Il consumo di gas viene calcolato sul volume di flusso mediante misuratori di portata di gas. Poiché la densità del gas e quindi anche il suo volume dipendono dalla pressione e della temperatura, la quantità misurata può variare a seconda della pressione o della temperatura che si verificano. È possibile descrivere la relazione tra il volume del gas, la pressione e la temperatura con la formula p · V/T=costante, in cui p sta per pressione, V per volume e T per temperatura.
Se è relativamente facile regolare e monitorare la pressione alla quale il gas scorre attraverso i tubi, ciò non vale per la temperatura. Le differenze di densità che ne derivano influiscono sulla portata misurata. Ciò che può essere trascurabile per i normali consumatori date le quantità in comparazione ridotte, costituisce invece un importante fattore di costi per la grande utenza.
Con la Measurement Instruments Directive (MID) è stata emanata una direttiva relativa agli strumenti di misura valida per l’Unione Europea allo scopo di stabilire una procedura di approvazione uniforme per tutti gli stati UE e qualche altro stato. Altri scopi della direttiva includono un unico test una tantum per l’approvazione dei dispositivi di misura, nonché un unico regolamento transnazionale per la verifica. Attraverso questo regolamento transnazionale stabilito si ricerca una qualità dei prodotti ancora maggiore e si assicurano pari condizioni di concorrenza. Il MID riguarda 10 tipologie di strumenti di misura nell’ambito della metrologia legale. I requisiti riguardanti i contatori di gas e i convertitori di volumi sono ripartiti nell’allegato MI-002.
Per calcolare l’esatto volume di gas occorre tener conto della pressione e della temperatura e per farlo i contatori del gas devono essere dotati di appositi sensori. Al posto del volume va indicata la massa del gas, in quanto, considerando la densità variabile, è questo il dato più preciso. Per poterlo rilevare in modo corretto è necessario misurare la pressione e la temperatura e determinare così la densità.
Elevata accuratezza grazie alla compensazione matematica
Esistono due modi per collegare i sensori di pressione e di temperatura ai contatori di gas. Nella prima variante il sensore di pressione viene avvitato sul tubo che trasporta il gas e viene collegato al contatore tramite un cavo. Nella seconda variante il sensore viene installato direttamente nell’apparecchio (l’esempio specifico che segue descrive quest’ultima variante).
I campi di pressione impiegati per il calcolo della quantità di gas sono solitamente compresi tra 0,8 e 3,5 bar (assoluto) o tra 2,5 fino a 10 bar (assoluto). Le esigenze di accuratezza sono elevatissime: è richiesto lo 0,2 percento del valore misurato a temperature che vanno da -20°C a 60°C. Con i sensori di pressione comuni, però, non è possibile raggiungere tale risultato. Per riuscirci bisogna ricorrere alla compensazione matematica. Per questo motivo la STS fornisce sensori di pressione e di temperatura non solo certificati, ma anche parametrizzati (coefficienti per la compensazione polinomiale).