大口径热能表检定装置设计方案

２ 循 环 储 液 系 统 为 使 一次 检定 过程 的水 压 保 持恒 定 ， 根 据最 大 流量 ６ ０ ０ ｍ ／ ｈ同 时 完 成 的 原 则 ， 并充 分 考 虑检定 介 质的气 泡析 出 ， 容 器 内的水 保证 在 最 大流 量 下 ３ ｍｉ ｎ 完成一 次充 分循 环 ， 一 次 质 量 法 检 定 储 水 容 器 液 面 波动 ￣ ＜２ ０ ０ ｍｍ， 流 速 ≤Ｏ ． Ｏ １ ５ ｍ／ ｓ与 被 检 流 量 计 的 检 定时 间设 计储 水 箱 容 积 为 ４ ０ ｍ 。热水 箱 为 了保 证 温度 采集 的均匀 合适 性 ， 在 热 水 箱 内均 匀 分 布 多 只 温度传 感器 进行 温 度 采 集 。 同时 在热 水 箱 加 热 时 ， 用 小 泵 自循 环 ， 保 证热 水 箱 的 温场 均 匀 性 。在 储水 箱 内设 计 多 道 挡 板 ， 目的 是 使 回水 道 合 理 ， 避 免 称 重 容 器 回水 带 人 的 气 泡 、 漩 涡 等影 响 ， 以提高装 置稳定 性 ， 便 于 以 后 的 日常 维 护 ， 能 减 小 箱 内 液 体 的 波 动 和 气泡 的产 生 ， 且 对 储 水 容 器 能 够 起 到 加 固作 用 。
系统 设 计 方 案 进 行 阐述 ， 给 出具 体 实施 办 法 及 系统 组 成 。 关 键词 ： 供 水循 环 系统 ； 设 计 方案 ； 系统 组 成 中图分 类号 ： Ｔ Ｐ ２ １ ６ ：Ｔ Ｐ ２ ７ ４ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ７ － － － － ６ ９ ２ １ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ４ ＿ ＿ ０ ０ ８ ８ ＿ ＿ ０ １
１ 供 水 动 力 系统
质量 的冲压工艺 ， 既 保 证 了箱 体 最 大 限 度 的 承 压 需 要， 又 降 低 了材 料 厚 度 ， 满 足 箱 体 实 用 要 求 。 内部 结 构 如 图 １所 示 。

热量表自动检定系统设计摘要：设计了一种可以检定多种口径热量表的多功能自动检定系统。

该系统由热水流量检测系统、温差检测系统、数据检测系统和自动控制系统等部分组成。

在检定中，热水流量检测系统给试验管路供以循环水，温差检测系统模拟实际的入口和出口温度，数据检测系统和自动控制系统在检定过程中采集相关流量，温度等信号，依据相关热力学公式计算出标准热量值，与被检表的热量示值进行比较计算，从而实现对被检表的检定。

实验表明该装置能很好地完成热量表的自动和手动检定。

检定系统达到了设计要求，实现了实时监测，保存检定记录，打印报表等功能，具有自动化程度高、检定管径多、灵活性强等特点。

关键字：热量表自动检定流量温度0 引言按照《中华人民共和国计量法》第十二条和第十五条的规定：“制造、修理计量器具的企业、事业单位，必须对制造修理的计量器具进行检定，保证产品计量性能合格”。

热量表是安装在热交换回路的入口或出口，用以对采暖设施中的热耗进行准确计量及收费控制的智能型仪表。

其工作原理是当水流经热交换系统时，热量表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，计算并显示该系统所释放或吸收的热量。

热量表在出厂之前都必须经过检定，为此设计了一种可以检定多种口径热量表的检定系统。

该系统分为手动和自动两种检定方式，极大地方便了工作人员的使用，在检定结束后通过比较控制系统计算的标准热量值和被检热量表给出的热量值是否在规定误差范围内，从而做出检定结果。

1 系统设计1.1 系统结构检定系统由热水流量检测系统、温差检测系统、数据检测系统和自动控制系统等部分构成。

系统中热水流量标准检测系统主要由主标准器、供回水系统、试验管路系统和流量、温度、压力计量显示仪表等组成。

其中，主标准器可选择不同的结构和类型组合，构成不同形式、不同准确度等级的热水流量检测系统，主要有质量法和标准表法。

本设计中采用了自动和手动两种方式、检定方法包括质量法和时间法（标准表法）两种。

科技专论
热量表检定装置系统的设计及其应用的分析
孙 路系 统构成入手， 重点论述 了 热量表检 更多的使用质量法。 质量法虽然避免了＿ 上述问题 ， 但是用于正常检定 的效率较低， 为此如果可以配备一台好流量计就可以将标准表与质 【 关键词ｌ热量表； 检定装置； 设计； 应用 量法相结合， 从而得到最佳的方案。 质量法的取值是通过称量一段时 间内容器内液体的质量， 从而得出流量。 、 由于 热 能表 关系 到千家 万户以及 贸易计 算 的利益 ， 同时也可以 为 质量法按照数据取值的方式可以分为三种： 第一种是启停质量 环境保护、 能源节约等提供支持， 为此要将热量表作为管理的重点， 法， 即通 过人 工关 闭或者 开启 控制 检定 的结 束语 开始 ， 天 平以 及被检 从而也就需要不断地提升检定工作的准确性与效率 ， 更好的为生产 表均处于静止状态下读数， 为此适用于具有高分辨显示的被检表， 具 管理服务ａ 有结构简单以及造价低廉的优势。 第二种是静态质量法， 即在水的流 １ ． 检定装置系统构成 动中进行称重， 被检表是在流动中读取数据， 而天平在静止状态下读 热量 表 检定 装 置一 般 由５ 大 系统 构成 ： 流量 控制 系 统 、 水 温 控制 数， 具有很高的自动化。 但是配套设备投入多， 投资较大。 而第三种 系统、 数据采集系统 、 软件控制系统以及集中控制系统。 动态质量法由于要求天平的稳定性以及精度很高， 同时检定方法在国 （ １ ） 数据采集系统。 这一系统主要完成对恒温水槽温度的采集 内存 在争议 ， 为此 不建 议使 用。 以 及通 过 数据 通信 口 对 电子称 称量 读 数 的采集 。 ３ ． 计算器检定装置设计 （ ２ ） 流量 控制子系统。 压力变送器检测管道的压力， 可编程控 计算器检定装置主要 由流量标准信号源、 标准电阻箱以及多用 制 器控 制 电磁 阀 的开 关 ， 保 证设 定 流 量 的测 试 水 流 经检 热仪 表 以 及 数字表等构成， 一般应用于分体式热能表计算器的检定。 进 入称 量桶 。 这一装置通过流量标 准信号源以及标 准电阻籍， 按照要求将 （ ３ ） 水温控制系统。 通过温度传感器对水箱温度进行检测 ， 在 模拟的温差及流 量信号输入被检测热能表计算 器， 将输出值与理论 此 基 础 上借 助于 温 度 控制 器调 节 储水 箱 的温 度 ， 从 而 保证 热 能 计 量 值比较后得到被检定计算器的计量准确性。 一般要求满足二等标准 检测系统在符合相关设计标准的环境下运行。 铂电阻或者６ —１ ／ ２ 数字 多用表及配对温度传感器的电阻测量仪在 （ ４ ） 软件控制子系统。 这一系统作为智能化测试系统的核心， 实 １ ０ ０ ０ －１ ５ ０ ０ ￣、 ２ ０ —５ ０ Ｑ的误 差不能 大 干０ ． ０ ２ ￣ ／ ， 。 ‘ 现了将远程监控、 数据采集、 网络管理等部分有机的结合起来， 从而 ４ ． 实验应用结果 代替了人工的记录、 分析等。 此外还可以实现即时查询 、 统计处理以 （ １ ） 流 量检 定装 置 引发 的不 确定 度 及打印等服务， 具有高精度的计算可靠性。 流 量检 定 装 置 引发的 不 确 定度 不仅 是 不确 定 度 的主 要部 分 ， 同 见表 １ 。 （ ５ ） 集中控制子系统。 集中控制子系统也可以称作控制中心， 由 时也 是分 析重 点。 表１流量检定装置的不确定度分析结果表 网络管理器、 人机界面、 系统主机以及辅助设备等构成。 骺 嫡滤 撇 敞窟 髓 确 赠艘 的阑 嚣 ｌ 确 定腕 ２ ． 检定装置系统设计 （ １ ） 温度传感器检定装置设计 被 检 艘 船 显 举 丹 辨 牢 这一装置主要 由电测设备、 二等标准铂热电阻以及标准浴槽等 标 准 擞的 箍 砑 鼍 分 辩 率 作为标准。 相应的检测方法可以分为两类： 首先是铂热电阻常数比较 枯 跳 稳 建 性 法， 这种方法通过将被配对的温度传感器置于统一标准浴槽中， 然后 热 水 裱蹴 的 糌 异 在三个不同温度下得到每一只传感器的三个常数， 按照相应的比较公 臀 ｊ 蝗辑 槐 潞 腱 变 化 ＿ ０ ０ ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ Ｏ 式计算得到二只配对温度传感器的温差， 从而也就确定了被检温度 嫩 平 豹： Ｔ ｑ ￣ ＇ ｌ ｔ 定度 ∞ ∞ ∞ ％ ％ 旧 ％ ∞ ％ 鲋 传 感器 的误 差 。 这 种 方法 一 般 适用 于生 产厂 家 或者 是试 验 厂 家对 热 ％ ％ ％ ％ ％ ％ 滞 力 及 街度 对天 平 １ 辫 ｍ １ 电阻进行配对， 具有极高的可靠性 ・ 其次是数值比较法， 这一方法通 抵 向器 的 群晌 过将两只配对温度传感器放置于两个不同温度的标准浴槽内， 浸没的 称 霹 群 中 水 凛 教 深 度一般 为３ ０ ０ ａｍ， ｒ 保持１ ５ ａｉ ｒ ｎ ， 然后 对 比被 检配 对温 度传 感 器与两 扩 ． 醚 确 耀 废 只标 准 温 度 传感 器的 温 度误 差 ， 从 而得 到 被 检 配对 温 度传 感 器的 计 （ ２ ） 温 度传感 器检 定装 置的 不 确定 度。 见表 ２ 。 量准确 度 ， 这—方法主 要适用 于正常检 定 。 表２温度传感器检定装置的不确定度分析结果 （ ２ ） 流 量检 定装 置设 计 影 响 濑 确 定 发 （ ｍ． ‘ ： ） 热水流量装置的考核指标如下： 适用口径， 在联接管道上要可以 方便的安装ＤＮ１ ５ － ＤＮ ２ ５ 并且符合相应标准的热能表流量传感器； 标 谁 能 电黼温 艘 计 ３． ５ 满 足上 述 口径 的流 量能 力， 一般 Ｄ Ｎ１ ５ 的与Ｄ Ｎ ２ ５ 的最 小及 最大流 量 一 Ｏ， ５ 杯 准 潞 横温 ． Ｉ 螽不 均 匀 性 般 分 别为 ０ ． ０ ３ ｍ３ ／ ｈ 与７ ． Ｏ ｍ３ ／ ｈ ， 而 一 般检 定 流 量通 常取 最大 流 量 的 ｌ ５ 电 测 设ｕ 衢谡 端 般， 为此 整套 的流 量范 围确定 在０ ． ０ ３ ｍ ／ ｈ ＿ ＿ ３ ． ５ ｍ ／ ｈ， 流 量 的稳 定 臼热 烛 虑 Ｏ． 善 性 要求 任 何流 量 点的 要小 于２ ． ５ ％ｔ 水 温波 动 性 要求 检定 过 程 中的 温 扩 艉 不确 定度 Ｉ ． ７ 度 下降 不能 大于２ Ｋ， 如果 出现要 及时 记录 以便于后 续 的修正使 用 ； 高 水 温试 验 ， 热 水 装 置在９ ０ ＋ ５ ℃条件下 工作 时不 能 出现换 向器控 制部 （ ３ ） 计算器检定装置的不确定度。 件 失灵或 者是 管道 变形 等影 响测 量 的现象 。 般影 响计算器检定装置的不确定度的因素为： 电测设备误差 热量 表流 量传 感 器中的 热水 流 量检 定装 置一 般 采用 累积 流 量 来 （ Ｏ ． ０ ５ ％） ， 测量信号发生器 （ Ｏ ． ０ ０ ％） ， 热量系数查表误差 （ Ｏ ． ０ ６ ％ ） ， 计算， 各 具 不 同的标 准 器种 类可 以 分 为质 量 法 、 容 积 法 以 及标 准表 接 触 电阻及导 线 电阻 （ Ｏ ． ０ ０ ％ ） ， 扩展 不确 定度 （ ０ ． １ ５ ％ ） 。 法。 由于 热 水的 温度 变化 对 于容积 影 响较 大 ， 为此一 般不 建议 使用容 通过实验数据的分析可见， 检定装置的重复性、 精度以及稳定性 积法， 而具体使用哪一种计量标准要根据装置的用途来决定。 同时考 都 符合标 准要求 ， 为此 可以作为合 格的 热 量检定 装 置。 Ｊ 虑到检定标准表的标准装置与所建立的标准表装置的流动条件存在 差异， 为此单独使用标准表作为标准器来定型检定可靠性较差， 为此 （ ＞ 下转第２ ７ ０ 页）

热量表检定装置的工作原理及设计
 今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种热量表检定装置。

该专利由济南联力自动化控制技术有限公司申请，并于2017年3月29日获得授权公告。

 内容说明
 本实用新型涉及热量表检定领域，尤其涉及一种热量表检定装置。

 发明背景
 现有的热量表检定装置中一般是一个恒温水箱为整个检定系统提供循环水，在热量表检定过程中存在以下问题：首先，按照目前的检定方法，每次需要改变恒温水箱中的温度时每次都需要重新加热，热量表检定效率较低，其次，现有的热量表检定过程中普遍存在循环水中有气泡的现象，容易影响热量表检定精确度。

因此有必要提供一种热量表检定效率高，检定精确度高的热量表检定装置。

 发明内容。

2012年10月内蒙古科技与经济Octo ber 2012　第19期总第269期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy N o .19T o tal N o .269大口径热量表检定装置配套设备设计方案李红艳,杨焕诚(内蒙古自治区计量测试研究院,内蒙古呼和浩特　010000) 摘　要:按各个组成部分,介绍了大口径热量表检定装置配套设备设计方案。

关键词:热量表检定装置;配套设备;设计 中图分类号:T H81 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)19—0110—02 大口径热量表检定装置配套设备主要包括换向器、气动夹表器、检定管线及工作台、密封性试验装置、变频调速系统、温度传感器检定装置、计算器检定标准装置等部分组成。

其作用是为热量表检定装置准确的量值传递提供必要的辅助功能。

1　换向器该装置除静态读数外还可采用动态读数法测量,以提高对有脉冲信号输出的热量表或热水表检定的自动化程度。

需通过换向器实现流量的测量。

换向器设计原则是工作时不能溅水、漏水、蒸汽溢出和影响流量稳定性,并且换向时间应足够短。

设计时应选用合适的气缸和喷嘴,尽量减小气缸的行程,气缸的气压应稳定。

因考虑到热水的蒸发,换向器必须是封闭的。

设计中采用的是闭式换向器,其特点是结构紧凑、换向噪音小、动作快速、密封性好、热量散失小。

另外,通过对气体压力进行定值控制,保证了换向时间的一致性。

换向时差对流量的影响满足装置合成不确定度的要求。

换向器作为合成装置不确定度的一个重要组成元素,其精度的提高对整个装置精度提高是至关重要的。

2　气动夹表器夹表器选用气动方式,通过在缸体外挂气缸,拖动活塞运动,夹紧被检流量计,夹紧力度可调节。

材质:接液部分采用不锈钢(304),其余部分采用碳钢并经防腐防锈工艺处理。

检定管线及工作台撬装式检表工作台,工作台外形尺寸:8m ×1.6m ×1.3m (长×宽×高),易于加工、运输、安装。

（） ４ 装置 的工作温 度 ：０Ｃ ５ ￣ １￣ ￣ ５Ｃ
（ ）检定装 备提供 电源 ： ２ ２Ｖ、Ｖ、 ５ ＤＣ１Ｖ、４ ５
ＡＣ ３ ０Ｖ ８
（） ６ 装置 的控 制 方式 ： 在检 定 过 程 中 ， 装
●后 直管段 组 ： 前直管段 组 。 同
置 的控 制方 式 为 自动检 定手 动干 预 ，除被 检 流 量计 需人 工装 夹 ，其 余的检 定 工作 均可 用
Ｄ ５～ＤＮ３ ０热 能表 包 括户 用 的 小 口 Ｎ６ ０ 径热 能 表 到 中等 口径 的 “ 楼前 ” ， 表 以及 换热
水 容器 。 采用 天然 气锅 炉加 热和 电加 热 并行
加 热方 式 ，天 然锅 炉将 水温 升到 接近 设 定温 度时 由 电棒 加热 ， 行恒 温调整 控制 。 进
号 、ｍＡ ２ ｍＡ、 ￣ ４ ＤＣ。 ４ ￣０ ５２Ｖ
为 １ｍ 。 稳压罐 的压 力通 过压力变送器与水泵 ５
的变频器联接 ， 人工设定压 力 ， 自动恒压 。 ●标准表组四个 ＤＮ１０的西 ｆ子标准表 。 ０ － １
●流量 调节 阀 ：四 个 Ｄ ０ 的瑞 士博 力 Ｎ１０
２ 技 术 方 案 、
大 口径 热 能 表标 准装 置是 用 于 ＤＮ６ ５以 上 口径 热能 表的 检定 、 型式 评价 、 究试 验 的 研 热 能 表 标 准装 置 。适 用 于 为 ＤＮ６ ５～ＤＮ３ ０ ０ 热能 表 的检 定 。
李 大 温度 世 算器组成 。 口径指 流量传感 器的大 口径 ， 星 传感器和计算器 ， 基本上没有太大差别 。 热能表
或 １个 １０ ０Ｌ的加 热水 箱独立加 热提供 热水 。 ●衡 器 ：衡 器 的 有 效 称 重 范 围为 ５， ｃ约

是 热能 表推广使 用的基 础 ，直 接关 系 到供热 计量 改革 工作 的顺
利进 行 。
和 计算 器检 定装 置三个 部分 ；② 分 量组 合法 热 能表检 定装 置 ， 由热水 流量标 准 装置 、 对温 度 配 传感器 检定 装置 ／ 算器检 定装 置组合而 成 。 计
１ 我 国热 能 表 检 定 装 置发１％ ｋ ２， 标 准 表法 ：０ ８ （ ２ ％ ｋ ） ５ ＝
中 国 计 量 科 学 研 究
院
质量 法 热 量 测 量 不 确 定
度 ： （ ） ． ％，＝ ： ｕ ∞ ＝０ ４ ｋ ２ ４ Ｈ ｌ 热 Ｂａ ｂ 能表 检定 Ｅ ｌ－ Ｎ ０ ００Ｓ４ Ｎ 【 ５ Ｄ ５ ｌ、 ２ 装置 河 北 省 计 定度 ： （ｒ ％ｋ ： Ｕ ｑ） ４ ＝０ ７ 质 量法 漉 量 测 量 不 确 定 量 监 督 检 度 测院 ： （ ） Ｏ ｋ ２ ｕ ＝Ｏｌ ％， ＝ ； 标准 表 法 流 量 测 量 不 确 标准 表 法 热 量 测 量 不确
常 温－ ５ － ＇ ８
质量 法 ：０％ （ 、 ２ ｋ ： 标准 表法 ｝Ｏ ％ （＝ ） ｋ２ ３
济 南 海 瑞 电 子 科 技
⑨ 高 水温 试验 ： 热水 流量 装置 应能在 （０± ９ ５ ｏ 下正 常工作 ， ） Ｃ 不会 发生换 向器等控 制部件失
灵及管道变形等对 测量造成影响的事件发生 。
家强制检定 目录 ， 并要 求进行 安装前 的首次 检定 。 为了适应 热能 表使用 的需要 ， 国家及 省 、 市级法 定计量 检定机 构将 大 量使 用热 能表检测 装置 ， 主要用 于热能 表安装 前首次 强制 检定 、 产品 型式
２ 热 能 表 综 合检 测 装 置 的 组 成 、

作 为 热量 表 计 量 检定 标 准 器 ， 质 量 法 与 标 准 表
法须 有效 结合 且 覆 盖所 有 检 定 流 量 点 ， 具 体 方 案 如 表 ３所 示 。 表 ３ 热量表检定流量点 的电子秤及 电磁 流量计使用技术方案
为 了扩 大 标 准 表 的覆 盖 范 围 ， 可 采用 并 联 标 准 表 的方式 ， 并通 过 分 段标 定 系数 的方 法 来 扩 展 标 准
表在线 检 定 的需 求 ， 选 用 的 电子 秤 ： １ ５ ０ ｋ ｇ 、 １ ２ ０ ０ ｋ ｇ 、 ６ Ｏ ０ ０ ｋ ｇ 、 ２ ０ Ｏ ０ ０ ｋ ｇ各 １台 。 使 用 时 可 单 体 或 组 合 使 用 ， 具 体 技 术 要 求 见 表 ２。
表 ２ 热水装 置称重标准器 （ 电子 秤 ） 技 术 要 求 序号 规格 去皮后范围 检定精度显示精度 适于流量范围 检 定时间
依据 Ｊ Ｊ Ｇ２ ２ ５—２ ０ １ １ 《 热 量 表 》检 定 规 程 ， 热 量 表 检 常 准 别 定 要 定装 有容 表法 采用 功能 求较 置 中 的 热 水 流 量 标 准 装 置 按 标 准 器 的 种 类 通 积法 、 质 量 法 和 标 准 表 法 ３种 。 本 文 讲 述 标 ＋质 量 法 设 计 方 案 。 标 准 表 和 质 量 标 准 器 分 标 准 电磁 流 量 计 和 电 子 秤 ， 二 者 结 合 实 现 预 。其 中 ， 电子 秤 主要 用 于 定 型 鉴定 和 准 确度 高 的场合 ， 且 作 为 标 准 电磁 流 量计 的 量值 溯
２ ０ １ ３年 ３月 第 ５期 总第 ２ ７ ９期
内 蒙 古 科 技 与 经 济
Ｉ ｎ ｎｅ ｒ Ｍｏ ｎ ｇ ｏ ｌ ｉ ａ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ＆ Ｅｃ ｏ ｎ ｏ ｍｙ

2012年9月内蒙古科技与经济September2012　第18期总第268期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.18T o tal N o.268大口径热量表检定装置供水系统设计原理胡　煊,杨焕诚(内蒙古自治区计量测试研究院,内蒙古呼和浩特　010000) 摘　要:文章从大口径热量表检定装置供水系统的主要组成部分,即:热水泵、储水容器、稳压罐、排气系统、流量调节系统等方面,介绍了大口径热量表检定装置供水系统的设计原理。

关键词:热量表检定装置;供水系统;设计;水泵;检测自动化 中图分类号:T K31 文献标识码:B 文章编号:1006—7981(2012)18—0077—01 大口径热量表检定装置供水系统主要由热供水泵、储水容器、稳压罐、排气系统、流量调节系统等部分组成。

其作用是为热量表检定装置提供稳定的符合相关技术要求的标准流量。

工作原理:水泵以给定流量运行,经过稳压和排气,在流量调节系统的调解下,供给热量表及检定装置需要的流量。

1　水泵通过对泵出口至换向器出口之间整个系统的沿程损失和局部损失进行计算,在 = 4.5m/s时(此流速能满足DN200及以下流量计的上限流速)。

通过对泵出口至换向器出口之间整个系统的沿程阻力和局部阻力进行计算:h w= i l id iV2i2g+ iV2i2g试验系统的管路选用轧制不锈钢无缝管,其绝对粗糙度 =0.1,再计算出各管段最大流量下相应的雷诺数R eD,判断流动是否在阻力平方区,若在该区则用下式计算:=[2lg d2+ 1.74]-2表1　沿程阻力系数序号公称直径Q vma x(m3/h)165500.0234280800.0207431001200.0187841252000.0166951503000.0152762005000.01372表2　局部阻力系数序号局部阻力系数数值1由无限大处进入管线0.5290°弯头DN>50mm取0.480.53全开阀门0.14汇流管 1.55突然扩大16喷嘴17稳压罐 2.58调节阀 1.59引水管进口、按断面突然缩小0.510止回阀 6.5 设计装置最大管线DN200,最大流速按4.5m/s;弯头10只, 2=10×0.5=5;全开阀门5只, 3=5×0.1=0.5;突然扩大2个, 5=2×1=2;喷嘴一个, 6=1×1=1;调节阀3只, 8=3×1.5= 4.5;突缩管2个, 9=2×0.2=0.4;估算装置DN300管路的有效水头Hx=40m,为安全起见,选择泵的扬程为H=50m。

温度信 号经 过计 算 处理 后 ， 示 出载 热液 体在 热交 换 系 显 统 释放 的热 量 值 。
种 ， 两种 方 法 相 对 来 讲 加 温 速 度 快 ， 方 便 性 较 差 。 这 但
权衡利 弊 ， 以采 用 电加 热 方 式 为佳 。水 源加 热 系统 由
一
对 主加 热 器 和一 对 辅 助 加 热 器 组 成 ， 水 温 度按 设 热
ＣＩ ＭＩ ￣ＡＴ
＝
等 数 据 的采 集 和 处 理 ， 现 密 度 计 算 、 实 比焓 差 计 算 、 热
量 积 分 、 量 的误 差 计 算 ， 度 、 量 、 力 的 调 整 及 热 温 流 压 控 制 ， 外 ， 能 表 检 定 中 的 各 种 数 据 可 备 份 查 询 及 此 热 打印。
口 郑素 杰
毛海 云
一
、
热水 流量 标准 装置
二、 电加 热热 水循 环 及保 温 系统
１电加 热 器 的 选 择 ．
１热 能 表 的 工 作 原 理 及 结 构 ．
热 能 表计 量 的 热量 值 由通 过热 能 表 的累 积 体 积 流
量 值 和 安装 在 热交 换 系统 的入 口和 出 口位 置 的 温差 经 过 计算 得 到 。 中 ， 其 累积 体积 流量 值 由流量 传 感 器给 出 ，

容 器材 料 的 比热 ，－ ｋ／ Ｉ
容 器 的
（ｇ ｑ ； 。 ｋ ・Ｃ） —— 被 加 热 介 质 的质 量 ，ｇ 一 ｋ；
质 量 ，ｇ △ ｋ；卜
设 定 温 度 与初 始温 度 的 差值 ， ￡ — ℃； —
为０ ９ ℃、 温 ～ ５ 当 流量 温 度 系 统 稳定 后 ． ℃～ ５ 室 ９ ℃。 开始 检 定 。计 算机 将 输 入 的 流量 和 温度 信 号 计 算 处 理 后 ．

专利名称：一种用于大口径热能表计量检测的夹紧装置专利类型：实用新型专利
发明人：李馨燕,王细东,蒋佳程
申请号：CN201820845528.2
申请日：20180601
公开号：CN208223686U
公开日：
20181211
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种用于大口径热能表计量检测的夹紧装置，包括检测直管和大口径热能表，所述检测直管位于大口径热能表的两端，所述大口径热能表两端设有安装盘，且检测直管的一端设有与大口径热能表的安装盘相匹配的连接法兰，所述检测直管位于连接法兰一侧套接有紧固环，所述紧固环竖向设有齿轮通孔。

本实用新型通过将齿轮杆啮合在紧固环的齿轮通孔内，并在开口环槽内活动连接转动环，且转动环与齿轮杆啮合，通过转动转动环，利用转动环带动与之啮合的多组齿轮杆转动，从而将带动齿轮杆底端连接的紧固栓同时螺纹旋入连接孔内，该种方式同时安装连接，大大减短了安装和拆卸的时间，提高工作效率，且降低了劳动强度。

申请人：嘉兴力基计量技术有限公司
地址：314000 浙江省嘉兴市嘉善县罗星街道晋阳东路566-8号
国籍：CN
代理机构：嘉兴启帆专利代理事务所(普通合伙)
代理人：李伊飏
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大口径超声波热能表
摘要：
一、大口径超声波热量表的原理与特点
二、大口径超声波热量表的测量方式
三、大口径超声波热量表的优势与应用
四、大口径超声波智能热量表的设计
正文：
大口径超声波热量表是一种利用超声波流量换能器和温度传感器测量供水流量及供、回水温度差，从而计量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热量的仪表。

其工作原理是利用超声波测量技术，从根本上解决因管道水压不稳、水锤、抖动引起的脉冲累计现象，更无需担心强磁的攻击，具有稳定可靠的特点。

大口径超声波热量表采用超声波换能器测量，管段为直通一体结构，测量机构无运动部件，从而不存在磨损，计量精度不受使用周期影响。

此外，测量机构无运动部件，从而大大降低了压损，使用寿命长，特别适用于大口径管道的热量计量。

与传统热量表相比，大口径超声波热量表具有诸多优势。

例如，其测量精度高、可靠性好，适用于各种复杂的工况环境。

而且，它具有低成本、流量精确计量、温度检测、meter-bus 通讯、低功耗设计等特点，能够满足用户的各种需求。

近年来，随着国内对智能热量表技术的迫切需求，许多研究者开始对大口径超声波智能热量表进行研究。

他们在分析超声波流量检测技术及工作原理的
基础上，从低成本、流量精确计量、温度检测、meter-bus 通讯、低功耗设计方面进行研究改进，并通过方案比较和论证，研制了一款大口径的超声波式的智能热量表。

这款智能热量表不仅具有传统超声波热量表的所有优点，而且还具备远程传输、自动控制等功能，为实现节能减排提供了有力支持。

总之，大口径超声波热量表具有测量精度高、可靠性好、成本低、易于安装等优点，广泛应用于热力管网、工业生产等领域。

大口径热能表检定装置DN(50~200)设计方案一、技术依据大口径热能表检定装置DN(50~200)拟采取静态质量法和标准表法,装置设计必须符合以下技术规范的要求:1)､JJG225-2000《热量表》2)､JJG 686-2006《热水表》3)､CJ128-2007《热量表》4)､JJG643-2003 《标准表法流量标准装置》计量检定规程5)､JJG164-2000 《液体流量标准装置》计量检定规程6)､JJG×××-2008《热能表检定装置》当上述规程更新时,自动引用其最新版本,并协调一致｡二、技术指标热量表检定装置由热水流量标准装置､配对温度传感器和计算器检定装置组成｡按国家计量检定规程要求,装置可按定型鉴定的要求对三个部分分别进行试验,也可在正常检定时对整表进行组合或总量检定｡该系统要满足以下的技术指标:2.1 计量等级热水流量检定装置: A级流量测量的扩展不确定度:U≤0.1%,k=2 ;计算器检定装置: A级热量计算的扩展不确定度:U≤0.15% ,k=2;配对温度传感器检定装置: A级温度测量的扩展不确定度:U≤0.025℃ ,k=2;2.2 流量范围热水流量装置的流量范围:(0.4~600)m3/h｡2.3 流量指示仪要求流量指示应清晰,易于观察,瞬时流量指示的示值误差应不大于1.0% ｡2.4 系统压力要求系统水流压力:0.1MPa~0.6MPa,压力可进行调节;压力损失试验:(0~100)kPa ｡2.5 系统通用技术要求2.5.1外观(1)装置外观整洁､表面有良好的保护层,所有文字､符号､标识应清晰｡(2)装置应有铭牌,铭牌应注明厂名､规格型号､装置参数工作范围､出厂编号､生产日期｡2.5.2材料(1)热量表检定装置的重要部件应具有适当强度和耐久性,所有的管道､稳压罐､弯头､法兰､盲板等各种浸液部分的部件均要求采用不锈钢材料, 阀门(气动球阀､手动球阀､电动调节阀等)各组件材质要求为不锈钢或铜质｡(2)与热水接触部件的材料应耐腐蚀､耐高温､不锈蚀,否则,应进行表面处理以满足要求｡2.5.3介质条件介质应为单相的清洁水,其流动应是稳定流｡2.5.4管路与流动条件(1)管路中阀门､弯头等阻力件应尽量少｡(2)流量调节阀和标准表应安装在试验管路的下游,其性能应稳定､可靠｡(3)被检表与进入称量容器之间的中间管路应尽量短,其体积不得大于最小检定用水量｡检定开始与结束过程中若水温发生变化应能进行自动修正｡(4)为了防止管路由于温度的变化产生位移变化,在水泵的入口和出口端安装不锈钢膨胀节,缓解管道应力｡(5)所有管道均采用不锈钢(304)制作｡(6)在试验管段的入端安装过滤器,用来防止较大颗粒的杂质进入被检热能表｡过滤器的过滤网选择40目｡(7)水泵入口也有必要安装过滤网｡2.5.5对于质量法热水流量标准装置,在换向器上游或注入称重容器的进水管上游,应有足够的背压｡对于标准表法热水流量标准装置,在标准表和被检热量表的下游,应有足够的背压｡2.5.6水应充满管道,在实验段应无可见的气泡｡注:为确定实验段是否有气泡,可在实验段下游适当位置安装视窗｡2.5.7 热水流量标准装置的密封性热水流量标准装置在最大工作压力下持续运行10min,装置各个部件的连接处不应有渗漏现象｡2.5.8 热水流量标准装置耐压试验装置的耐压强度热水流量标准装置耐压试验装置的试验管路系统应能承受一定压力,装置各个部件的连接处不应有渗漏现象｡耐压试验装置的公称压力应至少是被检热量表最大耐压的1.5倍,一般为2.4MPa｡2.5.9 被检表处的温度测量要求及平均温度的计算被检热量表的上游和下游均应安装具有足够准确度的测温传感器,为使所测温度尽可能与被检热量表的温度接近,测温点应尽可能安装在靠近被检热量表的地方,同时,上游温度与下游温度的算术平均值计算得到,如果串联了多块被检热量表,或者被检热量表的上游管道至测温处与下游管道至测温处不对称,应采用加权平均的方法｡加权平均方案可以采用理论分析,也可通过实验确定｡2.5.10标准表处的温度测量要求及平均温度的计算标准表的上游和下游均应安装具有足够准确度的测温传感器,为使所测温度尽可能与标准表的温度接近,测温点应尽可能安装在靠近标准表的地方,同时,在测温传感器与标准表之间应有良好的保温措施｡标准表处的温度,可用标准表上游温度与下游温度的算术平均计算得到,如果标准表的上游管道至测温处与下游管道至测温处不对称,应采用加权平均的方法｡加权平均方案可以采用理论分析,也可通过实验确定｡2.5.11保温措施要求缓冲容器､加热水箱､称量容器等所有与热水接触部件和组件的外表面,循环管路和管道中的设备均应采取绝缘层保温外加1mm不锈钢包饰,其中在大于DN100前直管段距离被检表法兰处20cm处留有1.0m长的可拆卸保温层,在小于等于DN100前直管段距离被检表法兰处20cm处留有0.5m长的可拆卸保温层,以方便检定便携夹装式超声流量计｡保温措施应保证在任何一段检测过程中,温度变化不得超过2℃｡2.5.12恒温水槽的技术要求恒温水槽的技术要求应符合表1的要求｡表1恒温水槽的技术要求2.5.13加热及控温部件的技术要求控温部件的温度传感器及温度显示仪表的合计示值误差在15℃~95℃内不得大于±1.0℃｡2.5.14差压变送器的技术要求要求0.5级,测量范围(0~150)kPa｡2.5.15耐压试验系统的技术要求耐压试验系统要求操作灵活;配套压力表 2.5级,测量范围(0~2.5)MPa｡试验台适用口径DN(15~200)｡该系统的技术要求同时也应满足产品质检中关于强度与密封性项目的技术要求2.5.16抗干扰系统的技术要求系统可靠性设计包括系统的供电设计,系统的接地设计､控制装置的安装和布线要严格遵守安全､可靠､合理的原则｡为提高系统的可靠性,现场终端､控制器､直流稳压电源等各部分相对独立,便于维护｡信号线､电源线等布线要符合相关电气要求,变频器要求采用隔离变压器供电,以减小电源“噪声”,同时系统良好接地｡2.5.17管路温度测量部件对于实验管路两端的温度测量部件,其准确度(连同显示仪表)在整个测量范围内从15℃~95℃内测量的示值误差不得大于±0.5℃｡2.6 管线分布要求2.6.1检定口径:DN50､DN 65､DN 80､DN 100､DN 125､DN 150､DN 200､DN 250､DN 300等9种规格｡对于DN80/65/50三种规格试验管路(也可以包括DN125)应可支持单台检定或多台串联检定两种方式｡2.6.2检定台位:六个检定台位DN80/65/50､DN100､DN150/125､DN200､DN250､DN 300｡其中:DN80(65､50 )为内嵌套式(或者变径更换管道);DN150(125)为内嵌套式｡管线布置采用平铺方式｡三､主要设备组成及要求3.1 加热及控温设备加热设备与储水量的大小有关｡暂定设计水箱为3个可以分别独立使用可加热水箱(容积为15m3)(若采用其它技术能保障流量的稳定性的前提下,可以减小加热水箱容积),总容积45m3｡加热水箱设计为方形水箱或者圆形水箱,内部加装搅拌或循环系统系统,温场波动小于1℃,防止温场分层｡水箱设计采用闭式水箱(液面加浮顶盖)｡水箱内胆采用304不锈钢,厚度不低于5.0mm｡内外胆间保温材料为聚氨酯整体发泡,厚度不低于50mm,外层加1mm不锈钢包饰｡每个水箱内部又分两个部分,有隔离挡板把回水和抽水水源分开,目的是防止同一个水箱出现气泡,而影响检定结果｡水箱安装水位指示装置｡加热拟采取以下两种预设方案:(1)天然气锅炉和电加热方式:从室温30℃加热到90℃约需要1200kWh电能,按12小时加热时间,加热功率为100kW,使用电能加热可能本单位的电网需要增容｡(2)太阳能和天然气锅炉加热并行加热方式:太阳能取热将水温升到接近设定温度时由天然气锅炉加热,进行恒温调整控制｡热损功率在无外界能量补充的情况下,水温分别降低应不超过5℃｡在太阳能很好时,50℃恒温水箱几乎可以不使用辅助加热,对于85℃恒温水箱,太阳能仅满足38%的热量需求,所以仍需天然气锅炉加热时间为2小时｡3.2 水泵水泵需要3组热水泵,出口流量波动应小于5%,分别配置3个变频器进行调节控制,水泵的技术要求应符合表2的要求｡应配置流量控制系统｡表2 水泵的技术要求3.3 稳压容器装置设计的稳压方式稳压罐+变频器,稳压罐暂且定为8 m3｡稳压罐的压力通过压力变送器与水泵的变频器联接,人工设定压力,自动恒压｡稳压罐容积的设计满足最大流量下的稳压要求｡稳压容器的压力波动量小于0.5%｡稳压容器设隔板和三层带孔网格,其应充分消除系统的流量和压力波动,稳压罐输出液流的压力波动(液流脉动)稳定在0.5%以内｡装置管线直径DN300;最大流量值q=600m3/h｡稳压罐的设计应符合压力容器相应的技术规范要求,应具有有资vmax质的特种设备检验机构的检验证书,材料采用304不锈钢｡稳压罐应有保温措施,保温材料为聚氨酯整体发泡,厚度不低于50mm,外层加1mm不锈钢包饰｡稳压系统应安装过压保护,自动回水,回水道足够大｡水泵出口安装止回阀｡稳压容器安装卸压阀｡“变频器”应设计为可以方便进行压力设定,手动频率调整｡水泵电机处应有良好的通风､干燥｡3.4 标准器表组标准表(电磁流量计)技术要求应符合表3的要求｡表3 标准表(电磁流量计)技术要求3.5 检定台位按技术要求中检定台位的分布,合理布局满足实验室场地的尺寸要求;被检表处尺寸应能满足所列流量计检定规程涉及的流量计的尺寸要求;被检表下方工作台能稳固的支撑被检表,并使之保持轴向位置,工作台上设升降平台,以保证夹表平稳､方便可靠;每台位配一个夹表器(共6个);DN80/65/50 ､DN150/125､DN300三条管线,夹表器按大口径选用｡3.6 检定管线被检表前后直管段满足前20D和后10D的长度要求保证管道中水流的扰动影响测量结果,有必要时加装整流器;管道内径应满足国标要求,内壁光滑,无毛刺､划痕等;检定管线前后同轴性好(对试验管段进行同轴度要求,包括法兰孔等),有方便夹表对中的设计;管道提供预进水(预先缓慢充水至满管并且实现管线排气)､泄压回水等装置｡检定管线和台位能稳固的放置,并可调｡3.7 夹表器夹表器为外置液压型(介质用油)夹表(或者为气动)设计,液压源来自我院大口径液体流量装置｡夹表器伸缩长度应能满足不同长度的流量传感器表的要求,如果不能,则需配置适当长度的接管,以满足不同长度的流量传感器的装夹要求｡建议使用手动夹表器,并且具有安全保护功能的硬件互锁系统｡3.8 装置的设计与维护装置设计上有便于进行如下工作的设计:维护换向器;校准标准秤(应可以方便地升起称量容器);标准表维护;稳压罐维护;阀门维护｡其中换向器､稳压罐有爬梯和工作平台｡操作空间合理,人员进出方便｡3.9 回水管路回水管路要求尽量封闭(不能为敞口设计),减少热水与空气的接触面积从而避免大量蒸发和降温｡3.10 泵基础建设泵与电机要安装于地下室,泵基应有隔振措施,设计安全合理｡在泵房合适位置安装起吊装置,便于泵体维护｡3.11 换向器换向器采用闭式,有隔音降噪和保温措施,有爬梯和工作平台｡操作空间合理,人员进出方便,便于换向器维护｡换向器的误差控制在±0.03%以内,同时换向器要求具有满足JJG164-2000 《液体流量标准装置》计量检定规程中换向器检定要求的硬件和软件支持｡3.12 电子秤组(3台)电子秤的最大称量为12t,称量容器约10m3,按60s计算,可以测量最大为600m3/h的瞬时流量,电子秤技术要求应符合表4的要求｡表4 电子秤技术要求3.13 称量容器为了减少检定过程中的热量散失称重容器应计为闭式,在检定过程中减少其散热面积｡同时在检定过程中为了有效的避免热水在测量过程中的蒸汽化对测量准确度的影响,称量容器应设计为防止热水蒸发称量容器｡3.14 质检用的配套设备①耐久性试验台:满足规程流量传感器加速磨损用,口径DN(15~50)｡其中部分组件要求: 2台电磁流量计,1套加热器,2套以上水泵系统(可以实现轮流切换功能),循环管道等配套设备｡②耐压试验台:打压台1个､50W/DN20热水水泵1台,2MPa/1.6级压力表1只｡热水由1个100L的加热水箱独立加热提供热水｡试验台适用口径DN(15~200)｡四､控制系统4.1控制系统设计的总体要求系统软硬件接口设计:要求接口清晰､易扩展､简单､完整､安全､稳定､准确､可靠｡系统总体框架的设计:要求检定数据项具有角色认证,数据结构安全,唯一｡系统安全的设计:满足数据项安全要求和角色认证要求,定期进行系统数据库的备份｡4.2控制系统设计的一些具体要求装置的控制方式:自动+手动｡除人工夹表外,其余的工作均由操作人员在微机上操作完成｡控制内容:水泵开启､加热监控､管道水温采集,阀门调节,检定流程控制,压力流量自动调节及一些意外紧急情况的监控和处理｡主控制由一台工控机(上位机)+控制器(下位机)组完成｡当自动控制部分发生故障时应支持手动紧急安全处理｡1.数据采集控制系统检定装置要提供DC(12V､15V､24V)和AC 220V 电源供被检流量计使用,电源设计要求使用方便､安全｡温度采集系统应具模块化､方便拆卸,便于进行量值溯源｡2.微机自动检定系统检定系统必须配备热能表配对温度传感器､计算器､流量传感器的计算软件｡温度传感器软件应有单只和配对计算｡计算器软件应有相对于热能表显示为kWh ､MJ,安装于进水管､出水管,以及计算器､计算器与配对温度传感器组合示值误差计算功能｡流量传感器计算软件,必须能进行流量试验中的温度补偿､体积值与质量值的转换,对于非叶轮式的流量传感器要有重复性计算｡系统应自动根据流量点的大小将流量调节阀调到适当位置,并根据当前流量对变频水泵自动跟踪进行调节,流量调节要实现“稳､准､快” (若不能实现流量调节的“稳､准､快”,也可以建议使用半自动人工手动调节)｡小流量点的调节必要时支持人工手动调节｡系统应具有很强的抗干扰能力,系统启动后,通过界面实时显示现场情况,包括正在使用的标准器读数､温变､压变的显示值､阀门､泵的工作状态等,使操作者对整个装置的运行情况一目了然｡在检定开始后,系统自动完成对装置的控制,实现被检表和标准器的同步读数｡检定开始时,系统能判断检定台位是否使用正确､其他台位是否封闭,并决定是否开始检测工作｡装置的检定系统操作以及数据采集､处理都由工控机控制,实现测量过程､数据处理的自动化,除人工夹表外,其余的工作均由操作人员在微机上操作完成,软件有对流量计进行密封性检查的功能,软件支持手工实测热水介质密度的输入和修正,软件支持标准铂电阻等各项参数的手工输入｡装置的测控软件界面直观､简单易用,检定项目､方法及检定原始记录格式､检定证书､检定结果通知书格式应全面符合现行有效的国家计量检定规程的要求,能支持手动和自动选择流量点及检定次数,自动判断重复性等,规程更新后应免费提供升级等维护服务,证书､记录的格式用户有修改权限,满足数据项安全要求和角色认证要求,定期进行系统数据库的备份｡控制系统要做到根据流量的大小和测量时间的多少来控制储水容器中水的排放时间;软件应有对换向器进行检定､装置稳定性试验的功能设计｡3.系统电源控制柜可以完成手动和自动控制操作,用于控制所有的动力设备启停,为整个装置提供配电,并有过载､过流､过压及漏电保护措施｡4.微机配置为适应控制系统及操作软件的需要,提高操作速度,满足数据存储空间,微机配置如下:工控机台湾研华CPU主频2.4G硬盘 500G内存 2G刻录光驱 DVD+RW显示器知名品牌,24英寸,高分辨率液晶显示器打印机 HP 激光打印机品牌 UPS 电源五、其他1.每个标准器(包括温度变送器､压力变送器等)及其配套的测量设备均应提供有资质的法定计量检定机构出具的计量检定证书｡2.根据所选设备及实际测量数据对装置进行不确定度分析,出具不确定度分析报告｡3.对电子秤称量要有自动回零程序;4.当检测出异常情况时,具有紧急制动功能;5.装置具有升级功能｡6.装置的技术使用说明书(含主要标准､部件的维护方法)､操作手册｡7.装置俯视图､正视图(含泵房)｡8.装置清单,请明确所选设备具体生产厂家,设备型号､单价､技术参数,是否进口｡9.项目费用包括:装置制造费､计量标准及计量器具检定费､装置包装费､运输费､安装调试费､水泵电机基础建设费等｡。

大口径热量表检定技术方案
汤振娟;黄明键
【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(22)4
【摘要】针对目前国内还没有超过DN50以上大口径热量表检定装置,无法满足市场对大口径热量表的需求的现状,摈弃小口径热量表检定装置中单独采用质量法或标准表法误差大的缺点,把质量法和标准表法相结合,建立大口径热量表的检定方案,减少了测量结果的不确定度,对我国热量表检定技术的发展和热能计量改革具有一定的现实意义.
【总页数】3页(P392-394)
【作者】汤振娟;黄明键
【作者单位】济南大学,控制科学与工程学院,山东,济南,250022;济南大学,控制科学与工程学院,山东,济南,250022
【正文语种】中文
【中图分类】TP216
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