[发明专利]气体参数的确定

说明书

一种用于确定气体(g)的气体参数(Pr；C_H；Hρ；I_W；N_M)的方法，所述方法包括(i)操作热传感器装置(1)；(ii)根据热传感器装置(1)的输出来计算气体(g)的温度(T)、传热参数(λ)、热容量相关参数(D；c_pρ)和自然对流参数以及(iii)根据传热参数(λ)、热容量相关参数(D；c_pρ)和自然对流参数来计算气体参数(Pr；C_H；Hρ；I_W；N_M)。

技术领域

本发明涉及一种用于确定诸如普朗特数或燃烧参数的气体参数的方法、热传感器装置/系统和计算机程序产品，所述燃烧参数是例如热值(每单位质量或每单位体积的燃烧热)、沃泊指数或甲烷数。

背景技术

已知使用相关函数基于测量的传热参数和体积热容参数来计算气体的燃烧参数。还已知通过使用独立的第三气体参数可以显著提高确定这样的燃烧参数的准确度。

DE 101 22 039 A1教导了以恒定体积流量引导气体通过测量管。在测量管上设置有第一温度传感器、第二温度传感器、以及在第一温度传感器与第二温度传感器之间的加热器元件。在加热器元件以恒定功率操作的同时，监测各温度传感器之间的温差。通过使用根据经验确定的系数将气体的热值确定为温差的线性函数。该方法具有相当不准确的缺点。

EP 2 015 056公开了一种使用热流量传感器和音速喷嘴来确定燃烧参数的系统。然而，音速喷嘴在气体中引起相当大的压降(pressure drop)。

发明内容

本发明的一个目的是提供更好地确定气体参数的可能性。

该目的是通过根据本发明的方法来实现的。根据本发明，提出了一种用于确定感兴趣气体的气体参数的方法。气体参数可以是气体的普朗特数、氢浓度或燃烧参数。气体可以优选为天然气。该方法包括以下步骤：

-操作热传感器装置，所述热传感器装置暴露于所述气体并且包括：至少一个温度传感器，优选地为两个温度传感器；以及至少一个加热器元件；

-根据热传感器装置的输出即根据至少温度读数——在一些实施方式中还根据诸如绝对压力读数的其他读数——来计算：

(i)气体(g)的温度(T)；

(ii)气体的传热参数；

(iii)气体的热容量相关参数；

(iv)气体的与由所述至少一个加热器元件的作用在气体中引起的自然对流有关的自然对流参数

然后，根据传热参数、热容量相关参数和自然对流参数来计算气体参数。例如，这可以如下所示完成。

气体的温度可以是所述至少一个温度传感器或包括在热传感器装置中的另外温度传感器的简单读数。传热参数可以是气体的热导率λ，并且热容量相关参数可以是气体的热扩散率D或体积热容c_pρ。这些参数可以按例如在US 6,019,505中教导的那样测量。

在本发明的上下文中，术语“与由所述至少一个加热器元件的作用在气体中引起的自然对流有关的自然对流参数”应当理解为表征在所述至少一个加热器元件的作用下的感兴趣气体的对流行为的参数，所述参数通过所述至少一个温度来测量，并且在一些实施方式中，附加地通过使用所述加热器元件作为传感器来测量所述参数，在包括多于一个的温度传感器的其他实施方式中，通过使用另外的温度传感器的温度读数来测量所述参数。气体的自然对流参数可以限定为其中，是气体的运动粘度，η是气体的动态粘度，c_p是气体在恒压下的比热容，ρ是气体的密度，λ是气体的热导率，并且D是热扩散率。