ES2617742T3 - Medición de gas - Google Patents

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ES2617742T3 ES06794661.6T ES06794661T ES2617742T3 ES 2617742 T3 ES2617742 T3 ES 2617742T3 ES 06794661 T ES06794661 T ES 06794661T ES 2617742 T3 ES2617742 T3 ES 2617742T3
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Hans Joachim Steiner
Kimon Roussopoulos
Matthew Emmanuel Milton Storkey
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Abstract

Contador de gas, que comprende: un conducto (1) para el paso de un flujo de gas, un ionizador (2) que comprende unos medios para ionizar el flujo de gas en el conducto; una estructura de electrodos de modulación (4) que comprende unos medios para modular la distribución de iones en el flujo de gas ionizado; estando la estructura de electrodos de modulación (4) dispuesta aguas abajo del ionizador (2): y por lo menos una primera estructura de electrodos de detección (8) aguas abajo de la estructura de electrodos de modulación (4) que comprende unos medios para detectar la distribución de iones modulada en el flujo de gas ionizado, caracterizado por que dicha estructura de electrodos de modulación (4) comprende unos medios para generar un campo eléctrico que presenta por lo menos una componente sustancial paralela a la dirección del flujo de gas; comprendiendo dicha estructura de electrodos de modulación (4) un primer electrodo modulador (5) y un segundo electrodo modulador (6); siendo una tensión de modulación aplicada entre dichos electrodos moduladores; mediante lo cual se generan unas regiones secuenciales de densidad iónica positiva y negativa; estando dicha primera estructura de electrodos de detección (8) conectada a una fuente de carga: mediante lo cual una redistribución de carga hace que la corriente fluya entre la estructura de electrodos y la fuente de carga.

Description

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DESCRIPCION
Medicion de gas.
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere al campo de la medicion de gas volumetrica. La tecnologla de medicion de gas descrita en la presente memoria es particularmente apta para su utilizacion en un contador de gas de servicio publico residencial.
Antecedentes de la invencion
La forma mas comun de contador de gas volumetrico residencial es el contador de gas de diafragma. Se trata de un dispositivo mecanico que funciona segun el principio de desplazamiento positivo, que permite un volumen de gas fijo a traves por ciclo completo. Los medidores mecanicos estan sometidos a desgaste en funcionamiento normal, lo que conduce a un aumento de la imprecision con el tiempo y a la posibilidad final de fallo completo. El aumento de prevalencia de la lectura automatica de medidores (AMR) significa que muy a menudo algunas formas de codificador deben interconectarse a la lectura mecanica, con el fin de poder leer la informacion de consumo automaticamente.
Es deseable proporcionar un contador de gas que no contenga partes moviles, es decir un contador de gas estatico, en el que se disponga de una medicion del volumen de gas consumido directamente en forma electronica. Se obtienen otros beneficios a partir de una implementacion de este tipo, incluyendo la capacidad para establecer tarifas mas complejas basadas en el tiempo de utilizacion, demanda maxima o variaciones locales en la tarificacion del gas, o la capacidad para compartir informacion con otras fuentes de energla residenciales tales como electricidad, petroleo o fuentes de energla renovables.
Se han desarrollado tres tipos de contadores de gas volumetricos. El primero es el medidor ultrasonico de tiempo de vuelo, que esta disponible comercialmente para aplicaciones de nicho que pueden soportar el alto coste de este tipo de medidor. La segunda tecnologla conocida es el medidor de flujo maximo termico, que es una incorporacion relativamente nueva al campo, y utiliza un procedimiento de derivation y un sensor micromecanizado. El tercer tipo es un medidor de oscilador fluldico, que se desarrollo en los anos 1950. Todas estas tecnologlas de medicion comparten la desventaja de que son mas costosas que los medidores mecanicos y requieren alimentation por baterla significativa, lo que tambien aumenta el coste.
La patente US n° 3.688.106 (Brain) describe un medidor para medir la velocidad del gas en un conducto. El medidor presenta una fuente de iones y dos colectores de iones, de modo que el gas en el conducto primero se ioniza y luego pasa a los colectores. Se aplica un impulso de tension al primer colector y se mide el intervalo entre este impulso y el efecto resultante en el numero de iones recogidos en el segundo colector para dar la velocidad del gas. La densidad del gas se mide determinando el numero de iones recogidos entre impulsos en el segundo colector, y el flujo masico se obtiene a partir del producto de velocidad y densidad. En este sistema, el impulso de tension aplicado al primer colector es una onda cuadrada de 100 Hz y se aplica una tension de 120 voltios a traves del segundo colector. La alta tension y la alta frecuencia de modulacion hacen que este diseno sea inadecuado para el funcionamiento alimentado por baterla de baja tension requerido por un contador de gas domestico. Otras configuraciones de contadores de gas por velocidad de ionization se describen en las patentes US n° 3.842.670 y US n° 2.632.326 y US n° 4.393.719.
Serla deseable proporcionar un contador de gas del tipo general descrito en la patente US n° 3.688.106 (Brain), que pudiera funcionar con una tension de funcionamiento de algunos voltios, de modo que el medidor pudiera alimentarse de manera economica mediante baterlas convencionales. Sin embargo, con la geometrla de medicion descrita por Brain es esencial que los electrodos de los colectores esten separados suficientemente de modo que los colectores presenten poca o ninguna impedancia al flujo de gas. Por tanto, se requiere una tension de funcionamiento en exceso de cien voltios para proporcionar un campo electrico suficientemente grande a los colectores para que el medidor funcione. Para que se genere el mismo campo electrico con una tension de funcionamiento de solo algunos voltios, serla necesario que el conducto en que se monta el medidor de Brain fuera de diametro cien veces mas pequeno, lo que dificultarla significativamente el flujo de un suministro de gas domestico.
Esta invencion, por lo menos en sus formas de realization preferidas, busca proporcionar un contador de gas volumetrico mejorado que funcione segun el principio de la manipulation electrica y la detection de una corriente de gas ionizado, utilizando el principio subyacente de que el campo de velocidad del gas interacciona con la distri bucion de ionizacion, y altera las senales detectadas. En formas de realizacion particulares, el contador de gas es especialmente apto para medir la utilizacion de gas de una red de suministro nacional o regional.
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Sumario de la invencion
Por consiguiente, considerada en un aspecto, esta invencion proporciona un contador de gas segun la reivindicacion 1.
Por tanto, segun la invencion, una estructura de electrodos genera un campo electrico que presenta por lo menos una componente sustancial paralela a la direccion del flujo de gas. Al disponer el campo electrico paralelo, en lugar de perpendicular, a la direccion de flujo de gas como es el caso en la tecnica anterior, puede ajustarse la intensidad del campo electrico cambiando la separacion entre electrodos de la estructura de electrodos, y no es necesario que este cambio de separacion afecte al flujo de gas a traves del conducto. De este modo, pueden obtenerse los requisitos de dinamica de fluidos del contador de gas independientemente de los requisitos electricos y esto permite que se cree un contador de gas que puede funcionar a tensiones suficientemente bajas para su utilizacion como contador de gas domestico.
La estructura de electrodos de modulacion esta configurada para generar un campo electrico que presenta por lo menos una componente sustancial paralela a la direccion del flujo de gas, por ejemplo para seleccionar una polaridad de ion particular para el flujo de gas ionizado aguas abajo. Ademas, la estructura de electrodos de deteccion puede estar configurada para generar un campo electrico que presenta por lo menos una componente sustancial paralela a la direccion del flujo de gas, por ejemplo para detectar selectivamente una polaridad de ion particular.
El campo electrico puede incluir una componente sustancialmente paralela a la direccion del flujo de gas, as! como una componente sustancialmente de manera perpendicular a la direccion del flujo de gas.
La estructura de electrodos de modulacion y/o la estructura de electrodos de deteccion puede adoptar cualquier conformacion y configuracion adecuadas. Por ejemplo, la estructura de electrodos puede ser arqueada, semicillndrica, semiesferica, etc. Sin embargo, en una realizacion tlpica, la estructura de electrodos de modulacion comprende un par de electrodos opuestos sustancialmente planos dispuestos de manera sustancialmente perpendicular a la direccion del flujo de gas. Alternativamente o ademas, la estructura de electrodos de deteccion puede comprender un par de electrodos opuestos sustancialmente planos dispuestos de manera sustancialmente perpendicular a la direccion del flujo de gas. Un “par” de electrodos no implica que los electrodos sean identicos, aunque pueden serlo.
En general, los electrodos estan separados en la direccion del flujo de gas. La separacion de los electrodos puede ser de menos de 1 mm, preferentemente menos de 0,25 mm. Tlpicamente, el campo electrico se genera entre los electrodos, en utilizacion.
En una realizacion preferida, los electrodos presentan cada uno una pluralidad de aberturas definidas en los mismos para el paso del flujo de gas a su traves.
Por tanto, considerada en un aspecto complementario adicional, esta invencion proporciona un contador de gas que comprende un conducto para el paso de un flujo de gas, en utilizacion, y un ionizador dispuesto para ionizar el flujo de gas en el conducto, en utilizacion. Una estructura de electrodos de modulacion aguas abajo del ionizador esta dispuesta para modular la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado. Por lo menos una primera estructura de electrodos de deteccion aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion esta dispuesta para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado. Por lo menos una de la estructura de electrodos de modulacion y la estructura de electrodos de deteccion comprende por lo menos un electrodo dispuesto transversalmente a la direccion de flujo de gas y que presenta una pluralidad de aberturas definidas en el mismo para el paso del flujo de gas a su traves. El numero de aberturas puede ser de mas de diez.
Por tanto, segun este aspecto de la invencion, el electrodo esta configurado para permitir que el flujo de gas pase a traves del electrodo. De este modo, el electrodo puede colocarse para lograr el efecto electrico o electromagnetico deseado sin afectar adversamente al flujo de gas a traves del medidor.
El electrodo se dispone transversalmente a la direccion de flujo de gas. Esto significa que el electrodo no es paralelo a la direccion de flujo de gas. Por tanto, el flujo de gas afecta al electrodo en cierto grado. Normalmente, el electrodo se dispone perpendicularmente a la direccion de flujo de gas. De este modo, la deteccion o modulacion electrica del flujo de gas ionizado se produce en la distancia mas corta posible a lo largo del conducto, de manera que se maximiza la resolucion espacial, y por tanto la precision en la deteccion, del medidor. Ademas, un electrodo perpendicular no tiende a desviar el flujo de gas hacia las paredes del conducto.
El electrodo puede comprender una pluralidad de conductores, proporcionandose las aberturas por los espacios entre conductores adyacentes. No es necesario que los conductores se formen en una unica unidad, sino que pueden proporcionarse mediante conductores diferenciados. Sin embargo, los conductores de un electrodo estan conectados todos ellos al mismo potencial electrico, en utilizacion. Por tanto, el electrodo puede adoptar la forma de una disposicion de cables, por ejemplo cables paralelos. Alternativamente, el electrodo puede adoptar la forma de
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una unica pieza, normalmente de metal, que presenta las aberturas formadas en ella. Las aberturas pueden moldearse, cortarse, someterse a ataque quimico, estamparse o definirse de otro modo en el metal. Las aberturas pueden ser orificios, ranuras, perforaciones o cualquier otra abertura adecuada.
En la disposition preferida, los electrodos estan en forma de una malla o rejilla. Normalmente, la rejilla es una serie regular de aberturas definidas entre conductores adyacentes. La serie puede extenderse en una dimension, por ejemplo una rejilla de ranuras paralelas, o en dos dimensiones, por ejemplo una rejilla de conductores horizontales y verticales.
El paso de la malla puede seleccionarse para maximizar la eficacia electrica del electrodo. En formas de realization de la invention, el paso de la malla es de menos de 5 mm, preferentemente menos de 3 mm. El factor de llenado para la malla es de manera deseable lo mas pequeno posible para garantizar el flujo de gas maximo. En formas de realizacion de la invencion, el factor de llenado de la malla es de menos del 30%, preferentemente menos del 20%. En general, la construction de los electrodos para la estructura de electrodos de modulation y la estructura de electrodos de detection se selecciona para maximizar la eficacia de modulacion o detection. Sin embargo, por motivos de conveniencia de fabrication, por ejemplo, puede elegirse que los electrodos sean identicos.
En formas de realizacion de la invencion, el contador de gas comprende un par de electrodos dispuesto transversalmente a la direction de flujo de gas y que presentan una pluralidad de aberturas definidas en los mismos para el paso del flujo de gas a su traves. Normalmente, los electrodos son identicos, pero esto no es esencial.
Las aberturas en un electrodo del par pueden estar desviadas en una direccion transversal a la direccion de flujo de gas en relation con las aberturas en el otro electrodo del par. Esta disposicion es particularmente ventajosa, porque el campo electrico entre los electrodos puede incluir una componente en la direccion perpendicular al plano de los electrodos. Esto es particularmente ventajoso cuando los electrodos son los electrodos de modulacion, porque una componente del campo electrico en la direccion perpendicular al plano de los electrodos ayuda a dirigir iones hacia los electrodos para su captura y por tanto aumenta la eficacia de modulacion de la estructura de electrodos.
El par de electrodos puede estar separado en la direccion de flujo de gas. Alternativamente, los electrodos pueden ser sustancialmente coplanares. Por ejemplo, los conductores de un electrodo pueden estar ubicados en los espacios (aberturas) entre los conductores del otro electrodo. En otras palabras, los electrodos pueden estar intercalados. Con una disposicion de este tipo, el campo electrico generado por la estructura de electrodos puede ser completamente perpendicular a la direccion de flujo de gas.
En forma de realizacion preferida, la desviacion entre las aberturas de electrodos respectivos del par es sustancialmente igual a la mitad de la separation entre aberturas adyacentes de uno de los electrodos. De este modo, se maximiza cualquier componente del campo electrico en la direccion perpendicular al plano de los electrodos.
La estructura de electrodos de modulacion puede comprender un electrodo aguas arriba y un electrodo aguas abajo. Puede aplicarse un potencial de modulacion respectivo, en utilization, a cada electrodo para modular la distribution de iones en el flujo de gas ionizado. El potencial de modulacion aplicado al electrodo aguas abajo puede ser de la polaridad opuesta al potencial de modulacion aplicado al electrodo aguas arriba y de una magnitud seleccionada de manera que, aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion, el campo electrico debido al electrodo aguas arriba se anula por el campo electrico debido al electrodo aguas abajo.
En un aspecto complementario adicional, esta invencion proporciona un contador de gas que comprende un conducto para el paso de un flujo de gas, en utilizacion, y un ionizador dispuesto para ionizar el flujo de gas en el conducto, en utilizacion. Una estructura de electrodos de modulacion aguas abajo del ionizador esta dispuesta para modular la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado. Por lo menos una primera estructura de electrodos de deteccion aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion esta dispuesta para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado. La estructura de electrodos de modulacion comprende un electrodo aguas arriba y un electrodo aguas abajo, y se aplica un potencial de modulacion respectivo, en utilizacion, a cada electrodo para modular la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado. El potencial de modulacion aplicado al electrodo aguas abajo es de polaridad opuesta al potencial de modulacion aplicado al electrodo aguas arriba y de una magnitud seleccionada de manera que, aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion, el campo electrico debido al electrodo aguas arriba se anula por el campo electrico debido al electrodo aguas abajo.
Con esta disposicion, los potenciales de modulacion pueden utilizarse para garantizar que los campos electricos asociados con la estructura de electrodos de modulacion no afectan directamente al funcionamiento de la estructura de electrodos de deteccion.
La estructura de electrodos de modulacion puede disponerse para capturar preferentemente iones de una polaridad, mediante lo cual se genera un flujo de gas ionizado que comprende una mayoria de iones de la polaridad opuesta. Puede aplicarse un potencial de modulacion alterno a la estructura de electrodos de modulacion de modo que la estructura de electrodos de modulacion captura secuencialmente iones de una polaridad y posteriormente de la
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polaridad opuesta, mediante lo cual se genera un flujo de gas ionizado que comprende una secuencia de regiones que presenta una mayoria de iones de polaridad alterna. De este modo, el flujo de gas se codifica con una senal alterna. Una comparacion del retraso entre la senal recibida en la estructura de electrodos de deteccion y el potencial de modulacion proporciona una indicacion del caudal de gas a traves del conducto.
La estructura de electrodos de deteccion puede comprender por lo menos un electrodo conectado a una fuente de carga, mediante lo cual el movimiento del flujo de gas ionizado que presenta una mayoria de iones de una polaridad en relacion con el electrodo produce una redistribucion de carga en el electrodo, que genera una corriente indicativa de la distribucion de iones entre el electrodo y la fuente de carga.
En un aspecto complementario adicional, esta invencion proporciona un contador de gas que comprende un conducto para el paso de un flujo de gas, en utilizacion, y un ionizador dispuesto para ionizar el flujo de gas en el conducto, en utilizacion. Una estructura de electrodos de modulacion aguas abajo del ionizador esta dispuesta para modular la distri bucion de iones en el flujo de gas ionizado. Por lo menos una primera estructura de electrodos de deteccion aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion esta dispuesta para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado. La estructura de electrodos de modulacion esta dispuesta para capturar iones de una polaridad, mediante lo cual se genera un flujo de gas ionizado que comprende una mayoria de iones de la polaridad opuesta. La estructura de electrodos de deteccion comprende por lo menos un electrodo conectado a una fuente de carga, mediante lo cual, en utilizacion, el movimiento del flujo de gas ionizado que presenta una mayoria de iones de una polaridad en relacion con el electrodo produce una redistribucion de carga en el electrodo, que genera una corriente indicativa de la distribucion de iones entre el electrodo y la fuente de carga. Normalmente, la fuente de carga es potencial de tierra.
Segun este aspecto de la invencion, la estructura de electrodos de deteccion detecta el flujo de gas ionizado que pasa, que puede ser de polaridad alterna, en virtud de la corriente generada debido a la redistribucion de carga en la estructura de electrodos. Esto presenta la ventaja significativa de que no se requiere un campo electrico entre los electrodos de una estructura de electrodos de deteccion. Ademas, la deteccion se logra sin capturar iones de manera que puede disponerse una serie de estructuras de electrodos de deteccion de este tipo a lo largo del conducto.
En esta disposicion, es posible que la estructura de electrodos de deteccion comprenda solo un unico electrodo, que responde al flujo de gas ionizado que pasa. Sin embargo, en forma de realizacion particular, la estructura de electrodos de deteccion comprende un electrodo aguas arriba y un electrodo aguas abajo, cada uno conectado a una fuente de carga. El electrodo aguas arriba protege al electrodo aguas abajo del flujo de gas ionizado que se aproxima y proporciona una senal de deteccion mejor definida del electrodo aguas abajo.
El contador de gas puede comprender una segunda estructura de electrodos de deteccion aguas abajo de la primera estructura de electrodos de deteccion, estando dispuesta cada estructura de electrodos de deteccion para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado.
En un aspecto complementario adicional, esta invencion proporciona un contador de gas que comprende un conducto para el paso de un flujo de gas, en utilizacion, y un ionizador dispuesto para ionizar el flujo de gas en el conducto, en utilizacion. Una estructura de electrodos de modulacion aguas abajo del ionizador esta dispuesta para modular la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado. Una primera estructura de electrodos de deteccion aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion esta dispuesta para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado. Una segunda estructura de electrodos de deteccion aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion esta dispuesta para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado.
La disposicion de una segunda estructura de electrodos de deteccion puede utilizarse para aumentar el rango dinamico de contador de gas. Por tanto, la primera estructura de electrodos de deteccion puede disponerse para detectar la distribucion de iones a caudales relativamente bajos y la segunda estructura de electrodos de deteccion puede disponerse para detectar la distribucion de iones a caudales mayores cuando la nube de iones se desplace adicionalmente durante el mismo periodo de tiempo. En formas de realizacion particulares, la distancia desde la estructura de electrodos de modulacion hasta la primera estructura de electrodos de deteccion puede ser de menos de 10 mm. En formas de realizacion particulares, la distancia desde la estructura de electrodos de modulacion hasta la segunda estructura de electrodos de deteccion puede ser mayor de 50 mm. Normalmente, la distancia desde la estructura de electrodos de modulacion hasta la segunda estructura de electrodos de deteccion es de menos de 100 mm.
La primera estructura de electrodos de deteccion puede disponerse para capturar preferentemente iones de una polaridad y la segunda estructura de electrodos de deteccion puede disponerse para capturar preferentemente iones de la polaridad opuesta. En esta disposicion, la primera estructura de electrodos de deteccion captura selectivamente una polaridad de iones, mientras que la segunda estructura de electrodos de deteccion captura selectivamente la otra polaridad. De este modo, cada estructura de electrodos de deteccion recibe su propia corriente de iones independiente para deteccion y la senal en la segunda estructura de electrodos de deteccion no
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disminuye por el funcionamiento de la primera estructura de electrodos de deteccion. De este modo ambas estructuras de electrodos de deteccion pueden funcionar en la misma corriente de iones.
La primera estructura de electrodos de deteccion puede comprender un par de electrodos separados. Puede aplicarse un campo electrico entre los electrodos, en utilizacion, para capturar iones procedentes del flujo de gas ionizado y generar una corriente indicativa de la distribucion de iones. Alternativamente o ademas, la segunda estructura de electrodos de deteccion puede comprender un par de electrodos separados, y puede aplicarse un campo electrico entre los electrodos, en utilizacion, para capturar iones procedentes del flujo de gas ionizado y generar una corriente indicativa de la distribucion de iones.
El contador de gas puede comprender mas de dos estructuras de electrodos de deteccion, si se desea.
En formas de realizacion tlpicas de la invencion, la tension de modulation aplicada a la estructura de electrodos de modulation es a una frecuencia de menos de 10 Hz. De manera similar, la tension de modulacion aplicada a la estructura de electrodos de modulacion es generalmente de menos de 10 voltios de C.A. Ademas, la tension aplicada a la estructura de electrodos de deteccion, si la hay, es generalmente de menos de 10 voltios de C.C. Con estos parametros de funcionamiento, el contador de gas es apto para el funcionamiento alimentado por baterla.
El contador de gas segun la invencion es apto para su utilizacion como contador de gas de servicio publico domestico. Esto quiere decir un contador de gas que puede conectarse a una red de suministro de gas nacional, regional o internacional en las instalaciones de un usuario y que es suficientemente preciso para proporcionar information sobre la utilizacion de gas de un usuario al operador de red para fines de facturacion. Sin embargo, el contador de gas segun la invencion puede utilizarse en otras circunstancias para medir el volumen, el caudal y/o la velocidad del gas.
En formas de realizacion de la invencion, el ionizador es una fuente radiactiva. Sin embargo, podrlan utilizarse otros ionizadores, por ejemplo un ionizador que funciona mediante descarga electrica.
El conducto normalmente es un tubo, que puede presentar una section transversal circular. En formas de realizacion de la invencion, la anchura (diametro) del tubo es de menos de 30 mm.
Aunque la invencion se ha definido en lo que se refiere a un contador de gas, la invencion se amplla a un procedimiento de medicion de gas y a unos medios para la medicion de gas tal como se describe en la presente memoria.
Breve descripcion de los dibujos
A continuation, se describiran formas de realizacion de la invencion a modo de ejemplo unicamente y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una vista esquematica de un contador de gas segun una primera forma de realizacion de la invencion;
la figura 2 muestra un electrodo de malla para su utilizacion en contadores de gas segun la invencion;
la figura 3 es una vista esquematica de un contador de gas segun una segunda forma de realizacion de la invencion; y
la figura 4 es una representation esquematica de la tension de modulacion aplicada a la estructura de electrodos de modulacion del contador de gas de la figura 3.
Se utilizan numeros de referencia correspondientes para partes correspondientes en las diversas formas de realizacion de la invencion.
Descripcion detallada de las formas de realizacion
La figura 1 muestra esquematicamente un contador de gas segun una primera forma de realizacion de la invencion. El contador de gas comprende un conducto 1 para el paso de un flujo de gas, indicado mediante la flecha A. En esta forma de realizacion, el conducto es un tubo cillndrico con un diametro interno de 23 mm. Un ionizador 2 esta dispuesto en el lado del tubo 1 para ionizar el flujo de gas en el conducto. En esta forma de realizacion, el ionizador 2 es una fuente radiactiva de 1 pCi de americio 241 atrapada dentro de una lamina metalica de oro o plata, del tipo utilizado en los detectores de humo domesticos. La fuente 2 normalmente presenta una tasa de emision de 37.000 partlculas alfa por segundo con un rango de 3 cm en aire. La eficacia de ionization es de 200.000 pares de iones por partlcula alfa, con recombination del 50% en el plazo de 100 ms. La fuente de radiation 2 ioniza el gas en su proximidad inmediata para formar una nube 3 de ionizacion, que se lleva a traves del tubo 1 mediante el flujo de gas.
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Una estructura de electrodos de modulacion 4 esta prevista en el tubo 1 aguas abajo de la fuente de radiacion 2. La estructura de electrodos de modulacion 4 modula la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado, de modo que puede identificarse la nube de ionizacion aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4. En esta forma de realization, la estructura de electrodos de modulacion 4 comprende un electrodo aguas arriba 5 y un electrodo aguas abajo 6. Tal como se muestra en la figura 2, cada electrodo 5, 6 esta en forma de malla (o rejilla) cortada mediante un procedimiento adecuado a partir de lamina metalica. El diametro de los electrodos 5, 6 se corresponde con el diametro interno del tubo 1 y los electrodos estan dispuestos perpendicularmente al eje del tubo 1, y por tanto a la direction de flujo de gas. Los electrodos 5, 6 presentan un grosor de 0,2 mm y un paso p de 1 mm o menos. El factor de llenado de los electrodos (porcentaje de area del material de malla) es del 20% o menos.
En esta forma de realizacion, la separation entre el electrodo modulador aguas arriba 5 y el electrodo modulador aguas abajo 6 es de 0,125 mm. Tal como se indica en la figura 1, se aplica una tension de modulacion variable entre los electrodos moduladores 5, 6. La tension de modulacion es una onda cuadrada con amplitud de hasta 10 voltios y una frecuencia de 1 a 4 hercios. La tension de modulacion aplicada genera un campo electrico entre los electrodos moduladores 5, 6. Tal como se muestra en la figura 1, las mallas del electrodo modulador aguas arriba 5 y el electrodo modulador aguas abajo 6 estan desviadas relativamente en una cantidad igual a la mitad del paso de la malla, de manera que los conductores 7 entre los espacios de un electrodo estan alineados con los espacios del otro electrodo y viceversa. De este modo, el campo electrico entre los electrodos moduladores 5, 6 presenta la componente maxima en la direccion perpendicular a la direccion de flujo de gas (eje del tubo 1). De manera ideal, los conductores 7 de cada electrodo 5, 6 estarlan intercalados entre los conductores del otro electrodo en el mismo plano perpendicular a la direccion de flujo de gas, de modo que el campo electrico entre los dos electrodos 5,6 es completamente perpendicular a la direccion de flujo de gas. Sin embargo, una disposition de este tipo conduce a una estructura de electrodos de modulacion 4 que es muy compleja y por tanto diflcil y cara de fabricar. Separando los electrodos 5, 6 en la direccion de flujo de gas y desviando las mallas, se encuentra un compromiso entre la facilidad de fabricacion y la eficacia de funcionamiento.
Cuando la tension de modulacion aplicada entre los electrodos moduladores 5, 6 no es cero, el campo electrico generado dirige los iones positivos y negativos en la nube 3 de iones hacia electrodos moduladores 5, 6 respectivos cuando se capturan. La componente alta del campo electrico en la direccion perpendicular a la direccion de flujo de gas maximiza la desviacion de los iones hacia los electrodos moduladores 5, 6 respectivos. El efecto de la tension de modulacion periodica es generar en el flujo de gas aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 regiones secuenciales de densidad ionica alta y baja. Estas regiones pueden detectarse para determinar el tiempo de vuelo de las regiones y por tanto el caudal del gas, tal como se describe a continuation.
El contador de gas de la figura 1 comprende una primera estructura de electrodos de detection 8 y una segunda estructura de electrodos de deteccion 9 en el tubo 1 aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado. La segunda estructura de electrodos 9 esta ubicada aguas abajo de la primera estructura de electrodos de deteccion 8. En esta forma de realizacion, las estructuras de electrodos de deteccion primera y segunda 8, 9, comprenden cada una un electrodo aguas arriba 10 y un electrodo aguas abajo 11. Cada electrodo 10, 11 presenta la forma general de una malla (o rejilla) cortada mediante un procedimiento adecuado a partir de lamina metalica, tal como se muestra en la figura 2. El diametro de los electrodos 10, 11 se corresponde con el diametro interno del tubo 1 y los electrodos 10, 11 estan dispuestos perpendicularmente al eje del tubo 1, y por tanto a la direccion de flujo de gas. Los electrodos 10, 11 presentan un grosor de 0,2 mm y un paso p de 2 mm. El factor de llenado de los electrodos (porcentaje de area del material de malla) es del 10% o menos.
En esta forma de realizacion, la separacion entre el electrodo detector aguas arriba 10 y el electrodo detector aguas abajo 11 es de 0,125 mm. Tal como se muestra en la figura 1, las mallas del electrodo detector aguas arriba 10 y el electrodo detector aguas abajo 11 estan alineadas. De este modo, el campo electrico entre los electrodos detectores 10, 11 presenta la componente maxima en la direccion paralela a la direccion de flujo de gas (eje del tubo 1). De este modo, puede variarse la intensidad del campo electrico entre los electrodos detectores 10, 11 variando la separacion de los electrodos 10, 11, sin afectar al caudal a traves del conducto 1.
Tal como se indica en la figura 1, se aplica una tension de deteccion entre los electrodos detectores 10, 11. En esta forma de realizacion, la tension de deteccion es una tension constante de +3 voltios de C.C., que genera un campo electrico entre los electrodos detectores 10, 11. Para la primera estructura de electrodos de deteccion 8, el electrodo de deteccion aguas arriba 10 esta conectado a potencial de tierra y el electrodo de deteccion aguas abajo 11 esta conectado a +3 voltios de C.C. Para la segunda estructura de electrodos de deteccion 9, el electrodo de deteccion aguas abajo 11 esta conectado a potencial de tierra y el electrodo de deteccion aguas arriba 10 esta conectado a +3 voltios de C.C. Por tanto, la direccion del campo electrico entre los electrodos detectores 10, 11 de la segunda estructura de electrodos de deteccion 9 esta invertida en relation con la de la primera estructura de electrodos de deteccion 8.
Se observara que el electrodo aguas abajo 11 de la primera estructura de electrodos de deteccion 8 y el electrodo aguas arriba 10 de la segunda estructura de electrodos de deteccion 9 estan ambos al mismo potencial. Por consiguiente, no hay campo electrico entre estos dos electrodos, de manera que el transporte de iones entre estos
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electrodos se debe unicamente al flujo de gas y no a efectos electricos, lo que ayuda en la medicion precisa del flujo de gas. Tambien es posible que el electrodo aguas abajo 6 de la estructura de electrodos de modulacion 4 y el electrodo aguas arriba 10 de la primera estructura de electrodos de detection 9 esten ambos al mismo potencial (tierra), de manera que no haya campo electrico entre estos dos electrodos.
La primera estructura de electrodos de deteccion 8 captura preferentemente iones positivos, que se deceleran por el campo electrico entre el electrodo aguas abajo positivo l1 y el electrodo aguas arriba conectado a tierra 10. El mismo campo electrico actua para acelerar iones negativos que pasan a traves de la primera estructura de electrodos de deteccion 8. Los iones positivos ralentizados que alcanzan el electrodo aguas arriba conectado a tierra 10 se neutralizan por electrones arrastrados como una corriente de la conexion a tierra. Esta corriente puede medirse mediante un amperlmetro 12 u otro dispositivo de medicion de corriente.
La segunda estructura de electrodos 9 captura iones negativos, que se deceleran por el campo electrico entre el electrodo aguas arriba positivo 10 y el electrodo aguas abajo conectado a tierra 11. Los iones negativos ralentizados se capturan por el electrodo aguas arriba positivo 10, generando una corriente que puede medirse mediante un amperlmetro 12 u otro dispositivo de medicion de corriente. De este modo, el contador de gas presenta, en efecto, dos canales de medicion independientes: iones positivos en la primera estructura de electrodos de deteccion 8 e iones negativos en la segunda estructura de electrodos de deteccion 9.
La distancia entre el electrodo aguas abajo 6 de la estructura de electrodos de modulacion 4 y el electrodo aguas arriba 10 de la primera estructura de electrodos de deteccion 8 es de 8 mm. La distancia entre el electrodo aguas abajo 6 de la estructura de electrodos de modulacion 4 y el electrodo aguas arriba 10 de la segunda estructura de electrodos de deteccion 9 es de 70 mm. La disposition de dos estructuras de electrodos de deteccion separadas 8, 9 aumenta el rango dinamico del contador de gas. Para aplicaciones domesticas, el rango de medicion tlpico de flujo de gas que requiere un nivel definido de precision es de entre 40 litros por hora y 6.000 litros por hora, lo que representa un rango dinamico de 150:1. Segun esta forma de realization de la invention, la primera estructura de electrodos de deteccion 8 se utiliza para determinar caudales bajos, cuando es necesario detectar la nube de iones modulada antes de que se pierdan demasiados iones de la nube de iones modulada debido a recombination y la segunda estructura de electrodos de deteccion 9 se utiliza para determinar caudales altos, cuando es necesario detectar la nube de iones modulada antes de que haya pasado a traves de todo el medidor. Las senales detectadas de ambas estructuras de electrodos de deteccion 8, 9 pueden utilizarse para maximizar la precision del medidor a traves de todo el rango de medicion.
La figura 3 muestra esquematicamente un contador de gas segun una segunda forma de realizacion de la invencion. El contador de gas comprende un conducto 1 para el paso de un flujo de gas, indicado mediante la flecha A. En esta forma de realizacion, el conducto es un tubo cillndrico con un diametro interno de 23 mm. Un ionizador 2 esta dispuesto en el lado del tubo 1 para ionizar el flujo de gas en el conducto. En esta forma de realizacion, el ionizador 2 es una fuente radiactiva de 1 pCi de americio 241 atrapada dentro de una lamina metalica de oro o plata, del tipo utilizado en los detectores de humo domesticos. La fuente 2 normalmente presenta una tasa de emision de 37.000 partlculas alfa por segundo con un rango de 3 cm en aire. La eficacia de ionization es de 200.000 pares de iones por partlcula alfa, con recombinacion del 50% en el plazo de 100 ms. La fuente de radiation 2 ioniza el gas en su proximidad inmediata para formar una nube 3 de ionizacion, que se lleva a traves del tubo 1 mediante el flujo de gas.
Una estructura de electrodos de modulacion 4 esta prevista en el tubo 1 aguas abajo de la fuente de radiacion 2. La estructura de electrodos de modulacion 4 modula la distribution de iones en el flujo de gas ionizado, de modo que puede identificarse la nube de ionizacion aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4. En esta forma de realizacion, la estructura de electrodos de modulacion 4 comprende un electrodo aguas arriba 5 y un electrodo aguas abajo 6. Tal como se muestra en la figura 2, cada electrodo 5, 6 esta en forma de malla (o rejilla) cortada mediante un procedimiento adecuado a partir de lamina metalica. El diametro de los electrodos 5, 6 se corresponde con el diametro interno del tubo 1 y los electrodos estan dispuestos perpendicularmente al eje del tubo 1, y por tanto a la direction de flujo de gas. Los electrodos 5, 6 presentan un grosor de 0,2 mm y un paso p de 1 mm o menos. El factor de llenado de los electrodos (porcentaje de area del material de malla) es del 20% o menos.
En esta forma de realizacion, la separation entre el electrodo de modulacion aguas arriba 5 y el electrodo de modulacion aguas abajo 6 es de 0,125 mm. Tal como se muestra en la figura 3, las mallas del electrodo de modulacion aguas arriba 5 y el electrodo de modulacion aguas abajo 6 estan alineadas. De este modo, el campo electrico entre los electrodos de modulacion 5, 6 presenta la componente maxima en la direccion paralela a la direccion de flujo de gas (eje del tubo 1). De este modo, puede variarse la intensidad del campo electrico entre los electrodos de modulacion 5, 6 variando la separacion de los electrodos 5, 6, sin afectar al caudal a traves del conducto 1.
Tal como se indica en la figura 3, se aplica una tension de modulacion alterna entre los electrodos moduladores 5, 6. La tension de modulacion es una onda cuadrada con amplitud de hasta 10 voltios y una frecuencia de 1 a 4 hercios. La tension de modulacion aplicada genera un campo electrico entre los electrodos moduladores 5, 6. Cuando el electrodo modulador aguas arriba 5 es positivo en relation con el electrodo modulador aguas abajo 6, el electrodo modulador aguas arriba 5 captura iones negativos de la nube 3 de iones y acelera los iones positivos a traves de la
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estructura de electrodos de modulacion 4. De este modo, la nube de iones aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 contiene predominantemente iones positivos. Cuando el electrodo modulador aguas arriba 5 es negativo en relacion con el electrodo modulador aguas abajo 6, el electrodo modulador aguas arriba 5 captura iones positivos de la nube 3 de iones y acelera los iones negativos a traves de la estructura de electrodos de modulacion 4. De este modo, la nube de iones aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 contiene predominantemente iones negativos. El efecto de la tension de modulacion alterna es generar en el flujo de gas aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 regiones secuenciales de densidad ionica positiva y negativa. Estas regiones pueden detectarse para determinar el tiempo de vuelo de las regiones y por tanto el caudal del gas, tal como se describe a continuacion.
El contador de gas de la figura 3 comprende una primera estructura de electrodos de deteccion 8 y una segunda estructura de electrodos 9 en el tubo 1 aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado. La segunda estructura de electrodos 9 esta ubicada aguas abajo de la primera estructura de electrodos de deteccion 8. En esta forma de realizacion, las estructuras de electrodos de deteccion primera y segunda 8, 9, comprenden cada una un electrodo aguas arriba 10 y un electrodo aguas abajo 11. Cada electrodo 10, 11 presenta la forma general de una malla (o rejilla) cortada mediante un procedimiento adecuado a partir de lamina metalica, tal como se muestra en la figura 2. El diametro de los electrodos 10, 11 se corresponde con el diametro interno del tubo 1 y los electrodos 10, 11 estan dispuestos perpendicularmente al eje del tubo 1, y por tanto a la direccion de flujo de gas. Los electrodos 10, 11 presentan un grosor de 0,2 mm y un paso p de 2 mm. El factor de llenado de los electrodos (porcentaje de area del material de malla) es del 10% o menos.
En esta forma de realizacion, la separation entre el electrodo detector aguas arriba 10 y el electrodo detector aguas abajo 11 es de 0,125 mm. Tal como se muestra en la figura 3, las mallas del electrodo detector aguas arriba 10 y el electrodo detector aguas abajo 11 estan alineadas. De este modo, pueden variarse las propiedades electricas relativas de los electrodos detectores 10, 11 variando la separacion de los electrodos 10, 11, sin afectar al caudal a traves del conducto 1.
Tal como se indica en la figura 3, cada uno de los electrodos detectores 10, 11 esta conectado a potencial de tierra. Cuando las regiones secuenciales de densidad ionica positiva y negativa se aproximan y pasan la estructura de electrodos detectores 8, 9, la carga dentro del electrodo detector aguas arriba 10 se redistribuye con el fin de mantener potencial cero dentro del electrodo 10. Esta redistribution de carga hace que fluya una corriente entre el electrodo 10 y el potencial de tierra. De manera similar, la carga dentro del electrodo detector aguas abajo 11 se redistribuye con el fin de mantener potencial cero dentro del electrodo 11. Esta redistribucion de carga hace que fluya una corriente entre el electrodo detector aguas abajo 11 y el potencial de tierra. Esta corriente puede medirse mediante un amperlmetro 12 u otro dispositivo de medicion de corriente y adopta la forma de una senal alterna a partir de la cual puede determinarse el tiempo de vuelo de la nube de iones mediante una comparacion con la tension de modulacion. El electrodo detector aguas abajo 11 se selecciona para la medicion de la corriente de redistribucion, porque el electrodo detector aguas arriba 10 protege el electrodo detector aguas abajo 11 de manera electromagnetica de la distribucion de iones que se aproxima y por tanto, la transition entre distribuciones de iones positivos y negativos es mas pronunciada en el electrodo detector aguas abajo 11 que en el electrodo detector aguas arriba 10.
La distancia entre el electrodo aguas abajo 6 de la estructura de electrodos de modulacion 4 y el electrodo aguas arriba 10 de la primera estructura de electrodos de deteccion 8 es de 8 mm. La distancia entre el electrodo aguas abajo 6 de la estructura de electrodos de modulacion 4 y el electrodo aguas arriba 10 de la segunda estructura de electrodos de deteccion 9 es de 70 mm. La disposition de dos estructuras de electrodos de deteccion separadas 8, 9 aumenta el rango dinamico del contador de gas. Para aplicaciones domesticas, el rango de medicion tlpico de flujo de gas que requiere un nivel definido de precision es de entre 40 litros por hora y 6.000 litros por hora, lo que representa un rango dinamico de 150:1. Segun esta forma de realizacion de la invention, la primera estructura de electrodos de deteccion 8 se utiliza para determinar caudales bajos, cuando es necesario detectar la nube de iones modulada antes de que se pierdan demasiados iones de la nube de iones modulada debido a recombination y la segunda estructura de electrodos de deteccion 9 se utiliza para determinar caudales altos, cuando es necesario detectar la nube de iones modulada antes de que haya pasado a traves de todo el medidor. Las senales detectadas de ambas estructuras de electrodos de deteccion 8, 9 pueden utilizarse para maximizar la precision del medidor a traves de todo el rango de medicion.
En un ajuste de las formas de realizacion descritas anteriormente, pueden aplicarse un potencial de modulacion aguas arriba U y un potencial de modulacion aguas abajo D a los electrodos de modulacion aguas arriba y aguas abajo correspondientes 5, 6 de la estructura de electrodos de modulacion para proporcionar la tension de modulacion entre los electrodos 5, 6. Tal como se muestra en la figura 4, el potencial de modulacion aguas abajo D puede elegirse para que este en oposicion de fase con el potencial de modulacion aguas arriba U y presentar una amplitud seleccionada para compensar el efecto de campo lejano del campo electrico asociado con el electrodo de modulacion aguas arriba 5. En otras palabras, el efecto electromagnetico combinado de los electrodos de modulacion aguas arriba y aguas abajo 5,6 aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 se anula por el potencial de modulacion aguas abajo D. De este modo, la propia estructura de electrodos de modulacion 4, a
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diferencia de la distribucion de iones resultante, no influye en las senales generadas por las estructuras de electrodos de deteccion primera y segunda 8, 9.
Es posible que el contador de gas mida flujo de gas invertido en el conducto proporcionando estructuras de electrodos de modulacion y deteccion adicionales en el lado opuesto del ionizador al de la estructura de electrodos de modulacion y la estructura de electrodos de deteccion descritas anteriormente. Las estructuras de electrodos de modulacion y deteccion adicionales pueden disponerse como la imagen especular de la estructura de electrodos de modulacion y la estructura de electrodos de deteccion descritas anteriormente. Sin embargo, en aplicaciones de medicion domesticas, puede que solo sea necesario detectar, y no medir, flujo invertido. Por consiguiente, puede que solo sea necesario proporcionar una estructura de electrodos que pueda detectar la presencia de gas ionizado aguas arriba del ionizador (debido al flujo invertido). Por ejemplo, la estructura de electrodos puede disponerse para medir la impedancia del flujo de gas.
En resumen, un contador de gas comprende un conducto 1 para el paso de un flujo de gas A y un ionizador 2 dispuesto para ionizar el flujo de gas en el conducto 1. Una estructura de electrodos de modulacion 4 aguas abajo del ionizador modula la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado. Una primera estructura de electrodos de deteccion 8 y una segunda estructura de electrodos 9 aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion 4 detectan la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado. La estructura de electrodos de modulacion 4 y las estructuras de electrodos de deteccion 8, 9 pueden estar configuradas para generar un campo electrico que presenta por lo menos una componente sustancial paralela a la direccion del flujo de gas. La estructura de electrodos de modulacion 4 y las estructuras de electrodos de deteccion 8, 9 pueden comprender un par de electrodos 5, 6, 10, 11, que presentan cada uno una pluralidad de aberturas definidas en los mismos para el paso del flujo de gas. La estructura de electrodos de modulacion 4 puede disponerse para capturar iones de una polaridad, para generar un flujo de gas ionizado que comprende una mayorla de iones de la polaridad opuesta, en cuyo caso la estructura de electrodos de deteccion puede comprender por lo menos un electrodo 11 conectado a una fuente de carga. El movimiento del flujo de gas ionizado en relacion con el electrodo produce una redistribucion de carga en el electrodo, que genera una corriente indicativa de la distribucion de iones entre el electrodo 11 y la fuente de carga.
Las diversas disposiciones proporcionan un contador de gas que puede hacerse funcionar con una tension de modulacion de menos de 10 voltios y por tanto es adecuado como contador de gas domestico. Esto presenta ventajas significativas en relacion con los procedimientos de medicion existentes que no pueden utilizarse directamente cumpliendo con los requisitos de coste, consumo de potencia o rendimiento para un contador de gas volumetrico autonomo. Los motivos tlpicos para esto son:
(a) requieren altas tensiones para polarizar electrodos, lo que utiliza energla y constituyen un posible riesgo para la seguridad;
(b) no tienen linealidad ni rango dinamico suficiente para cumplir los requisitos metrologicos establecidos por organismos normativos nacionales;
(c) la actividad de las fuentes radiactivas utilizadas es mayor de lo que serla generalmente aceptable en una aplicacion residencial;
(d) no estan optimizados para la relacion senal-ruido y el ancho de banda de medicion tlpica necesarios para un contador de gas volumetrico.
Las formas de realizacion particulares de la invencion permiten superar o por lo menos reducir estos problemas.
Aunque la presente invencion se ha descrito en relacion con distintas formas de realizacion especlficas, no se pretende que esto sea limitativo del alcance de esta divulgacion. Por consiguiente, el experto en la materia apreciara que pueden utilizarse caracterlsticas de forma de realizacion en combination con caracterlsticas de forma de realizacion separada, aunque esto no se mencione expllcitamente.

Claims (21)

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    REIVINDICACIONES
    1. Contador de gas, que comprende:
    un conducto (1) para el paso de un flujo de gas,
    un ionizador (2) que comprende unos medios para ionizar el flujo de gas en el conducto;
    una estructura de electrodos de modulacion (4) que comprende unos medios para modular la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado; estando la estructura de electrodos de modulacion (4) dispuesta aguas abajo del ionizador (2): y
    por lo menos una primera estructura de electrodos de deteccion (8) aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion (4) que comprende unos medios para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado, caracterizado por que
    dicha estructura de electrodos de modulacion (4) comprende unos medios para generar un campo electrico que presenta por lo menos una componente sustancial paralela a la direccion del flujo de gas; comprendiendo dicha estructura de electrodos de modulacion (4) un primer electrodo modulador (5) y un segundo electrodo modulador (6); siendo una tension de modulacion aplicada entre dichos electrodos moduladores; mediante lo cual se generan unas regiones secuenciales de densidad ionica positiva y negativa; estando dicha primera estructura de electrodos de deteccion (8) conectada a una fuente de carga: mediante lo cual una redistribucion de carga hace que la corriente fluya entre la estructura de electrodos y la fuente de carga.
  2. 2. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos dicha primera estructura de electrodos de deteccion (8) comprende unos medios para generar un campo electrico que presenta por lo menos una componente sustancial paralela a la direccion del flujo de gas.
  3. 3. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el campo electrico generado es sustancialmente paralelo a la direccion del flujo de gas.
  4. 4. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la estructura de electrodos de modulacion (4) comprende un par de electrodos opuestos sustancialmente planos (5, 6) dispuestos sustancialmente de manera perpendicular a la direccion del flujo de gas.
  5. 5. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que por lo menos dicha primera estructura de electrodos de deteccion (8) comprende un par de electrodos opuestos sustancialmente planos (10, 11) dispuestos de manera sustancialmente perpendicular a la direccion del flujo de gas.
  6. 6. Contador de gas segun la reivindicacion 4 o 5, en el que los electrodos (5, 6, 10, 11) estan separados en la direccion del flujo de gas.
  7. 7. Contador de gas segun la reivindicacion 4, 5 o 6, en el que los electrodos (5, 6, 10, 11) generan un campo electrico entre ellos.
  8. 8. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que los electrodos (5, 6, 10, 11) presentan cada uno una pluralidad de aberturas definidas en los mismos para el paso del flujo de gas a traves de los mismos.
  9. 9. Contador de gas segun la reivindicacion 8, en el que el electrodo (5, 6, 10, 11) tiene forma de malla.
  10. 10. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones, en el que la estructura de electrodos de modulacion
    (4) comprende un electrodo aguas arriba (5) y un electrodo aguas abajo (6), y se aplica un potencial de modulacion respectivo a cada electrodo para modular la distribucion de iones en el flujo de gas ionizado,
    en el que el potencial de modulacion aplicado al electrodo aguas abajo (6) es de polaridad opuesta al potencial de modulacion aplicado al electrodo aguas arriba (5) y de una magnitud seleccionada de manera que, aguas abajo de la estructura de electrodos de modulacion (4), el campo electrico debido al electrodo aguas arriba (5) es anulado por el campo electrico debido al electrodo aguas abajo (6).
  11. 11. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones, en el que la estructura de electrodos de modulacion (4) comprende unos medios para capturar iones de una polaridad, mediante lo cual se genera un flujo de gas ionizado que comprende una mayorla de iones de la polaridad opuesta.
  12. 12. Contador de gas segun la reivindicacion 11, en el que por lo menos dicha primera estructura de electrodos de
    deteccion (8) comprende por lo menos un electrodo (10, 11) conectado a una fuente de carga, mediante lo cual el
    movimiento del flujo de gas ionizado que presenta una mayorla de iones de una polaridad en relacion con el
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    electrodo produce una redistribucion de carga en el electrodo, que genera una corriente indicativa de la distribucion de iones entre el electrodo y la fuente de carga.
  13. 13. Contador de gas segun la reivindicacion 12, en el que la fuente de carga es potencial de tierra.
  14. 14. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que ademas comprende una segunda estructura de electrodos de deteccion (9) aguas abajo de la primera estructura de electrodos de deteccion (8), comprendiendo cada estructura de electrodos de deteccion unos medios para detectar la distribucion de iones modulada en el flujo de gas ionizado.
  15. 15. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera estructura de electrodos de deteccion (8) comprende unos medios para capturar preferentemente unos iones de una polaridad y comprendiendo la segunda estructura de electrodos de deteccion (9) unos medios para capturar preferentemente unos iones de la polaridad opuesta.
  16. 16. Contador de gas segun la reivindicacion 15, en el que la primera estructura de electrodos de deteccion (8) comprende un par de electrodos separados (10, 11), y se aplica un campo electrico entre los electrodos, en utilizacion, para capturar iones procedentes del flujo de gas ionizado y generar una corriente indicativa de la distribucion de iones.
  17. 17. Contador de gas segun la reivindicacion 15 o 16, en el que la segunda estructura de electrodos de deteccion (9) comprende un par de electrodos separados (10, 11), y se aplica un campo electrico entre los electrodos (10, 11), en utilizacion, para capturar iones procedentes del flujo de gas ionizado y generar una corriente indicativa de la distribucion de iones.
  18. 18. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la tension de modulacion aplicada a la estructura de electrodos de modulacion (4) es a una frecuencia de menos de 10 Hz.
  19. 19. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la tension de modulacion aplicada a la estructura de electrodos de modulacion es de menos de 10 voltios de C.A.
  20. 20. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ionizador (2) comprende una fuente radiactiva.
  21. 21. Contador de gas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el medidor es alimentado por baterla.
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GB0525305A GB0525305D0 (en) 2005-12-13 2005-12-13 Gas meter with selective ion modulation
GB0525307 2005-12-13
PCT/GB2006/003710 WO2007068869A1 (en) 2005-12-13 2006-10-05 Gas metering

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