CN102564647A

CN102564647A - 热量表配对温度传感器检定恒温槽

Info

Publication number: CN102564647A
Application number: CN2012100023061A
Authority: CN
Inventors: 王池; 李福学; 邱萍
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-01-06
Also published as: CN102564647B

Abstract

本发明涉及一种热量表配对温度传感器检定恒温槽，包括：第一槽体和第二槽体，以及对第一槽体和第二槽体分别进行控制的控制系统，其特征在于：所述第一槽体的混合腔体中的液体通过底部通道进入第一工作腔体，在第一工作腔体内液体具有稳定的温度；所述第二槽体的混合腔体中的液体通过底部通道进入第二工作腔体，在第二工作腔体内液体具有稳定的温度。本发明的恒温槽能够对热量表的配对温度传感器进行准确检定，提高了热量表的测量准确性，有利于提高能源利用效率，防止能源浪费。

Description

热量表配对温度传感器检定恒温槽

技术领域

本发明涉及一种恒温槽，尤其是涉及一种对热量表的配对温度传感器进行检定的恒温槽。

背景技术

目前，我国北方冬季要供暖，为了节约能源，减少烟尘，大多数地区已通过热网集中供热，且国家规定凡是2000年10月1日开始新建的建筑必须涉及、安装使用热计量设施。为了能够科学合理的控制和使用供热能源，防止能源浪费，需要对大量使用的热量表的准确性进行校准，保证通过热量表测量的热量的准确性。热量表主要由流量传感器、配对温度传感器和计算器组成，热量表的工作原理是：将配对温度传感器分别安装在热交换回路的入口和出口管道上，将流量传感器安装在入口或出口管道上；流量传感器发出流量信号，配对温度传感器给出入口和出口的温度信号，计算器采集流量信号和温度信号，经过计算，显示出载热液体从入口至出口所释放的热量。热量表的检定装置是依据JJG225-2001国家计量检定规程热能表及CJ128-2000城镇建设行业标准热量表的相关要求设计生产的，其原理是将标准流量计与被测热量表串联在管路中，两个恒温槽模拟热管路中的进出口温度，将装置的两支标准温度计和被测热量表的两个温度传感器分别置于两个设定温度的恒温槽中。通过标准流量计获得标准流量值，两支标准温度计得到温度及温差的数值，按照相关热力学公式计算出检定时间内的标准热量值，将该数值与热量表实际测得的热量值相比较即可得出被测热量表的准确度，完成检定。

在检定装置中，由于需要使用恒温槽模拟进出口温度，以对两个温度传感器进行检定，可见，恒温槽模拟的温度的准确性，成为了影响配对温度传感器的检定准确性的重要因素。在传统的恒温槽中，采用加热部件对液体加热，位于加热部件附近的液体温度升高，与周围的液体产生对流，使槽内的液体逐渐趋于恒定温度，然而，在实际使用中发现，由于加热的不均，导致槽内垂直方向的液体存在对流，且槽内的温度分布不均匀。因此，对具有高的温度控制精度、槽内温场均匀分布的恒温槽有非常迫切的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种温场分布均匀、能够控温精确的热量表配对温度传感器的检定恒温槽。

本发明提供了一种热量表配对温度传感器检定恒温槽，包括：第一槽体和第二槽体，以及对第一槽体和第二槽体分别进行控制的控制系统，其特征在于：所述第一槽体的混合腔体中的液体通过底部通道进入第一工作腔体，在第一工作腔体内液体具有稳定的温度；所述第二槽体的混合腔体中的液体通过底部通道进入第二工作腔体，在第二工作腔体内液体具有稳定的温度。

其中，第一槽体进一步包括与混合腔体配合的搅拌系统，对混合腔体附近区域的液体进行加热的加热组件。

其中，第二槽体进一步包括与混合腔体配合的搅拌系统，对混合腔体附近区域的液体进行加热的加热组件，以及对混合腔体附近区域的液体进行制冷的制冷组件。

其中，在所述混合腔体中设置有控温温度计，该控温温度计对混合腔体内的温度进行测量。

其中，在第一工作腔体和第二工作腔体的上方分别具有上端盖，所述配对温度传感器通过上端盖插入到第一和第二工作腔体中。

其中，第一工作腔体和第二工作腔体的侧壁均为分流板，流过底部通道的液体分别通过所述分流板进入所述第一腔体和所述第二工作腔体。

本发明的恒温槽提供了两个温度均匀的工作区域，能够满足热量表配对温度传感器温差的检定需求。恒温槽能够对热量表的配对温度传感器进行准确检定，提高了热量表的测量准确性，有利于提高能源利用效率，防止能源浪费。

附图说明

附图只是为了便于本领域技术人员理解和实施本发明，其给出的只是结构的示意图，附图中的尺寸和形状、以及位置关系并不作为对实际的装置结构的限制。

图1热量表配对温度传感器检定恒温槽示意图；

图2第一槽体的侧面结构示意图；

图3第二槽体的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，本领域技术人员应当理解，下面的示例仅仅是为了便于理解和实施本发明，而不应当将把发明的范围局限的具体的结构上。

如图1所示的温度传感器检定恒温槽装置，其包括具有不同温度的第一槽体1和第二槽体2，以及对恒温槽的各项功能进行控制和操作的控制面板3。第一槽体1的温度范围为：室温～90℃；第二槽体2温度范围为：5℃～90℃；通过控制面板3能够控制第一槽体1和第二槽体2的温度，其具体包括对温度大范围调节部分，以及小范围的微调节部分。所述第一槽体1和第二槽体2根据检定要求，分别通过控制面板的设置具有恒定温度，配对温度传感器分别插入到第一和第二槽体中，进行温度检测。温度传感器检定恒温槽装置的上述两个槽体的温度范围能够满足热量表配对温度传感器的温度检定以及温差检定需求。

如图2所示，为图1中的第一槽体1的侧视方向的截面图。该第一槽体1包括混合腔体4，在混合腔体4的外侧设置加热组件5，设置控温温度计6对混合腔体4内的温度进行测量；搅拌系统7，该搅拌系统7与混合腔体4配合工作，搅拌系统7的上端为电机，搅拌系统7的下端为旋片，通过电机转动驱动旋片，对通过加热组件5加热的混合腔体中的液体进行搅拌，提高混合腔体中液体的温度均匀性；工作腔体8，在工作腔体8中具有与其配合的上端盖9，在该工作腔体8中具有恒温液体，一个待测配对温度传感器通过上端盖9插入到工作腔体8中进行检定；控制系统10，该控制系统10能够对加热组件5、控温温度计6、搅拌系统7等部件的工作进行控制、该控制系统10还可包括对工作腔体8内的恒温液体的温度进行监测的测温元件(未示出)，控制系统对温度的控制精度在0.001℃，该控制系统10在控制面板3上具有对第一槽体1的各项参数进行控制的操作按钮，根据具体的控制要求对参数进行设定。

所述第一槽体1采用层流技术，槽体中液体介质克服了传统的恒温槽中，由于液体的温场分布不均匀，液体在垂直方向进行对流和热交换的问题。如图2所示，在第一槽体1中，通过控制系统10控制加热组件5进行加热，由于加热组件5设置在混合腔体4外的液体区域中，经过加热的液体从混合腔体的上部进入到混合腔体4中，控制搅拌系统7进行工作，在搅拌系统7作用下液体在混合腔体内充分混合均匀，通过控温温度计6可对混合腔体内的液体的温度进行测量，根据测得的温度进一步对加热组件5的加热进行控制，通过加热组件5的动态加热，即，温度过高时，加热组件降低功率，当温度降低时，适时地升高功率，使第一槽体1中的液体介质温度保持恒定，同时在搅拌系统7的推动下，混合腔体中经过混合的具有均匀温度的液体通过槽体的底部通道进行流动，流动的具有均匀温度的液体经过分流板11进入工作腔体8中，优选所述分流板可为工作腔体的侧壁，其中，该分流板上具有均匀分布的多个开口，该开口优选为通孔，液体可由经过该些开口进入工作腔体，优选该分流板11的高度与工作腔体的工作区域相对应，在搅拌系统7的持续作用下，具有均匀温度的液体在工作腔体8内水平移动，优选该分流板的下部的开口数量少于上部的开口数量，从而，在整个分流板的区域液体通过的速度相同，避免了传统的恒温槽垂直方向的对流换热以及与外界环境的对流换热的问题，使工作腔体8内的液体在整个工作区域温度分布均匀，工作腔体内的液体通过上端盖9以溢流的方式再回到混合腔体4所在液体混合区域，从而在整个第一槽体1中，液体形成稳定的工作循环，保证了工作区域中的液体的温场均匀分布，提高了对配对温度传感器的检测精度。

如图3所示，为图1中的第二槽体2的侧视方向的截面图。该第二槽体2具有与第一槽体1相似的结构，其包括混合腔体12，在混合腔体12的外侧设置加热组件13和制冷组件14，设置控温温度计15对混合腔体12内的温度进行测量；搅拌系统16，该搅拌系统16与混合腔体12配合工作，搅拌系统16的上端为电机，搅拌系统16的下端为旋片，通过电机转动驱动旋片，对通过加热组件13加热的混合腔体中的液体以及制冷组件14进行冷却的液体进行搅拌，提高混合腔体中液体的温度均匀性；工作腔体17，在工作腔体17中具有与其配合的上端盖18，在该工作腔体17中具有恒温液体，一个待测配对温度传感器通过上端盖18插入到工作腔体17中进行检定；控制系统19，该控制系统19能够对加热组件13、制冷组件14、控温温度计15、搅拌系统16等部件的工作进行控制、该控制系统19还可包括对工作腔体17内的恒温液体的温度进行监测的测温元件(未示出)，该控制系统19在控制面板3上具有对第二槽体2的各项参数进行控制的操作按钮，根据具体的控制要求对参数进行设定。可替换的，该制冷组件和加热组件优选可设置在混合腔体内部的液体区域，优选该制冷组件14为制冷盘管。

如图3所示，所述第二槽体2采用层流技术，槽体中液体介质克服了传统的恒温槽中，由于液体的温场分布不均匀，液体在垂直方向进行对流和热交换的问题。在第二槽体2中，通过控制系统19控制加热组件13进行加热或控制制冷组件14进行制冷，由于加热组件13和制冷组件设置在混合腔体12外的液体区域中，经过加热的液体从混合腔体的上部进入到混合腔体12中，控制搅拌系统16进行工作，在搅拌系统16作用下液体在混合腔体内充分混合均匀，通过控温温度计15可对混合腔体内的液体的温度进行测量，根据测得的温度进一步对加热组件5的加热和制冷组件14的制冷进行控制，该制冷组件14与制冷系统21连接，具体连接关系在图3中未示出，通过加热组件5的动态加热以及制冷组件14的动态制冷，优选是加热功率恒定，对制冷功率进行调整，更优选制冷功率恒定，对加热功率进行调整，使第一槽体1中的液体介质温度保持恒定，同时在搅拌系统16的推动下，混合腔体中经过混合的具有均匀温度的液体通过槽体的底部通道进行流动，流动的具有均匀温度的液体经过分流板20进入工作腔体17中，其中，该分流板20上具有均匀分布的多个开口，该开口优选为通孔，液体可由经过该些开口进入工作腔体，优选该分流板11的高度与工作腔体的工作区域相对应，在搅拌系统16的持续作用下，具有均匀温度的液体在工作腔体17内水平移动，优选该分流板的下部的开口数量少于上部的开口数量，从而，在整个分流板的区域液体通过的速度相同，避免了传统的恒温槽垂直方向的对流换热以及与外界环境的对流换热的问题，使工作腔体17内的液体在整个工作区域温度分布均匀，工作腔体内的液体通过通过上端盖18以溢流的方式再回到混合腔体12所在液体混合区域，从而在整个第二槽体2中，液体形成稳定的工作循环，保证了工作区域中的液体的温场均匀分布，提高了对配对温度传感器的检测精度。

采用上述结构的第一槽体和第二槽体，优选第一槽体和第二槽体中的槽体结构和端盖材料均为不锈钢材料。第一槽体的温度范围为：室温～90℃；第二槽体温度范围为：5℃～90℃；两个槽体内的温度波动度为±0.005℃，温场均匀度≤0.01℃，优选制冷功率为0-280W之间，加热功率在0-1000W之间，采用层流方式的恒温槽内液体在水平方向上温场分布均匀，使恒温槽在工作介质液面以下至少50mm内的水平温场均匀，经测试水平温场优于0.01℃。

本发明的恒温槽能够对热量表的配对温度传感器进行准确检定，提高了热量表的测量准确性，有利于提高能源利用效率，防止能源浪费。

由具体的实施例以及工作过程的描述，可以方便对本发明的检定槽结构及工作原理进行理解和实施，但本领域技术人员应该理解，本说明书中列举的具体实施方案或实施例，只不过是为了理解本发明的技术内容，在不背离本发明的主旨和范围的情况下，本发明在形式上和细节上可以进行多种改变，本领域技术人员能够根据具体的检定要求，对上述实施例中的各部件进行合理的选择和组合，以及在一定程度上进行的细节和形式上的变化，其依然将落在本发明所要求保护和公开的范围之内。

Claims

1.一种热量表配对温度传感器检定恒温槽，包括：第一槽体和第二槽体，以及对第一槽体和第二槽体分别进行控制的控制系统，其特征在于：所述第一槽体的混合腔体中的液体通过底部通道进入第一工作腔体，在第一工作腔体内液体具有稳定的温度；所述第二槽体的混合腔体中的液体通过底部通道进入第二工作腔体，在第二工作腔体内液体具有稳定的温度。

2.如权利要求1所述的检定恒温槽，其特征在于：第一槽体进一步包括与混合腔体配合的搅拌系统，对混合腔体附近区域的液体进行加热的加热组件。

3.如权利要求1所述的检定恒温槽，其特征在于：第二槽体进一步包括与混合腔体配合的搅拌系统，对混合腔体附近区域的液体进行加热的加热组件，以及对混合腔体附近区域的液体进行制冷的制冷组件。

4.如权利要求1-3任一项所述的检定恒温槽，其特征在于：在所述混合腔体中设置有控温温度计，该控温温度计对混合腔体内的温度进行测量。

5.如权利要求1-3任一项所述的检定恒温槽，其特征在于：在第一工作腔体和第二工作腔体的上方分别具有上端盖，所述配对温度传感器通过上端盖插入到第一和第二工作腔体中。

6.如权利要求1-3任一项所述的检定恒温槽，其特征在于：第一工作腔体和第二工作腔体的侧壁均为分流板，流过底部通道的液体分别通过所述分流板进入所述第一腔体和所述第二工作腔体。