专利名称：一种流体热量表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于采暖或供热系统流体热量计量的热量表。
背景技术：
为节约能源、保护环境，保证供暖事业可持续发展，我国室内冬季采暖将由一户一阀，逐步向按户供热计量过渡。目前，已有的热量计量技术有电子和机械两大类，电子类计量精确但造价较高，机械类生产成本低但计量精度有待提高。根据目前我国国情，供暖系统建设和改造当首推机械类热量计量仪器。
中国实用新型专利申请号89206329，其公开/公告号2083312提供了一种摩擦轮式流体热量表，其特征是由四部分机构组成a、测流体流量(质量)机构；b、测温机构；c、机械转换机构；d、计数显示机构。该实用新型是将四部分机构合为一体，安装在一个表体内，连接传动过程是叶轮由流体驱动运转，经叶轮轴、减速轮组传递给摩擦盘，再由摩擦盘驱动受双金属片控制的摩擦轮，通过与摩擦轮同轴安装的齿轮组将摩擦轮的转数记录在计数显示器中，计数显示器可直接显示出流体的散热量值。
该实用新型的测温机构中采用了双金属片作为热敏元件，在两束待测温流体的温差不大的情况下，因双金属片的相对变形量较小，该温度检测系统难以作出灵敏的反应，因而难以获得较精确的热量计量值。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种计量精度较高的机械类热量表。
本实用新型的目的是这样实现的热量计量中关心的是两束流体的温差值而不是温度；气、液、固三态物体在相同的体积下，热敏反应程度最大的是气体。用气体作为热敏介质的流体温差传感器替代双金属片测温机构，以获得较高计量精度的新型热量表。
本实用新型由安装在同一表壳内的三个部分机构和一个流体温差传感器四部分合为一体构成的。三个部分机构分别是a、测流体流量机构由叶轮、传动轴、减速轮组构成；b、机械转换机构由摩擦盘、摩擦轮和固联于摩擦轮的细长轴构成；c、计数显示机构由滑移齿轮组和计数显示器构成。连接传动过程是叶轮由待测流体驱动运转，经叶轮轴、减速轮组传递给摩擦盘，再由摩擦盘驱动受流体温差传感器制约或控制的摩擦轮，通过与摩擦轮同轴安装的滑移齿轮组将摩擦轮的转数记录在计数显示器中，计数显示器可显示出待测流体散热量的标定值。
流体温差传感器，是实时检测并传递两束待测温流体温差值的装置，由一对气体温度传感器分别作用在同一细长轴的两端构成。气体温度传感器由导管以及与其密闭联通的金属盒、充/放气阀、软质弹性波纹管以及与波纹管的密封端外侧固联的定心垫片组成。细长轴的端部接触并抵紧在气体温度传感器的波纹管端部定心垫片的轴心上，使波纹管预置在弹性压缩状态，保证发生的变形在弹性极限内。两个气体温度传感器的导管与细长轴三者的轴线共线设置并水平安装。气体温度传感器在使用前，金属盒内要充填等量、同种气体(氢气、氧气、空气)后密封。
细长轴受轴向合力为零时，处于静止状态。当两金属盒所在腔体的待测流体的温度相同时，两金属盒内的气体压强相同，作用在两个软质弹性波纹管端部内侧的压力相等，细长轴受平衡的轴向力处于静止状态；当右侧金属盒所在腔体内流体的温度升高时(左侧腔体温升、右侧腔体温降时原理相同)，金属盒内的气体因受热膨胀，在近似等容变化状况下，气体的压强将相应增大，作用在定心垫片内侧的压力增大，细长轴受的轴向合力向左，细长轴向左移动，直至串联于细长轴上的两个波纹管产生的反弹力增量与其平衡为止，此刻，细长轴再次处于静止状态。细长轴两次静止状态产生的位移即是两金属盒所在腔体待测温流体温度差的标定值。
以下对流体温差传感器的检测原理予以定量说明设在两腔流体的温度相同时，金属盒及其联通体内气体的体积为V、压强为P、金属盒外围流体温度为T、气体常数为G，根据理想气体状态方程有PV＝GT，当右腔体内流体温升ΔT时，气体按近似等容变化有ΔPV＝GΔT，设波纹管密封端内侧的受压面积为S，则作用在波纹管密封端内侧的压力增量为ΔF＝SΔP＝SGΔT/V。左、右两个波纹管在使用前被预置在压缩态且在弹性变形之内，设两个波纹管串联后总刚度系数为K，由于右腔流体温升，操纵杆水平左移的位移量ΔL，则ΔL＝ΔF/K＝(SG/KV)ΔT，即操纵杆的轴向移动量(位移)与两腔流体的温差成正比。操纵杆的轴向位移量即是当前两腔流体温差的标定值，通过对操纵杆的轴向位移量的测定，达到对两腔流体温差测定的目的。
流体温差传感器使用的热敏介质是气体，与固体和液体相比，热敏幅度大，反应灵敏，可以对较小的温差变化作出反应，获得较高的温差测量精度。
图1是根据本实用新型提出的流体热量表的工作原理图。
具体实施方式
结合图1详细说明本实用新型提出的一种流体热量表的细节及工作情况。
本实用新型设置了三个部分机构和一个流体温差传感器四部分合为一体，安装在同一表壳(5)内。三个部分机构是a、测流体流量机构叶轮(16)、传动轴(15)、减速轮组(14)；b、机械转换机构摩擦盘(1)、摩擦轮(2)、细长轴(3)；c、计数显示机构滑移齿轮组(6)、计数显示器(4)。流体温差传感器由细长轴(3)及一对气体温度传感器构成。气体温度传感器包括导管(10)以及与其密封联通的金属盒(9)、充/放气阀(7)、软质弹性波纹管(11)、与波纹管(11)密封端外侧固联的定心垫片(12)。细长轴(3)的端部接触并抵紧定心垫片(12)，使软质弹性波纹管(11)处于压缩状态并保证变形在弹性极限内。两个导管(10)与细长轴(3)三者的轴线共线设置并水平安装。使用前将等量、同种气体通过充/放气阀(7)填充到金属盒(9)中并密封。在腔体(8)未通流前，调整充/放气阀(7)使摩擦轮(2)对准摩擦盘(1)的回转中心。流体温差传感器的功用是实时检测并传递两个腔体(8)中待测温流体的温差值。当腔体(8)内两束流体的温度相同时，两个金属盒(9)内气体的压强相同，作用在细长轴(3)两端的轴向压力相等，使细长轴(3)轴力平衡而处于静止状态；当某一腔体(8)流体的温度升高时(降低时原理相同)，该金属盒(9)内的气体因热膨胀，盒内气体的压强增大，与金属盒(9)联通的波纹管(11)的密封端内侧压力增大，这个压力增量通过定心垫片(12)作用在细长轴(3)的端部，使细长轴(3)产生定向移动，直至两个串联波纹管(11)产生的反向弹力增量与气体压力增量相等为止，细长轴(3)因轴力平衡而再次处于静止状态。细长轴(3)两次静止状态产生对应的位移量直接传递给与其固联的摩擦轮(2)，带动摩擦轮(2)轴向定量移动，将当前两束流体的温差值传送给机械转换机构，摩擦轮(2)的转速是当前待测流体的流量与温差的积算，这个积算值通过与细长轴(3)轴向活动联接的滑移齿轮组(6)传送给计数器(4)，经过一时间累积，计数器(4)记录的是这段时间内流体对外散热量的标定值。
叶轮(16)所在的腔体与腔体(8)联通，叶轮(16)在流体冲量作用下运转，通过传动轴(15)、减速轮组(14)、传动轴(13)将当前流体的流量值传送给机械转换机构中的摩擦盘(1)，为积算热量值准备数据。
权利要求一种流体热量表，在表壳(5)内装有三部分机构a、测流体流量机构叶轮(16)、传动轴(15)、减速轮组(14)；b、机械转换机构摩擦盘(1)、摩擦轮(2)、细长轴(3)；c、计数显示机构滑移齿轮组(6)、计数显示器(4)，其特征在于在表壳(5)内还设置了包括细长轴(3)在内的一个流体温差传感器，细长轴(3)与摩擦轮(2)固定联接并与滑移齿轮组(6)活动联接，流体温差传感器包含一对气体温度传感器，两个气体温度传感器的导管(10)与细长轴(3)三者的轴线共线设置并水平安装。
专利摘要本实用新型是一种计量流体热量的仪表，由测流量机构、机械转换机构、计数显示机构和一个流体温差传感器四部分组成。可以直接计量流体(液体、气体)的热量。表内各机构和流体温差传感器运行的驱动力由待测流体本身携带的动能和热量所提供，无须另加任何能量。本实用新型具有不用电、结构简单、造价低、易生产等特点，可广泛用于工业、民用等采暖、供热及制冷系统，能准确的计量热能的消耗与获取。
文档编号G01K17/00GK2708287SQ200420030250
公开日2005年7月6日 申请日期2004年1月30日 优先权日2004年1月30日
发明者侯长来 申请人:侯长来