推荐经典热量表检定装置使用手册 哈尔滨华惠电气有限Word格式.docx

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低分辨率脉冲输出的流量计（与高分辨率脉冲输出的流量计的检定模式是不一样的）；

具有通信接口的流量计。

★多模式

检定模式流量计检定模式

热量表检定模式

热量表检定方法模式

分量法

分量组合法

整体法

标准流量计量器具模式

标准表法

质量法

标准表+质量法

流量检定操作模式

启停操作模式

换向器操作模式

连续操作模式

★现场总线控制系统采用现场总线，可靠性高，实时响应速度快，灵活性好。

★每一个被检表都有一个单独的管理模块，从而实现每一块被检表都能与系统实时同步。

★多种接口方式被检表的管理模块有光电接口、脉冲接口

★能够与所有的热量表实现实时同步

★高检定效率热量表（流量计）具有通信或脉冲输出功能时，采用标准表法或标准表+质量法，检定效率是其他热量表检定装置的1.5倍——2倍。

★嵌入式系统主控制模块、DI模块、DO模块、AI模块、被检表管理模块均采用嵌入式系统。

功能强大，可靠性高，不感染电脑病毒。

脱离计算机，系统仍然能够可靠的工作，并能够保存1000——10000块被检表的数据（用户可选择保存数量大小）。

计算机实现数据的保存、管理和查询

★既可以手动测量也可以自动测量

★流量供给系统采用变频器+稳压罐模式

★模块化框架，便于运输和组装

1

热量表检定装置原理

1.1基本工作原理

◇热量计算公式：

（1）

式中：

Q—释放或吸收的热量，J；

qm（t）—流经热量表的水的质量流量，kg/h；

qm（t）=qv（t）·

ρ（T（t））

qv（t）—流经热量表的水的体积流量，m3/s；

体积流量qv（t）是时间的函数

ρ（T（t））—流经热量表的水的密度，kg/m3；

ρ（T（t））是流流经热量表的水的温度T（t）函数，而流流经热量表的水的温度T（t）又是时间的函数。

t－时间，s

△h－在热交换回路中入口温度与出口温度对应的载热液体的焓值差，J/kg；

△h=hf（Tf（t））－hrf（Trf（t））

hf（Tf（t））－在热交换回路中入口的焓，hf（Tf（t））是热交换回路中入口的温度Tf（t）的函数，而热交换回路中入口的温度Tf（t）是时间t的函数。

hrf（Trf（t））－在热交换回路中出口的焓，hrf（Trf（t））是热交换回路中出口的温度Trf（t）的函数，而热交换回路中出口的温度Trf（t）是时间t的函数。

Tf（t）－在热交换回路中入口的温度

Trf（t）－在热交换回路中出口的温度

由公式

（1）的得知，热量Q是一个计算值，它是体积流量qv（t）、热交换回路中入口温度Tf（t）、热交换回路中出口温度Trf（t）、时间t的函数。

◇热量检定装置的基本工作原理

如果能够测量出在相同的起始时刻和截止时刻的时间内流经被检热量表的体积流量qv（t）、热交换回路中入口温度Tf（t）、热交换回路中出口温度Trf（t）的标准值，那么就能通过积分运算计算出热量的标准值（由于是在相同的起始时刻和截止时刻的时间内，所以不需要测量时间的标准值）。

被检表热量值在被检热能表上直接读取，通过下列公式得到热量相对误差。

相对误差计算公式：

（2）

Qdi－被检热量表第i点的热量值；

Qci－第i点标准热量值；

Ei－被检热量表第i点热量的相对误差，%；

由上述可知，热量表的检定装置需要体积流量、入口温度、出口温度的标准值以及被检表与检定装置的时间同步的条件已实现热量表的检定。

在热量表的检定装置中，通过流量装置给定检定点的流量，通过两个恒温槽给定入口温度和出口温度。

流量、入口温度、出口温度、被检表与检定装置的时间的同步以及△t的确定是热量表检定装的关键。

◇热量计算公式的离散函数

公式

（1）Q是一个连续函数。

在热量表和检定装置中计算积分函数时把连续函数变成离散函数：

Q=∑qv（ti）×

ρ（T（ti））×

〔hf（Tf（ti））－hrf（Trf（ti））〕×

△t（3）

离散函数与连续函数等价的条件是△t取值足够的小，以保证在△t范围内qv（ti）、ρ（T（ti）、hf（Tf（ti）、hrf（Trf（ti））为常数。

若热量表安装在热交换回路中入口，密度ρ（T（ti）函数中温度T（ti）为入口温度Tf（ti）。

若热量表安装在热交换回路中出口，密度ρ（T（ti）函数中温度T（ti）为出口温度Trf（ti）。

将被检热能表或流量计串联在试验管路中，设定好流量值，使预置温度的热水依次通过被检表，流入称量容器内，由标准电子秤测量通过被检表的热水质量。

将两支二等标准铂电阻温度计和被检热能表的两支配对温度传感器分别置于两个恒温槽中，恒温槽模拟供热管路中的供水温度、回水温度。

由标准电子秤测得通过热能表的标准流量值；

由两支二等标准铂电阻温度计测得供、回水温度值，按照相关热力学公式

（1）计算出检定时间内消耗的标准热量值。

1.2检定方法

分量法

由热水流量检定装置、配对温度传感器检定装置、计算器检定装置组合而成，对被检表的流量计、配对温度传感器、计算器三部分分别单独检定的方法称为分量法；

分量组合法

由热水流量检定装置、带温度传感器的计算器检定装置组合而成，被检表的流量计单独检定，带温度传感器的计算器组合到一起检定的方法称为分量组合法。

整体法

被检表的流量计、配对温度传感器、计算器组合到一起的检定方法称为整体法。

我公司的HHTC热量表检定装置通过选择不同的模式，可以分别实现以上三种方法

上述三种检定方法涉及到流量的检定、温度的检定和计算器的检定。

1.3流量检定按标准计量器具分类

在热量表检定装置上，流量检定以标准计量器具分类，目前国内的制造商分为质量法或标准表法。

奥地利和丹弗斯均采用标准表+质量法。

我公司采用标准表+质量法或标准表法。

1.3.1标准表法

热量表检定装置流量检定只采用高精度的电磁流量计作为流量的标准。

这种方法在上述三种检定装置中在流量检定方面主要有两个问题要很好的解决：

1、流经电磁流量计的水质对计量精度的影响；

2、时间同步问题，尤其是一次检测多块被检表时（从热量计算公式上分析，时间同步对检定精度影响非常大），时间同步对检定装置精度影响很大。

如果采用高速脉冲电磁流量计，这种方法比较适合解决时间同步问题。

1.3.2质量法

热量表检定装置流量检定采用电子秤作为流量的标准，在检定过程中，电磁流量计仅用于指示瞬时流量值，不参与流量标准的计量。

1、被检表的流量计计量的是流体的体积，电子秤计量的是流体的质量。

这要求装置将电子秤计量的流体的质量在时间上与被检表同步的转换为流体的体积。

在进行质量、体积转换过程中，还涉及到温度的采样，选取合适的采样周期非常重要；

流量检定采用换向器的方式时，很难解决多块表的时间同步问题。

每次检定完毕都需要将容器中的液体排空，检定效率比较低。

我公司的HHTC热量表检定装置采用标准表+质量法或标准表法

标准表+质量法

热量表检定装置在流量检定过程中，电磁流量计和电子秤均参与流量标准的计量。

高精度高速脉冲的电磁流量计作为流量的标准，电子秤校准电磁量计的每个脉冲。

既解决了流经电磁流量计的水质对计量精度的影响，又能够解决多块被检表的时间同步问题。

1.4流量检定按操作方法分类

1.4.1启停法

采用电磁阀或手动截止阀控制流量的切换或启停。

这种方法存在以下几个问题：

1、水锤问题在DN50以下的口径应用还可以，DN50以上口径电磁阀的启停会带来很大的冲击，以至于造成设备的损坏；

2、启停过程中流量的不稳定性在启停的过程正中，流量从零达到给定的流量值，需要一个过程。

被检表在某一个流量点的精度是不一样的，所以采用这种方法启停的过渡过程时间需要控制在比较小的一个值；

3、工作效率问题采用启停法，每个检测点都需要启停一次调解流量和排除空气，启停一次进行检测。

工作效率比较低。

1.4.2换向器法

采用换向器控制流量的切换。

这种方法的缺点是工作效率没有连续法高。

每次检定都需要将容器中的液体排空。

1.4.3连续法

检定过程中不需要流量的启停或切换。

从一个检定点到另外一检定点也不需要流量的启停。

所有的信号同步都有控制系统自动的完成。

这样减少了电磁阀或换向器的频繁的切换，大大提高了电磁阀或换向器的使用寿命

对于没有通信功能的热量表或没有脉冲输出的流量计只能采用启停法，

1.5温度检定

采用两个恒温槽模拟热交换回路的入口温度和出口温度，两只二等铂电阻温标+（六位半万用表）+现场总线接口转换模块，检测两个恒温槽的温度，作为被检表的温度标准。

通过设定适合的采样周期达到热量计算公式离散函数的要求。

1.6计算器检定

通过信号发生器模拟流量，高精度电阻箱模拟温度传感器，按照给定的流量和温度检定计算器的误差。

1.7时间同步问题

时间同步是指被检表与检定装置同时开始计算热量（或流量）并进行累计，经过相等的一段时间同时终止，在相同的起始时刻和终止时刻内，比较被检表和检定装置的累计热量（或流量）。

1.7.1热量表检定过程中时间同步

被检表热量计算模式有两种：

1.7.1.1计算器定时触发采样

计算器按照采样时间定期采集流量计的累计流量、入口温度传感器的温度和出口温度传感器的温度，根据热量计算公式，计算出采样周期内的热量，将该热量值累计加到总的累积热量值上。

在这个过程中，由于热量表功耗的限制，热量表计算器采集流量、温度的周期不同的制造商是不一样的。

1S，2S，5S，30S，60S，120S，300S，600S等等。

校验装置与被检表的热量计算起始时刻与经过一段时间后的终止时刻需要同步。

当一次检定多块被检表时，每块被检表的采样时刻是不同的，而且由于被检表时钟的差异，采样周期也存在差异，这需要校验装置分别与每块被检表的热量计算起始时刻与经过一段时间后的终止时刻同步。

1.7.1.2流量脉冲触发采样

流量计输出脉冲触发计算器采集流量计的累计流量、入口温度传感器的温度和出口温度传感器的温度，根据热量计算公式，计算出采样周期内的热量，将该热量值累计加到总的累积热量值上。

在这个过程中，由于流量计的分辨率不同、瞬时流速不同，采样周期也不同。

当一次检定多块被检表时，每块被检表的流量计脉冲输出时刻是不同的，而且由于被检表流量计的差异，在相同的瞬时流量条件下，输出脉冲的周期也存在差异，这需要校验装置分别与每块被检表的热量计算起始时刻与经过一段时间后的终止时刻同步。

1.7.2流量计检定过程中时间同步问题

流量计的检定同热量表的检定过程一样，同样存在时间同步的问题。

HHTC热量表检定装置通过现场总线及模块化管理和测量技术，实现了检定装置与所有类型热量表和流量计的时间同步问题。

图1

2热量表检定装置的组成

2.1热量表检定装置系统图

见图4，图5

2.2子系