Мембранный счетчик газа
MEMBRANE GAS METER

Изобретение относится к области учета потребления углеводородного газообразного топлива.
Из уровня техники известны различные мембранные счетчики газа (см. патент RU 2696362 С1, опублик. 01.08.2019, патент RU 189110 U1, опублик. 13.05.2019, патент RU 2416757 С2, опублик. 20.04.2011). Однако для получения импульсов для расчета проходящего через счетчик газа объема в них используется магнит, вращающийся на передающей шестерне и герконовый датчик, определяющий поднесение магнита и передачу сигнала на ЭОУ.
Поставленная задача заключается в устранении недостатков известного уровня техники. Поставленный технический результат заключается в расширении арсенала мембранных счетчиков газа, а также в реализации назначения.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет мембранного счетчика газа с вращательным клапаном газораспределения, включающего взаимосвязанные измерительный узел, отсчетное устройство, две мембраны, кинематически связанные с вращательным клапаном газораспределения, при этом расчет объема газа, проходящего через мембранный счетчик, происходит путем расчета импульсов полученных от пары инфракрасных светодиодов установленных на электронной плате отсчетного устройства (далее ЭОУ, см. фиг. 1), полученных при вращении улитки (см. фиг. 2, 4), установленной на зубчатую передачу счетчика отсчетного устройства (см. фиг. 3), с функциональной возможностью определения положения улитки в пространстве и определения направления ее движения: «по часовой стрелке» или «против часовой стрелки».
На представленных чертежах отражено следующее:
Фиг. 1 - ЭОУ
Фиг. 2 - Улитка
Фиг. 3 - Улитка, которая насажена на передающую шестерню.
Фиг. 4 - Улитка, которая вращается в отверстии ЭОУ.
Фиг.5 - При вращении улитки определение положения измерительного колеса используются пары инфракрасных светодиод / инфракрасный фототранзистор.
Используются светодиоды с длинной волны 850 нм.
Фиг. 6 - Внешний вид совмещения элементов.
поз.1 - ЭОУ
поз.2 - Улитка
поз.3 - Верхняя часть корпуса металлического
поз.4 - Нижняя часть корпуса металлического
поз.5 - Передающая шестерня
поз.6 - Корпус ЭОУ
поз.7 - Лента стальная
поз.8 - Диафрагма
поз.9 - Входной патрубок
поз.10 - Выходной патрубок
поз.11 - Отверстие в ЭОУ для улитки
поз.12 - Инфракрасные светодиоды
Заявленный счетчики газа с электронным отсчетным устройством с функцией коррекции объема газа по температуре предназначен для учета потребления углеводородного газообразного топлива путем отображения на ЖКИ электронного отсчетного устройства (ЭОУ) счетчика приведенного к стандартным условиям (стандартного) объема потребленного газа. ЭОУ счетчика проводит коррекцию по температуре измеренного счетчиком рабочего объема газа в диапазоне рабочих температур от минус -40°С до плюс 60°С с нормированной точностью.
Для определения положения измерительного колеса используются пары инфракрасный светодиод /инфракрасный фототранзистор. Используются светодиоды с длинной волны 850 нм. Фототранзистор имеет встроенные светофильтр, исключающий влияние дневного света и улучшающий стабильной работы устройства. Светодиоды работают в импульсном режиме с периодом 126 мс с длительностью импульса порядка 18 мкС. Сигнал на светодиодах модулируется в зависимости от напряжения питания, чем обеспечивается постоянство излучаемой мощности. В качестве порогового напряжения на выходе фототранзисторов используется половина напряжения питания контроллера. Гарантируется сохранение метрологических характеристик ЭОУ на скорости вращения колеса не более одного оборота в секунду. До скорости 1.8 оборотов в секунду положение колеса определяется корректно, но точность измерения объема газа падает. Также обеспечена защита от обратного хода колеса и от вмешательства в работу ЭОУ - если измерительное колесо начинает двигаться рывкам или крутиться в обратную сторону, то ЭОУ переходит в режим ошибки.
Вычисление объема газа Vc, приведенного к стандартным условиям, производится по формуле: Vc=V⋅C, где: V - объем газа в рабочих условиях, м 3; С - коэффициент коррекции. С=Ра⋅Тс / (Pc⋅T⋅Z), где: Рс, Тс - стандартные значения абсолютного давления и температуры, МПа и К; Ра=Ри+Рб - абсолютное давление в рабочих условиях, МПа (Ри - избыточное давление, МПа; Рб - барометрическое давление, МПа); Т=t+273,15 - абсолютная температура, К (t - температура газа в рабочих условиях, °С); Z - коэффициент сжимаемости газа.
Значения Ри=0,002 МПа, Рс=Рб=0,101325 МПа, Тс=293,15 К, Z=1 заносятся в электронный счетный механизм при выпуске из производства, если иные значения этих величин не оговорены заказчиком. В зависимости от реального давления газа в сети и расположения местности возможно изменение значений Ри и Рб при вводе счетчика в эксплуатацию.
ЭОУ фиксирует входные импульсы от измерительного механизма счетчика газа. Величина объема газа в рабочих условиях определяется как произведение количества импульсов на циклический объем. Сигналы от термодатчиков подвергаются аналого-цифровому преобразованию. Полученные коды служат для вычислений текущих значений температуры. Температура измеряется не чаще одного раза в течение 4 секунд при нормальной работе и раз в секунду в сервисном режиме (в т.ч. при калибровке).
ЭОУ счетчика состоит из корпуса, в пазы которого устанавливается плата электронного модуля ЭОУ с жидкокристаллическим девятиразрядным (99999,9999) дисплеем, крышки электронного модуля и кожуха. Корпус ЭОУ крепится к корпусу счетчика двумя винтами М4. Между корпусом счетчика и корпусом ЭОУ, а также между корпусом ЭОУ и кожухом установлены пылевлагозащитные прокладки. При нормальной работе счетчика на индикаторе отображаются текущие показания счетчика стандартного объема газа размерности «метры кубические» (м3).
Коммуникационная плата устанавливается в разъем платы электронного модуля ЭОУ и находится под кожухом. В нижней поверхности кожуха может располагаться отверстие для подключения коммуникационного интерфейса.
ЭОУ имеет два уровня доступа к настройкам, которые реализуются установкой соответствующих перемычек:
перемычка, расположенная непосредственно на плате ЭОУ под крышкой электронного модуля (под пломбой поверителя), переводит счетчик в специальный сервисный режим, позволяющий изменять заводские настройки устройства.
перемычка («перемычка разблокировки»), расположенная на коммуникационной плате под кожухом (под пломбами организации, осуществившей монтаж и ввод в эксплуатацию счетчика), позволяющая изменять доступные для изменения пользователем настройки.
На плате ЭОУ вне пределов защитной крышки кроме того располагается батарея питания, разъем подключения батареи питания к ЭОУ и перемычка замены батареи.
ЭОУ может находиться в следующих основных режимах:
Нормальный режим работы;
Сервисный режим работы;
Режим ошибки;
Режим теста индикатора;
Режим низкого напряжения питания.