利用计量器装置和计算单元之间选择性地耦合用于流动介质的容量计.pdf

本发明涉及一种容量计(2)，用于流动介质，尤其是用于液体，该容量计具有：计算单元(4)；容量测量装置，其具有可流通介质的测量室(20)，该测量室带有至少一个流入管道(10)和至少一个流出管道(12)；以及计量器装置，其中设置有传感器装置(36)，其将监测和/或查明各种流通介质的预定的特殊特征参数并且其中根据特征参数来选择性地进行计量器装置和计算单元(4)之间耦合或去耦。本发明还涉及一种在所述容量计(2)上实施的方法。

1.  一种容量计(2)，流动介质，尤其是用于液体，所述容量计具有：计算单元(4)；容量测量装置，其具有可流通介质的测量室(22)，所述测量室具有至少一个流入管道(10)和至少一个流出管道(12)；以及计量器装置，其中，设置有传感器装置(36)，其将监测和/或查明各种流通介质的预定的特殊特征参数并且其中根据特征参数来选择性地进行所述计量器装置和所述计算单元(4)之间耦合或去耦。

2.  根据权利要求1所述的容量计(2)，其特征在于，当借助于所述传感器装置(36)查明的特征参数符合一种液体(特指水)，则所述计量器装置和所述计算单元(4)之间进行耦合。

3.  根据权利要求1或2所述的容量计(2)，其特征在于，当借助于所述传感器装置(36)查明的特征参数符合一种气体(特指空气)，则所述计量器装置和所述计算单元(4)之间进行去耦。

4.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述传感器装置(36)具有装置，以便于查明和/或确定出流通测量室的介质或一种组合物的导电率、电阻、电容、电感、磁化系数、光密度或折射率或其他物理值。

5.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，设置有装置，其根据由所述传感器装置查明的特征系数值选择性地进行计量器装置和计算单元(4)之间的耦合和/或去耦。

6.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，根据至少一个预设的特征系数临界值进行耦合和/或去耦。

7.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述计算单元(4)和所述计量器装置的耦合和/或去耦进行电子控制。

8.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述计算单元(4)和所述计量器装置之间的耦合和/或去耦以电子、电磁、电感、电容、光学或机械的形式或一种组合形式来实现。

9.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述容量计是一种多射束式容量计。

10.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述计量器装置包括一个可移动地设置在所述测量室(20)中的测量体，其能够通过流过所述测量室的介质进行转动。

11.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述容量计是一种叶轮式计量器，其中所述计量器装置的测量体包括带有叶轮轴(18)的叶轮(14)。

12.  根据权利要求1至10中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述容量计是一种直流式计量器和/或所述计量器装置的测量体包括带有转轴的偏心设置的活塞。

13.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述计量器装置具有至少一个脉冲发射器(24a)和至少一个脉冲传感器(24b)，其中所述至少一个脉冲发射器与所述计量器装置的测量体形成有效连接并且与所述至少一个脉冲传感器(24b)这样一同工作，即所述测量体的转动能够以与容量成比例的脉冲形式通过所述脉冲传感器(24b)查明。

14.  根据权利要求13所述的容量计(2)，其特征在于，所述计量器装置的脉冲传感器(24b)可以与所述计算单元(4)这样耦合，即所述测量体的转动能够通过所述计算单元(4)查明和/或以一个容量进行换算。

15.  根据权利要求14所述的容量计(2)，其特征在于，换算以电子方式进行。

16.  根据权利要求1至12中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述计量器装置的测量体，尤其是其轴可以借助于带有至少一个齿轮及至少一个轴的传动装置与计算单元(4)这样耦合，即所述测量体的转动能够通过所述计算单元(4)查明和/或以一个容量换算。

17.  根据权利要求16所述的容量计(2)，其特征在于，换算可以借助于所述传动装置的相应传动比或比例执行。

18.  根据前述权利要求中任一项所述的容量计(2)，其特征在于，所述传感器装置(36)具有至少两个可导电的触点(36a、36b)，其在所述容量计(2)的由介质流通的区域中，尤其是在所述测量室(20)中依次间隔设置和/或在所述每两个触点(36a、36b)之间加载电压差。

19.  根据权利要求18所述的容量计(2)，其特征在于，可以设置装置，以便于流过所述至少两个触点(36a、36b)之间的介质的导电率和/或电阻能够进行监测和/或确定。

20.  根据权利要求19所述的容量计(2)，其特征在于，还设置装置，其在超过一个预设的导电率数值时使所述计算单元(4)在所述计量器装置上耦合和/或在低于预设的导电率数值时使所述计算单元(4)和所述计量器装置去耦。

21.  一种方法，用于计量流通介质，尤其是液体的容量，所述方法将借助于根据权利要求1至20中任一项所述的容量计来实施，其中将监测和/或查明每个流通介质的至少一个预设的特殊特征系数并且根据特征系数来选择性地进行所述计量器装置和所述计算单元(4)之间耦合和/或去耦。

22.  根据权利要求21所述的方法，其特征在于，当借助于所述传感器装置(36)查明的特征参数符合一种液体(特指水)或匹配于该种液体，则所述计量器装置和所述计算单元(4)之间进行耦合。

23.  根据权利要求21或22中一项所述的方法，其特征在于，当查明的特征参数符合一种气体(特指空气)或匹配于该种气体，则所述计量器装置和所述计算单元(4)之间进行去耦。

24.  根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其特征在于，流通所述测量室的介质或一种组合物的导电率、电阻、电容、磁化系数、光密度或折射率或其他物理值被查明和/或确定。

25.  根据权利要求21至24中任一项所述的方法，其特征在于，查明特征系数可以循环或连续地进行。

26.  根据权利要求21至25中任一项所述的方法，其特征在于，根据每个查明的特征系数值选择性地进行所述计量器装置和所述计算单元(4)之间的耦合和/或去耦。

27.  根据权利要求21至26中任一项所述的方法，其特征在于，根据至少一个预设的特征系数临界值进行耦合和/或去耦。

28.  根据权利要求21至27中任一项所述的方法，其特征在于，耦合和/或去耦进行电子控制。

29.  根据权利要求21至28中任一项所述的方法，其特征在于，耦合和/或去耦以电子、电磁、电感、电容、光学或机械的形式或一种组合形式来实现。

利用计量器装置和计算单元之间选择性地耦合用于流动介质的容量计
技术领域
本发明涉及一种容量计，用于流动介质，尤其是用于液体(例如水)，本发明还涉及一种相应的方法，用于计算容量，其中在管道网络中能够克服例如像空气一样的气泡所造成的不理想的错误计算结果。
背景技术
已知的用于液体的容量计，特别是被设计成干燥气体抽吸泵的多射束叶轮式计量器，其通常包括一个计算单元、一个或多个脉冲传感器以及一个测量使用件，其中叶轮和叶轮轴可转动地保持在两个支架上。此外还设置有至少一个脉冲发射器，其与叶轮轴连接且与该叶轮一起旋转并且与至少一个脉冲传感器这样一同工作，即该脉冲发射器在横穿传感器中的传感器区域时将唤起一个脉冲信号。在此，每种具有有限的持续时间以及预定脉冲高度或预定曲线走向的信号都看作是脉冲信号，例如像矩形脉冲。在维护工作和/或保养工作中以及在管道网络打开和/或中断和/或通风时存在的缺点在于，在管道中总是还会出现气泡。如果传统的容量计被这样的气泡通过，则这些气泡被错误地计算成液流但实际上根本没有液体流过计量器。传统的计量器不能区别不同的介质，只能单独地计算每种流体。因此原本所追求的液体容量计算及从而确定消耗量将会出现误差。
发明内容
本发明的目的在于能够准确而有效地确定出流通液体的容量。
该目的通过一种具有权利要求1特征的容量计来实现，该容量计用于流动介质，尤其是用于液体。本发明的有利设计方案和改进方案以及一种相应的方法在其他权利要求和以下说明书中加以说明。
根据本发明的容量计包括：计算单元；容量测量装置，其具有可流通介质的测量室，该测量室具有至少一个流入管道和至少一个流出管道；以及计量器装置，其中设置有传感器装置，其将监测和/或查明各种流通介质的预定的特殊特征参数并且其中根据特征参数来选择性地进行计量器装置和计算单元之间耦合或去耦。
在有利的设计方案中，当借助于传感器装置查明的特征参数符合一种液体(特指水)和/或匹配于该种液体，则计量器装置和计算单元之间进行耦合。
相应地在另一设计方案中，当借助于传感器装置查明的特征参数符合一种气体(特指空气)和/或匹配于该种气体，则计量器装置和计算单元之间进行去耦。
在另一设计方案中传感器装置具有装置，以便于查明和/或确定出流通测量室的介质或一种组合物的导电率、电阻、电容、电感、磁化系数、光密度或折射率或其他物理值。
另外可以有利地设置有装置，其根据由传感器装置查明的特征系数值选择性地进行计量器装置和计算单元之间的耦合和/或去耦和/或根据至少一个预设的特征系数临界值进行耦合和/或去耦。
在有利的设计方案中，计算单元和计量器装置的耦合和/或去耦进行电子控制，其中还设计出，计算单元和计量器装置之间的耦合和/或去耦以电子、电磁、电感、电容、光学或机械的形式或一种组合形式来实现。
在此，其尤其是一种多射束式容量计。
在另一设计方案中，计量器装置包括一个可移动地设置在测量室中的测量体，其能够通过流过测量室的介质进行转动。
其特别是一种叶轮式计量器，其中计量器装置的测量体包括带有时轮轴的叶轮，或是一种直流式计量器，其中计量器装置的测量体包括带有转轴的偏心设置的活塞。
在有利的设计方案中，计量器装置具有至少一个脉冲发射器和至少一个脉冲传感器，其中至少一个脉冲发射器与计量器装置的测量体形成有效连接并且与至少一个脉冲传感器这样一同工作，即测量体的转动能够以与容量成比例的脉冲形式通过脉冲传感器查明。
在有利的改进方案中，计量器装置的脉冲传感器可以与计算单元这样耦合，即测量体的转动能够通过计算单元查明和/或以一个容量进行换算，其中换算可以有利地以电子方式进行。
在可选的设计方案中，计量器装置的测量体，尤其是其轴可以借助于带有至少一个齿轮及至少一个轴的传动装置与计算单元这样耦合，即测量体的转动能够通过计算单元查明和/或以一个容量换算，其中换算可以借助于传动装置的相应传动比或比例执行。
在有利的改进方案中，传动装置包括一个耦合装置，通过该耦合装置可以进行计算单元和计量器装置之间的耦合(尤其是一种机械耦合)和/或去耦。
在另一设计方案中，传感器装置具有至少两个可导电的触点，其在容量计的由介质流通的区域中，尤其是在测量室中依次间隔设置和/或在每两个触点之间可以加载电压差。
另外还可以设置装置，以便于流过至少两个触点之间的介质的导电率和/或电阻能够进行监测和/或确定。
也可以设置装置，其在超过一个预设的导电率数值时使计算单元在计量器装置上耦合和/或在低于预设的导电率数值时使计算单元和计量器装置去耦。
在有利的改进方案中，脉冲计量器装置的脉冲发射器和脉冲传感器这样相互协调和/或这样一同工作，即脉冲发射器在脉冲传感器中唤起一个脉冲信号，其脉冲持续时间符合传感器区域中脉冲发射器的每个发射器元件经过的时间间隔。脉冲传感器在此例如是一种电感、电容或光学传感器，其中发射器元件和脉冲发射器相应地在传感器中进行协调。
光学传感器可以例如由LED和光电管构成，其中LED和光电管这样设置，即在出现脉冲信号时LED发出的光线射到相应的脉冲发射器上并且通过其发射器元件，例如一种高反射的镀金层反射到光电管上。
有利的是，至少一个脉冲传感器也可以集成到计算单元中。
另外，所述目的也可以通过一种方法来实现，该方法用于计量流通介质，尤其是液体(例如水)的容量，该方法将借助于根据前述实施例设计出的容量计来实施，其中将监测和/或查明每个流通介质的预设的特殊特征系数并且根据特征系数来选择性地进行计量器装置和计算单元之间耦合和/或去耦。
在仅一种特定介质，尤其是液体(例如水)上的容量计算可以进行选择限定并由此而提高了计算的有效性和/或准确性。
在方法的有利改进方案中，当借助于传感器装置查明的特征参数符合一种液体(特指水)和/或匹配于该种液体，则计量器装置和计算单元之间进行耦合，和/或当借助于传感器装置查明的特征参数符合一种气体(特指空气)和/或匹配于该种气体，则计量器装置和计算单元之间进行去耦。
在此作为特殊特征系数要查明和/或确定出流通测量室的介质或一种组合物的导电率、电阻、电容、磁化系数、光密度或折射率或其他物理值。
根据本方法，在此查明特征系数可以循环或连续地进行或实施。
在本方法的有利设计方案中，在此根据由传感器装置查明的特征系数值和/或根据至少一个预设的特征系数临界值选择性地进行计量器装置和计算单元之间的耦合和/或去耦。
在本方法的设计方案中，耦合和/或去耦进行电子控制。
进一步，计算单元和计量器装置之间的耦合和/或去耦以电子、电磁、电感、电容、光学或机械的形式或一种组合形式来实现。
在该方法的有利改进方案中可以根据介质特殊的特征系数临界值利用仅一个具有电子计算单元的容量计确定出不同介质(例如气体、水)的流通容量，但也可以分别确定出不同的液体和/或化学物质和/或油脂。
附图说明
本发明的其他说明以及有利的设计方案将根据附图和对应的实施例来来说明。
图1示出了根据本发明设计出的具有电子计算单元的叶轮式水容量计。
具体实施方式
在图1中，根据本发明示例设计出的多射流叶轮式水计量器2以截面图示出。这种容量计2具有：电子计算单元4，其设置在斗型设计的计算单元使用壳体6中；以及容量测量装置，其具有计量器装置，该计量器装置具有设计为斗的测量使用壳体8，其具有流入管道10和流出管道12，在该测量使用壳体中可转动地设置有设计为叶轮14的测量体。斗型设计的测量使用壳体8具有一个斗型底部，其中在第一支架16a中可转动地设置有承接叶轮14的叶轮轴18的第一端部18a。此外，第一支架板20具有第二支架16b，其中叶轮轴18的第二端部18b可转动地设置在该第二支架中并且该支架板20朝上限定测量使用壳体8并且一同与测量使用壳体8包围成原本的测量室22。
在测量使用壳体8支撑着第一支架板20以及计算单元使用壳体6。容量测量装置还具有计量器装置24，尤其是一种脉冲计量器装置，具有至少一个脉冲发射器24a，该脉冲发射器具有至少一个发射器元件25和至少一个脉冲传感器24b，其中至少一个脉冲发射器24a与叶轮轴18形成有效连接，尤其是固定地或刚性地与该叶轮轴和/或叶轮14连接，并且与至少一个脉冲传感器24b一同工作。在此示出的实例中，脉冲发射器24a在第一支架板20的附近区域中固定地与叶轮14连接。在此，脉冲发射器24a的表面法线平行于叶轮轴18。此外，第一支架板20具有用于密封计算单元使用壳体6的密封环13。另外还设置有容量计壳体28，其容纳有容量测量装置并且也至少部分地容纳计算单元使用壳体6并且在该壳体上支撑着测量使用壳体8。容量计壳体28分别具有一个相应管道系统处或其中的流入端接口30a和流出端接口30b，其中在流入管道端上集成有颗粒过滤其32。另外设置有具有盖子的螺旋结合装置，计算单元使用壳体6通过该装置与设备、低于支架板20、带有设备的测量使用壳体和容量计壳体28彼此固定和/或保持。
脉冲计量器装置24的脉冲发射器24a和脉冲传感器24b相互协调并且这样一同工作，即脉冲发射器24a在脉冲传感器24b中唤起一个脉冲信号，其脉冲持续时间对应发射器元件在传感器区域中经过的时间间隔。如果发射器元件25是由导电和/或反射或高反射材料构成，则对应的脉冲传感器24b可以相应电感或光学的形式设计，例如设计为电磁线圈或光源/感光的组合形式。
在该实施例中，测量件的转动或测量体14以及随之脉冲发射器24a的转动，在通过传感器区域时将唤起设计为电磁线圈的脉冲传感器24b的感应界限值的可测量变化以及与容量成比例的脉冲。
另外设置有传感器装置36，其将监测和/或查明各个流通的介质的至少一个可预设的特殊特征系数并且根据特征系数选择性地进行计量器装置和计算单元4之间的耦合和/或去耦。
当借助于传感器装置36查明的特征参数符合一种液体(特指水)或在预设的公差范围内匹配于该种液体，则计量器装置和计算单元之间进行耦合。
这意味着，当传感器装置36将流通的介质鉴别为液体(特指水)时，由脉冲传感器24b注册的与容量成比例的数字脉冲仅在这种情况下被提交到用于查明和/或容量换算和/或显示的计算单元4上。
如果流过测量装置的介质没有鉴别为液体(特指水)，则计量器装置和计算单元4之间进行去耦，其中由传感器24b查明的脉冲将中断提交到计算单元4上和/或由传感器查明的脉冲不被计算单元4查明和/或不会以一个容量进行换算和/或不被显示。
通过这种方式可以避免错误地计算通过容量测量计的空气或其他存在于管道网络中的气体包含，因为仅仅选择性地对液体流或流通的液体容量进行评估。
传感器装置24包括装置，这是为了实现以便于查明和/或确定出流通测量室的介质或一种组合物的导电率、电阻、电容、磁化系数、光密度或折射率或其他物理值和/或根据根据由传感器装置36查明的特征系数值来选择性地进行计量器装置和计算单元4之间耦合和/或去耦。
耦合或去偶的选择在此根据至少一个可预设的特征系数临界值来实现并且在本实施例中使用相应的电气和/或电子元器件，像例如微控制器、PLC、SPS或类似器件来进行电子控制，这些元器件可以集成在计算单元4中。
在此，电力供应可以通过具有插入的变压器的电网连接的形式和/或通过相应符合尺寸的电池来实现，其尤其可以设置和/或集成在计算单元4和/或计算单元使用壳体6中。
在此，传感器脉冲在计算单元4上的传输可以有线或无线地实现，其中要设置相应的端口。
目前，选择可以根据在每两个触点之间测量的流通测量室22的介质的电阻值和/或导电率来进行，其中传感器装置36具有至少两个导电触点36a、36b，其相互间隔地设置在容量计2的流通介质的区域中，尤其是测量室22中和/或在每两个触点之间可以施加一个预定的电压差和测量流过的电流。
根据所测量的电流随后将确定和/或监测分别流过至少两个触点36a、36b之间的介质的导电率和/或电阻和/或查明特殊的电阻值和/或导电率值。
如果是水的电阻值，则进行耦合并且转动叶轮14并且随之通过计算单元计算流通的容量。
如果是空气的电阻值，则进行去耦并且随之转动叶轮14且不通过计算单元计算流通的容量。
本发明并不仅限于已明确描述的容量计，如叶轮式或直流式计量器，而且还可以应用于多个种类的容量计，例如像Coriolis测量仪、磁感工作的计量器或液体震荡工作的计量器。