RU174189U1 - NATURAL GAS CONSUMPTION METER OF A DIAGRAM TYPE WITH A CALCULATOR BASED ON MAGNETIC SENSORS - Google Patents
NATURAL GAS CONSUMPTION METER OF A DIAGRAM TYPE WITH A CALCULATOR BASED ON MAGNETIC SENSORS Download PDFInfo
- Publication number
- RU174189U1 RU174189U1 RU2017108514U RU2017108514U RU174189U1 RU 174189 U1 RU174189 U1 RU 174189U1 RU 2017108514 U RU2017108514 U RU 2017108514U RU 2017108514 U RU2017108514 U RU 2017108514U RU 174189 U1 RU174189 U1 RU 174189U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coupling
- natural gas
- magnetic
- magnets
- coupling half
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/06—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission
- G01F1/075—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission with magnetic or electromagnetic coupling to the indicating device
Abstract
Полезная модель относится к магнитной муфте прибора учета расхода природного газа диафрагменного типа с вычислителем на основе магнитных датчиков и предназначена для измерения расхода природного газа.Для передачи крутящего момента вала мембранного механизма в счетное устройство используется магнитная муфта с постоянными магнитами и датчиками на эффекте Холла. Во внешней полумуфте может быть установлено до четырех постоянных магнитов. Угловое расстояние между магнитами кратно 90°. Датчики Холла расположены на внутренней полумуфте рядом с внутренней стенкой гильзы. Угловое расстояние между датчиками Холла кратно 45°. Датчики Холла должны быть установлены таким образом, что при любом положении внешней полумуфты в магнитном поле ее магнитов в один момент времени может находиться только один магнитный датчик.Технический результат – увеличение срока службы вычислителя без замены элемента питания. 3 ил.The utility model relates to a magnetic coupling of a diaphragm type natural gas flow meter with a calculator based on magnetic sensors and is designed to measure the flow of natural gas. A magnetic coupling with permanent magnets and Hall effect sensors is used to transmit the torque of the membrane shaft to the meter. Up to four permanent magnets can be installed in the outer coupling half. The angular distance between the magnets is a multiple of 90 °. Hall sensors are located on the inner coupling half next to the inner wall of the sleeve. The angular distance between the Hall sensors is a multiple of 45 °. Hall sensors must be installed in such a way that at any position of the external coupling half in the magnetic field of its magnets there can be only one magnetic sensor at a time. The technical result is an increase in the service life of the calculator without replacing the battery. 3 ill.
Description
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к приборам учета потребления природного газа диафрагменного типа, и может быть использовано для изготовления диафрагменных приборов учета с электронным отсчетным устройством.The utility model relates to measuring equipment, namely, metering devices for the consumption of natural gas diaphragm type, and can be used for the manufacture of diaphragm metering devices with an electronic reading device.
В технике и литературе существует значительное число аналогов, использующих для передачи вращающего момента магнитную муфту [880106Х 17.01.1957 US; ROCKWELL MFG СО]. Схожий принцип использован в жидкостных расходомерах с датчиком магнитного поля [09/564,181 04.05.2000 US; SCHLUMBERGER RESOURCE MANAGEMENT SERVICES, INC.; MURRAY, Kent; (US). BIANCHI, Timothy; (US). HAMILTON, David; (US). BRENNAN, William, J., Jr.; (US). LOVETT, Jerry, W.; (US). CASTLEBERRY, Walter; (US)], [WO/2012/101479; ISICOVICH, Shlomo, BEN-ENOSH, Erez, M.T.R. WIRELESS COMMUNICATIONS LTD.; ISICOVICH, Shlomo; BEN-ENOSH, Erez)], [RU 2131115 C1; Белобрагин B.H., Лошневский Г.М., Макаровец H.A., Ростовцев В.И., Проскурин Н.М., Ройзен М.И., Сивцов С.В., Чуков П.Н.; Государственное научно-производственное предприятие "Сплав"] и жидкостном расходомере с герметичным магнитным контактом [199,433 27.05.1988 US; MCCORMICK, DENNIS QUARVE, VERNON KIMBER, ROBERT A.].In engineering and literature, there are a significant number of analogues that use a magnetic coupling to transmit torque [880106X 01/17/1957 US; ROCKWELL MFG CO]. A similar principle has been used in liquid flow meters with a magnetic field sensor [09 / 564,181 04.05.2000 US; SCHLUMBERGER RESOURCE MANAGEMENT SERVICES, INC .; MURRAY, Kent; (US). BIANCHI, Timothy; (US). Hamilton, David; (US). BRENNAN, William, J., Jr .; (US). LOVETT, Jerry, W .; (US). CASTLEBERRY, Walter; (US)], [WO / 2012/101479; ISICOVICH, Shlomo, BEN-ENOSH, Erez, M.T.R. WIRELESS COMMUNICATIONS LTD .; ISICOVICH, Shlomo; BEN-ENOSH, Erez)], [RU 2131115 C1; Belobagin B.H., Loshnevsky G.M., Makarovets H.A., Rostovtsev V.I., Proskurin N.M., Roizen M.I., Sivtsov S.V., Chukov P.N .; State Scientific and Production Enterprise "Alloy"] and a liquid flowmeter with sealed magnetic contact [199,433 05/27/1988 US; MCCORMICK, DENNIS QUARVE, VERNON KIMBER, ROBERT A.].
В качестве прототипа полезной модели служит прибор учета диафрагменного типа с вращающимися магнитами [08104321 09.06.2008 EP, GEORGE WILSON IND LTD, Wurtzler David], содержащий четыре постоянных магнита, установленных во внутреннюю полумуфту (в прототипе - монтажный барабан), соединенную с приводным валом мембранного механизма. Датчик Холла установлен рядом со стенкой гильзы во внутренней полумуфте (в прототипе - датчике барабана) таким образом, устройство содержит внешнюю полумуфту с постоянными магнитами и внутреннюю полумуфту с датчиком Холла, расположенные с внешней и внутренней сторон гильзы соответственно.As a prototype of a useful model, a diaphragm type meter with rotating magnets is used [08104321 06/09/2008 EP, GEORGE WILSON IND LTD, Wurtzler David], containing four permanent magnets installed in an internal coupling half (in the prototype - an assembly drum) connected to the drive shaft membrane mechanism. The Hall sensor is installed next to the sleeve wall in the inner coupling half (in the prototype, the drum sensor), so the device contains an outer coupling coupling with permanent magnets and an inner coupling coupling with a Hall sensor located on the outer and inner sides of the sleeve, respectively.
В известных и используемых электронных приборах учета расхода природного газа диафрагменного типа магнитная муфта состоит из внутренней и внешней полумуфт, при этом вращательный момент передается посредством магнитного сцепления постоянных магнитов: кольцевого во внешней полумуфте и цилиндрического во внутренней. В представленных на рынке приборах учета с электронным вычислителем для регистрации вращения внутренней полумуфты используется оптический эффект, сущность которого заключается в определении положения оптической мишени (на просвет), которая жестко закреплена на оси внутренней полумуфты. Так как используемый оптический эффект предполагает наличие источника излучения и фотоприемника, данный метод требует затрат энергии источника питания для излучения светового потока, а также затрат энергии источника питания для усиления выходного сигнала фотоприемника. Так среднее значение потребляемого тока для диафрагменного прибора учета класса G6 с оптическим чувствительным элементом на основе трех оптических пар излучатель-приемник в импульсном режиме работы составляет 25 мкА (при скважности 0,0021% и токе каждой из пар 4 мА). При таком значении энергопотребления для обеспечения полного срока службы прибора учета (10 лет) без замены источника питания потребуется элемент питания емкостью 2,2 А*ч, без учета энергозатрат на отображение информации на дисплее и работу процессора вычислителя. При этом емкость устанавливаемых элементов питания в приборы учета расхода природного газа составляет от 1,2 А*ч до 3,2 А*ч. С учетом энергозатрат на индикацию (10 мкА) и на вычисления процессора (20 мкА) требуемая емкость элемента питания возрастает до 4,8 А*ч, что приводит к необходимости замены элемента питания в пределах срока службы и влечет увеличение затрат снабжающей компании на обеспечение данной процедуры.In known and used electronic diaphragm-type natural gas flow meters, the magnetic coupling consists of internal and external coupling halves, while the torque is transmitted by magnetic coupling of permanent magnets: annular in the outer coupling and cylindrical in the inner. In the metering devices on the market with an electronic calculator, an optical effect is used to record the rotation of the inner coupling half, the essence of which is to determine the position of the optical target (by clearance), which is rigidly fixed to the axis of the inner coupling half. Since the optical effect used assumes the presence of a radiation source and a photodetector, this method requires the energy of the power source to emit light, as well as the energy of the power source to amplify the output signal of the photodetector. Thus, the average value of the consumed current for a G6 class diaphragm meter with an optical sensor based on three optical pairs of emitter-receiver in a pulsed mode of operation is 25 μA (with a duty cycle of 0.0021% and a current of each pair of 4 mA). With this value of energy consumption, to ensure the full service life of the meter (10 years) without changing the power supply, a 2.2 Ah battery cell will be required, without taking into account the energy consumption for displaying information on the display and the operation of the processor of the calculator. At the same time, the capacity of installed batteries in natural gas consumption meters is from 1.2 A * h to 3.2 A * h. Taking into account the energy consumption for indication (10 μA) and processor calculations (20 μA), the required battery capacity increases to 4.8 A * h, which leads to the need to replace the battery within the service life and entails an increase in the cost of the supplying company to provide this procedures.
Полезная модель предназначена для решения задачи увеличения срока службы вычислителя без замены элемента питания. Внедрение данной модели при производстве позволит сократить энергопотребление вычислителя до среднего значения 400 нА, при этом для обеспечения непрерывной работы прибора учета в течение срока службы без замены элемента питания будет достаточно батареи емкостью 2,8 А*ч.The utility model is designed to solve the problem of increasing the life of the computer without replacing the battery. The introduction of this model in production will reduce the power consumption of the calculator to an average value of 400 nA, while a battery with a capacity of 2.8 A * h will be sufficient to ensure continuous operation of the meter during the service life without replacing the battery.
Принцип действия полезной модели заключается в замене чувствительного элемента на основе оптического эффекта чувствительным элементом на эффекте Холла. При этом внутренняя полумуфта с оптической мишенью из конструкции исключаются. Чувствительным элементом регистрируется наличие или отсутствие магнитного поля, вызванного вращением магнита (магнитов) внешней полумуфты.The principle of operation of the utility model is to replace the sensitive element based on the optical effect with a sensitive element based on the Hall effect. In this case, the internal coupling half with an optical target is excluded from the design. A sensitive element detects the presence or absence of a magnetic field caused by the rotation of the magnet (s) of the external coupling half.
Устройство магнитной муфты содержит внешнюю полумуфту 13 (фиг. 3), состоящую из втулки 10 (фиг. 2), постоянных магнитов 8 и оправки 12. Внешняя полумуфта устанавливается на гильзу 17 (фиг. 3) с внутренней стороны стенки 16 корпуса прибора учета. С внешней стороны стенки корпуса в гильзу вставляется внутренняя полумуфта, смонтированная на плате вычислителя 14 с датчиками Холла 15. Угловое расстояние между магнитами внешней полумуфты кратно 90°. Угловое расстояние между осями чувствительности датчиков Холла внутренней полумуфты кратно 45°, со смещением 45° таким образом, что ни в одном из положений внешней полумуфты муфты в магнитном поле ее магнитов не может находиться более одного датчика Холла.The magnetic coupling device contains an external coupling half 13 (Fig. 3), consisting of a sleeve 10 (Fig. 2),
Рассмотрим устройство и работу заявленной полезной модели. На фигуре 1 представлена предлагаемая конструкция магнитной муфты.Consider the device and operation of the claimed utility model. The figure 1 presents the proposed design of the magnetic coupling.
Магнитная муфта с чувствительным элементом на эффекте Холла состоит из внутренней полумуфты 3 с чувствительным элементом (элементами) - датчиком (датчиками) Холла 4 и внешней полумуфты 1 с постоянными магнитами 5, разделенными металлической гильзой 2 корпуса прибора учета. Расположение датчиков Холла зависит от конструкции прибора учета и может быть любым, при выполнении следующих условий:A magnetic coupling with a Hall-effect sensitive element consists of an
1) ось чувствительности датчиков перпендикулярна оси вращения внешней полумуфты;1) the sensitivity axis of the sensors is perpendicular to the axis of rotation of the outer coupling half;
2) датчик должен быть максимально удален от оси вращения магнитной полумуфты;2) the sensor should be as far away as possible from the axis of rotation of the magnetic coupling half;
3) датчик должен находиться в магнитном поле постоянного магнита, проходящего над ним при вращении внешней полумуфты;3) the sensor must be in the magnetic field of a permanent magnet passing above it during rotation of the external coupling half;
4) угловые расстояния между магнитами и датчиками должны отличаться не менее чем на 45°.4) the angular distances between the magnets and the sensors must differ by at least 45 °.
Количество датчиков Холла и магнитов зависит от требований по разрешающей способности прибора учета. При использовании одного магнита и одного датчика Холла один импульс соответствует циклическому объему прибора учета. При использовании двух и более датчиков Холла счетный механизм способен регистрировать наличие внешнего магнитного поля, так как в штатных режимах работы ситуация, при которой оба датчика Холла находятся в поле магнитов, невозможна.The number of Hall sensors and magnets depends on the resolution requirements of the meter. When using one magnet and one Hall sensor, one pulse corresponds to the cyclic volume of the meter. When using two or more Hall sensors, the counting mechanism is able to detect the presence of an external magnetic field, since in normal operation modes the situation in which both Hall sensors are in the field of magnets is impossible.
На фиг. 2 представлена конструкция внешней магнитной полумуфты.In FIG. 2 shows the design of an external magnetic coupling half.
Муфта состоит из втулки 10 с пазами под магниты 11 и защелки 9, оправки 12 и неодимовых магнитов 8 (от одного до четырех). При защелкивании защелок 7 оправки магниты фиксируются в пазах втулки, флажок 6 на оправке служит для зацепления с мембранным механизмом.The clutch consists of a
Для повышения надежности чувствительного элемента разработан чувствительный элемент на базе магнитной муфты с двумя датчиками Холла, расположенными под углом 135°. Такое взаимное расположение позволяет отслеживать направление вращения внутренней полумуфты, а также отслеживать наличие внешнего постоянного магнитного поля, так как в нормальных условиях все датчики не могут одновременно находиться в поле магнитов муфты.To increase the reliability of the sensitive element, a sensitive element based on a magnetic coupling with two Hall sensors located at an angle of 135 ° has been developed. This relative arrangement allows you to track the direction of rotation of the inner coupling half, as well as to monitor the presence of an external constant magnetic field, since under normal conditions all sensors cannot simultaneously be in the field of the coupling magnets.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108514U RU174189U1 (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | NATURAL GAS CONSUMPTION METER OF A DIAGRAM TYPE WITH A CALCULATOR BASED ON MAGNETIC SENSORS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017108514U RU174189U1 (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | NATURAL GAS CONSUMPTION METER OF A DIAGRAM TYPE WITH A CALCULATOR BASED ON MAGNETIC SENSORS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU174189U1 true RU174189U1 (en) | 2017-10-06 |
Family
ID=60041109
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017108514U RU174189U1 (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | NATURAL GAS CONSUMPTION METER OF A DIAGRAM TYPE WITH A CALCULATOR BASED ON MAGNETIC SENSORS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU174189U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141631C1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-20 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Device measuring torque of magnetic clutch |
RU40788U1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-09-27 | Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод" | WINGED FLUID METER |
WO2009127952A1 (en) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Prometec | Volumetric flow measuring device for coffee machines |
EP2133666A1 (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-16 | George Wilson Industries Limited | Diaphragm flow meter with rotating magnets |
-
2017
- 2017-03-14 RU RU2017108514U patent/RU174189U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2141631C1 (en) * | 1998-04-17 | 1999-11-20 | Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского | Device measuring torque of magnetic clutch |
RU40788U1 (en) * | 2003-02-03 | 2004-09-27 | Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод" | WINGED FLUID METER |
WO2009127952A1 (en) * | 2008-04-15 | 2009-10-22 | Prometec | Volumetric flow measuring device for coffee machines |
EP2133666A1 (en) * | 2008-06-09 | 2009-12-16 | George Wilson Industries Limited | Diaphragm flow meter with rotating magnets |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6612188B2 (en) | Self-powered fluid meter | |
WO2020006892A1 (en) | On-line monitoring method for metering performance of diaphragm gas meter | |
US20160349089A1 (en) | Meter Register | |
US20070241930A1 (en) | Automatic Meter-Reading Interface for Fluid Sensing Meters | |
JP2008003012A (en) | Electronic water meter | |
KR101265150B1 (en) | Electronic water meter | |
RU156181U1 (en) | METHOD FOR MEASURING LIQUID FLOWS PROTECTED FROM UNAUTHORIZED ACCESS | |
US6945125B2 (en) | High resolution pulse count interface | |
US9976871B2 (en) | Solid-state register initiated poll of status information | |
WO2019233388A1 (en) | High-precision bidirectional meter for metering fluid | |
BR102018069869A2 (en) | LIQUID GAS LEVEL MEASURING SYSTEM | |
RU174189U1 (en) | NATURAL GAS CONSUMPTION METER OF A DIAGRAM TYPE WITH A CALCULATOR BASED ON MAGNETIC SENSORS | |
WO2020200009A1 (en) | Intelligent gas meter anti-interference metering system | |
CN201476826U (en) | Electromagnetic flow single water meter | |
CN115541926B (en) | Self-powered current meter applied to ocean flow field flow velocity measurement | |
CN210108453U (en) | Electronic counting type water meter | |
KR100993254B1 (en) | Flowmeter | |
JPS601377Y2 (en) | fluid flow meter | |
EP2286186B1 (en) | Diaphragm flow meter with rotating magnets | |
CN215064685U (en) | NB _ IOT (network b of things) water meter based on magneto-resistive sensor | |
CN113375748B (en) | Digital second through water meter applied to water meter internet of things | |
KR100497224B1 (en) | Low Power-Consuming Flow Sensing System | |
KR100959629B1 (en) | Flowmeter having wide sensing field | |
RU220926U1 (en) | Rotary gas meter | |
CN202991010U (en) | High-precision ultrasonic storage type flow meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180315 |