DE10111147B4 - Gaszähler - Google Patents

Abstract

Gaszähler zur Messung und normierten Zählung eines Gasstroms, wobei der Gaszähler (2) in den Gasstrom (1) eingekoppelt ist und eine Volumenerfassungseinrichtung zur mechanischen Bestimmung des Volumens, einen Drucksensor (7) zur Erfassung des Drucks und einen Temperatursensor (6) zur Erfassung der Temperatur des jeweiligen Gasstroms (1) umfasst, wobei die Volumenerfassungseinrichtung mit wenigstens einem elektronischen Zählwerk wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Zählwerk, das im Druckbereich des Gaszählers (2) angeordnet ist, ein elektronisches Zählergebnis erfasst, wobei das elektronische Zählwerk einen Impulsgeber zur Generierung einer dem Volumenstrom des Gases proportionalen Impulsfrequenz, eine Addierschaltung (22) zur Summierung der Impulse und einen Speicher zur Speicherung der erfassten Impulse (5) umfasst, wobei die einem jeden empfangenen Impuls innewohnende Energie jeweils für eine Zustandsveränderung des Speichers ausreicht.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Gaszähler.
• Ein Gaszähler ist ein Gerät, mit dem man über eine Volumenmessung die an einer Stelle abgegebene Gasmenge feststellt. Man muß dabei zwischen direkter und indirekter Volumenmessung unterscheiden:
• – bei der direkten Volumenmessung werden nacheinander stets gleiche Volumen abgeschöpft und abgezählt. Hierzu können nasse oder trockene Gaszähler eingesetzt werden. Bei den nassen Gaszählern sind die Meßräume durch eine Flüssigkeit abgegrenzt. Im trockenen Gaszähler, etwa dem Balgen-Gaszähler oder Drehkolben-Gaszähler sind die Meßräume durch bewegliche Wände abgegrenzt.
• – bei der indirekten Volumenmessung spricht der Gaszähler nur auf die augenblickliche Mengenleistung an. Erst durch die Summierung über die Zeit ergibt sich ein Gasvolumen.
• Ein Gaszähler der eingangs beschriebenen Art ist aus der DE 199 20 393 A1 vorbekannt. Es handelt sich dabei um einen in einem Gasstrom einkoppelbaren Gaszähler mit einem die Temperatur des Gasstroms erfassenden Temperatursensor, einen den Druck des Gases erfassenden Drucksensor und einen mit dem Gaszähler, dem Temperatursensor und dem Drucksensor verbundenen Mengenumwerter. Das Gerät weist ein mechanisches Zählwerk auf.
• Zusätzlich zu dem gemäß DIN 33800 geforderten mechanischen Zählwerk, hier ein Rollenzählwerk, sind zumeist elektronische Zählwerke vorhanden.
• Es handelt sich dabei um Zählwerke mit einem Impulsgeber, vorzugsweise in Form eines elektrischen Näherungsschalters oder Wegaufnehmers, die eine Impulsfolge liefern, deren Frequenz proportional dem Volumenstrom des zu messenden Gasstroms ist. Im vorliegenden Beispiel entspricht die Frequenz der Impulsfolge der Umdrehungsfrequenz eines Turbinenrads eines Turbinenradgaszählers (TRZ). Dieses Impulssignal wird an einen Mengenumwerter geleitet, der die Anzahl der empfangenen Impulse in einen dem Gasvolumen des Gasstroms entsprechenden Wert umsetzt. Dabei wird der gemessene Druck und die gemessene Temperatur des Gases zur Normierung des Meßergebnisses eingesetzt. Das vom Mengenumwerter ermittelte Volumen wird in einen Zählerfortschritt des Gaszählers umgesetzt. Das solcherart elektronische Zählergebnis wird zur Fernablesung und damit zur Abrechnung der Zähler benötigt.
• Gleichwohl kann auf ein mechanisches Zählwerk in derartigen Zählern nicht verzichtet werden, da diese aufgrund der zu fordernden Manipulationssicherheit und Genauigkeit heute unverzichtbar und deshalb meist gesetzlich vorgeschrieben sind. Die Genauigkeit der mechanischen Zählwerke ist zumeist lediglich durch die Anzahl der Zählerrollen, bzw. durch die Auflösung der geringstwertigen Zählerrolle begrenzt.
• Neben den bereits erwähnten Turbinenradgaszählern (TRZ) werden zur industriellen und Haushaltsgaszählung nach wie vor sogenannte Balgen-Gaszähler (BGZ) und Drehkolben-Gaszähler (DKZ) eingesetzt. Sämtliche Geräte müssen regelmäßig geeicht und geprüft werden. Je nach gesetzlicher Vorschrift sind dabei sowohl Nieder- als auch Hochdruckprüfungen zu absolvieren. Eine derartige Prüfung kann nur bei vollständig aufgebautem Zähler stattfinden. Die Prüfung und Eichung der Gaszähler ist mit einem erheblichen Aufwand verbunden, da die Zählergehäuse üblicherweise kundenspezifisch angepaßt sind und somit eine individualisierte Prüfung durchgeführt werden muß. Die Prüfanlagen sind dementsprechend aufwendig und nach derzeitigem Kenntnisstand nur in Europa und Kanada in ausreichendem Maße vorhanden. Üblicherweise müssen daher die Gaszähler vollständig abgebaut und mit ihren jeweiligen Gehäusen zu den entsprechenden Prüfanlagen in Europa und Kanada versandt werden. Für die Zeit der Prüfung muß regelmäßig ein Ersatzzähler vor Ort installiert werden.
• Es sind daher in den letzten Jahren verschiedene Anstrengungen unternommen worden, lediglich die im Hochdruckbereich des Gaszählers angeordnete Meßpatrone der Prüfung zu unterwerfen. Nachdem jedoch die mechanischen Zählwerke vorgeschrieben sind, ist stets eine mechanische Kupplung zwischen der im Hochdruckbereich angeordneten Meßpatrone und dem zum Zwecke der Ablesung im atmosphärischen Bereich an geordneten Zählwerk erforderlich. Im Falle des Austauschs einer Meßpatrone zu Prüf-, Reparatur- oder Wartungszwecken muß die Meßpatrone vom Zählwerk abgekuppelt werden. Es versteht sich von selbst, daß die Kupplung als solche eine mögliche Fehlerquelle darstellt und daher die Prüfung und Eichung der Meßpatrone für sich in der Regel nicht ausreicht, sondern die Prüfung der gesamten Anlage mit angekoppelter Meßpatrone verlangt ist.
• Eine alternative Problemlösung besteht darin, das mechanische Zählwerk vollständig im Hochdruckteil des Zählers zu integrieren, so daß eine autarke mechanische Meßpatrone gebildet ist, die ausgebaut und geprüft werden kann. Hierdurch ist zum einen der Aufwand zum Austausch dieses Meßteils deutlich reduziert und im übrigen kann die Eichung und Kalibrierung des mechanischen Meßwerks auf die Meßpatrone beschränkt bleiben. Die Anzeige des Zählergebnisses erfolgt dann lediglich über ein zusätzliches paralleles elektronisches Zählwerk, wobei unter dem elektronischen Zählwerk der die Impulse der mechanischen Messung auswertende Mengenumwerter zu verstehen ist. Im Falle von Unterschieden zwischen der elektronischen und der mechanischen Zählung ist das mechanische Zählwerk maßgebend.
• Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, daß zu derartigen Überprüfungen nach wie vor das integrierte mechanische Zählwerk zum Auslesen des Meßergebnisses ausgebaut werden muß.
• Dem Interesse einer möglichst autarken Messung im Hochdruck bereich dient auch die Entwicklung von Flüssigkeits- und Gaszählern, insbesondere Wasserzählern die ohne Zuführung von Energie in Form von Batterien oder Zuleitungen betrie ben werden können, da sowohl der Leitungsaufwand wie auch die Kosten des Batteriewechsels als nachteilig angesehen werden. Eine solche Entwicklung ist u.a. aus der DE 197 28 392 A1 vorbekannt. Dabei wird der Energiebedarf für das elektronische Zählwerk sowie eventueller Empfänger und Sender des Zählergebnisses von einem Generator geliefert, der auf der gleichen Welle wie eine in dem Flüssigkeits- oder Gasstrom angeordnete Turbine angeordnet ist. Die Impulse für den elektronischen Zähler können dann entweder aus der Welligkeit der Generatorspannung oder mittels zusätzlichen Sensoren an den bewegten Teilen gewonnen werden.
• Auch aus der US Patentschrift US 4 140 013 ist ein Flüssigkeitszähler bekannt, der ohne zusätzliche Energieversorgung auskommt, indem ein Generator auf gleicher Welle in einem zu zählenden Flüssigkeitsstrom angeordnet ist, der die Energie für ein elektromechanisches Zählwerk, das über einen dem Generator nachgeschalteten Pulsgenerator die Zählimpulse liefert.
• Beiden vorbekannten Lösungen ist also der Grundgedanke gemein, eine autarke Energieversorgung für ein Zählwerk mittels eines in dem zu zählenden Gas- oder Flüssigkeitsstrom angeordneten Generators zu schaffen. Der Vorteil dieser Lösung ist zum einen die Unabhängigkeit von einer externen Versorgung überhaupt, aber auch dass der Hochdruckbereich des Zählers zumindest nicht zum Zwecke der Energieversorgung in irgend einer Weise, sei es durch Zuleitungen oder zum Zwecke von Batteriewechseln, angetastet werden muss.
• Beide Lösungen haben auch den gemeinsamen Nachteil, dass jede zusätzliche Gerätschaft, hier zumindest eines Spannungsgenerators und dessen Zuleitungen, ein zusätzliches Ausfallrisiko für den Zähler bedeutet. Außerdem steckt in der Umwertung der Generatorspannung in Zählimpulse eine zusätzliche Fehlerquelle für das Zählergebnis, was bei der Messwert-Toleranz bzw. der Eichung eines entsprechenden Zählers je nach geforderter Zählgenauigkeit mit z.T. erheblichem Aufwand berücksichtigt werden muß.
• Ein entscheidendes Hindernis in den Mühen, die Gaszählung zu vereinfachen besteht grundsätzlich darin, daß die eigentliche Gaszählung im Hochdruckbereich stattfindet, wobei das jeweilige Meßergebnis in einen Ablesebereich überführt werden muß, der im allgemeinen unter atmosphärischem Druck steht.
• Es muß weiterhin als unbefriedigend gelten, daß im Gaszählerbereich auf eine parallele elektronische und mechanische Zählung nicht verzichtet werden kann und überdies die Prüfung, Wartung und Kalibrierung der erwähnten Gaszähler mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand verbunden ist.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile der Gaszählung zu vermeiden und einen Gaszähler zu schaffen, der einen erheblich vereinfachten Aufbau, geringere Prüfkosten bei einer zumindest gleichbleibenden Fehlergenauigkeit besitzt.
• Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Gaszähler der eingangs beschriebenen Art gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung können den Unteransprüchen entnommen werden.
• Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe gelingt dadurch, daß innerhalb des Druckbereichs eines Gaszählers ein vollständiges elektronisches Zählwerk integriert wird, das ohne jede Beeinflussungs- und Manipulationsmöglichkeit von außen ein elektronisches Zählergebnis liefert, das zu Prüfzwecken zur Verfügung steht. Dies gelingt, indem das elektronische Zählwerk mit einem derartigen Speicherelement versehen ist, bei dem die Energie der von der Sensorik gelieferten Impulse zur Veränderung des Speicherzustandes ausreicht. Dies bedeutet, daß das elektronische Zählwerk ohne jede zusätzliche Energieversorgung ein Zählergebnis liefert. Dadurch ist das wesentliche Problem der elektronischen Zählwerke, das in der Energieversorgung dieser Zählwerke besteht gelöst. Bis dato war ein elektronisches Kontrollzählwerk nicht akzeptabel, da nicht mit letzter Sicherheit vorhergesagt werden konnte, wie lange die im Druckbereich zu integrierende Spannungsversorgung ausreicht. Für den Fall, daß die Batteriespannung vor Ablauf des Betriebsintervalls zusammenbrach, stand keinerlei Prüfergebnis zur Verfügung. Aus diesem Grunde war es bislang gerechtfertigt, nur mechanische Zählwerke zu Prüfzwecken zuzulassen. Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung können nunmehr auch elektronische Zählwerke die bei entsprechender Mehrfachanordnung elektronischer Bauelemente eine vergleichbare Sicherheit und Genauigkeit bieten als Prüfwerke eingesetzt werden. Allein aufgrund der Abmessungen derartiger elektronischer Zählwerke ergibt sich ein erheblicher Vorteil gegenüber bisherigen mechanischen Zählwerken. Darüber hinaus entfällt vollständig das Problem der mechanischen Ankupplung eines derartigen Zählwerkes. Das Meßergebnis eines Gaszählers kann also einfach dadurch überprüft werden, daß der betreffende Gaszähler zu Prüfzwecken geöffnet und aus der integrierten Meßpatrone das gespeicherte Zählergebnis ausgelesen wird. Nachdem die Ankopplung der Meßpatrone unkritisch ist, kann diese auch mit vergleichsweise geringem Aufwand versandt werden. Dies ist beispielsweise erforderlich, um etwaige amtliche Eichungen und Prüfungen der Meßpatrone vornehmen zu können. Der Versand des Druckgehäuses zu Prüfzwecken kann vollständig entfallen.
• Je nach Vorschrift, kann das elektronische Zählwerk ein mechanisches zu Prüfzwecken vorgesehenes Zählwerk vollständig ersetzen oder zur zusätzlichen Sicherheit angeordnet werden. In einer Phase des Übergangs, insbesondere gesetzlicher Prüfvorschriften wird es erforderlich sein, das mechanische Zählwerk neben dem elektronischen Prüfzählwerk zu betreiben.
• In einem derartigen Fall wird es sinnvoll sein, sowohl das elektronische als auch das mechanische Zählwerk innerhalb einer einzigen Meßpatrone anzuordnen, die im Druckbereich des Gaszählers integriert ist. Dort kann dann die das elektronische und mechanische Zählwerk umfassende Meßpatrone zu Prüf- und/oder Eichzwecken versandt werden.
• Ein wesentlicher Vorteil der vorstehend erläuterten Erfindung ist sicherlich der Umstand, daß eine das elektronische Zählwerk umfassende Meßpatrone in bestehenden Gaszählern nachgerüstet werden kann. Hierzu müssen lediglich die in herkömmlichen Gaszählern bereits zur Verfügung stehenden elektronischen Impulse der neuartigen Meßpatrone parallel zur Verfügung gestellt werden.
• Die vorstehende Erfindung betrifft ein innerhalb des Druckbereichs des Gaszählers angeordnetes vollständiges elektronisches Zählwerk. Um eine Ablesung des Zählergebnisses zu ermöglichen, ist es erforderlich, zusätzlich ein weiteres elektronisches oder mechanisches Zählwerk vorzusehen, das eine Außenablesung des Zählergebnisses ermöglicht.
• Das neuartige elektronische Zählwerk kann mit Vorteil auf einer einzigen integrierten Schaltung dem sogenannten Zählchip, der als sogenannter Asic ausgestaltet ist, angeordnet sein. Der Vorteil eines derartigen Zählchips liegt in seiner universellen Anwendbarkeit und in seinen ausgesprochen kleinen Abmessungen. Ein weiterer Vorteil der Ausgestaltung des elektronischen Zählwerks als integrierte Schaltung ist, daß eine zerstörungsfreie Manipulation der Schaltung kaum denkbar ist.
• Der Zählchip ist in vorteilhafter Ausgestaltung mit Kontakten zum Anschluß von wenigstens zwei Impulsdrähten verbunden. Die Impulsdrähte liefern die von einem Impulsgeber gelieferten Signale. Dabei sind wenigstens zwei Impulsdrähte erforderlich, um eine Vorwärts-/Rückwärts-Zählung zu ermöglichen bzw. um in Verbindung mit Zählimpulsen die Richtung der Impulse erfassen zu können. Es handelt sich dabei im Gaszählerbereich vorzugsweise um sogenannte Riedkontakte, die die Änderungen eines Magnetfeldes in elektronische Impulse umsetzen.
• In vorteilhafter Ausgestaltung ist dieser Zählchip mit einem Anschluß für eine externe Spannungsversorgung versehen. Die externe Spannungsversorgung ist, wie bereits erläutert wurde, nicht zum ständigen Betrieb des Zählwerks erforderlich, sondern ermöglicht vielmehr zusätzliche Auswertungen die sich an das in dem Zählchip integrierte Zählergebnis anschließen. Lediglich hierfür ist es notwendig, den Zählchip mit einer externen Spannungsversorgung versehen zu können. Das Zählergebnis als solches wird weiterhin ohne zusätzlichen Energiebedarf erzeugt.
• Eine derartige Anwendung kann beispielsweise darin bestehen, daß eine Datenschnittstelle, die mit einer entsprechenden Kommunikationshardware versehen ist, am Zählchip angeordnet ist. In die Versorgung dieser Datenschnittstelle und der Kommunikationshardware kann dann über die externe Spannungsversorgung erfolgen.
• Das Zählergebnis wird zusätzlich mit einem dem Außeneingriff entzogenen Datenstempel, der vorzugsweise Ort und Zeit der Messung ausweist, versehen.
• In vorteilhafter Ausgestaltung ist der Gaszähler derart aufgebaut, daß innerhalb des Druckbereichs ein elektronisches Zählwerk angeordnet ist, wobei der Impulsgeber mit dem erwähnten Zählchip verbunden ist, der ohne externe Spannungsversorgung ein Zählergebnis zeigt, das zu Prüfzwecken zur Verfügung steht. Zusätzlich ist das elektronische Zählwerk mit einem Mengenumwerter zur Erzeugung eines normierten Zählergebnisses in an sich bekannter Weise verbunden. Dieses normierte Zählergebnis kann durch elektronische oder induktive Auskopplung oder Funkübertragung aus dem Druckbereich nach außen im atmosphärischen Bereich zu einer Außenanzeige oder zur Abrechnung oder Fernablesung übertragen werden. Es steht damit ein vollständig elektronischer Gaszähler mit zwei vollständigen elektronischen Zählwerken zur Verfügung, wobei aufgrund der Autarkie des elektronischen Prüfzählwerkes ein mit dem jetzigen Sicherheitsstandard vergleichbares Niveau erreicht wird.
• Dabei ist die Verwendung des neuartigen Zählchips keinesfalls auf den Gaszählerbereich beschränkt. Der Zählchip kann vielmehr überall dort eingesetzt werden, wo ein Sensorsignal ohne weitere Energieversorgung in ein Zählergebnis eingesetzt werden muß. Als beispielhafte Anwendung sei hier eine nicht manipulierbare Kilometererfassung im Kraftfahrzeugbereich sowie die Überwachung von Herzschrittmachern genannt. Ein derartiger Zählchip ist überall dort sinnvoll, wo einerseits elektronische Impulse zur Verfügung stehen und andererseits eine dauerhafte Spannungsversorgung eines Zählwerks nur unter ausgesprochen schwierigen Umständen möglich ist. Zu diesen Umständen kann auch die Manipulations- und Störsicherheit derartiger Zählwerke gehören.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung nur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
• Es zeigen:
• 1 den schematischen Aufbau des Gaszählers,
• 2 ein Blockschaltbild eines Zähltyps und
• 3 eine detaillierte Darstellung des Aufbaus des Zählchips.
• 1 zeigt einen in einen Gasstrom 1 eingekoppelten Gaszähler 2. Bei dem Gaszähler 2 kann es sich im Rahmen der Erfindung um jede beliebige Zähleinrichtung für das an der Stelle des Gaszählers 1 jeweils abgegebene Gasvolumen handeln. Hier kommen beispielsweise Turbinenradialgaszähler, Drehkolbengaszähler oder Balgengaszähler in Betracht. Der Gaszähler 2 besteht dabei im wesentlichen aus einer im Druckbereich 3 des Gaszählers 2 angeordneten Volumenerfassungseinrichtung 4, die im Ergebnis dem jeweils abgegebenen Gasvolumen proportionale Impulse 5 liefert. Dabei umfaßt der Gaszähler 2 zusätzlich einen Temperatursensor 6 zur Erfassung der Temperatur des Gasstroms 1 und einen Sensor 7 zur Erfassung des Drucks des Gasstroms 1.
• Die von der Volumenerfassungseinrichtung 4 mit einem nicht weiter dargestellten Impulsgeber erzeugten Impulse 5 werden in Verbindung mit den Signalen des Temperatursensors 6 und des Drucksensors 7 einem Mengenumwerter 10 zugeleitet. Der Mengenumwerter 10 ist im vorstehenden Beispiel innerhalb des Druckbereichs 3 des Gaszählers 2 angeordnet. Er kann im Rahmen der Erfindung allerdings auch außerhalb liegen. Der Mengenumwerter 10 erzeugt aus den Impulsen 5 in an sich bekannter Weise unter Berücksichtigung der jeweiligen Temperatur und des Drucks des abgegebenen Gasvolumens ein Zählergebnis bzw. einen Zählschritt, der an eine außerhalb des Druckbereichs 3 liegende Anzeigevorrichtung 11 vorzugsweise eine Rollensegmentanzeige oder auch eine LCD-Flüssigkeitsanzeige 11 übermittelt wird. Der Mengenumwerter 10 kann dabei zusätzlich mit einer Fernerfassungseinrichtung oder einer zentralen Abrechnungseinheit in Datenverbindung stehen. Hierzu ist der Mengenumwerter 10 mit einer Sende- und Empfangseinheit 12 verbunden.
• Die durch den Mengenumwerter 10 erfolgende Signal- und Datenverarbeitung sowie die Datenübertragung erforderliche Energie wird mittels einer externen Spannungsversorgung 13 sichergestellt. Es handelt sich dabei üblicherweise um eine Batterieversorgung, die im Druckbereich 3 des Gaszählers 2 angeordnet ist.
• Zusätzlich werden die von dem Impulsgeber gelieferten Impulse 5 auf einen Zählchip 14 übertragen, der ebenfalls im Druckbereich des Gaszählers 2 angeordnet ist. Der Zählchip 14 weist keine eigene Spannungversorgung auf. Der Zählchip 14 kann in Verbindung mit einem nicht weiter dargestellten mechanischen Zählwerk innerhalb einer integrierten Meßpatrone 15 innerhalb des Druckbereichs 3 des Gaszählers 2 angeordnet sein. Dabei kann die integrierte Meßpatrone 15 in einfacher Weise in bestehenden Gaszählern eingesetzt, nachgerüstet, gegebenenfalls zu Prüfzwecken ausgewechselt bzw. ausgetauscht werden. Dies kann beispielsweise zur Ka librierung oder Eichung der Meßpatrone 15 erforderlich sein.
• Der in der Meßpatrone 15 integrierte Zählchip 14 ist in 2 als Blockschaltbild dargestellt. Der Zählchip 14 ist über zwei Impulsdrähte 16 mit dem Impulsgeber der Volumenerfassungseinrichtung 4 datenverbunden. Dabei trägt üblicherweise ein Impulsdraht die Zählimpulse und ein weiterer Impulsdraht die Richtung der Impulse. Die solcherart übermittelten Impulse stellen zugleich die Energieversorgung des Zählchips 14 dar. Auf demselben Zählchip ist ein ferromagnetischer Speicher 17 angeordnet. Sobald die Impulsdrähte 16 einen Impuls 5 übermitteln, ist die mit diesem Impuls übertragene Energie ausreichend, um einen Zustandswechsel des Speicherelements 17 herbeizuführen. Insbesondere kann ein neues Zählergebnis in das Speicherelement 17 übertragen werden. Nach Übertragung des neuen Zählergebnisses wird die Energieversorgung des Speicherelements 17 abgeschaltet, wobei das Speicherergebnis ohne weitere Energiezufuhr wie bei einem EPROM erhalten bleibt. Der Zählchip 14 ist ferner mit einer Kommunikationsschnittstelle 18 zum Auslesen und zur Parametrierung der Zählschaltung verbunden. Die Kommunikationsschnittstelle 18 wird mittels einer Kommunikationshardware 19 betrieben, die über eine weitere Versorgungsschnittstelle 20 mit der externen Spannungsquelle 13 verbindbar ist. Die externe Spannungsversorgung 13 ist für den Normalbetrieb des elektronischen Zählchips 14 nicht erforderlich. Sie wird lediglich benötigt, um die Kommunikationsschnittstelle 18 in Verbindung mit der Kommunikationshardware 19 zu betreiben. Die Kommunikationsschnittstelle 18 kann beispielsweise benötigt werden, um Prüfzwecken das in den Speicher 17 gespeicherte Zählergebnis auszulesen oder eine Parametrierung oder Kalibrierung des Zählchips 14 vorzunehmen.
• Eine genauere Darstellung des Zählchips 14 ist in 3 dargestellt. Bei dem Zählchip 14 handelt es sich bevorzugt um einen ASIC (application-specific integrated circuit), also einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis. Die Anordnung des gesamten elektronischen Zählwerks auf einem einzige vergossenen Chip stellt ein erhebliches Sicherheitsmerkmal für den Gaszähler 2 dar, da eine zerstörungsfreie Manipulation des im Zählchip 13 gespeicherten Zählergebnisses kaum denkbar ist.
• Der Zählchip 14 besitzt zwei mit den Impulsdrähten 16 verbundene Eingänge, die über eine spezielle Inverterschaltung 21 auf einen 32-BIT-Addierer 22 wirken. Mit dem 32-BIT-Addierer 22 wird letztlich der Zählschritt ausgeführt, der über einen 32-BUS 23 in zwei 32-BIT-Schieberegister 24 und 24' geschrieben wird. Dabei hält das obere 32-BIT-Schieberegister 24 das most significant bit (MSB) und das nachfolgende 32-BIT-Schieberegister 24', das geringwertigste lowest significant bit (LSB). Bei den Schieberegistern 24, 24' handelt es sich somit um eine digitale Zählergebnisanzeige im Dualcode.
• Für den gesamten soeben geschilderten Vorgang wird lediglich die von den jeweiligen Impulsen 5 gelieferten Energiestöße zur Spannungsversorgung benötigt. Lediglich für weitere ergänzende Auswerteschaltungen ist der Zählchip 14 mit einer BUS-Schnittstelle 25 und mit einer Kommunikationsschnittstelle 18 versehen, die über einen Analogschalter 26 zu- und abgeschaltet werden kann.
• Das vorstehende Ausführungsbeispiel betrifft somit einen Gaszähler 2 der mit einem elektronischen Zählwerk versehen ist, das im wesentlichen durch den Zählchip 14 repräsentiert wird. In diesem Zählchip 14 entsteht ohne jede zusätzliche Spannungsversorgung ein nicht beeinflußbares elektronisches Zählergebnis, das zu Prüf-, Kalibrier- oder Eichzwecken zur Verfügung steht. So ist der Zählchip 14 Idealerweise in einer Meßpatrone 15 integriert, wobei zusätzlich ein weiteres elektronisches oder mechanisches Zählwerk vorgesehen sein kann, das dann allerdings eine zusätzliche Spannungsversorgung benötigt. Dieses zusätzliche Zahlwerk dient überwiegend der Anzeige des Zählergebnisses zum Zwecke der Fernablesung und -abrechnung. Das Zählergebnis kann zu Prüfzwecken mit dem im Zählchip 14 gespeicherten Ergebnis verglichen werden. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die integrierte Meßpatrone 15 aus dem Zählchip 14 zu entfernen und das dort gespeicherte Zählergebnis nach Anschluß an eine externe Spannungsversorgung auszulesen. Der erfindungsgemäße Gaszähler 2 bietet somit den Vorteil eines durch den Verzicht auf eine mechanische Ankupplung des Zählwerks um das Zählergebnis vom Druckbereich in den atmosphärischen Bereich zu führen, nicht nur einen erheblich vereinfachten Aufbau sondern auch eine erheblich vereinfachte Prüf- und Kalibriermethodik.

1

Gasstrom

2

Gaszähler

3

Druckbereich

4

Volumenerfassungseinrichtung

5

Impulse

6

Temperatursensor

7

Drucksensor

10

Mengenumwerter

11

Anzeigevorrichtung

12

Sende- und Empfangseinheit

13

externe Spannungsversorgung

14

Zählchip

15

Meßpatrone

16

Impulsdrähte

17

Speicherelement

18

Kommunikationsschnittstelle

19

Kommunikationshardware

20

Versorgungsschnittstelle

21

Inwerterschalter

22

Addierer

23

BUS

24, 24

Schieberegister

25

BUS-Schnittstelle

26

Analogschalter

Claims (10)

1. Gaszähler zur Messung und normierten Zählung eines Gasstroms, wobei der Gaszähler (2) in den Gasstrom (1) eingekoppelt ist und eine Volumenerfassungseinrichtung zur mechanischen Bestimmung des Volumens, einen Drucksensor (7) zur Erfassung des Drucks und einen Temperatursensor (6) zur Erfassung der Temperatur des jeweiligen Gasstroms (1) umfasst, wobei die Volumenerfassungseinrichtung mit wenigstens einem elektronischen Zählwerk wirkverbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Zählwerk, das im Druckbereich des Gaszählers (2) angeordnet ist, ein elektronisches Zählergebnis erfasst, wobei das elektronische Zählwerk einen Impulsgeber zur Generierung einer dem Volumenstrom des Gases proportionalen Impulsfrequenz, eine Addierschaltung (22) zur Summierung der Impulse und einen Speicher zur Speicherung der erfassten Impulse (5) umfasst, wobei die einem jeden empfangenen Impuls innewohnende Energie jeweils für eine Zustandsveränderung des Speichers ausreicht.
2. Gaszähler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens das elektronische Zählwerk innerhalb einer Messpatrone (15) integriert ist, die im Druckbereich des Gaszählers (1) angeordnet ist.
3. Gaszähler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messpatrone (15) in bestehenden Gaszählern (2) nachrüstbar ist.
4. Gaszähler nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Messpatrone (15) zusätzlich ein mechanisches und/oder ein weiteres elektronisches Zählwerk integriert ist.
5. Gaszähler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Zählwerk als integrierte Schaltung auf einem einzigen Zählchip (14) angeordnet ist.
6. Gaszähler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählchip (14) mit wenigstens zwei Impulsdrähten (16), vorzugsweise mittels wenigstens zweier Reedkontakte, verbunden ist.
7. Gaszähler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählchip (14) mit einem Anschluss für eine externe Spannungsversorgung (13) versehen ist.
8. Gaszähler nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zählchip (14) mit einer Kommunikationshardware (19) und einer Kommunikationsschnittstelle (18), vorzugsweise einer BUS-Schnittstelle zum Auslesen der in dem Speicherelement (17) gespeicherten Zählimpulse (5) versehen ist.
9. Gaszähler nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in dem auf dem Zählchip (14) angeordneten Speicherelement (17) zusätzlich Kenndaten des Gaszählers (2), insbesondere Seriennummer, Typenbezeichnung und/oder Baujahr, nicht flüchtig gespeichert sind.
10. Gaszähler nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Druckbereichs des Gaszählers (2) zusätzlich zu dem Zählchip (14) ein weiteres elektronisches Zählwerk mit dem Impulsgeber verbunden ist, wobei das weitere elektronische Zählwerk einen Mengenumwerter (10) umfasst, der mit dem Drucksensor (7) und dem Temperatursensor (6) des Gaszählers (1) in Datenverbindung steht.