JP3670214B2 - エネルギ消費測定 - Google Patents

エネルギ消費測定 Download PDF

Info

Publication number
JP3670214B2
JP3670214B2 JP2000566670A JP2000566670A JP3670214B2 JP 3670214 B2 JP3670214 B2 JP 3670214B2 JP 2000566670 A JP2000566670 A JP 2000566670A JP 2000566670 A JP2000566670 A JP 2000566670A JP 3670214 B2 JP3670214 B2 JP 3670214B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
temperature
measuring
sound
thermal conductivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000566670A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2002523743A (ja
Inventor
ロバート リチャード サーストン
ポール スティーヴン ハモンド
バリー レオナード プライス
Original Assignee
ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド filed Critical ラティス インテレクチュアル プロパティー リミテッド
Publication of JP2002523743A publication Critical patent/JP2002523743A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3670214B2 publication Critical patent/JP3670214B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels; Explosives
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F3/00Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow
    • G01F3/02Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/20Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows
    • G01F3/22Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having flexible movable walls, e.g. diaphragms, bellows for gases
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02Analysing fluids
    • G01N29/024Analysing fluids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/222Constructional or flow details for analysing fluids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/223Supports, positioning or alignment in fixed situation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4472Mathematical theories or simulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/021Gases
    • G01N2291/0212Binary gases
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/021Gases
    • G01N2291/0215Mixtures of three or more gases, e.g. air
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02836Flow rate, liquid level
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02881Temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【0001】
(技術分野)
本発明は、エネルギ測定器と消費エネルギ測定の方法に関する。本発明は特に、燃料ガスの形でのエネルギ供給に適用できる。
【0002】
(背景技術)
従来の燃料ガスの形での課金目的のエネルギ消費量は、配給のポイントにガス流量計を設置して、消費者へ供給されるガスの体積を測定することによって、決定されている。ガス供給者は更に、その消費者がいる配給地域に供給されるガスの質を、そのガスの熱量値(Calorific value; CV)を利用して、遠隔で監視している。熱量値は、単位体積当たりのエネルギの基本的測定値(fundamental measure)であって、一般に大形で高価なクロマトグラフで測定される。その地域へ供給されるガスのCVと、その顧客によって消費された燃料ガスの体積の測定値とから、ガス供給者は、エネルギ消費量を決定することができ、それによって消費者は課金される。
消費者は消費されるガスの体積を知ることができるだけで、ガスの質を知らないので、どれだけ課金されるかを正確にモニタすることができない。これは、特に前払い「コイン作動」ガスメータにとって不都合である。
【0003】
(発明の開示)
本発明の第1の態様によれば、エネルギメータは、
供給されるガスの体積を測定する手段と、
供給されるガスの熱量値を測定する手段と、
供給されるガスの測定された体積及び測定された熱量値に対応するエネルギ値を計算する手段と、を有し、
供給されるガスの体積を測定する手段及び供給されるガスの熱量値を測定する手段の両方が一つの統合メータユニット内に配置されている。
【0004】
本発明の第2の態様によれば、消費者に供給されるエネルギの量を決定する方法は、
供給されるガスの体積を測定するステップと、
供給されるガスの熱量値を測定するステップと、
供給されるガスの測定された体積及び測定された熱量値に対応するエネルギ値を計算するステップと、を有し、
供給されるガスの体積を測定するステップ及び供給されるガスの熱量値を測定するステップの両方が、実質的に消費者に配給される地点で実行される。
【0005】
消費者の構内でエネルギを読み取れるようにすることにより、消費者は、自分がどれだけ課金されるかをモニタすることができる。これは、前払いメータにとって特に都合が良い。
【0006】
本発明の更なる態様によれば、エネルギメータは、
供給されるガスの体積を測定する手段と、
前記ガス中の音速を測定する手段、及び、前記音速に対応するガスの熱量値を生成する操作において前記音速を使用する手段を含み、前記供給されるガスの熱量値を測定する装置と、
供給されるガスの前記測定された体積及び前記測定された熱量値とに対応するエネルギ値を計算する手段と、
を有する。
【0007】
本発明の更なる態様によれば、供給されるエネルギの量を決定する方法は、
供給されるガスの体積を測定するステップと、
前記ガス中の音速を測定するステップ及び、前記音速に対応するガスの熱量値を生成する操作において前記音速を使用するステップを含み、前記供給されるガスの熱量値を測定するステップと、
供給されるガスの前記測定された体積及び前記測定された熱量値とに対応するエネルギを計算するステップと、
を有する。
【0008】
供給されるガスの体積を測定する手段と、ガスの熱量値を測定する装置は、好ましくは同じユニット内に配置される。更に、エネルギ値を計算する手段も同じユニット内にあってもよい。しかし、これに加えて、又はこれに代えて、遠隔地、例えば、ガス供給者の課金部門に配置してもよい。
【0009】
ガスの音速は使いやすくコンパクトで安価な装置で求められるので、それは、対応する小形の手段で小さなメータユニットにすることができ、それに対応して、好ましくは制御電子的な又は処理手段の形態として、音速の測定値から熱量値を求めるコンパクトな手段を提供できる。ガスの熱量値を測定するそのようなの装置は、クロマトグラフ等の従来の熱量値測定装置に比べてはるかに小さく、安価で操作が簡単である。従って、この発明によれば、供給されるガスの体積を測定する手段とともに使用されるとき、小さく安価で信頼性のあるエネルギ測定器を製造することができる。
【0010】
ガスの熱量値は、好ましくは、第1の温度でガスの第1の熱伝導率を測定し、第1の温度とは異なる第2の温度でガスの第2の熱伝導率を測定し、前記音速並びに前記第1及び第2の熱伝導率に対応するガスの熱量値を求める演算の中で、音速並びに第1及び第2の熱伝導率を使用することによって、測定される。
【0011】
上記メータ及び方法は、家庭用にも工業用にも適している。
熱量値に対するrすべての基準(references)には、ウォッブ係数×√(RD)等の熱量値に等価のパラメータが含まれている。熱量値に対するすべての基準には更に、供給されるガスの体積を併せて考慮するときに、エネルギ値に依存するパラメータを生成する熱量値に依存するパラメータも含まれている。
エネルギ値に対するレファレンスには、地域の通貨におけるコスト等のエネルギ値に依存するパラメータが含まれている。コストは、消費されるエネルギ(例えば、ジュール又はワット時で測定される)とエネルギの単位当りのコストを乗算して求められる。
【0012】
(発明を実施するために最良の形態)
図1において、エネルギ測定器1は、入口2から燃料ガスを供給を受けて、出口9を通してユーザに燃料ガスを供給するように構成されている。測定器1は、熱量値(CV)測定装置3と、供給されるガスの体積を測定するための体積流量計4と、制御手段5とを有する。制御手段5は、接続部6を通じてCV測定装置3と接続され、又、接続部7を通じて流量計4と接続されている。測定器1は、供給されるガスのCVと体積とから、供給されるガスのエネルギ値を計算する。図1に示す実施形態では、燃料ガスは、入口2によってCV測定装置3に供給され、管路8によってCV測定装置3から体積流量計4に供給され、出口9を通じて体積流量計4を出てユーザに消費されるように構成されている。
CV測定装置2は、例えば、ガスの音速を測定する何らかの手段と、その測定された音速に対応するガスの熱量値を求める演算でその音速を利用する手段とを有する。
【0013】
図2において、ガスの熱量値を測定するための図示された装置3はチャンバ21を有する。ガスは、チャンバ21に、入口管22を通じて供給され、出口管23を通じて出て行く。入口管22は熱交換手段24、例えば銅製コイルを含み、これによって、入って来るガスの温度を外気の環境温度とほぼ同じ温度に調整することができる。これにより、チャンバ21内の温度が全体で実質的に均一になる。チャンバ21は、超音波発信変換器25と超音波受信変換器26とを有する。コンピュータ手段を含む電子制御手段27が信号生成器28に接続され、制御手段27の制御の下で、信号生成器により、変換器25が所望の超音波信号29を発信する。超音波信号29は変換器26で受信され、その受信信号は線30を通じて制御手段27に送られる。変換器25と26の間を超音波が飛ぶ時間は制御手段27によって測定される。制御手段27は、音速SOS(毎秒メートル:m/s)を計算するように構成されている。
【0014】
ガス中の音速を測定するいかなる手段でも利用でき、例えば米国特許第4938066号の手段が利用できる。しかし、最も好ましい方法は、英国特許出願GB9813509.8号、GB9813513.0号、GB91813514.8号に開示された方法である。これらの出願には、音響共鳴を利用してその共鳴器内でのガスの音速を測定することが開示されている。駆動電子回路は、マイクロプロセッサを含むか、又はそれ自体がマイクロプロセッサの形態であって、ラウドスピーカを駆動するために、適当な周波数領域の正弦波を生成するように構成されている。ラウドスピーカは、共鳴器内に音響信号を与えるように構成されている。マイクロホンが、共鳴器内の音響信号の大きさを検出するように構成されている。マイクロホンからの信号は、適当な電子回路によって濾波され増幅され、処理手段が、共鳴器内のガスに関する共鳴周波数を求め、これから、ガスの音速を求めることができる。
【0015】
チャンバ21内の温度検出器31は、線32を通じて制御手段27に、環境温度の値に対応するデータを提供する。
環境温度検出器31は、例えば、熱伝導率測定(observation)手段34を有する熱伝導率検出器33の一部である。熱伝導率検出器33は、例えば、ドイツ国フランクフルト・アム・マイン市のハートマン・アンド・ブラウン社(Hartmann & Braun AG)から市販されている小型熱伝導率マイクロセンサモデルTCS208型でよいが、適当な熱伝導率検出器ならば充分である。
【0016】
ガスの熱伝導率を測定するための熱伝導率測定手段33は加熱手段を有し、その加熱手段は、制御手段27から線35に来る信号に応じて、検出器31で測定された環境温度よりも高い複数の選択された所望温度に動作しうる。そして、所望の温度でのガスの熱伝導率に対応する信号が、線36を通じて制御手段に送られる。
制御手段27は、熱伝導率検出器33により、二つの異なる所望温度tH及びtLでのガスの熱伝導率を測定させる。ここで、tHは、検出器31で測定された環境温度よりも予め定めた所望の温度差t1だけ高く、tLは、前記環境温度よりも予め定めた所望の温度差t2だけ高い。t1はt2よりも大きい。
【0017】
ガス中の音速、温度tH及びtLでのガスの熱伝導率、及び検出器31による環境温度の測定値という、測定された値を用いて、制御手段27は、次の式を用いてガスの熱量値を計算する。
【0018】
CV = a・ThCH + b・ThCL + c・SoS + d・Ta + e・Ta2 + f ・・・ I
【0019】
ここで、CVは熱量値、ThCHは温度tHにおけるガスの熱伝導率、ThCLは温度tLにおけるガスの熱伝導率、SoSは環境温度におけるガス内の音速、Taはセンサ31によって観測されたガスの環境温度、そして、a、b、c、d、e、fはそれぞれ、定数である。
【0020】
対象となるガスは、2種類以上のガスの混合でもよく、その混合比も変えることが可能である。対象となるガスは、例えば燃料ガスである。このような燃料ガスは、例えば天然ガスである。天然ガスは、例えばメタンを含み、更に、例えば、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン又はヘキサンのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。又更に、窒素及び/又は二酸化炭素を含んでいてもよい。
【0021】
式Iの定数a、b、c、d、e、fを導き出すために、対象ガスについて収集されたデータに関して、回帰分析として知られる数学手法を利用できる。多数の異なる試料を作るために、混合ガスの成分比を変えることもできる。クロマトグラフィ法を用いて試料の熱量値CVを求め、試料の環境温度Taを計測し、試料の熱伝導率ThCH及びThCLを測定する。これを、各試料ごとに順次行なって、それぞれの試料に対応する一組の値を得る。これら複数組の値を式Iに代入して、定数a,b,c,d,e,fの「最適合」値が導かれる。英国の多数の地点で陸上に出て来る天然ガスの場合について、種々の地点からの試料についての回帰分析を行ない、更に又、メタンとエタンの混合物、メタンとブタンの混合物、メタンとペンタンの混合物、メタンとヘキサンの混合物の研究室での人工的複製物であるガス等価グループについての回帰分析を行なった。研究室では、上記混合物は、メタンとプロパンの種々の異なる混合物で代表した。
【0022】
天然ガス及びガス等価グループに式Iが適用され、回帰分析が使用されたとき、定数として次の数値が導かれた。即ち、
a= 36.25649、
b= -45.5768、
c= 0.047029、
d= 0.091067、
e= 0.00074、
f= 24.18731、ただし、
CVはガスの熱量値(単位:MJ/m3 st(メガジュール/標準立方メートル))、
ThCHは、環境温度Taよりもほぼ70℃高い温度におけるガスの熱伝導率(単位:W/m・K(Kは度ケルビン))、
ThCLは、環境温度Taよりもほぼ50℃高い温度tLにおけるガスの熱伝導率(単位:W/m・K)、
SoSはガス中の音速(単位:m/s)、
Taはガスの環境温度(単位:℃)である。
【0023】
上記の式Iの天然ガスへの適用例では、t1はほぼ70℃であり、t2はほぼ50℃である。このように、熱伝導率ThCH及びThCLが測定される温度tHとtLとの差はほぼ20℃((Ta + 70) - (Ta + 50) = 20)である。しかし、熱伝導率ThCH及びThCLが測定されるどんな適当な温度でも、定数値を決定することができる。
【0024】
制御手段27によって計算されたガスの熱量値CVの値は、制御手段からの信号に応じて、記録手段37によって、可視的に表示し且つ/又は印刷し、又はその他の方法で記録することができる。
【0025】
ガスの相対的濃度(RD)を表す情報が何らかの適当な技術自体によって制御手段27に与えられるか、又は、制御手段がガスの相対濃度(RD)を計算できるような情報が制御手段に与えられる。制御手段14は、ガスのウォッブ(Wobbe)係数WIの値を、次の式を用いて計算するかその他の方法で求めることができる。
【0026】
WI = CV / √(RD)
【0027】
相対濃度の測定方法については、同じ出願人により1997年7月22日に出願された英国特許出願第9715448.8号に開示されている。
【0028】
消費された燃料ガスの体積は、例えば何らかの適当な体積流量計4によって決定することができる。
例えば図3に示すダイアフラム計測器を利用してもよい。これは特に家庭用の低圧供給での使用に適している。図示した計測器は、入口40と、出口41と、互いに接続された4個のチャンバA,B,C,Dとを有する。4個のチャンバのうちの2個B、Cはベローズ42に覆われている。チャンバのポート開閉は、互いに接続されたスライド弁44,45によって制御される。
【0029】
図3(a)に示すように、互いに接続された弁44,45が第1のポジションにあるとき、入口40からの燃料ガスは上部チャンバ43に入って、管路46を通って、チャンバBに入り、チャンバBが拡張する。チャンバBが拡張することによってチャンバAは縮まり、燃料ガスを、管路47及びスライド弁45を通じて排出する。このとき、チャンバC、Dへの管路48,49は、スライド弁44によって閉鎖されている。ベローズ42のチャンバBが拡張するとき、互いに接続されたスライド弁44,45が、直接的、又は例えば機械的リンク機構を介して、図3(b)に示すポジションまで動かされる。
【0030】
このポジションで、管路46及び47がスライド弁45によって閉鎖され、燃料ガスが、上部チャンバ43から管路48を通ってチャンバCに流れ込み、チャンバCが拡張する。チャンバCが拡張することによってチャンバDは縮小し、それによって、燃料ガスが、管路49及びスライド弁44を通じて出口41に排出される。チャンバCが拡張するにつれて、互いに接続されたスライド弁44,45は、図3(c)に示すポジションに動かされ、そのポジションで、管路48,49はスライド弁44によって閉鎖される。
【0031】
このポジションで、上部チャンバ43からの燃料ガスは、管路47を通じてチャンバAに流れ、チャンバAが拡張する。チャンバAが拡張することによってチャンバBは縮小し、それによって、燃料ガスが、管路46及びスライド弁45を通じて出口41に排出される。チャンバBが縮小するにつれて、互いに接続されたスライド弁44,45は、図3(d)に示すポジションに動かされる。
このポジションで、管路46及び47は閉鎖され、燃料ガスが、上部チャンバ43から、管路49を通じてチャンバDに流れる。チャンバDが拡張することによってチャンバCは縮小し、それによって、燃料ガスが、管路48及びスライド弁44を通じて出口41に排出される。チャンバDが拡張するにつれて、互いに接続されたスライド弁44,45は、図3(a)に示すポジションに動かされ、この過程が繰り返される。
【0032】
スライド弁機構44,45の動く速さは、ガスの流量を示すものであり、従って、消費されたガスの体積を示すものである。スライド弁機構はカウンタに接続され、カウンタは、弁機構44,45によってなされたサイクル数を記録する。これにより、消費されたガスの消費率及び体積が決定される。カウンタは、好ましくは、電子的なものであって、消費されたガスの体積に対応する電子信号を制御手段5に送る。
【0033】
消費されたガスの体積を本発明で決定するのに適する一般的に利用される他の計測器は、本出願人による英国特許GB2259571号に開示された超音波測定器である。
消費されたガスの体積を決定するためにその他のいかなる適当な方法も利用可能である。例えば、オリフィスプレート、ベンチュリ計、回転式ガスメータ、タービンメータ等は、従来技術でよく知られており、工業用、家庭用等の特定の用途に適していることもある。家庭への供給は一般に、図3を参照して開示されたダイアフラムメータを使用する。比較的小体積の工業ユーザは、一般に、ダイアフラムメータの比較的大きなものを使用し、比較的大きな工業ユーザ(95m3/時)はロータリメータを使用することができ、更に大きなユーザ(250m3/時)はタービンメータを使用することができる。
【0034】
制御手段5は、例えばマイクロプロセッサ又はコンピュータ又は適当な電子回路であって、これは、供給流量即ち消費された燃料ガスの体積を表す信号と共に、供給されるガスのCVを示す信号を受信する構成になっている。制御手段5は、ガスのCVを測定する装置3の制御手段27に組み込まれていても、また制御手段27と組み合わされていてもよく、又、制御手段5,27が互いに別個になっていてもよい。制御手段5は、CV測定装置3及び体積流量計4から離れたところ、例えば供給者の課金部門にあってもよい。
【0035】
制御手段5は表示手段及び/又は記録手段と接続されていてもよく、これらどちらか一方又は両方が、計測器の中、上又は近くにあってもよく、且つ/又は計測器から離れた位置、例えばガス配給会社の課金部門にあってもよい。
制御手段5は、次の式を用いて、供給されたエネルギを決定するように構成されている。
【0036】
供給エネルギ=kAB
ここに、kは定数であり、Aは特定期間内に供給されたガスの体積であり、Bはこの期間内の平均熱量値である。
上記特定期間は、A及びBの変化率に応じた任意の適当な期間である。
Aをm3の単位で測定し、BをMJ/m3の単位で測定するならば、供給されたエネルギはMJの単位で測定される。kは、無次元であって、体積の測定読みを15℃、1013.25ミリバールの計測標準条件(MSC)に換算するための体積修正係数であり、環境温度及び、高度によって影響される圧力に依存する。
kは、次の式を用いて計算される。
【0037】
k=(P実際/P修正済み)×(T修正済み/T実際
【0038】
ここに、Pはミリバール単位で表した圧力であり、Tはケルビン単位で表した温度であり、
実際/P修正済み=(1013.25+計測器供給圧力−高度修正)/1013.25、
修正済み/T実際=288.15/(平均温度+273.15)である。
例えば、計測器供給圧力が21ミリバールで、高度修正が7.99ミリバール(想定される高度が66mで温度が12.2℃)とすると、P実際/P修正済みは1.01284となり、又、平均温度が12.2℃とすると、T修正済み/T実際は1.00981となる。そのとき、kは1.01284×1.00981=1.02278となる。
【0039】
以上、本発明を、具体的な実施形態について説明したが、特許請求の範囲に規定された発明の範囲内で多数の修正が可能である。例えば、音速測定の方法及び装置としてはどんなものでも使用できる。又、供給されるガスの体積を測定するためにはどんな方法又は装置も使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明を実施できる装置を模式的に示す。
【図2】 図2は、ガスの熱量値を測定する装置を模式的に示す。
【図3】 図3は、消費されるガスの体積を測定する装置を模式的に示す。

Claims (22)

  1. ガスの形で供給されるエネルギの量を測定するエネルギメータにおいて、
    供給されるガスの体積を測定する手段と、
    前記ガス中の音速を測定する手段、及び、前記音速に対応するガスの熱量値を生成する操作において前記音速を使用する手段を含む、前記供給されるガスの熱量値を測定する装置と、
    供給されるガスの前記測定された体積及び前記測定された熱量値とに対応するエネルギ値を計算する手段と、
    を有するエネルギメータであって、
    前記ガスの熱量値を測定する前記装置は、更に、
    第1の温度における前記ガスの第1の熱伝導率を測定する手段と、
    前記第1の温度とは異なる第2の温度における前記ガスの第2の熱伝導率を測定する手段と、を有し、
    前記ガスの熱量値を生成する前記手段は、前記音速及び前記第1及び第2の熱伝導率に対応する前記ガスの熱量値を生成する操作で、前記音速に加えて前記第1及び第2の熱伝導率を使用することを特徴とするエネルギメータ。
  2. 前記ガスの環境温度を測定する手段を有し、前記ガスの熱量値を計算する手段は、
    CV = a・ThCH + b・THCL + c・SoS + d・Ta + e・Ta2 + f
    但し、CVは前記ガスの熱量値、
    ThCHは前記第1の温度における前記ガスの熱伝導率、
    THCLは前記第1の温度よりも低い前記第2の温度における前記ガスの熱伝導率、
    SoSは環境温度におけるガス内の前記音速、
    Taは前記熱伝導率が測定される前記環境温度(但し、前記第1及び第2の温度は前記環境温度よりも高い)、そして、a、b、c、d、e、fはそれぞれ定数である、前記の式を用いる請求項記載のエネルギメータ。
  3. SoSはガス中の音速であって単位はm/sで表し、熱伝導率の単位はワット/メートル×度ケルビン(W/m・K)で表し、温度Ta及び第1及び第2の温度の単位は℃で表し、熱量値の単位はメガジュール/標準立方メートル(MJ/m3 st)で表す請求項記載のエネルギメータ。
  4. 前記メータが燃料ガスのエネルギを測定するように構成されている請求項又は請求項記載のエネルギメータ。
  5. 前記燃料ガスは天然ガスである請求項記載のエネルギメータ。
  6. 前記ガスは、メタンである少なくとも一つの炭化水素を含み、更に、窒素及び/又は二酸化炭素を含む請求項記載のエネルギメータ。
  7. 前記第1の温度は前記環境温度よりも70℃高い請求項1乃至6の何れか1項に記載のエネルギメータ。
  8. 前記第2の温度は前記環境温度よりも50℃高い請求項1乃至7の何れか1項に記載のエネルギメータ。
  9. 36.25649であり、
    -45.5768であり、
    0.047029であり、
    0.091067であり、
    0.00074であり、
    24.18731である、
    請求項5乃至8の何れか1に記載のエネルギメータ。
  10. 前記供給されるガスの体積を測定する手段はガス流量計である請求項1乃至の何れか1項に記載のエネルギメータ。
  11. 前記ガス流量計はダイアフラムメータである請求項10記載のエネルギメータ。
  12. 前記ガス流量計は超音波測定器である請求項10記載のエネルギメータ。
  13. 前記ガス中の音速を測定する手段は、前記供給されるガスの試料を収容するように構成された共鳴器であって、その共鳴器は、その共鳴器内部に前記供給されるガスの試料を収容しているときにその内部に供給される周波数範囲で音響信号を有するように構成され、各与えられた周波数で共鳴器内部の音響信号の大きさを検出する手段を有し、前記共鳴周波数から、前記ガスの音速を決定するものである請求項1乃至12の何れか1項に記載のエネルギメータ。
  14. エネルギの量を測定する方法において、
    供給されるガスの体積を測定するステップと、
    前記ガス中の音速を測定するステップ及び、前記音速に対応するガスの熱量値を生成する操作において前記音速を使用するステップを含み、前記供給されるガスの熱量値を測定するステップと、
    供給されるガスの前記測定された体積及び前記測定された熱量値とに対応するエネルギを計算するステップと、
    を有する方法であって、
    前記ガスの熱量値を測定するステップは、更に、
    第1の温度における前記ガスの第1の熱伝導率を測定するステップと、
    前記第1の温度とは異なる第2の温度における前記ガスの第2の熱伝導率を測定するステップと、を有し、
    前記ガスの熱量値を生成するステップは、前記音速及び前記第1及び第2の熱伝導率に対応する前記ガスの熱量値を生成する操作において、前記音速に加えて前記第1及び第2の熱伝導率を使用することを特徴とする方法。
  15. 前記ガスの前記環境温度を測定するステップと、
    CV = a・ThCH + b・THCL + c・SoS + d・Ta + e・Ta2 + f
    但し、CVは前記ガスの熱量値、
    ThCHは前記第1の温度における前記ガスの熱伝導率、
    THCLは前記第1の温度よりも低い前記第2の温度における前記ガスの熱伝導率、
    SoSは環境温度におけるガス内の前記音速、Taは前記熱伝導率が測定される前記環境温度(但し、前記第1及び第2の温度は前記環境温度よりも高い)、そして、a、b、c、d、e、fはそれぞれ定数である、前記の式を用いて前記熱量値を計算するステップと、を有する請求項14記載の方法。
  16. SoSはガス中の音速であって単位はm/sで表し、熱伝導率の単位はワット/メートル×度ケルビン(W/m・K)で表し、温度Ta並びに第1及び第2の温度の単位は℃で表し、熱量値の単位はメガジュール/標準立方メートル(MJ/m3 st)で表す請求項15記載の方法。
  17. 前記測定されるエネルギ量が燃料ガスのエネルギ値である、請求項15又は請求項16記載の方法。
  18. 前記燃料ガスは天然ガスである請求項17記載の方法。
  19. 前記ガスはメタンである少なくとも一つの炭化水素を含み、更にこのガスは窒素及び/又は二酸化炭素を含む請求項18記載の方法。
  20. 前記第1の温度は前記環境温度よりも70℃高い請求項14乃至19の何れか1項に記載の方法。
  21. 前記第2の温度は前記環境温度よりも50℃高い請求項14乃至20の何れか1項に記載の方法。
  22. 36.25649であり、
    -45.5768であり、
    0.047029であり、
    0.091067であり、
    0.00074であり、
    24.18731である、
    請求項18乃至21の何れか1項に記載の方法。
JP2000566670A 1998-08-25 1999-08-20 エネルギ消費測定 Expired - Fee Related JP3670214B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9818388.2A GB9818388D0 (en) 1998-08-25 1998-08-25 Measuring energy consumption
GB9818388.2 1998-08-25
PCT/GB1999/002714 WO2000011465A1 (en) 1998-08-25 1999-08-20 Measuring energy consumption

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002523743A JP2002523743A (ja) 2002-07-30
JP3670214B2 true JP3670214B2 (ja) 2005-07-13

Family

ID=10837715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000566670A Expired - Fee Related JP3670214B2 (ja) 1998-08-25 1999-08-20 エネルギ消費測定

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6517237B1 (ja)
EP (1) EP1108210B1 (ja)
JP (1) JP3670214B2 (ja)
KR (1) KR100445266B1 (ja)
AR (1) AR020259A1 (ja)
AT (1) ATE238547T1 (ja)
AU (1) AU755820B2 (ja)
BR (1) BR9913237A (ja)
CA (1) CA2340714C (ja)
DE (1) DE69907222T2 (ja)
DK (1) DK1108210T3 (ja)
ES (1) ES2198941T3 (ja)
GB (2) GB9818388D0 (ja)
MX (1) MXPA01001947A (ja)
PT (1) PT1108210E (ja)
RU (1) RU2206075C2 (ja)
WO (1) WO2000011465A1 (ja)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9909217D0 (en) * 1999-04-22 1999-06-16 British Gas Plc Measurement of fluid concentrations
EP1164361A1 (de) * 2000-06-14 2001-12-19 Abb Research Ltd. Gaszähler
FR2818746B1 (fr) * 2000-12-26 2003-03-28 Gaz De France Procede et dispositif d'evaluation de l'indice de wobbe d'un gaz combustible
FR2827961B1 (fr) * 2001-07-30 2004-01-23 Dalkia Methode de determination d'au moins une propriete energetique d'un melange combustible gazeux par mesure de proprietes physiques du melange gazeux
DE50209352D1 (de) * 2002-08-22 2007-03-15 Ems Patent Ag Thermisches Gasdurchfluss-Messgerät mit Gasqualitätsindikator
DE102004020287A1 (de) * 2004-04-26 2005-11-17 Abb Research Ltd. Vorrichtung zur Bestimmung des Energieinhaltes von einem Gas
US8486710B2 (en) * 2005-09-30 2013-07-16 General Electric Company Method, sensor and system for measuring a lower heating value and a Wobbe Index of a gaseous fuel
US8694076B2 (en) * 2006-07-06 2014-04-08 Boston Scientific Scimed, Inc. Electroactive polymer radiopaque marker
CN102165309A (zh) * 2008-10-01 2011-08-24 株式会社山武 发热量计算式制作系统、发热量计算式的制作方法、发热量计算系统以及发热量的计算方法
JP5759780B2 (ja) 2011-05-09 2015-08-05 アズビル株式会社 発熱量測定システム及び発熱量の測定方法
JP5781968B2 (ja) 2012-03-27 2015-09-24 アズビル株式会社 発熱量測定システム及び発熱量の測定方法
JP6258254B2 (ja) * 2015-04-23 2018-01-10 東京瓦斯株式会社 ガスメーターシステムおよび発熱量推定方法
EP3443306A1 (en) * 2016-04-15 2019-02-20 Canetis Metering Limited An apparatus and a method for determining a measurement error of a displacement volumetric meter, a meter monitoring device, and a meter measurement error determining device
CA3019724A1 (en) * 2017-10-11 2019-04-11 Romet Limited Rotary gas meter with flange connection
IT201900009168A1 (it) * 2019-06-17 2020-12-17 Pietro Fiorentini Spa Dispositivo per la misurazione del gas.
CN112946167B (zh) * 2021-02-04 2022-05-27 成都秦川物联网科技股份有限公司 基于色谱和超声波的能量计量感知控制方法和系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4246773A (en) * 1978-03-31 1981-01-27 Osaka Gas Company Ltd. Combustion property of gas measuring apparatus
US4366700A (en) * 1981-06-03 1983-01-04 Gerald Bouck Apparatus for measuring the differential pressure of dissolved gases in a fluid medium
KR900002104Y1 (ko) * 1987-01-07 1990-03-15 대한정밀공업주식회사 가스미터의 작동 검지장치
GB2210977A (en) * 1987-10-14 1989-06-21 Gen Electric Co Plc Ultrasonic gas composition measurement
US5537854A (en) * 1993-05-24 1996-07-23 Phillips; Scott Acoustic natural gas fuel sensor
US5697346A (en) * 1993-05-28 1997-12-16 Servojet Products International Method for using sonic gas-fueled internal combustion engine control system
US5528924A (en) * 1993-11-29 1996-06-25 Leybold Inficon Inc. Acoustic tool for analysis of a gaseous substance
GB2296091B (en) * 1994-12-02 1998-08-12 * British Gas Plc Measurement of a gas characteristic
GB9424430D0 (en) * 1994-12-02 1995-01-18 British Gas Plc Measurement of a gas characteristic
JP3114139B2 (ja) * 1995-01-24 2000-12-04 株式会社山武 熱伝導率計
GB9608265D0 (en) * 1996-04-22 1996-06-26 British Gas Plc Apparatus for measuring a gas value
US5768937A (en) * 1996-11-13 1998-06-23 Leybold Inficon, Inc. Acoustic sensor for in-line continuous monitoring of gasses
DE19736528A1 (de) * 1997-08-22 1999-02-25 Ruhrgas Ag Verfahren zur verbrennungslosen Messung des Brennwertes von Brenngas
DE69924828T2 (de) * 1998-01-16 2006-07-13 Lattice Intellectual Property Ltd. Methode und gerät zur messung des brennwertes eines gases

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010072889A (ko) 2001-07-31
KR100445266B1 (ko) 2004-08-21
AU755820B2 (en) 2002-12-19
DK1108210T3 (da) 2003-08-04
CA2340714A1 (en) 2000-03-02
CA2340714C (en) 2004-11-16
BR9913237A (pt) 2001-10-02
PT1108210E (pt) 2003-07-31
GB9919720D0 (en) 1999-10-20
GB2340945B (en) 2002-12-31
EP1108210A1 (en) 2001-06-20
US6517237B1 (en) 2003-02-11
JP2002523743A (ja) 2002-07-30
AR020259A1 (es) 2002-05-02
RU2206075C2 (ru) 2003-06-10
EP1108210B1 (en) 2003-04-23
MXPA01001947A (es) 2002-08-20
DE69907222T2 (de) 2004-02-05
ATE238547T1 (de) 2003-05-15
AU5433899A (en) 2000-03-14
GB2340945A (en) 2000-03-01
WO2000011465A1 (en) 2000-03-02
ES2198941T3 (es) 2004-02-01
DE69907222D1 (de) 2003-05-28
GB9818388D0 (en) 1998-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3670214B2 (ja) エネルギ消費測定
JP3494988B2 (ja) ガス熱量測定方法及び装置
JP3548531B2 (ja) ガス比重測定方法及び装置
RU2690099C2 (ru) Способ и измерительное устройство для определения удельных параметров для свойства газа
US5311447A (en) On-line combustionless measurement of gaseous fuels fed to gas consumption devices
US6604051B1 (en) System and method to determine thermophysical properties of a multi-component gas
JP2006500557A5 (ja)
EP0439950A1 (en) Determination of thermal conductivity and specific heat of gases at reference conditions
CN105765352A (zh) 用于确定修正的质量流量的测量装置和方法以及该测量装置的用途
US20120287962A1 (en) Calorific value measuring system and calorific value measuring method
WO1993013414A1 (en) Method and device for monitoring of a gas flow, in particular of a natural-gas flow
JP5389502B2 (ja) ガス物性値計測システム、ガス物性値の計測方法、発熱量算出式作成システム、発熱量算出式の作成方法、発熱量算出システム、及び発熱量の算出方法
JPH02190743A (ja) ガス濃度測定装置
CN112051328A (zh) 一种气体声弛豫吸收系数的测量方法
JPH1151727A (ja) ガスメータ
Williams Energy Investigation Support Tools

Legal Events

Date Code Title Description
A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20040114

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20040121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040413

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050413

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080422

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090422

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees