專利名稱：采暖系統(tǒng)的熱量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于住宅及其他場所采暖系統(tǒng)中的構(gòu)件，涉及一種熱量表。
廣泛應(yīng)用于家庭、辦公室、旅館、飯店等場所的采暖系統(tǒng)，以前普遍提供福利式服務(wù)。因而存在服務(wù)差、能耗大、環(huán)境污染無力治理、費(fèi)用支付不公平等諸多弊端。為此，要求破除舊體制，適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)需求的呼聲日益增多，已有勢在必行之勢。要將采暖行業(yè)成為市場所需的產(chǎn)業(yè)，首先要有適用的熱量表，如同千家萬戶都用的電表、水表、煤氣表一樣重要。熱量表用于計(jì)量熱交換器(熱水包)所釋放或吸收的熱量。這種熱量Q是水的密度ρ、水的體積流量qv以及熱交換系統(tǒng)入口和出口溫度下水的焓差Δh的函數(shù)，其函數(shù)式為Q=∫τ0τ1ρqvΔhdτ]]>式中τ0為初始時(shí)間，τ1為所測時(shí)間；密度ρ取決于水溫，焓差Δh取決于水的進(jìn)、出口溫度，由預(yù)設(shè)軟件經(jīng)單片機(jī)計(jì)算獲得并通過相應(yīng)接口至顯示裝置顯示。系統(tǒng)中輸出體積流量qv信號的流量傳感器是核心部件。目前國內(nèi)已有數(shù)家廠商開發(fā)試產(chǎn)熱量表，其流量傳感器一般都采用現(xiàn)有旋翼式水表，它存在以下問題1.水表入水口有一網(wǎng)罩，進(jìn)出水都要通過柵狀斜口導(dǎo)流裝置。因采暖系統(tǒng)是熱水循環(huán)系統(tǒng)，在供水中帶有鐵銹等雜質(zhì)，在主要使用的北方地區(qū)水質(zhì)較硬含有大量離子及礦物質(zhì)，在熱水環(huán)境中結(jié)垢較為嚴(yán)重，特別在固定的網(wǎng)罩及柵狀斜口導(dǎo)流裝置上，常產(chǎn)生鐵銹及剝落的垢塊，容易堵塞管道，造成水表特性曲線變形而產(chǎn)生誤差，嚴(yán)重的結(jié)垢會(huì)引發(fā)堵死現(xiàn)象；2.旋翼式水表特性曲線如圖2所示，在最小流量qmin與常用流量qn之間有一個(gè)鼓包，在鼓包區(qū)不同兩流量(m3/h)下存在對應(yīng)相同的脈沖輸出(次/升)，而采暖系統(tǒng)在夜間正好運(yùn)行在鼓包區(qū)(0.1～0.4m3/h)，因而使熱量計(jì)量產(chǎn)生較大誤差。
3.旋翼式水表拆洗很不方便，而且拆洗裝配后其特性曲線要變化，因此，單片機(jī)用的軟件需要重新修正，很不方便。
由于有上述問題，建設(shè)部已在有關(guān)會(huì)議上質(zhì)疑了水表作熱量表流量傳感器的方案，故在市場上未能得到推廣使用。
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計(jì)提供一種專用于采暖系統(tǒng)的熱量表，其流量傳感器具有防結(jié)垢、特性曲線呈單調(diào)形態(tài)，熱量計(jì)量誤差小以及拆冼特別方便，不需重新修正軟件等特點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，采取技術(shù)方案如下采暖系統(tǒng)熱量表，主要由管道、流量傳感器、溫度傳感器、內(nèi)有單片機(jī)的計(jì)算器及顯示裝置組成。其中流量傳感器的葉輪質(zhì)輕體小，沿流水方向切向直通式安裝于管道內(nèi)，葉輪上方配裝變磁阻式磁電變送器，葉輪和磁電變送器分別安裝在支架上，支架內(nèi)空，葉輪和磁電變送器上下連通，支架安裝在管道上，變磁阻式磁電變送器的線圈聯(lián)接單片機(jī)的I/O接口。
在葉輪上有若干葉片端部設(shè)置軟磁材料，當(dāng)葉輪受水流驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)時(shí)，由變磁阻式磁電變送器轉(zhuǎn)變?yōu)榕c葉輪旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的脈動(dòng)電信號，經(jīng)放大整形后輸入單片機(jī)I/O接口，可換算得非電量的體積流量qv；在流量傳感器接觸熱水的部位均涂敷具有防銹、防垢、耐磨、耐高溫、且無毒、無味、無刺激性揮發(fā)物性能的S-型系列懸浮粉末涂料。
本實(shí)用新型的熱量表，由于流量傳感器無固定的網(wǎng)罩及柵狀導(dǎo)流裝置，葉輪采用直通式切向安裝，熱水接觸部位又涂敷懸浮粉末涂料，故能有效避免或顯著減少結(jié)垢，使管道保持正常流通；葉輪質(zhì)量小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，即使流速較小，葉輪也能旋轉(zhuǎn)，能完全滿足熱量表的小流量大量程比的要求；葉輪與變磁阻式磁電變送器的組合，使流量傳感器的特性曲線呈單調(diào)變化，任何一個(gè)輸出脈動(dòng)次數(shù)僅對應(yīng)一定的流量值，能保證熱量計(jì)量的精確度。
參照附圖詳細(xì)說明實(shí)施例

圖1是熱量表結(jié)構(gòu)安裝示意圖；圖2是現(xiàn)有旋冀式水表特性曲線；圖3是葉輪與變磁阻式磁電變送器組合的工作原理示意圖；圖4是本流量傳感器的特性曲線；圖5是熱量表線路聯(lián)接原理示意圖。
如圖1所示，熱水源的熱水從熱量表中管道1的一端A進(jìn)入管道經(jīng)葉輪2再從另一端B進(jìn)入熱交換器，管道內(nèi)徑＜40mm，葉輪軸位于管道軸線或稍高于軸線上。葉輪的上方有變磁阻式磁電變送器5，葉輪和磁電變送器裝在支架4內(nèi)；支架裝在管道1上，二者為可拆卸式螺紋連接，流量傳感器清洗拆裝很方便、特性曲線不會(huì)改變，不必修正軟件；計(jì)算器6也裝在管道上，相對管道可旋轉(zhuǎn)，便于不阻礙拆裝流量傳感器；溫度傳感器由一對鉑電阻71和72組成，鉑電阻型號為pt1000，其中一只鉑電阻71裝在熱交換器進(jìn)水處，另一只鉑電阻72裝在熱交換器回水口。葉輪的葉片中，在預(yù)定的相隔葉片的端部設(shè)置軟磁材料3，如圖3所示，葉輪上方的磁電變送器，基本構(gòu)成與現(xiàn)有技術(shù)相同，由磁鐵9與線圈8組成，旋轉(zhuǎn)葉輪經(jīng)葉片上軟磁材料3切割由磁鐵產(chǎn)生的磁力線，即在線圈內(nèi)產(chǎn)生與葉輪旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的脈動(dòng)電信號。如圖4所示，本流量傳感器特性曲線呈單調(diào)形態(tài)，流量(m3/h)與電脈動(dòng)次數(shù)(次/升)為一一對應(yīng)關(guān)系。
如圖5所示，電源E經(jīng)計(jì)算器中單片機(jī)MSP-430F-1121分別與流量傳感器C、溫度傳感器T、顯示控制器M、顯示器P以及遠(yuǎn)傳接口N相聯(lián)。流量傳感器電線圈經(jīng)整形放大器D后與單片機(jī)I/O接口3聯(lián)接，溫度傳感器T的配對鉑電阻71與72分別與單片機(jī)的兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換口9和10聯(lián)接，由單片機(jī)相應(yīng)接口輸出至顯示器顯示瞬時(shí)流量、累積流量、進(jìn)出口溫度、工作時(shí)間及瞬時(shí)熱量及累積熱量。如采暖區(qū)域需集中統(tǒng)一管理則可從遠(yuǎn)傳接口輸出。
權(quán)利要求1.采暖系統(tǒng)的熱量表，包括管道、流量傳感器、熱交換器、溫度傳感器、計(jì)算器及顯示器，其特征流量傳感器是在管道(1)中裝有葉輪(2)，葉輪上方有變磁阻式磁電變送器(5)，葉輪和磁電變送器均裝在支架(4)內(nèi)，支架安裝在管道上；變磁阻式磁電變送器的電線圈經(jīng)整形放大器(D)聯(lián)接計(jì)算器單片機(jī)的I/O接口(3)。
2.按權(quán)利要求1所述采暖系統(tǒng)的熱量表，其特征是體小質(zhì)輕的葉輪(2)在管道(1)內(nèi)采取直通式切向安裝，其軸位于管道軸線或稍高于管道軸線，管道內(nèi)經(jīng)＜40mm，在葉輪預(yù)定葉片的端部設(shè)置軟磁材料(3)。
3.按權(quán)利要求1或2所述采暖系統(tǒng)的熱量表，其特征是水流驅(qū)動(dòng)的葉輪(2)，葉片上軟磁材料(3)切割磁電變送器中磁鐵(9)產(chǎn)生的磁力線，在線圈(8)中轉(zhuǎn)變?yōu)榕c葉輪旋轉(zhuǎn)角度相關(guān)的脈動(dòng)電信號經(jīng)整形放大后輸入單片機(jī)。
4.按權(quán)利要求1所述采暖系統(tǒng)的熱量表，其特征是支架(4)與管道(1)之間為可拆卸式的螺紋連接。
5.按權(quán)利要求1所述采暖系統(tǒng)的熱量表，其特征是計(jì)算器(6)中單片機(jī)的型號為MSP-430F-1121，計(jì)算器安裝在管道(1)上，可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。
6.按權(quán)利要求1所述采暖系統(tǒng)的熱量表，其特征是在流量傳感器內(nèi)接觸熱水的部件表面涂敷S-型懸浮粉未涂料。
7.按權(quán)利要求1所述采暖系統(tǒng)的熱量表，其特征是溫度傳感器由一對鉑電阻(71)和(72)組成，鉑電阻型號為p1000，其中一只裝在熱交換器進(jìn)水處，另一只裝在回水口，一對鉑電阻分別與單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口(9) 和(10)聯(lián)接。
專利摘要采暖系統(tǒng)的熱量表,主要解決防垢性好、流量特性曲線形態(tài)單調(diào),熱量計(jì)量準(zhǔn)確。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是流量傳感器,在管道內(nèi)有直通式切向安裝體小質(zhì)輕的葉輪,在葉輪預(yù)定葉片端部設(shè)軟磁材料,葉輪上方為變磁阻式磁電變送器,磁電變送器線圈聯(lián)接單片機(jī)I/O接口,葉輪與磁電變送器安裝在支架上,支架由螺紋連接在管道上,在流量傳感器接觸熱水的部件表面涂敷S－型懸浮粉末涂料;溫度傳感器由一對鉑電阻組成,分別與單片機(jī)A/D二轉(zhuǎn)換口聯(lián)接。
文檔編號G01K17/16GK2482065SQ0123928
公開日2002年3月13日 申請日期2001年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月10日
發(fā)明者吳建衛(wèi), 高復(fù)興, 黃聯(lián)紅, 郭志宏 申請人:杭州奔騰電子科技有限公司, 高復(fù)興