SE460929B - Saett och anordning foer maetning av volymen av en vaetska som stroemmar genom en maetkammare under en maetperiod - Google Patents

Description

460 92§ * 2 strömmar genom mätkammaren genom att räkna det antal pulser som pulsgivaren avger under mätperioden och multi- plicera detta tal med proportionalitotsfaktorn. Eftersom pulserna från en ovan beskriven mätanordning i regel matas direkt till ett volymräkneverk är det lämpligt att samma antal pulser alltid motsvarar samma volym oberoende av mätanordningen, så att samma faktor för omvandling av pulsantal till volym kan användas i alla räkneverk oberoende av till vilka mätanordningar dessa kopplas. Av konstruktionsmässiga skäl och i beroende av för vilken vätska som mätanordningen används varierar emellertid i praktiken omvandlingsfaktorn mellan olika mätanordningar. Detta problem kan dock, såsom visas i ovannämnda tyska patentansökan, lösas med hjälp av en efter pulsgivaren anordnad korrektionsenhet, i vilken det räknade antalet pulser multipliceras med en inställd korrektionsfaktor, så att det önskade förhållandet mellan pulser och volym erhålles. Ett annat känt sätt att lösa problemen är att ställa in kolvarnas slaglängd så att ett varv av axeln motsvarar en önskad volym. I en känd, av sökanden såld mätanordning, görs detta manuellt med hjälp av ett excenteraggregat- Det finns emellertid ytterligare problem och nackde- lar med ovan beskrivna anordningar och mätförfaranden som ännu inte har fått någon tillfredsställande lösning.

En konstruktionsmässig olägenhet utgör de ovan beskrivna anordningarna för kalibrering av mätanordningar- na så att det önskade förhållandet mellan pulsantal och volym erhålles. Excenteraggregatet är komplicerat och innefattar många delar, vilket medför att monteringen blir tidsödande och underhållet omfattande. Vidare erfor- drar båda anordningarna manuell kalibrering när förhål- landet mellan pulsantal och volym ändras p g a åldring och slitage. En ytterligare olägenhet är att anordningarna är relativt lätta att manipulera.

Andra problem och nackdelar hör samman med mätnog- grannheten. Naturligtvis vill man uppnå så hög mätnog- 460 929 3 grannhet som möjligt och för exempelvis mätanordningar i bensinpumpar finns gränser för hur stort mätfelet maxi- malt får vara. Idag kända mätanordningar har i och för sig god mätnoggrannhet, men mätfelets storlek beror av vätskans flödeshastighet, så att mätfelet är betydligt större vid mycket små och vid mycket stora flödeshastighe- ter än vid mellanliggande flödeshastigheter, vilket inte är tillfredsställande. Efter hand som anordningen åldras och slits ökar dessutom mätfelet, vilket medför att an- ordningarna, såsom nämnts, måste omkalibreras.

En annan nackdel med kända mätanordningar är att de inte tar hänsyn till den mätta vätskans temperatur. Väts- kors volym är nämligen temperaturberoende, vilket betyder att om man exempelvis tankar bensin så får man mindre energi per volymsenhet när bensinen har högre temperatur än när den har lägre temperatur. Det vore alltså rättvisa- re om betalningen för bensinen skedde efter energiinnehåll istället för efter volym. För detta ändamål är det önsk- värt att mätanordningarna även kan bestämma den volym som motsvarar en förutbestämd standardtemperatur. Ändamålet med föreliggande uppfinning är således att åstadkomma ett nytt sätt och en ny anordning för volym- mätning som eliminerar ovannämnda problem och nackdelar. Ändamålet uppnås medelst det inledningsvis beskrivna sättet, som kännetecknas av stegen att under varje mät- intervall dels detektera pulserna från pulsgivaren, dels multiplicera varje enskild detekterad puls med en flödeskorrektionsfaktor, vilken väljs utifrån summan av de korrigerade pulsvärdena för ett föregående mätintervall, dels addera de korrigerade pulsvärdena till en summavariabel och dels bestämma vätskevolymen under det aktuella mätintervallet genom att multiplicera denna summavariabels värde med en volym- omvandlingsfaktor; och av steget att summera vätskevolymen för alla mätintervaller under mätperioden. ä' Vid en vidareutveckling av uppfinningen korrigeras i varje mätintervall var och en av de detekterade pulserna även med en temperaturkorrektionsfaktor, vilken väljs 460 92§i 4 utifrån den under föregående mätintervall bestämda tempera- turen, sà att varje puls representerar en volym vid en förutbestämd standardtemperatur.

För att eliminera behovet av manuell omkalibrering p g a slitage korrigeras vidare i varje mätintervall var och en av de detekterade pulserna med en åldrings- korrigeringsfaktor, vars storlek beror av den totala vätskevolym som har strömmat genom mätkammaren.

Sättet enligt uppfinningen medför att mätnoggrann- heten blir bättre, att behovet av manuell omkalibrering p g a slitage elimineras och att det blir möjligt att ta betalt efter energiinnehåll och ej efter den tempera- turberoende volymen. Det blir dessutom svårare att mani- pulera anordningen.

Anordningen för genomförande av sättet kännetecknas av minneswrgan för lagring av en eller flora korrektions- faktorer, multipliceringsorgan för multinlicering av varje av detekteringsorganen detekterad puls med ena eller flera korrektionsfaktorer, addcringsorgan för addering av de korrigerade pulsvärdena och multi- pliceringsorgan för multiplikation av summan av de adde- rade korrigerade pulsvärdena med en volymomvandlings- faktor.

Anordningen är främst avsedd att placeras i mätorgan pá bensinstationer och att användas för mätning av hur stor volym bränsle som tankas, men det kan även användas för mätning av större volymer, exempelvis volymen av bränsle som överförs frán en tankbil till en tank eller från en depá till en tankbil.

I det följande skall föreliggande uppfinning beskri- vas med ett utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar. Fig l är en schematisk vy av en anordning för volymmätning och fig 2 är ett blockschema, som schema- tiskt visar principen för mätningen enligt uppfinningen. 460 929 Den i fig l visade mätanordningen, vilken generellt betecknas med hänvisningsnummer 1, innefattar en mät- kammare 2 och ett utrymme 3 för mätutrustning. Mätkammarcn 2 och utrymmet 3 avgränsas av sidoväggar 4 och åtskiljs av en vägg S. Utrymmet 3 avgränsas dessutom uppåt av ett lock 6. I mätkammaren 2 finns ej visade kolvar, vilkas förskjutning är en funktion av den genom mät- kammaren strömmande vâtskans volym och vilka är mekaniskt förbundna med ett roterbart axelaggregat 7, vilket inne- fattar en i mätkammaren anordnad första axel 7a och en i utrymmet 3 anordnad axel 7b. Den första axeln 7a är försedd med en hållare 8, vilken uppbär en ringformig permanentmagnet 9. I utrymmet 3 är den andra axeln roter- bart monterad i en nedsänkt del 10 av skiljeväggen 5.

Den andra axeln 7b uppbär på samma sätt som hàllaren 8 en ringformad permanentmagnet ll, vilken är koncentrisk med magneten 9. Axelaggregatets 7 rotation detekteras med hjälp av pulsgivarorgan, vilka innefattar en med hål försedd skiva l2, som är placerad pà den övre änden av axeln 7b, en ej visad optisk sändare och en ej heller visad optisk mottagare och med vilka axelns rotations- riktning kan bestämmas. Den optiska mottagaren är via en ledning 13 förbunden med en beräkningsenhet 14, vilken i sin tur via en ledning 15 är förbunden med en i mätkam- maren 2 anordnad temperaturkännare 16 och via ej visade ledningar med utanför mätanordningen anordnade enheter, såsom en teckenfönsterenhet och en central dator.

I fig 2 visas schematiskt uppbyggnaden hos ett mät- system, med vilket volymen av den vätska som strömmar ge- nom mätanordningen under en mätperiod kan bestämmas. Mät- systemet innefattar en första pulsgivare 20, vilken är anordnad att avge ett förutbestämt antal pulser per varv som axelaggregatet 7 roterar i en första riktning, vilken exempelvis är lika med den riktning i vilken axelaggrega- tet normalt roterar vid överföring av bensin från en ben- sinreservoar på en bensinstation till ett fordons bränsle- tank. Till pulsgivaren 20 finns ansluten en första puls- 460 929' 6 detektor 21, vilken är anordnad att detektera de av denu första pulsgivaren 20 avgivna pulserna. På motsvarande sätt finns en pulsgivare 22, vilken är anordnad att avge samma förutbestämnda antal pulser per varv som axelaggregatet 7 roterar i en andra riktning, vilken då är lika med den riktning i vilken axelaggregatet roterar när vätska rinner tillbaka igenom mätanordningen till bensinreservoaren. Till den andra pulsgivaren 22 är ansluten en andra pulsdetektor 23, vilken är anordnad att detektera de av den andra pulsgivaren 22 avgivna pulserna. I praktiken utgörs den första och den andra pulsgivaren av en enda givare vars rotationsriktning detekteras på något lämpligt sätt, men för åskådlighetens skull visas denna som två separata block. De båda pulsdetektorerna 21 och 23 är kopplade till var sin ingång till beräkningsenheten 14. Till vardera in- gången på denna är kopplad en korrigeringsenhet 24 respek- tive 25, vars utgång är förbunden med en adderarenhet 26 respektive 27, vilken i sin tur är förbunden med en puls- ackumulator 28 respektive 29. Pulsackumulatorernas 28 och 29 utgångar är anslutna till plusingången respektive minusingången på en adderarenhet 30. Dennas utgång är förbunden med en skalningsenhet 32. Beräkningsenheten 14 innefattar vidare en tidbasenhet 33, vilken har en utgång till vardera pulsackumulatorn 28 och 29 samt en utgång till ett minne 34, vilket innehåller olika vid volymberäkningen utnyttjade korrigeringsfaktorer och vilket är förbundet med de båda korrigeringsenheterna 24 och . Beräkningsenhetens 14 utgång är ansluten till en ingång till ett räkneverk, en dator eller någon motsvarande enhet, vilken i fig 2 representeras av en multiplikator 35, i vilken omvandling från pulsantal till volym utföres och till vilken hör ett teckenfönster (visas ej) för presenta- tion av mätresultaten.

I det följande skall det i fig 2 visade mätsystemets funktion beskrivas närmare. Den första pulsgivaren 20 al- strar alltså ett förutbestämt antal pulser per varv som axelaggregatet 7 roterar. Dessa pulser detekteras av den " D 460 929 7 första pulsdetektorn 21 och matas till beräkningsenhetens 14 ingång. I korrigeringsenheten korriqeras eller "multi- pliceras" varje puls med en eller flera korrigeringsfak- torer. Såsom tidigare nämnts varierar nämligen storleken på mätfelet med vätskans flödeshastighet. Ett varv av axelag- gregatet motsvarar med andra ord inte exakt samma volym vid olika flödeshastigheter. Därför utföres alltid en flödes- korrektion i korrigeringsenheten 24. I minnet 34 finns la- grat en lista med de mot olika flödeshastigheter svarande korrektionsfaktorerna, vilka alla har ett värde nära l.

Företrädesvis finns en korrektionfaktor för varje liter per minut.

För att en lämplig korrektionsfaktor skall kunna väl- jas för korrektion av en puls i korrektionsenheten 24 inde- las den mätperiod under vilken den genom mätanordningens strömmande vätskevolymen mäts i ett stort antal mätinter- valler, vilka är mycket korta, exempelvis 50 ms och vilkas längd fastställs med hjälp av tidbasenheten 33. Under detta korta mätintervall kan flödeshastigheten antas vara ungefär- ligen konstant. Vidare varierar flödeshastígheten mycket lite mellan efter varandra följande mätintervaller. I ett och samma mätintervall kan alltså samma korrektionsfaktor användas för alla pulser som detekteras under intervallet.

Den lämpliga korrektionsfaktorn för ett mätintervall bestäms genom summering av de korrigerade pulsvärderna för de under ett föregående mätintervall detekterade pulserna, varvid erhålles ett värde på flödeshastigheten, vilket används för hämtning av motsvarande korrektions- faktor i listan i minnet 34.

Förutom korrigeringen för flödeshastigheten kan andra korrigeringar utföras på motsvarande sätt i korri- geringsenheten 24. Dessa korrigeringar kan innefatta korrigering för vätskans temperatur, varvid temperaturen mäts och en mot temperaturen svarande korrigeringsfak- tor hämtas i en lista i minnet 34, och korrigering för mätorganets åldring, varvid en korrigeringsfaktor används vars storlek är en funktion av volymen av den vätska som totalt har mätts upp med mätanordningen. 460 92§ “ 8 Varje korrigerat pulsvärde matas till adderarenheten 26, i vilken det adderas till en första mellanlagrings- variabel. Därefter bildas heltalsvärdet av den första mellanlagringsvariabelns värde, subtraheras detta heltals- värde från den första mellanlagringsvariabeln och adderas till en första summavariabel eller pulsackumulatorn 28. Eftersom pulsvärdena (lika med korrigeringsfaktorerna) är ungefär lika med l och dessa operationer utföres för varje pulsvärde som matas till adderarenheten blir heltalsvärdet alltid lika med 2, 1 eller O, vilket sche- matiskt visas i figuren. I pulsackumulatorn 28 summeras heltalsvärdena från adderaren 26 under varje mätintervall.

Pulser som alstras av den andra pulsgivaren 22 behandlas pá motsvarande sätt: pulserna detekteras av den andra pulsdetektorn 23, som matar dem till korrigerings- enheten 25, i vilken varje puls korrigeras eller multipli- ceras med samma fràn minnet 34 hämtade korrektionsfaktor som används i korrektionsenheten 24 för samma mätinter- vall. Varje korrigerat pulsvärde matas till adderarenheten 27 och adderas till en andra mellanlagringsvariabel.

Därefter bildas heltalsvärdet för värdet av den andra mellanlagringsvariabeln, subtraheras från denna och adderas till en andra summavariabel eller pulsackumu- latorn 29. _ De under varje mätintervall i pulsackumulatorerna 28 och 29 ackumulerade pulssummorna matas på signal från tidbasenheten 33 till en adderarenhets 39 plus- respektive minusingáng. Härvid erhålles nettoantalet pulser för mätintervallet. Detta antal adderas till en tredje summavariabel i en skalningsenhet 32 och värdet av den tredje summavariablens heltalsdivideras med en skalfaktor. Företrädesvis används olika skalfaktorer om nettoantalet pulser är större eller mindre än O, d v s om antalet pulser i den första riktningen är-större eller mindre än antalet pulser i den andra riktningen.

I det första fallet kan t ex skalfaktorn vara lika med . Skalningen utföres för att mätanordningen skall bli mindre störkänslig. Genom skalningen kommer enstaka 460 929 9 felaktiga pulser inte att ha någon inverkan eftersom det exempelvis i ovannämnda fall med skalfaktorn 10 erfordras åtminstone 10 pulser för att någon puls skall matas ut från beräkningsenheten 14. Resten vid heltalsdi- visionen lagras i den tredje summavariabeln medan resul- tatet av heltalsdivisionen avges pá beräkningsenhetens 14 utgång för överföring till multiplikatorn 35, i vilken det under varje mätintervall bestämda antalet pulser multipliceras med en volymomvandlingsfaktor.

Slutligen bör nämnas att flödeskorrektionsfaktorerna för korrektion av det av flödeshastigheten beroende mät- felet bestämmes experimentell.

Claims (9)

4eo 92å I 10 15 20 25 30 35 10 PATENTKRAV

1. Sätt att mäta volymen av en vätska som strömmar genom en mätkammare (2) under en mätperiod, vilken mätning utföres med hjälp av i mätkammaren placerade, rörliga kol- var, vilka är anordnade att förskjutas av vätskan, ett ro- terbart axelaggregat (7), vilket är förbundet med kolvarna och anordnat att bringas i rotation av dessa, och àtmins- tone en pulsgivare (12), som avger ett förutbestämt, mot volymen svarande antal pulser för varje varv som axelagg- regatet (7) roterar i en första riktning, vilket sätt om- fattar stegen att uppdela mätperioden i ett antal mätin- tervall, att detektera pulserna i varje mätintervall och att multiplicera de detekterade pulserna med en flödeskor- rektionsfaktor, k ä n n e t e c k n a t av stegen att under varje mätintervall dels multiplicera varje enskild detekterad puls med en flödeskorrektionsfaktor som väljs utifrân summan av de korrigerade pulsvärdena för ett före- gående mätintervall, dels addera de korrigerade pulsvär- dena till en summavariabel och dels multiplicera denna summavariabels värde med en volymomvandlingsfaktor för bestämning av vätskevolymen under det aktuella mätinter- vallet, och av steget att summera vätskevolymerna för alla _mätintervaller under mätperioden.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att steget att addera de korrigerade pulsvärdena till sum- mavariabeln utföres genom addering av varje korrigerat pulsvärde till en mellanlagringsvariabel, genom bestämning av heltalsvärdet av mellanlagringsvariabelns värde, genom subtrahering av detta heltalsvärde från mellanlagringsva- ribeln och genom addering av detta heltalsvärde till sum- mavariabeln. I

3. Sätt enligt kravet l eller 2, varvid mätningen ut- föres med hjälp av tvà pulsgivare, som avger ett mot voly- men svarande antal pulser vid vätskeströmning i den ena eller den andra riktningen genom mätkammaren, k ä n - n e t e c k n a t av stegen att under varje mätintervall dels detektera pulserna fràn den första och den andra .. ,..-......_....,.....-.--~ 10 15 20 25 30 35 '" 460 929 11 pulsgivaren, dels multiplicera varje enskild detekterad puls med flödeskorrektionsfaktorn, dels addera den första pulsgivarens korrigerade pulsvärden till en första summa- variabel, dels addera den andra pulsgivarens korrigerade pulsvärden till en andra summavariabel, dels subtrahera den andra summavariabeln från den första summavariabeln före steget att multiplicera denna summavariabels värde med volymomvandlingsfaktorn.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att steget att addera de korrigerade pulsvärdena till den andra summavariabeln utföres genom addering av varje kor- rigerat pulsvärde till en andra mellanlagringsvariabel, genom bestämning av heltalsvärdet av den andra mellanlag- ringsvariabelns värde, genom subtrahering av detta hel- talsvärde från den andra mellanlagringsvariabeln och genom addering av detta heltalsvärde till den andra summavaria- beln. '

5. Sätt enligt något föregående krav, t e c k n a t av att flödeskorrektionsfaktorn ligger i intervallet 0,0000-2,0000.

6. Sätt enligt något föregående krav, t e c k n a t k ä n n e - k ä n n e - av stegen att under varje mätintervall dels heltalsdividera summavariabelns värde med en första skal- faktor, om summavariabelns värde är större än O, och med en andra skalfaktor, om summavariabelns värde är mindre än 0, dels sätta summavariabeln lika med resten vid heltals- divisionen och dels multiplicera resultatet av heltals- divisionen med volymomvandlingsfaktorn för bestämning av vätskevolymen.

7. Sätt enligt något föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av stegen att under varje mätintervall dels korrigera varje detekterad puls med en temperaturkorrige- ringsfaktor, vilken väljs utifrån den under föregående mätintervall bestämda temperaturen.

8. Sätt enligt något föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av stegen att under varje mätintervall dels korrigera varje detekterad puls med en åldringskorrige- 460 92§ “ 10 15 20 25 30 35 12 ringsfaktor, vilken väljs utifrân den totala vätskevolym som har strömmat genom mätkammaren.

9. Anordning för mätning av volymen av en vätska som strömmar genom en mätkammare (2) under en mätperiod, vil- ken anordning har i mätkammaren placerade, rörliga kolvar, vilka är anordnade att förskjutas av vätskan, ett roter- bart axelaggregat (7), vilket är förbundet med kolvarna och anordnat att bringas i rotation av dessa, en pulsgi- vare (12), som avger ett förutbestämt antal pulser för varje varv som axelaggregatet (7) roterar, detekterings- organ (21, 23) för detektering av de av pulsgivaren (12) avgivna pulserna: och tidbasorgan (33) för uppdelning av mätperioden i mätintervaller, k ä n n e t e c k n a t av minnesorgan (34) för lagring av flödeskorrektionsfaktorer, multipliceringsorgan (24, 25) för multiplicering av varje av detekteringsorganen (21, 23) detekterad puls med en flödeskorrektionsfaktor, adderingsorgan (26, 27) för adde- ring av de korrigerade pulsvärdena och multiplicerings- organ (3) för multiplikation av summan av de adderade kor- rigerade pulsvärdena med en volymomvandlingsfaktor, samt summeringsorgan för summering av vätskevolymerna för alla mätintervaller under mätperioden.