用于测定气体的系统和方法技术方案

技术编号:16344527 阅读:35 留言:0更新日期:2017-10-03 21:51
一种用于测定气体的系统包括流量传感器和控制器。流量传感器设置在管道中,与通过管道的气体流处于流体连接。流量传感器包括加热器和温度感测元件,并且基于气体流来产生电输出。控制器控制加热器的运行,并且可在测量前模式和多个测量模式中运行。控制器在测量前模式中使加热器以测量前设定运行。控制器在测量模式中使加热器以对应的测量设定运行,对应的测量设定相对于测量前设定具有增加的功率水平和/或增加的运行持续时间。控制器在测量模式中构造成基于流量传感器的电输出的幅度特性和/或时间性特性来确定气体的流率。

【技术实现步骤摘要】
用于测定气体的系统和方法
本公开的实施例涉及测量流体流,并且更特别地,涉及用于测定气体的系统和方法。
技术介绍
目前,测定气体需要使用多种类型的流量感测装置。例如,质量流量感测装置测量质量流率(例如,千克/秒),并且其它流量感测装置可包括基于涡流的感测,这基于涡流形成(或消减)的频率来确定流体的体积流率。已知的流量感测装置包括多种缺点。例如,质量流量感测装置基于幅度测量来确定气体的质量流率,而且不提供直接体积流率。虽然质量流量感测装置在低流量范围中提供高灵敏度的优点,但这样的质量流量感测装置的精度在较高流率下可受到现实考量的不利影响,诸如气体密度波动、湿气波动、气体混合物波动等。基于涡流的感测装置提供直接体积流量测量,但当气体的流速太低无法形成涡流时,测量受到不利的影响。一些已知的流量感测装置使用建立温度梯度的热流量传感器来确定流体的流率。这样的热流量传感器典型地包括加热元件,加热元件产生热,热被流动的流体吸收。功率消耗对于许多热流量传感器都是关注点。例如,流量传感器可恒定地运行加热器,即使以定时时段进行流率测量。即使控制热流量传感器来提供工作循环(其中打开加热器进行测量,然后关闭它,直到下一个测量),功率消耗仍然是效率低下的。例如,在加热器加温以达到指定稳定状态温度时,加热器消耗功率,并且在加热器达到稳定状态温度之前不进行流率测量。因而,消耗来使加热器加温的能量被浪费,因为在加温时期期间不提供流率测量。此外,一些流量感测装置能够测量多种流参数,诸如能够测量质量流率,以及还有体积流率测量。不同流参数的测量可能需要不同的加热器设定,诸如不同的运行时间和不同的功率水平。但是,当前的流量感测装置不基于被测量的具体流参数来调节加热器设定,使得加热器可与必要的相比在更长的时期里工作,并且/或者以更高的功率水平工作,从而浪费额外的能量。由于功率消耗的效率低下,一些已知流量感测装置的电池可能一年至少需要更换和/或充电一次,这是昂贵且麻烦的。
技术实现思路
在一个实施例中,提供一种用于测定气体的系统。该系统包括流量传感器和控制器。流量传感器构造成设置在管道中,与通过管道的气体流处于流体连接。流量传感器包括加热器和至少一个温度感测元件。流量传感器构造成基于通过管道的气体流来产生电输出。控制器包括一个或多个处理器,一个或多个处理器操作性地连接到流量传感器上,并且构造成在多个测量时段控制加热器的运行。控制器可在测量前模式和多个测量模式中运行。控制器在测量前模式中以测量前设定运行加热器。控制器在测量模式中以对应的测量设定运行加热器,对应的测量设定相对于加热器的测量前设定具有增加的功率水平或更长的运行持续时间中的至少一个。控制器在测量模式中构造成基于流量传感器的电输出的幅度特性或时间性特性中的至少一个来确定气体的流率。在另一个实施例中,提供一种用于测定气体的方法。该方法包括使流量传感器的加热器以测量前设定以脉冲的方式运行。流量传感器设置在管道中,与通过管道的气体流处于流体连接。流量传感器进一步包括至少一个温度感测元件,并且构造成基于通过管道的气体流来产生电输出。方法包括使用一个或多个处理器,分析在加热器的脉冲期间流量传感器的电输出中的动态响应。方法还包括,响应于动态响应的一个或多个特性在关于存储分布的指定阈值范围之外,控制加热器以测量设定运行,测量设定相对于加热器的测量前设定具有增加的功率水平或更长的运行持续时间中的至少一个。技术方案1.一种系统,包括:流量传感器,其构造成设置在管道中,与通过所述管道的气体流处于流体连接,所述流量传感器包括加热器和至少一个温度感测元件,所述流量传感器构造成基于通过所述管道的气体流来产生电输出;以及控制器,其包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器操作性地连接到所述流量传感器上,并且构造成在多个测量时段控制所述加热器的运行,所述控制器可在测量前模式和多个测量模式中运行,所述控制器在所述测量前模式中按测量前设定运行所述加热器,所述控制器在所述测量模式中按对应的测量设定运行所述加热器,所述对应的测量设定相对于所述加热器的测量前设定具有增加的功率水平或更长的运行持续时间中的至少一个,所述控制器在所述测量模式中构造成基于所述流量传感器的电输出的幅度特性或时间性特性中的至少一个来确定所述气体的流率。技术方案2.根据技术方案1所述的系统,其特征在于,在各个测量时段期间,所述控制器在所述测量前模式中在一个或多个脉冲中启用和停用所述加热器,并且分析在所述一个或多个脉冲期间所述流量传感器的电输出中的动态响应。技术方案3.根据技术方案1所述的系统,其特征在于,在各个测量时段期间,所述控制器在所述测量前模式中运行,并且构造成基于所述流量传感器对以所述测量前设定运行的所述加热器的电输出中的动态响应,来确定是否在当前测量时段期间在任何所述测量模式中运行。技术方案4.根据技术方案1所述的系统,其特征在于,所述控制器在所述测量前模式中构造成分析所述流量传感器对以所述测量前设定运行的所述加热器的电输出中的动态响应,以及,响应于所述动态响应的一个或多个特性在关于存储分布的指定阈值范围之内,所述控制器构造成在所述当前测量时段期间不在任何所述测量模式中运行。技术方案5.根据技术方案4所述的系统,其特征在于,所述动态响应的所述一个或多个特性包括下者中的至少一个:所述电输出的动态响应的幅度、频率、斜率、波形形状,或者曲线下方的面积。技术方案6.根据技术方案1所述的系统,其特征在于,控制器在所述测量前模式中构造成分析所述流量传感器对以所述测量前设定运行的所述加热器的电输出中的动态响应,以及,响应于所述动态响应的所述一个或多个特性在关于所述存储分布的指定阈值范围之外,所述控制器构造成在所述当前测量时段期间在所述测量模式中的一个中运行,以在所述加热器以与所述一个测量模式相关联的对应的测量设定运行时,基于所述加热器的电输出来确定所述气体的流率。技术方案7.根据技术方案1所述的系统,其特征在于,所述测量模式包括量热模式、涡流消减模式和交叉校正模式,其中,在各个测量时段期间,所述控制器最初在所述测量前模式中运行,并且构造成基于所述流量传感器对以所述测量前设定运行的所述加热器的电输出中的动态响应,来确定是否随后在所述量热模式、所述涡流消减模式或所述交叉校正模式中运行。技术方案8.根据技术方案7所述的系统,其特征在于,所述控制器在所述量热模式中使所述加热器运行第一运行持续时间,所述控制器在所述涡流消减模式和所述交叉校正模式中使所述加热器运行比所述第一运行持续时间更长的相应的运行持续时间。技术方案9.根据技术方案7所述的系统,其特征在于,所述控制器在所述涡流消减模式中使所述加热器以第一功率水平运行,所述控制器在所述量热模式和所述交叉校正模式中使所述加热器以高于所述第一功率水平的相应的功率水平运行。技术方案10.根据技术方案1所述的系统,其特征在于,所述至少一个温度感测元件包括第一温度感测元件和第二温度感测元件,所述第一温度感测元件沿通过所述管道的气体流的方向设置在所述加热器的上游,所述第二温度感测元件沿所述气体流的方向设置在所述加热器的下游。技术方案11.根据技术方案1所述的系统,其特征在于,所述系统进一步包括构造成设置在所述管道中的流干扰器本文档来自技高网
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用于测定气体的系统和方法

【技术保护点】
一种系统,包括:流量传感器,其构造成设置在管道中,与通过所述管道的气体流处于流体连接,所述流量传感器包括加热器和至少一个温度感测元件,所述流量传感器构造成基于通过所述管道的气体流来产生电输出;以及控制器,其包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器操作性地连接到所述流量传感器上,并且构造成在多个测量时段控制所述加热器的运行,所述控制器可在测量前模式和多个测量模式中运行,所述控制器在所述测量前模式中按测量前设定运行所述加热器,所述控制器在所述测量模式中按对应的测量设定运行所述加热器,所述对应的测量设定相对于所述加热器的测量前设定具有增加的功率水平或更长的运行持续时间中的至少一个,所述控制器在所述测量模式中构造成基于所述流量传感器的电输出的幅度特性或时间性特性中的至少一个来确定所述气体的流率。

【技术特征摘要】
2016.03.25 US 15/0812651.一种系统,包括:流量传感器,其构造成设置在管道中,与通过所述管道的气体流处于流体连接,所述流量传感器包括加热器和至少一个温度感测元件,所述流量传感器构造成基于通过所述管道的气体流来产生电输出;以及控制器,其包括一个或多个处理器,所述一个或多个处理器操作性地连接到所述流量传感器上,并且构造成在多个测量时段控制所述加热器的运行,所述控制器可在测量前模式和多个测量模式中运行,所述控制器在所述测量前模式中按测量前设定运行所述加热器,所述控制器在所述测量模式中按对应的测量设定运行所述加热器,所述对应的测量设定相对于所述加热器的测量前设定具有增加的功率水平或更长的运行持续时间中的至少一个,所述控制器在所述测量模式中构造成基于所述流量传感器的电输出的幅度特性或时间性特性中的至少一个来确定所述气体的流率。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,在各个测量时段期间,所述控制器在所述测量前模式中在一个或多个脉冲中启用和停用所述加热器,并且分析在所述一个或多个脉冲期间所述流量传感器的电输出中的动态响应。3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,在各个测量时段期间,所述控制器在所述测量前模式中运行,并且构造成基于所述流量传感器对以所述测量前设定运行的所述加热器的电输出中的动态响应,来确定是否在当前测量时段期间在任何所述测量模式中运行。4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述控制器在所述测量前模式中构造成分析所述流量传感器对以所述测量前设定运行的所述加热器的电输出中的动态响应,以及,响应于所述动态响应的一个或多个特性在关于存储分布的指定阈值范围之内,所述控制器构造成在所述当前测量时段期间不在任何所述测量模式中运行。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈正博陈楠楠王蒙利
申请(专利权)人:通用电气公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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