ES2199134T3 - Contador de gas. - Google Patents
Contador de gas.Info
- Publication number
- ES2199134T3 ES2199134T3 ES00904778T ES00904778T ES2199134T3 ES 2199134 T3 ES2199134 T3 ES 2199134T3 ES 00904778 T ES00904778 T ES 00904778T ES 00904778 T ES00904778 T ES 00904778T ES 2199134 T3 ES2199134 T3 ES 2199134T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- gas
- anemometer
- flow
- tube
- bypass
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
Disposición para la medición del flujo de un gas con un anemómetro (2), donde el anemómetro (2) determina a través de la medición de una modificación de la temperatura del gas que circula a través o sobre el anemómetro (2), donde, además, el anemómetro (2) es un anemómetro de chip individual CMOS (2), que está integrado junto con un control de potencia, un acondicionamiento de la señal y un convertidor A/D en un chip individual, caracterizada porque a) la disposición está configurada, a través de la utilización del anemómetro (2) basado en técnica CMOS, como contador de gas estático compacto con reducida necesidad de energía para la determinación de una cantidad de gas consumida, b) el anemómetro (2) está dispuesto en un tubo de derivación (11) hacia un tubo de conducción principal (1) de un conducto de gas, y determina un caudal de masas de gas dMderivación/dt a través del tubo de derivación (11), c) el tubo de derivación (11) elude el estrechamiento (10) del tubo de conducción principal,que presenta una sección transversal definida y que se extiende sobre una longitud definida, de tal forma que una caída de la presión deltap sobre el tubo de derivación (11) está predeterminada como una función definida de un flujo volumétrico Phiv, en el tubo de conducción principal (1), de manera que se puede calcular un caudal de masas de gas total dM/dt como una función f (U) de una señal de la tensión U del anemómetro (2), cuya señal de la tensión U se comporta de manera proporcional al caudal de masas de gas dMderivación/dt a través del tubo de derivación (11), y d) porque el estrechamiento del tubo (10) es un estrechamiento de junta tórica (10), en el que el tubo de conducción principal (1) esté estrechado localmente en un trayecto relativamente corto en comparación con un diámetro del tubo, y la caída de la presión es Deltap = Afc-2 u (xiup/2) u (phiv2, en la que Afc es un área de la sección transversal libre para el flujo, xi es un factor de forma adimensional, y rho es una densidad del gas.
Description
Contador de gas.
La invención se refiere a una disposición para la
medición del caudal de un gas según el preámbulo de la
reivindicación 1 de la patente.
Los contadores de gas deben determinar, para la
liquidación de costes, toda la cantidad de gas consumida por un
consumidor. Deben poder cubrir un intervalo de medición
relativamente grande así como deben ser lo más insensibles posible
frente a las oscilaciones de la presión y de la temperatura.
Actualmente se emplean como contadores de gas,
especialmente en el área doméstica y en el área industrial,
principalmente dispositivos que se basan en una medición del
volumen del gas atravesado. Ejemplos típicos de ellos son los
contadores de gas de desplazamiento con el contador de gas empleado
más frecuentemente, el llamado contador de gas de fuelle, como se
describe en U. Wernekinck, Gasmessung und Gasabrechnung,
Vulkan-Verlag 1996, 20-31. El
contador de gas de fuelle dispone de dos cámaras de medición, que
se llenan y se vacían de nuevo en serie de forma alterna por medio
del gas que circula a través de ellas. Mientras una cámara se
llena, desplaza el gas a la otra cámara. Los llenados y los
vaciados son contabilizados y multiplicados por el volumen de la
cámara de medición, dan como resultado el volumen total del gas que
ha atravesado. Sin embargo, puesto que el volumen del gas varía con
la modificación de la temperatura ambiental y de la presión, estas
mediciones están sujetas a errores. En el verano, cuando el gas
está caliente y ocupa un volumen mayor, el consumidor pagaría más
por el mismo valor calorimétrico del gas que en el invierno. Por lo
tanto, los contadores de gas de fuelle actuales están provistos con
dispositivos mecánicos o eléctricos sencillos para la compensación
de la temperatura, cuyo efecto es, sin embargo, limitado.
Un contador de gas de desplazamiento compensado
de otro tipo se describe en Furio Caseta y col.: The future
domestic gas meter: Review of current developments, Measurement 13
(1994), 129-145. Además, en esta publicación se
describe un contador de gas para el área doméstica, que está
constituido por una combinación de un contador de flujo de paso de
reacoplamiento y un contador de flujo térmico. En el contador de
flujo de paso de reacoplamiento, una parte de la corriente de gas
es reconducida a la corriente principal. Un sensor térmico o
piezoeléctrico detecta la frecuencia de este reacoplamiento, que es
proporcionar al flujo de gas volumétrico. Puesto que este contador
de flujo de paso de reacoplamiento presenta una anchura de banda
demasiado reducida y es insuficiente en el caso de corrientes de
gas débiles, se combina con un contador de flujo térmico. Este
contador de flujo térmico está constituido por una estructura de
silicio, en la que están dispuestos dos sensores de temperatura, en
general diodos, a ambos lados de un elemento calefactor eléctrico.
Si la estructura de silicio es recorrida por una corriente de gas,
entonces el sensor superior de temperatura en la dirección de la
corriente mide una temperatura más baja que el sensor superior. La
diferencia de la temperatura es en este caso proporcional a la
velocidad de la circulación del gas. El contador del flujo de paso
térmico se utiliza exclusivamente para la calibración automática del
contador de flujo de paso de reacoplamiento, puesto que, como se
establece en la publicación, en oposición al contado de flujo de
paso de reacoplamiento, depende de las propiedades físicas y
térmicas del gas a medir.
Sin embargo, los contadores de gas, que se basan
en mediciones volumétricas, son siempre erróneos, a pesar de la
compensación y conducen a una facturación incorrecta del gas. La
razón de ello reside en el concepto de medición, puesto que el
consumo de gas en el efecto final no corresponde al volumen que ha
pasado, sino a la cantidad de gas relacionada, dicho más
exactamente, a la masa de gas.
El documento 99/06800 publica, además, un
contador de gas, que determina un caudal de flujo. A tal fin, se
calientan dos termistores y se observa su proceso de
refrigeración.
Se conocen, además, a partir del estado de la
técnica, aparatos de medición, que no se emplean como contadores de
gas, sino como medidor del caudal de gas para el control, la
supervisión y la optimización de parámetros de procesos en
instalaciones industriales. Estos medidores del caudal de gas
determina, en general, o bien la velocidad de flujo o el caudal de
masas.
Así, por ejemplo, se conocen medidores de caudal
de masas de gas, que se utilizan en la técnica de semiconductores
para el control de procesos. De manera ejemplificativa, la
publicación de, S. A. Tison, A critical evaluation of termal mass
flow meters, J. Vac, Sci. Technol. A 14(4), Julio /Agosto
1996, 2582-2591 compara diferentes medidores de
causal de masas térmicas, todos los cuales miden la transferencia
de calor entre una pared de tubo caliente y la corriente de gas.
Funcionan según dos procedimientos básicos, que están descritos
igualmente en W. C. Baker, Mass Flowmeters, Measurement &
Control, Septiembre de 1997, 221-222: en un primer
tipo de procedimiento se calienta una sección de tubo con una
potencia de entrada constante y se mide la temperatura en ambos
lados de la sección de tubo. Si la sección de tubo es atravesada
por una corriente e gas, entonces el extremo superior de la sección
de tubo en la dirección de la circulación presenta una temperatura
más baja que el extremo inferior, siendo la diferencia de la
temperatura linealmente proporcional al caudal de masas, es decir,
al flujo molar de masas. En el segundo tipo de procedimiento, se
calienta el tubo a una temperatura constante y se mide la potencia
de entrada necesaria para ello. Ésta es proporcional al flujo de
masas dentro del tubo.
Un aparato de medición compacto, que determina la
velocidad de flujo, se conoce a partir de J. Robadey y col: Two
dimensional integrated gas flow sensors by CMOS IC technology, J.
Micromech. Microeng. 5(1995) 243-250 así como
a partir de F. Mayer, y col. Scaling of thermal CMOS gas flow
microsensors: experiment and simulation, Proc. IEEE Micro Electro
Mechanical Systems, (IEEE, 1996), 116-121. En este
caso, se trata de un anemómetro que está constituido por un
sensor-CMOS integrado, que está constituido
esencialmente por dos micropuentes dieléctricos cruzados, dos
parejas de termocolumnas dispuestas en ángulo recto entre sí y una
calefacción dispuesta en la dirección de la circulación en forma de
una resistencia de polisilicio integrada. Un gas a medir circula
sobre la superficie del sensor y es calentado por la calefacción.
La potencia calefactora es típicamente menor que e mW. Las dos
termocolumnas miden la temperatura o bien la diferencia de
temperatura del gas que circula sobre o a través del sensor y
proporcionan una señal de la tensión U, que se comporta de una
manera proporcional a la diferencia de la temperatura \Delta.
Para velocidades pequeñas, esta señal de la tensión U es
proporcional a la velocidad del gas. Además, con este sensor se
puede establecer la dirección de la circulación.
En F. Mayer y col., Single-Chip
CMOS Anemometer, Proc. IEEE, International Electron Devices Meeting
(IEDM, 1997), 895-898, se integra el anemómetro CMOS
mencionado anteriormente junto con un control de potencia de un
acondicionamiento de la señal t un convertidor A/D en un chip
individual en técnica Flip-Chip y se muestran sus
posibilidades de aplicación para la medición de velocidades del
viento.
Se conoce por el documento EP 0 784 200 una
disposición para la medición del flujo de un gas con un anemómetro.
El anemómetro está dispuesto en una cavidad en un tubo de
desviación hacia un tubo de conducción principal de un conducto de
gas y determina por medio de medición de una modificación de la
temperatura del gas que circula a través o sobre el anemómetro un
caudal de masas de gas en el tubo de derivación. Es un
inconveniente que el anemómetro presenta una estructura discreta
con un elemento calefactor y diodos sobre una placa de circuitos
impresos. Los elementos discretos condicionan, en virtud de su
necesidad de espacio, un tipo de construcción relativamente grande
del anemómetro, una necesidad correspondiente de potencia
calefactora y, en el caso de corrientes grandes, una interferencia
del flujo laminar en el tubo de derivación con intervalo de
medición correspondientemente reducido. También es un inconveniente
que la relación funcional entre el caudal total a través del tubo
de conducción principal y el caudal medido en el tubo de derivación
no está definida en detalle y debe determinarse de nuevo de forma
empírica a través de calibración para cada configuración de
derivación. Por lo tanto, la disposición posee una exactitud de
medición poco satisfactoria o debe ser calibrada en cada caso de
manera costosa en el lugar sobre todo el intervalo de medición, de
manera que es poco adecuada, en general, como contador de gas para
la determinación de una cantidad de gas consumida.
En el documento WO 98/36247 se publica un aparato
de medición del caudal, en el que el anemómetro está constituido
por una pluralidad de regiones aisladas térmicamente entre sí, que
están provistas con elementos calefactores y elementos de detección
de la temperatura, por ejemplo diodos CMOS, las cuales están
dispuestas en una membrana. Esta disposición sirve para la detección
de una velocidad de circulación y de una dirección de la
circulación.
En el documento EP 0 373 965 se indica un aparato
de medición del caudal, en el que un anemómetro de caudal está
dispuesto en el canal de circulación principal y para la corrección
de una señal del flujo de masas, un anemómetro estático,
especialmente un sensor de densidad, está dispuesto en una cámara
con entrada y salida combinadas. La disposición sirve para una
medición del flujo de masas independiente del tipo de gas.
En el documento GB 1 463 507 se publica un
aparato de medición de caudal, en el que el sensor de caudal está
constituido por termistores y está dispuesto junto con un colector
de partículas y un sensor de densidad en una derivación. Se desvía
una muestra desde la corriente principal hacia la derivación y se
determinan el flujo de masas y la densidad de la muestra. En un
ejemplo de realización se indica que se puede conseguir un
comportamiento proporcional de la muestra hacia la corriente
principal a través de la modificación de la circulación en la
derivación.
En la patente U. S. Nº 5.220.830 se publica un
aparato de medición de caudal de anemómetro con un sensor de chip
de semiconductores y con un colector de partículas para la
separación de las partículas.
Se conoce por el libro ``Sensors, A Comprehensive
Survey'', W. Göpel, J. Hesse, J. N. Azenerl, Vol. 7, VCH, Weinheim,
generar un caudal de flujo en la derivación que es proporcional al
caudal de flujo en la corriente principal, eludiendo una sección de
flujo laminar en el tubo principal por el tubo de derivación.
Tokudai Neda y col. ``A polysilicon flow Sensors
for gas flowmeters'', Sensor and Actuators A 54 (1996)
626-631 publica la utilización de un anemómetro de
alambre caliente CMOS en aparatos de medición del caudal de flujo
para viviendas.
El documento
US-A-4 918 995 publica, además, la
utilización de un anemómetro de alambre caliente en un contador de
gas.
El cometido de la invención es crear un contador
de gas, que presenta una exactitud elevada de medición. Este
cometido se soluciona a través de la disposición para la medición
del caudal con las características de la reivindicación
independiente de la patente.
La invención se basa en el reconocimiento de que
un anemómetro para la medición de las velocidades de flujo de un
fluido se puede emplear como contador de gas para la determinación
de la cantidad de gas adquirida por el consumidor, empleándolo para
la determinación del caudal de masas. La velocidad, con la que se
transmite calor desde el elemento calefactor sobre las moléculas de
gas que circulan por delante del mismo depende, en efecto, de la
densidad del gas. Cuantas más moléculas están presentes por unidad
de volumen, tantos más paquetes de calor pueden ser transportados
hacia fuera, lo que da como resultado una diferencia mayor de la
temperatura \DeltaT.
Para la determinación del transporte de calor se
mide la temperatura del gas antes y después del paso por un
elemento calefactor.
A través de la utilización de un anemómetro que
se basa en tecnología CMOS es posible, además, crear un contador de
gas estático, compacto y de coste favorable, que presenta una
necesidad de energía reducida a pesar de la alta exactitud de
medición. De esta manera se posibilita una alimentación de energía
del anemómetro de manera independiente de la red.
En este caso, el contador de gas según la
invención contiene como anemómetro un sensor de gas conocido, que
se emplea para la determinación de la velocidad del gas y que se
publica en las publicaciones mencionadas al principio J. Robadey y
col: Tow dimensional integrated gas flow sensors by CMOS IC
technology, J. Micromech. Microeng. 5 (1995)
243-250 así como a partir de F. Mayer, y col.
Scaling of thermal CMOS gas flow microsensors: experiment and
simulation, Proc. IEEE Micro Electro Mechanical Systems, (IEEE,
1996), 116-12, así como en F. Mayer y col.,
Single-Chip CMOS Anemometer, Proc. IEEE,
International Electron Devices Meeting (IEDM, 1997),
895-898.
En una forma de realización más sencilla del
contador de gas según la invención, se emplea solamente un único
anemómetro CMOS para la determinación del caudal de masas de gas,
estando dispuesto en un tubo de derivación, que elude un
estrechamiento del tubo de conducción principal, presentando el
estrechamiento de tubo una sección transversal definida y
extendiéndose sobre una longitud definida de tal manera que se
puede predeterminar una caída de la presión \Deltap sobre el tubo
de derivación como función definida de un flujo9 volumétrico
\Phiv en el tubo de conducción principal y se puede calcular todo
el caudal de masas de gas.
Otra forma de realización presenta varios
anemómetros, cuyos valores de medición son promediados.
En otra forma de realización, que presenta una
exactitud elevada de la medición, el contador de gas contiene
adicionalmente al menos un sensor de densidad, que sirve para la
corrección del valor de medición del anemómetro. El sensor de
densidad está dispuesto en una primera forma de realización en el
conducto principal, en otra forma de realización está integrado
sobre el mismo chip que el anemómetro.
Otras formas de realización ventajosas se deducen
a partir de las reivindicaciones dependientes de la patente.
A continuación se explica en detalle el objeto de
la invención con la ayuda de ejemplos de realización preferidos,
que están representados en los dibujos adjuntos. En este caso:
La figura 1 muestra un fragmento de un conducto
de gas con un contador de gas según la invención según una primera
forma de realización de la
\hbox{invención; y}
La figura 2 muestra un fragmento ampliado de la
figura 1.
En la figura 1 se representa un conducto de gas,
que está provisto con un contador de gas según la invención. El
conducto de gas está constituido por un tubo de conducción
principal 1, que está conectado con un conducto de la red de gas en
el exterior del edificio que no se representa aquí. Este tubo de
conducción principal 1 presenta un estrechamiento de tubo 10 con una
sección transversal definida. Un ejemplo de un estrechamiento de
este tipo se representa en la figura 2 y se explica en detalle más
adelante.
Desde el tubo de conducción principal 1 se deriva
un tubo de derivación 11, que forma una derivación hacia el
estrechamiento del tubo 10. En este tubo de derivación está
dispuesto un anemómetro CMOS 2 con una estructura de polisilicio y
de aluminio en estructura sándwich, como se describe en las
publicaciones mencionadas al principio J. Robadey y col., J.
Micromech. Microeng. 5 (1995) y en F. Mayer, y col. , Proc. IEEE
Micro Electro Mechanical Systems, (IEEE, 1996), y en F. Mayer y
col., Proc. IEEE, International Electron Devices Meeting (IEDM,
1997).
Un gas a medir circula sobre la superficie del
sensor 2 y es calentado por la calefacción integrada, A la misma
distancia, en la dirección de la circulación delante y detrás del
elemento calefactor se mide la temperatura o bien la diferencia de
la temperatura del gas que circula sobre o a través del sensor 2.
Esto se lleva a cabo a través de al menos dos medios para la
medición de la temperatura, especialmente por medio de
termoelementos. En este caso, un primer medio está dispuesto en la
dirección de la circulación delante y un segundo medio está
dispuesto en la dirección de la circulación detrás del elemento
calefactor. Se obtiene una señal de la tensión U, que se comporta de
manera proporcional a la diferencia de la temperatura \DeltaT.
Puesto que la velocidad de transmisión de calor depende del número
de moléculas por unidad de volumen y, por lo tanto, de la masa de
gas, la señal de la tensión U obtenida se comporta de forma
proporcional al caudal de masas de gas dM _{derivacion}/dt a
través de la derivación 11.
Puesto que el conducto principal 1 presenta en la
región de la derivación 11 un estrechamiento del tubo 10 con
sección transversal definida, la caída de la presión a través e la
derivación 11 es igualmente definida, de modo que se puede calcular
todo el caudal de masas de gas. Por lo tanto resulta
dM/dt = f(U) = S_{1} \cdot
\alpha \cdot dN/dt \cong S(dM/dt) \cdot
U(\DeltaT)
con como factor de
proporcionalidad
\alpha = k/(\rho \cdot c_{p}) con
los valores del
gas
k : conductividad
térmica
\rho:
densidad
c_{p}: capacidad térmica
y
N: número de
moléculas.
S(dM/dt) es en este caso un valor de
calibración a determinar empíricamente. Los valores del consumo de
gas determinados por medio del contador de gas según la invención
presentan una exactitud mayor que los procedimientos de medición
volumétricos conocidos. En una forma de realización más sencilla, es
suficiente el anemómetro como elemento de medición para determinar
la cantidad de gas consumida.
En el ejemplo de realización preferido
representado aquí, sin embargo, está presente adicionalmente al
menos un sensor de densidad 3 para la determinación de la densidad
del gas. El resultado de esta medición de la densidad sirve en el
contador de gas según la invención como corrección del valor de
medición para el anemómetro 2 de determinación de las masas. En el
cálculo del caudal total de masas de gas se añade ahora otro factor
S*, que depende de la densidad y que se puede determinar también
empíricamente. Es
dM/dt = S*(\rho) \cdot S(dM/dt)
\cdot
U(\DeltaT)
El sensor de densidad 3 se puede disponer, como
se representa en la figura 1, en el conducto principal 1, en la
dirección de la circulación delante de la separación de la
derivación 11 o después del estrechamiento de nuevo con la
derivación 11. Con preferencia, están presentes dos sensores de
densidad 3, estando dispuesto uno delante y uno detrás de la
derivación 11. Esta disposición presenta la ventaja de que se
puede determinar un valor diferencial de la densidad que es
independiente del conducto de gas restante, que se puede utilizar
para la corrección del valor de medición del anemómetro.
En otra forma de realización, el sensor de
densidad se encuentra en el tubo de derivación. Esto presenta la
ventaja de que se puede integrar en común con el anemómetro 2 en el
mismo chip.
Como sensor de densidad 3 es adecuado
especialmente un sensor con dos resonadores de cuarzo, como se
describe en el documento EP 0 582 045. Uno de los resonadores está
sumergido en la corriente de gas, siendo influenciada su
frecuencia de resonancia a través del gas que circula por delante
del mismo. Esta frecuencia de resonancia se superpone a la
frecuencia del oscilador de referencia que se encuentra en vacío
para compensar la dependencia de la temperatura del cuarzo. La
frecuencia diferencial resultante se comporta proporcionalmente a
la densidad del gas, de manera que se puede medir directamente la
densidad del gas.
En la figura 2 se representa el estrechamiento
del tubo 10 según la figura 1 a escala ampliada. Se trata de un
llamado estrechamiento de junta tórica, en el que el tubo se
estrecha localmente en un trayecto relativamente corto en
comparación con el diámetro del tubo. La caída de la presión es
\Deltap = A_{fc}^{-2}\cdot (\xi
\cdot \rho/2) \cdot
\Phi_{v}^{2}
en la
que
A_{fc} es el área de la sección transversal
libre para el
flujo,
\xi es el factor de forma
adimensional,
\rho es la densidad del gas
y
\Phi_{v} es el flujo
volumétrico.
El contador de gas según la invención con su
anemómetro 2 forma un aparato de medición exacto para la detección
de la cantidad de gas consumida efectivamente.
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
1 \+ Tubo de conducción de gas\cr 10 \+ Estrechamiento del tubo\cr
11 \+ Tubo de derivación\cr 2 \+ Anemómetro\cr 3 \+ Sensor de
densidad\cr}
Claims (7)
1. Disposición para la medición del flujo de un
gas con un anemómetro (2), donde el anemómetro (2) determina a
través de la medición de una modificación de la temperatura del gas
que circula a través o sobre el anemómetro (2), donde, además, el
anemómetro (2) es un anemómetro de chip individual CMOS (2), que
está integrado junto con un control de potencia, un
acondicionamiento de la señal y un convertidor A/D en un chip
individual, caracterizada porque
- a)
- la disposición está configurada, a través de la utilización del anemómetro (2) basado en técnica CMOS, como contador de gas estático compacto con reducida necesidad de energía para la determinación de una cantidad de gas consumida,
- b)
- el anemómetro (2) está dispuesto en un tubo de derivación (11) hacia un tubo de conducción principal (1) de un conducto de gas, y determina un caudal de masas de gas dM_{derivación}/dt a través del tubo de derivación (11),
- c)
- el tubo de derivación (11) elude el estrechamiento (10) del tubo de conducción principal, que presenta una sección transversal definida y que se extiende sobre una longitud definida, de tal forma que una caída de la presión \Deltap sobre el tubo de derivación (11) está predeterminada como una función definida de un flujo volumétrico \Phi_{v} en el tubo de conducción principal (1), de manera que se puede calcular un caudal de masas de gas total dM/dt como una función f(U) de una señal de la tensión U del anemómetro (2), cuya señal de la tensión U se comporta de manera proporcional al caudal de masas de gas dM_{derivación}/dt a través del tubo de derivación (11), y
- d)
- porque el estrechamiento del tubo (10) es un estrechamiento de junta tórica (10), en el que el tubo de conducción principal (1) esté estrechado localmente en un trayecto relativamente corto en comparación con un diámetro del tubo, y la caída de la presión es \Deltap = A_{fc}^{-2} \cdot (\xi \cdot \rho/2) \cdot \Phi_{v}^{2}, en la que A_{fc} es un área de la sección transversal libre para el flujo, \xi es un factor de forma adimensional, y \rho es una densidad del gas.
2. Disposición para la medición del flujo según
la reivindicación 1, caracterizada porque está presente una
alimentación de energía del anemómetro (2) independiente de la
red.
3. Disposición para la medición del flujo según
la reivindicación 1, caracterizada porque el anemómetro de
chip individual CMOS está integrado con el control de potencia, el
acondicionamiento de la señal y el convertidor A/D en el chip
individual en técnica Flip-Chip.
4. Disposición para la medición del flujo según
la reivindicación 1, caracterizada porque el anemómetro de
chip individual CMOS (2) presenta una estructura de polisilicio y
aluminio en una constitución de sandwich.
5. Disposición para la medición del flujo según
la reivindicación 1, caracterizada porque el anemómetro (2)
presenta un elemento calefactor y al menos dos medios para la
medición de la temperatura, donde un primer medio para la medición
de la temperatura está dispuesto en la dirección de la corriente
delante y un segundo medio para la medición de la temperatura está
dispuesto en la dirección de la corriente detrás del elemento
calefactor.
6. Disposición para la medición del flujo según
la reivindicación 1, caracterizada porque la disposición
presenta al menos un sensor de densidad (3) para la determinación
de la densidad de un gas en circulación, donde el sensor de la
densidad (3) es un medio de corrección de la medición para el
anemómetro (2).
7. Disposición para la medición del flujo según
la reivindicación 6, caracterizada porque el sensor de
densidad (3) está integrado con un anemómetro (2) en un chip
común.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19908664A DE19908664A1 (de) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | Gaszähler |
| DE19908664 | 1999-03-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2199134T3 true ES2199134T3 (es) | 2004-02-16 |
Family
ID=7899166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00904778T Expired - Lifetime ES2199134T3 (es) | 1999-03-01 | 2000-02-24 | Contador de gas. |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1119744B1 (es) |
| JP (1) | JP4828702B2 (es) |
| AT (1) | ATE239898T1 (es) |
| DE (2) | DE19908664A1 (es) |
| DK (1) | DK1119744T3 (es) |
| ES (1) | ES2199134T3 (es) |
| NO (1) | NO20014210L (es) |
| PT (1) | PT1119744E (es) |
| WO (1) | WO2000052428A1 (es) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1164361A1 (de) | 2000-06-14 | 2001-12-19 | Abb Research Ltd. | Gaszähler |
| EP1265068A1 (de) * | 2001-06-05 | 2002-12-11 | Abb Research Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer Änderung des Heizwertes eines Gasgemisches |
| EP1512948A1 (de) * | 2003-09-03 | 2005-03-09 | Abb Research Ltd. | Gasdurchflusssensor mit Strömungsdiagnostik |
| DE102004019521B4 (de) * | 2004-04-22 | 2011-05-12 | Abb Ag | Durchflussmessgerät |
| EP2015056B1 (de) | 2007-07-07 | 2010-04-07 | Mems Ag | Verfahren und Sensor zur Bestimmung einer brenntechnisch relevanten Größe eines Gasgemisches |
| EP2574918B1 (de) | 2011-09-28 | 2014-12-10 | Mems Ag | Mikrothermisches Verfahren und Sensor zur Bestimmung physikalischer Gaseigenschaften |
| DE102013105993A1 (de) | 2012-12-14 | 2014-07-03 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Thermische Durchflussmessvorrichtung und Verfahren zur Korrektur eines Durchflusses eines Mediums |
| DE112016000872B4 (de) * | 2015-02-23 | 2022-07-14 | Aceinna, Inc. (n.d.Ges.d. Staates Delaware) | Thermischer MEMS-Strömungssensor mit Fluidzusammensetzungskompensation und Verfahren zum Messen der Strömungsrate eines Fluids |
| GB202015521D0 (en) * | 2020-09-30 | 2020-11-11 | Circletech Ltd | Gas flow sensor assembly, method of forming a semiconductor gas flow sensor, a semiconductor gas flow sensor |
| DE102022212850A1 (de) | 2022-11-30 | 2024-06-06 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Vorrichtung und Verfahren zur Überprüfung der Konzentration wenigstens eines chemischen Elements in einem Gas |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1463507A (en) * | 1973-12-28 | 1977-02-02 | Agar Instr | Apparatus for controlling a flow of a fluid additive |
| GB1516986A (en) * | 1974-10-26 | 1978-07-05 | Lucas Industries Ltd | Fuel control system for a gas turbine engine |
| JPS5677716A (en) * | 1979-11-29 | 1981-06-26 | Hitachi Ltd | Detector for amount of sucked air |
| US4519246A (en) * | 1981-12-21 | 1985-05-28 | Advanced Semiconductor Materials International, N.V. | Improved flow meter |
| US4507653A (en) * | 1983-06-29 | 1985-03-26 | Bayer Edward B | Electronic sound detecting unit for locating missing articles |
| GB8430217D0 (en) * | 1984-11-30 | 1985-01-09 | Redding R J | Electronic gas meter |
| US4918995A (en) * | 1988-01-04 | 1990-04-24 | Gas Research Institute | Electronic gas meter |
| JPH01258459A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Seikosha Co Ltd | 電池を電源とした集積回路 |
| US4885938A (en) * | 1988-12-16 | 1989-12-12 | Honeywell Inc. | Flowmeter fluid composition correction |
| FR2670579A1 (fr) * | 1990-12-14 | 1992-06-19 | Schlumberger Ind Sa | Capteur semi-conducteur de debit. |
| US5220830A (en) * | 1991-07-09 | 1993-06-22 | Honeywell Inc. | Compact gas flow meter using electronic microsensors |
| JP3091893B2 (ja) * | 1992-05-20 | 2000-09-25 | 株式会社山武 | 流量計 |
| JP3335688B2 (ja) * | 1992-12-01 | 2002-10-21 | 株式会社技術開発総合研究所 | 流量計 |
| DE4340882A1 (de) * | 1993-12-01 | 1995-06-08 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zur Messung der Masse eines strömenden Mediums |
| DE4418207C1 (de) * | 1994-05-25 | 1995-06-22 | Siemens Ag | Thermischer Sensor/Aktuator in Halbleitermaterial |
| JP2929356B2 (ja) * | 1994-06-23 | 1999-08-03 | 東京瓦斯株式会社 | 流量計 |
| EP0784200A3 (de) * | 1996-01-12 | 1998-02-11 | Landis & Gyr Technology Innovation AG | Anordnung zur Durchflussmessung eines gasförmigen Stoffes |
| US6460411B1 (en) * | 1997-02-14 | 2002-10-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Flow sensor component |
| JP3630916B2 (ja) * | 1997-05-06 | 2005-03-23 | 株式会社山武 | 燃焼ガス流量測定装置 |
| UA40010C2 (uk) * | 1997-07-29 | 2001-07-16 | Гасконтрол Б.В. | Спосіб вимірювання величини витрати газу і газовий лічильник для нього |
| JP3401742B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2003-04-28 | 矢崎総業株式会社 | ガスメータ |
-
1999
- 1999-03-01 DE DE19908664A patent/DE19908664A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000602595A patent/JP4828702B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-24 DE DE50002060T patent/DE50002060D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-24 AT AT00904778T patent/ATE239898T1/de active
- 2000-02-24 WO PCT/CH2000/000101 patent/WO2000052428A1/de active IP Right Grant
- 2000-02-24 ES ES00904778T patent/ES2199134T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-02-24 PT PT00904778T patent/PT1119744E/pt unknown
- 2000-02-24 DK DK00904778T patent/DK1119744T3/da active
- 2000-02-24 EP EP00904778A patent/EP1119744B1/de not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-08-30 NO NO20014210A patent/NO20014210L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20014210D0 (no) | 2001-08-30 |
| JP2002538451A (ja) | 2002-11-12 |
| DE50002060D1 (de) | 2003-06-12 |
| ATE239898T1 (de) | 2003-05-15 |
| EP1119744A1 (de) | 2001-08-01 |
| DK1119744T3 (da) | 2003-09-01 |
| WO2000052428A1 (de) | 2000-09-08 |
| EP1119744B1 (de) | 2003-05-07 |
| JP4828702B2 (ja) | 2011-11-30 |
| PT1119744E (pt) | 2003-09-30 |
| DE19908664A1 (de) | 2000-09-07 |
| NO20014210L (no) | 2001-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6637264B2 (en) | Mass flowmeter | |
| US5463899A (en) | Simultaneous measurement of gas thermal conductivity and mass flow | |
| JP2787785B2 (ja) | 流量計および流量測定方法 | |
| ES2765008T3 (es) | Método y aparato para medir el caudal de un líquido | |
| CN100432631C (zh) | 质量流量计和控制器的热传感器的姿态误差自校正 | |
| ES2199134T3 (es) | Contador de gas. | |
| US6125695A (en) | Method and apparatus for measuring a fluid | |
| DK2869041T3 (en) | Flow sensor for determining a flow parameter and method for determining same | |
| US6945106B2 (en) | Mass flowmeter | |
| CN102735300B (zh) | 气体流量计及气体流量测量方法 | |
| EP0763718A1 (en) | Flowmeter | |
| US4538925A (en) | Thermal power measuring device | |
| US6684695B1 (en) | Mass flow sensor utilizing a resistance bridge | |
| JPH07218308A (ja) | 流量測定装置 | |
| Tan et al. | Experimental and theoretical study of an on-wall in-tube flexible thermal sensor | |
| Oda et al. | A silicon micromachined flow sensor using thermopiles for heat transfer measurements | |
| WO2014164326A1 (en) | Module for gas flow measurements | |
| US5477734A (en) | Pyroelectric swirl measurement | |
| GB2212277A (en) | Gas flow meter | |
| CN105158503B (zh) | 热线式风速传感器 | |
| US7347092B1 (en) | Apparatus and method for fluid flow measurement | |
| JP2929356B2 (ja) | 流量計 | |
| JP2965464B2 (ja) | 流量計 | |
| JP3398251B2 (ja) | 流量計 | |
| JP2771949B2 (ja) | 熱式流量センサ |