超聲波熱量表的設(shè)計(jì)與研發(fā).pdf

1、熱量表是用于測(cè)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(jì)量。根據(jù)我國建設(shè)部1995年發(fā)布的《建筑節(jié)能“九五”計(jì)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(shí)行分戶計(jì)量和收費(fèi)制度，經(jīng)過十多年的改革進(jìn)程，城鎮(zhèn)供熱體制改革已經(jīng)進(jìn)入計(jì)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(jī)械式為主，存在對(duì)水質(zhì)要求高，壓力損失大，機(jī)械部件易磨損等缺點(diǎn)，無法完全滿足市場(chǎng)需求。因此，超聲波熱量表作為一種精度高、對(duì)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(diǎn)發(fā)展的新一代熱量測(cè)量?jī)x表。 本論文擬在研制一種基于時(shí)差式超聲波流量測(cè)量和電容充放電溫度測(cè)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(shí)差法超聲波流量測(cè)量原理、電容充放電溫度測(cè)量原理及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法，將熱量表流量測(cè)量

3、與溫度測(cè)量?jī)纱箨P(guān)鍵技術(shù)統(tǒng)一歸結(jié)為對(duì)時(shí)間的測(cè)量問題，采用高精度計(jì)時(shí)芯片實(shí)現(xiàn)了時(shí)間的高精度測(cè)量，并充分發(fā)揮計(jì)時(shí)芯片功能全、功耗低等特點(diǎn)，使所研制的熱量表樣機(jī)具備高精度、低成本、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。 第1章以國內(nèi)外熱量表相關(guān)文獻(xiàn)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(diǎn)，重點(diǎn)介紹超聲波熱量表的組成結(jié)構(gòu)、測(cè)量原理及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，并提出了本課題的研究?jī)?nèi)容。 第2章深入分析超聲波流量檢測(cè)技術(shù)，重點(diǎn)講述本課題采用的時(shí)差法超聲波流

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