HUP0103477A2 - Method and instrument for volume measurement of flowing matter - Google Patents
Method and instrument for volume measurement of flowing matter Download PDFInfo
- Publication number
- HUP0103477A2 HUP0103477A2 HU0103477A HUP0103477A HUP0103477A2 HU P0103477 A2 HUP0103477 A2 HU P0103477A2 HU 0103477 A HU0103477 A HU 0103477A HU P0103477 A HUP0103477 A HU P0103477A HU P0103477 A2 HUP0103477 A2 HU P0103477A2
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- scanning
- determined
- time
- measuring device
- changes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Description
KÖZZÉTÉTELIPUBLICATION
PÉLDÁNYCOPY
Fc*/ oSh^'-í' ···· · ··*· aFc*/ oSh^'-í' ···· · ··*· a
ELJÁRÁS ÁRAMLÓ KÖZEG TÉRFOGATMÉRÉSÉRE, VALAMINT TÉRFOGATMÉRŐ KÉSZÜLÉK AZ ELJÁRÁS FOGANATOSÍTÁSÁRAPROCEDURE FOR MEASURING THE VOLUME OF A FLOWING MEDIUM AND A VOLUME MEASURING DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCEDURE
A találmány tárgya eljárás áramló közeg térfogatmérésére, amelynek során a közeg áramlási mozgását térfogatmérő készülékben elrendezett mozgásmérő, például szárnykerék vagy hasonló térfogatmérő eszköz forgómozgásává alakítjuk át és a mozgásmérő fordulatait elektronikus úton, például 10 induktív vagy kapacitív letapogatással, határozzuk meg, amelynek során a mozgásmérő által szolgáltatott villamos jelet tapogatjuk le, amely villamos jel egy teljes fordulatot vagy egy teljes fordulatnak egy meghatározott tört részét követően váltó jelszintű jel, ahol a jelszint váltásainak száma alapján a közegnek a térfogatmérő készüléken keresztül történő átáramlására vonatkozó ér15 téket határozunk meg. A találmány tárgya továbbá térfogatmérő készülék az eljárás foganatosítására.The invention relates to a method for measuring the volume of a flowing medium, in which the flow movement of the medium is converted into the rotational movement of a motion meter, such as a vane or similar volume measuring device, arranged in a volume measuring device, and the revolutions of the motion meter are determined electronically, for example by inductive or capacitive scanning, in which the electrical signal provided by the motion meter is scanned, which electrical signal is a signal with a signal level that changes after a full revolution or a specific fraction of a full revolution, where the value of the flow of the medium through the volume measuring device is determined based on the number of signal level changes. The invention also relates to a volume measuring device for implementing the method.
Szárnykerekekkel vagy hasonló térfogatmérő eszközökkel ellátott térfogatmérő készülékeknél jelenleg gyakran érintés- és erőmentes letapogatást alkalmaznak. Ez a műszaki megoldás a szárnykerekes számlálók mágneses 20 kapcsolószerkezettel és mechanikus görgős számlálóművel történő klasszikus felszerelésével szemben azon lényeges előnyökkel rendelkezik, hogy a hiányzó súrlódás másodpercenként csupán néhány litert kitevő kis átáramló mennyiségek esetén is nagyon jó indulási tulajdonságokhoz vezet és a mágnesek mágneses részecskéket a csőhálózatban nem tartanak vissza, ame25 lyek a számláló blokkolásához vezethetnek.In volume measuring devices with impellers or similar volume measuring devices, contactless and force-free scanning is currently often used. This technical solution has the significant advantages over the classic installation of impeller meters with a magnetic coupling and a mechanical roller counter mechanism, in that the absence of friction leads to very good starting properties even with small flow rates of only a few liters per second, and the magnets do not retain magnetic particles in the pipe network, which could lead to blocking of the meter.
Miután néhány évvel ezelőtt a szárnykerekes számlálók letapogatására különböző megoldások születtek, időközben az induktív letapogatás elterjedten bevált, ezt például a DE 197 25 806 A1 ismerteti részletesebben. Ennél a megoldásnál rezgő kör csillapítását értékelik ki és ennek alapján a 30 szárnykerék helyzetét határozzák meg. Ennek érdekében a vízben elhelyezkedő szárnykerékre egy féloldalúan fémezett tárcsát rendeznek el. A szám láló száraz részében egy vagy több tekercs van elrendezve, amelyek kondenzátorral rezgőkörré vannak összekapcsolva. A rezgőkört gerjesztik és ezt követően a rezgések számát és időtartamát értékelik ki, amíg a feszültségszint egy meghatározott határérték alá nem csökkent. Amennyiben ez az időtartam rövid, úgy a mágneses mezőben fém található. Amennyiben az idő hosszú, úgy a rezgőkör külső csillapítása nem történik meg. Ily módon érzékelik a szárnykerék aktuális helyzetét. Ez az induktív megoldás költség szempontjából előnyös, bizonyos mértékben energiatakarékos, szennyeződésekkel szemben robusztus és hőfogyasztásmérőkhöz vagy elektronikus vízórákhoz alkalmazható. A bejelentő 199 32 041.1 számú német szabadalmi bejelentésében mozgásmérő kapacitív letapogatására szolgáló hasonló megoldást ismertet.While various solutions for scanning vane counters were developed a few years ago, inductive scanning has now become widely used, as described in more detail in DE 197 25 806 A1. In this solution, the damping of the oscillating circuit is evaluated and the position of the vane 30 is determined on this basis. For this purpose, a disc metallized on one side is arranged on the vane located in the water. One or more coils are arranged in the dry part of the counter, which are connected to form an oscillating circuit by a capacitor. The oscillating circuit is excited and the number and duration of the oscillations are then evaluated until the voltage level falls below a certain limit value. If this duration is short, metal is present in the magnetic field. If the duration is long, there is no external damping of the oscillating circuit. In this way, the current position of the vane is detected. This inductive solution is cost-effective, somewhat energy-saving, robust against contamination and can be used for heat meters or electronic water meters. The applicant's German patent application No. 199 32 041.1 describes a similar solution for capacitive scanning of a motion meter.
A DE 39 23 398 A1 különböző csillapítási tartományokkal ellátott fordulatdetektort ismertet, amelyet szintén induktív módon tapogatnak le. Egy diszkriminátorküszöbön való túllépés vagy alulmaradás alapján a fordulatdetektor helyzetét határozzák meg, ahol olyan, optimális döntési küszöb meghatározására alkalmas eljárást ismertetnek, amely az elektronikus alkatrészek öregedésre és hőmérsékletre visszavezethető változásaitól független. Ezenkívül olyan megoldást ismertetnek, amelynek segítségével a jelek kiértékelése során forgásirány-felismerést és lengőmozgások elnyomását is megvalósítanak.DE 39 23 398 A1 describes a rotation detector with different damping ranges, which is also scanned inductively. The position of the rotation detector is determined based on whether a discriminator threshold is exceeded or not, and a method for determining an optimal decision threshold is described, which is independent of changes in the electronic components due to aging and temperature. In addition, a solution is described with which the direction of rotation is detected and oscillations are suppressed during signal evaluation.
A DE 295 11 030 U1 térfogatmérő készüléknek egy költségek szempontjából előnyös és helytakarékos felépítését ismerteti.DE 295 11 030 U1 describes a cost-effective and space-saving design of a volume measuring device.
Az ismert térfogatmérő készülékek az átáramló mennyiség vonatkozásában széles dinamikatartományt fednek le, amely hozzávetőleg 3 és 3000 l/h tartományba esik. Ezért az elektronikus úton letapogatott mozgásmérőket olyan sebességgel kell letapogatni, hogy a maximálisan előforduló fordulatszámot is még biztonságosan tudják érzékelni. Egy szárnykerék tipikus forgási sebessége 50 Hz-ig terjed. Ez például 512 Hz gyakorisággal történő letapogatást tesz szükségessé, amennyiben az előre- és hátramozgás felismeréséhez negyedfordulatokat is biztonságosan kell érzékelni. Ez összessé gében az alkalmazott elektronikus egységek (ASIC) esetén meglehetősen nagy mértékű specializáláshoz és/vagy szabványos mikroprocesszorok esetén jelentős áramfogyasztáshoz vezet. Ezért az ismert térfogatmérő készülékek akkumulátorral üzemeltetett hőfogyasztásmérőkhöz vagy vízórákhoz nemigen alkalmazhatók.Known volume measuring devices cover a wide dynamic range in terms of flow rate, which is approximately between 3 and 3000 l/h. Therefore, electronically scanned motion meters must be scanned at a speed that allows them to reliably detect the maximum speed that can occur. The typical rotation speed of an impeller is up to 50 Hz. This requires, for example, a scanning frequency of 512 Hz if quarter turns must be reliably detected in order to detect forward and reverse movements. This leads to a fairly high degree of specialization in the electronic units used (ASIC) and/or to a high power consumption in the case of standard microprocessors. Therefore, known volume measuring devices are not suitable for battery-operated heat meters or water meters.
A találmány révén megoldandó feladat, hogy megbízható térfogatmérést csökkentett áramfogyasztással tegyünk lehetővé.The object to be solved by the invention is to enable reliable volume measurement with reduced power consumption.
A feladat megoldására a bevezetőben ismertetett eljárás során a találmány szerint úgy járunk el, hogy a letapogatási sebességet a mozgásmérő mindenkor meghatározott fordulatszámához igazítjuk. Az állandó letapogatási sebességgel működő és ezért maximális átáramló mennyiségekhez kialakított térfogatmérő készülékekkel ellentétben a letapogatási sebességnek a tényleges átáramló mennyiséghez való igazításával a letapogatási mérések száma különösen közepes és kis átáramló mennyiség esetén lényegesen csökkenthető, anélkül, hogy a letapogatott jelről lényeges információk vesznének el. Mivel minden egyes letapogatási méréshez egy meghatározott árammennyiség szükséges, ezen eljárás révén a térfogatmérés általi áramfogyasztás lényegesen csökkenthető.In order to solve the problem, the method described in the introduction according to the invention is adapted to the scanning speed to the speed of rotation of the motion sensor at any given time. In contrast to volume measuring devices that operate at a constant scanning speed and are therefore designed for maximum flow rates, by adapting the scanning speed to the actual flow rate, the number of scanning measurements can be significantly reduced, especially in the case of medium and small flow rates, without losing any important information about the scanned signal. Since a specific amount of current is required for each scanning measurement, the current consumption for volume measurement can be significantly reduced by this method.
Célszerű, ha a letapogatási sebességet a mozgásmérő villamos jelének nagyfrekvenciás letapogatásával határozzuk meg, amikoris a jelszint két váltása (periódusidő) közötti legrövidebb időtartamot határozzuk meg és a letapogatási sebességet úgy határozzuk meg, hogy két letapogatási mérés közötti időbeli távköz (letapogatási ciklus) a periódusidő legfeljebb felének felel meg. így a jelszinten előforduló két váltás között átlagban két letapogatási mérést hajtunk végre. Ez elegendő ahhoz, hogy a jelszinten előforduló váltásokat megbízhatóan kimutathassuk. Különösen előnyös, ha a mozgásmérö felépítését úgy választjuk meg, hogy a mozgásmérő villamos jelének periódusideje állandó átáramló mennyiség esetén állandó.It is advisable to determine the scanning speed by high-frequency scanning of the electrical signal of the motion sensor, whereby the shortest time between two changes in the signal level (period time) is determined and the scanning speed is determined in such a way that the time interval between two scanning measurements (scanning cycle) corresponds to at most half of the period time. Thus, on average, two scanning measurements are carried out between two changes in the signal level. This is sufficient to reliably detect changes in the signal level. It is particularly advantageous to choose the construction of the motion sensor in such a way that the period time of the electrical signal of the motion sensor is constant for a constant flow rate.
A letapogatási mérések további megtakarítása érdekében úgy járunk el, hogy a villamos jel nagyfrekvenciás letapogatása során a letapogatási folyamat kezdetén nagy, például maximális, letapogatási frekvenciát alkalma zunk és az egymást követő letapogatási mérések közötti időtartamot (letapogatási ciklus) sorrendben mindenkor meghosszabbítjuk, addig, míg a jelszintben váltást állapítunk meg.In order to further save on scanning measurements, we proceed by applying a high, for example maximum, scanning frequency at the beginning of the scanning process during the high-frequency scanning of the electrical signal and extending the time period between successive scanning measurements (scanning cycle) in sequence until a change in the signal level is detected.
A találmány szerint ebben az esetben előnyös, ha a meghosszabbított letapogatási ciklus kisebb, mint a két, ezt megelőző letapogatási ciklus öszszege, hogy a mozgásmérő által szolgáltatott villamos jel periódusidejének a hosszát kielégítő pontossággal határozhassuk meg. Előnyösnek bizonyult az a megoldás, amelynek során a letapogatási ciklust sorrendben mindenkor 30 %-kal meghosszabbítottuk. Ezáltal egyrészt a periódusidőt még kielégítő pontossággal határozhatjuk meg és másrészt a térfogatmérő készülék elrendezéséből és az elektronikus szerkezeti elemekből adódó jelélbizonytalanságot is figyelembe vesszük.According to the invention, it is advantageous in this case if the extended scanning cycle is smaller than the sum of the two preceding scanning cycles, so that the length of the period of the electrical signal supplied by the motion sensor can be determined with sufficient accuracy. The solution in which the scanning cycle is extended by 30% in each case has proven to be advantageous. In this way, on the one hand, the period can still be determined with sufficient accuracy and, on the other hand, the signal uncertainty resulting from the arrangement of the volume measuring device and the electronic components is also taken into account.
Véletlen ingadozások elkerülése érdekében a letapogatási sebesség meghatározását egymást követően többszörösen hajtjuk végre. A mindenkor meghatározott periódusidőkből középértéket képezhetünk, ezáltal a periódusidő meghatározása során előforduló pontatlanságok csökkenthetők. Ezenkívül a periódusidő kis mértékű véletlenszerű ingadozásai kiátlagolhatók. Ennek során az optimális letapogatási sebesség annál pontosabban határozható meg, minél gyakrabban ismételjük meg a letapogatási sebesség egyes meghatározásait. Túl gyakori ismétlés ellen viszont a megnövelt mérési ráfordítás szól, amely nagyobb áramfogyasztásban nyilvánul meg.To avoid random fluctuations, the scanning speed is determined several times in succession. An average value can be calculated from the period times determined at each time, which reduces the inaccuracies that occur when determining the period time. In addition, small random fluctuations in the period time can be averaged out. In this process, the optimal scanning speed can be determined more precisely the more often the individual scanning speed determinations are repeated. However, the disadvantage of repeating the measurements too frequently is the increased measurement effort, which results in higher power consumption.
Célszerű, ha a letapogatási sebesség igazítását követően az átáramlást a jelszint váltásainak számlálásával határozzuk meg, amikoris a számlálásban a letapogatási sebesség igazítása alatt a jelszintben megállapított váltások számát is figyelembe vesszük. Ezáltal a mozgásmérő minden egyes fordulatát érzékeljük, úgyhogy a térfogatmérö készüléken egy fordulat alatt átfolyó mennyiségre vonatkozó ismert értékből közvetlenül az átfolyt össztérfogat határozható meg (térfogatszámlálás).It is advisable to determine the flow rate after adjusting the scanning speed by counting the changes in the signal level, in which case the number of changes in the signal level determined during the scanning speed adjustment is also taken into account in the counting. In this way, each revolution of the motion meter is detected, so that the total volume flowed through the volume measuring device can be determined directly from the known value of the amount flowing through it during one revolution (volume counting).
A közeg áramlási sebessége változásainak érzékelése érdekében úgy járunk el, hogy egy előre megadott ciklusidőt követően a letapogatási sebesség újbóli igazítását hajtjuk végre.In order to detect changes in the flow rate of the medium, the scanning speed is readjusted after a predetermined cycle time.
Az egyes letapogatási mérések további csökkentése érdekében a találmány szerinti eljárásnak egy különösen előnyös foganatosítási módja szerint úgy járunk el, hogy a jelszintben előforduló váltásoknak egy ciklusidőn belül történő számlálását megszakítjuk, ha meghatározott számú váltást érzékeltünk, ahol a mérési idő és a váltások száma alapján a közeg átáramlását határozzuk meg és a ciklusidöre vonatkozóan diszkrét módon térfogatként adjuk össze (ciklikus átfolyásmérés). Az ilyen intézkedések különösen fűtőberendezések vagy hasonló berendezések esetén előnyösek, amelyek állandó vagy csupán lassan változtatható átfolyó mennyiséggel üzemeltethetők. A ciklusidő elteltét követően a letapogatási sebesség újbóli igazítását és ezt követő ciklikus átáramlómennyiség-mérést hajtunk végre.In order to further reduce the number of individual scanning measurements, a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention proceeds by interrupting the counting of the changes in signal level within a cycle time if a certain number of changes have been detected, whereby the flow rate of the medium is determined on the basis of the measurement time and the number of changes and is added up discretely as a volume over the cycle time (cyclic flow rate measurement). Such measures are particularly advantageous in the case of heating systems or similar systems which can be operated with a constant or only slowly variable flow rate. After the cycle time has elapsed, the scanning speed is readjusted and a subsequent cyclic flow rate measurement is carried out.
A számlálás megszakítása csak akkor célszerű, ha elegendő mennyiségű közeg áramlik át. Ekkor egyrészt az egyes letapogatási mérések a legnagyobb mértékben csökkenthetők. Másrészt kicsi átáramló mennyiségek esetén erősebb áramlási ingadozások lépnek fel, úgyhogy célszerű, ha a pontos térfogatszámláláshoz a mozgásmérő minden egyes fordulatát ténylegesen érzékeljük. Ezért a találmány szerint úgy járunk el, hogy a jelszintben előforduló váltások számlálását csak akkor szakítjuk meg, ha egy alsó letapogatási frekvenciaküszöböt léptünk át.It is only advisable to interrupt the counting if a sufficient amount of medium is flowing through. On the one hand, the number of individual scanning measurements can then be reduced to the greatest extent. On the other hand, with small flow volumes, stronger flow fluctuations occur, so that it is advisable to actually detect each revolution of the motion sensor for accurate volume counting. Therefore, according to the invention, the counting of changes in the signal level is only interrupted if a lower scanning frequency threshold is exceeded.
Annak érdekében, hogy a ciklikus átfolyómennyiség-mérés során kielégítő pontosságú mérési időt határozhassunk meg és „offset”-re visszavezethető, fázishelyzetre vonatkozó hibáknak a villamos jel letapogatására ható szisztematikus befolyását csökkenthessük, a mozgásmérő által szolgáltatott letapogatott villamos jel elsőként és utolsóként mért periódusidejében a letapogatást nagy letapogatási sebességgel hajtjuk végre. Ezáltal a mérési idő kezdetén és végén pontos fázisinformációk állnak rendelkezésre, úgyhogy a villamos jel jeléitől jeléiig tartó mérési idő időtartama pontosan meghatározható.In order to determine the measuring time with sufficient accuracy during cyclic flow measurement and to reduce the systematic influence of phase position errors attributable to "offset" on the scanning of the electrical signal, the scanning is carried out at a high scanning speed during the first and last measured period of the scanned electrical signal provided by the motion sensor. This provides accurate phase information at the beginning and end of the measuring time, so that the duration of the measuring time from the signals of the electrical signal to the signals of the electrical signal can be determined precisely.
Szisztematikus hibahatások további csökkentése érdekében a találmány szerint úgy járhatunk el, hogy csak az egyik irányban mutató jeléleket, azaz alacsony jelszinttől magas jelszintre irányuló vagy fordított irányú jel szinteket, értékeljük ki. Ezáltal a fázishelyzetben előforduló, a térfogatmérő készülék adott esetben nem teljes mértékben szimmetrikus felépítésére vagy elektronikus hatásokra visszavezethető szisztematikus eltolódásokat kiküszöböljük.In order to further reduce systematic error effects, the invention can proceed by evaluating only signals in one direction, i.e. from low to high or vice versa. This eliminates systematic shifts in phase position that may be due to the not entirely symmetrical design of the volume measuring device or to electronic effects.
Járulékosan a letapogatási sebesség meghatározása után pszeudovéletlen szünetet tarthatunk, amelynek segítségével egy offset által a fázishelyzetre gyakorolt szisztematikus befolyás kiküszöbölhető, ahol a szünet hossza nulla és a megállapított letapogatási ciklus között változhat.Additionally, after determining the scan rate, a pseudo-random pause can be taken, which can eliminate the systematic influence of an offset on the phase position, where the length of the pause can vary between zero and the determined scan cycle.
További letapogatási mérések és ezáltal áram megtakarítása érdekében úgy járhatunk el, hogy a mozgásmérőnek csupán teljes fordulatait tapogatjuk le.In order to save additional scanning measurements and thus power, we can proceed by scanning only full revolutions of the motion sensor.
Előnyös, ha letapogatási frekvenciaküszöb alatt kis letapogatási sebességeknél a jelszint minden egyes váltásakor forgásirány-felismerést hajtunk végre. Amennyiben csak kis mennyiségű közeg áramlik, úgy fennáll az a veszély, hogy az áramlási irány megfordul. Ezenkívül különösen az áramlás leállása esetén a mozgásmérő fokozott mértékben lengőmozgást hajt végre, amelyeknél a mozgásmérö oda-vissza forog. Forgásirány-felismerés nélkül mind az áramlási irány megfordulása, mind a lengőmozgások az átáramolt térfogat hibás méréseihez vezetnek.It is advantageous to perform direction of rotation detection at each change of signal level at low scanning speeds below the scanning frequency threshold. If only a small amount of medium is flowing, there is a risk that the flow direction will reverse. In addition, especially when the flow stops, the motion sensor will perform an increased oscillation movement, in which the motion sensor rotates back and forth. Without direction of rotation detection, both the reversal of the flow direction and the oscillation movements will lead to incorrect measurements of the volume flowed through.
Mivel az előbbiekben ismertetett jelenségek erős áramlású közegek esetén alig lépnek fel, elegendő, ha forgásirány-felismerést nagy letapogatási sebességek esetén egy letapogatási frekvenciaküszöb fölött csak olyan időintervallumokban valósítunk meg, amelyek a ciklus idejének többszörösével egyenlők.Since the phenomena described above hardly occur in the case of strong flow media, it is sufficient to implement rotation direction detection at high scanning speeds above a scanning frequency threshold only in time intervals that are equal to a multiple of the cycle time.
A találmány tárgya továbbá áramló közeg átáramló mennyiségének mérésére szolgáló térfogatmérő készülék, amely egy meghatározott térfogatban elrendezett, a közeg áramlási mozgásának forgómozgássá történő átalakítására szolgáló mozgásmérővel, például szárnykerékkel vagy hasonló térfogatmérő eszközzel, van ellátva, amelynek forgástengelyén például induktív vagy kapacitív elektronikus letapogatási egység szakaszonkénti villamos befolyásolására szolgáló legalább egy test van elrendezve, ahol a térfogatmérő készülék továbbá a mozgásmérő letapogatott jeleinek kiértékelésére és az átáramló mennyiség kiszámítására szolgáló mikroprocesszorral van ellátva, amely a találmány szerinti eljárás foganatosítására szolgáló programmal van ellátva.The invention further relates to a volume measuring device for measuring the flow rate of a flowing medium, which is provided with a motion meter arranged in a defined volume for converting the flow movement of the medium into a rotational movement, for example a vane wheel or similar volume measuring device, on the axis of rotation of which at least one body for electrically influencing an inductive or capacitive electronic scanning unit per section is arranged, where the volume measuring device is further provided with a microprocessor for evaluating the scanned signals of the motion meter and calculating the flow rate, which is provided with a program for implementing the method according to the invention.
A találmány szerinti térfogatmérő készüléknek egy előnyös kiviteli alakja esetén az elektronikus letapogatási egység befolyásolására szolgáló test összes szakasza azonos méretű. Ez ahhoz vezet, hogy a mozgásmérő állandó forgási sebessége esetén, azaz az áramló közeg állandó átáramló menynyisége esetén a mozgásmérö által szolgáltatott villamos jel periódusideje azonos.In a preferred embodiment of the volume measuring device according to the invention, all sections of the body for influencing the electronic scanning unit are of the same size. This leads to the fact that, at a constant rotational speed of the motion meter, i.e. at a constant flow rate of the flowing medium, the period of the electrical signal supplied by the motion meter is the same.
A forgásirány-felismerés megvalósításához az elektronikus letapogatási egység befolyásolására szolgáló testen legalább három szakasz van kiképezve, amelyek az elektronikus letapogatási egységet eltérően befolyásolják. Ezáltal a test egyik szakaszától a következő szakaszához való egyes átmenetek vonatkozásában a jelszintben előforduló változások eltérőek, ami az egyes átmenetek pontos hozzárendelését teszi lehetővé. A térfogatmérő készülék alternatív módon úgy is kiképezhető, hogy két vagy három letapogatási érzékelő 90°-kal eltoltan egy előnyösen féloldalúan bevont modulátortárcsán van elrendezve. Féloldalúan bevont test, illetve modulátortárcsa esetén fordulatonként az érzékelőkben négy állapotváltozás lép fel (negyedfordulatmódusz). Három letapogatási érzékelő alkalmazása esetén például vizsgálati célokra (kalibrálás, hitelesítés) kis térfogatok is nagy felbontással mérhetők és a forgásirány is meghatározható. Amennyiben csupán két, 90°-kal eltolt érzékelőt alkalmazunk, úgy a forgásirányt a működésbe lépő érzékelők sorrendje alapján érzékelhető. A forgásirány-felismerés segítségével áramlásmentes állapotban ismerhetők fel a mozgásmérő lengőmozgásai. Ezenkívül megállapítható, ha a térfogatmérő-számláló fordítva van bekötve és a szárnykerék visszafordítása során hibásan számlál. Folyamatos üzemben viszont a forgásirány-felismerésnek nincs jelentősége. Ezért a három érzékelő közül kettőt le lehet kapcsolni és csupán egyetlenegy érzékelő segítségével lehet a mérést elvégezni. Ez árammegtakarítást tesz lehetővé.In order to implement the direction of rotation detection, the body for influencing the electronic scanning unit is provided with at least three sections which influence the electronic scanning unit differently. This means that the changes in signal level occur for the individual transitions from one section of the body to the next, which allows for a precise assignment of the individual transitions. Alternatively, the volume measuring device can be designed in such a way that two or three scanning sensors are arranged offset by 90° on a modulator disk, which is preferably coated on one side. In the case of a body or modulator disk coated on one side, four state changes occur in the sensors per revolution (quarter-turn mode). When three scanning sensors are used, for example for test purposes (calibration, verification), even small volumes can be measured with high resolution and the direction of rotation can also be determined. If only two sensors are used, offset by 90°, the direction of rotation can be detected based on the sequence of the sensors that are activated. The direction of rotation detection can be used to detect the oscillations of the flow meter when there is no flow. It can also be determined if the volume flow meter is connected the wrong way round and counts incorrectly when the impeller is turned back. In continuous operation, however, the direction of rotation detection is irrelevant. This means that two of the three sensors can be switched off and the measurement can be carried out using only one sensor. This saves energy.
A találmányt az alábbiakban előnyös kiviteli példa kapcsán a mellékelt rajzra való hivatkozással részletesebben is ismertetjük, ahol a rajzon azThe invention will be described in more detail below in connection with a preferred embodiment with reference to the accompanying drawing, where in the drawing the
1. ábrán a találmány szerinti eljárásnak egy első átfolyt mennyiség esetére vonatkozó működésmódját és az átfolyt mennyiség meghatározása során előforduló viszonylagos hibát bemutató diagram, aFigure 1 is a diagram showing the operation of the method according to the invention for a first flow rate and the relative error occurring during the determination of the flow rate,
2. ábrán a találmány szerinti eljárásnak maximális átfolyt mennyiség esetére vonatkozó működésmódját és az átfolyt mennyiség meghatározása során előforduló viszonylagos hibát bemutató diagram, aFigure 2 is a diagram showing the operation of the method according to the invention for the case of maximum flow rate and the relative error occurring during the determination of the flow rate,
3. ábrán a találmány szerinti eljárásnak túl kicsi letapogatási sebesség esetére vonatkozó működésmódját és az átfolyt menynyiség meghatározása során előforduló viszonylagos hibára kifejtett hatásokat bemutató diagram, és aFigure 3 is a diagram showing the operation of the method according to the invention in the case of a scanning speed that is too low and the effects on the relative error occurring during the determination of the flow rate, and
4. ábrán a találmány szerinti eljárás működésmódját a mozgásmérő villamos jelének jelélein előforduló 30 %-os dzsitter esetén, valamint az átfolyt mennyiség meghatározása során előforduló viszonylagos hibát bemutató diagram látható.Figure 4 shows a diagram showing the operation of the method according to the invention in the case of a 30% jitter occurring in the electrical signal of the motion meter and the relative error occurring during the determination of the flow rate.
A gyakorlatban például fűtőberendezés hőfogyasztásmérőinél az áramló közeg térfogatmérö készüléken való átáramló mennyisége gyakran állandó. Optimális esetben az átáramló mennyiség a térfogatmérő készülék névleges értéktartományában van. A névleges értéktartomány a maximális folyamatosan átáramló mennyiséget határozza meg, amely a teljes élettartamon keresztül fenntartható. Tipikus térfogatmérő készülékek esetén a névleges érték a mindenkori alkalmazástól függően 600 és 1500 l/h közötti tartományban van. A minimális átáramló mennyiség az átáramló mennyiség azon alsó határát adja meg, amelytől kezdve egy meghatározott hiba betartható. A maximális átáramló mennyiség a mérőeszköz rövid ideig tartó csúcsterhelésekre vonatkozó értéket képvisel. Az indulási tartományban a térfogatmérő készülék a számlálást megkezdi és a hiba ekkor aránytalanul nagy.In practice, for example, in the case of heat meters for heating systems, the flow rate of the medium through the volume measuring device is often constant. Ideally, the flow rate is within the nominal range of the volume measuring device. The nominal range defines the maximum continuous flow rate that can be maintained over the entire service life. For typical volume measuring devices, the nominal value is in the range of 600 to 1500 l/h, depending on the application. The minimum flow rate specifies the lower limit of the flow rate from which a certain error can be observed. The maximum flow rate represents the value for short-term peak loads of the measuring device. In the starting range, the volume measuring device starts counting and the error is then disproportionately large.
A térfogatmérő készüléken keresztül átáramlást szárnykerék vagy ha sonló térfogatmérő eszköz forgómozgássá alakítjuk át, úgyhogy a szárnykerék fordulatszáma a térfogatmérő készüléken keresztül történő átáramló mennyiségre vonatkozó mértéket képvisel. Az átáramló mennyiség meghatározásához a szárnykerék fordulatszámát ismert induktív vagy kapacitív letapogatással állapítjuk meg. Szokásos térfogatmérö készülékeknél a szárnykerék fordulatszáma maximális átáramló mennyiség esetén hozzávetőleg 50 Hz-et tesz ki. Ez a felső határérték a mindenkori névleges értéktől viszonylag független.The flow through the volume measuring device is converted into a rotary motion of an impeller or similar volume measuring device, so that the speed of the impeller represents a measure of the volume flowing through the volume measuring device. To determine the volume flowing, the speed of the impeller is determined by a known inductive or capacitive scan. In conventional volume measuring devices, the speed of the impeller is approximately 50 Hz at maximum flow. This upper limit is relatively independent of the respective nominal value.
Az alábbiakban az áramló közeg átáramló mennyiségét és a hozzátartozó fordulatszámot tipikus hőfogyasztó készülék esetén adjuk meg, amelynek névleges értéke 1500 l/h:Below, the flow rate of the fluid and the associated speed are given for a typical heat consumer with a nominal value of 1500 l/h:
A térfogatserleg tartalma, azaz a szárnykerék egy-egy fordulata során maximálisan átáramló térfogat ebben az esetbenThe volume of the volumetric cup, i.e. the maximum volume flowing through during each revolution of the impeller, in this case
3000 l/h * 1/3600 h/s * 1/50 s = 0,017 I3000 l/h * 1/3600 h/s * 1/50 s = 0.017 I
Ezidáig hagyományos térfogatmérő készülékben lévő szárnykereket állandóan 512 Hz-re letapogatták, amely letapogatási sebességet órakvarcból vezettek le. Ezen, két, egymást követő letapogatási mérés közötti letapogatási sebességgel nagy biztonsággal a teljes dinamikus tartományt fogja át és a forgásirány felismeréséhez például a szárnykerék negyedfordulatainak letapogatását is lehetővé teszi.Until now, the impeller in a conventional volumetric measuring device was constantly scanned at 512 Hz, a scanning rate derived from a quartz crystal. With this scanning rate between two consecutive scanning measurements, the entire dynamic range is covered with great certainty and, for example, quarter turns of the impeller can be scanned to detect the direction of rotation.
A térfogatmérésre szolgáló, találmány szerinti eljárás esetén a letapogatási sebesség adaptív letapogatási sebességként az aktuális szárnyforIn the case of the method according to the invention for volume measurement, the scanning speed is adapted to the current wing shape as an adaptive scanning speed.
- 10 dulatszámhoz van hozzáigazítva. Ezáltal minden egyes áramlásmérés vonatkozásában, amelynél a szárnykerék jelét a jelszint változásai szempontjából letapogatjuk, az információszerzés független a szárnykerék fordulatszámától. Ezenkívül a térfogatáram tipikus alkalmazások esetén, például fűtőberendezés esetén, különösen nagy átáramló mennyiségek esetén rendszerint állandó vagy csak lassan változó marad. A például 2 másodpercen belüli változások elhanyagolhatók. Ezért az átáramló mennyiséget csak viszonylag ritkán kell érzékelni, hogy az időintervallumként! átfolyó mennyiség alapján helyesen az átáramolt térfogatára következtethessünk. így tehát nincs szükség arra, hogy a szárnykerék minden egyes fordulatát letapogassuk.- It is adapted to a number of steps of 10. This means that for each flow measurement in which the impeller signal is scanned for changes in the signal level, the information is obtained independently of the impeller speed. Furthermore, in typical applications, such as heating systems, the volume flow usually remains constant or only changes slowly when the flow rate is particularly high. Changes within, for example, 2 seconds are negligible. Therefore, the flow rate only needs to be detected relatively rarely in order to be able to correctly infer the flow rate from the flow rate over a time interval. It is therefore not necessary to scan every revolution of the impeller.
Ezért első lépésben durván az éppen célszerű letapogatási sebességet határozzuk meg. Ebből hozzávetőleg az átáramló mennyiségre lehet következtetni.Therefore, in the first step, we roughly determine the appropriate scanning speed. From this, we can roughly deduce the flow rate.
Amennyiben az átáramló mennyiség (és ezáltal a meghatározott letapogatási sebesség) elegendően nagy, úgy ciklikus átfolyásmérést hajtunk végre, azaz a szárnykerék letapogatását csupán rövid időtartam alatt hajtjuk végre és a mérés alapján a térfogatmérő eszköz jelének frekvenciáját határozzuk meg. A frekvencia a másodpercenkénti térfogatot adja meg, amelyet időben diszkrét integrálásnak vetünk alá. A letapogatási sebesség előzetes megállapításával végrehajtott ciklikus áramlásmérést (átfolyásmérés) szabályosan, például 2 másodperces ciklusidővel, megismételjük.If the flow rate (and thus the determined scanning speed) is sufficiently large, a cyclic flow measurement is carried out, i.e. the impeller is scanned for only a short period of time and the frequency of the signal from the volume measuring device is determined from the measurement. The frequency gives the volume per second, which is subjected to discrete integration in time. The cyclic flow measurement (flow measurement) carried out with a previously determined scanning speed is repeated regularly, for example with a cycle time of 2 seconds.
Kicsi átáramló mennyiség esetén, ahogy szokásos, minden egyes fordulat folyamatosan letapogatható, ezáltal kvázi térfogatszámlálást hajtunk végre, mivel a szárnykerék fordulatánként átáramoltatott térfogat ismert.In the case of small flow rates, as is usual, each revolution can be continuously scanned, thereby performing a quasi-volume counting, since the volume flowed through per revolution of the impeller is known.
Az alábbiakban a térfogatmérésre szolgáló eljárást még egyszer részletesen, egy konkrét térfogatmérö készülék esetén ismertetjük.Below, the volume measurement procedure is described in detail once again, for a specific volume measuring device.
Első lépésben egy célszerű letapogatási sebességet határozunk meg. Ehhez két letapogatási mérést hozzávetőleg 7 ms (hozzávetőleg 142 Hz letapogatási sebesség) kitevő, viszonylag rövid időközzel indítjuk, amely letapogatási mérések során a szárnykerék helyzetének megállapításához, például az összes meglévő érzékelőt letapogatjuk és egy logikai állapotot állapítunkIn the first step, a suitable scanning speed is determined. To do this, two scanning measurements are started with a relatively short interval of approximately 7 ms (approximately 142 Hz scanning speed). During these scanning measurements, all available sensors are scanned and a logical state is determined, for example to determine the position of the impeller.
meg. Minden egyes letapogatási mérést követően a letapogatási ciklus, azaz az egyes letapogatási mérések közötti távolságot hozzávetőleg 30 %-kal addig hosszabbítjuk meg (7, 9, 12, 15, 20 ms), míg egy letapogatási mérésnél a szárnykerék villamos jelének jelszintjében váltást állapítunk meg. A hozzávetőleg 1,3-mal egyenlő meghosszabbítási tényező egyrészt azon követelményből adódik, hogy a soron következő letapogatási periódusnak (letapogatási ciklus, 12 ms) kisebbnek kell lennie, mint a két előzőnek az összege (7 és 9 ms). Másfelől az elrendezés jelélének bizonytalanságát (dzsitter) kell figyelembe venni.After each scan measurement, the scan cycle, i.e. the interval between the individual scan measurements, is extended by approximately 30% (7, 9, 12, 15, 20 ms) until a change in the signal level of the electric signal of the impeller is detected during a scan measurement. The extension factor of approximately 1.3 results, on the one hand, from the requirement that the next scan period (scan cycle, 12 ms) must be smaller than the sum of the two previous ones (7 and 9 ms). On the other hand, the uncertainty of the signal edge of the arrangement (jitter) must be taken into account.
Az ilyen jellegű, a szárnykerék villamos jelében előforduló jelélbizonytalanságok (dzsitter vagy fáziszaj) a közeg átáramlásának véletlen fluktuációira, például hirtelen nyomásváltozások vagy a hidraulikus rendszerben vagy az elektronikus részben fellépő hasonló zavarok okozta fluktuációkra, vezethetők vissza.Such signal uncertainties (jitter or phase noise) in the electrical signal of the impeller can be attributed to random fluctuations in the flow of the medium, such as sudden pressure changes or fluctuations caused by similar disturbances in the hydraulic system or the electronic part.
A letapogatási folyamatot addig ismételjük, míg újból a jelszintben váltás lép fel. A megismétlések során megállapított időket átlagoljuk és ebből a meglévő villamos jel periódusidejére következtetünk. Ezt követően a két letapogatási mérés közötti időbeli távolságot hozzávetőleg a periódusidő felére állítjuk be. A jelélbizonytalanságok miatt a gyakorlatban a letapogatási sebességet hozzávetőleg az 1,4-szeresére növeljük. A letapogatási sebességet annál pontosabban meghatározható, minél gyakrabban ismételjük meg a folyamatot. A túl gyakori ismétlés ellen viszont a megnövelt mérési ráfordítás és az ezzel kapcsolatos áramfogyasztás szól. Miután a szárnykerék villamos jelének jelszintjében 3-4 váltást tapogattunk le (félhullámok), az ésszerű letapogatási sebességet elegendő pontossággal határozhatjuk meg.The scanning process is repeated until a change in the signal level occurs again. The times determined during the repetitions are averaged and the period time of the existing electrical signal is deduced from this. The time interval between the two scanning measurements is then set to approximately half the period time. Due to signal uncertainties, in practice the scanning speed is increased by a factor of approximately 1.4. The scanning speed can be determined more precisely the more often the process is repeated. However, the increased measurement effort and the associated power consumption speak against too frequent repetition. After 3-4 changes in the signal level of the impeller's electrical signal have been scanned (half-waves), a reasonable scanning speed can be determined with sufficient accuracy.
Az 1 -4. ábrákon mindenkor a letapogatási sebesség meghatározása és az ezt követő áramlásmérés kezdete különböző helyzetekre vonatkozó meghatározott letapogatási sebességgel van ábrázolva.In Figures 1-4, the determination of the scanning speed and the subsequent start of the flow measurement are each illustrated with a determined scanning speed for different situations.
Az 1. ábrán a letapogatási sebesség meghatározása látható a maximális átáramló mennyiség 15 %-a esetén. A felső görbe a szárnykerék villamos jelének négyszög alakját mutatja, amelyet logikai jellé (0 vagy 1 érték) alaki- 12tunk át az idő függvényében. A 0 és 1 közötti minden egyes váltás (megfelelően az ordinátán 2 és 3 közötti váltás) a villamos jel jelszintjében előforduló egy-egy váltásnak felel meg. A felső görbe alatt ábrázolt függőleges vonalak mindenkor különálló letapogatási méréseket jelölnek. Az idösugár kezdetén a mindenkor két letapogatási mérés közötti távolság a letapogatások sorrendjében növekszik, míg a villamos jel jelszintjében váltást állapítunk meg. Ezt a mérési ritmust összesen négyszer ismételjük meg. Ennek során a célszerű letapogatási sebességet állapítjuk meg, ahol két letapogatási mérés közötti távolság a villamos jel hozzávetőleg fél periódus-időtartamának felel meg. Ezt követően ezen állandó letapogatási sebességgel folytatjuk a mérést, hogy az átáramló közeg mennyiségét meghatározzuk. Ennek során a villamos jel jelszintjében előforduló váltások számát számoljuk. Az alsó görbe az áramlásmérés viszonylagos hibáját mutatja, amely a célszerű letapogatási sebesség meghatározása során két viszonylag nagy érték között ingadozik és az idő folyamán elhanyagolható mértékűre csökken.Figure 1 shows the determination of the scanning speed for 15% of the maximum flow rate. The upper curve shows the square shape of the electrical signal of the impeller, which has been converted into a logic signal (value 0 or 1) as a function of time. Each change between 0 and 1 (corresponding to the change between 2 and 3 on the ordinate) corresponds to a change in the signal level of the electrical signal. The vertical lines shown below the upper curve always indicate separate scanning measurements. At the beginning of the time ray, the distance between each two scanning measurements increases in the order of the scans, while a change in the signal level of the electrical signal is determined. This measurement rhythm is repeated a total of four times. In this process, the appropriate scanning speed is determined, where the distance between two scanning measurements corresponds to approximately half the period of the electrical signal. The measurement is then continued at this constant scanning speed to determine the amount of fluid flowing through. The number of changes in the signal level of the electrical signal is counted. The lower curve shows the relative error of the flow measurement, which fluctuates between two relatively large values during the determination of the appropriate scanning speed and decreases to a negligible level over time.
A 2. ábra az eljárás alkalmazását mutatja maximális átáramlási sebesség esetén. A villamos jel rövid periódusideje miatt itt az 1. ábrával ellentétben az optimális letapogatási sebessége jelentősen nem csökkenthető.Figure 2 shows the application of the method at maximum flow rate. Due to the short period of the electrical signal, the optimal scanning speed cannot be significantly reduced here, in contrast to Figure 1.
A 3. ábra azt az esetet mutatja, amelynél a letapogatási sebesség túl kicsire van kiválasztva. Ebben az esetben egy alulméretezett letapogatás valósul meg és a viszonylagos hiba idővel növekszik. Ezt az esetet a gyakorlatban a célszerű letapogatási sebességnek a fentiekben ismertetett megbízható meghatározásával elkerüljük.Figure 3 shows the case where the scan rate is chosen too low. In this case, an undersized scan is performed and the relative error increases over time. This case is avoided in practice by the reliable determination of the appropriate scan rate as described above.
Ahogy a 4. ábrából kitűnik, az eljárás a villamos jel jeléleiben tapasztalható 30 %-os dzsitter ellenére, amely az ábrázolt logikai jel periódusidejének ingadozásaiban jelenik meg, megbízhatóan alkalmazható. A letapogatási frekvenciát egy általános biztonsági tényező figyelembevételével a rövidebb periódusidőhöz igazítjuk hozzá és elegendő pontossággal határozzuk meg, ahogy az elhanyagolható hiba mutatja.As can be seen from Figure 4, the method can be used reliably despite the 30% jitter in the electrical signal, which appears in the fluctuations in the period of the represented logic signal. The scanning frequency is adjusted to the shorter period, taking into account a general safety factor, and is determined with sufficient accuracy, as shown by the negligible error.
A letapogatási sebesség meghatározását követően az átáramló menynyiséget a jelszint váltásainak számlálásával határozzuk meg. A letapogatás mindig akkor biztonságos, ha a jelfrekvencia legalább kétszeresével azonos frekvenciával tapogatunk le.After determining the scanning speed, the amount of current flowing is determined by counting the number of signal level changes. Scanning is always safe if the frequency is at least twice the signal frequency.
A jelszint váltásainak számlálását megszakítjuk, ha 50 váltást állapítottunk meg. Az átáramolt mennyiséget a fordulatok száma és az eltelt idő alapján határozzuk meg:The counting of signal level changes is stopped when 50 changes have been detected. The amount of flow is determined based on the number of revolutions and the elapsed time:
Q = 50 * térfogatmérőserleg-tartalom / mérési idő majd ezt idődiszkrét integrálásnak (ciklikus átfolyásmérés) vetjük alá.Q = 50 * volumetric cup content / measurement time and then this is subjected to discrete-time integration (cyclic flow measurement).
Amennyiben a ciklus-mérési idő alatt az előre megadott változásokat nem érjük el, úgy minden egyes fordulatot számolunk és ebből az átfolyt térfogatot határozzuk meg (térfogatszámlálás).If the predetermined changes are not achieved during the cycle measurement time, each revolution is counted and the volume flowed through is determined from this (volume counting).
Egy előre megadott, 2 másodpercet kitevő ciklusidö elteltével a teljes eljárást megismételjük.After a predetermined cycle time of 2 seconds, the entire procedure is repeated.
A ciklikus áramlásmérés végrehajtásához egy alsó letapogatási frekvenciaküszöböt, például 20 Hz-nek megfelelő frekvenciaküszöböt, határozhatunk meg, mivel kis letapogatási sebességek esetén az egyes letapogatási méréseknek egy további megtakarítása alig célszerű. Ezen letapogatási frekvenciaküszöb alatt a célszerű letapogatási sebességet aszinkron módon és a számlálástól függetlenül határozzuk meg, azaz a folyó számlálás megszakítása nélkül.For the cyclic flow measurement, a lower scanning frequency threshold, for example a frequency threshold corresponding to 20 Hz, can be defined, since at low scanning rates it is hardly practical to save a further scan measurement. Below this scanning frequency threshold, the appropriate scanning rate is determined asynchronously and independently of the counting, i.e. without interrupting the ongoing counting.
A ciklikus áramlásmérés során negyedfordulatok helyett kizárólag teljes fordulatokat is kiértékelhetünk. Ez további letapogatási mérések és ezáltal áram megtakarítását teszi lehetővé. Nagy átáramló mennyiségek esetén a forgásirány felismerésétől el lehet tekinteni, mivel ezek hirtelen nem váltanak irányt. Valószínűtlen továbbá a lengömozgások, azaz a szárnykerék oda-viszsza lengése. Ezek inkább jelbizonytalanságokban (fáziszaj vagy dzsitter) jelennek meg. Elegendő, ha a forgásirányt csak időről időre, például minden 10 másodpercben mérjük. A térfogatszámlálás során a lengőmozgásokat csak kis átáramló mennyiségek esetén kell megállapítani.In cyclic flow measurement, only full revolutions can be evaluated instead of quarter revolutions. This saves additional scanning measurements and therefore electricity. For large flow rates, the detection of the direction of rotation can be dispensed with, as they do not change direction suddenly. Oscillating movements, i.e. the impeller swinging back and forth, are also unlikely. They are more likely to appear as signal uncertainties (phase noise or jitter). It is sufficient to measure the direction of rotation only from time to time, for example every 10 seconds. For volume counting, oscillatory movements only need to be determined for small flow rates.
Annak érdekében, hogy a ciklikus áramlásmérés során a mérési időtIn order to reduce the measurement time during cyclic flow measurement,
pontosabban tudjuk meghatározni, a fázisinformációt is az első és utolsó impulzus felülletapogatásával értékelhetjük ki (a villamos jel mért periódusideje). Ezáltal a mérési idő rovására további letapogatási mérések takaríthatok meg. Ezen előnyöket az elrendezésben fellépő fáziszajok korlátozzák. Kiértékeléshez előnyösen csak az egyik irányú jeléleket alkalmazzuk, mivel a jelél-bizonytalanság (dzsitter, fáziszaj) ebben az esetben kisebb és a mechanikus szerkezetben előforduló eltérések és más nem-szimmetrikus jelenségek kisebb hatást fejtenek ki.can be determined more precisely, the phase information can also be evaluated by overscanning the first and last pulse (the measured period time of the electrical signal). This saves additional scanning measurements at the expense of measurement time. These advantages are limited by the phase noise occurring in the arrangement. For evaluation, it is preferable to use only one-way signal edges, since the signal edge uncertainty (jitter, phase noise) is smaller in this case and the differences in the mechanical structure and other non-symmetrical phenomena have a smaller effect.
Az optimális letapogatási sebesség megállapításával az állandó letapogatási sebességű áramlásmérés kezdetén a fázishelyzet meg van határozva. Adott jelfrekvencia és letapogatási sebesség, valamint rövid mérési idők esetén a mérési hiba szisztematikusan a helyes érték mellett fekszik. Ebben az esetben a mérési eredmény nincs sztochasztikusan elosztva, úgyhogy az eredendő hiba nem a nullát közelítené meg, hanem egyre növekedne. Ezt a hatást egy pszeudovéletlen szünetnek a bevezetésével küszöbölhetjük ki, amely szünet nulla és a mindenkor optimális letapogatási sebesség közötti tartományba esik.By determining the optimal scanning speed, the phase position at the beginning of the flow measurement with a constant scanning speed is determined. For a given signal frequency and scanning speed, as well as short measurement times, the measurement error lies systematically close to the correct value. In this case, the measurement result is not stochastically distributed, so that the inherent error would not approach zero, but would increase. This effect can be eliminated by introducing a pseudo-random pause, which falls in the range between zero and the always optimal scanning speed.
A hagyományos letapogatási módszer (térfogatszámlálás) nem rejt magában a letapogatásra visszavezethető méröhibákat, mivel a szárnykerék minden egyes fordulatát számoljuk és kiértékeljük.The traditional scanning method (volume counting) does not involve measurement errors attributable to scanning, as each revolution of the impeller is counted and evaluated.
A ciklikus áramlásmérés esetén a mérési bizonytalanság a korlátozott számú mérések miatt növekedhet. Ebben az esetben sztochasztikus hiba keletkezik, ahol az eredendő hiba a sok megismétlés miatt nagyon kicsi lesz és ezért a gyakorlatban elhanyagolható. A vizsgálathoz (hitelesítés, kallibrálás) viszont speciális vizsgálati módszerek szükségesek.In the case of cyclic flow measurement, the measurement uncertainty may increase due to the limited number of measurements. In this case, a stochastic error occurs, where the inherent error becomes very small due to the many repetitions and is therefore negligible in practice. However, special testing methods are required for testing (verification, calibration).
Egy további hiba az elrendezés dinamikus viselkedéséből adódhat, ha az átáramló mennyiség a ciklusidő alatt változik. Csökkenő átfolyó mennyiségek esetén nem merül fel probléma, mivel a letapogatási tételt biztonságosan betartjuk. Amennyiben viszont az átáramló mennyiség a ciklusidő alatt növekszik, úgy az alulméretezett letapogatás miatt a jelszintben előforduló váltások esetlegesen nem állapíthatók meg. Ezen nem szimmetrikus viselkedés nő- 15 vekvő eredendő hibához vezet. Azonban ez az átfolyó mennyiség állandósága miatt normál alkalmazásoknál csak ritkán fordul elő, úgyhogy a hiba csak kevés befolyást gyakorol. Ezenkívül a kiválasztott letapogatási frekvenciát az optimális letapogatási frekvenciánál nagyobbra választhatjuk meg, hogy kicsi 5 és közepes változásokat még felfoghassunk. Ezt a hibát továbbá a ciklusidő lerövidítésével is csökkenthetjük.A further error can arise from the dynamic behavior of the arrangement if the flow rate changes during the cycle time. In the case of decreasing flow rates, this does not pose a problem, since the scanning theorem is safely observed. If, however, the flow rate increases during the cycle time, changes in the signal level may not be detected due to the undersized scan. This non-symmetrical behavior leads to an increasing inherent error. However, due to the constancy of the flow rate, this rarely occurs in normal applications, so that the error has only a small impact. In addition, the selected scanning frequency can be selected to be higher than the optimal scanning frequency in order to still detect small and medium changes. This error can also be reduced by shortening the cycle time.
Az áramló közeg térfogatmérésére szolgáló javasolt eljárásnak egy megfelelő térfogatmérő készülékben való alkalmazásával a szükséges letapogatási mérések száma jelentősen csökkenthető. A peremfeltételektől füg10 gően a letapogatási mérések száma és ezáltal az áramfogyasztás becslés szerint 1:4 és 1:20 közötti arányban csökkenthető. Az ismertetett feltételek mellett a másodpercenként szokásosan 512 letapogatási lépés a javasolt eljárás révén maximálisan másodpercenként 50 letapogatási lépésre csökkenthető. Ez 10-zel egyenlő megtakarítási tényezőnek felel meg.By using the proposed method for measuring the volume of a flowing medium in a suitable volume measuring device, the number of required scanning measurements can be significantly reduced. Depending on the boundary conditions, the number of scanning measurements and thus the power consumption can be reduced by an estimated ratio of 1:4 to 1:20. Under the conditions described, the usual 512 scanning steps per second can be reduced to a maximum of 50 scanning steps per second by the proposed method. This corresponds to a saving factor of 10.
Claims (19)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10042848 | 2000-08-30 | ||
| EP01101778.7A EP1191310B1 (en) | 2000-08-30 | 2001-01-26 | Turbine flow meter with adaptive sample frequency |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU0103477D0 HU0103477D0 (en) | 2001-10-28 |
| HUP0103477A2 true HUP0103477A2 (en) | 2002-04-29 |
| HUP0103477A3 HUP0103477A3 (en) | 2003-05-28 |
Family
ID=26006871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU0103477A HUP0103477A3 (en) | 2000-08-30 | 2001-08-27 | Method and instrument for volume measurement of flowing matter |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ20013104A3 (en) |
| HU (1) | HUP0103477A3 (en) |
| PL (1) | PL349312A1 (en) |
| SK (1) | SK11912001A3 (en) |
-
2001
- 2001-08-17 SK SK1191-2001A patent/SK11912001A3/en unknown
- 2001-08-24 PL PL34931201A patent/PL349312A1/en unknown
- 2001-08-27 HU HU0103477A patent/HUP0103477A3/en unknown
- 2001-08-28 CZ CZ20013104A patent/CZ20013104A3/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU0103477D0 (en) | 2001-10-28 |
| SK11912001A3 (en) | 2002-03-05 |
| HUP0103477A3 (en) | 2003-05-28 |
| CZ20013104A3 (en) | 2002-04-17 |
| PL349312A1 (en) | 2002-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3516348B1 (en) | Ultrasonic flowmeter and method using partial flow measurements | |
| JP6452217B2 (en) | VRS interface using 1 / T arming function | |
| US7614310B2 (en) | Ultrasound flow sensor with a modulo-2Pi for a remaining part tracing | |
| CN1981444B (en) | Device for the analog/digital conversion of a measuring voltage | |
| CN101074885B (en) | flow meter | |
| HU218336B (en) | Method and device for monitoring changes in the current value of a fluid flow rate in a fluid meter | |
| JPH0567284A (en) | Device for estimating flow rate change | |
| US20080190213A1 (en) | Zero Crossing Detection Of An Ultrasonic Signal With Variable Threshold Value | |
| WO2015044715A1 (en) | Low jitter pulse output for power meter | |
| US8024136B2 (en) | Method for signal processing of measurement signals of a vortex flow transducer | |
| HUP0103477A2 (en) | Method and instrument for volume measurement of flowing matter | |
| CN116429192A (en) | Method and measuring device for determining a flow-dependent measurement variable | |
| US11566929B2 (en) | Measuring device, in particular a flow meter, with at least one ultrasonic transducer | |
| EP1191310A2 (en) | Turbine flow meter with adaptive sample frequency | |
| US7134330B2 (en) | Capacitive fill level meter | |
| JP3044933B2 (en) | Appliance identification device | |
| JP4763882B2 (en) | Flowmeter | |
| JPH05264316A (en) | Flow rate detector | |
| CN110296743A (en) | The method for calculating flow using electromagnetic type flow meter | |
| KR0156141B1 (en) | Electronic flowmeter check device | |
| CN101512543A (en) | High resolution and wide dynamic range integrator | |
| CN120947762A (en) | A circuit and method for resisting white noise interference in ultrasonic water meters | |
| JPH0229933B2 (en) | ||
| JP2000241214A (en) | Electromagnetic flow meter | |
| JPH06102069A (en) | Equipment usage estimation device |