不同热量技术比对.doc

热量表检测技术比对1.热量表检测技术分类热量表是用来计量热用户所消耗的热量的计量仪表，如图1.1所示：热量表由流量传感器、配对温度传感器、积算器3大部件组成。热量表的工作原理：由积算器将流量传感器的流量信号、配对温度传感器的信号采集回来通过热量计算公式计算出耗热量，通常采用焓值差法来计算。图1.1热量表安装示意图在国外热量表发展了近40多年，在热量表的发展过程中出现了很多形态的产品。通常我们采用两种分类方式来对热量表分类，从检测技术分类：有磁检测、无磁检测、超声波检测、电磁信号检测。从流量计结构分：机械式流量计根据流道结构不同分为：单流束、多流束、SST型；超声波流量计根据流道结构不同分为：H型、W型、型、X型。1.1检测技术分类u 有磁信号检测早期在热量表行业中曾经流行一种“有磁检测技术” ，热量表叶轮上放置一小块磁性物质（如磁铁），通过磁性感应元件（如韦根、霍尔元件、干簧管）来感应磁场的变化。当叶轮转动时，叶轮上的磁性物质随之转动，每转动一圈磁性物质就会在磁性感应元件下方经过一次，后端的电路能很轻易的检测到信号的变化，从而得到叶轮的转动圈数算出流量。这种技术进入我国后，由于我国的供热水质里含有大量的可被吸附的铁锈，最终被市场淘汰。此外，由于有磁检测技术还有一个致命的缺点是外界的磁场对于信号采集影响太大，用户很容易进行破坏。在我国的热计量市场已经很难见到这一技术的应用了。u 无磁信号检测无磁热量表在流量信号采集上采用电感振荡的原理取得的，中间没有任何磁性物质，而取信传感器和基表叶轮上的感应片，没有任何物理接触，处在两个完全隔离的空间，对转速不会产生任何阻力。具体原理是：流量检测传感器以一定的频率发射信号（通常为1kHz），当有水流推动叶轮，叶轮上的感应片就会随之转动，当感应片旋转到某个传感器下方时，该传感器的信号会被感应片影响并衰减，流量检测电感就会检测到。当感应片远离传感器时，该传感器的信号恢复到正常。后端电路通过感知信号的变化来侦测叶轮的转动，并计量叶轮的选择圈数。图1.2无磁检测技术示意图图1.3无磁检测技术示意图无磁信号采集方式解决了有磁信号采集方式会吸附铁锈的问题，适合在杂质水尤其是含有铁锈水的条件下使用。同时由于无磁信号采集是以侦测信号变化的方式来检测叶轮的旋转，一旦叶轮面上发生结垢后，由于感应片的作用只要叶轮旋转依然会出现信号的变化，不会因为结垢导致信号减弱或丢失。可以说无磁信号检测技术是最适合于我国供热系统，可以长时间用于信号检测的一种技术。u 超声波信号检测超声波信号检测技术是利用超声波在管道内顺水流与逆水流的传播速率不同，测量管道内水的流速。水的流速越高，超声波在管道内顺水流于逆水流的传播速率就越大。在相同长度内，测量超声波顺水流和逆水流的时间差，就可以得出管道内水的流速。图1.4超声波检测技术示意图超声波检测技术由于采用了声波发射、反射、接受的方式，流量计内通常不需要转动部件。但由于超声波本身是以能量的形式在运转，一旦通过反射或是换能器表面出现结垢则会导致超声波能量被衰减，当结垢达到一定的程度就会出现超声波能量不足，接受信号的换能器不能正常工作，从而出现信号丢失！优点：(1)无机械转动部件，使用寿命长；(2)直通管路不容易堵塞；(3)机体压力损失相对小；缺点：(1) 超声波发射器、接收器及处在这两者之间的测量腔体易被水中污垢粘附或结垢，从而影响测量精度（特别是在流速较慢的情况下，超声波流量计中的的构件更容易结垢），不适合水质较差的环境下使用；（2）发射以及接收极板受水质影响， 易腐蚀；（3）颗粒杂质、水流漩涡、以及水混乱流动的气泡， 影响测量的准确性；如何解决反射片、换能器表面结垢成为超声波检测技术的一大难题，从目前的热量表超声波检测技术来看，这一问题没有得到很好的解决。u 电磁信号检测电磁式流量计根据法拉第定律，当具有导电性的水流通过电磁场时，会产生感应电动势。水的流速越高，产生的感应电动势就越大。通过测量感应电动势即可得出管道内水流速度，然后由水的密度和管径即可确定管道内水的流量。优点：（1） 使用寿命长；（2） 直通管路，不容易发生堵塞；（3） 机体压力损失少；（4） 测量精度高；缺点： （1）对水流的导电率要一定的要求，水温的变化引起水流导电率的变化， 从而影响对水流流速的测量精度；（2）耗电量大，需要提供220V 的交流电源供电，不适合于分户热计量；（3）对周围的电磁干扰敏感；（4）磁性较强，水中的金属性杂质很容易被吸附到表体内部形成垢状物或腐蚀表体。（5）造价较高；（6）安装不方便1.2流道结构分类u 单流束图1.5单流束流道结构示意图载热液体通过流道整流部件后整合成一股水流，通过一股水流推动叶轮旋转，进行流量计量的流道方式叫做单流束。单流束由于流道的通过性能较好，因此防堵性能相对较好。为了达到较好的防堵性能，目前在机械式热量表中此方式采用的相对多一些。但由于流道内部有一些死角，容易积攒颗粒状的杂质，因此在实际使用中也容易出问题，经常出现计量特性漂移的情况。u 多流束图1.6多流束流道结构示意图载热液体通过流道整流部件后被分流成多个水束，通过多个股水流推动叶轮旋转，进行流量计量的流道方式叫做多流束。多流束由于水流是通过四周同时推动叶轮旋转，因此灵敏度相对较高。但由于我国的供热系统水质不达标经常会出现流道被堵的情况。因此，多流束的流道通常在自然水表应用比较多一些，不是很适合于我国的供暖系统。u 直通管路图1.7直通管路流道结构示意图流道整流部分留有较大的直通流道，允许部分水流从直通部分通过。简单的说光线可以从流道的一边直接透过流道到达另一边，这样的流道设计带来两大优点：一是流道的通过性能很好，不易发生堵塞的情；二是流道产生的压力损失很小，不会增加太多的水力消耗。直通管路在解决堵塞问题的同时优化了流道的内部结构，好的流道可以做到让流道内部没有任何的死角，不会出现藏污纳垢地方，保证流道内部的清洁，如图1.7右图。2.常见热计量厂家产品介绍l 威海震宇 信号采集方式无磁信号采集，传统型的无磁信号采集方式。 流道结构自行设计的多流束、单流束。采用内置过滤网（如图2.1所示），为了保护机芯及叶轮的安全，但带来的问题是在水质不达标的供热系统中，内置过滤网很容易被杂质封堵影响计量准确度。内部流道处理的不流畅，有死角容易藏污纳垢，不适合于杂质较多的供热水系统。 防结垢性能处理无磁信号采集方式保证信号的输出，但流道的防结垢处理的不好，水流变向频繁，容易在水流方向变化的地方产生结垢。 图2.1流量计内部示意图l 威海天罡 信号采集方式超声波信号采集，采用H型流量计，信号需要经过2次反射从一个换能器到达另一个换能器。 流道结构直通管路设计。在流道入口处设置了滤网，过滤网很容易被杂质封堵影响流量特性，产生扰流，从而影响计量精准。直通管路设计防堵性能较好，但在流道的内部有两个反射片的存在，降低了流道的防堵性能，提高了流量计被封堵的可能性。 防结垢性能处理换能器及反射片没有做很好的防结垢处理，一旦这些部件结垢会导致信号减弱甚至丢失不计量。图2.2天罡超声波热量表示意图l 莱芜力创图2.3力创机械式热量表示意图 信号采集方式无磁信号采集，传统型的无磁信号采集方式。 流道结构传统多流束、单流束。在流道入口处设置了滤网，过滤网很容易被杂质封堵影响流量特性，产生扰流，从而影响计量精准。内部流道处理的不通畅，有死角容易藏污纳垢，不适合于杂质较多的供热水系统。 防结垢性能处理无磁信号采集方式保证信号的输出，但流道的防结垢处理的不好，水流变向频繁，容易在水流方向变化的地方产生结垢。l 青岛海威茨对称面图2.4海威茨热量表示意图 信号采集方式改进型无磁信号采集，进一步提高无磁信号抗干扰性能。 流道结构SST技术，完全的直通管路设计，流道入口及流量