用于检测热量或冷量的能量计和方法技术

本发明专利技术涉及一种能量计，该能量计用于以基于声的方式检测借助于传输介质传递给消耗器的热量或冷量。能量计具有：第一声变换器和第二声变换器；用于传输介质前流的第一温度传感器和用于传输介质回流的第二温度传感器；控制评估单元。控制评估单元设计成，在时间上重复地确定声信号在传输介质内的声传播时间或声速，借助于第一温度传感器和第二温度传感器在时间上重复地进行传感器温度检测，借助于与传感器温度检测不同的、在时间上重复的温度辅助参量检测来识别在传输介质中的跳跃式的温度变化，在识别到跳跃式的温度变化之后，以更短的时间间隔进行在时间上重复的传感器温度检测。

【技术实现步骤摘要】
用于检测热量或冷量的能量计和方法
本专利技术涉及用于以基于声的方式检测借助于传输介质传递给消耗器的热量或冷量的能量计以及方法。
技术介绍
例如由文献DE102007014810B3已知这种能量计。该能量计可实施为热量表或冷量表，其特别是基于(超)声测量技术检测传递给消耗器的热量或冷量，即传递的能量。借助于(超)声变换器产生脉冲形的(超)声信号，并且通过传输介质沿流动方向以及逆着流动方向传送该声信号。评估声信号在两个传播方向上的传播时间的差，以确定传输介质的流量。根据传播时间差原理来进行流量或流率的基于(超)声的检测。附加地，借助于两个温度传感器相应确定传输介质的温度，一次在消耗器之前进行确定并作为前流温度，一次在消耗器之后进行确定并作为回流温度。此时，可基于在前流温度和回流温度之间的温度差以及基于流量确定传递的热量或冷量，其例如还可用作用于结算的基础。现代的能量计具有电子控制评估装置，其需要供电装置。后者可以在电池或蓄电池的支持下实施，因此需要时时进行维护，以更换电池或对蓄电池充电。在这方面有利的是，将对供给电能的需求保持得很低。在文献DE102018003671A1中说明了一种用于检测流体的冷量和/或热量的能量计，其中，设置有用于确定能量计的温度的器件。如此确定的温度用于自动确定至少一个附加地存在的温度传感器是在前流中还是在回流中。由此可避免安装错误。在文献EP2581716A1中说明了一种基于基于超声的流量计，在其中，通过评估超声波信号测量的流率根据被监测的流体的温度来修正。在此，流体的温度主要间接地由超声波传播时间以及在各时刻直接通过温度测量来确定。因此可将能量消耗保持得很低。在文献EP3199932B1中说明了用于检测借助于流体传递给消耗点的并且在哪里消耗的能量的量的耗量计。耗量计检测流率以及流体的前流温度和回流温度。一方面根据流率和/或前流温度或回流温度的变化并且另一方面根据耗量计的能量源的实际的能量平衡来改变温度检测频率，以便因此延长能量源(例如电池)的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提出一种开头描述的类型的、具有相对于现有技术有改善的特性的能量计。为了实现该目的，给出了一种根据权利要求1的特征的能量计。根据本专利技术的能量计具有：第一声变换器和第二声变换器，所述第一声变换器和第二声变换器各自用于将声信号通过传输介质传送至相应另一声变换器；用于传输介质的前流的第一温度传感器和用于传输介质的回流的第二温度传感器；和控制评估单元，该控制评估单元能与第一声变换器和第二声变换器、以及与第一温度传感器和第二温度传感器连接。在此，控制评估单元设计成，特别是周期性地，在时间上重复地确定声信号在传输介质内的声传播时间或声速，借助于第一温度传感器和第二温度传感器在时间上重复地进行传感器温度检测，借助于与传感器温度检测不同的、(特别是周期性地)在时间上重复的温度辅助参量检测识别在传输介质中的或传输介质的跳跃式的温度变化，在识别到跳跃式的温度变化之后以(特别是相比在常规条件下)更短的时间间隔进行在时间上重复的传感器温度检测。控制评估单元特别是设计成，以确定的时间间隔检测或能检测以及评估关于声传播时间或声速以及关于前流温度和回流温度的测量值。此外，控制评估单元特别是设计成，确定传输介质的流量，其优选地至少由声信号在传输介质中的确定的声传播时间或声速的一部分导出，例如根据传播时间差原理。已经认识到的是，如果不像以前那样以始终统一、固定预定的时间间隔执行传感器温度检测，则可显著降低对供给电能的需求。而更有利的是，传感器温度检测在常规条件下比在特殊的热情况下更少地、即以更长的时间间隔(＝正常时间间隔)进行，在特殊的热情况中，在传输介质中的温度状况跳跃式地变化或发生了变化，并且存在就此而言异常的温度状况。在识别到跳跃式的温度变化之后，缩短在借助于两个温度传感器执行的两次温度测量之间的时间间隔。此时，温度测量以特殊测量网格来执行，该特殊测量网格在时间上连续的两次温度测量之间具有特殊时间间隔，其短于否则使用的正常测量网格的正常时间间隔。因此，优选地改变传感器温度检测的测量网格。测量网格特别是适应性的。除了在正常时间间隔和特殊时间间隔之间的转换之外，传感器温度检测的时间重复特别是周期性的。因此，特别是有时是周期性的。在根据本专利技术的能量计中，仅在已经识别到在传输介质中的特殊的热情况时，有利地在时间上以更短的节拍、即以特殊的时间间隔进行传感器温度检测。传感器温度检测的耗能模式特别是仅仅相对少地发生，使得对于传感器温度检测所需的电能供给在大部分情况下很低，并且仅在例外情况下更高。因此优化并且还特别是降低供给电能的消耗。还因此得到更高的检测精度，因为在传输介质中的温度状况的变化通常伴随着要通过能量计检测的传递/提供给消耗器的热量或冷量的变化。在无例外地使用正常测量网格时，在能流中的这种与结算有关的变化可能被忽视或太晚地被识别到，由此可引起检测不精确和基于此的结算不精确。在根据本专利技术的能量计中，由于传感器温度检测的有利的适应性的测量网格，不会出现这种不精确性。因此，根据本专利技术的能量计在高检测精度与低供电消耗之间提供了非常好的折衷。由于控制评估单元设计成，借助于与传感器温度检测不同的、在时间上重复的温度辅助参量检测来识别跳跃式的温度变化，所以能更快地并且特别是还与传感器温度检测的当前适用的测量网格中的下一检测时刻无关地识别出特殊的热情况。控制评估单元特别是设计成，针对第一声变换器和/或第二声变换器的安装位置所处的地点或至少在其附近的地点，确定传输介质的决定性的跳跃式的温度变化。该地点也可以优选地在用于回流的第二温度传感器的安装位置处或至少在该安装位置附近。在此，常规条件特别是意指存在如下的运行情况：在其中没有识别到或不存在传输介质中的跳跃式的温度变化。传输介质特别是液态或气态的。优选地涉及到的是水。跳跃式的温度变化的识别优选地间接地、特别是依照对温度辅助参量的时间上连续的值进行比较来进行。在温度辅助参量检测的情况下，特别是不是直接进行温度检测或测量。取而代之，控制评估单元特别是设计成，在温度辅助参量检测的情况下，使用和/或评估与温度不同的其他测量或输入参量。如果要评估实际的温度值，后者特别是间接地、优选地通过对其他的测量或输入参量的事先的评估来确定。这种间接确定的并且然后为了识别有关的温度跃变而评估的温度在此可特别是理解为温度辅助参量的一示例。从属于权利要求1的各权利要求给出了根据本专利技术的能量计的有利的设计方案。如下的实施方案是有利的，在其中，控制评估单元设计成，在温度辅助参量检测中，评估所确定的声传播时间或声速的温度相关性。控制评估单元特别是设计成，基于所确定的声传播时间或声速、在评估声传播时间或声速的温度相关性的情况下确定温度辅助参量。对于该确定，特别是无需附加的测量。可动用在确定流量的情况下总归需要的并且因此已经存在的或尚需检测的两个声变换器的测量值。这特别(节能)高效。但是原则上同样可执行附加的测量，这例如可能引起更快或更精确地识别有关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能量计，该能量计用于以基于声的方式检测借助于传输介质(3)传递给消耗器(4)的热量或冷量并且具有：/na)第一声变换器(6)和第二声变换器(7)，所述第一声变换器和第二声变换器各自用于将声信号(SS1、SS2；SSH)通过传输介质(3)传送至相应另一声变换器(7、6)，/nb)用于传输介质(3)前流的第一温度传感器(8)和用于传输介质(3)回流的第二温度传感器(9)，/nc)控制评估单元(12)，该控制评估单元能与第一声变换器(6)和第二声变换器(7)、以及与第一温度传感器(8)和第二温度传感器(9)连接，其中，/nd)所述控制评估单元(12)设计成，/nd1)在时间上重复地确定声信号(SS1、SS2；SSH)在传输介质(3)内的声传播时间(TL1、TL2；TLH)或声速(c)，/nd2)借助于第一温度传感器(8)和第二温度传感器(9)在时间上重复地进行传感器温度检测，/nd3)借助于与传感器温度检测不同的、在时间上重复的温度辅助参量检测来识别在传输介质(3)中的跳跃式的温度变化，/nd4)在识别到跳跃式的温度变化之后，以更短的时间间隔(ΔT2)进行在时间上重复的传感器温度检测。/n...

【技术特征摘要】
20200122 DE 102020200749.71.一种能量计，该能量计用于以基于声的方式检测借助于传输介质(3)传递给消耗器(4)的热量或冷量并且具有：
a)第一声变换器(6)和第二声变换器(7)，所述第一声变换器和第二声变换器各自用于将声信号(SS1、SS2；SSH)通过传输介质(3)传送至相应另一声变换器(7、6)，
b)用于传输介质(3)前流的第一温度传感器(8)和用于传输介质(3)回流的第二温度传感器(9)，
c)控制评估单元(12)，该控制评估单元能与第一声变换器(6)和第二声变换器(7)、以及与第一温度传感器(8)和第二温度传感器(9)连接，其中，
d)所述控制评估单元(12)设计成，
d1)在时间上重复地确定声信号(SS1、SS2；SSH)在传输介质(3)内的声传播时间(TL1、TL2；TLH)或声速(c)，
d2)借助于第一温度传感器(8)和第二温度传感器(9)在时间上重复地进行传感器温度检测，
d3)借助于与传感器温度检测不同的、在时间上重复的温度辅助参量检测来识别在传输介质(3)中的跳跃式的温度变化，
d4)在识别到跳跃式的温度变化之后，以更短的时间间隔(ΔT2)进行在时间上重复的传感器温度检测。


2.根据权利要求1所述的能量计，其特征在于，所述控制评估单元(12)设计成，在温度辅助参量检测中，评估所确定的声传播时间(TL1、TL2；TLH)或声速(c)的温度相关性。


3.根据权利要求1或2所述的能量计，其特征在于，所述控制评估单元(12)设计成，在温度辅助参量检测中评估以下参量中的至少一个参量的温度相关性：两个声变换器(6、7)中的至少一个声变换器的谐振频率、两个声变换器(6、7)中的至少一个声变换器的电接收信号(ES1、ES2；ESH2)的信号幅度、两个声变换器(6、7)中的至少一个声变换器的电接收信号(ES1、ES2；ESH2)的包络线。


4.根据上述权利要求中任一项所述的能量计，其特征在于，所述控制评估单元(12)设计成，与常规条件下在时间上重复的传感器温度检测相比，以更短的时间间隔(ΔT3；ΔT4)在时间上重复地确定声传播时间(TL1、TL2；TLH)或声速(c)。


5.根据上述权利要求中任一项所述的能量计，其特征在于，所述控制评估单元(12)设计成，声传播时间(TLH)或声速(c)的至少一部分仅仅针对温度辅助参量检测而被确定和评估。


6.根据上述权利要求中任一项所述的能量计，其特征在于，所述控制评估单元(12)设计成，对于在时间上重复进行的传感器温度检测，又从在识别到跳跃式的温度变化之后使用的更短时间间隔(ΔT2)转换到使用更长的时间间隔(ΔT1)。


7.根据上述权利要求中任一项所述的能量计，其特征在于，所述控制评估单元(12)设计成，将在识别到跳跃式的温度变化之后对于在时间上重复的传感器温度检测所使用的、更短的时间间隔(ΔT2)设定为如下的值：该值的范围为常规条件下的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·法斯特，M·沙尔德里奇，
申请(专利权)人：兰吉尔有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE