超聲波熱量表的設(shè)計與研發(fā).pdf

1、熱量表是用于測量及顯示水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)所釋放或吸收熱量的儀表，它由流量傳感器、溫度傳感器及熱量積算儀三部分組成，主要應(yīng)用于單元住宅、樓宇供暖、區(qū)域供熱站、熱交換站、熱電站以及集中供熱系統(tǒng)的熱量計量。根據(jù)我國建設(shè)部1995年發(fā)布的《建筑節(jié)能“九五”計劃和2010年規(guī)劃》，我國住宅集中供熱系統(tǒng)到2010年將全面實行分戶計量和收費制度，經(jīng)過十多年的改革進程，城鎮(zhèn)供熱體制改革已經(jīng)進入計量設(shè)施量產(chǎn)及安裝調(diào)試的沖刺階段。然而，目前我國熱量表產(chǎn)品仍以

2、機械式為主，存在對水質(zhì)要求高，壓力損失大，機械部件易磨損等缺點，無法完全滿足市場需求。因此，超聲波熱量表作為一種精度高、對水質(zhì)要求低，壓力損失小、可靠性好的高性能熱量表，被專家及有關(guān)部門列為重點發(fā)展的新一代熱量測量儀表。 本論文擬在研制一種基于時差式超聲波流量測量和電容充放電溫度測量的超聲波熱量表，深入系統(tǒng)地分析了熱量表的工作原理及組成結(jié)構(gòu)，研究了時差法超聲波流量測量原理、電容充放電溫度測量原理及相應(yīng)的實現(xiàn)方法，將熱量表流量測量

3、與溫度測量兩大關(guān)鍵技術(shù)統(tǒng)一歸結(jié)為對時間的測量問題，采用高精度計時芯片實現(xiàn)了時間的高精度測量，并充分發(fā)揮計時芯片功能全、功耗低等特點，使所研制的熱量表樣機具備高精度、低成本、低功耗等優(yōu)點。 第1章以國內(nèi)外熱量表相關(guān)文獻為基礎(chǔ)，介紹了熱量表的研究背景及發(fā)展現(xiàn)狀、分類及特點，重點介紹超聲波熱量表的組成結(jié)構(gòu)、測量原理及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了本課題的研究內(nèi)容。 第2章深入分析超聲波流量檢測技術(shù)，重點講述本課題采用的時差法超聲波流

4、量測量原理，通過分析影響該方法的測量精度的因素，指出設(shè)計中的注意事項，并對時間測量技術(shù)進行了研究，確定了本系統(tǒng)所采用的設(shè)計方法。 第3章介紹了溫度測量原理與熱量算法，確定了以鉑電阻為測溫傳感器配以電容充放電測溫方法的技術(shù)方案，并對熱量算法的數(shù)學(xué)模型及軟件實現(xiàn)方法進行了說明。 第4章介紹了超聲波熱量表基表的具體設(shè)計內(nèi)容，包括超聲波換能器的設(shè)計、溫度傳感器的選型、管段的機械結(jié)構(gòu)及傳感器的安裝方式。 第5章介紹了本課題