DE102005022437A1 - Bellows gas meter has tamper protection using metal housing for all components and intrusion sensor - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung, insbesondere einen Balgengaszähler, umfassend ein mechanisches Messwerk zur Erfassung des Volumens eines in einer Leitung fließenden, flüchtigen Mediums, eine Prozessoreinheit zur metrologischen Messwerterfassung und Datenspeicherung, sowie zumindest eine Datenschnittstelle zur, vorzugsweise drahtlosen, Datenübertragung an außen liegende Datenverarbeitungsgeräte.The The invention relates to a measuring device, in particular a diaphragm gas meter, comprising a mechanical measuring device for detecting the volume of a in a Pipe flowing, volatile medium, a processor unit for metrological data acquisition and data storage, and at least one data interface to, preferably wireless, data transfer on the outside lying data processing equipment.
Seit vielen Jahren werden Balgengaszähler zur Erfassung von Gasdurchlaufmengen beispielsweise in Verbindung mit Gasheizungen oder Gasabfüllanlagen als Verbrauchszähler eingesetzt.since For many years diaphragm meters are used Detection of gas flow quantities, for example in conjunction with Gas heaters or gas filling plants as a consumption meter used.
In
der
Die
Funktion eines Balgengaszählers
als Messeinrichtung wird in der
Beim Einströmen des Gases in eine der Messkammern dehnt sich die Membran aus und verdrängt das in der anderen Messkammer befindliche Gas durch deren Ausgangsstutzen. Die Ausdehnung wird erfasst und sobald die gefüllte Messkammer ein aufgrund der Membranenausdehnung definiertes Gasvolumen enthält, wird das Schließen ihres Einlassventils sowie das Öffnen ihres Auslassventils ausgelöst. Gleichzeitig passiert das Gegenteil bezüglich der zweiten Messkammer, welche nun gefüllt wird und ihrerseits das Gas aus der ersten Messkammer verdrängt.At the pour in of the gas in one of the measuring chambers, the membrane expands and repressed the gas in the other measuring chamber through its outlet nozzle. The expansion is detected and as soon as the filled measuring chamber is due the membrane expansion contains defined gas volume is the closing its inlet valve and opening their exhaust valve triggered. At the same time, the opposite happens with respect to the second measuring chamber, which is filled now and in turn displaces the gas from the first measuring chamber.
Jeder Umschaltvorgang ist folglich gleichbedeutend mit dem Durchfluss einer definierten Gasmenge. Daher wird mit jedem Umschaltvorgang ein Zählwerk betätigt, von welchem schließlich die innerhalb eines festgelegten Zeitraumes durchgeflossene Gasmenge ablesbar ist.Everyone Switchover is therefore equivalent to the flow a defined amount of gas. Therefore, with each switching operation a counter actuated, from which finally the amount of gas flowed through within a specified period of time is readable.
Bei höheren Temperaturen weist eine durch ihre Masse bestimmte Menge Gas bekanntermaßen auch ein größeres Volumen auf. Dies wurde im Allgemeinen durch den Versuch kompensiert, das Gas stets auf einer festgelegten Temperatur zu halten, so dass ein Vergleich ohne Weiteres möglich ist. Dies bringt jedoch ein erhebliches Maß an Ungenauigkeit mit sich, das bei stetig steigenden Energiekosten nicht mehr unberücksichtigt bleiben kann.at higher Temperatures are known to have a mass of gas determined by their mass as well a larger volume on. This was generally compensated by the attempt Keep gas always at a set temperature, allowing one Comparison readily possible is. However, this entails a considerable degree of inaccuracy, this is no longer disregarded with constantly increasing energy costs can stay.
Zu
diesem Zwecke entwickelt die
Eine
solche mehrteilige Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse zu vereinen
schlägt
die
Eine
weitere Erhöhung
der Messsicherheit bringt die
Da
zu Zwecken der Prüfung
und Kalibrierung solcher Messeinrichtungen aus Gründen der
vorgeschriebenen mechanischen Auskopplung des im Druckbereich entstehenden
Zählergebnisses
eine Verbringung des gesamten Balgengaszählers zu einer Prüfanlage
vonnöten
wäre, bietet
die durch die
Im Allgemeinen haben die vorstehend beschriebenen Balgengaszähler eine Lebensdauer von etwa 8 bis 16 Jahren. Erst danach wird aufgrund von Abweichungen oder defekten ein Austausch des Zählers nötig.in the Generally, the diaphragm gas meters described above have a Life of about 8 to 16 years. Only then is due of deviations or defective replacement of the counter needed.
Jedoch haben die Energieversorger in Zeiten immer stärker steigender Energiepreise auch zunehmend mit Versuchen der Manipulation von Messeinrichtungen zu kämpfen. Insbesondere mechanische Zähler sind durch die einfach zu durchschauende Bauweise besonders gefährdet. Durch einfaches Blockieren des Zählwerks oder dessen Zurückdrehen ist eine zuverlässige Messung leicht zugunsten des Verbrauchers zunichte zu machen. Selbst elektrische und elektronische Zähler lassen sich oftmals mithilfe von Magneten, unter Einfluss von Hitze, Kälte oder Feuchtigkeit leicht manipulieren. Auch ein Kippen des Zählers führt zu einer fehlerhaften Erfassung. Eine Möglichkeit zur Manipulation ist zudem, einmal aufgefunden, schnell im Internet verbreitet, so dass der Gasversorger theoretisch um sicher zu gehen sämtliche Zähler an seinem Netz austauschen müsste.however the energy providers have in times of ever increasing energy prices also increasingly with attempts to manipulate measuring equipment to fight. In particular, mechanical counters are particularly endangered by the easy-to-see design. By easy blocking of the counter or its turning back is a reliable one Easily negate the measurement in favor of the consumer. Even electrical and electronic counters can often be used with the help of magnets, under the influence of heat, Cold or Easily manipulate moisture. Also, a tilting of the counter leads to a erroneous detection. A possibility for manipulation is also, once found, quickly on the Internet disseminated, so that the gas supplier in theory to be sure all counter would have to exchange on his network.
Speziell mit elektronischen Zählern nachgerüstete mechanische Messeinrichtungen sind leicht zu manipulieren, da hier sowohl mechanische Teile als auch die Elektronik in Angriff genommen werden können.specially with electronic counters retrofitted Mechanical measuring devices are easy to manipulate since here tackling both mechanical parts and electronics can be.
Aus den vorgenannten Überlegungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung, insbesondere einen Balgengaszähler, zu schaffen, dessen Manipulation besonders erschwert und dessen Auslesung, Prüfung, Kalibrierung und Wartung vereinfacht ist.Out the above considerations the invention has the object, a measuring device, in particular a diaphragm gas meter, to create, whose manipulation particularly difficult and whose Reading, examination, Calibration and maintenance is simplified.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 beschriebene Messeinrichtung gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen ausgeführt.These The object is achieved by the measuring device described in claim 1 solved. Further advantageous embodiments of this invention are in further dependent claims executed.
Erfindungsgemäß ist eine Manipulation der Messeinrichtung dadurch erschwert, dass sich alle für die Erfassung der Gasmenge relevanten Baugruppen innerhalb des metallischen Gehäuses befinden. Dadurch, dass insbesondere der Zähler unzugänglich ist und das Gehäuse metrologisch abgeschlossen ist, kann nicht auf herkömmliche Art und Weise eine Beeinflussung der elektrisch wirksamen Bestandteile und des mechanischen Messwerks erfolgen. Die Messeinrichtung ist komplett von ihrer Außenwelt abgeschirmt. Kontakt lässt sich über die Datenschnittstelle aufnehmen, die aus einem internen, im metrologisch verschlossenen Gehäuse untergebrachten, und einem externen, mit einem Auslesemodul verbundenen Teil besteht und über welche Daten zur Messeinrichtung gelangen, aber auch von ihr ausgesandt werden können. Noch bevor diese Daten jedoch die Messeinrichtung verlassen, werden sie mithilfe der Prozessoreinheit aufgrund der Temperatur des Mediums korrigiert und schließlich fertig aufbereitet dem außen liegenden Auslesemodul übermittelt.According to the invention is a Manipulation of the measuring device makes it difficult for everyone to capture the amount of gas relevant assemblies are located within the metallic housing. In that, in particular, the counter inaccessible is and the case metrologically completed, can not be conventional Way an influence on the electrically active components and the mechanical measuring device done. The measuring device is complete from their outside world shielded. Contact leaves over to record the data interface, which consists of an internal, in metrological closed housing accommodated, and an external, connected to a readout module Part exists and over which data reaches the measuring device, but also sent by it can be. However, even before these data leave the measuring device using the processor unit due to the temperature of the medium corrected and finally Finished processed the outside submitted read-out module.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die im Gehäuse liegenden elektrischen Komponenten eine intelligente Stromversorgung besitzen, die redundant ausgelegt ist. Dies kann mit einer Lithium-Batterie als Hauptstromversorgung erreicht werden. Geht diese zur Neige, so wird automatisch die redundante zweite Batterie zur Stromversorgung herangezogen. Beim Austauschen der Batterien ist es wichtig, dass zu keinem Zeitpunkt ein Stromausfall eintritt. Dies wird mit einer Verriegelung der Batterien erreicht, die dafür sorgt, dass immer nur eine Batterie entnommen sein kann. Befindet sich nur noch eine Batterie im Gehäuse, so wird diese zumindest so lange darin eingeschlossen, bis eine zweite Batterie eingelegt wurde. Ein Entnehmen der Batterie wird mithilfe eines Zeitstempels im Speicher der Prozessoreinheit gespeichert.It is also advantageous if the lying in the housing electrical Components have an intelligent power supply, designed redundantly is. This can be done with a lithium battery as the main power supply be achieved. If this is going to end, the redundant one automatically becomes second battery used for power. When replacing Of the batteries, it is important that at no time a power failure entry. This is achieved by locking the batteries, which ensures that only one battery can be removed at a time. Is located only one battery in the case, so this is at least as long included in it, until one second battery was inserted. A removal of the battery will stored in the memory of the processor unit using a time stamp.
Es ist von Vorteil für die Sicherheit der Einrichtung, wenn bei einem auftretenden Systemfehler oder bei grenzwertigen Messergebnissen wie beispielsweise zu hohem Druck oder einer zu hohen Temperatur die Zufuhr von Gas durch die Gasleitung gesperrt werden kann. Erfindungsgemäß ist die Prozessoreinheit dazu in der Lage, solche Abweichungen zu erkennen und im Falle ihres Auftretens ein Absperrventil, welches in der Messeinrichtung integriert ist, elektronisch auszulösen. Ein unsicherer Zustand wird auf diese Weise vermieden.It is beneficial for the security of the device, if in the event of a system failure or at marginal results such as too high pressure or a too high temperature, the supply of gas through the gas line blocked can be. According to the invention, the processor unit to be able to detect such deviations and in the case of their Occurrence a shut-off valve, which is integrated in the measuring device is to trigger electronically. An unsafe condition is avoided in this way.
Mit Vorteil liefert die Datenschnittstelle nicht nur Daten der Messeinrichtung nach außen, sondern ist auch in der Lage, Steuer- und Konfigurationsbefehle von einem außen liegenden Datenverarbeitungsgerät entgegenzunehmen. Eine Angleichung der Messeinrichtung ist so ebenfalls aus der Ferne möglich.With Advantage provides the data interface not only data of the measuring device outward, but is also able to control and configure commands from an outside lying data processing device receive. An approximation of the measuring device is also so remotely possible.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung sind mechanische Bewegungen des Gehäuses mithilfe von Sensoren registrierbar, so dass eine Bewegung des Gehäuses von der Steuerelektronik erfasst werden kann. Eine Beeinträchtigung des Messerergebnisses durch eine nicht bestimmungsgemäße Lage der Messeinrichtung wird somit verunmöglicht. Nach dem Erkennen eines solchen Manipulationsversuchs kann die Messeinrichtung je nach Einstellung mit einem Zeitstempel und/oder einer Sperrung der Gasleitung reagieren. Die Prozessoreinheit ist jedoch in der Lage, solche mutwilligen Bewegungen von Erdbeben oder -stößen zu unterscheiden. Wird ein Erdbeben detektiert, so wird aus Sicherheitsgründen das Absperrventil geschlossen.In a particularly advantageous embodiment, mechanical movements of the housing can be registered by means of sensors, so that movement of the housing can be detected by the control electronics. An impairment of the measurement result by an improper position of the measuring device is thus impossible. After recognizing such manipulation Depending on the setting, the measuring device can experiment with a timestamp and / or a blockage of the gas line. The processor unit, however, is able to distinguish such wanton movements from earthquakes or surges. If an earthquake is detected, the shut-off valve is closed for safety reasons.
Zur Sicherung der Zählerdaten ist es von Vorteil, diese in regelmäßigen Zeitabständen auf einem Datenspeicher zu speichern. Dafür kommen Speicherchips in Frage, welche im Inneren des Gehäuses untergebracht und von der Steuerelektronik ansteuerbar sind. Ein solcher Speicherchip ist ebenfalls über die Datenschnittstelle auslesbar. Zum Auslesen wird über die Schnittstelle eine Auslesevorrichtung am Gehäuse angebracht, über dessen Kommunikationsmodul eine Datenverbindung zu einem außen liegenden Datenverarbeitungsgerät hergestellt wird. Auch können verschiedene Daten mithilfe der 7-Segment-Anzeige dargestellt werden. Mithilfe der außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte kann zusätzlich sowohl eine Justierung und Kalibrierung der Messeinrichtung, als auch eine Aufbereitung der von der Messeinrichtung bereitgestellten Daten durchgeführt werden. Aus Gründen der Sicherheit und Kontrolle wird die Datenspeicherung auf mehreren Speicherchips gleichzeitig durchgeführt. So können etwa durch Manipulation mit einem Magneten falsch gesicherte Daten erkannt und gegebenenfalls korrigiert werden.to Backup of meter data it is beneficial to put these on at regular intervals to store a data store. For this come memory chips in question, which inside the case housed and can be controlled by the control electronics. One such memory chip is also via the data interface read. For reading is about the interface mounted a read-out device on the housing, via whose Communication module a data connection to an external Computing device will be produced. Also can different data can be displayed using the 7-segment display. Using the outside lying data processing equipment can additionally both an adjustment and calibration of the measuring device, as also a preparation of the provided by the measuring device Data performed become. For reasons The security and control is the data storage on several Memory chips performed simultaneously. For example, through manipulation detected with a magnet incorrectly backed up data and possibly Getting corrected.
Nach einem Systemfehler kann vorteilhafter Weise der gespeicherte Inhalt der Chips als Ausgangsdatensatz nach einem Neustart verwendet werden. Die nur softwaremäßig vorliegenden Zählerdaten werden auf diese Weise für die weitere Benutzung der Messeinrichtung bereitgehalten. In konkreter Ausgestaltung enthält ein auf den Speicherchips gesicherter Datensatz neben diesen Zählerdaten auch sonstige relevante Daten wie Datum und Uhrzeit der Speicherung.To a system error can advantageously the stored content the chips are used as the initial data set after a reboot. The only software available meter data be that way for the further use of the measuring device kept. In concrete Embodiment contains a record backed up to the memory chips as well as this counter data other relevant data such as the date and time of storage.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung wird eine Speicherung auch im Fehlerfall durchgeführt und der für diese Speicherung angelegte Datensatz dahingehend ergänzt, dass ein Fehlercode hinzugefügt wird, welcher Rückschlüsse auf die Art des aufgetretenen Fehlers zulässt.In a particularly advantageous embodiment is a storage as well performed in case of error and the for this record created added to that Added an error code becomes, which conclusions on the nature of the error that has occurred.
Ein weiterer sicherheitsrelevanter Aspekt wird durch den Einsatz eines Druckfühlers abgedeckt, welcher den Druck des flüchtigen Mediums innerhalb der Gasleitung ermittelt und diesen der Steuerelektronik zur Verfügung stellt. Seine Daten werden für die Ermittlung des Betriebszustands eingesetzt. Aufgrund eines zu hohen Drucks kann die Betriebssicherheit für gefährdet erachtet werden und der Betrieb der Messeinrichtung beendet werden.One Another aspect relevant to safety is the use of a pressure sensor covered, which the pressure of the volatile medium within the Gas line determined and this provides the control electronics. His data will be for the determination of the operating state used. Because of one too high operating safety can be considered as endangered and the Operation of the measuring device to be stopped.
Mit Vorteil weist das Auslesemodul eine von außen ablesbare Anzeige auf, mithilfe derer der Zählerstand des von der Prozessoreinheit ermittelten Gasverbrauchs optisch ermittelt werden kann. Auf diese Weise ist es für einen kurzen Überblick nicht notwendig, zur Information über den Zählerstand eines der außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte heranzuziehen. Aufgrund ihrer besonders guten Ablesbarkeit eignen sich hierfür insbesondere 7-Segment-Anzeigen. Sie sind leicht ansteuerbar und geben dem Betrachter ein klares Bild über die angezeigten Daten.With Advantage, the read-out module has an externally readable display, by means of which the meter reading the determined by the processor unit gas consumption optically determined can be. That way it's for a quick overview not necessary, for information about the count of one of the outside Use data processing equipment. Due to their particularly good readability are particularly suitable for this purpose 7-segment displays. They are easy to control and give the viewer a clear Picture over the displayed data.
In konkreter Ausgestaltung ist die Anzeige mithilfe eines Tasters ein- und ausschaltbar, so dass die Anzeige nicht dauerhaft mit Spannung versorgt werden muss. Insbesondere bei einer Versorgung mithilfe eines Akkumulators ist es vorteilhaft, den Spannungsverbrauch aufgrund einer solchen Anzeige möglichst gering zu halten. Es ist außerdem keine Einschränkung, zum Ablesen der Anzeige den Schalter zu betätigen.In In concrete terms, the display is activated by means of a button. and off, so that the display is not permanently energized needs to be supplied. Especially with a care using a rechargeable battery, it is advantageous to the voltage consumption due such an advertisement as possible to keep low. It is also no restriction, to operate the switch to read the display.
Mit Vorteil weist das Auslesemodul ein Lesegerät zum Auslesen von Chipkarten oder Magnetkarten auf, mit deren Hilfe weitere Funktionen ermöglicht werden. Insbesondere ist hierbei die Möglichkeit von Interesse, Prepaid-Karten einzulesen und gegebenenfalls zu entwerten, mit denen zunächst vom Gasanbieter eine festgelegte Gasmenge erworben wird, und die hernach vom Benutzer verbraucht werden kann. Läuft das mithilfe der Chipkarte oder Magnetkarte aufgewertete Guthaben ab, bevor der Kunde eine neue Karte erworben und eingelesen hat, und somit sein „Konto" aufgeladen hat, so sperrt die Prozessoreinheit die Gasleitung ab und vor einem erneuten Aufladevorgang kann kein weiteres Gas mehr verbraucht werden.With Advantage, the readout module has a reader for reading chip cards or magnetic cards that allow additional functions. In particular, this is the possibility of interest, to read in prepaid cards and to devalue, if necessary, with those first the gas supplier acquires a specified quantity of gas, and the afterwards can be consumed by the user. Does this with the help of the chip card or magnetic card revalued credit before the customer a purchased and imported a new card, and thus charged his "account", so the processor unit shuts off the gas line and before a new one Charging process, no more gas can be consumed.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Daten von der Datenschnittstelle drahtlos an die außen liegenden Datenverarbeitungsgeräte übertragen werden. So besteht eine besonders große Freiheit in der Wahl der zu verwendenden Datenverarbeitungsgeräte. Bei der Übertragung der Daten werden mit Vorteil Technologien wie WLAN oder Bluetooth verwendet. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist die Datenschnittstelle mit den Internet oder einem Intranet verbunden, so dass die Daten der Messeinrichtung auch aus größerer Ferne abrufbar sind. Sowohl eine Konfiguration als auch Nachjustierungen können so von Fachpersonal durchgeführt werden, ohne dass diese vor Ort vorstellig werden müssen. Eine Alternative hierzu bietet die Datenübertragung mittels eines Datenbus. In einer solchen Konfiguration kann eine Vielzahl von Messeinrichtungen unter Verwendung nur eines Übertragungssystems gesteuert und kontrolliert werden.Especially it is advantageous if the data from the data interface wirelessly to the outside transmitted data processing equipment become. So there is a particularly great freedom in the choice of to be used for data processing equipment. In the transmission The data will be beneficial technologies such as Wi-Fi or Bluetooth used. In a particularly advantageous embodiment, the data interface connected to the Internet or an intranet, leaving the data the measuring device also from a long distance are available. Both a configuration and readjustments can so carried out by qualified personnel without them having to make representations on the spot. A An alternative to this is the data transmission by means of a data bus. In such a configuration can be a variety of measuring devices using only one transmission system controlled and controlled.
Es hat sich zudem als vorteilhaft erwiesen, wenn nicht nur die reinen Zählerdaten als Datensatz bereitgehalten werden, sondern auch daraus ableitbare Daten mithilfe der Rechenelektronik ermittelt und über die Datenschnittstelle zur Verfügung gestellt werden. So kann der Benutzer Informationen über eigene Gewohnheiten und Verbrauchsmerkmale gewinnen, und durch gezielte Vorschläge, die der Anbieter anhand dieser Daten erstellen kann, seinen Verbrauch oder zumindest die Kosten hierfür senken. Dies ist auch im Sinne des Anbieters, da dieser durch seine Preispolitik eine gleichmäßigere Auslastung seiner Betriebsmittel begünstigen kann.It has also proved to be advantageous if not only the pure meter data are kept as a record, but also derived data from it can be determined using the computer electronics and made available via the data interface. Thus, the user can gain information about their own habits and consumption characteristics, and reduce their consumption, or at least the cost thereof, through targeted suggestions that the provider can make on the basis of this data. This is also in the sense of the supplier, since this can favor a more even utilization of its resources through its pricing policy.
Um den Benutzer auf einen aufgetretenen Missstand aufmerksam zu machen, ist es von Vorteil, den aufgetretenen Fehler mithilfe eines Summers akustisch anzuzeigen. Zudem kann es von Vorteil sein, solche auftretenden Fehler mithilfe von Leuchtanzeigen, insbesondere von LEDs, optisch anzuzeigen. Auf diese Weise können dem Benutzer durch verschiedene Blinkfolgen auch unterschiedliche Fehlerzustände vermittelt werden. Insbesondere durch den Einsatz verschieden farbiger LEDs lassen sich verschiedene Zustände des Systems darstellen.Around to alert the user to a malady that has occurred it is advantageous to use a buzzer acoustically for the error that has occurred display. In addition, it may be advantageous to such occurring Failure by means of illuminated displays, in particular LEDs, optically display. That way you can the user through different flash sequences and different error conditions mediates become. In particular through the use of differently colored LEDs can be different states of the system.
Die
vorliegend beschriebene Messeinrichtung wird im Nachfolgenden anhand
eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
Der
erfindungswesentliche Aspekt stellt die Konzentration all dieser
Bestandteile innerhalb eines Gehäuses
In
der Figur nicht gezeichnete Datenverarbeitungsgeräte sind
in der Lage, die von der Messeinrichtung
Schließlich weist
das Auslesemodul ein Lesegerät
- 11
- Messeinrichtungmeasuring device
- 22
- Prozessoreinheitprocessor unit
- 33
- Gehäusecasing
- 44
- Gasleitunggas pipe
- 55
- Datenspeicherdata storage
- 66
- Temperaturfühlertemperature sensor
- 77
- Druckfühlerpressure sensor
- 88th
- Messwerkmeasuring unit
- 99
- HauptstromquelleMain power source
- 1010
- ErsatzstromquelleBackup power source
- 1111
- Auslesemodulreading module
- 1212
- Lesegerätreader
- 1313
- Schnittstelleinterface
- 1414
- Kommunikationsmodulcommunication module
- 1515
- Anzeigedisplay
- 1616
- Absperrventilshut-off valve
Claims (15)
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