专利名称：便携式换热器传热系数在线测量仪的制作方法
技术领域：
本发明属于炼油、化工等热工测量的智能化仪器。
在不影响生产流程的情况下，随时测定换热器传热系数，对确保设备良好的运行状态，制定合理的清洗方案，提高生产率及换热器研制工作等均有重要的意义。
在国内，目前尚无测量换热器传热系数的仪器。一般采用间接测量手工推算的方法，费时、费工，效率低，误差大。在国外，对测试换热器的性能，美国BABCOCK＆WILCOX公司做了一些工作，该公司设计了一种置于实验室的换热器性能测定装置，是测定换热器换热表面的污垢系数。配置了一套模拟系统，机构繁多，成本高，并且不能在现场直接进行测定。针对上述问题，研制了便携式换热器传热系数在线测量仪。
本发明由检测系统［1］和［2］，数据采集系统［3］，计算机系统［4］、［5］、［6］、［7］，按图［1］箭头表示的连接方式连接和组装。
检测系统由外接的温度检测元件、信号变换单元［1］和电流／电压转换板［2］组成；数据采集系统由A／D转换器［3］组成；计算机系统由计算机［4］、打印机［5］、显示单元［6］及打印控制板［7］组成。
图［2］所示本发明各部分具体的连线关系。
本发明温度检测元件将获得换热器冷流进出口温度t1、t2，及热流进出口温度T1、T2，通过信号变换单元如图［3］所示Tt1的四个单元，将其变换成1～5V的直流电压信号接入A／D转换器；电流／电压转换板将外接的流量计的输出电流信号转换成电压信号接入A／D转换器。计算机通过S－100总线与A／D转换器、微型点阵式打印机联络。在计算机控制下，A／D转换器将电压信号转换为数字量，输入计算机，经软件处理，计算传热系数。由计算机和打印控制板控制打印机瞬时打印传热系数，并显示传热系数。
计算机上除2K字节的监控程序外，还有4K字节的应用程序，固化在两片2716中。其间包括数据采集、数字滤波、工程量变换、计算程序以及显示、打印程序等。K值的计算按下式K＝G×d×C ((t2－t1))/(F×△T)△T =(T1- t2) - (T2- t1)lnT1- t2T2- t1×Fr]]>G－流量
C－介质比热t1－冷流进口温度d－介质重度t2－冷流出口温度F－换热面积T1－热流进口温度Fr－修正系数T2－热流出口温度当有相变时，K值接下式计算K＝G×d× ((I2－I1))/(F×△T)I1、I2－流体热焓值其中，c、d、F、Fr、I1、I2由键盘输入即可。
本发明组成本质安全防爆系统。该系统为在危险场合工作的现场仪表和安全场合工作的仪表部分之间配置了有源防爆式安全保护器，对在危险场合工作的传感器，无论在正常状态和事故状态下都不输送足以引起爆炸的电能。
便携式换热器传热系数在线测量仪，制造加工简单，体积小，造价低，使用方便，具有防爆、远传、便携、在线测量的特点，适用于不同形式规格换热器传热系数的测量。
实施例检测系统采用WZB－220BA2铂热电阻温度检测元件和具有本质安全型1系列5251－3106型温度变送器，以及把4～20毫安电流转换成1～5伏电压的转换板；数据采集系统采用ADC0809等芯片组成的A／D转换器；计算机系统采用TP801单板机和一个微型点阵式打印机，打印控制板由74SN00等芯片组成，显示单元为TP801自带。各系统按图［2］组成，并且配以相应的计算机程序，在计算机控制下，便可测定传热系数。
图［4］所示该仪器的仪表结构。打印机出纸孔［8］，传热系数显示屏［9］，电压电流显示［10］，仪器开关、操作显示［11］，流量计、铂热电阻信号插座［12］，电源电压调节器［13］，打印控制开关［14］。
便携式换热器传热系数在线测量仪将有关的参数如温度、流量在同一时刻被测取，在输入待测换热器表面积、管径、修正系数、比热、重度、热焓值等常数后，计算机按要求运算，显示、打印传热系数。整个操作过程在几分钟内即可完成。
权利要求1.一种便携式换热器传热系数在线测量仪，其特征在于将检测系统、数据采集系统和计算机系统结于一体。检测系统由外接的温度检测元件、信号变换单元及电流/电压转换板组成；数据采集系统由A/D转换器组成；计算机系统由计算机、打印机、显示单元和打印控制板组成。其中检测系统[1]、[2]与数据采集系统[3]相连，[3]再与计算机系统的[4]相连，[4]分别与计算机系统的[5]、[6]、[7]相连。
2.根据权利要求1所述该测量仪，其特征在于检测系统采用WZB－220BA2铂热电组和具有本质安全型1系列5251－3106型温度变送器，及将4～20毫安电流转换成1～5伏电压的转换板；数据采集系统采用ADC0809等芯片组成的A／D转换器；计算机系统采用TP801单板机、微型点阵式打印机、74SN00等芯片组成的打印控制板组成。
3.根据权利要求所述该测量仪，其特征在于采用本质安全防爆型温度变送器，检测系统外接的检测元件与信号变换单元之间配置了有源防爆式安全保护器。
4.根据权利要求1所述该测量仪，其特征在于测量换热器有关温度、流量参数，采用以下公式计算传热系数K值K＝G×d×C ((t2－t1))/(F×△T)△T =(T1- t2) - (T2- t1)lnT1- t2T2- t1×Fr]]>G－流量C－介质比热t1－冷流进口温度d－介质重度t2－冷流出口温度F－换热面积T1－热流进口温度Fr－修正系数T2－热流出口温度当有相变时，K值接下式计算K＝G×d× ((I2－I1))/(F×△T)I1、I2－流体热焓值
专利摘要一种便携式换热器传热系数在线测量仪，它是由检测系统，数据采集系统和计算机系统组成。检测系统由检测元件、信号变换单元及电流/电压转换板组成；数据采集系统由A/D转换器组成。计算机采集温度和流量参数，经过处理，计算、显示、打印出传热系数。依据传热系数，来确定换热器的品质。
文档编号G01N25/18GK2035085SQ8820237
公开日1989年3月29日 申请日期1988年3月25日 优先权日1988年3月25日
发明者鲍伟, 钟文, 郭春嫄 申请人:国家机械委兰州石油机械研究所