专利名称：测量供暖热量的热量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量供暖热量的热量计，具体的说是一种采用直射式超声波流量计、测温传感器和二次仪表组成的测量供暖热量的热量计。
背景技术：
用于测量供暖热量计量的热量计(又名热量表)工作原理都是分别测量暖气水的流量和入水、出水之间的温度差，再换算出供热量。如图1所示，热量测量工作原理主要采用热量计，测量在热交换环路中，载热液体吸收或转换热能的仪器，既能测量供热系统的供热量又能测量供冷系统吸热量。一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管，流量计安装在流体入口或回流管上，流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出温差模拟信号，热量表采集三路传感器的信号，利用积算公式算出热量。Q = qm (hf_hr) = qv (Cpf P f θ f-Cpr P r θ r)Q为释放的热量；qv、qffl为瞬时体积流量和瞬时质量流量；h为进出口焓；Cpf和。 为入口和出口的定压比热容；ef、为入口与出口的温度；P为密度。0、!1、(^和(^可在公知的技术手册内查到，此处不再赘述。目前用于测量供暖热量计量的热量计中，温度传感器都是采用PT1000热电阻，流量计主要有机械叶轮式和超声波式。现有的用于测量供暖热量计量的热量计中的超声波流量计，采用的是反射式结构 (如附图2所示)。两个超声波换能器分别安装在测量管道的上游和下游的顶部。先是上游超声波换能器1’发出超声波信号，打到上游反射体3’的反射面上，再反射到下游反射体 4’的反射面上，再反射到下游超声波换能器2’上被下游超声波换能器接收，就可以测量出渡越时间T1 ；随后下游超声波换能器2’发出超声波信号，打到下游反射体4’的反射面上， 再反射到上游反射体3’的反射面上，再反射到上游超声波换能器1’上被上游超声波换能器1’接收，就可以测量出渡越时间T2。根据1\和1~2的差ΔΤ，就可以计算出流速和流量。 这里的计算方法可在公知的技术手册内查到，此处不再赘述。反射式结构的超声波流量计对水质的要求较高。而暖气水因为是循环水，而且每年大约是循环使用4个月后就停用8个月，因此水中含有大量杂质(主要是铁锈和添加剂)，所以比较脏。当杂质日积月累粘附在反射体的反射面上时，就会使反射面不再平滑， 造成超声波的散射和方向偏离，使接收换能器不能接收到发射换能器发出的超声波信号， 从而造成测量失败。所以，采用反射式结构的超声波流量计的热量计其工作状态是不稳定的。反射体设置在测量管道中央部位，会对暖气水的流动产生阻力，不但会影响流场分布而使测量精度下降，而且极大增加了供水泵的负荷。同时，当杂质日积月累粘附在换能器的发射面或接收面上时，会造成超声波的能量衰减，也使接收换能器不能接收到发射换能器发出的超声波信号，从而造成测量失败。
发明内容本发明提供一种测量供暖热量的热量计，热量计中的采用直射式结构的超声波流量计，可以解决上述问题。本发明的目的是通过以下技术方案来实现测量供暖热量的热量计，包括直射式超声波流量计、测温传感器，所述直射式超声波流量计包括一直段测量管道，在测量管道上按照水流方向安装相对的两个超声波换能器，分别为上游超声波换能器和下游超声波换能器，所述上游超声波换能器和下游超声波换能器之间的超声波传输方向与测量管道的轴呈一个倾斜的锐角。采用直射式超声波流量计测量暖气水流量，从而根据暖气水流量和入水、出水的温度差计算出暖气的供热量，并且在测量过程中不需要反射式超声波流量计中的反射体。 由于测量管道内没有任何对流动产生阻力的阻碍物，同时有效克服了因污物粘附在反射体上而造成的超声波散射，消除了信号不稳而引起的测量失败。进一步的，所述两个超声波换能器的表面喷涂有防粘附材料的涂层，所述防粘附材料优选氟塑料；所以不会粘附污物，有效克服了因污物粘附在超声波换能器表面而造成的超声波能量衰减或散射，消除了信号不稳而引起的测量失败。或者可选择的，所述两个超声波换能器采用轴向安装或侧向安装。所述直射式超声波流量计的超声波换能器在小口径时采用侧向装入方式安装，解决了在小口径时受安装长度限制而无法沿轴向安装的问题。两个超声波换能器分别安装在测量管道的水平方向直径剖面上斜向相对放置于所述测量管道的两侧。先是上游超声波换能器发出超声波信号，直接打到下游超声波换能器上被下游超声波换能器接收，就可以测量出渡越时间Tl ；随后下游超声波换能器发出超声波信号，直接打到上游超声波换能器上被上游超声波换能器接收，就可以测量出渡越时间τ2。根据1\和1~2的差ΔΤ和超声波传输方向与水流方向的夹角Θ，就可以计算出流速和流量。这里的计算方法可在公知的技术手册内查到，此处不再赘述。直射式超声波流量计没有反射体，所以没有因粘附造成超声波的散射和方向偏离现象，从而保证了热量计的稳定测量，对暖气水的流动不会产生阻力，不影响流场分布，保证了测量精度，不增加供水泵的负荷。同时，当杂质日积月累粘附在换能器的发射面或接收面上时，会造成超声波的能量衰减，也使接收换能器不能接收到发射换能器发出的超声波信号，从而造成测量失败。本实用新型中采用的超声波换能器表面喷涂有氟塑料(英文名称TEFL0N，译音特氟龙)或其它防粘附材料的涂层，有效避免了杂质粘附在换能器的发射面或接收面上， 不会造成超声波的能量衰减，保证了测量正常进行。
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。图1是热量计测量工作原理图。图2是现有热量计中的采用反射式结构的超声波流量计示意图。图3是本实用新型所述热量计测量工作原理图。图4是本实用新型所述的热量计中的采用直射式结构的超声波流量计示意图。[0027]图5是本实用新型所述的超声波流量计的径向安装方式示意图。图6是本实用新型所述的超声波流量计的侧向安装方式示意图。
具体实施方式
如图3-4所示，测量供暖热量的热量计，包括直射式超声波流量计5、测温传感器 2，所述直射式超声波流量计包括一直段测量管道，在测量管道上按照水流方向安装相对的两个超声波换能器，分别为上游超声波换能器1和下游超声波换能器3，所述上游超声波换能器1和下游超声波换能器3之间的超声波传输方向与测量管道的轴呈一个倾斜的锐角。采用直射式超声波流量计测量暖气水流量，从而根据暖气水流量和入水、出水的温度差计算出暖气的供热量，并且在测量过程中不需要反射式超声波流量计中的反射体。 由于测量管道内没有任何对流动产生阻力的阻碍物，同时有效克服了因污物粘附在反射体上而造成的超声波散射，消除了信号不稳而引起的测量失败。进一步的，所述两个超声波换能器的表面喷涂有氟塑料或其它防粘附材料的涂层；所以不会粘附污物，有效克服了因污物粘附在超声波换能器表面而造成的超声波能量衰减或散射，消除了信号不稳而引起的测量失败。如图5-6所示，可选择的，所述两个超声波换能器采用轴向安装或侧向安装。所述直射式超声波流量计的超声波换能器在小口径时采用侧向装入方式安装，解决了在小口径时受安装长度限制而无法沿轴向安装的问题。两个超声波换能器分别安装在测量管道的水平方向直径剖面上斜向相对放置于所述测量管道的两侧。先是上游超声波换能器发出超声波信号，直接打到下游超声波换能器上被下游超声波换能器接收，就可以测量出渡越时间T1 ；随后下游超声波换能器发出超声波信号，直接打到上游超声波换能器上被上游超声波换能器接收，就可以测量出渡越时间τ2。根据1\和1~2的差ΔΤ和超声波传输方向与水流方向的夹角Θ，就可以计算出流速和流量。这里的计算方法可在公知的技术手册内查到，此处不再赘述。直射式超声波流量计没有反射体，所以没有因粘附造成超声波的散射和方向偏离现象，从而保证了热量计的稳定测量，对暖气水的流动不会产生阻力，不影响流场分布，保证了测量精度，不增加供水泵的负荷。同时，当杂质日积月累粘附在换能器的发射面或接收面上时，会造成超声波的能量衰减，也使接收换能器不能接收到发射换能器发出的超声波信号，从而造成测量失败。本实用新型中采用的超声波换能器表面喷涂有氟塑料(英文名称TEFL0N，译音特氟龙)或其它防粘附材料的涂层，有效避免了杂质粘附在换能器的发射面或接收面上， 不会造成超声波的能量衰减，保证了测量正常进行。
权利要求1.测量供暖热量的热量计，其特征在于，包括直射式超声波流量计、测温传感器，所述直射式超声波流量计包括一直段测量管道，在测量管道上按照水流方向安装相对的两个超声波换能器，分别为上游超声波换能器和下游超声波换能器，所述上游超声波换能器和下游超声波换能器之间的超声波传输方向与测量管道的轴呈一个倾斜的锐角。
2.根据权利要求1所述的测量供暖热量的热量计，其特征在于，所述两个超声波换能器的表面喷涂有防粘附材料的涂层。
3.根据权利要求2所述的测量供暖热量的热量计，其特征在于，所述两个超声波换能器的表面喷涂有氟塑料的涂层。
4.根据权利要求1所述的测量供暖热量的热量计，其特征在于，所述两个超声波换能器采用轴向安装。
5.根据权利要求1所述的测量供暖热量的热量计，其特征在于，所述两个超声波换能器采用侧向安装。
专利摘要测量供暖热量的热量计，包括直射式超声波流量计、测温传感器，所述直射式超声波流量计包括一直段测量管道，在测量管道上按照水流方向安装相对的两个超声波换能器，分别为上游超声波换能器和下游超声波换能器，所述上游超声波换能器和下游超声波换能器之间的超声波传输方向与测量管道的轴呈一个倾斜的锐角。直射式超声波流量计没有反射体，所以没有因粘附造成超声波的散射和方向偏离现象，从而保证了热量计的稳定测量，对暖气水的流动不会产生阻力，不影响流场分布，保证了测量精度，不增加供水泵的负荷。
文档编号G01K17/10GK202024840SQ20112009110
公开日2011年11月2日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者李晶, 陈贤在 申请人:李晶, 陈贤在