超聲波熱量表——江蘇奧科儀表有限公司

超聲波熱量表是一種計量熱量的裝置，其能夠顯示采暖用戶所用熱量的多少，用戶可以根據(jù)所用的熱量繳費(fèi)

熱量表DN450使用和水質(zhì)影響

DN450熱量表的使用和推廣對于節(jié)約能源和改革供熱系統(tǒng)，提高供熱系統(tǒng)的能量有效利用率起到巨大的促進(jìn)作用。但是目前我國部分地區(qū)水質(zhì)很差，對熱量表的元器件具有破壞性的作用。這樣供熱系統(tǒng)怎樣去除干擾就顯得特別重要了。針對干擾源和干擾的傳播途徑，采用恰當(dāng)?shù)能浻布垢蓴_技術(shù)是提高單片機(jī)系統(tǒng)可靠性的重要方式。

系統(tǒng)供電的抗干擾設(shè)計

通過合理的硬件設(shè)計能有效抑制干擾源，切斷干擾傳播通道。只要合理地設(shè)置與選擇相關(guān)參數(shù)，硬件抗干擾技術(shù)就能抑制系統(tǒng)的絕大部分干擾。

由于大部分熱量表采用電池供電，電池本身有高頻噪聲，干擾系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此消除電源干擾對于保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行尤為重要，在熱量表的設(shè)計中可以采取兩種措施：一是，可以采用TI公司的TPS76350型穩(wěn)壓芯片，這使電源供電的穩(wěn)定性性大大提高；二是，可以在電路板上每個IC芯片的電源和地之間接都連接電容進(jìn)行退耦，消除電源中的高頻干擾和低頻干擾。

DN450熱量表電路板抗干擾設(shè)計

電路板設(shè)計的是否合理對系統(tǒng)的抗*力影響很大，故印刷電路板的設(shè)計必須遵循一些抗干擾的設(shè)計原則，在設(shè)計中采取以下抗干擾措施。

1.電源線和地線的處理

在電路板的設(shè)計中，應(yīng)盡量的加寬電源線和地線的寬度，在電路板布線完成后，對底層和頂層進(jìn)行鋪地處理，把電路板上的元器件需要接地的引腳都和都用覆銅層相連，這樣可大大提高的系統(tǒng)的抗干擾性能。

2.模擬電路與數(shù)字電路處理

在電路板的設(shè)計中，應(yīng)將電路中的模擬電路與數(shù)字電路加以區(qū)分，在PCB制作時，線寬上模擬電路應(yīng)適當(dāng)大于數(shù)字電路。AD轉(zhuǎn)換器模擬地與數(shù)字地的分布要參考其芯片資料，嚴(yán)格按其要求進(jìn)行布局。

3.電容的布局

電容的布局盡量將退耦電容和濾波電容、旁路電容放置在對應(yīng)元件的周圍。印制電路板的走線、引腳連線和接線引起電感，其存在會在電源線上引起紋波和毛刺，而在電源和地之間放置一個退耦電容可以有效濾除高頻紋波。

本文分別從硬件和軟件等方面對熱量表價格系統(tǒng)的抗干擾進(jìn)行了闡述，這樣能顯著提高熱量表的抗*力，增強(qiáng)熱量表的實用性，為熱量表的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

熱量表價格的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

熱量表價格由流量傳感器、供回水配對溫度傳感器及積算器（單片機(jī)處理單元）等部件組成。

1）流量傳感器。流量傳感器是用于采集水流量并發(fā)出流量信號的部件。超聲波流量傳感器采用時差法對流量進(jìn)行測量，其基本原理是：在測量通道的上游和下游分別安裝一只超聲波換能器用于超聲波信號的發(fā)射與接收，上游與下游換能器分別發(fā)射超聲波信號由另一只換能器接收，由于超聲波信號與水流信號疊加，使聲波在順流和逆流時的傳播速度不同，因此不同換能器發(fā)射的超聲波信號在水中的運(yùn)行時間就不同，通過測量該時間的差值可計算出流體的流速，然后再換算成流量，從而實現(xiàn)了流量的測量。

2）配對溫度傳感器。配對溫度傳感器是在同一個熱量表上，分別用來測量熱交換系統(tǒng)的入口和出口溫度的一對計量特性*或相近的溫度傳感器。在本熱量表中供水、回水管道分別裝有Pt1000的熱電阻，用來測量供水和回水的溫度，由于系統(tǒng)消耗熱量與入口與出口的溫度差成正比，而與溫度的值相差較小，因此使用計量特性*或相近的一對配對溫度傳感器即可提高測量精度而對溫度傳感器的精度可以要求的相對低一些以降低成本。

3）積算器。積算器（又稱積分儀）是用來采集來自流量傳感器和配對溫度傳感器的信號，進(jìn)行熱量計算、存儲和顯示系統(tǒng)所交換的熱量值的部件。

使用檢定方法

檢定方法采用質(zhì)量法和時間法兩種。檢定通道的選擇通過換向閥或者人工手動切換。

質(zhì)量法：通過電子稱累積的熱水質(zhì)量來計算循環(huán)水所釋放的熱量。

時間法：通過在設(shè)定的時間內(nèi)對循環(huán)水所釋放的熱量不斷的積分。

根據(jù)被檢熱量表的不同口徑系統(tǒng)配備了3000kg、1500kg、600kg3臺電子稱，上面裝有兩組換向器，一組對應(yīng)3000kg的電子稱和直排管道，用于大口徑熱量表的檢定，另一組連接1500kg和600kg的電子稱，用于小流量檢定，3臺電子稱下面的底閥，通常是常開狀態(tài)，如果采用質(zhì)量法，則底閥閉合，循環(huán)水就進(jìn)入儲水罐，開始累計質(zhì)量。

檢定方法的選擇通過換向器來實現(xiàn)的，如果循環(huán)水進(jìn)入儲水罐，則選用質(zhì)量法；如果循環(huán)水直排到回水管進(jìn)行循環(huán)，則選用時間法，在設(shè)定時間內(nèi)進(jìn)行熱量積分。

關(guān)于用戶關(guān)心問題無線熱量采抄集成詳解

　　熱量表主要用于測量及顯示水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)所吸收或釋放的熱能量，是供熱體系中按熱量計量收費(fèi)的關(guān)鍵儀表。熱量表設(shè)計的依據(jù)是熱力學(xué)吸熱定律，即Q=c×m×(t2-t1)，其中，c是比熱容，m是質(zhì)量，(t2-t1)是溫度差。超聲波熱量表是在超聲波流量計的基礎(chǔ)上加上溫度測量，由流體的流量和進(jìn)、出水溫差來計算出向用戶提供的熱量。
　　其中流量測量部分的工作原理是由超聲波在順流和逆流時產(chǎn)生的時間差得出水的流速，再由水的流速推導(dǎo)出瞬時流量，累積后得到流量信息。在工作過程中應(yīng)用一對超聲波換能器相向交替收發(fā)超聲波，首先通過適當(dāng)?shù)陌l(fā)射電路把電能加到發(fā)射換能器的壓電元件上，使其產(chǎn)生超聲波振動，超聲波以一定的角度射入流體中傳播，然后由接收換能器接收，并經(jīng)壓電元件變?yōu)殡娔?，以便檢測。

所應(yīng)該具備技術(shù)要求

① 總體精度達(dá)到OIML一R75規(guī)定的4級標(biāo)準(zhǔn)。

② 流量計部分的精度，誤差＜3%。

③ 溫度傳感器采用鉑電阻測溫元件，符合IEC一751標(biāo)準(zhǔn)并精確配對，當(dāng)供回水的溫度差在6℃以內(nèi)時，測量誤差＜0．1℃。

④ 熱量表具備熱焰和質(zhì)量密度修證的功能，誤差小于0．5%。

⑤微功耗的設(shè)計，內(nèi)藏電池可以連續(xù)工作5年。

現(xiàn)在中國市場上的國外熱量表技術(shù)成熟，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，但是價格昂貴。我國對熱量表的需求量大，研制開發(fā)低成本、符合標(biāo)準(zhǔn)的熱量表是大勢所趨。本文以熱量表熱量計量原理為基礎(chǔ)，介紹了幾種常用的熱量計量方法，分析比較了各自的優(yōu)缺點，詳細(xì)討論了具有k系 數(shù)補(bǔ)償功能的熱量計量方法，該方法實現(xiàn)了k系數(shù)的溫度和壓力在線補(bǔ)償，因而具有較高的精度。

關(guān)于計量中誤差來源分析

一般采用一組(兩支)測溫傳感器測量流經(jīng)換熱器的流體在換熱器進(jìn)、出口處的溫度值，用流量計測量流體流經(jīng)換熱器的流量，然后通過相應(yīng)的程序計算換熱器與周圍環(huán)境的換熱量。由于技術(shù)、價格等原因，國內(nèi)外幾乎所有生產(chǎn)熱計量儀表的廠家采用的流量計都是體積流量計。在流量傳感器設(shè)計時也都采用脈沖方式，即每單位體積流量發(fā)出一定數(shù)目的脈沖信號，由此來測量流經(jīng)換熱器流體的體積流量。

本文結(jié)語：

(1)熱量表的計量誤差應(yīng)根據(jù)實際計算，溫度和流量的誤差并不能直接包含熱量計量的全部誤差。
(2)熱分配表作為熱計量是不準(zhǔn)確的。
(3)熱量表應(yīng)整體標(biāo)定。
根據(jù)傳熱學(xué)原理，一換熱器與其周圍環(huán)境的換熱量包括兩部分：對流、輻射。熱分配表是直接安裝在暖氣表面，靠暖氣的熱量來蒸發(fā)熱分配表中的蒸發(fā)液，用蒸發(fā)液的蒸發(fā)量來計算換熱器的換熱量。
因為換熱器表面的溫度不僅與換熱器中的介質(zhì)有關(guān)，還與周圍環(huán)境有密切的關(guān)系。目前還無法在換熱器表面溫度和換熱器換熱量之間建立一種準(zhǔn)確的關(guān)系。

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