準(zhǔn)確測量質(zhì)量流的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及測量由一種或多種已知?dú)怏w成份組成的氣體中的第一氣體成份的質(zhì)量流的方法。通常這種方法假設(shè)某些參數(shù)是常量，例如氣體組成、壓力和／或溫度，類似地，也假設(shè)氣體的熱容和密度等為常量。然而，當(dāng)假設(shè)參數(shù)為常量時，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量流的確定具有相對較高的測量不確定性。本發(fā)明專利技術(shù)的核心在于所述發(fā)現(xiàn)和方法，其中連續(xù)地確定所有的氣體參數(shù)，所述氣體參數(shù)用于確定第一氣體成份的質(zhì)量流，作為氣體組成、壓力和／或溫度的函數(shù)會發(fā)生較大變化。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種測量由一種或多種已知?dú)怏w成份組成的氣體的第一氣體成份的質(zhì)量流的方法，氣體在管道中流動，其中一個或多個測量裝置和管道相連地安裝，所述方法包括以下步驟利用測量裝置確定一種或多個氣體參數(shù)；和利用確定的一個或多個氣體參數(shù)確定一種氣體成份的質(zhì)量流。本專利技術(shù)還涉及使用該方法和質(zhì)量流測量裝置。
技術(shù)介紹
在確定由一種或多種氣體成份組成的氣體中的一種或多種氣體成份的質(zhì)量流時，通常假設(shè)一些氣體參數(shù)例如溫度、氣體組成、密度等不變，從而能夠確定混合氣體中各個氣體成份的質(zhì)量流。然而，這可能引起高的測量不確定，因為通常這些氣體參數(shù)會隨著時間變化，從而影響一個或多個的各氣體成份的質(zhì)量流的確定。當(dāng)然，這是不方便的，因為例如在釀酒的發(fā)酵過程、腐爛箱中的腐爛過程、沼氣廠排氣管等等中，能夠準(zhǔn)確地確定各個氣體的質(zhì)量流是有利的，或者能夠監(jiān)視過程或者在有用戶的情況下響應(yīng)一個或多個氣體成份的質(zhì)量流能夠?qū)τ脩粽鞫悺Ｒ虼诵枰环N測量混合氣體中第一氣體成份的質(zhì)量流的方法，其中所述方法與已知方法相比，較大地減少了測量的不確定性。專利技術(shù)概述已經(jīng)證明利用上述類型的方法實現(xiàn)了上述目的，所述方法的特征在于一種或多種氣體參數(shù)的確定包括在確定一種氣體成份的質(zhì)量流中使用的所有這些氣體參數(shù)的連續(xù)確定，所述氣體參數(shù)可作為氣體的組成和/或氣體溫度的函數(shù)而發(fā)生較大變化。因此，確定與較低的測量不確定性相關(guān)的第一氣體成份的質(zhì)量流，因為這時是確定在確定質(zhì)量流中使用的和作為氣體組成的函數(shù)可能發(fā)生較大變化的這些氣體參數(shù)，而不是將其設(shè)為預(yù)定值。在測量混合氣體中第一氣體成份的質(zhì)量流的已知方法的情況下，假設(shè)氣體組成是不隨時間變化的。術(shù)語“氣體組成”概括了氣體中各種已知?dú)怏w成份的組成。諸如這種氣體組成可以用體積百分比或用重量百分比來描述。然而，氣體組成不隨時間變化不是必需的，因此如上所述的方法在確定質(zhì)量流時考慮了氣體組成可能隨著時間變化，從而可以以比已知的方法提供的精確度高的多精確度執(zhí)行。根據(jù)本專利技術(shù)的方法也不斷地考慮氣體粘性、溫度和其他氣體參數(shù)的變化，從而以現(xiàn)有技術(shù)不可能獲得的精確度進(jìn)行質(zhì)量流的測量。優(yōu)選地，關(guān)于管道，結(jié)合了由絕緣材料包圍的管狀體，優(yōu)選地該方法包括為管狀體中的氣體提供一定量的能量的步驟。因此，對作為所提供的能量的函數(shù)的氣體參數(shù)變化的確定可能有助于確定第一氣體成份的質(zhì)量流。能量E可以作為例如通過輸送提供給管狀體的能量提供或是例如由管狀體中和氣體直接接觸氣體的加熱元件或加熱棒提供給氣體本身的能量提供給管狀體的能量。術(shù)語“與管道結(jié)合在一起的管狀體”意欲覆蓋該管狀體可構(gòu)成氣體流動的管道的一部分和該管狀體可構(gòu)管道的分支二者，因此氣體由管道輸送，通過管狀體并回到管道中。最后，該術(shù)語也可覆蓋包括該管道的特定部分，關(guān)于此，相關(guān)部分測量裝置，用于測量氣體中氣體成份的質(zhì)量流。根據(jù)本方法的優(yōu)選的實施例，用于確定一種或多種氣體參數(shù)的測量裝置包括體積百分比測量儀和兩個溫度測量儀，其中體積百分比測量儀放置在管狀體內(nèi)或緊鄰管狀體，一個溫度測量儀放置在管狀體的入口，另一個溫度測量儀放置在管狀體的出口。根據(jù)本方法的又一個優(yōu)選的實施例，使用測量裝置確定一種或多種氣體參數(shù)的步驟包括確定在管狀體入口的氣體溫度和確定在管狀體出口的氣體溫度。此外可使用體積百分比測量儀測量混合氣體的第一氣體成份的體積百分比，從而能夠連續(xù)地確定第一氣體成份的體積百分比和在管狀體的入口及出口的氣體溫度，因此其當(dāng)前值可用于確定第一氣體成份的質(zhì)量流。優(yōu)選地，連續(xù)地確定的和參與質(zhì)量流的確定的氣體參數(shù)包括該氣體組成和在管狀體入口的氣體溫度T1以及在管狀體出口的氣體溫度T2。利用確定第一氣體成份的體積百分比的體積百分比測量儀確定氣體組成；基于該確定，能夠確定氣體組成。基于氣體的組成及其當(dāng)前溫度，能夠連續(xù)地確定氣體的熱容并用于準(zhǔn)確地確定第一氣體成份的質(zhì)量流。根據(jù)本方法的可替代的、優(yōu)選的實施例，測量裝置包括壓力差分表和體積百分比測量儀，連續(xù)地確定的和參與第一氣體成份的質(zhì)量流確定的那些氣體參數(shù)包括限制范圍(across restriction)內(nèi)的差分壓力和第一氣體成份的體積百分比。因此根據(jù)本專利技術(shù)的方法可以與壓力差分表和體積百分比測量儀一起使用，這是測量質(zhì)量流的通常的測量裝置。優(yōu)選地，根據(jù)本專利技術(shù)的方法中使用的測量裝置也包括溫度測量儀，連續(xù)地確定的和參與第一氣體成份質(zhì)量流確定的第一氣體成份的那些氣體參數(shù)也包括氣體溫度。當(dāng)已知?dú)怏w的壓力、溫度和組成時，可以計算其密度。使用壓力差分測量儀，氣體密度參與計算氣體成份質(zhì)量流，但通常假設(shè)氣體密度保持不變。但是，典型地氣體密度作為氣體溫度和氣體組成的函數(shù)發(fā)生較大變化，因此與常規(guī)的方法相比，連續(xù)地確定氣體密度會更精確地確定氣體成份的質(zhì)量流。如上所述，優(yōu)選地，連續(xù)地確定的和參與質(zhì)量流確定的那些氣體參數(shù)包括氣體的密度。然而，需要注意，通常基于已知的氣體溫度、壓力和組成確定密度。此外也可以測量限制(restriction)的雷諾數(shù)，因為它也可能變化并且由于雷諾數(shù)影響限制范圍內(nèi)的壓力損失系數(shù)，因此影響第一氣體成份的質(zhì)量流的確定。然而，壓力損失系數(shù)的變化是相對有限的。根據(jù)又一個可替代的方法，測量裝置包括電熱絲和體積百分比測量裝置。電熱絲是簡單的流測量裝置，包括放置在測量的氣體流中的具有溫度相關(guān)的電阻的電導(dǎo)體。電壓施加在電熱絲上并測量流經(jīng)電熱絲的安培數(shù)并且可與溫度相關(guān)，從而與電熱絲向氣體流放射的能量相關(guān)。當(dāng)電熱絲和例如測量第一氣體成份的體積百分比的體積百分比測量儀組合時，能夠確定當(dāng)前的氣體粘性的當(dāng)前值、氣體的熱容、氣體的導(dǎo)熱性、氣體的密度和氣體的溫度。因此與只使用電熱絲的情況相比，可以獲得更準(zhǔn)確的氣體成份的質(zhì)量流測量。在一個可替代施例中，測量裝置還包括溫度測量儀，從而能夠得到氣體溫度的準(zhǔn)確值。根據(jù)本方法的優(yōu)選實施例，連續(xù)地確定的和參與質(zhì)量流的確定的氣體參數(shù)包括下列氣體參數(shù)的一個或多個氣體的粘性、氣體的熱容、氣體的導(dǎo)熱性、氣體的密度、氣體的溫度和第一氣體成份的體積百分比。如上所述的，因此實現(xiàn)第一氣體成份的質(zhì)量流的準(zhǔn)確確定。根據(jù)優(yōu)選實施例，本方法本身可用于確定飽和狀態(tài)的第一氣體成份的質(zhì)量流。當(dāng)已知第一氣體成份處于飽和狀態(tài)并且當(dāng)已知第一氣體成份參與其中的氣體的壓力和溫度時，通過計算可以確定第一氣體成份的體積百分比。在此情況下，不必測量該氣體成份的體積百分比。如果已知第一種氣體成份處于飽和狀態(tài)的兩種成份組成的氣體，也可以計算第二種氣體成份的體積百分比。對于具有三種成份的氣體，如果已知第一種氣體成份處于飽和狀態(tài)，則可以測量其余氣體成份的一種氣體成份的體積百分比并且計算最后一種氣體的體積百分比。因此，當(dāng)本方法用于已知其一種氣體成份處于飽和狀態(tài)的氣體時，不必要測量該飽和氣體成份的體積百分比。本方法特別優(yōu)選的用途是其中處于飽和狀態(tài)的第一氣體成份為水蒸氣的氣體。這種氣體例如可以是沼氣。如上所述的，特別有利的是能夠準(zhǔn)確地測量沼氣，因為能夠高度準(zhǔn)確地正確的計算稅收(taxes)。此外，本專利技術(shù)涉及測量由一種或多種已知?dú)怏w成份組成的氣體的第一氣體成份的質(zhì)量流的質(zhì)量流測量裝置，其中該質(zhì)量流測量裝置執(zhí)行如上所述的方法。根據(jù)該質(zhì)量流測量裝置的特別有利的實施例，它包括由絕緣材料包圍的管狀體，管狀體與氣體流動的管道相連，所述管狀體具有流動氣本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于測量由一種或多種已知?dú)怏w成份組成的氣體中的第一氣體成份的質(zhì)量流的方法，氣體在管道中流動，其中一種或多種測量裝置（４４０，４５０，４６０，４６１，４６２，４６５；５４０，５５０，５６０，５６１，５６２，５６５；６３５，６４０，６６０，６６１，６６２，６６５）和管道相連地安排，所述方法包括下列步驟：利用測量裝置（４４０，４５０，４６０，４６１，４６２，４６５；５４０，５５０，５６０，５６１，５６２，５６５；６３５，６４０，６６０，６６１，６６２，６６５）確定氣體的 一種或多種氣體參數(shù)，利用確定的一種或多種氣體參數(shù)確定一種氣體成份的質(zhì)量流，其特征在于：確定一種或多種氣體參數(shù)包括連續(xù)地確定在確定一種氣體成份的質(zhì)量流中使用的所有氣體參數(shù)，所述氣體參數(shù)可作為氣體組成、壓力和／或溫度的函 數(shù)而發(fā)生較大變化。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：克里斯蒂安默勒，
申請(專利權(quán))人：格奧波爾系統(tǒng)股份公司，
類型：發(fā)明
國別省市：DK[丹麥]