[发明专利]压力式热量表

说明书

技术领域

本发明涉及一种计量装置，特别涉及一种热量计量装置。

背景技术

目前，我国供热计量用的热量表基本上采用的有两种类型，一种是机械式热量表，一种是超声波热量表。机械式热量表流量测量部分是旋翼式流量计，由于其机械结构复杂，经常出现堵塞现象，在实践过程中也证明了这一点。超声波热量表的流量测量原理大都采用超声波传播速度差法的时差法。在实际应用中超声波时差法存在以下问题：

1、声延时的影响

超声波流量计流体流量测量关键的是时间的测量，但在实际应用时，测量得到的顺流时间T₁和逆流时间T₂包含了电路、电缆、换能器以及声楔等产生的声延时a1、a2，因此必须将其测出并扣除。但是，欲精确的测得a1、a2也并非易事，因为在进行时间测量时，电源电压一定要稳定，否则电路中元器件的延时也会有所改变，在电池供电的情况下，必须每隔一段时间进行一次a1、a2的测量。又声延时a1、a2随流量增加而增加，流量越大偏差也越大。

2、利用超声波对流体流量的测量，其困难主要在于：一般情况下测量的液体流速在每秒数米以下，而液体中的声速约为1500m/s，液体流速带给声速的变化量至多不过是10^-3数量级，在液体流量的计量中当测量液体流速要求精度达到1％时，对声速的测量精度要求为10^-5到10^-6，要想长期保持这样高精度是很困难的。

3、液体流场的不均匀分布

超声波流量计测得的液体流速实际上是沿超声传播路径上的线平均速度V₁，要测得液体的流量应该是沿管道横截面的面平均流速V₂。而实际情况是液体在管道内流动沿管道横截面直径流速并不是均匀分布，由测得的线平均速度V₁计算面平均速度V₂时还得进行流速分布系数修正，此系数是流体雷诺数的函数。但是流体在从层流向湍流过渡的区间修正系数K存在明显的突变，这对仪表示数值影响较大，而且带有一定的随机性，很难准确计算流体的雷诺数以进行恰到好处的修正。所以在流速较低时，流量测量精度难以提高。

4、基于采用传播速度差法的超声波流量计不适用于液体中含有颗粒杂质或气泡的液体的测量，气泡能产生测量值5倍以上的误差，如果管道内气体过多，会使超声波发生散射而使仪表不能工作。

5、超声波换能器是最关键的器件之一，有一系列苛刻的技术指标

温度对超声波换能器的影响很大，因此，对温度系数的补偿至关重要，尤其在小流量点附近有时能造成数十倍甚至上百倍的测量误差，特别是用时差法测量的电路。换能器对压力也很敏感，水压变化对于测量精度影响非常大，现在的楼宇高层与低层之间的压差很大，也需要根据换能器承压下的工作曲线进行修正。

6、易堵塞

目前，采用超声波时差法的流量计基本上是在流量计基体中央放置两个反射镜片，从流量计基体入水端面看进去有相当大的面积被反射镜片及其支撑件遮挡，由于供热热水含水垢和杂质，所以超声波热量表也容易被堵塞。另外反射镜上结垢也会使测量精度降低。

发明内容

本发明克服了现有技术的缺点，提供一种计量准确度高、制造和使用方便，低成本、防堵塞的热量表。

为达到所述目的本发明提供一种压力式热量表，包括：计算器，进水温度传感器，出水温度传感器，流量传感器，所述进水温度传感器和出水温度传感器分别连接于计算器的进水温度传感器的输入端和出水温度传感器的输入端，所述流量传感器包含节流装置、上游压力传感器和下游压力传感器，该流量传感器不设置差压计和导压管；所述上游压力传感器直接安装在节流装置的上游管壁取压口上，下游压力传感器直接安装在节流装置的下游管壁取压口上，上游压力传感器的电信号输出端和下游压力传感器的电信号的输出端分别连接于计算器的上游压力传感器的输入端和下游压力传感器的输入端。

本发明压力式热量表的流量传感器的节流装置可采用楔形节流装置。

本发明压力式热量表的流量传感器的上游压力传感器和下游压力传感器可采用MEMS压力传感器。

本发明压力式热量表是根据中华人民共和国城镇建设行业标准CJ128-2007而设计的，热计量的理论为焓差法热计量原理，其基本计算公式为：