1、超声波热量表超声波热量表一、热量表的定义热量表的定义定义：用于测量及显示热交换回路中载热液体所释放（吸收）的热量的计量器具。热量表用法定计量单位显示热量。二、热能表的构造热能表的构造热量表由流量传感器流量传感器、温度传感器温度传感器、计算器计算器 三部分组成。二、热能表的构造热能表的构造 流量传感器流量传感器流量传感器流量传感器（又称流量计）是热能表最重要的部件，其性能直接体现热能表整体的性能、质量和档次。其功能主要是在热交换回路中用于产生载热液体的流动信号，该信号是体积或质量的函数，也可是体积流量或质量流量的函数。流量是在单位时间内流过一定截面积的量，基本单位为m2/h。目前应用于热能表的流
2、量计主要形式有：机械流束式机械流束式和超声波式超声波式。机械类流量计机械类流量计机械类流量计的运动部件为叶轮，叶轮的转动速度与流经的流量成线性关系。旋转的叶轮一般是以脉冲信号的方式向积分仪提供流量信息。根据产生脉冲信号的传感器又可分为干簧管传感器、韦根传感器、无磁传感器无磁传感器三种形式。根据水流方式可分为多束流多束流和单束流单束流两种形式。多束流的特征多束流的特征：在流量计的内部，水流通过分布于叶轮组件外壳上的小孔均匀地以切线方向推动叶轮转动。这种设计 使流量能承受较大的水流紊动，这种设计比较适合中小口径的管道。单束流的特征单束流的特征：流量计只有一束水流来推动内部叶轮旋转。这种设计的水流通
3、道较多束流要宽很多，水中杂质不易堵塞管路，所以比较适合水质很差的环境。超声波流量计超声波流量计超声波流量计的原理在于测量高频声波在水流中的穿行时间，由于声波的波速直接受水流流速的影响，在不同流速的水流中传播的速度不同，根据这一特点并通过计算可测得水流速度。由于超声波流量计在设计上不存在叶轮等机械传动部件，且水流通道不存在机械部件，所以使用寿命与防堵性能以及使用精度要远远高于机械式流量计。注：我公司能同时生产机械式无磁热能表与超声波热能表，目前这在国内同行业中也是独一无二的。注：我公司能同时生产机械式无磁热能表与超声波热能表，目前这在国内同行业中也是独一无二的。二、热能表的构造热能表的构造 温度
4、传感器温度传感器温度传感器温度传感器在热交换回路中用于同时测量载热液体在入口和出口的温度信号。温度是表示物体冷热程度的物理量。作为热能表的温度传感器目前常用的有铂电阻和热敏电阻两种形式，由计算器测量其电阻值并根据相应的公式计算温度测量值（金属或半导体的电阻随温度变化而变化，测出其电阻值就可以得出与之对应的温度值）。与热敏电阻相比较，铂电阻的优点是测量准确、阻值漂移小，因此一般的热量表采用的是成对的铂电阻作温度传感器，通常有PT100、PT500、PT1000，以PT1000居多（即在0时，电阻值为1000）。在0850范围内，铂电阻值与温度关系可近似为下式： R=R0(1+A+B2) 式中 A
5、、B常数，由试验求得； 温度（）； R0、R分别为0与 时的电阻值；二、热能表的构造热能表的构造 计算器计算器计算器计算器（又称积分仪）用于接收流量传感器和配对温度传感器的信号，并进行计算、累积、存储和显示热交换系统中的热量。通常积算仪至少能够计算、显示和存储如下数据：三、热量表的工作原理热量表的工作原理工作原理：工作原理：由热源供应的热水（冷水）以较高（低）的温度流入热交换系统（散热器、换热器或由它们组成的复杂系统），以较低（高）的温度流出，在此过程中，通过热量交换向用户释放或吸收热量（注：该过程包括采暖系统和制冷系统能量交换过程）。当水流经热交换系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传
6、感器给出的供回水温度，以及水流经的时间，通过计算并显示该系统所释放或吸收的热量。其基本公式：式中：Q 释放或吸收的热量，J或Wh； qm流经热量表的水的质量流量，kg/h； qv 流经热量表的水的体积流量，m3/h； 流经热量表的水的密度，kg/h； h在热交换系统的入口和出口温度下，水的焓值差，J/kg； r 时间，h 四、热量表的准确度等级热量表的准确度等级 建设部于2007年10月15日正式颁布了修改后中华人民共和国城镇建设行业标准热量表CJ128-2007。该标准制定过程结合了我国热量表的研制、生产和使用情况，同时也参照了OIML-R75与EN1413两个国外标准,我院也是该标准参编单
7、位之一。该标准规定热能表计量准确度等级分为三级，采用相对误差限E表示，相对误差限E定义如下：E=VdVc100%Vc式中：Vd显示的测量值； Vc常规真实值；1级E=（24tmin0.01qp)tq2级E=（34tmin0.02qp)tq3级E=（44tmin0.05qp)tq式中：E相对误差限，%； tmin 最小温差，； t使用范围内的温差，； qp常用流量，m3/h q使用范围内的流量，m3/h。五、与热量表有关的术语解释热量表有关的术语解释温差温差：热交换系统入口和出口的温度差值。最小温差最小温差：温差的下限值，在此温差下，热能表准确度不应超过误差限。最大温差最大温差：温差的上限值，在
8、此温差下，热能表准确度不应超过误差限。流量：流量：单位时间内，流经热能表的热载体水的体积或质量。最小流量：最小流量：水流经热交换系统时的最小流量，在此流量时，热能表准确度不应超过误差限。常用流量：常用流量：系统正常连续运行时，水的最大流量，在此流量时，热能表准确度不应超过误差限。最大流量：最大流量：水流经热交换系统，在短时间内（1h/天；200h/年）内，正常运行的最大流量，在此流量时，热能表准确度不应超过误差限。累计流量：累计流量：流经热能表的水的体积的总和。温度上限：温度上限：在热能表准确度不超过误差限时，谁可能达到的最高温度。温度下限：温度下限：在热能表准确度不超过误差限时，谁可能达到的
9、最低温度。最大允许工作压力：最大允许工作压力：在温度上限持续工作时，热能表所能承受的最大工作压力。压力损失：压力损失：在给定的流量下，热能表所造成的压力损失限定值。最大热功率：最大热功率：在热能表准确度不超过误差限时，热功率可能达到最大值。热量单位：热量单位：KWh或J；1KWh=3.6106J。六、热量表种类介绍热量表种类介绍热量表主要通过流量传感器的机芯来区分，目前市场上主要有超声波式和机械旋翼式两大类被广泛应用。下面我们将分别介绍机械式和超声波式热量表的结构和工作原理： 六、热量表种类介绍热量表种类介绍 机械式热量表机械式热量表 机械式热量表主要是由流量传感器、温度传感器和计算器组成。流
10、量计主要通过检测流量传感器中叶轮在单位时间内转动的圈数来得到热循环系统中水流的速度，从而得到瞬时流量值和累计流量。流量计是热量表的最关键的部件，其性能和质量直接决定和体现了机械式热能表的质量。 机械式热能表主要通过检测流量传感器中叶轮在单位时间内转动的圈数来得到热循环系统中水流的速度，从而得到瞬时流量值和累计流量。 机械式热量表除了通过流量计外，温度传感器和计算器也是其重要组成部分。 温度传感器是测量供热系统进、回水温度用的。 计算器具有显示、计算、存储、控制等功能，其所具有的功能和形式是按照国家标准规定的范围通过一系列的电子元器件和集成电路实现的。六、热量表种类介绍热量表种类介绍 超声波热量
11、表超声波热量表l超声波热量表原理、结构特征概述l该产品的工作原理是在热交换系统中，当水流经本产品超声流量传感器时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供、回水温度信号，以及水流经热交换系统的时间，通过计算器计算并显示该系统所释放或吸收的热能量。所以该产品是由超声流量传感器、温度传感器、计算器三部分组成。六、热量表种类介绍热量表种类介绍 超声波热量表超声波热量表l超声波热量表中流量测量的原理（结构图超声波热量表中流量测量的原理（结构图1 1）l时差法超声波流量计（Transit Time Ultrasonic Flowmeter）其工作原理如图1所示。他是利用一对超声波换能器相向交替（
12、或同时）收发超声波，通过观测超声波在介质中的顺溜和逆流传播时间差来间接测量流体的流速，在通过流速来计算流量的一种间接测量方法。l l 图1 时差法超声波流量测量原理示意图l图图1 1中有两个超声波换能器：顺流换能器和逆流换能器，两只换能器分别安装在流体管线的两侧并相距一定距离，管线的内直径为D，超声波行走的路径长度为L,六、热量表种类介绍热量表种类介绍 超声波热量表超声波热量表l超声波顺流速度为tu,逆流速度为td,超声波的传播方向与流体的流动方向加角为。由于流体流动的原因，是超声波顺流传播L长度的距离所用的时间比逆流传播所用的时间短，其时间差可用下式表示：l l其中：c是超声波在非流动介质中
13、的声速，V是流体介质的流动速度，tu和td之间的差为：l l式中X是两个换能器在管线方向上的间距l为了简化，我们假设，流体的流速和超声波在介质中的速度相比是个小量。即：l l上式可简化为：l 六、热量表种类介绍热量表种类介绍 超声波热量表超声波热量表六、热量表种类介绍热量表种类介绍 超声波热量表超声波热量表l l也就是流体的流速为：l l由此可见，流体的流速与超声波顺流和逆流传播的时间差成正比。l流量Q可以表示为：l 24DQVdt六、热量表种类介绍热量表种类介绍 超声波热能表超声波热能表超声波热能表超声波热能表的工作原理在前面已作文字说明，根据其工作原理和结构可以看出性能在很多方面要优于机械式热能表，下面以表格方式将其列示出来：比较类别超声波热能表说明防堵性优良流量计无任何机械传动部件，完全可视为一段直管段，基本不存在堵塞问题；噪声小工作时无机械摩擦声；抗干扰性强通过高频声波检测流量与机械式热能表的工作原理完全不同；使用寿命长无机械磨损，电池可连续工作8年以上；测量精度高根据其工作原理和方式可看出其测量精度要高于机械式热能表；总体使用成本低前期一次采购成本较高（价格高于机械式热能表），但在后期使用过程中基本免维护，故障率低，所以总体使用成本要低于机械式热能表。七、七、户户用热量表应用举例：用热量表应用举例：l l 谢谢！
