CN1217169C - 热量表检定系统 - Google Patents

Abstract

一种热量表检定系统，它包括第一循环管路、第二循环管路及系统测量控制装置；所述的第一循环管路至少包括管道，管道中串设有第一测量管，该第一测量管上装设有标准入口温度传感器；所述第一测量管的出口连接被检表；所述第一循环管路中还设有第一流量传感器；所述第二循环管路包括管道及其中串设的第二测量管，该第二测量管上装设有标准出口温度传感器；所述第二循环管路中还设有第二流量传感器；本发明所提供的系统能够对热量表进行读数准确性检定，同时还能对被测表的其他使用性能进行检测。

Description

热量表检定系统

技术领域

本发明涉及一种热量表检定系统，尤其是一种采用标准表法、称重法对热量表的读数、准确度进行精确的检定系统。属于仪器仪表检测技术领域。

背景技术

通常，对用水量的计量是采用水表来完成的，而对于热水供热量的计量却是计量行业及供热行业中的空白。近几年来供热行业本着受益越多付费越多的原则，开始了分户供暖和供热计量收费的改造工程。通过对各用户的热水管道加装热量表进行用热计量的工作亦逐步开展起来。

由于供热计量工作才刚刚开始，各热量表生产厂家目前在对所生产的产品准确度及相关性能进行检测的工作中，尚无有效的方法及手段；而热量表的使用性能，尤其是其读数的准确度关系到千家万户及供热企业的切身利益，因此，热量表计量性能的检定及测量工作现已成为供热计量收费改造工程的重点工作，急待获得有效解决。

另外，对于质量监督部门来说，热量表的测量准确度以及其他使用性能质量的检测工作也随着供热计量收费的改造工程的开展被提到议事日程上来，如何对热量表生产厂家的产品质量进行监督，同时，生产厂家如何确定自身的检测设施的准确度并对其进行有根据的调整，也是目前急待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种热量表检定系统，该检定系统可对被检定热量表的热量读数的准确度进行精确的测定，为产品质量检测提供较好的手段和工具，保证热量表符合标准。

本发明的另一目的在于提供一种热量表检定系统，能够对热量表的多项性能进行测量，如耐久性、耐压性及流体压力损耗性能进行准确的数值测定，并且使用操控方便、灵活。

本发明的又一目的在于提供一种热量表检定系统，为计量监督机构及生产厂家自身提供了对检定系统本身进行精确的计量监测手段，使热量表能够在精确的检定系统中得到检定测量，由此，切实做到对产品质量的层层把关，保证了服务者与享用者的自身利益不受伤害。

本发明的目的是这样实现的：

一种热量表检定系统，它包括第一循环管路、第二循环管路及系统测量控制装置；所述的第一循环管路至少包括管道，管道中串设有第一测量管，该第一测量管上装设有标准入口温度传感器；所述第一测量管的出口连接被检表；所述第一循环管路中还设有第一流量传感器，该第一流量传感器设置在所述第一循环管路中，用以测量该循环管路中流体的流量值；所述第二循环管路包括管道及其中串设的第二测量管，该第二测量管上装设有标准出口温度传感器；所述第二循环管路中还设有第二流量传感器，该第二流量传感器被设置在所述第二循环管路中，用以测量该管路中流体的流量值；所述系统测量控制装置的信号端与上述各温度传感器、流量传感器的信号端连接；当对被检表进行检定时，第一循环管路、第二循环管路通过其中的循环流体提供两种温度，模拟被检表的实际使用环境场；标准入口温度传感器提供模拟入口温度值；标准出口温度传感器提供模拟出口温度值；第一流量传感器、第二流量传感器用于提供上述第一、第二循环管路中流体的流量值；上述温度、流量数值的计算处理工作由系统测量控制装置完成。

所述的第一流量传感器、第二流量传感器为一个或一个以上的高精度电磁流量计，该流量计采用大量程电磁流量计与小量程电磁流量计并联组合，为所述的系统控制装置提供精确的流量数值。

为使热量表检定系统的运行稳定、准确及自动化，在所述的第一测量管前端还依次串设有稳压容器、一号泵、一号流体恒温箱、第一流量控制阀及第一电磁阀；一号流体恒温箱用于提供第一循环管路中流体的恒定温度；一号泵提供流体的循环能量；稳压容器保持所在循环管路稳定的流体压力；第一流量控制阀及第一电磁阀用于对第一循环管路流量的调节、循环的启动与停止。

在所述的第二循环管路中还串设有二号流体恒温箱、二号泵、第二流量控制阀及第二电磁阀；所述二号流体恒温箱用于提供第二循环管路中流体的恒定温度；二号泵提供循环能量；第二流量控制阀及第二电磁阀用于对第二循环管路中流体流量的调节、循环的启动与停止。

上述一号泵、二号泵为适合高温介质运行的非自吸、立式多级离心变频泵。

另外，本发明所提供的检定系统还可以对被检表的耐压性能进行检测，其实现方案为在所述的第一循环管路中设置用于提升该循环管路流体压力的升压缸，通过该升压缸就可提供所需要的管道压力。在设置升压缸时，还可以进一步将一测温管段与其出口连接，而该测温管段的另一端与所述第一循环管路连接。通过升压缸，可以对循环管路中的流体根据需要进行升压，使被检表处于加压状态，并对其耐性能进行测量。

根据上述技术方案，将第一循环管路、第二循环管路中所有电器设备的信号端均与系统测量控制装置的信号端口连接。系统测量控制装置可以对系统中的设备运行状况参数进行采集，并对设备的运行状况进行控制，从而保证该系统处于较佳或检定所需要的运行状态。

由于在热量表的检定过程中需要对两个循环管路中的流体进行加热并保持温度，而通常需要较高的温度(如入口温度90度，出口温度60度)，所以在检定的被检表数量不多的情况下，为提高升温速度，减少能量损耗，可以将第一循环管路、第二循环管路进行临时调换，其方案是将所述的一号流体恒温箱、二号流体恒温箱设置成不同的容积。当被检表的检测数量少时，指定容积小的流体恒温箱所在管路为第一循环管路(第一循环管路具有较高的温度)，以降低能源的消耗。

本检定系统中，系统测量控制装置中包括信号处理控制电路、显示器、打印设备及操控按键；所述的信号处理控制电路与所述的信号端口连接；所述信号处理控制电路还与所述显示器、打印设备及操控按键电气连接；该信号处理控制电路采集上述第一循环管路、第二循环管路中温度、流量、设备运行状态的参数信号，并接收人工输入的控制指令信号，同时，将处理后的数据结果输出到显示器、打印设备，并将控制信号通过信号端口输出到上述第一、第二循环管路中所设置设备的控制信号端，用以控制各项电器设备的运行状态。

信号处理控制电路包括电源模块、显示控制模块、信号采集模块、信号调节模块、信号输出模块、数据运算处理模块；所述信号采集模块与信号调节模块连接；数据运算处理模块的输入端与信号调节模块输出端连接，输出端与信号输出模块、显示控制模块连接；电源模块为信号处理控制电路提供电力。

由于本系统采用模拟环境下的标准表法对被检表进行检定，所以，标准表的准确度对系统的检定精度有这极大的影响。为保证热量表检定系统的精度，在所述的第一循环管路中还并设有用于校验标准温度传感器、流量传感器或被检表的称重回路。

该称重回路包括一个或一个以上工作量器、电子称、排出阀及排出管；工作量器的入口与上述第一循环管路连接；所述排出管通过排出阀将流体返回所述的第一循环管路；所述的电子称设置在工作量器的下方。工作量器的入口处设置有换向器，所述换向器具有与第一循环管路连接的管以及与工作量器入口连接的管；通过该换向器实现向不同的工作量器中注入循环流体，以满足不同的校验或检定要求。

为保证流体在注入工作量器的过程中不发生流体损失，所使用的换向器为迷宫式非接触管连接器；该连接器为密封式，确保所称重流体的质量与流经被检表流体的质量一致。

通过上述技术方案可知，本检定系统的检定过程是：将被检表的入口、出口温度传感器分别放置在两个具有不同温度的环境场中，得到被检表的读数。同时，通过对设置在所述环境场中的标准温度传感器、流量计提供的参数进行计算得到标准热量数值。再将被检表读数与标准热量数值进行对比，就可以对被检表的准确度进行检定，并将误差超出允许范围的被检表剔除。

本发明能够对热量表进行综合检测，从而有效地解决了热量表生产厂家在对所生产的产品准确度及相关性能进行检测工作中所存在的难题。其优点在于：

1、测量检定准确：因为采用了温度可任意控制的标准恒温流体及计算机数据采集运算处理系统，所以能够得到被测表的准确检定测量结果。

2、测量快速便捷：本发明所提供检定系统能够同时对多个被检表进行同时检定，在该系统中，由于采用快速连接器和夹表器固定被检表，使得检定工作效率大大加快；同时，该方法及系统提供了被检表数量在一定范围内可随意增加或减少的操作平台，使该系统即能对多个被检表同时检定，又能对一个及几个被检表进行检定，因此，操作上非常灵活，方便。

3、集多功能于一体：本发明所提供的检定系统不仅能够对热量表进行读数准确性测定，而且还能对被测表的其他使用性能在同一个系统中完成全面检测，同时，还能够利用系统本身的电子称量装置对系统自身的测试检定精确度进行自检。

附图说明

图1为本发明的检定原理图；

图2为本发明一个具体实施例的系统构成示意图；

图3为图2所示实施例的信息数据处理流程图；

图4为图2所示实施例的系统测量控制装置信号采集原理框图。

具体实施方式

本发明将诸多的新型机械加工工艺和数据采集运算处理程序相结合，并以热交换量的计算原理(即通过对液体焓值在单位时间内变化的积分，以及载热液体出入口处的温差值在单位体积载热液体变化的积分运算，求得载热液体通过热交换器而发生的与周围环境的热交换量)为理论基础，提供了一种能够对热量表的各项性能指标进行准确测量的方法。

以下结合附图及具体实施例对本发明所提供的方法及其检测系统做进一步的说明。

图1所示为本发明的工作原理图，其中的流体为水，其过程如下：

首先，将被检表11装夹在第一循环管路1的装夹被检表管段12上；将该被检表11出口温度感应传感器的探头13设置在第二循环管路2上；将用于数据采集的标准入口温度传感器探头14和流量传感器15设置在第一循环管路上；将用于数据采集的标准出口温度传感器探头22和辅助流量传感器23设置在第二循环管路2上。

其次，通过第一循环管路1的加热装置16和第二循环管路2的加热装置21对循环水加热，并使其各自温度不同(第一循环管路1的水温高，第二循环管路2的水温低)。

然后，系统测量控制装置4通过数据信息传输线31、32拾取标准入口、出口的温度数据；通过信息线33、34分别拾取第一循环管路、第二循环管路的流量数据信息，进行运算处理，获得标准热损耗数据。

最后，将被检表的读数与标准热损耗数据进行对比，其差值在允许范围内，则该被检表11为合格，否则为不合格。

上述检定方法利用特定系统装置对实际供热系统进行环境模拟，通过对标准数据的采集及运算处理得到标准热损耗数据，从而能够采用比较方法对热量表的实际计量能力进行检定。

根据上述检定方法，组成本发明所涉及的热量表检定系统一个较佳实施例，该实施例的原理结构如图2所示。

该系统的第一循环管路5中串联设置有具有自动加热保温装置的高精度智能自动恒温水槽51，具压力传感器的变频泵52，专用测试管段53，装夹表伸缩连接器54，标准高精度电磁流量计55，流量控制阀56和为保证循环水回路中的水压稳定而设置的稳压罐57，另外，为保证循环水的水质及减少由于泵的运转振动所带来的水压不稳现象，回路中还设有过滤器58和减振水喉59。

专用测试管段53上可设置标准入口温度传感器，装夹表伸缩连接器54上可灵活、快速装夹被检表。

本实施例还可以对被检表进行型式检定或专项性能检测。在第一循环管路5中设置一个支路，该支路中连接一个测温管段512，该测温管段512的端部连接有用来提升管路水压的升压缸513。

该系统的第二循环管路6中也设有一个体积较小的高精度智能自动恒温水槽61，专用测试管段63，具有压力传感器的变频泵62。专用测试管段63上设置标准出口温度传感器。

本实施例中的系统测量控制装置7与上述第一循环管路5、第二循环管路6分立设置，该装置7中具有信号端71，该信号端71通过信号传输线与上述标准循环水回路中的入口、出口温度传感器及流量计的数据输出信号线以及设备工作状态信号输出线连接，从而完成对数据信号的采集工作，同时，上述循环水回路中的各项设备装置的控制线也连接到系统测量控制装置7的信号端71，可以传输系统测量控制装置7对各项设备的工作状况的控制指令信号。

在对热量表进行检定时，首先将一个或多个被检表通过装夹表伸缩连接器54装夹在第一循环管路5上，并将被检表出口温度传感器的探头设置在第二循环管路6的专用测试管段63上。

其次，对第一、第二循环水回路的水槽进行加热，并使第一循环回路水温高于第二循环回路水温(如主回路为90度，辅助回路为60度)，打开电磁阀、开启水泵并利用流量控制阀控制回路中水的流量，使其达到常用流量。

然后，通过系统测量控制装置7采集标准出口、入口温度以及流量参数，通过运算处理，显示标准热量损耗数据结果或打印。

最后，将被检表的热量读数与标准热量损耗数据进行对比，由于标准读数来自于高精度电磁流量计及高精度出口、入口温度传感器的数据，因此其读数精度远远高于被检热量表的读数，所以在将两种数据进行对比时，计算其差值，结果在允许的误差范围内时，该被检表为合格，否则为不合格。

在上述对被检表进行检定中，第一、第二循环管路中的各项设备和装置的工作状态信息被输入到系统测量控制装置7中(如水箱温度、水泵压力等参数)，该系统测量控制装置7根据人工设定的参数和采集的状态数据，对整个系统进行实时控制，以确保检定中的测量数据和计算结果准确无误。

如图3所示为本发明所提供实施例中系统测量控制装置7对信号采集及数据处理的流程图。

标准入口、出口温度传感器及流量传感计所传送的温度数据信号、标准流量数据信号、恒温水箱以及其他辅助设备所传送的各种数据信号大部分为模拟量信号，故，上述信号首先进入系统测量控制装置7中的数据调节转换模块，将模拟信号转变为数字信号，该数字信号被传送至控制运算单元。控制运算单元将获得的数字信号进行分类、运算或调整后，将需要显示的结果传送到显示模块并通过显示器输出数值；将需要打印的数值信号传送到打印机。在这个过程中，系统设备的工作状态控制信号通过控制信号输出模块、信号输出端口传送到相应的系统设备控制信号输入端。

图4为系统测量控制装置信号采集原理框图。

图中，标准入口温度传感器、标准出口温度传感器为高精度铂电阻PT1000，该温度传感器的数值输入到进水、回水管温度测量模块。第一循环管路、第二循环管路的流量信号进入流量测量模块。大、小水箱的温度测量传感器是由两组分别设置在两个水箱中的高精度铂电阻PT1000-1、PT1000-2组成。

在检定中，被检表安装在测量管段上，以高精度流量计测量流经该管段的流量作为标准流量信号，以该测量管段上设置的标准温度传感器所测量的数值作为标准温度值，再以被检表流量测量脉冲数为检测控制时间，将上述各传感器的数据信号送入DI寄存模块中，并进行数据的转换后，通过开关量输出模块、数据总线传送到计算机，按照设定的模式、方法进行计算，计算结果被送入显示模块进行数值显示。

另外，由于系统测量控制装置7可根据标准温度传感器的温度数值自行判断出、入口温度(入口温度高，出口温度低)，所以第一、第二循环管路的水温可以设置为主回路温度低，辅助回路温度高，以降低工作能源消耗，并快速开机检定(当第二循环管路采用小水箱时，其加热速度快，能量消耗少)。

上述实施例所述检定系统不仅可以对热量表进行热损耗读数误差的测量检定，还可以对热量表或冷水表的常规性能进行检测，如：利用升压缸可以对被检表的压力损耗、耐久性能、耐压性能等进行检测，故此，该检定系统可用于对水表的型式定型检定，其检定工作按照国家有关规程标准进行。

再次参照图2所示。本实施例还提供了对系统中标准表的测量精度进行检测的辅助装置。该装置是由大工作量器8、小工作量器9、大电子称82、小电子称92组成。在所述大工作量器8、小工作量器9的入口上方设置有迷宫式换向器10，该迷宫式换向器10具有两个出水口，并分别通过水管连接到大工作量器8、小工作量器9的入口。迷宫式换向器10的入口通过水管与第一循环管路5的转换器11连通。大工作量器8、小工作量器9的底端分别设置有大排水阀81、小排水阀91并通过所述的大、小排水阀与主循环水箱51的回路连通。

当需要对标准表的精度进行测量检定时，将一定流量的载热流体注入指定的工作量器(如大工作量器8)，通过电子称(如大电子称82)对其进行称重，并换算为体积，将所得到的体积值与流量数值换算的体积进行体积变化的积分计算，得到换算的热量交换数值，这一热量交换数值再与标准表测量数值经计算得到的标准热量交换数值进行比较，就可获得标准表读数的准确度。利用这种称重法，可以对系统进行参数调整，保持该检定系统的测量精度，同时，也为计量监督执行部门提供了对生产企业测量系统的再检定手段。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (16)

1、一种热量表检定系统，其特征在于：它包括第一循环管路、第二循环管路及系统测量控制装置；所述的第一循环管路至少包括管道，管道中串设有第一测量管，该第一测量管上装设有标准入口温度传感器；所述第一测量管的出口连接被检表；所述第一循环管路中还设有第一流量传感器，用以测量该循环管路中流体的流量值；所述第二循环管路包括管道及其中串设的第二测量管，该第二测量管上装设有标准出口温度传感器；所述第二循环管路中还设有第二流量传感器，用以测量该管路中流体的流量值；所述系统测量控制装置的信号端与上述各温度传感器、流量传感器的信号端连接；当对被检表进行检定时，第一循环管路、第二循环管路通过其中的循环流体提供两种温度，模拟被检表的实际使用环境场；标准入口温度传感器提供模拟入口温度值；标准出口温度传感器提供模拟出口温度值；第一流量传感器、第二流量传感器用于提供上述第一、第二循环管路中流体的流量值；上述温度、流量数值的计算处理工作由系统测量控制装置完成。

2、根据权利要求1所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的第一测量管入口端外还通过管道串设有稳压容器、一号泵、一号流体恒温箱、第一流量控制阀及第一电磁阀；一号流体恒温箱用于提供第一循环管路中流体的恒定温度；一号泵提供流体的循环能量；稳压容器保持所在循环管路稳定的流体压力；第一流量控制阀及第一电磁阀用于对第一循环管路流量的调节、循环的启动与停止。

3、根据权利要求1或2所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的第一测量管的出口连接有专用装夹管段；所述被检表通过该专用装夹管段被串接在所述第一循环管路中。

4、根据权利要求1所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的第一循环管路中还设有用于提升该循环管路流体压力的升压缸，该升压缸提供被检表耐压性能测量所需要的管道压力。

5、根据权利要求4所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的升压缸出口处与测温管段的一端连接，该测温管段的另一端与所述第一循环管路连接。

6、根据权利要求1所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的第二循环管路中还串设有二号流体恒温箱、二号泵、第二流量控制阀及第二电磁阀；所述二号流体恒温箱用于提供第二循环管路中流体的恒定温度；二号泵提供循环能量；第二流量控制阀及第二电磁阀用于对第二循环管路中流体流量的调节、循环的启动与停止。

7、根据权利要求1或2或4或6所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的第一循环管路、第二循环管路中所有电器设备的信号端均与系统测量控制装置的信号端口连接，用以对两个循环管路的运行状况进行控制。

8、根据权利要求2或6所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的一号流体恒温箱、二号流体恒温箱具有不同的容积，可以根据被检表的检测数量，灵活指定第一或第二循环管路，以降低能源的消耗。

9、根据权利要求1所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的第一流量传感器、第二流量传感器为一个或一个以上的高精度电磁流量计，该流量计采用大量程电磁流量计与小量程电磁流量计并联组合，为所述的系统控制装置提供精确的流量数值。

10、根据权利要求2或6所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的一号泵、二号泵为适合高温介质运行的非自吸、立式多级离心变频泵。

11、根据权利要求1所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的系统测量控制装置中包括信号处理控制电路、显示器、打印设备及操控按键；所述的信号处理控制电路与所述的信号端连接；所述信号处理控制电路还与所述显示器、打印设备及操控按键电气连接；该信号处理控制电路采集上述第一循环管路、第二循环管路中温度、流量、设备运行状态的参数信号，并接收人工输入的控制指令信号，同时，将处理后的数据结果输出到显示器、打印设备，并将控制信号通过信号端输出到上述第一、第二循环管路中所设置设备的控制端，用以控制各项电器设备的运行状态。

12、根据权利要求11所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的信号处理控制电路包括电源模块、显示控制模块、信号采集模块、信号调节模块、信号输出模块、数据运算处理模块；所述信号采集模块与信号调节模块连接；数据运算处理模块的输入端与信号调节模块输出端连接，输出端与信号输出模块、显示控制模块连接；电源模块为信号处理控制电路提供电力。

13、根据权利要求1所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的第一循环管路中还并设有用于校验标准温度传感器、流量传感器或被检表的称重回路。

14、根据权利要求13所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的称重回路包括一个或一个以上工作量器、电子称、排出阀及排出管；工作量器的入口与上述第一循环管路连接；所述排出管通过排出阀将流体返回所述的第一循环管路；所述的电子称设置在工作量器的下方。

15、根据权利要求14所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的工作量器的入口处设置有换向器，所述换向器具有与第一循环管路连接的管以及与工作量器入口连接的管；通过该换向器实现向不同的工作量器中注入循环流体，以满足不同的校验或检定要求。

16、根据权利要求14所述的热量表检定系统，其特征在于：所述的换向器为迷宫式非接触管连接器；该连接器为密封式，确保所称重流体的质量与流经被检表流体的质量一致。

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