SE439200B

SE439200B - VERMEMENGDSMETARE

Info

Publication number: SE439200B
Application number: SE7902183A
Authority: SE
Inventors: J Quinton
Original assignee: Blanzy Ouest Union Indle
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1979-03-12
Publication date: 1985-06-03
Also published as: BE874432A; FR2420126A1; BE883878R; CH628734A5; AT375184B; NL7901989A; FI790793A; ATA176179A; SE7902183L; DE2908669A1; FR2420126B1; DK102179A

Description

'Jl 15 20 U! UI 7902185-8 [Q i grova drag i dc tidigare anordningarna genom placering av de ter- moelektriska sonderna i differential-arrangemang eller i brygg- -konfigurationer, under justering av deras termiska kopplingar med radiatorerna, och genom val av termoelektriska sondcr med mycket speciella karakteristíker. Dessa försiktighetsåtgärder komplicerar i hög grad anordningarna och deras installation. 'Jl 15 20 U! UI 7902185-8 [Q roughly in the previous devices by placing the thermoelectric probes in differential arrangements or in bridge configurations, while adjusting their thermal connections with the radiators, and by selecting thermoelectric probes with very special characteristics. These precautions greatly complicate the devices and their installation.

Uppfinningen har till föremål en värmemängdsmätare som är enkel att installera och utnyttja och vars precision är tillräck- lig för astadkommande av en rättvis fördelning av uppvärmningskost- naderna mellan individuella uppvärmningsinstallationer som matas av en gemensam värmeenergíkälla.The object of the invention is a heat quantity meter which is easy to install and use and whose precision is sufficient to achieve a fair distribution of the heating costs between individual heating installations which are fed by a common heat energy source.

Värmemäugdsmätaren enligt uppfinningen innefattar: - termoolektríska sonder placerade pa radíatorerna hos de indivi- duella uppvärmnings-installationerna och ingången hos den gemen- samma värmcenergikällan, - atminstonc en mätledning förbunden med de termoelektriska son- derna, - utfràgningskretsar för avkänning av de termoelektriska sonderna och som vardera innefattar ett skiftregistersteg, varvid skíftre- gisterstegen hos utfrâgningskretsarna för de termoelektriska son- derna anslutna till en och samma mätledning är arrangerade i serie- -konfiguration för bildande av ett skiftregister med serie-ingång och parallella utgångar, - en analog-digital-omvandlare, - och en mikroprocessor.The heat source meter according to the invention comprises: - thermoolectric probes placed on the radiators of the individual heating installations and the input of the common heat energy source, - at least one measuring line connected to the thermoelectric probes, - interrogation circuits for the sensing and thermal sensing probes. each comprises a shift register stage, the shift register stages of the interrogation circuits of the thermoelectric probes connected to one and the same measuring line being arranged in series configuration for forming a shift register with series input and parallel outputs, an analog-to-digital converter , - and a microprocessor.

Mikroprocessorn kontrollerar mätledningen eller -ledningarna och skíítregistret eller -registren för att sekvensíellt tillföra signalerna från de tcrmoelektriska sonderna till ingången hos ana- log-digital-omvandlaren. Den kontrollerar operations-sekvensen hos analog-digital-omvandlaren. Den utnyttjar de digitala värden som resulterar från samplingen hos den termoelektriska sonden eller -sonderna placerade vid utgången hos den gemensamma värmeenergi~ källan för att medgiva eller avbryta räkningsprocessen. Den trans- kodar de digitala värden som resulterar fran samplingen av de ter- moelektriska sonderna placerade i de individuella uppvärmningsin- stallationerna med tillhjälp av en intern omvandlingstabell, för erhållande av korrekta representationer av de värmemängder som av- gives av radiatorerna, och den summerar de värden som erhålles i särskilda konton tilldelade till de individuella uppvärmningsin- stallatíonerna. u, lü 15 20 25 fJJ C) '_11 'JI 7902183-8 Enligt en föredragen utföringsform är varje termoelektrisk sond inkopplad i en mätbrygga som sattes under spänning genom för- medling av skiftregistersteget hos dess utfragningskrets, och är förbunden med en mätledning medelst en isoleringsdlod och eventu- ellt en imptdans-reducerande förstärkare. Ändra kännetecken och fördelar hos uppfinningen framgår av patentkraven och av följande beskrivning av en som exempel avsedd utföringsform. henna beskrivning hänför sig till bifogade ritning, i vilken fi§¿_l visar ett blockschema för en värmemängdsmätare en- ligt uppfinningen, fig. Å visar ett particllt elektriskt schema för en mätningsgrupp med termoelektriska sönder, som utnyttjas i den i fig. 1 visade värmemängdsmätaren.The microprocessor checks the measuring line or lines and the shield register or registers to sequentially supply the signals from the thermoelectric probes to the input of the analog-to-digital converter. It controls the operation sequence of the analog-to-digital converter. It uses the digital values resulting from the sampling of the thermoelectric probe or probes located at the output of the common heat energy source to allow or interrupt the counting process. It transcodes the digital values resulting from the sampling of the thermoelectric probes placed in the individual heating installations using an internal conversion table, to obtain correct representations of the amounts of heat emitted by the radiators, and it sums them values obtained in special accounts assigned to the individual heating installations. According to a preferred embodiment, each thermoelectric probe is connected to a measuring bridge which was put under voltage by means of the shift register stage of its interrogation circuit, and is connected to a measuring line by means of a insulation wire and possibly an impdance-reducing amplifier. Other features and advantages of the invention will be apparent from the claims and from the following description of an exemplary embodiment. This description relates to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of a heat quantity meter according to the invention, Fig. Å shows a particular electrical diagram of a measuring group with thermoelectric probes, which is used in the heat quantity meter shown in Fig. 1. .

Den exakta och noggranna bestämningen av värmemäugder som för- brukas i individuella uppvärmnings-installationer skulle nödvändig- göra mätningar av strömningsmängden av uppvärmningsfluidet och dess temperaturskillnad mellan ingangen och utgangen hos varje indivi- duell uppvärmnings-installation, vilka mätningar erfordrar en kom- plex apparatur. Lyckligtvis är det, för astadkommande av en rätt- vis fördelning av uppvärmníngskostnaderna, tillräckligt att kunna uppskatta de relativa förbrukningarna, och man kan utnyttja ett förenklat mätningsförfarande som icke är baserat på kostsamma mängd- mätningar.The precise and accurate determination of heating values consumed in individual heating installations would necessitate measurements of the flow rate of the heating fluid and its temperature difference between the inlet and the outlet of each individual heating installation, which measurements require a complex apparatus. Fortunately, in order to achieve a fair distribution of heating costs, it is sufficient to be able to estimate the relative consumption, and a simplified measurement procedure which is not based on costly quantity measurements can be used.

Det förenklade mätningsförfarandet som skall utnyttjas är ba- serat pa det klassiska uttrycket för den effekt som avglves av en radiator i beroende av dess storlek, dess installationsförhallan- den, omgivningstemperaturen och medeltemperaturen hos uppvärmnings- fluidet, på vilken man tillämpar diverse förenklande hypoteser som underlättar mätningarna och inför i hestämningen av de förbrukade värmemängderna, till i absolut värde vilka icke eller pa försummat sätt aterverkar på förhållandet mellan de gjorda förbrukningsmät- ningarna under ett uppvärmníngs-år för de olika individuella in- stallationerna, vilka förhållanden tjänar som bas för fördelningen av kostnaderna.The simplified measurement method to be used is based on the classical expression of the power emitted by a radiator depending on its size, its installation conditions, the ambient temperature and the average temperature of the heating fluid, to which various simplifying hypotheses are applied which facilitate the measurements and introduces in the horse tuning the consumed amounts of heat, to in absolute value which do not or in a neglected way affect the ratio between the consumption measurements made during a heating year for the various individual installations, which conditions serve as a basis for the distribution of costs.

Den av en radiator avgivna effekten kan uttryckas genom: .1+n P = Pa rr-ri Po är den effekt som utsändes av en radiator vid en tempera- turskillnad ¿gTo mellan radiatorns temperatur och omgivningstempe- raturen. För förenkling av beräkningarna och för att göra koeffi- cienten Po oberoende av temperaturen kan man fixera temperaturskill- lü 7902183-8 naden ~ÄTo till ett standardvürde: +30nC som motsvarar ett medel- värde under ett uppvärmnings-ar, när installationerna är i jämvikt och de utnyttjas pa praktiskt taget lika sätt.The power emitted by a radiator can be expressed by: .1 + n P = Pa rr-ri Po is the power emitted by a radiator at a temperature difference ¿gTo between the radiator temperature and the ambient temperature. To simplify the calculations and to make the coefficient Po independent of the temperature, you can fix the temperature difference ~ ÄTo to a standard value: + 30nC which corresponds to an average value during a heating year, when the installations are in equilibrium and they are used in practically the same way.

T är medeltemperaturen av uppvärmningsfluidet. För förenkling av mätningarna ersattes densamma med temperaturen i en punkt pa radiatorns yta. t är omgivníngstempcraturen. Den fixeras till ett standard- värde av ZOOC. Denna approximering berättigas genom att mätningen av omgivningstemperaturen är mycket komplicerad och medför risker för fel utan proportion till den ökning av precisionen som den skulle medföra i förhållande till utnyttjandet av detta standard- värde. n är en exponent som är beroende av radíatorerna och deras installation. Den ligger mellan 0,2 och 0,4. Den har exempelvis värdet 0,33.T is the average temperature of the heating fluid. To simplify the measurements, the same was replaced with the temperature at a point on the surface of the radiator. t is the ambient temperature. It is fixed to a default value by ZOOC. This approximation is justified by the fact that the measurement of the ambient temperature is very complicated and entails risks of errors disproportionate to the increase in precision that it would entail in relation to the utilization of this standard value. n is an exponent that depends on the radiators and their installation. It is between 0.2 and 0.4. For example, it has a value of 0.33.

Efter att ha härlett den momentana effekten hos en radiator med utgang fran dess yttemperatur i en punkt enligt formeln: P = P0' (T-2o)1+“ där Po' är en koeffícient som endast är beroende ar beskaffenheten av radiatorn (Po' = Po för ¿XTo = 30] består räkningen í att i ti- den integrera denna momentana effekt: (tøíft s =; Po cr-20) /'to ”n dt och att summera de värden som erhålles för radiatorerna i varje individuell installation.After deriving the instantaneous power of a radiator based on its surface temperature at a point according to the formula: P = P0 '(T-20) 1+ "where Po' is a coefficient that depends only on the nature of the radiator (Po ' = Po for ¿XTo = 30] the calculation consists in time to integrate this instantaneous power: (tøíft s =; Po cr-20) / 'to ”n dt and to sum up the values obtained for the radiators in each individual installation .

I det exempel på mätare som skall beskrivas i anslutning till figurerna skall endast mätningen av temperaturen decentraliseras, under det att alla de andra operationerna utförs i ett centralt system för behandling av informationen: en mikroprocessor. Vidare skall denna mätning reduceras till den information som lämnas av den termoelektriska givaren, varvid tolkningen av denna mätning skall överlatas till mikroprocessorn. K För erhållande av detta resultat utförs mätningarna den ena efter den andra pa sekvensiellt sätt under ledning av mikroproces- sorn, som likaledes utför alla operationer av matematisk beskaf- fenhet: tolkning av den information som lämnas av de termoelektris- ka givarna, tillämpning av lagen för effektförlusten under formen: in KJ Ln '_11 in 7902183-8 III 1 multiplikation med den faktor Po som galler för varje radiator, beräkning som funktion av den tid som lörllutit mellan tva mät- ningar, dessutom skall mikroprocessorn utföra en fullständig kon- troll av installationen; validering av de data som lämnas av givar- na och aterupptagning vid momentan helfunktion.In the example of meters to be described in connection with the figures, only the measurement of the temperature should be decentralized, while all the other operations are performed in a central system for processing the information: a microprocessor. Furthermore, this measurement shall be reduced to the information provided by the thermoelectric sensor, whereby the interpretation of this measurement shall be left to the microprocessor. K To obtain this result, the measurements are performed one after the other in a sequential manner under the guidance of the microprocessor, which likewise performs all operations of mathematical nature: interpretation of the information provided by the thermoelectric sensors, application of the law for the power loss under the form: in KJ Ln '_11 in 7902183-8 III 1 multiplication by the factor Po that applies to each radiator, calculation as a function of the time elapsed between two measurements, in addition, the microprocessor shall perform a complete check of the installation; validation of the data provided by the sensors and resumption at momentary full function.

Schemat i lig. 1 visar en Förenklad representation av matar- anordningen, vilken innefattar: - grupper av mätningar som representeras av rektanglar uppritade med streeklinjer 1, 2, 3, med termoelektriska sonder 10 och deras ul l"1:igning¿sl~.relsar l l , - och centraliserade organ för behandling av informationen: en analog-digital-omvandlare 4 och en mikroprocessor 5 med sin pro- grammerings-tangentsats 6 och sin disp1ay~krets 7 som betjänar mätgrupperna 1, 2, 3 under förmedling av en multiplexerare 8 och en avmultiplexerare 9.Schemat i lig. 1 shows a simplified representation of the feeder device, which comprises: - groups of measurements represented by rectangles drawn with dashed lines 1, 2, 3, with thermoelectric probes 10 and their ull "1: igning¿sl ~ .relsar ll, - and centralized means for processing the information: an analog-to-digital converter 4 and a microprocessor 5 with its programming key set 6 and its display circuit 7 serving the measuring groups 1, 2, 3 while mediating a multiplexer 8 and a demultiplexer 9.

De sa kallade individuella mätgruppcrna 1 och 2 ra alla de termoelektríska sonderna 10 hos en individuell uppvärm- förenar varde- ningsinstallation. Den ena innefattar sex sonder och den andra fem sådana. Antalen är givna i rent illustrativt syfte och är uppenbar- ligen beroende av betydelsen av de individuella uppvärmnings-in- stallationerna. Det kan likaledes finnas andra mätgrupper analoga med grupperna 1 och 2, vilket är beroende av antalet individuella uppvärmningsinstallationer. Mätgruppen 3, som betecknas som gemen- sam, innefattar två termoelektríska sonder 10 placerade vid utgång- en hos den gemensamma energikällan och utnyttjade för att övervaka funktionstíderna hos den gemensamma termiska energikallan.The so-called individual measuring groups 1 and 2 are all the thermoelectric probes 10 of an individual heating unit heating installation. One includes six probes and the other five. The figures are given for purely illustrative purposes and are obviously dependent on the importance of the individual heating installations. There may also be other measuring groups analogous to groups 1 and 2, which depends on the number of individual heating installations. The measuring group 3, which is referred to as common, comprises two thermoelectric probes 10 located at the output of the common energy source and used to monitor the operating times of the common thermal energy source.

Utfrågningskretsen 11, med vilken varje termoelektrisk sond 10 är förbunden, innefattar ett skiftregistersteg, som med sin ut- gang auktoriserar avkünningen av associerade termoelektriska son- den, under förmedling av en mätledning 21, 22 eller ZS som tillhör dess mätgrupp. Skiltregisterstegen för utfragningskretsarna 11 som tillhör en och samma mätgrupp 1, 2 eller 3 är anordnade i kedje- -konfiguration och bildar ett skiftrcgister med serieingang och parallella utgangar. Dataingângen hos det första steget l kedjan är ansluten till en utgång 24 hos mikroprocessorn 5. Dataingangen hos ett annat steg är ansluten till utgången hos det steg som före- gar detsamma i kedjan. Klock-ingangarna hos skiktregisterstegen för utfragningskretsarna 11 tillhörande en och samma grupp är kopplade 7902183-8 parallellt till en särskild ledning som kallas klockledning 31, 32 eller 35 vilken slutar vid en utgang hos multiplexeraren 0.The interrogation circuit 11, to which each thermoelectric probe 10 is connected, comprises a shift register stage, which at its output authorizes the sensing of the associated thermoelectric probe, by means of a measuring line 21, 22 or ZS belonging to its measuring group. The sign register stages for the interrogation circuits 11 belonging to one and the same measuring group 1, 2 or 3 are arranged in a chain configuration and form a shift register with series input and parallel outputs. The data input of the first stage 1 of the chain is connected to an output 24 of the microprocessor 5. The data input of another stage is connected to the output of the stage which precedes the same in the chain. The clock inputs of the layer register stages of the interrogation circuits 11 belonging to one and the same group are connected in parallel to a special line called clock line 31, 32 or 35 which ends at an output of the multiplexer 0.

Multiplexeraren S, som adresseras av mikroproeessorn, bringar en av sina utgangar i relation till en utgang 25 hos mikroprocessorn * 5 5 pa vilken en klocksignal är disponibcl. ll Såsom skall framgå av det följande med avseende pa fig. 2, är utgången hos ett skiftregister för en utfragningskrets 11 an- ordnad att, när den är i den logiska nivån 1, styra tíllförseln av spänning till den associerade termoelektriska sonden 10, vilken spänningstillförsel möjliggör avkänningen av sonden under förmed- ling av mütledningen 21, 22 eller 23 tillhörande mätgruppen 1, 2 eller 3 av vilken de utgör del. l vila, dvs utanför avkänningsperioderna för de termoeloktrís- ka sonderna i en mätgrupp, kommer skiftregisterstegen hos utfråg- 15 ningskretsarna 11 i denna mätgrupp icke att mottaga någon klock= signal, och har alla sina utgångar i den logiska nivån O.The multiplexer S, which is addressed by the microprocessor, relates one of its outputs to an output 25 of the microprocessor * 5 on which a clock signal is available. As will be seen from the following with reference to Fig. 2, the output of a shift register for an interrogation circuit 11 is arranged to, when in the logic level 1, control the supply of voltage to the associated thermoelectric probe 10, which voltage supply enables the sensing of the probe during the transmission of the bead line 21, 22 or 23 belonging to measuring group 1, 2 or 3 of which they form part. At rest, i.e. outside the sensing periods of the thermoelectric probes in a measuring group, the shift register stages of the interrogation circuits 11 in this measuring group will not receive any clock = signal, and have all their outputs in the logic level O.

Mätgruppcn har då ingen av sina termoelektriska sonder 10 un- der spänning, och mätledningen som är tilldelad densamma överför endast en information som motsvarar läckningar hos systemet. 20 Under perioden för avkänning av de termoelektriska sonderna 10 hos en mätgrupp 1, 2 eller 3 kommer endast en utgång hos ett skiftregistersteg hos utfrâgningskretsarna 11 för denna mätgrupp att vara i nivån 1 så att det aldrig samtidigt finns mer en enda termoelektrisk sond 10 under spänning. Dessutom kommer alla skift- 25 registerstegen hos utfrågningskretsarna för mätgruppen att mottaga en klocksignal under förmedling av klockledningen 31, 32 eller 33 som tillhör den ifrâgvarande mätgruppen 1, 2 eller 3. Klocksigna- len åstadkommer progressíon av den logiska nivån 1 längs kedjan av skiftregisterstegen hos utfrågningskretsarna i mätgruppen och 30 åstadkommer sålunda successiv spänníngstillförsel till de tenno- elektriska sonderna 10 hos den senare.The measuring group then has none of its thermoelectric probes 10 under voltage, and the measuring line assigned to it transmits only information corresponding to leaks in the system. During the period for sensing the thermoelectric probes 10 of a measuring group 1, 2 or 3, only one output of a shift register stage of the interrogation circuits 11 for this measuring group will be in level 1 so that there is never more than one single thermoelectric probe 10 under voltage. . In addition, all the shift register stages of the measuring circuit interrogation circuits will receive a clock signal while transmitting the clock line 31, 32 or 33 belonging to the respective measuring group 1, 2 or 3. The clock signal causes progression of the logic level 1 along the chain of the shift register stages of the interrogation circuits in the measuring group and 30 thus provide successive voltage supply to the tin-electric probes 10 of the latter.

Styrningen av avkänningen av de termoelektriska sonderna 10 i en mätgrupp medelst mikroprocessorn 5 sker på följande sätt: Mikroprocessorn S adresserar avmultiplexeraren 9 för att an- , 35 sluta ingången hos den analog-digitala omvandlaren 4 till mätled- ningen Zl, 22 eller 23 som är tilldelad till den ifrågavarande mätgruppen 1, 2 eller 3. Den alstrar vid sin utgång 25 en klocksig- na] som den medelst multiplexeraren 8 riktar på klockledningen 51, 53 eller 33 för den ifrågavarande mätgruppen 1, 2 eller 3. Den ger 40 slutligen på sin utgång 24 en startsignal bestående av en puls '_11 1 Id '41 'vi (i 5 7 7902183-8 synkron med klocksignalen. Startsígnalen möjliggör att tillata skiftregistersteget hos utfragníngskretsen 11, placerad i början av kedje-konfigurationen i den ífragavarande mñtgruppen, att övergå till den logiska nivan 1. Den har ingen verkan pa utfragningskret- sarna 11 hos de andra mätgrupperna, vilka icke mottager kloeksig- nal. Därefter hríngar klocksignalen den logiska nivan 1 att fram- flyttas längs kedje-konfigurationen av skiftregistreu pa utfråg- ningskrelsarua 11 i ifragavarande mütgrupp. Mikroprocessorn S skif- tar mötgrupp efter ett antal kloekperioder bestämda som Funktion av antalet termoelektriska sonder 10 hos ifragavarande mätgrupp.The sensing of the sensing of the thermoelectric probes 10 in a measuring group by means of the microprocessor 5 takes place as follows: The microprocessor S addresses the demultiplexer 9 to connect the input of the analog-to-digital converter 4 to the measuring line Z1, 22 or 23 which is assigned to the measuring group 1, 2 or 3 in question. It generates at its output 25 a clock signal] which it directs by means of the multiplexer 8 to the clock line 51, 53 or 33 for the measuring group 1, 2 or 3 in question. its output 24 is a start signal consisting of a pulse '_11 1 Id '41' vi (in 5 7 7902183-8 synchronous with the clock signal. The start signal makes it possible to allow the shift register stage of the interrogation circuit 11, located at the beginning of the chain configuration in the measuring group move to the logic level 1. It has no effect on the interrogation circuits 11 of the other measuring groups, which do not receive a clock signal, after which the clock signal rings the logic ni van 1 to be advanced along the chain configuration of the shift register on the interrogation circle 11 in the bribery group in question. The microprocessor S changes meeting group after a number of sewer periods determined as Function of the number of thermoelectric probes 10 of the measuring group in question.

Detta verkningssätt tillater att dessutom utföra isolations- -tester. Mikroprocessorn 5 kan nämligen utvülja en mütgrupp och tillföra klocksignalen till densamma utan att avgíva startsígnalen.This mode of operation also allows insulation tests to be performed. Namely, the microprocessor 5 can select a muting group and supply the clock signal to it without emitting the start signal.

Analog-digital-omvandlaren 4 tillför dä en motsvarande information om systemets läckor. Denna operation kan utföras vid igangsatt~ ningen eller i varje annat ögonblick för att till den logiska nivan 0 aterställa utgangarna hos skiftregisterstegen för utfragnings- kretsarna 11 hos en mätgrupp.The analog-to-digital converter 4 then supplies a corresponding information about the leaks of the system. This operation can be performed at the start-up or at any other moment to restore to the logic level 0 the outputs of the shift register stages of the interrogation circuits 11 of a measuring group.

Mikroprocessorn S utför mätcykler pa sekvensiellt sätt pa alla grupperna. Den är programmerad för att vid varje avkünning av en termoelektrisk sond 10 hos en individuell mätgrupn 1 eller 2, utföra beräkning av den energimängd som förbrukas vid en radiator, pa vilken den samplade sonden är placerad, under tillämpning av följande relation: Qcc = Pocc. Fritt). gt Pocc är den nominella effekten hos radiatorn pà vilken den ifrågavarande termoelektriska sonden är placerad, för en tempera- turskillnad av +30OC.The microprocessor S performs measurement cycles sequentially on all groups. It is programmed to perform, at each sensing of a thermoelectric probe 10 of an individual measuring group 1 or 2, a calculation of the amount of energy consumed by a radiator on which the sampled probe is placed, applying the following relation: Qcc = Pocc. Free). gt Pocc is the nominal power of the radiator on which the thermoelectric probe in question is located, for a temperature difference of + 30 ° C.

¿§T är skillnaden mellan den temperatur som uppmätes av den ífragavarande termoelektriska sonden och temperaturen IOOC.¿§T is the difference between the temperature measured by the thermoelectric probe in question and the temperature IOOC.

F[¿§T) är en funktion som relaterar den uppmätta temperaturen till den avgivna effekten. Som ovan angivits, såsom exempel, antages . ,1 T" densamma vara lika med ¿¿l '”°. ¿¿t är den period, som âtskíljer tva successiva avkünningar av samma termoelektriska sond.F [¿§T) is a function that relates the measured temperature to the output power. As stated above, by way of example, it is assumed. , 1 T "the same be equal to ¿¿l '” °. ¿¿T is the period, which separates two successive sensations of the same thermoelectric probe.

Vid varje avkünning av en termoelektrisk send 10 hos en indi- viduell mätgrupp 1 eller Z, utför mikroprocessorn: - en analog-digital-omvandling av den signal som tillföres av den Termoelektriska sonden via analog-digital-omvandlings-kretsen 4, UN 10 7902183-8 - subtraktion fran ett digitalvürde som erhalls genom analog-digi- tal-omvandlaren 4, av ett värde som är representativt för omgiv- ningstemperaturen ZOOC, - transkodning av det värde som erhålles medelst en F(QiT) Qït- E- -omvandlingstabell inskriven i ett internt minne, - multiplikation av det erhållna värdet med effektfaktorn Po som gäller för radiatorn, på vilken är placerad den samplade termoelekt- riska sonden 10, vilken faktor även är inskriven i ett internt min- ne, och - summering av det värde som erhålls i en minnesposition, benämnd mätare-position, som är gemensam för de värden som erhülls fran avkänningarna av de termoelektriska sonderna tillhörande samma mät- I det beskrivna exemplet finns tva mätare-positio- grupp 1 eller 2.At each sensing of a thermoelectric transmitter 10 of an individual measuring group 1 or Z, the microprocessor performs: - an analog-to-digital conversion of the signal supplied by the thermoelectric probe via the analog-to-digital conversion circuit 4, UN 10 7902183 Subtraction from a digital value obtained by the analog-to-digital converter 4, of a value representative of the ambient temperature ZOOC, - transcoding of the value obtained by means of an F (QiT) Qït-E- conversion table written in an internal memory, - multiplication of the obtained value by the power factor Po which applies to the radiator, on which the sampled thermoelectric probe 10 is placed, which factor is also written in an internal memory, and - summing up that value obtained in a memory position, called meter position, which is common to the values obtained from the sensations of the thermoelectric probes belonging to the same meter. In the described example there are two meter position group 1 or 2.

V H81". 15 l-J UI 'JJ U'l -1 l) -Vid avkänningen av de termoelektriska sonderna 10 för den ge- mensamma mätgruppen 5 programmeras mikroprocessorn 5 för att utföra: - en analog-digital-omvandling av den signal som lämnas av den samplade termoelektriska sonden till följd av analog-digital-omvand- laren 4, och - en jämförelse av det erhållna värdet med ett tröskelvärde som mot- svarar exempelvis 3000, vilket, om det icke erhalles, åstadkommer stannande av räkningen. Man måste nämligen undvika funktionerande av räknaren, när de individuella uppvärmnings-installatíonerna icke matas, till exempel under sommaren.V H81 ". 15 lJ UI 'JJ U'l -1 l) -When sensing the thermoelectric probes 10 for the common measuring group 5, the microprocessor 5 is programmed to perform: - an analog-to-digital conversion of the signal provided of the sampled thermoelectric probe due to the analog-to-digital converter 4, and - a comparison of the obtained value with a threshold value corresponding to, for example, 3000, which, if not obtained, causes the count to stop. avoid the operation of the counter when the individual heating installations are not fed, for example during the summer.

Mätgruppen 3 innefattar tvâ termoelektríska sonder 10 för er- hållande av ankomsttemperaturen hos uppvärmningsfluidet; detta av säkerhetsskäl på grund av vikten eller betydelsen av denna mätning.Measuring group 3 comprises two thermoelectric probes 10 for obtaining the arrival temperature of the heating fluid; this for safety reasons due to the importance or significance of this measurement.

Programmet för mikroprocessorn 5 kan likaledes kompletteras med operationer baserade på jämförelse mellan de signaler, som läm- nas av de termoelektriska sonder som tillhör individuella mätgrup- per 1 eller 2 och de signaler som lämnas av de termoelektríska son- derna i den gemensamma mätgruppen 3. Dessa operationer kan bestå av validerings-tester eftersom daitemperatur som uppmäts pa radia- torerna hos individuella installationer, icke kan vara högre än temperaturen hos fluidet som matar installationerna. De kan lika- ledes vara säkerhets-operationer vid eventuella fel hos en eller flera mätgrupper, varvid ett antagande göres beträffande temperatu- ren hos radiatorerna, med utgång från temperaturen hos fluidet som matar installationerna, eller tester för rätt funktionerande som styr alarmanordningan Ia än 50 Lu Ut 40 7902183-8 Hikioprocessorn 5 utnyttjas likaledes för styrning av en tan- gentsats e och en display T. Tangentsatsen tjänar till att i det interna minnet hos mikroprocessorn 3 inskriva karakteristiker be- träffande mät-nätet: - antal mät-grupper, - antal termoelektriska sonder per mät-grupp, - värde av koefficienterna Pocc för varje radiator i individuella uppvärmnings-installationer, och likaledes för styrning av displayen för de mätare-positioner som hänför sig till de individuella uppvärmnings-installationerna.The program for the microprocessor 5 can also be supplemented with operations based on a comparison between the signals provided by the thermoelectric probes belonging to individual measuring groups 1 or 2 and the signals provided by the thermoelectric probes in the common measuring group 3. These operations may consist of validation tests because the temperature measured on the radiators of individual installations may not be higher than the temperature of the fluid feeding the installations. They can also be safety operations in the event of a fault in one or more measuring groups, an assumption being made regarding the temperature of the radiators, based on the temperature of the fluid that feeds the installations, or tests for proper functioning that control the alarm device Ia than 50 Lu Ut 40 7902183-8 The Hikioprocessor 5 is likewise used for controlling a key set e and a display T. The key set serves to write in the internal memory of the microprocessor 3 characteristics concerning the measuring network: - number of measuring groups, - number of thermoelectric probes per measuring group, - value of the coefficients Pocc for each radiator in individual heating installations, and also for controlling the display for the meter positions relating to the individual heating installations.

Omvandlinvstabellen för F(.ÄT)-.St D- kan vara inskriven med program- met för mikroprocessorn i ett programminne, där inskrivningen sker en gang för alla vid konstruktionen av anordningen.The conversion table for F (.ÄT) -. St D- can be written with the program for the microprocessor in a program memory, where the writing takes place once and for all during the construction of the device.

Den exakta konfigurationen av förbindelserna mellan míkropro- cessorn 5 och dess kring-utrustningar: tangentsats 6, display 7, analog-digital-omvandlare 4, multiplexerare 8, armultiplexerare 9 vilka utgör de centraliserade organen för behandling av informatio- nen, liksom även programmeringen av mikroprocessorn 5 för att den skall fullborda de ovannämnda funktionerna, skall icke angivas i detalj.The exact configuration of the connections between the microprocessor 5 and its peripherals: keypad 6, display 7, analog-to-digital converter 4, multiplexer 8, arm multiplexer 9 which constitute the centralized means for processing the information, as well as the programming of the microprocessor 5 in order for it to complete the above-mentioned functions should not be specified in detail.

Man kan exempelvis som mikroprocessor använda en 8048 från Société Intel med en digital-analog-omvandlare MC ISOSL-8 fran Société Motorola. Denna grupp kompletteras av en differential-för- starkare som tjänar som komparator. Analog-digital-omvandlingen uppnas medelst ett program för dikotomi-sökning som utföres av mikroprocessorn. Andra lösningar är även möjliga, i synnerhet: - användning av en omvandlare med en dubbel ramp och ett program för räkning/nedräkning, avsedd för att i mikroprocessorns minne erhålla ett tal representativt för mätningen. Ûmvandlaren med dubbel ramp àstadkommes då med tillhjülp av en oporationsförstärkare, med vilken är associerad en motkopplings- krets som innefattar ett motstand och en kapacitans, samt en kom- parator, - användning av en analog-digital-omvandlare av konventionell typ. l detta fall reduceras rollen av mikroprocessorn till läsning av det tal som finns vid omvandlarens utgång i det ögonblick då mät- ningen utföres, Den valda lösningen, som är funktion av mikroprocessorns ka- rakteristiker: räknarbastighet och avbrottsmöjligheter, utgör icke del av uppfinningen och utgår från vanlig teknik för behandling av 10 20 7902183-8 10 mätningen. Detsamma gäller även beträffande de anslutna kretsarna för astadkommande av tangentbord-kodning, display, multiplexering och avmultiplexering av ingång/utgang med denna typ av mikroproces- S01”.For example, an 8048 from Société Intel can be used as a microprocessor with a digital-to-analog converter MC ISOSL-8 from Société Motorola. This group is complemented by a differential amplifier that serves as a comparator. The analog-to-digital conversion is achieved by means of a dichotomy search program performed by the microprocessor. Other solutions are also possible, in particular: - the use of a converter with a double ramp and a counting / counting down program, intended to obtain in the microprocessor's memory a number representative of the measurement. The dual ramp converter is then provided with the aid of an operation amplifier, with which is associated a feedback circuit comprising a resistor and a capacitance, as well as a comparator, - the use of an analog-to-digital converter of conventional type. In this case, the role of the microprocessor is reduced to reading the number present at the output of the transducer at the moment the measurement is performed. from conventional technology for processing the measurement. The same applies to the connected circuits for providing keyboard coding, display, multiplexing and multiplexing of input / output with this type of microprocessor - S01 ”.

De centraliserade hehandlingsorganen för informationen är associerade med mätgrupperna som hostar av termoelektriska sonder 10 och deras utfrägningskretsar 11 placerade på bestämda ställen och förbundna genom polarisations-, jord-, klocka-, mütnings- och progressíons-ledningar. Fig. Z visar detaljerat kretsarna för mon- tage av tvâ termoelektriska sonder 10 med deras utfragningskretsar 11 och de ledningar som förbinder desamma.The centralized processing means for the information are associated with the measuring groups coughing of thermoelectric probes 10 and their interrogation circuits 11 located at specific locations and connected by polarization, ground, clock, mutation and progression lines. Fig. Z shows in detail the circuits for mounting two thermoelectric probes 10 with their interrogation circuits 11 and the wires connecting them.

Den första termoelektriska sonden är en termistor som repre- senteras av ett variabelt motstånd 40. Den andra sonden, vilken icke befinner sig pâ samma ställe men utgör del av samma mätgrupp, är likaledes en termístor som representeras av ett variabelt mot- stand 40'. Montagekretsarna för dessa tva termistorer 40, 40' är identiska, och deras motsvarande element är försedda med samma hän- visningsbeteckníngar, samt med ett primtecken för montaget av ter- mistorn 40'.The first thermoelectric probe is a thermistor represented by a variable resistor 40. The second probe, which is not in the same place but forms part of the same measuring group, is likewise a thermistor represented by a variable resistor 40 '. The mounting circuits of these two thermistors 40, 40 'are identical, and their corresponding elements are provided with the same reference numerals, and with a prime sign for the mounting of the thermistor 40'.

Termistorn 40 resp. 40' är monterad i brygga med en potentie- meter 41 resp. 41' som tillåter attannullera verkningarna av onog- grannheten av det nominella värdet av termistorn.Thermistor 40 resp. 40 'is mounted in a bridge with a potentiometer 41 resp. 41 'which allows to cancel the effects of the inaccuracy of the nominal value of the thermistor.

Den fria änden av potentiometern 41 resp. 41' är ansluten till en matningsledning S0, som exempelvis har potentialen +15 volt.The free end of the potentiometer 41 resp. 41 'is connected to a supply line S0, which for example has the potential +15 volts.

Den fria änden av termístorn 40 resp. 40' är ansluten till utgången Q hos en víppa av typen D 42 resp. 42' under förmedling av ett ínverterar- och effektförstärkarsteg 43 resp. 43'. Vippan av typen D 42 resp. 42' utgör skiftregistersteget för utfrågningskretsen.The free end of the thermistor 40 resp. 40 'is connected to the output Q of a flip-flop of type D 42 resp. 42 'during transmission of an inverter and power amplifier stage 43 resp. 43 '. The rocker of type D 42 resp. 42 'constitutes the shift register step for the interrogation circuit.

Den är polaríserad med den spänning som utvecklas mellan matnings- ledningen 50 och en jordledníng 51. Dess klock-ingång är parallell- kopplad med klockledningen S2. Den är slutligen kopplad i serie i en progressions-ledning 53 under förmedling av dess ingång D och dess utgång Q.It is polarized with the voltage developed between the supply line 50 and a ground line 51. Its clock input is connected in parallel with the clock line S2. It is finally connected in series in a progression line 53 while transmitting its input D and its output Q.

Förbindelsepunkten mellan termistorn 40 resp. 40' och poten- tiometern 41 resp. 41' är ansluten till den icke inverterande in- gången hos en differentíalförstärkare 44 resp. 44' kopplad för im- PGdﬂHS"mïHSkHiHg, vilka förstñrkares utgångar via dioder 45 resp.45' är paru11e11köpp1ade'ti11 en mätledning 54. Denna differentíalför- stärkare 44 resp. 44' matas med den spänning som utvecklas mellan matningsledningen 50 och jordledningen 51. Alla dioderna 45, 45' 'a 1 IU IJ Ul 'vi 'J1 40 11 79Û2183-8 är genom sin Latod anslutna till mätledningen Si vilken därför hringas till den lägsta potentialen av de tva som utvecklas vid ut- gangarna hos differentialförstärkarna di, 44' som är anslutna till densamma.The connection point between the thermistor 40 resp. 40 'and the potentiometer 41 resp. 41 'is connected to the non-inverting input of a differential amplifier 44 resp. 44 'connected for im- PGd ﬂ HS "mïHSkHiHg, which amplifiers' outputs via diodes 45 and 45 ', respectively, are connected to a measuring line 54. This differential amplifier 44 and 44', respectively, is supplied with the voltage developed between the supply line 50 and the ground line 51. All the diodes 45, 45 '' a 1 IU IJ Ul 'vi' J1 40 11 79Û2183-8 are connected by their Latod to the measuring line Si which is therefore circled to the lowest potential of the two developed at the outputs of the differential amplifiers di, 44 'which are connected to the same.

I franvaro av avkänníng av termistorn 40 är utgangen Q hos vippan av typen D 43 i den logiska nivan O, dvs med en potential i närheten av jordpotential. Detta medför, vid utgangen hos den in- verterande förstärkaren 43, en spänning i närheten av spänningenlms matníngsledningen 50. Mätbryggan som innefattar termistorn JU har vid sina tva ändar och sålunda vid sin mittpunkt potentialen hos matningsledningcn 50. Därav följer, vid differentíalförstärkarens 44 utgang, en potential i närheten av potentialen hos matníngsled- ningen 50.In the absence of sensing the thermistor 40, the output Q of the flip-flop of type D 43 is in the logic level 0, i.e. with a potential in the vicinity of ground potential. This causes, at the output of the inverting amplifier 43, a voltage in the vicinity of the voltage of the supply line 50. The measuring bridge comprising the thermistor JU has at its two ends and thus at its center the potential of the supply line 50. Hence, at the output of the differential amplifier 44, a potential close to the potential of the supply line 50.

Vid avkänning av termistorn 40 är utgangen Q hos vippan av typen D 43 i den logiska nivån 1. Detta medför, vid utgången hos den inverterande förstärkaren 43, en spänning i närheten av spän- ningen hos jordledningen 51. Mätbryggan som innefattar termistorn 40 är under spänning. Polarisationen eller förspänningen í dess mittpunkt är beroende av resistansen hos termistorn 40 och alltså av den temperatur som densamma erhallit. Spänningen hos differen- tialförstärkaren 44 som kopierar spänningen i mittpunkten av mät- hryggan är lägre än spänningen hos matningsledningen 50. Eftersom endast en termistor samtidigt avkännes, är det endast differential- förstärkaren, som är ansluten till mätningsledningen 51, vars ut- gangsspänning är mindre än den hos förspänningsledningen 50. Mät- ningsledningen bringas därför till sin utgängspotential.Upon sensing the thermistor 40, the output Q of the flip-flop of type D 43 is at the logic level 1. This causes, at the output of the inverting amplifier 43, a voltage in the vicinity of the voltage of the ground line 51. The measuring bridge comprising the thermistor 40 is below voltage. The polarization or bias voltage at its midpoint depends on the resistance of the thermistor 40 and thus on the temperature it has received. The voltage of the differential amplifier 44 which copies the voltage at the center of the measuring ridge is lower than the voltage of the supply line 50. Since only one thermistor is sensed at a time, only the differential amplifier connected to the measuring line 51 has an output voltage of less. than that of the bias line 50. The measuring line is therefore brought to its output potential.

Ifraga om en mätgrupp tilldelad till en individuell uppvärm- ningsinstallation, sträcker sig de fem ledningarna 50, 51, 52, 53 och 54 längs installationen från en radlator till den nästa; varje termistor är fäst på en radiator och dess utfrägningskrets är fäst vid basen av radiatorn utefter ledningarna.In the case of a measuring group assigned to an individual heating installation, the five lines 50, 51, 52, 53 and 54 extend along the installation from one radlator to the next; each thermistor is attached to a radiator and its interrogation circuit is attached to the base of the radiator along the wires.

Det är möjligt, utan överskridande av uppfinnlngens ram, att modifiera vissa anordningar eller ersätta vissa organ med ekviva- lenta organ. Speciellt kan skiftregistersteget hos utfrägningskret- sen för de termoelektriska sonderna utformas på annat sätt, under användning av exempelvis logiska grindar av typen "NOCH" och "NELLER". Vidare kan anordnas en mätgrupp gemensam för flera indi- viduella uppvärmningsinstallationer varjämte en enda termoelektrisk sond kan anordnas i den gemensamma mâtgruppen 3. Säkerhetsâtgärder kan även vidtagas vid strejkande av den elektriska matningen av mätarsystemet.It is possible, without exceeding the scope of the invention, to modify certain devices or replace certain means with equivalent means. In particular, the shift register stage of the interrogation circuit for the thermoelectric probes can be designed in another way, using, for example, logic gates of the type "NOCH" and "NELLER". Furthermore, a measuring group common to several individual heating installations can be arranged, and a single thermoelectric probe can be arranged in the common measuring group 3. Safety measures can also be taken when the electrical supply of the meter system is on strike.

Claims

7902183-8 19., Patent Claim

Heat meters for individual installations for heating radiators supplied by a common heat energy source, characterized in that it includes: - thermoelectric probes (10) placed on the radiators of the individual heating installations and at the input of the common heat energy , - at least one measuring line (21, 32 or ZS) connected to the thermoelectric probes (10), - interrogation circuits (11) enabling sensing of the thermoclectric probes (10) and each comprising a shift register stage (42, 43 '). ), which shift register stages of the interrogation circuits (11) at the thermoelectric probes (10) are connected to one and the same measuring line (21, 22 or 23) and are arranged in a chain configuration to form a shift register with series inputs and parallel outputs, an analog-to-digital converter (4), - and a microprocessor (5) arranged to control the measuring line or lines (21, 22 or 23) and shift register stages a step or steps for sequentially supplying the signals from the thermoelectric probes (10) to the input of the analog-to-digital converter (4), to control said analog-to-digital converter (4), utilizing the digital values resulting from the sampling of the probe or probes located at the output of the common heat energy source to authorize or interrupt the measurement process, to transcode the digital values resulting from the sampling of the thermoelectric probes located in the the individual heating installations by means of an internal conversion table to correctly represent the amounts of heat emitted by the radiators where the probes are located, and to use the values obtained to increment the special accounts allocated to the individual heating installations. _

Meter according to claim 1, characterized in that it comprises: - measuring lines (21, ZZ), called individual ones, of the same number as the number of individual heating installations, each of which is connected to all the thermoelectric probes (10) of an individual heating installation, - a measuring line (23), called a common measuring line, connected to a thermoelectric transmitter (20) located at the outlet of the common heating ball, shift register with a series-connected input and parallel-output outputs of the same number as the individual payload lines (31, 22, each of which is associated with an individual payload line and has a number of steps equal to the number of thermoelectric probes connected to the line.

A meter according to claim 1 or 2, characterized in that it further comprises: a demultiplexer (9) arranged to select mute lines for controlling access of the measuring lines to the analog-to-digital converter, and a multiplexer (S ) arranged to select a clock pulse, which multiplexer controls the access of the rate inputs of the shift registers to a clock signal which determines the sampling rate, which selectors (S, 9) are controlled by the microprocessor (5).

Meter according to claim 1, characterized in that each thermoelectric probe (10) is placed in a measuring bridge arranged to be energized during the transmission of the output of a shift register stage and is connected, by means of an isolation diode (45, 45 '], with a measuring line (21, 22 or 231.

Meter according to claim 1, characterized in that an impedance-reducing amplifier (44, 44 ') is inserted between each thermoelectric probe (10) and the diode (45, 45') which connects it to a measuring line (21). , 22 or 23).