超聲波能量表   電 話(huà)：1 3 9 1 5 1 9 1 8 3 6 

超聲波能量表集中供暖及中央空調(diào)系統(tǒng)用熱量計(jì)的研究

    在集中供暖和中央空調(diào)使用收費(fèi)過(guò)程中，目前仍按建筑面積計(jì)算，該方式已不適應(yīng)市場(chǎng)化管理的要求，迫切需要對(duì)用戶(hù)消耗的熱（冷）量進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)量，以維護(hù)用戶(hù)和供暖（冷）雙方的利益，但目前未見(jiàn)該類(lèi)似儀表 的廣泛使用。這是由于熱量計(jì)量存有困難，使該類(lèi)儀表和開(kāi)發(fā)受到限制。首先，因?yàn)闊崃繉儆谶^(guò)程量，在實(shí)驗(yàn)或工程測(cè)量中，傳統(tǒng)測(cè)量方法對(duì)過(guò)程量的計(jì)量本身存在較大的難度，而且存在測(cè)量誤差大，修正因素多等問(wèn)題。事實(shí)上，傳統(tǒng)測(cè)量方法無(wú)法滿(mǎn)足對(duì)熱量的精確計(jì)量，但隨著計(jì)算機(jī)以及信號(hào)處理技術(shù)在熱工參數(shù)測(cè)量中的廣泛應(yīng)用，熱工測(cè)量?jī)x表向智能化、微型化發(fā)展，充分利用微型計(jì)算機(jī)軟、硬件相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)熱量的精確計(jì)量。

      在理論上，熱流率的測(cè)量在穩(wěn)定流動(dòng)中可以歸結(jié)為流體質(zhì)量流量與其溫差以及定壓比熱的乘積，即；在實(shí)驗(yàn)中對(duì)熱流率的測(cè)量主要采取直接法，并假設(shè)流體定壓比熱恒定不變，即簡(jiǎn)化為質(zhì)量流率與其溫差的測(cè)量，要對(duì)熱量進(jìn)行計(jì)量就必需連續(xù)對(duì)熱流率進(jìn)行測(cè)量并累加求和。該類(lèi)計(jì)量?jī)x表的研究對(duì)供暖通風(fēng)、能源利用、實(shí)驗(yàn)研究等領(lǐng)域具有重要意義，但該類(lèi)儀表的開(kāi)發(fā)研究比較困難，以集中供暖、中央空調(diào)系統(tǒng)用熱量計(jì)量?jī)x表為 例分析，存在如下問(wèn)題需要解決；

      ①供暖系統(tǒng)中，流體流動(dòng)速度較低，質(zhì)量流率較小，如何對(duì)供暖系統(tǒng)小流率流體的精確測(cè)量存在一 定難度。

     ② 進(jìn)、出口溫差的測(cè)量要保證一定精度，同時(shí)要保證溫差與質(zhì)量流率的測(cè)量同步并存儲(chǔ)有關(guān)數(shù)據(jù)；而且系統(tǒng)的溫度（差）波動(dòng)較大，測(cè)點(diǎn)的確定、安裝等實(shí)際問(wèn)題較多，極難處理。

     ③ 即使能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)小流速換熱流體與溫差的同步測(cè)量，某一τ時(shí)刻的熱流率可以用理論公式；

利用傳統(tǒng)的測(cè)量方法完成上式的累計(jì)計(jì)量也是機(jī)極其困難的。

    基于以上問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量的精確計(jì)量，只有充分發(fā)揮微型計(jì)算機(jī)的軟、硬件結(jié)合優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小流量、小溫差的測(cè)量以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、計(jì)算、顯示等一系列功能。本文充分發(fā)揮單片微機(jī)系統(tǒng)具有易開(kāi)發(fā)、功能強(qiáng)、體積小、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了一套熱量計(jì)量?jī)x，實(shí)驗(yàn)證明 ：該系統(tǒng)具有穩(wěn)定性好、精度高、功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、易于維護(hù)保養(yǎng)等特點(diǎn)。

超聲波能量表研究與開(kāi)發(fā)

     在熱能工程及材料科學(xué)的研究和生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)熱量的測(cè)量一般采用間接法，該類(lèi)儀表大多僅是對(duì)熱流進(jìn)行測(cè)量，目前工業(yè)化的產(chǎn)品有輻射式熱流計(jì)、熱阻式熱流計(jì)等，該類(lèi)儀表均需實(shí)驗(yàn)標(biāo)定儀表常數(shù)，存在誤差大，測(cè)量滯后等缺點(diǎn)，本文以熱量理論計(jì)算式的離散化方程式為基礎(chǔ)，充分利用MCS51單片機(jī)系統(tǒng)具有易開(kāi)發(fā)，軟硬件結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了熱量的智能化計(jì)算，結(jié)合熱量測(cè)量的難點(diǎn)，使該智能化儀表很好的實(shí)現(xiàn)了以下功能；

     （1） 溫差的測(cè)量，該功能由兩級(jí)放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、有關(guān)采集軟件完成。

     （2） 小流量的測(cè)量，主要靠磁電感應(yīng)元件將流量信號(hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)，由MCS51單片機(jī)及有關(guān)采集軟件，實(shí)現(xiàn)頻率信號(hào)的累計(jì)計(jì)量。

     （3） 熱量的累計(jì)計(jì)算以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，主要由軟件和相應(yīng)的寄存器來(lái)完成。

     （4） 斷電保護(hù)功能，系統(tǒng)由于外部斷電，重要數(shù)據(jù)將被寫(xiě)入有關(guān)存儲(chǔ)器并保存，系統(tǒng)自備電源將開(kāi)始工作，并開(kāi)始記錄斷電開(kāi)始時(shí)間以及來(lái)電時(shí)間，來(lái)電后將自動(dòng)將斷電時(shí)間累加后存入外置RAM內(nèi)存儲(chǔ)。

     （5） 顯示功能，無(wú)論用戶(hù)還是供暖公司均可通過(guò)儀表的顯示功能了解有關(guān)數(shù)據(jù)信息。

     （6） 超聲波能量表清零功能，供暖周期結(jié)束時(shí)供暖公司可以對(duì)儀表進(jìn)行清零，以便于管理。

          為實(shí)現(xiàn)儀表的以上功能，系統(tǒng)硬件主要由以下模塊組成 ：由單片機(jī)MCS51為主附加外部晶振電路以及復(fù)

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