熱量表自動檢定系統(tǒng)設計
計算機檢測控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)檢測系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)如圖2所示。采用了工控機和PCI采集卡,PCI通訊卡等來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和自動控制。泄流閥、底閥、換向器的開啟通過DO卡或者控制柜前面板開關,DA卡輸出4~20mA信號來控制3個電動調節(jié)閥開度,也可以通過前面板旋鈕手動調節(jié),采集的模擬量信號有標準流量計流量、溫度、壓力等,變頻器、電子稱、被檢表通過RS485方式和計算機通信。
圖2 計算機檢測控制系統(tǒng)框圖
檢定方法采用質量法和時間法兩種。檢定通道的選擇通過換向閥或者人工手動切換。
質量法:通過電子稱累積的熱水質量來計算循環(huán)水所釋放的熱量。
時間法:通過在設定的時間內對循環(huán)水所釋放的熱量不斷的積分。
根據(jù)被檢熱量表的不同口徑系統(tǒng)配備了3000kg、1500kg、600kg3臺電子稱,上面裝有兩組換向器,一組對應3000kg的電子稱和直排管道,用于大口徑熱量表的檢定,另一組連接1500kg和600kg的電子稱,用于小流量檢定,3臺電子稱下面的底閥,通常是常開狀態(tài),如果采用質量法,則底閥閉合,循環(huán)水就進入儲水罐,開始累計質量。
檢定方法的選擇通過換向器來實現(xiàn)的,如果循環(huán)水進入儲水罐,則選用質量法;如果循環(huán)水直排到回水管進行循環(huán),則選用時間法,在設定時間內進行熱量積分。
檢定中熱量的計算可采用“比焓差法”及“k系數(shù)法”兩種方法。
比焓差法按下式進行計算: 式中:Q—系統(tǒng)釋放或吸收的熱量,kJ;qm—流經(jīng)熱量表檢定裝置的主標準器的水的質量流量,kg/h;qv—流經(jīng)熱量表檢定裝置的主標準器的水的體積流量,m3/h;ρ—流經(jīng)熱量表檢定裝置的主標準器的水的密度,kg/m3;Δh—熱交換系統(tǒng)入口與出口處水的溫差值對應的水的比焓值差,kJ/kg;τ—時間,h。水的焓值和密度可按附錄A選取。公式(1)中的qv與ρ應為同一處測得的值。
3 檢定流程
本檢定步驟及方法滿足《熱量表檢定裝置》計量檢定標準要求。
加熱循環(huán)熱水箱的水溫至設定溫度值,啟動變頻水泵將熱水送入試驗管道,流經(jīng)標準流量計及被檢熱量表,返回到熱水箱。通過調節(jié)流量調節(jié)閥和變頻水泵的轉速,將流量大小調節(jié)到所設置的流量點上,將標準溫度計和被檢表的溫度傳感器一起分別置于兩個恒溫水槽中(模擬入口和出口溫度),待系統(tǒng)運行穩(wěn)定后開始檢定,計算機在檢定過程中采集有關流量、溫度等信號,運行一段時間后停止檢定,依據(jù)相關熱力學公式由計算機自動計算檢定期間的標準熱量值。通過標準熱量值和被檢表的熱量示值進行比較計算,實現(xiàn)對被檢表的檢定測試。
評論