声道超声波热量表在热源厂热量结算中的应用

低功耗与高精度是热量表的关键。本文设计了基于超低功耗单片机msp430系列为主要控制器和高精度tdc-gp21为主测量芯片的的小管道超声波式热量表。液晶汉显,用户界面良好。通信方式多样,抄表方便。实验表明,本设计具有超功耗低、精度高、对外界环境要求低,易于集中管理等优点。

热计量施工图、说明 1 超声波热量表 超声波热量表的安装及注意事项: 配置：超声波热量表、测温球阀、电动温控阀、热量表配套活接、过滤器、 手动球阀（或锁闭阀）。 (1)热量表、测温球阀、电动温控阀安装示意图 (2)施工条件 a）系统及过滤器杂质排除干净，管道系统中无杂质； b）安装热量表的环境中无漏水情况，相对空气湿度不超过85%。 c）超声波热量表调试，必须要从过滤器排污，排污时将热量表用塑料袋 套住，防止排污泄水导致热量表进水损坏。 (3)热量表安装 1.安装位置：热量表按设计安装在进水管（供水管）。电动温控阀安装在回水 管测温球阀后。 a，热量表要安装在合适的位置，以便于操作、读取与维护维修。 b，热量表上的铅封不能损坏。 c，安装时应严格要求，谨慎操作，防止人为损坏。 热计量施工图、说明 2 d，超声波热量表可水平或垂直安装，垂直安装时，应使进水方向由下进水；

超声波热量表的持久性检验

低功耗与高精度是热量表的关键。本文设计了基于超低功耗单片机msp430系列为主要控制器和高精度tdc-gp21为主测量芯片的的小管道超声波式热量表。液晶汉显,用户界面良好。通信方式多样,抄表方便。实验表明,本设计具有超功耗低、精度高、对外界环境要求低,易于集中管理等优点。

本文介绍了超声波热量表的结构和计量原理;热量表温度测量采用pt1000温度传感器,并且得出了一个简单的多项式表示温度和电压的关系;流量测量采用超声波频率差法流量计;控制电路采用stc12c5410ad单片机作为微控制器。

鉴于超声波传感器在管道上的安装问题,设计了直通式管道,彻底解决了超声波传感器的入射角问题,采用高精度的时间测量芯片tdc-gp2解决了时差法的测量精度问题,并采用了当前最流行的低功耗单片机msp430作为积算仪,通过软件设置,使系统能以较低的功耗工作。

超声波热量表安装原则 一、管段式超声热量表安装原则 1.直管段要求 热量表的安装位置、被测管道的状态均对测量精度有影响，因此选择满足下 列条件的场所。 ?上游侧10d，下游侧5d以上的直管段；若安装管道遇到缩管、扩管、 弯头等阻流连接件时，请选择合适的安装位置。 ?上游侧30d以内，确保无扰动流动的因素（泵、阀、节流孔等）。 最短直管段长度表（d为公称直径） 超声波热量表安装原则 2.建议安装位置 ?首选液体向上（或斜向上）流动的竖直管道，其次是水平管道，尽量避 开液体向下（或斜向下）流动的管道，防止液体不满管。 ?安装位置不要选在管道走向的最高点，防止管道内因有气泡聚集而造成 测量不正常（如下图所示）。 安装位置示意图 ?热量表在水平管道上安装时，仪表面板要保持水平，特殊情况需要倾斜 时，倾斜角度不超过30°。 ?管段式超声热量表具体安装方法因热表种

超声波热量表的安装

热量表是供热体系中的关键仪表。本文在介绍超声波时差法流量及热量测量原理的基础上,采用低功耗的高性能单片机和高性能的信号处理专用芯片,解决了高精度超声波传输时间测量及流体温度测量问题,开发了超声波热量表。实验结果表明,该系统具有较高的测量精度、对管径的适应性强、非接触流体、不会改变流体的流动状态、不产生附加阻力、易于数字化管理等优点,是理想的节能型热量表。

该文设计了一种低功耗高精度的超声波热量表。热量表采用msp430作为mcu,使用时间测量芯片tdc-gp21来测量超声波前向和后向传播时间,利用热敏电阻pt1000测量进水口和出水口处温度。文中从硬件设计入手,探讨了热量表的组成原理,并基于该硬件设计了热量计算软件。实际测试结果表明,该热量表具有较高的计量精度和良好的稳定性。

超声波流量计、超声波热量表

分析超声波热量表流量测量原理及误差产生原因,同时基于流体力学修正流量原理并结合大量实验数据提出一种新的流量修正方法——查表法。实验结果表明,用查表法修正流量后,测量误差小于±2%,达到了超声波热量表二级表的国家标准。

为解决户用超声波热量表对热量的高精度计量,在对户用超声波热量表流量测量方案及工作原理分析基础上,提出应用时间数字转换器tdc-gp21实现时间和温度的高精度、低功耗测量方案,并且完成了以msp430低功耗单片机为核心的系统硬件、软件设计,实现了高精度、低功耗、低成本的户用超声波热量表设计。该方案所体现的设计思路不仅适用于户用超声波热量表,对其它大口径、大流量超声波热量表同样具有参考意义。

设计以超低功耗单片机msp430f4371为主要控制器的小管道热量表。采用高精度时间测量芯片tdc-gp21实现温度测量并通过超声波实现管道液体流量测量;采用m-bus和红外实现通信并数据加密,可实现现场手持仪抄表和远程抄表;采用汉显,方便居民查看。通过校表台试验,本产品功耗低、误差小于1%且稳定。

针对供热系统分户式热量计量要求,设计了一种基于相差积分法的超声波热量表。主要介绍了相差积分法的超声波流量测量原理和实现方法,以及方案中所涉及到的热量计算、温度测量原理等;根据测量要求,设计了以msp430f437为控制核心的硬件测试电路。由于热量表需用电池供电,为了保证热量表的长期运行,在硬件和软件上都进行了低功耗设计。最后,对整个系统进行了联机调试和测试实验,并对流量测量结果作了简单的误差分析。

按热量计价收费将成为供热供暖工作的重点;为此,对热量计量装置进行了深入研究,提出了一种基于时差法的高精度超声波热量表设计方案;设计选用低功耗μpd78f0485单片机作为微控制器,结合高精度时间测量芯片tdc-gp21,将热量计量主要参数温度和流量的测量全部转换成对时间的测量,简化了测量指标,最终实现数据的采集、处理和传输功能;测试结果表明该超声波热量表测量精度达到了国家2级热量表的行业标准,具有一定的工程价值和良好的应用前景。

从易于批量生产的角度设计了一款高精度超声波热量表。热量表处理器选用低功耗cpu芯片msp430f4371,时间测量芯片选用了高精度的tdc-gp21,配合超声波换能器测量水的流速,配合pt1000测量入水口和出水口的水温。基表设计为u型方案,此外系统留有红外通信接口和m_bus接口两种通信方式。测试结果表明,热量表通过批量生产依然可以保持较低的功耗,具有较高的精确度和良好的稳定性。

本文提供了一种低功耗智能超声波热量表的实现方案，包括mcu以及分别与mcu连接的液晶显示电路，红外通信电路，按键，电压转换电路，电压检测电路，阀门，时间数字转换器以及mbus通信电路。时间数字转换器的采用tdc—gp21，其上分别连接有热敏电阻和超声波换能器。mcu与tdc—gp21均具有低功耗的优势，同时，tss721a是用于仪表总线的收发器集成芯片，对从机不增加功率需求，总线可无极性连接，综合使得整机的功耗更低，延长热量表的电池寿命，间接降低了整表对于电池的需求成本。

为了延长超声波热量表的使用周期,设计了一种能够自动降低功耗的超声波热量表。该设备采用智能测量频率技术,即根据检测到的流速情况调节检测频率,从而达到降低功耗,延长电池寿命的目的,此外还简单介绍了专门设计的数据采集模块、模数转换器、时钟模块和串口模块。

超声波流量传感器作为超声波热量表的重要组成部分，其流量测量准确度直接影响热量表的整体准确度。流量测量管段的机械结构和超声波信号的采集处理是影响流量测量精度的两个重要因素。由于超声波在水中的传播速度与在管段内水的流场特性和温度有关，在超声波流量测量与计算时进行温度补偿，可提高测量的准确度。

目前,供热服务首要关心的是高精度的测量、计费和管理,因此设计出超低功耗、计量准确的热量表成为首要解决的问题。热量属于过程量,传统的测量方法对过程计量的本身就存在较大的难度,而且存在测量误差大、修正因素多等问题,对于小温差、小流速流体,很难完成温度的高精度测量;并且很多热量表的功耗很大,无法满足电池长时期驱动的要求。热量表由流量计、配对温度计和积算仪等部分组成,提出的基于msp430fw42x的热量表能够实现功耗低、测量准确、数据存储量大的特点,具有性能优越、功能完善、使用范围广、长期使用稳定性高、体积小巧、使用安装便捷的特点。

热量表是用于测量热交换系统所释放热量的仪表,本文设计的超声波热量表基于m430f4152单片机,使用tdc-gp2芯片设计温度流量测量系统,并配有m-bus通讯总线接口用于远程抄表收费和管理。本文对整个设计的硬件构成、系统热量计算原理和需要注意的问题等方面进行了讨论。