超声波热量表参数

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超声波热量表
江苏奥科仪表有限公司
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超声波热量表是一种计量热量的装置，其能够显示采暖用户所用热量的多少，用户可以根据所用的热量缴费

热量表DN450使用和水质影响

DN450热量表的使用和推广对于节约能源和改革供热系统，提高供热系统的能量有效利用率起到巨大的促进作用。但是目前我国部分地区水质很差，对热量表的元器件具有破坏性的作用。这样供热系统怎样去除干扰就显得特别重要了。针对干扰源和干扰的传播途径，采用恰当的软硬件抗干扰技术是提高单片机系统可靠性的重要方式。

系统供电的抗干扰设计

通过合理的硬件设计能有效抑制干扰源，切断干扰传播通道。只要合理地设置与选择相关参数，硬件抗干扰技术就能抑制系统的绝大部分干扰。

由于大部分热量表采用电池供电，电池本身有高频噪声，干扰系统的正常运行。因此消除电源干扰对于保证系统可靠运行尤为重要，在热量表的设计中可以采取两种措施：一是，可以采用TI公司的TPS76350型稳压芯片，这使电源供电的稳定性性大大提高；二是，可以在电路板上每个IC芯片的电源和地之间接都连接电容进行退耦，消除电源中的高频干扰和低频干扰。

DN450热量表电路板抗干扰设计

电路板设计的是否合理对系统的抗干扰能力影响很大，故印刷电路板的设计必须遵循一些抗干扰的设计原则，在设计中采取以下抗干扰措施。

1.电源线和地线的处理

在电路板的设计中，应尽量的加宽电源线和地线的宽度，在电路板布线完成后，对底层和顶层进行铺地处理，把电路板上的元器件需要接地的引脚都和都用覆铜层相连，这样可大大提高的系统的抗干扰性能。

2.模拟电路与数字电路处理

在电路板的设计中，应将电路中的模拟电路与数字电路加以区分，在PCB制作时，线宽上模拟电路应适当大于数字电路。AD转换器模拟地与数字地的分布要参考其芯片资料，严格按其要求进行布局。

3.电容的布局

电容的布局尽量将退耦电容和滤波电容、旁路电容放置在对应元件的周围。印制电路板的走线、引脚连线和接线引起电感，其存在会在电源线上引起纹波和毛刺，而在电源和地之间放置一个退耦电容可以有效滤除高频纹波。

本文分别从硬件和软件等方面对热量表价格系统的抗干扰进行了阐述，这样能显著提高热量表的抗干扰能力，增强热量表的实用性，为热量表的广泛应用奠定了基础。

热量表价格的系统结构

热量表价格由流量传感器、供回水配对温度传感器及积算器（单片机处理单元）等部件组成。

1）流量传感器。流量传感器是用于采集水流量并发出流量信号的部件。超声波流量传感器采用时差法对流量进行测量，其基本原理是：在测量通道的上游和下游分别安装一只超声波换能器用于超声波信号的发射与接收，上游与下游换能器分别发射超声波信号由另一只换能器接收，由于超声波信号与水流信号叠加，使声波在顺流和逆流时的传播速度不同，因此不同换能器发射的超声波信号在水中的运行时间就不同，通过测量该时间的差值可计算出流体的流速，然后再换算成流量，从而实现了流量的测量。

2）配对温度传感器。配对温度传感器是在同一个热量表上，分别用来测量热交换系统的入口和出口温度的一对计量特性一致或相近的温度传感器。在本热量表中供水、回水管道分别装有Pt1000的热电阻，用来测量供水和回水的温度，由于系统消耗热量与入口与出口的温度差成正比，而与温度的绝对值相差较小，因此使用计量特性一致或相近的一对配对温度传感器即可提高测量精度而对温度传感器的绝对精度可以要求的相对低一些以降低成本。

3）积算器。积算器（又称积分仪）是用来采集来自流量传感器和配对温度传感器的信号，进行热量计算、存储和显示系统所交换的热量值的部件。

使用检定方法

检定方法采用质量法和时间法两种。检定通道的选择通过换向阀或者人工手动切换。

质量法：通过电子称累积的热水质量来计算循环水所释放的热量。

时间法：通过在设定的时间内对循环水所释放的热量不断的积分。

根据被检热量表的不同口径系统配备了3000kg、1500kg、600kg3台电子称，上面装有两组换向器，一组对应3000kg的电子称和直排管道，用于大口径热量表的检定，另一组连接1500kg和600kg的电子称，用于小流量检定，3台电子称下面的底阀，通常是常开状态，如果采用质量法，则底阀闭合，循环水就进入储水罐，开始累计质量。

检定方法的选择通过换向器来实现的，如果循环水进入储水罐，则选用质量法；如果循环水直排到回水管进行循环，则选用时间法，在设定时间内进行热量积分。

关于用户关心问题无线热量采抄集成详解

　　热量表主要用于测量及显示水流经热交换系统所吸收或释放的热能量，是供热体系中按热量计量收费的关键仪表。热量表设计的依据是热力学吸热定律，即Q=c×m×(t2-t1)，其中，c是比热容，m是质量，(t2-t1)是温度差。超声波热量表是在超声波流量计的基础上加上温度测量，由流体的流量和进、出水温差来计算出向用户提供的热量。
　　其中流量测量部分的工作原理是由超声波在顺流和逆流时产生的时间差得出水的流速，再由水的流速推导出瞬时流量，累积后得到流量信息。在工作过程中应用一对超声波换能器相向交替收发超声波，首先通过适当的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振动，超声波以一定的角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。

所应该具备技术要求

① 总体精度达到OIML一R75规定的4级标准。

② 流量计部分的精度，误差＜3%。

③ 温度传感器采用铂电阻测温元件，符合IEC一751标准并***配对，当供回水的温度差在6℃以内时，测量误差＜0．1℃。

④ 热量表具备热焰和质量密度修证的功能，误差小于0．5%。

⑤微功耗的设计，内藏电池可以连续工作5年。

现在中国市场上的国外热量表技术成熟，标准化程度高，但是价格昂贵。我国对热量表的需求量大，研制开发低成本、符合国际标准的热量表是大势所趋。本文以热量表热量计量原理为基础，介绍了几种常用的热量计量方法，分析比较了各自的优缺点，详细讨论了具有k系 数补偿功能的热量计量方法，该方法实现了k系数的温度和压力在线补偿，因而具有较高的精度。

关于计量中误差来源分析

一般采用一组(两支)测温传感器测量流经换热器的流体在换热器进、出口处的温度值，用流量计测量流体流经换热器的流量，然后通过相应的程序计算换热器与周围环境的换热量。由于技术、价格等原因，国内外几乎所有生产热计量仪表的厂家采用的流量计都是体积流量计。在流量传感器设计时也都采用脉冲方式，即每单位体积流量发出一定数目的脉冲信号，由此来测量流经换热器流体的体积流量。

本文结语：

(1)热量表的计量误差应根据实际计算，温度和流量的误差并不能直接包含热量计量的全部误差。
(2)热分配表作为热计量是不准确的。
(3)热量表应整体标定。
根据传热学原理，一换热器与其周围环境的换热量包括两部分：对流、辐射。热分配表是直接安装在暖气表面，靠暖气的热量来蒸发热分配表中的蒸发液，用蒸发液的蒸发量来计算换热器的换热量。
因为换热器表面的温度不仅与换热器中的介质有关，还与周围环境有密切的关系。目前还无法在换热器表面温度和换热器换热量之间建立一种准确的关系。

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