热量表

热量表的工作原理:将一对温度[1]?传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上,流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同,最终的测量结果也不同),流量计发出热量表与流量成正比的脉冲信号,一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号,而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号,利用积算公式算出热交换系统获得的热量。
　　北方冬季要供暖,为了节约能源,减少烟尘,大多数地区已通过热网集中供热。但是热能作为一种商品来出售,当然要收费了。可是目前因为居民家里还没安装热量表,只好暂且按建筑面积收费。但是按建筑面积收供热费显然是不合理的,应该按照用户实际用的热能来计算。自动累计热量的仪器并不是没有,只不过价格较高,还未进入家庭,现在已经用于供热总管上了。
　　我们在谈及计量热能时,首先必须知道如何计算热能?从物理课本中我们学过热量的单位是“焦”,符号是J。但是工程上常用的单位是“千卡”即“大卡”,符号是kcal。换算关系是1kcal=4186.8J。每一千卡的热量相当于一千克的水温度下降1℃所放出的热量。由此我们知道了要计算用户使用的热能数,必须测量进入用户和流出用户的水的温度差,这一部分的温度降低是由于用户的消费导致的。但这并不足够,我们还必须知道在此过程有多少水在放热,因此必须测得此时刻的热水的瞬时流量,然后把它和温度差相乘,就可以得到这一时刻热水释放热量的千卡数(也就是用户消费的热量)。再用自动累加的方法随时把用户的消费热量加在一起,累计满一个月就是当月消费的热量总数。
　　根据上面的分析,我们就可以开始设计热量表了,首先要把温度差测出,这就需要两个“温度传感器”;然后再把流量测出来,这就需要一个“流量传感器”;积分仪通过进回水的温差,流量及预制在内部的热涵值计算出热能,通过内部的储存装置连续储存记录能耗。最后还要具有相减和相乘功能的辅助器件,以便能随时把得数累加起来;就这样一个热量表就制成了。
　　热量表中常用的温度传感器,是由铂丝绕成的电阻,温度越高它的阻值越大,电阻的大小可以通过导线传到很远的地方去测量,根据铂电阻的变化我们就可以得到温度的变化。当然温度传感器并不是这一种,也可以采用其它种的传感器。
　　流量传感器种类也很多,热量表里常用的有孔板差压式、旋涡式、涡轮式等。那么,什么是涡轮式流量传感器呢?其实它就是一个小水轮发电机,和水力发电用的水轮发电机是一个道理。只不过非常小巧而简单,仅仅是由管道里的一个叶轮和管外的线圈所构成。叶轮上有一小块磁铁,当叶轮被水冲动而旋转时,线圈切割磁力线就会发出交流信号来。管道里的水流量越大,当然叶轮转得越快,发出的交流频率就越高。用频率来代表流量,这样就容易传到别处去了,所以这才称得上是传感器。虽然和水轮发电机原理相同,用途当然不是为了提供电力,仅仅是传感而已。至于差压式和旋涡式的道理,确实有点一言难尽,就不在这里细说了。
　　由温度传感器测量的温度信号和流量传感器测量的流量信号最终都送到微处理机中,由它的软件来完成相乘、相减、累加等运算。算起来又快又准,最后把结果用数字显示在仪表的窗口里,一目了然。甚至可以进一步通过网络送到银行,自动从你的户头里把供暖费扣掉,既省心又省事。
　　详细介绍:
　　热量表热量表(heat meter)是用于测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热量的仪表,热量表是安装在热交换回路的入口或出口,用以对采暖设施中的热耗进行准确计量及收费控制的智能型热量表。其工作原理是在热交换系统中安装热量表,当水流经系统时,根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温度,以及水流经的时间,通过计算器计算并显示该系统所释放或吸收的热量。其组成由包括:
　　温度传感器:采集水的温度并发出温度信号的部件。一般采用热电阻做温度传感器,材料的电阻值随温度的变化而变化。热量表采用的是Pt1000配对温度传感器,配对误差﹤0.1℃。一根有红色标志,安装在进水口,一根有蓝色标志,安装在出水口。Pt为铂的分子式,其具有温度系数大及在一定温度范围内温度系数是一常数的特点。R0=1000,即0℃时,温度传感器的电阻为1000Ω; 流量计(基表):采集水的流量并发出流量信号的部件。热量表采用韦根型流量计。当前国内IC卡水表大都采用磁钢转动,双干簧管接收脉冲计数,但干簧管的接通次数仅为107次(接通电流为10μA),若流量为2.5m3/h,而100个脉冲/m3,那么干簧管的工作寿命只有40×103小时,后发展的趋势采用韦根元件,韦根元件的优点是:
　　产生脉冲耗电为零
　　在脉冲重复频率0~10KHz范围输出脉冲幅度与宽度恒定,与被测物体转动(移动)速度无关,适合超低速检测
　　无机械可动部分,无触点,固态封装,环境耐受性好
　　工作温度范围宽(-196℃~+300℃)
　　积分仪:采集温度传感器所发出的温度信号,流量计所发出的流量信号,进行热量计算、存储和显示的部件。热量表积算仪的核心单片机采用美国TI公司超大规模MSP430系列集成单片机,性能强大,稳定可靠,超低功耗,能适应恶劣供热环境要求,积算仪液晶显示全部采用汉字和数字字符显示各测量参数,参数可循环显示,清晰、直观,参数显示分辨率高,满足计量检定显示要求

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