IT201900009168A1

IT201900009168A1 - Dispositivo per la misurazione del gas.

Info

Publication number: IT201900009168A1
Application number: IT102019000009168A
Authority: IT
Inventors: Pietro Cerami; Leonardo Senatori
Original assignee: Pietro Fiorentini Spa
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2020-12-17

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione avente per titolo:

"Dispositivo per la misurazione del gas"

La presente invenzione concerne un dispositivo per la misurazione del gas, e in particolare per la misurazione di grandezze fisiche e chimiche ad esso correlate.

Attualmente, sono noti gli apparecchi cosiddetti “Smart Meter” – denominati anche “contatori telegestiti” - i quali vengono oggi diffusamente utilizzati nella misura dei consumi (privati ed industriali) della quantità di energia consumata sotto forma di gas. In particolare, questi apparecchi sono provvisti e/o sono associati a sensori che misurano direttamente la portata (di esercizio) del gas, e successivamente, mediante opportune equazioni ed algoritmi, la convertono in corrispondenti valori di volume rapportati alle condizioni termodinamiche di riferimento (espressi in standard metri cubi o Sm<3 >o Nm<3>). Opportunamente, a tal fine, questi apparecchi sono provvisti e/o associati a sensori che misurano altresì la temperatura e la pressione (di esercizio) del gas.

In particolare, attualmente, i valori rilevati della portata, pressione e temperatura di esercizio del gas vengono elaborati, o all’interno degli stessi apparecchi oppure in un centro di elaborazione remoto, per essere così ricondotti, facendo particolari assunzioni sulla composizione chimico-fisica del gas, alle condizioni termodinamiche di riferimento (15°C e 1,01325 bar).

Per il computo dell’energia, inoltre, le misure di volume, temperature e pressione (di esercizio e/o alle condizioni di riferimento) vengono inviate dai vari apparecchi ad un centro di elaborazione remoto che effettua degli ulteriori calcoli, per tenere conto delle eventuali condizioni di riferimento del gas che non sono state considerate dai singoli dispositivi e, soprattutto, del cosiddetto “Potere Calorifico Superiore” (di seguito definito come “PCS”) e/o del “Potere Calorifico Inferiore (di seguito definiti come “PCI”).

Attualmente, per il computo dell’energia si utilizza un valore approssimato del PCS/PCI che generalmente corrisponde ad un valore medio, calcolato in un periodo più o meno lungo (ad esempio un mese o un anno), delle misure di PCS/PCI eseguite in corrispondenza di punti significativi della rete di trasporto del gas. In particolare, secondo il cosiddetto criterio delle “Aree Omogenee di Prelievo” (AOP), tale valore viene ritenuto efficace e rappresentativo per tutte le utenze (e quindi per tutti i corrispondenti dispositivi) dislocate in un’area più o meno estesa attorno a detti punti significativi in cui viene effettivamente eseguita la misura del PCS/PCI.

Più in dettaglio, le suddette aree omogenee di prelievo (AOP) sono delle macro-aree in cui la composizione chimica del gas che scorre e circola all’interno delle tubature è considerata costante. In particolare, tali aree vengono definite dal gestore della rete del gas in base ad un’accurata conoscenza dei punti di immissione di gas all’interno della rete, e alle zone di equilibrio dei flussi di gas all’interno della rete stessa.

Come si può intuire, il computo dell’energia così effettuato non risulta sufficientemente preciso e/o accurato e, in particolare, considerando il valore di PCS/PCI ottenuto con il criterio delle aree omogenee di prelievo si inseriscono degli errori di approssimazione ben maggiori – e comunque ulteriori - rispetto agli errori dei sensori che effettuano le rilevazioni di portata (di circa 1,5 - 3%), pressione e temperatura.

In particolare, la composizione chimica del gas e le sue caratteristiche fisiche influenzano in modo sensibile la misurazione dei suoi volumi, e ciò soprattutto negli apparecchi di misura per applicazioni industriali dove i volumi di gas in gioco sono particolarmente elevati.

Ulteriormente, si consideri che la complessità delle reti di distribuzione del gas e l’iniezione in quest’ultime di gas di provenienza differente – ad esempio di gas naturale proveniente da siti diversi (e quindi avente composizioni differenti), biogas proveniente da gassificatori differenti, oltre all’immissione in rete di idrogeno gassoso più o meno puro, o gas di sintesi – accrescono il problema sia degli errori delle rilevazioni effettuate dai sensori sia della determinazione del PCS/PCI e quindi, in ultima analisi, della precisione del computo dell’energia.

In sostanza, la composizione del gas all’interno della rete risulta estremamente variabile e poco prevedibile e, pertanto, la stima del PCS/PCI secondo il suddetto criterio aree omogenee di prelievo (AOP) risulta poco attendibile, rendendo così poco preciso e veritiero anche il computo dell’energia in cui viene appunto utilizzato il PCS/PCI così stimato.

Scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che consenta di superare i suddetti inconvenienti presenti nelle soluzioni tradizionali.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che fornisca informazioni più accurate e complete rispetto a quelle fornite dai dispositivi tradizionali.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che consenta un computo accurato e preciso sia dei volumi di gas alle condizioni di riferimento.

Altro scopo dell’invenzione è quello di presentare un dispositivo che fornisca una indicazione precisa ed attendibile del Potere Calorifico Superiore (PCS) e/o inferiore (PCI).

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che consenta un computo accurato e preciso dell’energia termica utilizzata.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia facilmente integrabile all’interno di una rete di distribuzione del gas e che sia di utilizzo semplice e intuitivo.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia facilmente integrabile ed installabile all’interno dei noti apparecchi (contatori) utilizzati nella misura dei consumi (privati ed industriali) della quantità di energia consumata sotto forma di gas.

Altro scopo dell’invenzione è di proporre un dispositivo che sia migliorativo e/o alternativo rispetto a quelli tradizionali.

Altro scopo dell’invenzione è di proporre un dispositivo che sia altamente compatto ed integrato.

Altro scopo dell’invenzione è di proporre un dispositivo che presenti elevati standard di sicurezza.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che sia realizzabile in modo semplice, rapido ed a bassi costi.

Altro scopo dell’invenzione è quello di proporre un dispositivo che permetta la realizzazione di un contatore in modo semplice, rapido ed a bassi costi.

Altro scopo dell’invenzione è di proporre un dispositivo con una caratterizzazione alternativa, sia in termini costruttivi che funzionali, rispetto a quelli tradizionali.

Tutti questi scopi, sia da soli che in una loro qualsiasi combinazione, ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti, secondo l’invenzione, con un dispositivo come definito nella rivendicazione 1, con un contatore come definito nella rivendicazione 9 e con un sistema come definito nella rivendicazione 10.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in alcune sue preferite forme di pratica realizzazione riportate a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento all’allegata tavola di disegni, in cui:

la figura 1 mostra in vista schematica un dispositivo secondo l’invenzione, la figura 2 mostra in vista schematica un sistema di monitoraggio secondo l’invenzione.

Come rappresentato in figura 1, il dispositivo 1 secondo l’invenzione è configurato per essere attraversato, almeno in parte, da un flusso di gas. In particolare, il dispositivo 1 è un modulo che, preferibilmente, è adatto ad essere inserito ed utilizzato all’interno di un tradizionale contatore 31 (o misuratore) – preferibilmente definito da un apparecchio di tipo “Smart Meter” – configurato per misurare appunto il flusso di gas che transita attraverso la sezione di un tubo sul quale il contatore stesso è installato.

Opportunamente, il contatore 31 comprende un guscio di contenimento 27 e presenta un ingresso 3 del gas all’interno del guscio 27 ed un’uscita 5 del gas che è entrato e circolato all’interno del guscio 27. In particolare, l’ingresso 3 e l’uscita 5 sono entrambi definiti e/o associati al guscio 27 del contatore 31.

Opportunamente, il dispositivo 1 comprende un involucro di contenimento 7 nel quale sono definite:

- una prima apertura 9 per consentire al gas 30 di entrare all’interno di detto involucro, e

- una seconda apertura 21 per consentire al gas 30, che è entrato/circolato in detto involucro, di fuoriuscire da quest’ultimo.

Preferibilmente, detto involucro 7 è di tipo scatolare o tubolare.

Il dispositivo 1 secondo l’invenzione comprende una pluralità di sensori che, opportunamente, sono alloggiati all’interno dell’involucro di contenimento 7 e che sono configurati per rilevare corrispondenti grandezze del flusso di gas 30 che entra ed attraversa detto dispositivo 1.

In particolare, il dispositivo 1 comprende un sensore di portata 2 configurato per misurare la portata del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo stesso. Preferibilmente, detto sensore 2 è configurato per misurare la portata del gas in entrambi i versi, cioè dall’apertura di ingresso 9 verso l’apertura di uscita 21 e viceversa.

Il dispositivo 1 comprende un sensore ad ultrasuono 4 per misurare la velocità di propagazione del suono all’interno del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo stesso.

Preferibilmente, ma non necessariamente, il sensore di portata 2 ed il sensore ad ultrasuono 4 possono essere tra loro integrati e/o collegati.

Il dispositivo 1 comprende un sensore 6 per rilevare la temperatura del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo stesso.

Il dispositivo 1 comprende un (primo) sensore 8 per misurare la pressione del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo stesso. Preferibilmente, detto sensore 8 è un sensore di pressione assoluta.

Preferibilmente, il dispositivo 1 può comprendere altresì un secondo sensore 10 per misurare la pressione esterna 10 e, in particolare, per misurare la pressione atmosferica. Opportunamente, il secondo sensore 10 è esterno all’involucro 7 del dispositivo 1 o del contatore 31 in cui quest’ultimo è installato.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende altresì:

- un sensore 11 configurato per misurare la capacità termica del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, e/o

- un sensore 12 configurato per misurare la densità relativa del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, e/o

- un sensore 13 configurato per misurare la viscosità del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo stesso.

Ognuno dei sensori 2,4,6,8,11,12,13 sopra citati è sostanzialmente in sé tradizionale e, pertanto, non verrà descritto ulteriormente.

Opportunamente, i suddetti sensori 2,4,6, 8 e 11 e/o 12 e/o 13 sono integrati all’interno del dispositivo 1. In particolare, come detto, detti sensori 2,4,6,8 e 11 e/o 12 e/o 13 sono alloggiati all’interno dell’involucro 7 di detto dispositivo 1.

Il dispositivo 1 comprende altresì almeno un’unità di elaborazione 14 che, preferibilmente, è implementata da un corrispondente processore.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende una prima unità di elaborazione 14 che è configurata per fungere altresì da unità di controllo e comando, e preferibilmente anche di memorizzazione, per detto dispositivo 1.

In particolare, detta prima unità di elaborazione 14 è preferibilmente alloggiata all’interno dell’involucro 7 del dispositivo 1 o, secondo una forma di realizzazione non rappresentata, può essere associata esternamente alla parete di detto involucro 7.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 comprende e/o è connesso ad una seconda unità di elaborazione 24 che è esterna all’involucro 7 del dispositivo 1. In particolare, anche detta seconda unità di elaborazione 24 è preferibilmente implementata da un processore.

Opportunamente, nel caso di installazione/applicazione del dispositivo 1 all’interno di un contatore 31, la seconda unità di elaborazione 24 corrisponde all’unità di elaborazione del contatore stesso. In particolare, in tal caso, detta seconda unità di elaborazione 24 è associata esternamente al guscio di contenimento 27 del contatore 31.

I sensori 2,4,6, 8, 11 e/o 12 e/o 13 sono collegati a detta unità di elaborazione 14 che quindi è configurata per ricevere ed elaborare le rilevazioni (misurazioni) delle grandezze effettuate e provenienti da detti sensori.

Vantaggiosamente, l’unità di elaborazione 14 è altresì configurata per inviare segnali di comando ad uno o più di detti sensori 2,4,6,8 e/o 11 e/o 12 e/o 13.

Preferibilmente, i suddetti sensori sono collegati all’unità di elaborazione 14 mediante un cavo elettrico. Opportunamente, nella forma di realizzazione (qui non rappresentata), in cui l’unità di elaborazione 14 risulti associata alla parete esterna dell’involucro 7 del dispositivo 1, il cavo elettrico può passare dall’interno all’esterno di detto involucro in corrispondenza delle zone di contatto previste tra le flange di due parti definenti detto involucro 7 e/o in corrispondenza di un’apertura di passaggio, opportunamente sigillata, definita in una parete o in corrispondenza di dette flange.

Opportunamente, inoltre, la prima unità di elaborazione 14 è elettricamente collegata alla seconda unità di elaborazione 24 mediante un corrispondente cavo elettrico 29. Preferibilmente, detto cavo elettrico 29 è di tipo piatto, ad esempio è un FCC (“Flexible flat cable”).

Opportunamente, il cavo elettrico 29 è configurato per la trasmissione di dati sotto forma di segnali elettrici tra la prima unità di elaborazione 14 e la seconda unità di elaborazione 24, nonché per trasmettere l’energia elettrica di alimentazione a detta prima unità di elaborazione 14 e/o a detti sensori.

In particolare, nel caso di installazione/applicazione del dispositivo 1 all’interno di un contatore 31, la seconda unità di elaborazione 24 vantaggiosamente corrisponde all’unità di elaborazione del contatore stesso ed è associata esternamente all’involucro 27 del contatore 31, e pertanto il cavo elettrico 29 può passare dall’interno all’esterno del guscio 27 del contatore 31 in corrispondenza delle zone di contatto previste tra le flange di due semigusci definenti detto guscio 27 (così come previsto ad esempio in EP2810024 o in EP300256, il cui contenuto qui si intende interamente incorporato per riferimento) e/o in corrispondenza di un’apertura di passaggio, opportunamente sigillata, definita in una parete o in corrispondenza di dette flange.

Opportunamente, in particolare nel caso di installazione del dispositivo 1 all’interno di un contatore 31, a detta ulteriore unità di elaborazione 24 (corrispondente appunto all’unità di elaborazione del contatore 31) può essere associata un’interfaccia utente 16 – ad esempio una pulsantiera associata ad un display di visualizzazione oppure un display di tipo touch-screen -configurata per permettere all’utente di interagire con detta seconda unità di elaborazione 24 e, attraverso quest’ultima, preferibilmente anche con la prima unità di elaborazione 14. In particolare, mediante l’interfaccia utente 16 l’utente può selezionare le informazioni da visualizzare sul display oppure può inviare dei comandi dall’esterno (ad esempio per definire delle impostazioni di base) a detta seconda unità di elaborazione 24 e/o a detta prima unità di elaborazione 14. Opportunamente, sul display dell’interfaccia utente 16 l’utente può visualizzare i dati relativi alle grandezze rilevate dai sensori e/o i valori calcolati da detta prima 14 e/o detta seconda unità di elaborazione 24 sulla base di dette grandezze rilevate, come risulterà più chiaro qui di seguito.

Vantaggiosamente, in particolare nel caso di installazione del dispositivo 1 all’interno di un contatore 31, a detta seconda unità di elaborazione 24 (corrispondente appunto all’unità di elaborazione del contatore 31) possono essere associati mezzi di comunicazione a distanza e, preferibilmente, mezzi di ricetrasmissione 19 di tipo wireless (in particolare via radio, ad esempio wi-fi). Opportunamente, questi mezzi di ricetrasmissione 19 possono essere collegati e/o integrati nel circuito elettronico di detta seconda unità di elaborazione 24.

Preferibilmente, i mezzi di comunicazione 19 possono essere configurati per consentire al contatore 31 – all’interno del quale è inserito e installato il dispositivo 1 - di interagire e scambiare dati e/o informazioni e/o comandi con un dispositivo portatile esterno (non rappresentato), quale ad esempio uno smartphone o un tablet.

Vantaggiosamente, i mezzi di comunicazione 19 possono essere configurati per consentire al contatore 31 di interagire e scambiare dati e/o informazioni e/o comandi con un’unità di elaborazione esterna 17. Preferibilmente, l’unità di elaborazione esterna 17 può definire un’unità centrale esterna (remota) che è configurata per ricevere le informazioni da uno o più contatori 31, in ciascuno dei quali è installato/inserito un corrispondente dispositivo 1, e installati in vari punti di una linea di distribuzione del gas, generando così sostanzialmente una rete di dispositivi di monitoraggio di detta linea di distribuzione di gas.

Opportunamente, il dispositivo 1, e in particolare la prima unità di elaborazione 14, è configurata per calcolare - sulla base delle grandezze rilevate dai sensori 2,4,6, 8 e/o 11 e/o 12 e/o 13 - il potere calorifico superiore PCS e/o inferiore PCI del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo 1 in un determinato periodo di tempo e, in particolare, il PCS/PCI medio e/o medio ponderato (rispetto ai volumi) del gas 30 che è entrato/ha attraversato detto dispositivo 1 in detto determinato periodo di tempo.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1, e preferibilmente la prima unità di elaborazione 14, è configurata per calcolare - sulla base delle grandezze rilevate dai sensori 2,4,6, 8, e/o 11 e/o 12 e/o 13 - la portata volumetrica, alle condizioni termodinamiche di riferimento, del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo 1 in un determinato periodo di tempo.

Preferibilmente, detto determinato periodo di tempo può essere definito e impostato dall’utente/operatore oppure può essere preimpostato e fisso.

Vantaggiosamente, la prima unità di elaborazione 14 è configurata per utilizzare le rilevazioni della portata, temperatura e pressione (effettuate rispettivamente dai sensori 2, 6 ed 8) al fine di calcolare - preferibilmente utilizzando l’equazione di stato dei gas perfetti o l’equazione di van der Waals o altri noti algoritmi - la portata volumetrica alle condizioni termodinamiche di riferimento, preferibilmente con abbinato il suo segno rappresentativo del verso, del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo 1 in un determinato periodo di tempo.

Vantaggiosamente, la prima unità di elaborazione 14 è configurata per utilizzare le rilevazioni della velocità del suono (effettuata dal sensore 4), della temperatura (effettuata dal sensore 6), della pressione (effettuata dal sensore 8), della capacità termica oppure della viscosità oppure della densità (effettuate rispettivamente dai sensori 11, 12 e 13) al fine di calcolare – utilizzando opportuni algoritmi già noti (ad esempio di correlazione multidimensionale) – il PCS e/o il PCI medio e medio ponderato del gas 30 che è entrato/ha attraversato detto dispositivo in un determinato periodo di tempo.

Opportunamente, in questo modo, il PCS/PCI viene calcolato sulla base di rilevazioni effettuate sul gas 30 che effettivamente entra ed attraversa il dispositivo 1 e, (come ad esempio quello che viene consumato da un’utenza), evitando quindi di basarsi su valori assunti o approssimati, che per loro natura risultano inaccurati, e consentendo così di superare altresì il criterio delle ampie aree omogenee di prelievo (AOP).

Vantaggiosamente, la prima unità di elaborazione 14 è altresì configurata per calcolare, sulla base dei suddetti valori calcolati di detta portata volumetrica (alle condizioni termodinamiche di riferimento) e del PCS, l’energia termica del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo e, in particolare, l’energia del gas - preferibilmente con abbinato il suo segno - che in un determinato periodo di tempo è entrato/ha attraversato detto dispositivo 1.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1, e preferibilmente la prima unità di elaborazione 14, è configurata per calcolare - sulla base delle grandezze rilevate dai sensori 2,4,6, 8, e/o 11 e/o 12 e/o 13 - la densità e/o massa volumica del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo 1 in un determinato periodo di tempo.

Preferibilmente, la seconda unità di elaborazione 24 è altresì configurata per utilizzare le rilevazioni della pressione assoluta Pa effettuata dal primo sensore di pressione 8 e della pressione esterna (atmosferica) Pext effettuata dal secondo sensore di pressione 10 al fine di calcolare la pressione relativa Prel (preferibilmente con la relazione Prel= Pa - Pext) del gas 30 che entra e/o attraversa il dispositivo 1. Opportunamente, i valori della pressione relativa così ottenuti forniscono utili indicazioni per il monitoraggio della rete di distribuzione del gas in cui sono installati uno o più di detti dispositivi 1.

Opportunamente, è inteso che le rilevazioni effettuate dai sensori integrati nel dispositivo 1 possano essere inviate mediante trasmissione elettrica via cavo 29 dalla prima unità di elaborazione 14 alla seconda unità di elaborazione 24, la quale è vantaggiosamente configurata per effettuare (con modalità sostanzialmente corrispondenti a quelle sopra descritte per la prima unità di elaborazione 14) il calcolo del PCS e, preferibilmente, anche della portata volumetrica e/o della densità e/o massa volumica e/o dell’energia e/o della pressione relativa.

Vantaggiosamente, detta seconda unità di elaborazione 24 è altresì configurata in modo da ricevere misurazioni da altri sensori (ad esempio sensore di concentrazione di CO2 nel gas) che sono esterni e separati rispetto a quelli integrati nel dispositivo 1, oppure può ricevere ulteriori informazioni dall’unità di elaborazione esterna 17. Ad esempio, queste informazioni comprendono la concentrazione media di CO2 e/o H2 del gas presente nella zona in cui il dispositivo 1 è installato e ciò al fine di consentire a detta seconda unità di elaborazione 24 di effettuare calcoli più accurati che tengano conto altresì della presenza nel gas di altri componenti.

Vantaggiosamente, la prima unità di elaborazione 14 è elettricamente collegata ad una unità di alimentazione elettrica 20 che è posizionata all’esterno dell’involucro 7 del dispositivo 1 – preferibilmente anche all’esterno del guscio 27 del contatore 31 - ed è configurata per fornire l’energia elettrica per il funzionamento della prima unità di elaborazione 14 e/o di uno o più di detti sensori alloggiati all’interno dell’involucro 7.

Opportunamente, in particolare nel caso di installazione del dispositivo 1 all’interno di un contatore 31, l’unità di alimentazione elettrica 20 si trova all’esterno dell’involucro 7 del dispositivo 1 e all’interno del guscio 27 del contatore stesso. Preferibilmente, in tal caso, l’unità di alimentazione elettrica 20 corrisponde all’unità di alimentazione del contatore 31.

Preferibilmente, detta unità di alimentazione elettrica 20 comprende almeno un’unità di accumulo (batteria o pila) che è integrata in detta seconda unità di elaborazione 24 ed è collegata mediante il cavo elettrico 29 con la prima unità di elaborazione 14 per fornire l’energia elettrica per il suo funzionamento e/o può essere collegata direttamente, o mediante la prima unità di elaborazione 14, con uno o più sensori per fornire l’energia elettrica per il loro funzionamento.

Opportunamente, quindi, il dispositivo 1 secondo l’invenzione definisce un modulo integrato e compatto per rilevare le grandezze necessarie/utili per calcolare il PCS/PCI - e vantaggiosamente anche la portata volumetrica alle condizioni di riferimento e/o la densità (o massa volumica) - del gas 30 che entra e/o attraversa detto dispositivo 1.

Opportunamente, il dispositivo 1 secondo l’invenzione può essere altresì utilizzato come strumento, preferibilmente ma non necessariamente portatile, da utilizzare per misurare le proprietà del gas in vari punti della rete di distribuzione, consentendo così di conoscere le caratteristiche del gas all’interno di una pluralità di sotto-aree definite all’interno delle aree omogenee di prelievo. Vantaggiosamente, in questo modo, si migliora il livello di dettaglio e di attendibilità delle stime del PCS/PCI ottenute mediante il criterio delle aree omogenee di prelievo.

Opportunamente, l’invenzione comprende altresì un contatore 31 nel quale è installato un dispositivo 1 con una o più delle caratteristiche sopra descritte.

Opportunamente, l’invenzione comprende altresì un sistema per il monitoraggio di una rete di fornitura del gas, preferibilmente di una rete per la distribuzione del gas ad una pluralità di utenze, in cui sono previsti una pluralità di dispositivi 1, ciascuno dei quali è inserito all’interno di un contatore 31 installato in corrispondenza di almeno una di dette utenze. In particolare, i dispositivi 1 – ed in particolare le rispettive unità di elaborazione 14 – sono collegate alle corrispondenti ulteriori unità di elaborazione 24 di ciascun contatore 31, i quali sono poi collegati, preferibilmente via wireless, con almeno un’unità esterna/remota centrale di elaborazione 17.

Da quanto detto risulta chiaramente che il dispositivo secondo l’invenzione risulta particolarmente vantaggioso in quanto:

- utilizza, secondo una combinazione/configurazione innovativa e particolarmente efficace, una serie di componenti che sono già ampiamente diffusi in commercio e di costo accessibile,

- è particolarmente compatto ed è realizzabile a bassi costi e, opportunamente, ciò può portare ad una sua diffusione su larga scala, in particolare come contatore del gas in un contesto domestico,

- consente di rilevare una serie di grandezze utili a calcolare in modo accurato il PCS/PCI del gas in corrispondenza del dispositivo stesso, consentendo così un computo più accurato anche dell’energia,

- consente di superare il criterio delle aree omogenee di prelievo (AOP), ottenendo così una migliore gestione della rete,

- consente un monitoraggio continuo e capillare della rete di distribuzione.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall’ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per la misurazione del gas (30), preferibilmente configurato per essere inserito/installato all’interno di un contatore (31) del gas (30) presente e circolante all’interno di una tubatura, caratterizzato dal fatto di comprendere un involucro (7) provvisto di almeno un’apertura (9, 21) per l’ingresso e l’uscita del gas (30) in/da detto involucro, all’interno di detto involucro (7) essendo alloggiati: - almeno un sensore (2, 4) configurato per misurare la portata e la velocità di propagazione del suono nel gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, - un sensore di temperatura (6) configurato per misurare la temperatura del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, - un sensore di pressione (8) configurato per misurare la pressione assoluta del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, - un sensore di capacità termica (11) configurato per misurare la capacità termica del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, e/o un sensore di viscosità (13) configurato per misurare la viscosità del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, e/o un sensore di densità relativa (13) configurato per misurare la densità relativa del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso, e dal fatto che detto dispositivo comprende altresì almeno un’unità di elaborazione (14, 24) che è collegata a detti sensori (2, 4, 6, 8, 11, 12, 13) per ricevere le rilevazioni delle corrispondenti grandezze effettuate da detti sensori (2, 4, 6, 8, 11, 12, 13) e che è configurata per calcolare, sulla base di almeno una parte di dette grandezze rilevate da detti sensori (4, 6, 8, 11, 12, 13), il Potere Calorifico Superiore (PCS) e/o il Potere Calorifico Inferiore (PCI) del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso in un determinato periodo di tempo.
2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto: - che detta almeno una unità di elaborazione comprende una prima unità di elaborazione (14) che è alloggiata all’interno dell’involucro di contenimento (7) del dispositivo stesso oppure è associata esternamente ad una parete di detto involucro di contenimento (7), - di comprendere un cavo di collegamento elettrico (29) per collegare detta prima unità di elaborazione (14) ad una seconda unità di elaborazione (24) che è esterna rispetto a detto involucro di contenimento (7) e che, preferibilmente, è definita/definibile dall’unità di elaborazione del contatore (31) entro cui detto dispositivo (1) è destinato ad essere inserito ed installato.
3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta almeno una unità di elaborazione comprende altresì una seconda unità di elaborazione (24) che è esterna rispetto a detto involucro di contenimento (7) e che è collegata a detta prima unità di elaborazione (14) mediante detto cavo di collegamento elettrico (29).
4. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto cavo di collegamento elettrico (29) è configurato per trasferire dati tra detta prima unità di elaborazione (14) e detta seconda unità di elaborazione (24) e per trasmettere l’energia elettrica di alimentazione a detta prima unità di elaborazione (14) e/o a detti sensori presenti all’interno di detto involucro (7).
5. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta almeno una unità di elaborazione (14, 24) è configurata per calcolare il PCS/PCI medio del gas (30), che è entrato/ha attraversato detto dispositivo in un determinato periodo di tempo, sulla base delle rilevazioni di temperatura, di pressione, di velocità di propagazione del suono, e di capacità termica oppure di viscosità oppure di densità relativa del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo stesso in detto determinato periodo di tempo.
6. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che detta almeno una unità di elaborazione (14, 24) è altresì configurata per calcolare la portata volumetrica, alle condizioni termodinamiche di riferimento, del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo (1) in un determinato periodo di tempo, sulla base di: - almeno una parte di dette grandezze rilevate da detti sensori (2, 6, 8), e - eventuali altre grandezze rilevate da sensori esterni a detto dispositivo (1), e - eventuali informazioni ricevute da un’unità di elaborazione esterna (17).
7. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta almeno una unità di elaborazione (14, 24) è altresì configurata per calcolare: - sulla base di almeno una parte di dette grandezze rilevate da detti sensori (4, 6, 8, 11, 12, 13), la densità e/o massa volumica del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo (1) in un determinato periodo di tempo, e/o - sulla base dei valori calcolati del PCS/PCI e di detta portata volumetrica alle condizioni termodinamiche di riferimento, l’energia termica del gas (30) che entra e/o attraversa il dispositivo in un determinato periodo di tempo.
8. Dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo sensore di pressione (10) configurato per misurare la pressione, preferibilmente atmosferica, all’esterno di detto dispositivo e/o di detto contatore (31) in cui detto dispositivo è destinato ad essere installato, detto secondo sensore di pressione (10) essendo collegato a detta almeno una unità di elaborazione (14, 24) che è altresì configurata per calcolare, sulla base delle pressioni rilevate da detto sensore di pressione (8) e da detto secondo sensore di pressione (10), la pressione relativa del gas (30) che entra e/o attraversa detto dispositivo.
9. Contatore (31) del flusso di gas che transita attraverso la sezione di un tubo sul quale detto contatore è destinato ad essere installato, caratterizzato dal fatto di comprendere un guscio di contenimento (27) provvisto e/o associato ad un ingresso (3) e ad un’uscita (5) del gas in/da detto guscio (27), detto contatore (31) è caratterizzato dal fatto che: - all’interno di detto guscio (27) è alloggiato un dispositivo (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, - detta seconda unità di elaborazione (24) corrisponde all’unità di comando, controllo e/o elaborazione di detto contatore (31) che è associata esternamente alla parete di detto guscio (27), - comprende almeno un’unità di alimentazione elettrica per detta seconda unità di elaborazione (24) e per detta prima unità di elaborazione (14) di detto dispositivo (1), - comprende mezzi di ricetrasmissione (19), preferibilmente di tipo wireless, collegati e/o integrati a detta seconda unità di elaborazione (24) per consentire a detto contatore (31) di interagire e scambiare dati e/o informazioni e/o comandi con un dispositivo portatile esterno e/o con un’unità di elaborazione esterna (17).
10. Sistema per il monitoraggio di una rete di fornitura del gas, preferibilmente di una rete per la distribuzione del gas ad una pluralità di utenze, caratterizzato dal fatto di comprendere: - una pluralità di dispositivi (1) secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 8, ciascuno di detti dispositivi (1) essendo installato in corrispondenza di almeno una di dette utenze, e dal fatto che detti dispositivi (1) sono collegati con almeno un’unità esterna centrale di elaborazione (17) che è collegata, preferibilmente via wireless, con detta almeno una unità di elaborazione (14, 24) di ciascuno di detti dispositivi (1) per ricevere: - le rilevazioni delle corrispondenti grandezze effettuate dai sensori (2, 4, 6, 8, 11, 12, 13) di ciascun dispositivo (1) sul gas (30) che entra e/o attraversa il corrispondente dispositivo in un determinato periodo di tempo, e/o - il valore del Potere Calorifico Superiore PCS/PCI calcolato da detta almeno una unità di elaborazione (14, 24) di ciascun dispositivo (1) sulla base delle grandezze rilevati dai sensori (2, 4, 6, 8, 11, 12, 13) del dispositivo stesso.