热量测量原理

第八章热量测量热流密度的测量热量及冷量的测量第一节热流密度的测量热流密度：单位时间内通过单位面积的热量。tq两等温面温差，℃两等温面之间的距离，m。W/m2tq1．公式一．工作原理2．温差的测量采用热电偶tcE''cEtECcEq'带入热流密度公式，热电偶系数•C下降，对于相同的热流量q，升高，灵敏度增加。•C增加，对于相同的热流量q，减少，灵敏度下降。EE•实现的方法：串联热电偶。3．热流计系数C：当热流计有单位热电势输出时，通过它的热流量。'cC'c提高热阻降低C提高灵敏度的措施提高热电偶系数C’。tncEnE'二．构造：平板型、圆弧型。以平板型为例：选一块，厚度为1mm的环氧树脂玻璃纤维板，将中间挖空尺寸为100*100mm，挖下的这块剪成10*100mm的小条，作为热电堆基板，在这些热电堆基板上绕制热电堆，再用环氧树脂封于边框内，将热电堆串联起来，将两端头焊在接线片上，在平板两个端面上贴上涤纶薄膜作为保护层。三．热电堆的制作在基板上按一定间距绕以直径为0.07mm的康铜丝，将绕好的康铜丝的检测板一半浸在电镀槽中，测量范围：0～8360kJ/m2h使用范围：－40℃～150℃，极限200℃误差：6％热电堆式热流传感器框图四、安装：多点式热流计测定项目:热流和温度。测定范围:热流:0-±99999W/m2或kcal/m2h。温度:K型热电偶-200-1200°C。温度:T型热电偶-200-400°C。产品型号:HFM-215产品展商:鸿盛科仪有限公司1.便于携带和数据处理，体积小且重量轻2.5.5英吋彩色显示屏幕，可显示热流图型、棒状图型、数字显示等。3.六个频道的测定，可储存每一秒循环之数据，共27个小时。4.数据可储存在内藏式3.5吋软盘中。5.可通过标准的网络功能储存数据。6.具有网络卡和收发电子邮件功能。7.包含充电电池和AC电源。多点式热流计产品名称:便携式热流计产品型号:HFM-201测定项目:热流和温度。测定范围:热流:0-±9999W/m2或kcal/m2h。温度:K型热电偶-99.9-999.9°C。T型热电偶-199.9-400°C便携式热流计(HFM-201)1.热流值和温度可切换显示。2.温度感应器可切换成铬-铝热电偶或铜-铜镍电偶。3.包含TR-B热流感应器。4.可储存20组数据档案，总共100个数据。5.二种电源供应方式:干电池或AC电源。6.标准配件RS-232C界面。7.包括携带式外箱。8.可选购打印机。第二节热量及冷量的测量以热量表为例。Q＝∫Lm·△h·dt，一、热量表的技术现状主要包括叶轮式、超声波式和电磁式三种形式。叶轮式流量传感器因其测量原理和结构相对简单，价格较低，在户用表中普遍采用。国内外热量表叶轮式流量传感器对比结构形式小口径表：单流束干式；多流束干式；大口径表：多流束干式小口径表：单流束干式大口径表：多流束干式测量精度分界流量至最大流量±5%，分界流量以下至最小流量时±3%流量范围内≤±5%流量信号采集方式干簧管和磁性表针；动态的磁场导通率的变化，始动流量较高低压力损失较高低安装位置进水或回水回水国内外热量表积算仪对比国内国外热量计量方法焓值法K系数法。温度测量方法两线制、三线制、四线制。与左相同温度分辨率0.01℃～0.05℃0.01℃数据存储累积数据定时存储与左相同供电方式电池（5年），或交流电。与左相同通讯方式M-BUS总线，热量值脉冲输出，RS485总线等M-BUS总线，热量值脉冲输出，便携式读表机接口目前应用的主要测温敏感元件有PT电阻、热敏电阻和新型半导体测温元件。在热量表中常用的为PT1000、PT100和PT500作为配对温度传感器。无论采用何种形式的温度传感器，都需要正确配对，满足最小测量温差的要求。二、系统的硬件设计中央控制单元LCD液晶显示单元供回水温度测量室内温湿度测量流量检测单元流量控制EEPROM按键通讯端口硬件设计原理图1供水温度和回水温度的测量选用DALLAS公司生产的DS18B20单线数字温度传感器，这种传感器具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强等优点，可直接将温度信号转换成串行数字信号，通过一根输入口线与微处理器相连。VDDVDDVDD4.7k+5vμPDS18B20与微处理器接线图DS18B20DS18B20DS18B202室内温度、湿度测量选用SENSIRION公司的SHT71温度、湿度复合传感器，该传感器是该公司最新推出的数字化产品，直接输出数字信号，通过一根数据线与微处理器相连，因此可简化硬件电路设计。接口电路图电源引脚：供应电压在2.4～5.5V之间。串口时钟输入引脚（SCK）：同步微控制器和传感器之间的通信。数据引脚（DATA）：DATA三态引脚用来向设备输入、或输出数据。3、微处理器AT89C52微处理器是ATMEL公司生产的8位Flash单片机系列中的一种，主要性能有：（1）内部含有8kFlash，可进行1000次擦写操作；（2）内部含有256字节的RAM；（3）32条可编程的I/O线；（4）3个16位的定时器/计数器；（5）8级中断源；（6）可编程串行接口；（7）片内时钟振荡器。4、时钟电路——DS1302低功耗带RAM实时时钟DS1302与微处理器接线图μpP1.6P1.5P1.4RSTX1I/OX2SCLKVCC0GND5、数据存储接口电路采用ATMEL公司的AT24C02串行电可改写及可编程只读存储器E2PROM，其存储容量为2048位，即256字节。信息存取采用2线串行接口。5.1kΩ+5vupP2.4P2.5WPA0SCLA1SDAA2AT24C02与微处理器接线图5、显示电路设计——选用12864A液晶显示模块，AT89C5212864A12864A与AT89C52接线图BCLR热量表BCLR热量表1、PT1000测温更准。2、MSP430超低功耗MCU，斜率A/D方式，温度测量分辨率＜0.03℃，使温差测量精度接近传感器精度。3、热系数K动态校正，使热量计算准确4、热量、流量、累积流量、进回水温度、累积工作时间、欠电提示、故障显示等内容全面，功能提示完备。5、静态功耗＜0.5uA电池使用寿命≥5年。6、防磁抗干扰性能更加优异。7、水平安装或垂直安装，供水管、回水管任选8、具有数据远传接口（内置脉冲式接口，外置RS485接口，无线抄表）。型号单位BCLR-15BCLR-20BCLR-25BCLR-32BCLR-40流量m/h0.6/1.52.53.56.010最大流量m/h1.2/3.05.071220额定工作压力Mpa1.6电子积分仪/温度范围℃4-95湿度范围%3-90温度分辨率℃0.03焓值随温度变化工作环境条件℃A级5-55B级25-55显示KWH8位LCD液晶显示电源内部锂电池可工作5年以上IP65（分体）保护等级IP54（一体）温度传感器电缆长度1.5m/3.0m传感器类型PT1000配对精度℃0.1能量测量准确度等级2级/3级（参照热能表标准能量精度）第三节蒸汽热量的测量瞬时热量121)(mhhhqQvdhqQv1'累积热量H2为凝水焓值较小，可忽略湿蒸汽热量：dhqxQv10'干度修正系数xxx)56.056.1(09.0x湿蒸汽干度