CN207866396U - 热量表检定参数采集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种热量表检定参数采集系统，所述参数采集系统包括：供水采集单元、测试采集单元、称量采集单元和信号传输处理单元；其中，供水采集单元通过温度、压力、液位传感器的监控可实现恒温恒压供水，测试采集单元通过对待测表流量和温度传感器的测定实现待测表的检定，而所述各传感器接收的信号经过调理电路优化后传输至控制单元进行处理和转化，并通过远程数据传输端口向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能。本实用新型提供的热量表检定参数采集系统使得检定参数信号经过优化后更加准确，提高了应用所述参数采集系统的控制系统的控制精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种参数采集系统，具体地说，涉及一种热量表检定参数采集系统。
背景技术
随着供热改革的不断发展，热计量在全国各地的逐步深入，热量表在供热计量领域的安装、使用逐年增加，如居民家中的供暖，如果利用热量表对用户实际使用的热能进行计量收费，则对于用户来说是一种合理的收费方式。
国家计量检定规程-热能表(JJG225-2001)中规定热量表检定方式有首次检定、后续检定、使用中检验、定型鉴定及样机试验，热量表的检定包括针对热量表的流量传感器、温度传感器、计算器的分量检定以及热量表的总量检定，其中流量检定具有比较法(标准表法)、称重法(质量法)两种检定方式。在热量表的自动控制综合检定装置中需要采用参数采集系统来对检定参数进行采集，快速、准确的采集检定装置中的各项检定参数能够为检定装置的控制系统的精确控制提供准确的参数支持。
实用新型内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种热量表检定参数采集系统，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种热量表检定参数采集系统，所述参数采集系统包括：供水采集单元、测试采集单元、称量采集单元和信号传输处理单元；其中，供水采集单元包括依次连通的恒温水箱、变频输送泵和稳压罐；恒温水箱内设有第一液位传感器和第一温度传感器，用来监测恒温水箱的温度和液位，稳压罐内设有第二液位传感器，用来监测稳压罐的液位，防止水满溢出，稳压罐的出水口设有第一压力传感器，用来监测稳压罐出水口的水压稳定性；测试采集单元包括流量测试管路、热水循环管路和冷水循环管路；流量测试管路上依次设有待测热量表、标准表和第二压力传感器，热水循环管路上依次设有热水箱、待测表进口温度传感器和标准表进口温度传感器，冷水循环管路上依次设有冷水箱、待测表出口温度传感器和标准表出口温度传感器；称量采集单元包括称重器及其进出口控制阀；称重器内设有第三液位传感器和重量压力传感器，称重器的进口管路上依次设有第二温度传感器和称量进口流量传感器；所述温度传感器、压力传感器、液位传感器和流量传感器与信号传输处理单元电连接。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，热水箱和冷水箱内均设有温度传感器和液位传感器，以监测水箱内的水温和水量，所述温度传感器和液位传感器与信号传输处理单元电连接。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，信号传输处理单元包括调理电路、采样保持器、A/D转换器、多路模拟开关和控制中心；所述传感器接收参数电信号并通过调理电路调整后传输至采样保持器储存，采样保持器中的参数电信号经A/D转换器转换成参数数字信号后传输至控制中心，A/D转换器和控制中心之间设有多路模拟开关，用于控制信号传输的通断。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，调理电路包括温度信号调理电路、压力信号调理电路、液位信号调理电路和流量信号调理电路。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，温度信号调理电路包括依次连接的放大电路、线性化电路和补偿电路。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，压力信号调理电路包括依次连接的放大电路、滤波器、线性化电路和补偿电路。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，液位信号调理电路和流量信号调理电路均包括依次连接的放大电路、滤波器、线性化电路和隔离电路。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，控制中心包括信号控制处理器、显示器、硬盘和无线传输端口；参数数字信号经信号控制处理器处理后分别传输至显示器予以显示、传输至硬盘予以保存和通过无线传输端口传输至服务器。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，变频输送泵为单台输送泵或多台输送泵并联工作。
作为对本实用新型所述的参数采集系统的进一步说明，优选地，流量测试管路为多段并联管路，每段管路上均设有待测热量表和标准表，以满足同时检定多个热量表的需要。
本实用新型提供的热量表检定参数采集系统使得检定参数信号经过优化后更加准确，提高了应用所述参数采集系统的控制系统的控制精度，而且所述参数采集系统具备远程数据传输端口，可通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能。
附图说明
图1为本实用新型热量表检定参数采集系统的结构示意图；
图2为本实用新型热量表检定参数采集系统的信号传输示意图。
附图标记说明如下：
供水采集单元1、恒温水箱11、第一液位传感器111、第一温度传感器112、变频输送泵12、稳压罐13、第二液位传感器131、第一压力传感器132、测试采集单元2、流量测试管路21、待测热量表211、标准表212、第二压力传感器213、热水循环管路22、热水箱221、待测表进口温度传感器222、标准表进口温度传感器223、冷水循环管路23、冷水箱231、待测表出口温度传感器232、标准表出口温度传感器233、称量采集单元3、称重器31、第三液位传感器311、重量压力传感器312、第二温度传感器313、称量进口流量传感器314、信号传输处理单元4、调理电路41、温度信号调理电路411、压力信号调理电路412、液位信号调理电路413、流量信号调理电路414、采样保持器42、A/D转换器43、多路模拟开关44、控制中心45、信号控制处理器451、显示器452、硬盘453和无线传输端口454。
具体实施方式
为了能够进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，并非限定本实用新型。
如图1所示，图1为本实用新型热量表检定参数采集系统的结构示意图，所述参数采集系统包括：供水采集单元1、测试采集单元2、称量采集单元3和信号传输处理单元4。
供水采集单元1包括依次连通的恒温水箱11、变频输送泵12和稳压罐13；恒温水箱11内设有第一液位传感器111和第一温度传感器112，用来监测恒温水箱11的温度和液位，所述检定装置的水箱均具有自动控制液位功能，液位传感器配合控制进水阀实现水箱的自动补水，需要控制温度的水箱内均设有温度传感器，配合温度控制装置可以更好地调控水温，减少温度波动带来的误差；变频输送泵12为单台输送泵或多台输送泵并联工作，变频泵上的变频器也具有远传的功能，能将信号传输至控制中心，以便对泵的转速进行监控，多台水泵并联，且每台水泵的管路上配有控制阀门可以是检定装置适应更大流量范围的热量表的检定，提高装置的使用适应性；稳压罐13内设有第二液位传感器131，用来监测稳压罐13的液位，防止水满溢出，稳压罐13的出水口设有第一压力传感器132，用来监测稳压罐13出水口的水压稳定性，稳压罐出口的压力传感器监测的也是测试管路进口的水压，压力传感器配合控制变频泵可以实现自动调控泵的输水速度，保证测试管路内水压的稳定性，实现检定装置的稳压供水，保证流量波动小于0.5％。
测试采集单元2包括流量测试管路21、热水循环管路22和冷水循环管路23；流量测试管路21为多段并联管路，每段管路的管径可以是相同的也可以是不同的；每段流量测试管路上依次设有待测热量表211、标准表212，以满足同时检定多个不同热量表的需要，可同时检测热量表的数量为8～16个，被检表的口径为DN15～DN32，将待测表和标准表串设在流量测试管路上，通过稳定流过的恒温水以对待测表的流量传感器进行检定。流量测试管路21的出口管路上还设有第二压力传感器213，以对测试管路出口水压予以监测和记录。热水循环管路22上依次设有热水箱221、待测表进口温度传感器222和标准表进口温度传感器223，冷水循环管路23上依次设有冷水箱231、待测表出口温度传感器232和标准表出口温度传感器233，热水箱221和冷水箱231内均设有温度传感器和液位传感器，以监测水箱内的水温和水量。温度传感器配合热水箱、冷水箱内的加热或制冷控制设备一起使用，以保证所述水箱内的水温恒定，同时两循环管路上还设有循环泵，保证水流匀速流动循环，以保证循环管路内的水温均匀。为模拟真实的热流量测量状态，可使热水循环管路内的水温和恒温水箱内的水温保持一致，在80～85℃之间，冷水保持在室温或15～20℃之间。而将冷热水循环管路与流量测试管路分离开来也是为了避免互相干扰影响传感器测量的准确性。
称量采集单元3包括称重器31及其进出口控制阀；称重器31内设有第三液位传感器311和重量压力传感器312，称重器31的进口管路上依次设有第二温度传感器313和称量进口流量传感器314。重量压力传感器312用以对称重器内累积的恒温水的重量信号进行接收，重量信号在显示器上直接显示，同时还在控制器内部用来计算水流量，同时第二温度传感器313和称量进口流量传感器314也是用来监测进入称重器的水温和水流量。
所述温度传感器、压力传感器、液位传感器和流量传感器与信号传输处理单元4电连接。流量传感器的测量范围为(0.015～12)m3/h，温度传感器的测量范围为2K～130K，压力传感器的测量范围为(0～1)MPa。
如图2所示，图2为本实用新型热量表检定参数采集系统的信号传输示意图；信号传输处理单元4包括调理电路41、采样保持器42、A/D转换器43、多路模拟开关44和控制中心45。传感器接收各物理参数，将物理信号转换成电信号，传感器信号不能直接转换为数字信号，这是因为传感器输出是相当小的电压、电流或电阻变化，因此，在变换为数字信号之前必须进行信号调理。
调理电路41包括温度信号调理电路411、压力信号调理电路412、液位信号调理电路413和流量信号调理电路414。温度信号调理电路411包括依次连接的放大电路、线性化电路和补偿电路；压力信号调理电路412包括依次连接的放大电路、滤波器、线性化电路和补偿电路；液位信号调理电路413和流量信号调理电路414均包括依次连接的放大电路、滤波器、线性化电路和隔离电路。传感器输出的实际物理信号偏小，通过放大电路可以增加信号的分别率和敏感性，但在接收信号时需要尽可能靠近信号源或传感器，以避免噪声信号也被放大。经放大电路放大的电信号通过线性化电路进行线性化处理，形成线性化电信号，以减小测量信号误差。其中压力、液位、流量信号经放大后还需经过滤波器除去干扰信号，由于温度传感器的热电偶不产生噪声信号，因此温度信号可不经过滤波器处理。由于温度传感器中的热电偶是通过两种不同金属间的电压差来测量温度和采集数据，温度传感器采集数据时，在热电偶和数据采集设备连接头(终端)模块之间的连接处可能会产生另一种电压，如果不对这种附加的电压进行补偿，势必会引起实际测量电压的误差，因此需要经过冷端补偿来提高温度测量精度，压力传感器也同理。而液位和流量传感器接收的信号还需要隔离电路将干扰噪音和易被干扰的信号隔离开来，从而达到彻底的调理信号，使参数信号传输的信息更加准确。
控制中心45包括信号控制处理器451、显示器452、硬盘453和无线传输端口454；参数数字信号经信号控制处理器451处理后分别传输至显示器予以显示、传输至硬盘453予以保存和通过无线传输端口454传输至服务器。试验过程中可通过计算机采集显示试验管路的瞬时流量、管路的温度、管路压力，并通过软件显示，图形显示泵阀等部件，相应参数显示于实际测试点，一目了然。系统具备对试验数据自动采集和保存的功能，需要采集的数据有装置运行时间、流量、温度、压力等；默认数据采集存储间隔周期为10秒～30秒或者可根据用户的需求设置。为了保证数据存储的可靠性，系统对每天运行的数据进行备份，系统控制器记录的历史数据具有导出功能，历史数据可以按日期导出，格式为Excel或SQLite。且所述无线传输端口为远程数据传输端口，可通过互联网或GPRS向服务器上传实时运行数据及历史数据，实现通过PC端或手机端的远程监控无人值守功能。
所述传感器接收参数电信号并通过调理电路41调整后传输至采样保持器42储存，采样保持器42中的参数电信号经A/D转换器43转换成参数数字信号后传输至控制中心45，A/D转换器43和控制中心45之间设有多路模拟开关44，用于控制信号传输的通断。其中，采样保持器可起到临时存储传输信号的作用，配合多路模拟开关控制参数信号的传输顺序，以保证数据传输速度。所选用A/D转换器的型号为ADC0809。
经过优化后的信号可以更加准确地传输至控制中心，从而提高控制信号的准确度。采用本实用新型提供的参数采集系统的控制系统的检定装置可根据检定规程或检验规则的要求预先设置好检测点和检测状态，实现流量检测、温度检测、流量控制、阀门选择、电子秤(或标准表)读取、被检表的读取都采用计算机统一控制，实现检定过程的自动化。减少了检定时间，提高检定效率，适合大规模生产与检定。
需要声明的是，上述实用新型内容及具体实施方式意在证明本实用新型所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本实用新型保护范围的限定。本领域技术人员在本实用新型的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本实用新型的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种热量表检定参数采集系统，其特征在于，所述参数采集系统包括：供水采集单元(1)、测试采集单元(2)、称量采集单元(3)和信号传输处理单元(4)；其中，
供水采集单元(1)包括依次连通的恒温水箱(11)、变频输送泵(12)和稳压罐(13)；恒温水箱(11)内设有第一液位传感器(111)和第一温度传感器(112)，用来监测恒温水箱(11)的温度和液位，稳压罐(13)内设有第二液位传感器(131)，用来监测稳压罐(13)的液位，防止水满溢出，稳压罐(13)的出水口设有第一压力传感器(132)，用来监测稳压罐(13)出水口的水压稳定性；
测试采集单元(2)包括流量测试管路(21)、热水循环管路(22)和冷水循环管路(23)；流量测试管路(21)上依次设有待测热量表(211)、标准表(212)和第二压力传感器(213)，热水循环管路(22)上依次设有热水箱(221)、待测表进口温度传感器(222)和标准表进口温度传感器(223)，冷水循环管路(23)上依次设有冷水箱(231)、待测表出口温度传感器(232)和标准表出口温度传感器(233)；
称量采集单元(3)包括称重器(31)及其进出口控制阀；称重器(31)内设有第三液位传感器(311)和重量压力传感器(312)，称重器(31)的进口管路上依次设有第二温度传感器(313)和称量进口流量传感器(314)；
所述温度传感器、压力传感器、液位传感器和流量传感器与信号传输处理单元(4)电连接。
2.如权利要求1所述的参数采集系统，其特征在于，热水箱(221)和冷水箱(231)内均设有温度传感器和液位传感器，以监测水箱内的水温和水量，所述温度传感器和液位传感器与信号传输处理单元(4)电连接。
3.如权利要求1所述的参数采集系统，其特征在于，信号传输处理单元(4)包括调理电路(41)、采样保持器(42)、A/D转换器(43)、多路模拟开关(44)和控制中心(45)；所述传感器接收参数电信号并通过调理电路(41)调整后传输至采样保持器(42)储存，采样保持器(42)中的参数电信号经A/D转换器(43)转换成参数数字信号后传输至控制中心(45)，A/D转换器(43)和控制中心(45)之间设有多路模拟开关(44)，用于控制信号传输的通断。
4.如权利要求3所述的参数采集系统，其特征在于，调理电路(41)包括温度信号调理电路(411)、压力信号调理电路(412)、液位信号调理电路(413)和流量信号调理电路(414)。
5.如权利要求4所述的参数采集系统，其特征在于，温度信号调理电路(411)包括依次连接的放大电路、线性化电路和补偿电路。
6.如权利要求4所述的参数采集系统，其特征在于，压力信号调理电路(412)包括依次连接的放大电路、滤波器、线性化电路和补偿电路。
7.如权利要求4所述的参数采集系统，其特征在于，液位信号调理电路(413)和流量信号调理电路(414)均包括依次连接的放大电路、滤波器、线性化电路和隔离电路。
8.如权利要求3所述的参数采集系统，其特征在于，控制中心(45)包括信号控制处理器(451)、显示器(452)、硬盘(453)和无线传输端口(454)；参数数字信号经信号控制处理器(451)处理后分别传输至显示器予以显示、传输至硬盘(453)予以保存和通过无线传输端口(454)传输至服务器。
9.如权利要求1所述的参数采集系统，其特征在于，变频输送泵(12)为单台输送泵或多台输送泵并联工作。
10.如权利要求1所述的参数采集系统，其特征在于，流量测试管路(21)为多段并联管路，每段管路上均设有待测热量表和标准表，以满足同时检定多个热量表的需要。
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