[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

技術領域

本發明涉及對供熱回路中熱量測量系統的的測量或校準，尤其涉及一種供熱回路中熱量測量系統現場在線校準裝置。

背景技術

能源是支撐經濟社會可持續發展的決定因素，能源測量是企業節能降耗，降低成本的關鍵。其中，對流體熱量的精確測量和控制已成為工業生產中不可缺少的組成部分，在水電、供熱、供暖、石油、化工等領域，流體熱量計量準確與否起著至關重要的作用。

目前對方便拆卸的一般口徑的熱量測量系統，可在實驗室里通過熱量標準裝置對其進行實流檢定或校準，通常采用靜態質量法或標準表法熱水流量標準裝置進行檢測。但對于一些安裝在常輸熱水管道上的熱量測量系統，由于現場情況較為復雜，影響因素較多，熱量測量系統不可拆卸也不能進入其內部進行測量；所以校準溯源比較困難。

發明內容

本發明就是針對現有技術存在的缺陷，提供一種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，其無需拆卸被測流量傳感器，使用非常方便。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案，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。

進一步地，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，該二次顯示儀表還顯示被測熱量測量系統的熱量值及流量值；(被測溫度計與被測熱量測量系統的二次顯示儀表相連，所述被測熱量測量系統的二次顯示儀表還與被測熱量測量系統的流量傳感器相連；)所述被測熱量測量系統與數據采集單元相連；(所述二次顯示儀表的輸出與熱量表專用數據采集器輸入相連，所述熱量表專用數據采集器的輸入與數據采集單元相連)。

作為本發明的一種優選方案，所述超聲波換能器采用便攜式外夾單/雙聲道換能器。

作為本發明的另一種優選方案，所述圖像采集單元包括攝像頭。

作為本發明的另一種優選方案，所述標準數字溫度計選用雙通道高精度標準數字溫度計。

作為本發明的另一種優選方案，所述工控機為便攜式工控機。

作為本發明的另一種優選方案，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。

進一步地，所述恒溫槽為現場型恒溫槽。

基于修正熱量的熱量測量系統現場在線校準方法，包括以下步驟：

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：

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；