[發明專利]基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置及校準方法

在審

• 申請號: 201711329585.1
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107884098A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 王振;劉洋;姜洋海;周福東
• 申請（專利權）人: 遼寧省計量科學研究院
• 主分類號: G01K19/00
• 分類號: G01K19/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司21107
• 代理人: 史力伏

1.基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于，包括超聲波換能器、超聲波流量計主機、標準數字溫度計、恒溫槽、數據采集單元、工控機及用于采集被測熱量計量儀表顯示值的圖像采集單元；

所述超聲波換能器設置于供熱回路管道上，用于采集供熱交換回路的流量信號；所述超聲波換能器的信號輸出端口通過數據線與超聲波流量計主機的信號輸入端口相連；所述超聲波流量計主機的信號輸出端口與數據采集單元相連；

所述恒溫槽用于模擬供熱交換回路中入口管道及出口管道內介質的溫度，所述標準數字溫度計用于對恒溫槽進行溫度測量，所述標準數字溫度計與數據采集單元相連；所述數據采集單元與工控機相連，所述工控機與圖像采集單元相連。

2.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于：被測熱量測量系統的被測溫度計采集恒溫槽模擬的溫度，該被測溫度計的溫度信號顯示于被測熱量測量系統的二次顯示儀表上，所述被測熱量測量系統與數據采集單元相連。

3.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于：所述超聲波換能器采用便攜式外夾單/雙聲道換能器。

4.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于：所述圖像采集單元包括攝像頭。

5.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于：所述標準數字溫度計選用雙通道高精度標準數字溫度計。

6.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于：所述工控機為便攜式工控機。

7.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于：所述數據采集單元包括模擬量輸入模塊及與模擬量輸入模塊相連的串口通信采集模塊；所述模擬量輸入模塊與超聲波流量計主機相連，所述串口通信采集模塊與工控機相連。

8.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置，其特征在于：所述恒溫槽為現場型恒溫槽。

9.根據權利要求1所述的基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校驗裝置的校驗方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟1、將超聲波換能器安裝于管路上，該管路為被測熱量測量系統流量傳感器安裝的同一管路，通過時間差法計算獲得供熱回路管道內的標準流量，與超聲波換能器相連的超聲波流量計主機通過數據采集單元將標準流量信息傳輸至工控機；

步驟2、用恒溫槽模擬供熱回路中入口管道及出口管道內介質的溫度，以標準數字溫度計測量恒溫槽內模擬的入口管道及出口管道的溫度，將標準數字溫度計所得標準溫度信息通過數據采集單元傳輸至工控機；同時，用被測熱量測量系統的被測溫度計測量恒溫槽內模擬的入口管道及出口管道的溫度，作為被校驗溫度信號；

步驟3、工控機根據步驟1、步驟2所述的標準流量信息及標準溫度信息，利用基于焓差法的優化熱量計算公式計算得到標準熱量值；所述優化熱量計算公式為：

Q=∫0t(qm+δqm)·[(h1+δh1)-(h2+δh2)]·dt---(1)]]>

式中：Q—熱量值，kJ；

q_m—流經超聲波流量計的熱水質量流量，kg/s；

δq_m—流經超聲波流量計經過溫度補償修正的熱水質量流量，kg/s；

h₁—入口溫度對應的焓值，kJ/kg；

h₂—出口溫度對應的焓值，kJ/kg；

δh₁—入口溫度由系統效應和隨機效應帶來的對應焓值誤差的代數和，kJ/kg；

δh₂—出口溫度由系統效應和隨機效應帶來的對應焓值誤差的代數和，kJ/kg；

t—測量時間，s。

步驟4、利用圖像采集單元通過攝像拍照得到被測熱量測量系統二次顯示儀表的顯示值，該顯示值包括流量值、溫度值及熱量值，所述圖像采集單元將顯示值傳送至工控機中，作為被校驗值；或者將被測熱量測量系統自身測量計算的溫度值、流量值、熱量值傳輸至工控機內，作為被校驗值；

步驟5、在工控機內對標準值及被校驗值進行誤差計算完成對被測熱量測量系統的現場在線量值溯源，從而達到校準被測熱量測量系統的目的。