CN203069224U - 一种微热量式燃气表 - Google Patents

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曲宝源
张蒙
刘大壮
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Abstract

本实用新型的微热量式燃气表，包括外壳和外壳内燃气依次流经的分配腔、气体过滤器、进气器、主通道和测量通道、流出通道，分配腔连接外壳上的气体出入嘴的进口，流出通道连接气体出入嘴的出口；主通道由若干个并排的分支通道组成，测量通道与主通道并行设置，测量通道内设有CMOS半导体传感器，它包括CMOS半导体芯片、安装在该芯片薄层部位的发热单元和两个温度传感器，发热单元位于两个温度传感器之间。本实用新型的有益效果是，在任意温度和海拔下，更好地控制能耗，保证准确计量。无论是在炎热的55℃，寒冷地区的-25℃，高山或低地山谷深处，试验表明燃气表温度补偿可达0.3%。微热量式燃气表无损耗，准确，重复性好，长期稳定。

Description

一种微热量式燃气表
技术领域
    本发明属于燃气计量器具领域，涉及一种微热量式燃气表。
背景技术
    能源是产生能量的物质，其价值在于产生能量的多少。在我国寒冷的东北地区，燃气体积收缩；在低大气压的青藏高原，燃气体积膨大。使用一般的燃气表，燃气实际热值与燃气表的容积示值体现的热值有较大的区别。当今世界最先进的天然气计量是天然气能量计量，是以天然气体积与单位体积发热量的乘积来量度。在全球能源紧缺的大形势下，在能源贸易计量中实行能量计量势在必行。
发明内容
    本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种性能稳定、计量准确的微热量式燃气表，在任意温度和海拔下，更好地控制能耗，保证准确计量。
本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明的微热量式燃气表，其特殊之处在于：包括外壳和外壳内燃气依次流经的分配腔、气体过滤器、进气器、主通道和测量通道、流出通道，分配腔连接外壳上的气体出入嘴的进口，流出通道连接气体出入嘴的出口；主通道由若干个并排的分支通道组成，测量通道与主通道并行设置，测量通道内设有CMOS半导体传感器，它包括CMOS半导体芯片、安装在该芯片薄层部位的发热单元和两个温度传感器，发热单元位于两个温度传感器之间；少量气体进入发热单元所在的测量通道，发热单元每间隔一段时间, 加热一段时间，检测两个温度传感器之间的温度差值，温度差值经处理器计算确定气体流量并换算得到气体标准体积。
本发明的微热量式燃气表，外壳包括安装为一体的壳体和盖板，气体出入嘴设置在盖板上，壳体内设有微粒储存区。
本发明的有益效果是，微热量式燃气表是集传感技术、通信技术和信息处理技术于一体的智能新型燃气表，根据微热量原理监测燃气的标准流量，在任意温度和海拔下，更好地控制能耗，保证准确计量。根据大量的试验数据，微热量式燃气表，无论是在炎热的55℃，寒冷地区的-25℃，高山或低地山谷深处，试验表明燃气表温度补偿可达0.3%。试验表明，微热量式燃气表更适用于偏冷及低气压地区。微热量式燃气表无损耗，准确，重复性好，长期稳定；该产品具有温度、压力补偿功能，能够做到在终端以能量进行计量，在能源贸易结算中，比传统膜式燃气表在计量方面更公平、科学、合理；该产品性能获德国国家监理机构认可。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图。图2为测量通道图。图3为工作原理气相图。图4为压损曲线图。图5为误差曲线图（标准条件下），小流量也可以准确计量，连续高流速流量平稳。图6为误差曲线图（不同温度下）。
图中，1分配腔、2气体过滤器、3进气器、4主通道、5测量通道、6流出通道、7进口、8出口、9CMOS半导体芯片、10发热单元、11温度传感器、12壳体、13盖板、14微粒储存区。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。
本发明的微热量式燃气表，包括外壳和外壳内燃气依次流经的分配腔1、气体过滤器2、进气器3、主通道4和测量通道5、流出通道6，分配腔连接外壳上的气体出入嘴的进口7，流出通道连接气体出入嘴的出口8；主通道由若干个并排的分支通道组成，测量通道与主通道并行设置，测量通道内设有CMOS半导体传感器，它包括CMOS半导体芯片9、安装在该芯片薄层部位的发热单元10和两个温度传感器11，发热单元位于两个温度传感器之间；少量气体进入发热单元所在的测量通道5，发热单元每间隔一段时间, 加热一段时间，检测两个温度传感器之间的温度差值，温度差值经处理器计算确定气体流量并换算得到气体标准体积。
本发明的微热量式燃气表，外壳包括安装为一体的壳体12和盖板13，气体出入嘴设置在盖板上，壳体内设有微粒储存区14。
该燃气表采用COMS半导体传感技术，通过M－Bus通信和无线模块实现先进的数据传输，经过终端数据处理，有效提供能源计费，满足可持续利用珍贵能源的需求，为家庭自动化和智能网络的实现铺平道路，为家庭燃气计量开创了一个崭新的局面。
微热量式燃气表其结构与膜式燃气表结构截然不同，微热量式燃气表内部无活动部件，无磨损，由气体出入口、盖板、壳体、分配腔、气体过滤器、微粒储存区、进气器、测量通道和传感器等部分组成。
微热量式燃气表工作原理是基于微热量测量、温度和压力补偿原理。COMS半导体在驱动芯片驱动下，利用其物理性质随温度变化的规律，把温度转换为电信号。 
位于燃气表旁路管道的CMOS半导体传感器，包含一个位于两个传感器之间的发热单元。发热单元加热，温度均匀分布，但在有气体通过时，温度分布有变化，因此就在两个传感器之间产生温度差异。此差异信号通过一个处理器，经温度、压力转换，传输为一个流量值，并因此确定一个标准体积。
气流进入腔体，通过压阻件，使气体压力降低，使约1%的气体量进入发热单元所在的管路，发热单元每间隔2s, 加热1ms，检测气体经过管路时两个半导体热电阻传感器之间的温度差值。由温差确定气体流量，由流量推测气体压力，经过温度、压力补偿换算，得到气体标准体积。
一段时间内的单位体积发热量与该时间内流过的标准体积值的乘积，即为流过的热量。
Figure 41668DEST_PATH_IMAGE001
；
Q：燃气热量。
Figure 813315DEST_PATH_IMAGE002
：燃气单位体积发热量。
Figure 950904DEST_PATH_IMAGE003
:某一海拔和温度下，一段时间内流过的体积值。
Figure 833410DEST_PATH_IMAGE004
: 标准海拔和温度下，一段时间内流过的标准体积值。
Figure 185894DEST_PATH_IMAGE005
:标准大气压。
Figure 66125DEST_PATH_IMAGE006
:某一海拔和温度下的大气压。
Figure 504060DEST_PATH_IMAGE007
: 标准海拔下的温度。
Figure 924677DEST_PATH_IMAGE008
: 某一海拔下的温度。
Figure 82732DEST_PATH_IMAGE009
  ；
Figure 196182DEST_PATH_IMAGE010
,由时间传导确定的温差的微积分。λ：热系数。T：绝对温度。F：燃气压力。
参数影响量：根据大量的试验数据，微热量式燃气表，无论是在炎热的55℃，寒冷地区的-25℃，高山或低地山谷深处，试验表明燃气表温度补偿可达0.3%。试验表明，微热量式燃气表更适用于偏冷及低气压地区。
微热量式燃气表重复性好，长期稳定，即使在非常低的流速，也能够准确测量压力和温度，准确传输其转换量。
微热量式燃气表采用紧凑型设计，体积为普通燃气表的1/2，节省空间且安装简单。
微热量式燃气表无损耗，准确，重复性好，长期稳定；该产品具有温度、压力补偿功能，能够做到在终端以能量进行计量，在能源贸易结算中，比传统膜式燃气表在计量方面更公平、科学、合理。

Claims (2)

1.一种微热量式燃气表，其特征在于：包括外壳和外壳内燃气依次流经的分配腔、气体过滤器、进气器、主通道和测量通道、流出通道，分配腔连接外壳上的气体出入嘴的进口，流出通道连接气体出入嘴的出口；主通道由若干个并排的分支通道组成，测量通道与主通道并行设置，测量通道内设有CMOS半导体传感器，它包括CMOS半导体芯片、安装在该芯片薄层部位的发热单元和两个温度传感器，发热单元位于两个温度传感器之间；少量气体进入发热单元所在的测量通道，发热单元每间隔一段时间, 加热一段时间，检测两个温度传感器之间的温度差值，温度差值经处理器计算确定气体流量并换算得到气体标准体积。
2.根据权利要求1所述的微热量式燃气表，其特征在于：外壳包括安装为一体的壳体和盖板，气体出入嘴设置在盖板上，壳体内设有微粒储存区。
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