氧气-乙炔混合物流量。
有利地，根据本发明的方法包括将以下数据存储在电子逻辑电路8内的步骤：由吹管的喷嘴分配的氧气-乙炔混合物的流量(步骤1600)、第一吹管乙炔供应压力的值、以及第二吹管氧气供应压力的值。可以由使用者来存储、或者甚至可以由电子逻辑电路8根据选定的混合物流量、基于之前存储的数据库来自动选择并且存储第一和第二供应压力的值(步骤1700)。
根据图9所示的方法的实施例，电子逻辑电路8被配置成用于：根据预定的氧气-乙炔混合物流量、第一乙炔压力、以及第一容器1中乙炔的剩余量来确定(步骤1800)第一乙炔自主性持续时间；并且根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第二氧气压力、以及第二容器21中氧气的剩余量来确定第二氧气自主性持续时间。用于计算这些持续时间的模式有利地是在以上实例中描述的模式。
一旦确定第一乙炔自主性持续时间和第二氧气自主性持续时间，就将它们进行比较以确定设备在时间方面的自主性，所述自主性对应于所述第一和第二持续时间中的最短持续时间。
该方法接着可以包括显示限制该设备的气体(例如“O2”或“C2H2”指示，即，将先从容器中耗尽的气体)的步骤。
应注意的是，可以叠加在被编码在第一(或第二)二维标记5中的信息Q100-1上的指针4位置凭借使用图像识别和数据重建技术而不会破坏信息Q100-1的解码，所述技术专用于标记5编码技术并且是本领域技术人员已知的。
此外，检测二维标记5还允许精确地知道压力计2的图像中的二维标记5的位置和取向、并且允许在图像内容易地选择包括指针4的兴趣区域、并允许重建其在空间中的位置(即，其在表盘3上的角位置)。
例如但不排他地，如文献WO-A-2015/136207中所描述的，根据本发明的方法可以实施图像处理和解码技术、特别是一种或多种图像识别和形状识别算法。
如图5所示，优选地使用数字读取装置11、尤其是包括相机的装置(例如，智能电话或数字平板电脑)来实施对压力计1的表盘4的原始图像的获取，该数字读取装置装配有相机并且实施二维码(特别是QR码或bleam码)读取应用或模块，例如运行AndroidTM、IOs或Windows Mobile的Manatee Works条形码扫描器SDK码读取模块。
例如，上述方法的步骤在运行AndroidTM的智能电话上并且使用基于图像处理库(例如OpenCVTM)的软件来实施。
本发明特别有利于确定氧乙炔工作设备在涉及例如切割、焊接、钎焊、钎焊-焊接、预焊接预加热、用于成型的加热或热处理类型等工作的时间和/或气体量方面的自主性。
根据本发明，氧乙炔设备的使用者能够确定工作站内乙炔和氧气的量是否足以满足其既定应用，或者它们是否需要通过更换一个或多个气体容器来继续。
实例
本发明的效用已经通过完成确定以参考号OXYFLAM 1000销售的氧乙炔型设备中乙炔和氧气的剩余量的测试来证实。
第一容器1是由AIR LIQUIDE以参考号S05销售的气瓶，其中乙炔的初始量为800L，第二容器21为由AIR LIQUIDE以参考号S05销售的气瓶，其中氧气的初始量为1,000L。容器1、21各自配备有集成式减压阀类型的阀。
在读取和解码分别装配容器1、21的压力计2和22之后，分别确定乙炔的剩余量为438L(在20℃)并且氧气的剩余量为385L，其中根据本发明，用于确定乙炔剩余量的操作实施对容器1的温度测量。
既定方法是2mm厚材料(建议使用250L/h的流量)的自熔焊接，其中将吹管乙炔供应压力设定为1巴的值，并且将吹管氧气供应压力设定为2巴的值。
在这些条件下，氧气被确定为该设备的限制气体，其中第二氧气自主性持续时间等于2小时19分钟，因此对应于该设备在时间上的自主性。

Claims (18)

1.一种氧乙炔型工作设备，包括：
-容纳乙炔的第一容器(1)，
-用于测量该第一容器(1)中的压力的第一压力计(2)，所述第一压力计(2)包括第一表盘(3)以及相对于所述第一表盘(3)可旋转的第一压力指示器(4)，
-被布置在该第一表盘(3)上的第一二维标记(5)，所述第一压力指示器(4)能够根据该第一容器(1)中的压力的值来采取相对于所述第一标记(5)的多个角位置，
-容纳氧气的第二容器(21)，
-用于测量该第二容器(21)中的压力的第二压力计(22)，所述第二压力计(22)包括第二表盘(23)以及相对于所述第一表盘(23)可旋转的第二压力指示器(24)，
-被布置在该第二表盘(23)上的第二二维标记(25)，所述第二压力指示器(24)能够根据该第二容器(21)中的压力的值来采取相对于所述第二标记(25)的多个角位置，
-图像捕捉装置(7)，该图像捕捉装置被配置成用于产生该第一压力计(1)和该第二压力计(2)的图像，
-电子逻辑电路(8)，该电子逻辑电路被配置成用于处理该第一和第二压力计(1，2)的所述图像，以确定该第一和第二压力指示器(4)相对于该第一和第二二维标记(5，25)的相应角位置、并且根据所述角位置来分别推导出该第一和第二压力计(2，22)测得的压力值，
其特征在于：
-该设备进一步包括用于测量该第一乙炔容器(1)的温度的传感器(6)，
该电子逻辑电路(8)被配置成用于：
-根据该第一容器(1)中的乙炔初始预定量、该传感器(6)测得的该第一容器(1)的温度值、以及该第一压力计(2)测得的压力值，来确定该第一容器(1)中乙炔的剩余量，并且
-根据该第二容器(21)中的氧气初始预定量以及该第二压力计(22)测得的压力值来确定该第二容器(21)中氧气的剩余量。
2.如前一权利要求所述的设备，其特征在于，该温度传感器(6)被配置成用于测量该第一容器(1)的外表面(1a)的温度。
3.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该温度传感器(6)被配置成用于通过与该第一容器(1)相接触来测量该温度。
4.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该温度传感器(6)被配置成用于优选地经由无线电波来远程地传输该第一容器(1)的温度值。
5.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该温度传感器(6)附着在该第一容器(1)的外表面上，优选地该温度传感器(6)被定位在粘性带中。
6.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该温度传感器(6)是液晶温度计型。
7.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，该温度传感器(6)是红外温度计型。
8.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述乙炔初始预定量被编码在该第一二维标记(5)中，该电子逻辑电路(8)被配置成用于处理该第一压力计(2)的图像以解码所述乙炔初始预定量。
9.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述氧气初始预定量被编码在该第二二维标记(25)中，该电子逻辑电路(8)被配置成用于处理该第二压力计(22)的图像以解码所述氧气初始预定量。
10.如权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述乙炔初始预定量和/或所述氧气初始预定量被存储在该电子逻辑电路(8)中。
11.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该设备包括吹管，该吹管包括：与该容纳乙炔的第一容器(1)处于流体连通的第一供应管线；与该容纳氧气的第二容器(21)处于流体连通的第二供应管线；以及与所述第一和第二通路处于流体连通的喷嘴，当该吹管经由该第一供应管线被供以第一经确定乙炔压力时、并且在该吹管经由该第二供应管线被供以第二经确定氧气压力时，所述喷嘴被配置成用于分配预定流量的氧气-乙炔混合物。
12.如前一权利要求所述的设备，其特征在于，该电子逻辑电路(8)被配置成用于根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第一乙炔压力、以及该第一容器(1)中乙炔的剩余量来确定乙炔自主性的第一持续时间；并且根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第二氧气压力、以及该第二容器(2)中氧气的剩余量来确定氧气自主性的第二持续时间。
13.如前一权利要求所述的设备，其特征在于，该电子逻辑电路(8)被配置成用于将该乙炔自主性的第一持续时间与该氧气自主性的第二持续时间进行比较、并且将所述第一和第二持续时间中的最短持续时间确定为该设备在时间方面的自主性。
14.一种用于确定如权利要求1至13中任一项所述的设备的自主性的方法，所述方法包括以下步骤：
a)产生该第一压力计(2)的图像并且处理所述图像以确定该第一压力指示器(4)相对于该第一二维标记(5)的角位置，
b)根据该第一压力指示器(4)的角位置来推导该第一压力计(2)测得的压力值，
c)产生该第二压力计(22)的图像并且处理所述图像以确定该第二压力指示器(24)相对于该第二二维标记(25)的角位置，
d)根据该第二压力指示器(24)的角位置来推导该第二压力计(22)测得的压力值，
e)测量该第一容器(1)的温度，
f)确定乙炔初始预定量，
g)确定氧气初始预定量，
h)处理在步骤b)、e)和f)中获得的数据，以确定该第一容器(1)中乙炔的剩余量，并且
i)处理在步骤d)和g)中获得的数据，以确定该第二容器(21)中氧气的剩余量。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在步骤b)的过程中，处理该第一压力计(2)的图像以解码被编码在该第一二维标记(5)中的乙炔初始预定量，和/或在步骤g)的过程中，处理该第二压力计(22)的图像以解码被编码在该第二二维标记(25)中的氧气初始预定量。
16.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括将以下数据存储在该电子逻辑电路(8)中的步骤：
-该吹管的喷嘴所分配的该氧气-乙炔混合物的流量，
-该第一吹管乙炔供应压力的值，以及
-该第二吹管氧气供应压力的值，
该电子逻辑电路(8)被配置成用于根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、该第一乙炔压力以及该第一容器(1)中乙炔的剩余量来确定乙炔自主性的第一持续时间；并且根据该预定的氧气-乙炔混合物流量、所述第二氧气压力以及该第二容器(2)中氧气的剩余量来确定氧气自主性的第二持续时间。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-将该第一乙炔自主性持续时间与该第二氧气自主性持续时间进行比较，并且
-将所述第一和第二持续时间中的最短持续时间确定为该设备在时间方面的自主性。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，限制气体被确定为：
-乙炔，如果该乙炔自主性的第一持续时间小于该氧气自主性的第二持续时间的话，或者
-氧气，如果该乙炔自主性的第一持续时间大于该氧气自主性的第二持续时间的话。
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