專利名稱：熱量表檢定系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱量表檢定系統，尤其是一種采用標準表法、稱重法對熱量表的讀數、準確度進行精確的檢定系統。屬于儀器儀表檢測技術領域。
背景技術：
通常，對用水量的計量是采用水表來完成的，而對于熱水供熱量的計量卻是計量行業及供熱行業中的空白。近幾年來供熱行業本著受益越多付費越多的原則，開始了分戶供暖和供熱計量收費的改造工程。通過對各用戶的熱水管道加裝熱量表進行用熱計量的工作亦逐步開展起來。
由于供熱計量工作才剛剛開始，各熱量表生產廠家目前在對所生產的產品準確度及相關性能進行檢測的工作中，尚無有效的方法及手段；而熱量表的使用性能，尤其是其讀數的準確度關系到千家萬戶及供熱企業的切身利益，因此，熱量表計量性能的檢定及測量工作現已成為供熱計量收費改造工程的重點工作，急待獲得有效解決。
另外，對于質量監督部門來說，熱量表的測量準確度以及其他使用性能質量的檢測工作也隨著供熱計量收費的改造工程的開展被提到議事日程上來，如何對熱量表生產廠家的產品質量進行監督，同時，生產廠家如何確定自身的檢測設施的準確度并對其進行有根據的調整，也是目前急待解決的問題。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種熱量表檢定系統，該檢定系統可對被檢定熱量表的熱量讀數的準確度進行精確的測定，為產品質量檢測提供較好的手段和工具，保證熱量表符合標準。
本發明的另一目的在于提供一種熱量表檢定系統，能夠對熱量表的多項性能進行測量，如耐久性、耐壓性及流體壓力損耗性能進行準確的數值測定，并且使用操控方便、靈活。
本發明的又一目的在于提供一種熱量表檢定系統，為計量監督機構及生產廠家自身提供了對檢定系統本身進行精確的計量監測手段，使熱量表能夠在精確的檢定系統中得到檢定測量，由此，切實做到對產品質量的層層把關，保證了服務者與享用者的自身利益不受傷害。
本發明的目的是這樣實現的一種熱量表檢定系統，它包括第一循環管路、第二循環管路及系統測量控制裝置；所述的第一循環管路至少包括管道，管道中串設有第一測量管，該第一測量管上裝設有標準入口溫度傳感器；所述第一測量管的出口連接被檢表；所述第一循環管路中還設有第一流量傳感器，該第一流量傳感器設置在所述第一循環管路中，用以測量該循環管路中流體的流量值；所述第二循環管路包括管道及其中串設的第二測量管，該第二測量管上裝設有標準出口溫度傳感器；所述第二循環管路中還設有第二流量傳感器，該第二流量傳感器被設置在所述第二循環管路中，用以測量該管路中流體的流量值；所述系統測量控制裝置的信號端與上述各溫度傳感器、流量傳感器的信號端連接；當對被檢表進行檢定時，第一循環管路、第二循環管路通過其中的循環流體提供兩種溫度，模擬被檢表的實際使用環境場；標準入口溫度傳感器提供模擬入口溫度值；標準出口溫度傳感器提供模擬出口溫度值；第一流量傳感器、第二流量傳感器用于提供上述第一、第二循環管路中流體的流量值；上述溫度、流量數值的計算處理工作由系統測量控制裝置完成。
為使熱量表檢定系統的運行穩定、準確及自動化，在所述的第一測量管前端還依次串設有穩壓容器、一號泵、一號流體恒溫箱、第一流量控制閥及第一電磁閥；一號流體恒溫箱用于提供第一循環管路中流體的恒定溫度；一號泵提供流體的循環能量；穩壓容器保持所在循環管路穩定的流體壓力；第一流量控泵提供流體的循環能量；穩壓容器保持所在循環管路穩定的流體壓力；第一流量控制閥及第一電磁閥用于對第一循環管路流量的調節、循環的啟動與停止。
在所述的第二循環管路中還串設有二號流體恒溫箱、二號泵、第二流量控制閥及第二電磁閥；所述二號流體恒溫箱用于提供第二循環管路中流體的恒定溫度；二號泵提供循環能量；第二流量控制閥及第二電磁閥用于對第二循環管路中流體流量的調節、循環的啟動與停止。
另外，本實用新型所提供的檢定系統裝置還可以對被檢表的耐壓性能進行檢測，其實現方案為在所述的第一循環管路中設置用于提升該循環管路流體壓力的升壓缸，通過該升壓缸就可提供所需要的管道壓力。在設置升壓缸時，還可以進一步將一測溫管段與其出口連接，而該測溫管段的另一端與所述第一循環管路連接。通過升壓缸，可以對循環管路中的流體根據需要進行升壓，使被檢表處于加壓狀態，并對其耐壓性能進行測量。
根據上述技術方案，將第一循環管路、第二循環管路中所有電器設備的信號端均與系統測量控制裝置的信號端連接。系統測量控制裝置可以對系統中的設備運行狀況參數進行采集，并對設備的運行狀況進行控制，從而保證該系統處于較佳或檢定所需要的運行狀態。
由于在熱量表的檢定過程中需要對兩個循環管路中的流體進行加熱并保持溫度，而通常需要較高的溫度(如入口溫度90度，出口溫度60度)，所以在檢定的被檢表數量不多的情況下，為提高升溫速度，減少能量損耗，可以將第一循環管路、第二循環管路進行臨時調換，其方案是將所述的一號流體恒溫箱、二號流體恒溫箱設置成不同的容積。當被檢表的檢測數量少時，指定容積小的流體恒溫箱所在管路為第一循環管路(第一循環管路具有較高的溫度)，以降低能源的消耗。
本檢定系統裝置中，系統測量控制裝置中包括信號處理控制電路、顯示器、打印設備及操控按鍵；所述的信號處理控制電路與所述的信號端口連接；所述信號處理控制電路還與所述顯示器、打印設備及操控按鍵電氣連接；該信號處的參數信號，并接收人工輸入的控制指令信號，同時，將處理后的數據結果輸出到顯示器、打印設備，并將控制信號通過信號端口輸出到上述第一、第二循環管路中所設置設備的控制信號端，用以控制各項電器設備的運行狀態。
由于本系統采用模擬環境下的標準表法對被檢表進行檢定，所以，標準表的準確度對系統的檢定精度有這極大的影響。為保證熱量表檢定系統的精度，在所述的第一循環管路中還并設有用于校驗標準溫度傳感器、流量傳感器或被檢表的稱重回路。
該稱重回路包括一個或一個以上工作量器、電子稱、排出閥及排出管；工作量器的入口與上述第一循環管路連接；所述排出管通過排出閥將流體返回所述的第一循環管路；所述的電子稱設置在工作量器的下方。工作量器的入口處設置有換向器，所述換向器具有與第一循環管路連接的管以及與工作量器入口連接的管；通過該換向器實現向不同的工作量器中注入循環流體，以滿足不同的校驗或檢定要求。
為保證流體在注入工作量器的過程中不發生流體損失，所使用的換向器為迷宮式非接觸管連接器；該連接器為密封式，確保所稱重流體的質量與流經被檢表流體的質量一致。
通過上述技術方案可知，本檢定系統的檢定過程是將被檢表的入口、出口溫度傳感器分別放置在兩個具有不同溫度的環境場中，得到被檢表的讀數。同時，通過對設置在所述環境場中的標準溫度傳感器、流量計提供的參數進行計算得到標準熱量數值。再將被檢表讀數與標準熱量數值進行對比，就可以對被檢表的準確度進行檢定，并將誤差超出允許范圍的被檢表剔除。
本發明能夠對熱量表進行綜合檢測，從而有效地解決了熱量表生產廠家在對所生產的產品準確度及相關性能進行檢測工作中所存在的難題。其優點在于1、測量檢定準確因為采用了溫度可任意控制的標準恒溫流體及計算機數據采集運算處理系統，所以能夠得到被測表的準確檢定測量結果。
2、測量快速便捷本發明所提供檢定系統能夠同時對多個被檢表進行同時檢定，在該系統中，由于采用快速連接器和夾表器固定被檢表，使得檢定工作效率大大加快；同時，該方法及系統提供了被檢表數量在一定范圍內可隨意增加或減少的操作平臺，使該系統即能對多個被檢表同時檢定，又能對一個及幾個被檢表進行檢定，因此，操作上非常靈活，方便。
3、集多功能于一體本發明所提供的檢定系統不僅能夠對熱量表進行讀數準確性測定，而且還能對被測表的其他使用性能在同一個系統中完成全面檢測，同時，還能夠利用系統本身的電子稱量裝置對系統自身的測試檢定精確度進行自檢。
圖1為本發明的檢定原理圖；圖2為本發明一個具體實施例的系統構成示意圖；圖3為圖2所示實施例的信息數據處理流程圖；圖4為圖2所示實施例的系統測量控制裝置信號采集原理框圖。
具體實施例方式
本發明將諸多的新型機械加工工藝和數據采集運算處理程序相結合，并以熱交換量的計算原理(即通過對液體焓值在單位時間內變化的積分，以及載熱液體出入口處的溫差值在單位體積載熱液體變化的積分運算，求得載熱液體通過熱交換器而發生的與周圍環境的熱交換量)為理論基礎，提供了一種能夠對熱量表的各項性能指標進行準確測量的方法。
以下結合附圖及具體實施例對本發明所提供的方法及其檢測系統做進一步的說明。
圖1所示為本發明的工作原理圖，其中的流體為水，其過程如下首先，將被檢表11裝夾在第一循環管路1的裝夾被檢表管段12上；將該被檢表11出口溫度感應傳感器的探頭13設置在第二循環管路2上；將用于數據采集的標準入口溫度傳感器探頭14和流量傳感器15設置在第一循環管路上；將用于數據采集的標準出口溫度傳感器探頭22和輔助流量傳感器23設置在第二循環管路2上。
其次，通過第一循環管路1的加熱裝置16和第二循環管路2的加熱裝置21對循環水加熱，并使其各自溫度不同(第一循環管路1的水溫高，第二循環管路2的水溫低)。
然后，系統測量控制裝置4通過數據信息傳輸線31、32拾取標準入口、出口的溫度數據；通過信息線33、34分別拾取第一循環管路、第二循環管路的流量數據信息，進行運算處理，獲得標準熱損耗數據。
最后，將被檢表的讀數與標準熱損耗數據進行對比，其差值在允許范圍內，則該被檢表11為合格，否則為不合格。
上述檢定方法利用特定系統裝置對實際供熱系統進行環境模擬，通過對標準數據的采集及運算處理得到標準熱損耗數據，從而能夠采用比較方法對熱量表的實際計量能力進行檢定。
根據上述檢定方法，組成本發明所涉及的熱量表檢定系統一個較佳實施例，該實施例的原理結構如圖2所示。
該系統的第一循環管路5中串聯設置有具有自動加熱保溫裝置的高精度智能自動恒溫水槽51，具壓力傳感器的變頻泵52，專用測試管段53，裝夾表伸縮連接器54，標準高精度電磁流量計55，流量控制閥56和為保證循環水回路中的水壓穩定而設置的穩壓罐57，另外，為保證循環水的水質及減少由于泵的運轉振動所帶來的水壓不穩現象，回路中還設有過濾器58和減振水喉59。
專用測試管段53上可設置標準入口溫度傳感器，裝夾表伸縮連接器54上可靈活、快速裝夾被檢表。
本實施例還可以對被檢表進行型式檢定或專項性能檢測。在第一循環管路5中設置一個支路，該支路中連接一個測溫管段512，該測溫管段512的端部連接有用來提升管路水壓的升壓缸513。
該系統的第二循環管路6中也設有一個體積較小的高精度智能自動恒溫水槽61，專用測試管段63，具有壓力傳感器的變頻泵62。專用測試管段63上設置標準出口溫度傳感器。
本實施例中的系統測量控制裝置7與上述第一循環管路5、第二循環管路6分立設置，該裝置7中具有信號端71，該信號端71通過信號傳輸線與上述標準循環水回路中的入口、出口溫度傳感器及流量計的數據輸出信號線以及設備工作狀態信號輸出線連接，從而完成對數據信號的采集工作，同時，上述循環水回路中的各項設備裝置的控制線也連接到系統測量控制裝置7的信號端71，可以傳輸系統測量控制裝置7對各項設備的工作狀況的控制指令信號。
在對熱量表進行檢定時，首先將一個或多個被檢表通過裝夾表伸縮連接器54裝夾在第一循環管路5上，并將被檢表出口溫度傳感器的探頭設置在第二循環管路6的專用測試管段63上。
其次，對第一、第二循環水回路的水槽進行加熱，并使第一循環回路水溫高于第二循環回路水溫(如主回路為90度，輔助回路為60度)，打開電磁閥、開啟水泵并利用流量控制閥控制回路中水的流量，使其達到常用流量。
然后，通過系統測量控制裝置7采集標準出口、入口溫度以及流量參數，通過運算處理，顯示標準熱量損耗數據結果或打印。
最后，將被檢表的熱量讀數與標準熱量損耗數據進行對比，由于標準讀數來自于高精度電磁流量計及高精度出口、入口溫度傳感器的數據，因此其讀數精度遠遠高于被檢熱量表的讀數，所以在將兩種數據進行對比時，計算其差值，結果在允許的誤差范圍內時，該被檢表為合格，否則為不合格。
在上述對被檢表進行檢定中，第一、第二循環管路中的各項設備和裝置的工作狀態信息被輸入到系統測量控制裝置7中(如水箱溫度、水泵壓力等參數)，該系統測量控制裝置7根據人工設定的參數和采集的狀態數據，對整個系統進行實時控制，以確保檢定中的測量數據和計算結果準確無誤。
如圖3所示為本發明所提供實施例中系統測量控制裝置7對信號采集及數據處理的流程圖。
標準入口、出口溫度傳感器及流量傳感計所傳送的溫度數據信號、標準流量數據信號、恒溫水箱以及其他輔助設備所傳送的各種數據信號大部分為模擬量信號，故，上述信號首先進入系統測量控制裝置7中的數據調節轉換模塊，將模擬信號轉變為數字信號，該數字信號被傳送至控制運算單元。控制運算單元將獲得的數字信號進行分類、運算或調整后，將需要顯示的結果傳送到顯示模塊并通過顯示器輸出數值；將需要打印的數值信號傳送到打印機。在這個過程中，系統設備的工作狀態控制信號通過控制信號輸出模塊、信號輸出端口傳送到相應的系統設備控制信號輸入端。
圖4為系統測量控制裝置信號采集原理框圖。
圖中，標準入口溫度傳感器、標準出口溫度傳感器為高精度鉑電阻PT1000，該溫度傳感器的數值輸入到進水、回水管溫度測量模塊。第一循環管路、第二循環管路的流量信號進入流量測量模塊。大、小水箱的溫度測量傳感器是由兩組分別設置在兩個水箱中的高精度鉑電阻PT1000-1、PT1000-2組成。
在檢定中，被檢表安裝在測量管段上，以高精度流量計測量流經該管段的流量作為標準流量信號，以該測量管段上設置的標準溫度傳感器所測量的數值作為標準溫度值，再以被檢表流量測量脈沖數為檢測控制時間，將上述各傳感器的數據信號送入DI寄存模塊中，并進行數據的轉換后，通過開關量輸出模塊、數據總線傳送到計算機，按照設定的模式、方法進行計算，計算結果被送入顯示模塊進行數值顯示。
另外，由于系統測量控制裝置7可根據標準溫度傳感器的溫度數值自行判斷出、入口溫度(入口溫度高，出口溫度低)，所以第一、第二循環管路的水溫可以設置為主回路溫度低，輔助回路溫度高，以降低工作能源消耗，并快速開機檢定(當第二循環管路采用小水箱時，其加熱速度快，能量消耗少)。
上述實施例所述檢定系統不僅可以對熱量表進行熱損耗讀數誤差的測量檢定，還可以對熱量表或冷水表的常規性能進行檢測，如利用升壓缸可以對被檢表的壓力損耗、耐久性能、耐壓性能等進行檢測，故此，該檢定系統可用于對水表的型式定型檢定，其檢定工作按照國家有關規程標準進行。
再次參照圖2所示。本實施例還提供了對系統中標準表的測量精度進行檢測的輔助裝置。該裝置是由大工作量器8、小工作量器9、大電子稱82、小電子稱92組成。在所述大工作量器8、小工作量器9的入口上方設置有迷宮式換向器10，該迷宮式換向器10具有兩個出水口，并分別通過水管連接到大工作量器8、小工作量器9的入口。迷宮式換向器10的入口通過水管與第一循環管路5的轉換器11連通。大工作量器8、小工作量器9的底端分別設置有大排水閥81、小排水閥91并通過所述的大、小排水閥與主循環水箱51的回路連通。
當需要對標準表的精度進行測量檢定時，將一定流量的載熱流體注入指定的工作量器(如大工作量器8)，通過電子稱(如大電子稱82)對其進行稱重，并換算為體積，將所得到的體積值與流量數值換算的體積進行體積變化的積分計算，得到換算的熱量交換數值，這一熱量交換數值再與標準表測量數值經計算得到的標準熱量交換數值進行比較，就可獲得標準表讀數的準確度。利用這種稱重法，可以對系統進行參數調整，保持該檢定系統的測量精度，同時，也為計量監督執行部門提供了對生產企業測量系統的再檢定手段。
最后所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種熱量表檢定系統，其特征在于它包括第一循環管路、第二循環管路及系統測量控制裝置；所述的第一循環管路至少包括管道，管道中串設有第一測量管，該第一測量管上裝設有標準入口溫度傳感器；所述第一測量管的出口連接被檢表；所述第一循環管路中還設有第一流量傳感器，用以測量該循環管路中流體的流量值；所述第二循環管路包括管道及其中串設的第二測量管，該第二測量管上裝設有標準出口溫度傳感器；所述第二循環管路中還設有第二流量傳感器，用以測量該管路中流體的流量值；所述系統測量控制裝置的信號端與上述各溫度傳感器、流量傳感器的信號端連接；當對被檢表進行檢定時，第一循環管路、第二循環管路通過其中的循環流體提供兩種溫度，模擬被檢表的實際使用環境場；標準入口溫度傳感器提供模擬入口溫度值；標準出口溫度傳感器提供模擬出口溫度值；第一流量傳感器、第二流量傳感器用于提供上述第一、第二循環管路中流體的流量值；上述溫度、流量數值的計算處理工作由系統測量控制裝置完成。
2.根據權利要求1所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的第一測量管入口端外還通過管道串設有穩壓容器、一號泵、一號流體恒溫箱、第一流量控制閥及第一電磁閥；一號流體恒溫箱用于提供第一循環管路中流體的恒定溫度；一號泵提供流體的循環能量；穩壓容器保持所在循環管路穩定的流體壓力；第一流量控制閥及第一電磁閥用于對第一循環管路流量的調節、循環的啟動與停止。
3.根據權利要求1或2所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的第一測量管的出口連接有專用裝夾管段；所述被檢表通過該專用裝夾管段被串接在所述第一循環管路中。
4.根據權利要求1所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的第一循環管路中還設有用于提升該循環管路流體壓力的升壓缸，該升壓缸提供被檢表耐壓性能測量所需要的管道壓力。
5.根據權利要求4所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的升壓缸出口處與測溫管段的一端連接，該測溫管段的另一端與所述第一循環管路連接。
6.根據權利要求1所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的第二循環管路中還串設有二號流體恒溫箱、二號泵、第二流量控制閥及第二電磁閥；所述二號流體恒溫箱用于提供第二循環管路中流體的恒定溫度；二號泵提供循環能量；第二流量控制閥及第二電磁閥用于對第二循環管路中流體流量的調節、循環的啟動與停止。
7.根據權利要求1或2或4或6所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的第一循環管路、第二循環管路中所有電器設備的信號端均與系統測量控制裝置的信號端口連接，用以對兩個循環管路的運行狀況進行控制。
8.根據權利要求2或6所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的一號流體恒溫箱、二號流體恒溫箱具有不同的容積，可以根據被檢表的檢測數量，靈活指定第一或第二循環管路，以降低能源的消耗。
9.根據權利要求1所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的第一流量傳感器、第二流量傳感器為一個或一個以上的高精度電磁流量計，該流量計采用大量程電磁流量計與小量程電磁流量計并聯組合，為所述的系統控制裝置提供精確的流量數值。
10.根據權利要求2或6所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的一號泵、二號泵為適合高溫介質運行的非自吸、立式多級離心變頻泵。
11.根據權利要求1所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的系統測量控制裝置中包括信號處理控制電路、顯示器、打印設備及操控按鍵；所述的信號處理控制電路與所述的信號端連接；所述信號處理控制電路還與所述顯示器、打印設備及操控按鍵電氣連接；該信號處理控制電路采集上述第一循環管路、第二循環管路中溫度、流量、設備運行狀態的參數信號，并接收人工輸入的控制指令信號，同時，將處理后的數據結果輸出到顯示器、打印設備，并將控制信號通過信號端輸出到上述第一、第二循環管路中所設置設備的控制端，用以控制各項電器設備的運行狀態。
12.根據權利要求11所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的信號處理控制電路包括電源模塊、顯示控制模塊、信號采集模塊、信號調節模塊、信號輸出模塊、數據運算處理模塊；所述信號采集模塊與信號調節模塊連接；數據運算處理模塊的輸入端與信號調節模塊輸出端連接，輸出端與信號輸出模塊、顯示控制模塊連接；電源模塊為信號處理控制電路提供電力。
13.根據權利要求1所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的第一循環管路中還并設有用于校驗標準溫度傳感器、流量傳感器或被檢表的稱重回路。
14.根據權利要求13所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的稱重回路包括一個或一個以上工作量器、電子稱、排出閥及排出管；工作量器的入口與上述第一循環管路連接；所述排出管通過排出閥將流體返回所述的第一循環管路；所述的電子稱設置在工作量器的下方。
15.根據權利要求14所述的熱量表檢定系統，其特征在手所述的工作量器的入口處設置有換向器，所述換向器具有與第一循環管路連接的管以及與工作量器入口連接的管；通過該換向器實現向不同的工作量器中注入循環流體，以滿足不同的校驗或檢定要求。
16.根據權利要求14所述的熱量表檢定系統，其特征在于所述的換向器為迷宮式非接觸管連接器；該連接器為密封式，確保所稱重流體的質量與流經被檢表流體的質量一致。
全文摘要
一種熱量表檢定系統，它包括第一循環管路、第二循環管路及系統測量控制裝置；所述的第一循環管路至少包括管道，管道中串設有第一測量管，該第一測量管上裝設有標準入口溫度傳感器；所述第一測量管的出口連接被檢表；所述第一循環管路中還設有第一流量傳感器；所述第二循環管路包括管道及其中串設的第二測量管，該第二測量管上裝設有標準出口溫度傳感器；所述第二循環管路中還設有第二流量傳感器；本發明所提供的系統能夠對熱量表進行讀數準確性檢定，同時還能對被測表的其他使用性能進行檢測。
文檔編號G01K19/00GK1530640SQ0311962
公開日2004年9月22日 申請日期2003年3月17日 優先權日2003年3月17日
發明者何紹文, 李延鑫 申請人:大慶聯誼偉華高科技有限公司