[發(fā)明專利]壓力式熱量表

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210528088.5
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103868627A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 紀周;紀睿;紀義盛
• 申請（專利權）人: 紀周
• 主分類號: G01K17/12
• 分類號: G01K17/12;G01F1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種計量裝置，特別涉及一種熱量計量裝置。

背景技術

目前，我國供熱計量用的熱量表基本上采用的有兩種類型，一種是機械式熱量表，一種是超聲波熱量表。機械式熱量表流量測量部分是旋翼式流量計，由于其機械結構復雜，經(jīng)常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，在實踐過程中也證明了這一點。超聲波熱量表的流量測量原理大都采用超聲波傳播速度差法的時差法。在實際應用中超聲波時差法存在以下問題：

1、聲延時的影響

超聲波流量計流體流量測量關鍵的是時間的測量，但在實際應用時，測量得到的順流時間T₁和逆流時間T₂包含了電路、電纜、換能器以及聲楔等產(chǎn)生的聲延時a1、a2，因此必須將其測出并扣除。但是，欲精確的測得a1、a2也并非易事，因為在進行時間測量時，電源電壓一定要穩(wěn)定，否則電路中元器件的延時也會有所改變，在電池供電的情況下，必須每隔一段時間進行一次a1、a2的測量。又聲延時a1、a2隨流量增加而增加，流量越大偏差也越大。

2、利用超聲波對流體流量的測量，其困難主要在于：一般情況下測量的液體流速在每秒數(shù)米以下，而液體中的聲速約為1500m/s，液體流速帶給聲速的變化量至多不過是10^-3數(shù)量級，在液體流量的計量中當測量液體流速要求精度達到1％時，對聲速的測量精度要求為10^-5到10^-6，要想長期保持這樣高精度是很困難的。

3、液體流場的不均勻分布

超聲波流量計測得的液體流速實際上是沿超聲傳播路徑上的線平均速度V₁，要測得液體的流量應該是沿管道橫截面的面平均流速V₂。而實際情況是液體在管道內(nèi)流動沿管道橫截面直徑流速并不是均勻分布，由測得的線平均速度V₁計算面平均速度V₂時還得進行流速分布系數(shù)修正，此系數(shù)是流體雷諾數(shù)的函數(shù)。但是流體在從層流向湍流過渡的區(qū)間修正系數(shù)K存在明顯的突變，這對儀表示數(shù)值影響較大，而且?guī)в幸欢ǖ碾S機性，很難準確計算流體的雷諾數(shù)以進行恰到好處的修正。所以在流速較低時，流量測量精度難以提高。

4、基于采用傳播速度差法的超聲波流量計不適用于液體中含有顆粒雜質(zhì)或氣泡的液體的測量，氣泡能產(chǎn)生測量值5倍以上的誤差，如果管道內(nèi)氣體過多，會使超聲波發(fā)生散射而使儀表不能工作。

5、超聲波換能器是最關鍵的器件之一，有一系列苛刻的技術指標

溫度對超聲波換能器的影響很大，因此，對溫度系數(shù)的補償至關重要，尤其在小流量點附近有時能造成數(shù)十倍甚至上百倍的測量誤差，特別是用時差法測量的電路。換能器對壓力也很敏感，水壓變化對于測量精度影響非常大，現(xiàn)在的樓宇高層與低層之間的壓差很大，也需要根據(jù)換能器承壓下的工作曲線進行修正。

6、易堵塞

目前，采用超聲波時差法的流量計基本上是在流量計基體中央放置兩個反射鏡片，從流量計基體入水端面看進去有相當大的面積被反射鏡片及其支撐件遮擋，由于供熱熱水含水垢和雜質(zhì)，所以超聲波熱量表也容易被堵塞。另外反射鏡上結垢也會使測量精度降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的缺點，提供一種計量準確度高、制造和使用方便，低成本、防堵塞的熱量表。

為達到所述目的本發(fā)明提供一種壓力式熱量表，包括：計算器，進水溫度傳感器，出水溫度傳感器，流量傳感器，所述進水溫度傳感器和出水溫度傳感器分別連接于計算器的進水溫度傳感器的輸入端和出水溫度傳感器的輸入端，所述流量傳感器包含節(jié)流裝置、上游壓力傳感器和下游壓力傳感器，該流量傳感器不設置差壓計和導壓管；所述上游壓力傳感器直接安裝在節(jié)流裝置的上游管壁取壓口上，下游壓力傳感器直接安裝在節(jié)流裝置的下游管壁取壓口上，上游壓力傳感器的電信號輸出端和下游壓力傳感器的電信號的輸出端分別連接于計算器的上游壓力傳感器的輸入端和下游壓力傳感器的輸入端。

本發(fā)明壓力式熱量表的流量傳感器的節(jié)流裝置可采用楔形節(jié)流裝置。

本發(fā)明壓力式熱量表的流量傳感器的上游壓力傳感器和下游壓力傳感器可采用MEMS壓力傳感器。

本發(fā)明壓力式熱量表是根據(jù)中華人民共和國城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準CJ128-2007而設計的，熱計量的理論為焓差法熱計量原理，其基本計算公式為：