智能楼宇测量用仪表优劣对比.doc

一、供热、供冷仪表：超声波热量表1、超声波热能表的定义用于测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热量的仪表，其计量单位是kw.h或gj。（注：1千瓦时=1度=1000焦耳/秒3600秒=3600000焦耳；1gj=1000000000/3600000度277.78度）2、超声波热能表的工作原理由热源供应的热水（冷水）以较高（低）的温度流入热交换系统（散热器、换热器或由它们组成的复杂系统），以较低（高）的温度流出，在此过程中，通过热量交换向用户释放或吸收热量（注：该过程包括采暖系统和制冷系统能量交换过程）。当水流经热交换系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温度，以及水流经的时间，通过计算器计算并显示该系统所释放或吸收的热量。公式： （1）式中：q 系统释放或吸收的热量，j；qm 流经热能表的水的质量流量，kg / h ；qv 流经热能表的水的体积流量，m3 / h ； 流经热能表的水的密度，kg / m3 ；h 在热交换系统进口和出口温度下水的焓值差，j / kg ； 时间，h。在实际应用中水的质量都是通过测量水的体积换算得出的，因此热量值的计算还可使用下面公式： （2）式中：q释放的热量j或kwh v载热液体流过的体积m3 热交换回路中载热液体入口处和出口处的温差 k热系数，它是载热液体在相应温度、温差和压力下的函数j/m3c或kwh/m3c。公式（1）一般称为焓值法，公式（2）称为k系数法。3、超声波热能表的构成超声波热能表由流量传感器、配对温度传感器、计算器（积分仪）等部件组成。a、流量传感器流量传感器是用于采集水流量并发出流量信号的部件。超声波流量传感器采用时差法对流量进行测量，其基本原理是：在测量通道的上游和下游分别安装一只超声波换能器用于超声波信号的发射与接收，上游与下游换能器分别发射超声波信号由另一只换能器接收，由于超声波信号与水流信号叠加，使声波在顺流和逆流时的传播速度不同，因此不同换能器发射的超声波信号在水中的运行时间就不同，通过测量该时间的差值可计算出流体的流速，然后再换算成流量，从而实现了流量的测量。如图：图图中：r1流量计流体上游超声波换能器； r2流量计流体下游超声波换能器； l 流量计测量管的长度； v 流体速度； c 声波在流体中传播的速度。由图可知：声波顺流传播时间：声波逆流传播时间：声波逆顺流传播时间差：流体平均流速：超声波热能表因无任何机械运动，无磨损，所以具有使用寿命长、不受恶劣水质影响、维护量小、长期使用成本低廉等优点。b、配对温度传感器配对温度传感器的定义是：在同一个热能表上，分别用来测量热交换系统的入口和出口温度的一对计量特性一致或相近的温度传感器。由于系统消耗热量与入口与出口的温度差成正比，而与温度的绝对值相差较小，因此使用计量特性一致或相近的一对配对温度传感器即可提高测量精度而对温度传感器的绝对精度可以要求的相对低一些以降低成本。c、计算器计算器（又称积分仪）是用来采集来自流量传感器和配对温度传感器的信号，进行热量计算、存储和显示系统所交换的热量值的部件超声波速差法（时差法）原理：是依靠超声波信号在流体中传播的时间差，来测量流体流量。当超声波速在流体中传播时，流体的流动将使超声波信号的传播速度发生传播的时间差。时间差的大小与流体的流速成正比关系。由此，便可测量流体流量。3800上海巨惯 二、蒸汽 测量方式:2.1.涡街流量计 涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种新型流量计，由于它具有其它流量计不可兼得的优点，70年代以来得到了迅速发展。据介绍，现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升，已经广泛用于各个领域，将在未来流量仪表中占主导地位，是孔板流量计的理想替代产品。它具有以下特点： 结构简单牢固，无可动部件，长期运行十分可靠； 维护十分方便，安装费用低； 传感器不直接接触介质，性能稳定，寿命长； 输出与流量成正比的脉冲信号，无零点漂移，精度高，并方便与计算机联网； 测量范围宽，量程比可达1：10； 压力损失小，运行费用低，更具节能意义； 在一定的雷诺数范围内，输出信号频率不受流体物理性质和组分变化影响，仪表系数仅与漩涡发生体的形状和尺寸有关，测量流体的体积流量无需补偿，调换配件后无需重新标定仪表的系数； 应用范围广，气体、液体的流量均可测量； 检定周期为24年。 但该流量计也存在一定的局限性： 涡街流量计是一种速度式流量计，漩涡分离的稳定性受流速影响，故它对直管段有一定的要求，一般是前10d、后5d； 测量液体时，上限流速受压损和气蚀现象限制，一般是0.58m/s； 测量气体时，上限流速受介质可压缩性变化的限制，下限流速受雷诺数和传感器灵敏度的限制，蒸汽是825m/s； 应力式涡街流量计对振动较为敏感，故在振动较大的管道安装流量计时，管道要有一定的减震措施； 应力式涡街流量计采用压电晶体作为检测传感器，故其受温度的限制，一般为-40+300。 2.2 差压式流量计 以孔板流量计为代表的差压式流量计应用历史悠久，有国际标准，理论精度高，应用十分普遍。但经过几十年的应用，发现孔板流量计也存在不足： 应用中许多因素（设计参数与工况参数不符，上游直管段不足，孔板和管道不同心，孔板a面受污，锐角磨损等）对其测量精度有非常大的影响，使其测量误差增大； 安装较为麻烦，维护及拆洗的工作量较大； 需配差压变送器使用，增加了维护的工作量，另需敷设导压管，且在冬季需对导压管进行保温，不可以安装在室外； 流量量程比为1：3，局限性大； 若安装不正确，容易发生蒸汽泄漏； 压力损失较大，运行费用高。 2.3 弯管流量计弯管流量计实际上是一个90度标准弯头，没有比它结构更简单的流量传感器了。随着机械加工工业的发展和行业标准化及规范化管理的不断完善，用作弯管传感器的标准机制弯头性价比越来越高。它的特点是： 结构简单，价格低廉。 弯管流量计传感器耐磨损，对微量磨损不敏感。 安装简单，可采用直接焊接法进行安装，使现场跑冒滴漏的麻烦得到彻底的解决。 适应性强，量程范围宽，直管段要求不严。只要是可以用孔板、涡街、均速管流量计来测量的管道内流体流量都可以用弯管流量计进行测量，而且在耐高温、耐高压、耐冲击、耐振动、耐潮湿、耐粉尘等方面，弯管流量计远优于其它流量计。 弯管流量计的量程比可达1：10，对于蒸汽，它的适用范围为070m/s，可以较好地满足蒸汽流量测量的要求。 弯管流量计由于其特殊的测量原理，使其在实际应用时对直管段的要求不严格，一般只要求前5d、后2d即可，远远低于其他流量测量装置的要求。 弯管流量计精度高，重现性好，测量精度可达1.14%，重现性精度可达0.2%，一次安装后，不再需要重复拆装，因此，其安装精度也能得到最佳保证。 弯管流量计的最突出特点是无任何附加节流件或插入件，可大大降低流体在管道内输送的动力消耗，节约能源，尤其对那些大系统、大管径、低压头的测量对象好处更加明显。涡街流量计lugb 涡街流量计一、慨述lugb 型旋涡流量计又称涡街流量计是利用流体振动原理而开发的一种新型流量计，广泛应用在石油、化工、冶金、造纸等行业流体的计量，该流量计无可动部件，可靠性强、精度高、寿命长，可在很宽的流量范围内精确测量介质的瞬时流量和累计流量，其不受介质温度、压力、粘度及组分的影响，同时不堵、不卡、不易结垢、耐高温、高压、安全防爆、适用于恶劣环境。流量计分一体化显示和远传显示，并可输出脉冲信号、电流信号或 485、 hart协议等与微机联网。二、原理当流体以一定流速流经设置在流场中的旋涡发生体时，在柱体的下游产生一对交替出现的而且排列整齐的涡列（涡街）,先在柱体的一侧产生，继而在柱体的另一侧产生。这一产生旋涡的理论首先由卡门（karman） 提名，命名为卡门涡列，并给出了频率与流速的关系式，其中系数被命名为斯特哈尔数。三、产品主要特点l 无机械可动部件，不易腐蚀、稳定可靠、寿命长，长期运行无须特殊维护。l 采用 16 位电脑芯片，集成度高、体积小、性能好，整机功能强。l 根据不同用户的要求，有高、中、低多种转换器（电子表头）配置。l 多种结构，有分体式、一体法兰、夹装式等。一体法兰式可集流量探头，微处理器，压力、温度传感器于一体。采用内置式组合，使结构更加紧凑，可直接测量流体的流量，压力和温度。对于气体计量，可自动实时跟踪补偿和压缩因子修正。l 根据用户要求，可采用双检测技术有效地提高检测信号强度，并抑制由管线振动引起的干扰。l 可选择具有国内先进的智能抗震技术的转换器（电子表头），有效地抑制了震动和压力波动造成的干扰。l 可选择点阵显示屏，具有中、英文菜单，显示位数多。读数直观方便，可直接显示多种参数。l 转换器（电子表头）可输出频率、 脉冲、 当量、 四线 4-20ma、 三线 4-20ma 及二线 4-20ma、模拟信号、rs485 接口、hart 协议输出等。l 采用 eeprom 技术，参数设置方便，可永久保存。l 并可保存最长达一年的历史数据。l 整机低功耗，锂电池供电，或外接电源 12v、24v 均可。营口富纪自动化仪表有限公司联系电话0417-3505665 联系人：朱明娜四、主要技术参数与功能夹装式 法兰西一体式 50mm 1420 1950 2250100mm 1800 2450 2950 润华仪表科技 rh-lugb系列 测量介质气体、液体、蒸汽连接方式夹持式、法兰式公称口径dn20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300精度等级1.5级流速范围液体：0.57m/s 气体：550m/s温度范围-25100、-25+280、-25+320压力等级1.6mpa、2.5mpa、4.0mpa输出信号频率输出420ma输出，485通讯供电电压dc12v，dc24v，3.6v现场供电防护等级ip65防爆等级exd bt4环境条件环境温度：-2555相对湿度：590%大气压力：86-106kpa法兰西一体式 dn50 3900 dn100 4500三、太阳能热水太阳能热水工程检测系统主要由现场监测系统、数据传输系统和远程监测系统组成。现场监测系统包括各种传感器和测量仪器、热能计量仪表、数据采集器、现场显示器、操作人机界面和现场存储设备，现场监测系统对现场参数进行测量，采集并保存至现场存储设备里。现场操作员可以通过现场监测系统进行操作和观察、读取数据及系统运行状态情况。数据传输系统负责现场监测和远程监测层之间的数据通信，由信源（发送端）、信宿（接收端）和信道组成。数据传输系统由通信电缆线、互联网等无线或者有线远程通信设备和线路构成。远程监测系统由计算机、嵌入式服务器和其他智能设备及软件组成。采集现场数据信息进行处理、存储和显示，包括人机操作界面和数据库、图形图表的显示等，以达到人工在线监测的目的。现场监测控制系统主要包括系统各个位置的温度，各种管道的流量、水箱水位、热量、辅助耗电电能等参数的测量。系统要在无人值守的时候自动运行，还要对各种用电设备如水泵、电磁阀等电动设备的开关状态进行控制和状态反馈。3.1系统温度测量的分析传感器对精度和温度测量范围有一定的要求，而传感器的引线也有一定的长度限制，因此必须采用铂电阻温度传感器。而且必须采用3线或者4线制传感器进行测量，以抵消引线带来的测量误差。3线制热电阻感温体的一端连接2根引线，另一端连接1根引线，此种引线形式称为3线制，当热电阻与电桥配套使用时，就能较好地消除引线电阻的影响，提高测量精度。该电路的输出经过差分放大电路，将uo的差分信号进行放大，再提供给检测系统的12位ad采样，通过软件对采样值进行修正，得到测量温度的2次修正值，保证了温度测量的精度。3.2流量测量根据现场情况，可以考虑采用涡轮流量传感器、涡街流量传感器或者超声波流量传感器等进行流量测量，输出的脉冲信号可以直接供给单片机进行频率测量。再经过软件修正得到流量的测量值。3.3热量计量在太阳能集热器的出入口、辅助热源出入口安装热量表进行热量测量。热量表带有通信接口，能够分别输出测量到的温度、流量和热量值，测量系统可以直接通过通信接口读取热量参数。3.4电能计量在太阳能热水工程检测系统的总供电回路上安装电能表进行电量测量.流量测量使用超声波流量计超声波流量计之结构：上海巨惯超声波热冷量表：上海威流 70004 地源热泵能耗在线监测系统概述一、地源热泵概念及系统监测的意义：地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种,热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备.地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方.通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的.地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内,一个年度形成一个冷热循环。cop(coefficientofperformance),即能量与热量之间的转换比率，简称能效比。cop值(制冷效率)实际就是热泵系统所能实现的制冷量（制热量）和输入功率的比值，在相同的工况下，其比值越大说明这个热泵系统的效率越高越节能；因此在作制冷系统cop值比较之前，首先要确定各个热泵系统是否在相同的工况之下，然后再进行计算比较。地源热泵系统的cop值较其他的空调系统要高，节能性好，在当前国家实施节能减排的形势下，采用该技术具有重要的意义，因此，为扩大推广利用地源热泵技术，有必要构建地源热泵能耗在线监测系统，该系统能自动检测地源热泵的运行情况，耗能及能效比的指标。二、工程实际监测1、检测系统的原理：机组cop1=热泵机组瞬时负荷（q1）/(p1)系统cop2=热泵机组瞬时负荷(q1)/(p1+p2+p3)参数定义：1）热泵机组的瞬时功率p1（kw）；2）地源泵、空调末端泵的瞬时功率p2、p3（kw）；3）地源侧和末端侧的瞬时负荷q1、q2（kw）；2、主要监测设备：1）智能三相电能表、电流互感器2)超声波热量表3)pt1000两线制温度传感器4)gprs数据传输装置5)能耗监测系统配套用户使用软件3、主要监测数据：地源侧的供回水温度、流量，末端侧的供回水温度、流量，室外环境温度，地源侧水泵的功率，末端侧水泵的功率，地源热泵机组的功率。4.数据监测及基本传输流程：首先，通过超声波插入式流量表监测地源侧的供回水温度、流量，末端侧的供回水温度、流量，通过电流互感器（白色线圈）监测地源侧水泵的功率、末端侧水泵的功率，并将数据传至三相电能表，之后，将上述监测数据连同监测的室外温度，通过rs485总线传输至数据发射装置，最后，再通过gprs传输到上位机，进行在线监测。超声波流量计同上.超声波流量和超声波热能表其实是一个主机外接不同的传感器。五、燃气量。一、概述 气体涡轮流量计是吸取了国内外流量仪表先进技术优化设计，综合了气体力学、流体力学、电磁学等理论而自行研制的集温度、压力、流量传感器和智能流量积算仪于于一体的新一代高精度、高可靠性的气体精密计量仪表，具有出色的低压和高压计量性能，多种信号输出方式以及对流体扰动低敏感性，广泛适用于天然气、煤制气、液化气、轻烃气体等气体的计量。该产品经国家防爆产品质检部门按gb3836.2000爆炸性气体环境用电气设备第1部：通用要求，gb38362.2-2000爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”和gb3836.4-2000爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全“i”标准检验合格，防爆标志为exdbt6(隔爆型)、exiact6（本安型）。适用于含有a、b、c类t1t6温度组别爆炸性气体混合物的0（仅本安型）1、2区危险场所。二、产品特点 采用新型传感器，始动流量低、压力损失小、抗振与抗脉动流性能好，不易腐蚀、可靠性好、使用寿命长。 采用新型微处理器与高性能的集成芯片，运算精度高、整机功能强大，性能优越。 采用先进的微功耗高新技术，整机功耗低。既能用内电池长期供电运行，又可由外电源供电运行。 按流量频率信号，可将仪表系数分八段自动进行线性修正，可根据用户需要提高仪表的计算精度。 采用eeprom数据存贮技术，具备历史数据的存贮与查询功能，三种历史数据记录方式可供用户选择。 流量计表头可180旋转，安装使用简单方便。 高精确度，一般可达1.5%r、1.0%r。 重复性好，短期重复性可达0.05%0.2%，正是由于具有良好的重复性，在贸易结算中是优先选用的流量计。 可检测被检测气体的温度、压力和流量，能进行流量自动跟踪补偿，并显示标准状态下（pn=101.325kpa,tn=293.15k)的气体流量：可实时查询温度、压力、时间、日期等数据。三、工作原理1.流量计结构2.工作原理当气体流进入流量计时，首先经过独立机芯的前导流体并加速，在流体的作用下，由于涡轮叶片与流体的流向成一定角度，此时涡轮产生转动力矩，在涡轮克服阻力力矩和摩擦力矩后开始转动。当诸力矩达到平衡时，转速稳定，涡轮转动速度与流量成线性关系，通过旋转地发信盘的磁体周期性地改变传感器的磁阻，从而在传感器两端感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号，该信号经前置放大器放大、整形后和压力温度传感器检测到的压力、温度信号同时输给流量积算仪进行处理，直接显示标准体积流量和标准体积总量。3.流量积算仪工作原理流量积算仪有温度和压力检测模拟通道、流量传感器通道以及微处理单元组成，并配有外输接口，输出各种信号。流量计中的微处理器按照气态方程进行温压补偿，并自动进行压缩因子修正，气态方程如下： qn=zn/zg.(pg+pa)/pn.tn/tg.qg 式中：qn标准状态下的体积流量（m/h) qg未经修正的体积流量（m/h） pgl流量计压力检测点处的表压（kpa) pa当地大气压（kpa) tg介质的绝对温度（273.15+t）k t被测介质摄氏温度（） zn标准状态下的压缩系数 zg工作状态下的系数 tn标准状态下的绝对温度（293.15k） pn标准大气压（101.325kpa)注：对天然气zn/zg=(fz),fz成为超压缩因子，按中国石油天然气总公司的标准sy/t6143-4996中的公式进行计算。四、技术参数1.基本参数执行标准封闭式管道中气体流量气体涡轮流量计（gb/t8940-2003）仪表口径（mm)及连接方式25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300采用法兰连接25、32、40、50可采用螺纹连接精度等级1.5%r（1%r需特制）量程比1:10 ；1:20 ；1:30仪表材质表体：304不锈钢或铸铝叶轮：防腐abs或优质铝合金转换器：铸铝 使用条件介质温度：-20+80环境温度：-30+60相对湿度：5%90%大气压力：86kpa106kpa工作电源外电源：+24vdc15%，纹波5%，适用于4-20ma输出、脉冲输出、rs485通讯输出等内电源：1组3.0v10ah锂电池，电池电压在2.0v3.0v时均 可正常工作。 当电压低于2.0时出现欠压指示 整机耗能外电源：1w内电源:平均功耗1w,可连续使用三年以上。信号输出功能脉冲信号、4-20ma电流信号 、控制信号通讯输出功能rs485通讯实时记录功能起停记录、日记录、定时间间隔记录信号接线口内螺纹m20*1.5或其他防爆等级exdbt6或exiact4防护等级ip65电气参数2.1气体涡轮流量计 表2符号参数测试条件典型值vdd工作电源外电源;+24vdc15%,纹波5%vin信号输出峰峰值vpp:1050mv；频率2khziout输出电流vdd=24vdc420ma，线性度2，负载电阻500m2.2智能气体涡轮流量计2.2.1电池供电 表3符号参数测试条件典型值vdd工作电源3.6v锂电池is静态电流无输入207.38aip