熱量表技術(shù)管理論文

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TechnicComparisionofDomestic&ForeignCombinedHeatmeters

摘要：本文講述了熱量表的構(gòu)成，并根據(jù)熱量表的三個主要組成部分進行了國內(nèi)外熱量表的現(xiàn)在技術(shù)對比。

一．量表的構(gòu)成

熱量表主要由積算儀，流量傳感器和配對溫度傳感器三部分組成，如果三個部分相互間可以分開成三個獨立的部件，且每一個部件都可單獨測量，則稱此種熱量表為組合式熱量表，反之則稱為一體式熱量表。熱量表在國外有近30年的歷史，而國內(nèi)起步也就近3年。本文主要根據(jù)熱量三個基本組成部分進行討論。

二．積算儀部分

積算儀部分接收來自流量傳感器和溫度傳感器的信號，進行處理、計算并顯示管路系統(tǒng)的累積熱量、累積流量和進水溫度，回水溫度等。在這方面國內(nèi)外的熱量表對比如下：

表1國內(nèi)外熱量表積算儀對比

國內(nèi)國外說明

熱量計算方法焓值法優(yōu)點：數(shù)據(jù)存貯空間少缺點：計算較復(fù)雜K系數(shù)法優(yōu)點：計算熱量簡單缺點：數(shù)據(jù)存貯空間大兩種測量方法并無本質(zhì)區(qū)別，K系數(shù)法的來源仍然是焓值法，國外熱量表起步時由于單片機技術(shù)處于較低水平，為計算方便采用K系數(shù)法，沿用至今。

溫度測量方法兩線制，三線制，四線制與左相同兩線制方法適用于導(dǎo)線長度較短的場合一般<5m.三線制，四線制適用導(dǎo)線長度較長的場合。

溫度分辨率0.01℃--0.05℃0.01℃溫度分辨率反映AD轉(zhuǎn)換的分辨率的大小。

AD轉(zhuǎn)換精度0.02℃--0.05℃不詳AD轉(zhuǎn)換精度是溫度測量精度的一個主要指標。可理解為在固定溫度電阻時，AD轉(zhuǎn)換的精度。它與熱量表的最小溫差測量范圍有關(guān)。國外的熱量表通常只給出分辨率而不給AD轉(zhuǎn)換的精度，這二者絕非等同。

最小溫差3℃，4℃，5℃與左相同

數(shù)據(jù)存儲累積數(shù)據(jù)定時存儲歷史數(shù)據(jù)可選擇不同的存儲卡進行存儲與左相同

內(nèi)部日歷有有內(nèi)部日歷主要用于表征熱量表的一些特殊設(shè)置參數(shù)和運行參數(shù)的裝態(tài)和時間的長短。

供電方式電池（>5年）或交流電與左相同

通訊方式M-BUS總線熱量值脈沖輸出便攜式讀表機接口RS485總線M-BUS總線熱量值脈沖輸出便攜式讀表機接口RS485總線為兩線制串行總線，有極性，在國內(nèi)現(xiàn)場總線中應(yīng)用較普遍。M-BUS總線為兩線制串行總線，無極性，既傳信號又傳電源，在國外熱量表中普遍都支持此種總線。

預(yù)付費有無

測量冷量有無

外接水表無有

三．流量傳感器

流量傳感器安裝在管路系統(tǒng)上，用于計量流過供熱回路的水的體積并發(fā)出流量信號。主要分為葉輪式，超聲波式和電磁式，三種形式。

電磁式流量傳感器是按法拉第定律測量熱水的流量，其測量腔體內(nèi)部沒有任何可動部件，但對供熱介質(zhì)的電導(dǎo)率有要求（>10US/CM），同時由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，功耗較大，在戶用表中用量較少。

超聲波式流量傳感器是通過超聲波射線直射或反射的方法測量熱水的流量，其測量腔體內(nèi)部沒有任何可動部件，對介質(zhì)的成分沒有要求。但當測量區(qū)腔體內(nèi)存在結(jié)垢問題時將極大地降低測量精度，同時由于其成本較高，功耗較大，在戶用表中用量較少。

葉輪式流量傳感器是通過葉輪的轉(zhuǎn)動測量水的流量，按流束的形式分單流束式和多流束式兩種。單流束式流量傳感器主要優(yōu)點是體積小，質(zhì)量輕，外形美觀，但由于流量僅從一個方向沖擊葉輪，對葉輪和軸的材質(zhì)要求較高，同時由于其腔體較小，對熱水的水質(zhì)要求較高。多流束式傳感器主要優(yōu)點是，由于流量從多個方向沖擊葉輪，對葉輪和軸的材質(zhì)要求相對較低，其腔體較大，內(nèi)置過濾網(wǎng)，極大提高了抗污水的能力，其缺點是體積較大，質(zhì)量重，外觀笨拙。葉輪式流量傳感器因其測量原理和結(jié)構(gòu)相對簡單，價格較低，在戶用表中普遍采用。國內(nèi)外有關(guān)葉輪式流量傳感器的對比如下

表2：國內(nèi)外熱量表葉輪式流量傳感器對比

國內(nèi)國外說明

結(jié)構(gòu)形式小口徑表：單流束干式多流束干式大口徑表：多流束干式小口徑表：單流束干式大口徑表：多流束干式

測量精度分界流量以上至最大流量時±5%分界流量以下至最小流量時±3%流量范圍內(nèi)±(3+0.05qp/q)且≤±5%qp為公稱流量q為流量

流量信號采集方式干簧管，和磁性表針優(yōu)點是成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，功耗也較低，缺點是瞬時流量的精度較低，由于齒輪減速機構(gòu)的存在，使流量傳感器的使動流量較高，磁性傳動對磁極的距離有較嚴格的要求動態(tài)的磁場導(dǎo)通率的變化優(yōu)點是提高了瞬時流量的測量精度，去除了齒輪機構(gòu)，降低了使動流量。缺點是功耗和成本稍高，線路復(fù)雜

始動流量較高低

壓力損失較高低

安裝位置進水或回水一般為回水安裝在進水口優(yōu)點是可以較方便地檢測用戶用水狀況。缺點是流量計需要用耐高溫的材料制成，提高了流量計的成本。

四．配對溫度傳感器

配對溫度傳感器是指對同一個熱量表，分別用來測量管路系統(tǒng)的入口和出口溫度的二支溫度傳感器，分別安裝在管路系統(tǒng)的入口和出口，采集系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)的溫度并發(fā)出溫度信號。在一體式熱量表中配對溫度傳感器使用種類較多，有PT電阻，熱敏電阻和新型半導(dǎo)體測溫元件，但在組合式熱量表中，由于生產(chǎn)供應(yīng)的原因普遍采用PT電阻，國內(nèi)普遍采用PT1000，國外普遍采用PT100和PT500。無論采用何種形式的配對溫度傳感器，都需要根據(jù)最小測量溫差的要求，滿足相應(yīng)的標準。

五．結(jié)束語

本文中的國內(nèi)和國外的熱量表技術(shù)資料主要來源于2000年9月30日之前各主要熱量表廠家的宣傳材料。由于成文倉粗，作者水平和技術(shù)進步等原因，本文中可能還有一些最新國內(nèi)外技術(shù)沒有涉及，敬請相關(guān)廠家指出并諒解。