技术摘要：
本发明涉及一种用于具有脉冲流的流体(5)的流量计(1)，具有：压电转换器(2)，其用于采集流体脉冲并将其转换为电脉冲；用于将电脉冲的脉冲能量累积存储在能量存储器中的装置；用于在一时间间隔内对电脉冲进行计数的计数器；评估装置，其用于确定至少一个电脉冲的用于描述  全部
背景技术：
脉冲流的直接流量测量经常是有错误的，因此在很多情况下设置了用于抑制或者 消除脉冲的措施。这些措施例如是在流体管路中安装节流阀和补偿箱体，这些措施是复杂 的，并且当将例如流体的脉冲用于避免管路系统中的沉积时，则不希望有这些措施。 大多数的泵或多或少地产生脉冲流。这尤其适用于计量泵，计量泵在过程技术和 工艺技术中被用于输送可流动物质，并且在宽泛的压力和体积流范围中对可流动物质进行 精确定量供给，例如从实验室中的几毫升每小时直到几万升每小时。 计量泵通常是振荡容积泵，其中挤压器(例如活塞或隔膜)交替地增大和减小工作 腔。在挤压器的吸入冲程中，限定体积的可流动物质(通常是液体)通过吸入阀被吸入到工 作腔中，并且在挤压冲程中，该流体通过压力阀被压入到压力管路或者计量管路中并压至 消耗位置。对于在压力侧对计量泵没有足够反压的情况，则能够借助计量管路内的恒压控 制阀产生背压。挤压器能够以不同的方式被驱动，例如借助电磁体，借助电机，借助压缩空 气(气动)或者以液压方式驱动。如果必须克服高压进行输送，则尤其使用液压驱动器，例如 液压铰链式隔膜泵(活塞-隔膜泵)。 在许多计量泵构造类型中，尤其在活塞计量泵中，输送流几乎与输送压力无关，并 且输送流与冲程长度和冲程频率线性相关。与此相反地，在隔膜计量泵的情况下，由于弹性 的计量隔膜，输送流与背压相关。这例如也适用于具有气动驱动器的泵，或者待输送液体包 括气泡的情况。 从DE4029616C2中已知，借助包括压电传感器的压力测量装置直接在计量泵的出 口区域中或者在出口侧的管路系统中检测流动介质的周期性压力波动。压力测量装置连接 在用于控制泵的控制装置处，该控制装置包括用于对探测到的脉冲或泵冲程进行计数的计 数装置以及计算机，计算机通过探测到的脉冲数量或泵冲程并且基于每个泵冲程的输送量 来确定泵的输送量。在此，显然假设泵冲程是恒定的，但是例如在具有可调节的冲程长度的 计量泵情况下并不存在恒定的泵冲程并且在隔膜计量泵情况下由于计量隔膜的弹性也不 存在恒定的泵冲程。因此所确定的输送量是相当不准确的。
技术实现要素：
本发明所基于的目的是，能够对脉冲流进行能量自给自足并且准确地测量流量。 该目的通过根据本发明的流量计和包括这种流量计的恒压控制阀来实现。 因此，本发明的主题是一种用于具有脉冲流的流体的流量计， -具有压电转换器，其用于采集流体脉冲并将其转换为电脉冲， -具有AC/DC转换电路，其用于将电脉冲的脉冲能量累积存储在能量存储器中， 4 CN 111551223 A 说　明　书 2/6 页 -具有计数器，其用于在一时间间隔内对电脉冲进行计数， -具有评估装置，其用于确定至少一个电脉冲的用于描述流量的脉冲参数和用于 根据该时间间隔内计数出的电脉冲和所确定的脉冲参数来确定流量值， -具有通信装置，其用于发送所确定的流量值，以及 -具有供电装置，其用于利用存储在能量存储器中的能量为流量计仅提供电能。 此外，本发明的主题是一种恒压控制阀，该恒压控制阀包括这种流量计，其中，压 电转换器与恒压控制阀的关闭体连接。 因此，根据本发明的流量计独立地由流体脉冲的借助压电转换器转化成电能的动 能来供能。流量测量不仅基于探测到的流体脉冲或者探测到的泵冲程的数量，而是也基于 在每个流体脉冲中或泵冲程中移动的流体量，该流体量通过流体脉冲的能量来代表或者与 之相关。 术语“流体脉冲”应理解为流体的压力脉冲和/或流动脉冲。因此，压电转换器例如 能够布置在流体中的可移动元件上，可移动元件例如是挠曲石英晶体振荡器 (Biegeschwinger)，其中，具有压电转换器的元件通过流波动而沿不同方向偏移。优选地， 压电转换器布置在流动的流体之外，以采集压力脉冲。为此，压电转换器例如能够在测力计 内部与隔膜直接连接或通过力传递元件与隔膜连接，该隔膜将压电转换器与流体分离并且 由于压力脉冲而弹性地偏移。原则上，压电转换器能够布置在由于流体的压力脉冲或者流 动脉冲而移动的任意元件或者部件处，即例如布置在恒压控制阀的关闭体处，该恒压控制 阀在压力管路的延伸中位于泵的下游并且用于产生反压。在所述的该实例中，压电转换器 以有利的方式集成在一部件中，在此集成在恒压控制阀中，恒压控制阀在许多情况下对于 准确的计量来说无论如何都是必需的。 根据本发明的流量计被设计用于，在第一阶段中在一时间间隔内对流体脉冲或者 由压电转换器产生的电脉冲进行计数，并且同时累积和存储各个脉冲的能量。从文献中已 知大量不同的AC/DC转换电路，以便将借助压电转换器由动能产生的电能有效地存储到能 量存储器中。在此，在大多数情况下，涉及具有下游的升压斩波器(升压转换器、Boost- Converter,Step-Up-Converter)的整流电路。为此目的还已知无源电压倍增电路。尤其能 够考虑将电容器或者可充电电池作为能量存储器。也可以首先给电容器充电并且由电容器 再给电池充电。 脉冲计数和AC/DC转换所需的能量是很小的，并且比第一阶段中收集的能量小得 多，因此计数器和AC/DC转换电路能够被永久激活。 在第二阶段中，评估装置根据在之前的时间间隔内计数出的脉冲和至少一个电脉 冲的用于描述流量的脉冲参数来确定流体的流量值。该流量值能够有利地以无线方式，例 如光学地(红外线)或者优选地通过无线电(WLAN、蓝牙)传递到接收器处。因为评估装置和 通信装置对于它们的功能来说需要比计数器和AC/DC转换器电路更多的能量，因此它们优 选只在第二阶段激活然后从能量存储器利用存储的能量来自给自足地获取能量。原则上也 能够有线传输所确定的流量值，然而在固定布线的情况下也能够通过导线为流量计供应所 需的能量。还可能的是，根据本发明的流量计被设置为数据记录器(Datenlogger)的形式， 其中，用户例如通过串行接口提取总值。 在第二阶段之后紧接着又是第一阶段，在第一阶段中，能量存储器储能并且在一 5 CN 111551223 A 说　明　书 3/6 页 时间间隔内对电脉冲进行计数，没有明显的能量被评估装置和通信装置提取。 对脉冲进行计数的时间间隔能够以不同的方式被确定。因此，时间间隔能够是固 定预设的，使得在该时间间隔结束时达到的计数器读数是可变的。在最简单的情况下，时间 间隔是可变的，并且时间间隔的终点通过达到预定的计数器读数的时间点来确定，这当然 包括计数器从预定的计数器读数递减计数的可能性。在时间间隔期满之后，计数器能够激 活用于确定流量值的评估装置和用于发送该流量值的通信装置，其中，通信装置也能够通 过评估装置来激活。所确定的流量值能够相应地立刻发送或者可替代地在不同的时间点发 送，其中，在后一情况下，能够在确定流量值的时间点为流量值设置相应的当前时间戳。用 于发送流量值的时间点此时能够例如仅取决于在能量存储器中可用的能量。 供电装置能够具有用于测量在能量存储器中当前存储的能量的测量装置，并且供 电装置被设计用于，只要存储的能量低于预定的阈值，就将评估装置和/或通信装置去激活 或者阻止它们通过计数器而被激活。因此，如果在当前时间间隔期满时可用的能量不足以 用于流量值的确定和随后发送，则可以复位计数器，并且开始新的脉冲计数的时间间隔。该 过程能够一直重复，或者第一阶段能够一直延长，直到在时间间隔期满时或者在达到预定 的计数器读数时存储在能量存储器中的能量高于预定的阈值。 如上所述，流量值的确定还基于至少一个所计数的电脉冲的用于描述流量的脉冲 参数。作为与流量相关的脉冲参数，能够考虑一个或多个电脉冲输入到能量存储器中的能 量。在此，例如所有计数的电脉冲的能量输入对应于在该时间间隔内在能量存储器中累积 的能量。在具有已知电容的电容器形式的能量存储器中，能够直接通过测量在时间间隔的 开始与结束之间在电容器处的电压升高来确定能量增加。如上所述，电容器例如能够通过 DC-DC转换器将负荷转移到可充电电池或者其他能量存储器中。如果在用于脉冲计数的每 个新时间间隔开始之前进行负荷转移，则在每个时间间隔开始时每次都能够将电容器置于 相同的限定负荷状态，使得仅还需要在时间间隔结束时的电压测量，并且同时在电池中存 储的能量足够用于运行评估装置。能够通过激活的评估装置进行电压测量。 作为确定电脉冲输入到能量存储器中的能量的替代方案，能够确定至少一个电脉 冲的持续时间、高度和/或面积作为与流量相关的脉冲参数。如果对流体脉冲或泵冲程进行 计数的时间间隔足够短，则在该时间间隔内的流量能够被假定是恒定的，确定仅一个或几 个电脉冲的脉冲参数来代表所有被计数的脉冲就足够了。 还存在以下可能性：在对各个电脉冲计数的时间间隔内确定与流量相关的脉冲参 数。对此的前提仅仅是，在能量存储器中有足够的能量可用于评估装置。这通常发生在以下 情况下：允许或者预设有仅仅用于利用由流体脉冲产生的电脉冲为能量存储器充电的测量 间隙。也可能的是，省去时间间隔之间的测量间隙，并且在时间间隔的第一部分中仅对电脉 冲进行计数，而在第二部分中对电脉冲进行计数并且确定电脉冲的脉冲参数。 在许多情况下，脉冲流体的流量只能间接地由流体脉冲或者泵冲程的数量和电脉 冲的代表流体脉冲能量的脉冲参数来确定，因为例如能量存储器的老化过程、温度关联性、 在流体系统中的背压等未知因素会不利地影响测量精度。因此，在本发明的改进方案中提 出，在第二阶段(但并不一定在每个第二阶段)执行其他测量，以便规律地确定校正值。为 此，根据本发明的压力计能够具有一个或多个传感器，传感器用于检测与流体的流量相关 的测量变量，例如温度或压力。借助校正值，能够校正上一个循环或后续循环的间接测量的 6 CN 111551223 A 说　明　书 4/6 页 流量。附加测量之间的间隔优选地只是几分钟或几小时长，使得在此时间内不必假定有显 著的老化、过程压力变化或温度变化。因此，校正后的流量值始终足够准确并且还连续地检 测流量。 有利地，当压电转换器耦联到恒压控制阀的关闭体处并且检测关闭体的运动时， 不需要校正。确切地说，只有当流体在输送泵的挤压冲程中确实流出时，恒压控制阀的关闭 体才移离关闭位置，其中，恒压控制阀的打开(开度)与流体的压力或泵的挤压冲程成比例。 因此，恒压控制阀的阀冲程和打开持续时间精确反映出流体的配给量，因此流体中的气泡、 压力管路中的泄露、通过调节冲程长度引起的计量冲程的改变、或者在恒压控制阀的背离 泵的一侧上改变的背压不会对后续测量的精度产生影响。因为恒压控制阀在常规情况下被 设计为，其在泵的挤压冲程时完全打开直到止挡部为止，恒压控制阀的打开持续时间与流 体的配给量直接成比例，从而打开持续时间的确定足以用于确定流量。如果不是常规情况， 则除了打开持续时间外，还能够确定关闭体的打开冲程。打开持续时间和打开冲程共同得 出开度，并且根据电脉冲的持续时间和高度(峰值)确定打开持续时间和打开冲程。 附图说明 下面根据实施例并且参考附图阐述本发明。详细示出： 图1示出了根据本发明的流量计，该流量计具有压电转换器以用于检测具有脉冲 流的流体中的流动脉冲， 图2示出了根据本发明的流量计，在该流量计中，压电转换器是用于检测流体中的 压力脉冲的压力计的组件， 图3示出了根据本发明的流量计的实施例，在该实施例中，压电转换器检测在流体 管路处的压力脉冲， 图4示出了根据本发明的流量计的实施例，在该实施例中，压电转换器是恒压控制 阀的组件， 图5示出了根据本发明的流量计的第一框图，并且 图6示出了根据本发明的流量计的另一框图。 附图中的图示是示意性的并且不是按比例的。相同的或者类似的元件在不同的附 图中配有相同的附图标记。