專利名稱：便攜式換熱器傳熱系數在線測量儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于煉油、化工等熱工測量的智能化儀器。
在不影響生產流程的情況下，隨時測定換熱器傳熱系數，對確保設備良好的運行狀態，制定合理的清洗方案，提高生產率及換熱器研制工作等均有重要的意義。
在國內，目前尚無測量換熱器傳熱系數的儀器。一般采用間接測量手工推算的方法，費時、費工，效率低，誤差大。在國外，對測試換熱器的性能，美國BABCOCK＆WILCOX公司做了一些工作，該公司設計了一種置于實驗室的換熱器性能測定裝置，是測定換熱器換熱表面的污垢系數。配置了一套模擬系統，機構繁多，成本高，并且不能在現場直接進行測定。針對上述問題，研制了便攜式換熱器傳熱系數在線測量儀。
本發明由檢測系統［1］和［2］，數據采集系統［3］，計算機系統［4］、［5］、［6］、［7］，按圖［1］箭頭表示的連接方式連接和組裝。
檢測系統由外接的溫度檢測元件、信號變換單元［1］和電流／電壓轉換板［2］組成；數據采集系統由A／D轉換器［3］組成；計算機系統由計算機［4］、打印機［5］、顯示單元［6］及打印控制板［7］組成。
圖［2］所示本發明各部分具體的連線關系。
本發明溫度檢測元件將獲得換熱器冷流進出口溫度t1、t2，及熱流進出口溫度T1、T2，通過信號變換單元如圖［3］所示Tt1的四個單元，將其變換成1～5V的直流電壓信號接入A／D轉換器；電流／電壓轉換板將外接的流量計的輸出電流信號轉換成電壓信號接入A／D轉換器。計算機通過S－100總線與A／D轉換器、微型點陣式打印機聯絡。在計算機控制下，A／D轉換器將電壓信號轉換為數字量，輸入計算機，經軟件處理，計算傳熱系數。由計算機和打印控制板控制打印機瞬時打印傳熱系數，并顯示傳熱系數。
計算機上除2K字節的監控程序外，還有4K字節的應用程序，固化在兩片2716中。其間包括數據采集、數字濾波、工程量變換、計算程序以及顯示、打印程序等。K值的計算按下式K＝G×d×C ((t2－t1))/(F×△T)△T =(T1- t2) - (T2- t1)lnT1- t2T2- t1×Fr]]>G－流量
C－介質比熱t1－冷流進口溫度d－介質重度t2－冷流出口溫度F－換熱面積T1－熱流進口溫度Fr－修正系數T2－熱流出口溫度當有相變時，K值接下式計算K＝G×d× ((I2－I1))/(F×△T)I1、I2－流體熱焓值其中，c、d、F、Fr、I1、I2由鍵盤輸入即可。
本發明組成本質安全防爆系統。該系統為在危險場合工作的現場儀表和安全場合工作的儀表部分之間配置了有源防爆式安全保護器，對在危險場合工作的傳感器，無論在正常狀態和事故狀態下都不輸送足以引起爆炸的電能。
便攜式換熱器傳熱系數在線測量儀，制造加工簡單，體積小，造價低，使用方便，具有防爆、遠傳、便攜、在線測量的特點，適用于不同形式規格換熱器傳熱系數的測量。
實施例檢測系統采用WZB－220BA2鉑熱電阻溫度檢測元件和具有本質安全型1系列5251－3106型溫度變送器，以及把4～20毫安電流轉換成1～5伏電壓的轉換板；數據采集系統采用ADC0809等芯片組成的A／D轉換器；計算機系統采用TP801單板機和一個微型點陣式打印機，打印控制板由74SN00等芯片組成，顯示單元為TP801自帶。各系統按圖［2］組成，并且配以相應的計算機程序，在計算機控制下，便可測定傳熱系數。
圖［4］所示該儀器的儀表結構。打印機出紙孔［8］，傳熱系數顯示屏［9］，電壓電流顯示［10］，儀器開關、操作顯示［11］，流量計、鉑熱電阻信號插座［12］，電源電壓調節器［13］，打印控制開關［14］。
便攜式換熱器傳熱系數在線測量儀將有關的參數如溫度、流量在同一時刻被測取，在輸入待測換熱器表面積、管徑、修正系數、比熱、重度、熱焓值等常數后，計算機按要求運算，顯示、打印傳熱系數。整個操作過程在幾分鐘內即可完成。
權利要求1.一種便攜式換熱器傳熱系數在線測量儀，其特征在于將檢測系統、數據采集系統和計算機系統結于一體。檢測系統由外接的溫度檢測元件、信號變換單元及電流/電壓轉換板組成；數據采集系統由A/D轉換器組成；計算機系統由計算機、打印機、顯示單元和打印控制板組成。其中檢測系統[1]、[2]與數據采集系統[3]相連，[3]再與計算機系統的[4]相連，[4]分別與計算機系統的[5]、[6]、[7]相連。
2.根據權利要求1所述該測量儀，其特征在于檢測系統采用WZB－220BA2鉑熱電組和具有本質安全型1系列5251－3106型溫度變送器，及將4～20毫安電流轉換成1～5伏電壓的轉換板；數據采集系統采用ADC0809等芯片組成的A／D轉換器；計算機系統采用TP801單板機、微型點陣式打印機、74SN00等芯片組成的打印控制板組成。
3.根據權利要求所述該測量儀，其特征在于采用本質安全防爆型溫度變送器，檢測系統外接的檢測元件與信號變換單元之間配置了有源防爆式安全保護器。
4.根據權利要求1所述該測量儀，其特征在于測量換熱器有關溫度、流量參數，采用以下公式計算傳熱系數K值K＝G×d×C ((t2－t1))/(F×△T)△T =(T1- t2) - (T2- t1)lnT1- t2T2- t1×Fr]]>G－流量C－介質比熱t1－冷流進口溫度d－介質重度t2－冷流出口溫度F－換熱面積T1－熱流進口溫度Fr－修正系數T2－熱流出口溫度當有相變時，K值接下式計算K＝G×d× ((I2－I1))/(F×△T)I1、I2－流體熱焓值
專利摘要一種便攜式換熱器傳熱系數在線測量儀，它是由檢測系統，數據采集系統和計算機系統組成。檢測系統由檢測元件、信號變換單元及電流/電壓轉換板組成；數據采集系統由A/D轉換器組成。計算機采集溫度和流量參數，經過處理，計算、顯示、打印出傳熱系數。依據傳熱系數，來確定換熱器的品質。
文檔編號G01N25/18GK2035085SQ8820237
公開日1989年3月29日 申請日期1988年3月25日 優先權日1988年3月25日
發明者鮑偉, 鐘文, 郭春嫄 申請人:國家機械委蘭州石油機械研究所