[发明专利]一种超声波热量表信号转换器的校验装置

说明书

本发明涉及一种超声波热量表信号转换器的校验装置，由流量模拟模块、温差模拟模块、微处理器和上位机组成，适用于基于时差法流量测量与热电阻温度测量的超声波热量表信号转换器的性能校验和测试。上位机校验软件设定热量校验参数到微处理器，微处理器控制流量模拟模块和温差模拟模块，模拟了待测超声波热量表的超声波换能器和热电阻温度传感器的功能，实现了热量校验。与实流校验相比，校验过程中不需要使用实流检定装置的容器、管道、调节阀等控制水流动的设备，校验装置由硬件电路与软件编程构建，完全使用电信号来进行校验，可在热量表产品开发、生产和维修过程中达到降低检验成本和节省人力的目的。

技术领域

本发明涉及一种超声波热量表信号转换器的校验装置，适用于对基于时差法流量测量与热电阻温度测量的超声波热量表信号转换器进行性能校验和测试。

背景技术

超声波热量表是测量水流经热交换系统所释放或吸收热能量的仪表。它通过超声波时差法原理测量水流流速，通过热电阻测量进出口的温度。根据所测得的流速和已知的管道横截面面积来确定流体的体积流量，然后根据进出口温度差，并经过密度和热焓值的补偿及积分计算，得到热量值。超声波热量表由热量测量部件和信号转换器两部分组成。热量测量部件包括超声波换能器、温度传感器和测量管道，实现了流量和温度测量功能。信号转换器包括了信号转换模块、微处理器、显示模块和信号输出模块等，实现了流量和温度计量和热量积算功能。

超声波热量表作为计量结算仪表，在生产制造完成后必须按照国家的相关检定规程仪表整机性能进行检定。出厂检定时，待检定的超声波热量表被安装在实流检定装置上，在不同流速和出入口温度下使带一定的热量的流体流过该热量表来检定热量表的准确度。目前公知的超声波热量表实流检定方法一般采用容积法，需要采用标准容器、监测流速的标准流量计、调节流速的阀门、水泵、管道、换向装置和加热装置等设备构建实流检定平台。其中，超声波热量表的流量校验环节与超声波水表的流量检定环节具有相同的检定功能，可进行替代。

中国实用新型专利CN203148534 U给出了一种新型的水表流量计量校验装置，可用于水表的实流检定。该校验装置包括了复活塞式流量计、同轴光电编码器、电磁阀、进水管和出水管等设备，采用工控计算机可自动完成水表校验环节的流速、流量调节和控制工作，自动化程度高。

中国实用新型专利CN201772916 U给出了一种质量流量计实流自动校验装置，包括容器缸，容器缸通过管路依次与泵电机、标准流量计和待标定流量计连接；泵电机、标准流量计和待标定流量计均与PLC控制装置连接，其优点是结构简单功能可靠，降低工人劳动强度。该装置的缺点也是校验设备多，占用体积大。

公知的实流检定方法可由计算机辅助来进行检定过程控制和数据记录，但检定过程的仪表装卸、水位监视、流速和温度等参数的调整都需要检定人员全过程跟踪操作。实流检定劳动强度高、效率低。实流检定方法所用标准容器一经制造完成便决定了它的计量范围，很难改变最大计量值。

作为超声波热量表的重要部件，超声波热量表信号转换器与热量测量部件配合完成了热量计量。信号转换器的性能也决定了仪表检定结果和整机性能。实流检定方法过程长、效率低、人工占用大。若因信号转换器性能不合格导致实流检定结果无效或失败，将浪费大量人力物力。因此，除了采用实流检定来检验超声波热量表信号转换器的性能外，有必要研究一种适用于超声波热量表信号转换器的干检验装置和方法，可在仪表的实流检定前对信号转换器的性能进行校验，也可在热量表产品的定期维护或维修时对信号转换器的缺陷进行快速检验和测试。

目前，与本发明相关的公开专利或文献都给出的是超声波热量表信号转换器实流校验装置和方法，还没有涉及超声波热量表信号转换器的干校验装置。

发明内容