專利名稱：測量供暖熱量的熱量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量供暖熱量的熱量計，具體的說是一種采用直射式超聲波流量計、測溫傳感器和二次儀表組成的測量供暖熱量的熱量計。
背景技術(shù)：
用于測量供暖熱量計量的熱量計(又名熱量表)工作原理都是分別測量暖氣水的流量和入水、出水之間的溫度差，再換算出供熱量。如圖1所示，熱量測量工作原理主要采用熱量計，測量在熱交換環(huán)路中，載熱液體吸收或轉(zhuǎn)換熱能的儀器，既能測量供熱系統(tǒng)的供熱量又能測量供冷系統(tǒng)吸熱量。一對溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的上行管和下行管，流量計安裝在流體入口或回流管上，流量計發(fā)出與流量成正比的脈沖信號，一對溫度傳感器給出溫差模擬信號，熱量表采集三路傳感器的信號，利用積算公式算出熱量。Q = qm (hf_hr) = qv (Cpf P f θ f-Cpr P r θ r)Q為釋放的熱量；qv、qffl為瞬時體積流量和瞬時質(zhì)量流量；h為進(jìn)出口焓；Cpf和。 為入口和出口的定壓比熱容；ef、為入口與出口的溫度；P為密度。0、!1、(^和(^可在公知的技術(shù)手冊內(nèi)查到，此處不再贅述。目前用于測量供暖熱量計量的熱量計中，溫度傳感器都是采用PT1000熱電阻，流量計主要有機(jī)械葉輪式和超聲波式。現(xiàn)有的用于測量供暖熱量計量的熱量計中的超聲波流量計，采用的是反射式結(jié)構(gòu) (如附圖2所示)。兩個超聲波換能器分別安裝在測量管道的上游和下游的頂部。先是上游超聲波換能器1’發(fā)出超聲波信號，打到上游反射體3’的反射面上，再反射到下游反射體 4’的反射面上，再反射到下游超聲波換能器2’上被下游超聲波換能器接收，就可以測量出渡越時間T1 ；隨后下游超聲波換能器2’發(fā)出超聲波信號，打到下游反射體4’的反射面上， 再反射到上游反射體3’的反射面上，再反射到上游超聲波換能器1’上被上游超聲波換能器1’接收，就可以測量出渡越時間T2。根據(jù)1\和1~2的差ΔΤ，就可以計算出流速和流量。 這里的計算方法可在公知的技術(shù)手冊內(nèi)查到，此處不再贅述。反射式結(jié)構(gòu)的超聲波流量計對水質(zhì)的要求較高。而暖氣水因為是循環(huán)水，而且每年大約是循環(huán)使用4個月后就停用8個月，因此水中含有大量雜質(zhì)(主要是鐵銹和添加劑)，所以比較臟。當(dāng)雜質(zhì)日積月累粘附在反射體的反射面上時，就會使反射面不再平滑， 造成超聲波的散射和方向偏離，使接收換能器不能接收到發(fā)射換能器發(fā)出的超聲波信號， 從而造成測量失敗。所以，采用反射式結(jié)構(gòu)的超聲波流量計的熱量計其工作狀態(tài)是不穩(wěn)定的。反射體設(shè)置在測量管道中央部位，會對暖氣水的流動產(chǎn)生阻力，不但會影響流場分布而使測量精度下降，而且極大增加了供水泵的負(fù)荷。同時，當(dāng)雜質(zhì)日積月累粘附在換能器的發(fā)射面或接收面上時，會造成超聲波的能量衰減，也使接收換能器不能接收到發(fā)射換能器發(fā)出的超聲波信號，從而造成測量失敗。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種測量供暖熱量的熱量計，熱量計中的采用直射式結(jié)構(gòu)的超聲波流量計，可以解決上述問題。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)測量供暖熱量的熱量計，包括直射式超聲波流量計、測溫傳感器，所述直射式超聲波流量計包括一直段測量管道，在測量管道上按照水流方向安裝相對的兩個超聲波換能器，分別為上游超聲波換能器和下游超聲波換能器，所述上游超聲波換能器和下游超聲波換能器之間的超聲波傳輸方向與測量管道的軸呈一個傾斜的銳角。采用直射式超聲波流量計測量暖氣水流量，從而根據(jù)暖氣水流量和入水、出水的溫度差計算出暖氣的供熱量，并且在測量過程中不需要反射式超聲波流量計中的反射體。 由于測量管道內(nèi)沒有任何對流動產(chǎn)生阻力的阻礙物，同時有效克服了因污物粘附在反射體上而造成的超聲波散射，消除了信號不穩(wěn)而引起的測量失敗。進(jìn)一步的，所述兩個超聲波換能器的表面噴涂有防粘附材料的涂層，所述防粘附材料優(yōu)選氟塑料；所以不會粘附污物，有效克服了因污物粘附在超聲波換能器表面而造成的超聲波能量衰減或散射，消除了信號不穩(wěn)而引起的測量失敗。或者可選擇的，所述兩個超聲波換能器采用軸向安裝或側(cè)向安裝。所述直射式超聲波流量計的超聲波換能器在小口徑時采用側(cè)向裝入方式安裝，解決了在小口徑時受安裝長度限制而無法沿軸向安裝的問題。兩個超聲波換能器分別安裝在測量管道的水平方向直徑剖面上斜向相對放置于所述測量管道的兩側(cè)。先是上游超聲波換能器發(fā)出超聲波信號，直接打到下游超聲波換能器上被下游超聲波換能器接收，就可以測量出渡越時間Tl ；隨后下游超聲波換能器發(fā)出超聲波信號，直接打到上游超聲波換能器上被上游超聲波換能器接收，就可以測量出渡越時間τ2。根據(jù)1\和1~2的差ΔΤ和超聲波傳輸方向與水流方向的夾角Θ，就可以計算出流速和流量。這里的計算方法可在公知的技術(shù)手冊內(nèi)查到，此處不再贅述。直射式超聲波流量計沒有反射體，所以沒有因粘附造成超聲波的散射和方向偏離現(xiàn)象，從而保證了熱量計的穩(wěn)定測量，對暖氣水的流動不會產(chǎn)生阻力，不影響流場分布，保證了測量精度，不增加供水泵的負(fù)荷。同時，當(dāng)雜質(zhì)日積月累粘附在換能器的發(fā)射面或接收面上時，會造成超聲波的能量衰減，也使接收換能器不能接收到發(fā)射換能器發(fā)出的超聲波信號，從而造成測量失敗。本實(shí)用新型中采用的超聲波換能器表面噴涂有氟塑料(英文名稱TEFL0N，譯音特氟龍)或其它防粘附材料的涂層，有效避免了雜質(zhì)粘附在換能器的發(fā)射面或接收面上， 不會造成超聲波的能量衰減，保證了測量正常進(jìn)行。

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是熱量計測量工作原理圖。圖2是現(xiàn)有熱量計中的采用反射式結(jié)構(gòu)的超聲波流量計示意圖。圖3是本實(shí)用新型所述熱量計測量工作原理圖。圖4是本實(shí)用新型所述的熱量計中的采用直射式結(jié)構(gòu)的超聲波流量計示意圖。[0027]圖5是本實(shí)用新型所述的超聲波流量計的徑向安裝方式示意圖。圖6是本實(shí)用新型所述的超聲波流量計的側(cè)向安裝方式示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖3-4所示，測量供暖熱量的熱量計，包括直射式超聲波流量計5、測溫傳感器 2，所述直射式超聲波流量計包括一直段測量管道，在測量管道上按照水流方向安裝相對的兩個超聲波換能器，分別為上游超聲波換能器1和下游超聲波換能器3，所述上游超聲波換能器1和下游超聲波換能器3之間的超聲波傳輸方向與測量管道的軸呈一個傾斜的銳角。采用直射式超聲波流量計測量暖氣水流量，從而根據(jù)暖氣水流量和入水、出水的溫度差計算出暖氣的供熱量，并且在測量過程中不需要反射式超聲波流量計中的反射體。 由于測量管道內(nèi)沒有任何對流動產(chǎn)生阻力的阻礙物，同時有效克服了因污物粘附在反射體上而造成的超聲波散射，消除了信號不穩(wěn)而引起的測量失敗。進(jìn)一步的，所述兩個超聲波換能器的表面噴涂有氟塑料或其它防粘附材料的涂層；所以不會粘附污物，有效克服了因污物粘附在超聲波換能器表面而造成的超聲波能量衰減或散射，消除了信號不穩(wěn)而引起的測量失敗。如圖5-6所示，可選擇的，所述兩個超聲波換能器采用軸向安裝或側(cè)向安裝。所述直射式超聲波流量計的超聲波換能器在小口徑時采用側(cè)向裝入方式安裝，解決了在小口徑時受安裝長度限制而無法沿軸向安裝的問題。兩個超聲波換能器分別安裝在測量管道的水平方向直徑剖面上斜向相對放置于所述測量管道的兩側(cè)。先是上游超聲波換能器發(fā)出超聲波信號，直接打到下游超聲波換能器上被下游超聲波換能器接收，就可以測量出渡越時間T1 ；隨后下游超聲波換能器發(fā)出超聲波信號，直接打到上游超聲波換能器上被上游超聲波換能器接收，就可以測量出渡越時間τ2。根據(jù)1\和1~2的差ΔΤ和超聲波傳輸方向與水流方向的夾角Θ，就可以計算出流速和流量。這里的計算方法可在公知的技術(shù)手冊內(nèi)查到，此處不再贅述。直射式超聲波流量計沒有反射體，所以沒有因粘附造成超聲波的散射和方向偏離現(xiàn)象，從而保證了熱量計的穩(wěn)定測量，對暖氣水的流動不會產(chǎn)生阻力，不影響流場分布，保證了測量精度，不增加供水泵的負(fù)荷。同時，當(dāng)雜質(zhì)日積月累粘附在換能器的發(fā)射面或接收面上時，會造成超聲波的能量衰減，也使接收換能器不能接收到發(fā)射換能器發(fā)出的超聲波信號，從而造成測量失敗。本實(shí)用新型中采用的超聲波換能器表面噴涂有氟塑料(英文名稱TEFL0N，譯音特氟龍)或其它防粘附材料的涂層，有效避免了雜質(zhì)粘附在換能器的發(fā)射面或接收面上， 不會造成超聲波的能量衰減，保證了測量正常進(jìn)行。
權(quán)利要求1.測量供暖熱量的熱量計，其特征在于，包括直射式超聲波流量計、測溫傳感器，所述直射式超聲波流量計包括一直段測量管道，在測量管道上按照水流方向安裝相對的兩個超聲波換能器，分別為上游超聲波換能器和下游超聲波換能器，所述上游超聲波換能器和下游超聲波換能器之間的超聲波傳輸方向與測量管道的軸呈一個傾斜的銳角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量供暖熱量的熱量計，其特征在于，所述兩個超聲波換能器的表面噴涂有防粘附材料的涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量供暖熱量的熱量計，其特征在于，所述兩個超聲波換能器的表面噴涂有氟塑料的涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量供暖熱量的熱量計，其特征在于，所述兩個超聲波換能器采用軸向安裝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量供暖熱量的熱量計，其特征在于，所述兩個超聲波換能器采用側(cè)向安裝。
專利摘要測量供暖熱量的熱量計，包括直射式超聲波流量計、測溫傳感器，所述直射式超聲波流量計包括一直段測量管道，在測量管道上按照水流方向安裝相對的兩個超聲波換能器，分別為上游超聲波換能器和下游超聲波換能器，所述上游超聲波換能器和下游超聲波換能器之間的超聲波傳輸方向與測量管道的軸呈一個傾斜的銳角。直射式超聲波流量計沒有反射體，所以沒有因粘附造成超聲波的散射和方向偏離現(xiàn)象，從而保證了熱量計的穩(wěn)定測量，對暖氣水的流動不會產(chǎn)生阻力，不影響流場分布，保證了測量精度，不增加供水泵的負(fù)荷。
文檔編號G01K17/10GK202024840SQ20112009110
公開日2011年11月2日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者李晶, 陳賢在 申請人:李晶, 陳賢在