超聲波熱量表課件

1、超聲波熱量表超聲波熱量表一、熱量表的定義熱量表的定義定義：用于測量及顯示熱交換回路中載熱液體所釋放（吸收）的熱量的計量器具。熱量表用法定計量單位顯示熱量。二、熱能表的構(gòu)造熱能表的構(gòu)造熱量表由流量傳感器流量傳感器、溫度傳感器溫度傳感器、計算器計算器 三部分組成。二、熱能表的構(gòu)造熱能表的構(gòu)造 流量傳感器流量傳感器流量傳感器流量傳感器（又稱流量計）是熱能表最重要的部件，其性能直接體現(xiàn)熱能表整體的性能、質(zhì)量和檔次。其功能主要是在熱交換回路中用于產(chǎn)生載熱液體的流動信號，該信號是體積或質(zhì)量的函數(shù)，也可是體積流量或質(zhì)量流量的函數(shù)。流量是在單位時間內(nèi)流過一定截面積的量，基本單位為m2/h。目前應(yīng)用于熱能表的流

2、量計主要形式有：機械流束式機械流束式和超聲波式超聲波式。機械類流量計機械類流量計機械類流量計的運動部件為葉輪，葉輪的轉(zhuǎn)動速度與流經(jīng)的流量成線性關(guān)系。旋轉(zhuǎn)的葉輪一般是以脈沖信號的方式向積分儀提供流量信息。根據(jù)產(chǎn)生脈沖信號的傳感器又可分為干簧管傳感器、韋根傳感器、無磁傳感器無磁傳感器三種形式。根據(jù)水流方式可分為多束流多束流和單束流單束流兩種形式。多束流的特征多束流的特征：在流量計的內(nèi)部，水流通過分布于葉輪組件外殼上的小孔均勻地以切線方向推動葉輪轉(zhuǎn)動。這種設(shè)計 使流量能承受較大的水流紊動，這種設(shè)計比較適合中小口徑的管道。單束流的特征單束流的特征：流量計只有一束水流來推動內(nèi)部葉輪旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計的水流通

3、道較多束流要寬很多，水中雜質(zhì)不易堵塞管路，所以比較適合水質(zhì)很差的環(huán)境。超聲波流量計超聲波流量計超聲波流量計的原理在于測量高頻聲波在水流中的穿行時間，由于聲波的波速直接受水流流速的影響，在不同流速的水流中傳播的速度不同，根據(jù)這一特點并通過計算可測得水流速度。由于超聲波流量計在設(shè)計上不存在葉輪等機械傳動部件，且水流通道不存在機械部件，所以使用壽命與防堵性能以及使用精度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機械式流量計。注：我公司能同時生產(chǎn)機械式無磁熱能表與超聲波熱能表，目前這在國內(nèi)同行業(yè)中也是獨一無二的。注：我公司能同時生產(chǎn)機械式無磁熱能表與超聲波熱能表，目前這在國內(nèi)同行業(yè)中也是獨一無二的。二、熱能表的構(gòu)造熱能表的構(gòu)造 溫度

4、傳感器溫度傳感器溫度傳感器溫度傳感器在熱交換回路中用于同時測量載熱液體在入口和出口的溫度信號。溫度是表示物體冷熱程度的物理量。作為熱能表的溫度傳感器目前常用的有鉑電阻和熱敏電阻兩種形式，由計算器測量其電阻值并根據(jù)相應(yīng)的公式計算溫度測量值（金屬或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化而變化，測出其電阻值就可以得出與之對應(yīng)的溫度值）。與熱敏電阻相比較，鉑電阻的優(yōu)點是測量準(zhǔn)確、阻值漂移小，因此一般的熱量表采用的是成對的鉑電阻作溫度傳感器，通常有PT100、PT500、PT1000，以PT1000居多（即在0時，電阻值為1000）。在0850范圍內(nèi)，鉑電阻值與溫度關(guān)系可近似為下式： R=R0(1+A+B2) 式中 A

5、、B常數(shù)，由試驗求得； 溫度（）； R0、R分別為0與 時的電阻值；二、熱能表的構(gòu)造熱能表的構(gòu)造 計算器計算器計算器計算器（又稱積分儀）用于接收流量傳感器和配對溫度傳感器的信號，并進(jìn)行計算、累積、存儲和顯示熱交換系統(tǒng)中的熱量。通常積算儀至少能夠計算、顯示和存儲如下數(shù)據(jù)：三、熱量表的工作原理熱量表的工作原理工作原理：工作原理：由熱源供應(yīng)的熱水（冷水）以較高（低）的溫度流入熱交換系統(tǒng)（散熱器、換熱器或由它們組成的復(fù)雜系統(tǒng)），以較低（高）的溫度流出，在此過程中，通過熱量交換向用戶釋放或吸收熱量（注：該過程包括采暖系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)能量交換過程）。當(dāng)水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)時，根據(jù)流量傳感器給出的流量和配對溫度傳

6、感器給出的供回水溫度，以及水流經(jīng)的時間，通過計算并顯示該系統(tǒng)所釋放或吸收的熱量。其基本公式：式中：Q 釋放或吸收的熱量，J或Wh； qm流經(jīng)熱量表的水的質(zhì)量流量，kg/h； qv 流經(jīng)熱量表的水的體積流量，m3/h； 流經(jīng)熱量表的水的密度，kg/h； h在熱交換系統(tǒng)的入口和出口溫度下，水的焓值差，J/kg； r 時間，h 四、熱量表的準(zhǔn)確度等級熱量表的準(zhǔn)確度等級 建設(shè)部于2007年10月15日正式頒布了修改后中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)熱量表CJ128-2007。該標(biāo)準(zhǔn)制定過程結(jié)合了我國熱量表的研制、生產(chǎn)和使用情況，同時也參照了OIML-R75與EN1413兩個國外標(biāo)準(zhǔn),我院也是該標(biāo)準(zhǔn)參編單

7、位之一。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定熱能表計量準(zhǔn)確度等級分為三級，采用相對誤差限E表示，相對誤差限E定義如下：E=VdVc100%Vc式中：Vd顯示的測量值； Vc常規(guī)真實值；1級E=（24tmin0.01qp)tq2級E=（34tmin0.02qp)tq3級E=（44tmin0.05qp)tq式中：E相對誤差限，%； tmin 最小溫差，； t使用范圍內(nèi)的溫差，； qp常用流量，m3/h q使用范圍內(nèi)的流量，m3/h。五、與熱量表有關(guān)的術(shù)語解釋熱量表有關(guān)的術(shù)語解釋溫差溫差：熱交換系統(tǒng)入口和出口的溫度差值。最小溫差最小溫差：溫差的下限值，在此溫差下，熱能表準(zhǔn)確度不應(yīng)超過誤差限。最大溫差最大溫差：溫差的上限值，在

8、此溫差下，熱能表準(zhǔn)確度不應(yīng)超過誤差限。流量：流量：單位時間內(nèi)，流經(jīng)熱能表的熱載體水的體積或質(zhì)量。最小流量：最小流量：水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)時的最小流量，在此流量時，熱能表準(zhǔn)確度不應(yīng)超過誤差限。常用流量：常用流量：系統(tǒng)正常連續(xù)運行時，水的最大流量，在此流量時，熱能表準(zhǔn)確度不應(yīng)超過誤差限。最大流量：最大流量：水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)，在短時間內(nèi)（1h/天；200h/年）內(nèi)，正常運行的最大流量，在此流量時，熱能表準(zhǔn)確度不應(yīng)超過誤差限。累計流量：累計流量：流經(jīng)熱能表的水的體積的總和。溫度上限：溫度上限：在熱能表準(zhǔn)確度不超過誤差限時，誰可能達(dá)到的最高溫度。溫度下限：溫度下限：在熱能表準(zhǔn)確度不超過誤差限時，誰可能達(dá)到的

9、最低溫度。最大允許工作壓力：最大允許工作壓力：在溫度上限持續(xù)工作時，熱能表所能承受的最大工作壓力。壓力損失：壓力損失：在給定的流量下，熱能表所造成的壓力損失限定值。最大熱功率：最大熱功率：在熱能表準(zhǔn)確度不超過誤差限時，熱功率可能達(dá)到最大值。熱量單位：熱量單位：KWh或J；1KWh=3.6106J。六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹熱量表主要通過流量傳感器的機芯來區(qū)分，目前市場上主要有超聲波式和機械旋翼式兩大類被廣泛應(yīng)用。下面我們將分別介紹機械式和超聲波式熱量表的結(jié)構(gòu)和工作原理： 六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹 機械式熱量表機械式熱量表 機械式熱量表主要是由流量傳感器、溫度傳感器和計算器組成。流

10、量計主要通過檢測流量傳感器中葉輪在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)來得到熱循環(huán)系統(tǒng)中水流的速度，從而得到瞬時流量值和累計流量。流量計是熱量表的最關(guān)鍵的部件，其性能和質(zhì)量直接決定和體現(xiàn)了機械式熱能表的質(zhì)量。 機械式熱能表主要通過檢測流量傳感器中葉輪在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)來得到熱循環(huán)系統(tǒng)中水流的速度，從而得到瞬時流量值和累計流量。 機械式熱量表除了通過流量計外，溫度傳感器和計算器也是其重要組成部分。 溫度傳感器是測量供熱系統(tǒng)進(jìn)、回水溫度用的。 計算器具有顯示、計算、存儲、控制等功能，其所具有的功能和形式是按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍通過一系列的電子元器件和集成電路實現(xiàn)的。六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹 超聲波熱量

11、表超聲波熱量表l超聲波熱量表原理、結(jié)構(gòu)特征概述l該產(chǎn)品的工作原理是在熱交換系統(tǒng)中，當(dāng)水流經(jīng)本產(chǎn)品超聲流量傳感器時，根據(jù)流量傳感器給出的流量和配對溫度傳感器給出的供、回水溫度信號，以及水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)的時間，通過計算器計算并顯示該系統(tǒng)所釋放或吸收的熱能量。所以該產(chǎn)品是由超聲流量傳感器、溫度傳感器、計算器三部分組成。六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹 超聲波熱量表超聲波熱量表l超聲波熱量表中流量測量的原理（結(jié)構(gòu)圖超聲波熱量表中流量測量的原理（結(jié)構(gòu)圖1 1）l時差法超聲波流量計（Transit Time Ultrasonic Flowmeter）其工作原理如圖1所示。他是利用一對超聲波換能器相向交替（

12、或同時）收發(fā)超聲波，通過觀測超聲波在介質(zhì)中的順溜和逆流傳播時間差來間接測量流體的流速，在通過流速來計算流量的一種間接測量方法。l l 圖1 時差法超聲波流量測量原理示意圖l圖圖1 1中有兩個超聲波換能器：順流換能器和逆流換能器，兩只換能器分別安裝在流體管線的兩側(cè)并相距一定距離，管線的內(nèi)直徑為D，超聲波行走的路徑長度為L,六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹 超聲波熱量表超聲波熱量表l超聲波順流速度為tu,逆流速度為td,超聲波的傳播方向與流體的流動方向加角為。由于流體流動的原因，是超聲波順流傳播L長度的距離所用的時間比逆流傳播所用的時間短，其時間差可用下式表示：l l其中：c是超聲波在非流動介質(zhì)中

13、的聲速，V是流體介質(zhì)的流動速度，tu和td之間的差為：l l式中X是兩個換能器在管線方向上的間距l(xiāng)為了簡化，我們假設(shè)，流體的流速和超聲波在介質(zhì)中的速度相比是個小量。即：l l上式可簡化為：l 六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹 超聲波熱量表超聲波熱量表六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹 超聲波熱量表超聲波熱量表l l也就是流體的流速為：l l由此可見，流體的流速與超聲波順流和逆流傳播的時間差成正比。l流量Q可以表示為：l 24DQVdt六、熱量表種類介紹熱量表種類介紹 超聲波熱能表超聲波熱能表超聲波熱能表超聲波熱能表的工作原理在前面已作文字說明，根據(jù)其工作原理和結(jié)構(gòu)可以看出性能在很多方面要優(yōu)于機械式熱能表，下面以表格方式將其列示出來：比較類別超聲波熱能表說明防堵性優(yōu)良流量計無任何機械傳動部件，完全可視為一段直管段，基本