熱量表流量傳感器

1、熱量表功能特點：熱量、冷量計量一體：根據(jù)水溫自動轉(zhuǎn)換（30），可實現(xiàn)熱量冷量一體計量；參數(shù)循環(huán)顯示，顯示分辨率高：測量參數(shù)漢字顯示，清晰直觀；（液晶會循環(huán)顯示剩余熱量(剩余冷量)、累計熱量(累計冷量)、累計流量、瞬時流量、溫度、溫差、累計工作時間、表號等參數(shù)，循環(huán)顯示完畢，液晶恢復(fù)正常工作顯示狀態(tài)等）；具有遠傳接口：可配合遠程抄表系統(tǒng)實現(xiàn)遠程抄表； 韋根流量傳感器：性能更好； 結(jié)構(gòu)精巧，外型美觀，積分儀可360度旋轉(zhuǎn)，安裝使用方便； 密封性強，適應(yīng)供熱惡劣環(huán)境； 無可操作、拆卸部件，安全可靠。構(gòu)成：熱量表主要由流量傳感器、配對溫度傳感器和計算器等部分組成，熱量表按結(jié)構(gòu)類型一般可分為一體式熱量表

2、和組合式熱量表。熱量表流量傳感器簡述：在國內(nèi)外眾多戶用熱量表產(chǎn)品中，因價格和功耗等諸多因素，普遍采用小口徑機械式熱水表作為熱量表的流量傳感器，建設(shè)部熱量表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ128-2000中對流量計部分的要求也基本上采用了與現(xiàn)行熱水表產(chǎn)品性能相同的要求。使用和研究實踐表明：直接采用小口徑機械式熱水表作為熱量表的流量傳感器，存在一系列需要解決的問題。根據(jù)對熱量表流量傳感器的研究體會，我們發(fā)現(xiàn)小口徑機械式熱水表作為熱量表流量傳感器時存在的主要問題有：量程問題，冷熱水流量系數(shù)差異問題，降低始動流量和提高小流量情況下精度問題，磁傳方式存在的磁干擾問題，高溫失步問題，以及對我國供暖系統(tǒng)水質(zhì)的適應(yīng)性問題。根據(jù)研

3、究和分析結(jié)果我們對上述問題作了初步分析，提出一些解決方案與業(yè)內(nèi)同行研討，以期研制出了熱量表相適應(yīng)的流量傳感器，共同提高我國熱量表的研制水平。1熱量表流量傳感器的量程問題1.1熱量表流量傳感器的測量范圍建設(shè)部熱量表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ128-2000中第條規(guī)定：“熱量表的常用流量應(yīng)符合GB778.3冷水水表的要求，常用流量與最小流量之比應(yīng)為10、25、50或100。公稱直徑40mm的熱量表，其常用流量與最小流量之比必須采用50或100?！蹦硰S（目前熱量表廠家普遍采用該廠熱水表）不同口徑熱水表的流量范圍如表1所示：示值誤差在分界流量（含）至最大流量之間為2，在分界流量至最小流量之間為5。同時規(guī)定：各級流量

4、傳感器誤差限最大不應(yīng)超過5。以目前使用廣泛的DN20熱量表為例，其測量誤差曲線1.2建筑采暖系統(tǒng)的流量設(shè)計范圍根據(jù)有關(guān)資料，我國北方城市節(jié)能和非節(jié)能建筑采暖系統(tǒng)的流量設(shè)計范圍如表2和表3所示。根據(jù)實際使用情況的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，當(dāng)用戶實現(xiàn)分室調(diào)節(jié)后，工作流量將降到設(shè)計流量的50。1.3分析結(jié)論及改進措施根據(jù)以上數(shù)據(jù)，直接采用小口徑機械式熱水表作為熱量表的流量傳感器，可以得出以下幾點結(jié)論：a. 熱水表的常用流量太大，在建筑采暖系統(tǒng)設(shè)計流量的10倍以上；b. 大部分熱量表將工作在分界流量以下，口徑在DN 20以上的熱量表甚至工作在最小流量附近；c. 熱量表的流量傳感器大部分時間將工作在高誤差區(qū)，如果工作在

5、最小流量以下，實際測量誤差將超過最小流量使之達到目前常用流量的1100的要求；采取有效措施，提高分界流量以下測量范圍的計量準(zhǔn)確度。我們在研制HM1型熱量表的過程中采取了一系列技術(shù)措施，解決上述存在的問題。包括：采取去掉原熱水表齒輪技術(shù)機構(gòu)，降低葉輪阻力（根據(jù)實驗數(shù)據(jù)：去掉原熱水表齒輪計數(shù)機構(gòu)后阻力可降低30左右），達到提高靈敏度，降低始動流量，進一步降低最小流量使之達到目前常用流量的1100的目的；采取對流量傳感器逐個標(biāo)定和動態(tài)測量修正措施，實現(xiàn)一表一系數(shù)，有效提高分界流量以下測量范圍的計量準(zhǔn)確度。設(shè)計新的流量傳感器，降低常用流量，使之接近建筑采暖系統(tǒng)的設(shè)計流量范圍，為了降低系統(tǒng)壓損，可采取變

6、口徑措施，這些應(yīng)該是目前繼續(xù)重點解決的技術(shù)問題。2. 冷熱水流量系數(shù)差異問題眾所周知，旋翼式機械式磁傳熱水表流量系數(shù)KV與設(shè)計、制造精度和生產(chǎn)調(diào)試有關(guān)，在熱水表整個流量范圍內(nèi)，其示值誤差是隨流量（流速）變化而變化的，見圖1。研究結(jié)果表明，流量系數(shù)KV還隨水溫的變化而變化，特別是在分界流量以下的小流量區(qū)，其變化更為顯著。不難理解，由于水溫升高，水的密度減小，其粘稠度降低，葉輪阻力減小；水溫升高，殼體和葉輪均會發(fā)生膨脹，由于他們的制造材料不同，膨脹系數(shù)不同，會造成殼體內(nèi)腔和葉輪之間的間隙發(fā)生變化，計算結(jié)果表明這種變化對流量系數(shù)KV的影響是不可忽略的，另外，水溫升高，葉輪與軸承的阻力也會發(fā)生變化。上

7、述因素的綜合影響造成流量系數(shù)KV隨水溫變化而變化，對于不同的熱水表，其變化規(guī)律將不同，表4是某廠熱水表在85和常溫下流量系數(shù)KV的變化情況。表4-1冷水流量系數(shù)表4冷熱水流量系數(shù)變化情況在我國，熱水表生產(chǎn)廠均沒有熱水流量標(biāo)準(zhǔn)試驗裝置，出廠檢驗是在冷水裝置上進行的，幾乎沒有考慮溫度對流量系數(shù)的影響，這就是此類水表在高溫情況下準(zhǔn)確度降低的主要原因，由此在業(yè)內(nèi)形成了一種普遍共識；直接采用熱水表作為熱量表流量傳感器，在進行樣機型式檢驗時必須經(jīng)過仔細挑選才能通過，這是很不正常的。我們認為：產(chǎn)品出廠檢驗在冷水裝置上進行，必須對設(shè)計的產(chǎn)品進行冷熱水對比試驗，找到該產(chǎn)品的冷熱水流量系數(shù)KV之間的變化規(guī)律，對在

8、冷水裝置上檢測出的流量系數(shù)進行必要的修正，這樣才能滿足熱量表對熱水表的要求。3. 磁傳方式存在的磁干擾問題，失步問題目前國內(nèi)研制的熱量表流量傳感器普遍采用磁傳方式將葉輪轉(zhuǎn)動信號傳出，由于在葉輪上安裝了磁性材料，不可避免會受到磁場影響。CJ128-2000標(biāo)準(zhǔn)第6.11.3條規(guī)定：熱量表正常工作條件下，將流量傳感器、計算器殼體和顯示器放在磁場強度為100kAm的環(huán)境下，監(jiān)測期間顯示各項示值不能發(fā)生間斷和突然加、減現(xiàn)象。試驗表明：國內(nèi)生產(chǎn)的熱水表雖然有的采取了防磁措施，有的可以滿足上述要求，但在更強磁場（如釹鐵硼強磁鐵）的附近，將普遍出現(xiàn)葉輪擺動，磁傳失效的現(xiàn)象，無法滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。在對熱水表進行

9、改進，作為熱量表流量傳感器時，必須徹底解決這一問題。對此，我們對葉輪盒采取了磁屏蔽和強磁檢測雙重措施，較好地解決了磁干擾問題。研究實踐還表明：大多數(shù)磁傳熱水表普遍存在著高溫失步現(xiàn)象，也就是說在高溫情況下（如水溫在85以上時）存在著丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象，測量準(zhǔn)確度明顯降低并超差，當(dāng)溫度下降時又恢復(fù)到原來的準(zhǔn)確度。分析原因，這是葉輪上安裝的磁性材料隨著溫度升高而降低造成的。為此，我們選取溫度特性較好的磁性材料，成功地解決了該問題。中國供熱采暖供暖網(wǎng)散熱器鍋爐采暖爐壁掛爐熱水器管材泵閥換熱器電暖氣地暖熱量表水暖器材最好的宣傳平臺當(dāng)然要徹底解決磁傳方式存在的磁干擾問題，最有效的方法是取消磁傳方式，采用更先進的信號

10、拾取傳感器，由于技術(shù)原因，這方面國內(nèi)與國外存在著較大的差距，我們正在深入開展研究，可望在近期解決。4. 對我國供暖系統(tǒng)水質(zhì)的適應(yīng)性問題我國供暖采取系統(tǒng)水質(zhì)差是普遍存在的問題，熱量表是否要適應(yīng)較差水質(zhì)，一直在業(yè)內(nèi)存在著爭論。我們認為：在呼吁有關(guān)部門改善水質(zhì)的同時，研制熱量表必須考慮對不同水質(zhì)的適應(yīng)性，不能因為水質(zhì)差就拒絕安裝熱量表。實際應(yīng)用試驗表明：供熱采暖系統(tǒng)水中的雜質(zhì)主要是管道中殘留的泥土、雜物、沙礫、黑紅色的鐵銹。針對這一實際情況，我們采取加裝特制濾網(wǎng)和磁濾器的措施有效濾除上述雜質(zhì)，延長熱量表的使用時間。當(dāng)然，濾網(wǎng)和磁濾器要便于清洗或更換是設(shè)計時必須考慮的問題，在水質(zhì)問題沒有得到徹底解決的

11、情況下，做到每個采暖季清理一次是可行的。 熱量表構(gòu)成：熱量表由計算器、配對溫度傳感器和流量傳器三部分組成。熱量表中的溫度傳感器 熱量表工作原理：熱量表的基本工作原理是將配對溫度傳感器分別安裝在熱交換回路的入口和出口的管道上,將流量傳感器安裝在入口或出口管上。流量傳感器發(fā)出與流量成正比的信號,配對溫度傳感器給出表示入口和出口的溫度信號,計算器則將流量的信號和溫度的信號收集起來,經(jīng)過計算,顯示出載熱液體從入口流至出口所釋放的熱量值。熱傳感器性能指標(biāo)靈敏度：指沿著傳感器測量軸方向?qū)挝徽駝恿枯斎離 可獲得的電壓信號輸出值u，即s=u/x。與靈敏 度相關(guān)的一個指標(biāo)是分辨率，這是指輸出電壓變化量u 可加辨認的最小機械振動輸入變化量x 的大小。 為了測量出微小的振動變化，傳感器應(yīng)有較高的靈敏度。 使用頻率范圍：指靈敏度隨頻率而變化的量值不超出給定誤差的頻率區(qū)間。其兩端分別為頻率下限和 上限。為了測量靜態(tài)機械量，傳感器應(yīng)具有零頻率響應(yīng)特性。傳感器的使用頻率范圍，除和傳感器本身的 頻率響應(yīng)特性有關(guān)外，還和傳感器安裝條件有關(guān)（主要影響頻率上限）。 動態(tài)范圍：動態(tài)范圍即可測量的量程，是指靈敏度隨幅值的變化量不超出給定誤