大连海峰超声波热量表(Ultrasonic Heat meter)是在超声波流量计的基础上加上温度丈量,由流体的流量和供、回水温差来核算出向用户供给的热量。其间流量丈量部分是运用一对超声波换能器相向替换(或一起)收发超声波,经过观测超声波在介质中的顺流和逆流传达时刻差来间接丈量流体的流速,再经过流速来核算流量的一种间接丈量方法,如图1 所示。
图1:超声波时差法原理示意图
在图1 中咱们看到有两个换能器,顺流换能器和逆流换能器,两只换能器分别安装在流体管线的两侧并相距必定间隔,管线的内直径为D,超声波行走的途径长度为L,超声波顺流时刻为T 上游,逆流时刻为T 下流,超声波的传达方向与流体的活动方向加角为θ,流体的活动速度为V。由于流体活动的原因,是超声波顺流传达L 长度的间隔所用的时刻比逆流传达所用的时刻短,其时刻差可用
*其间C 为声响在水中传达的速度。
那么顺流时刻和逆流时刻的时刻差为:
为了简化核算,咱们可以假设流体的速度相对于声波在流体中传达的速度是十分细微的,那么咱们可以将上式简化为:
然后咱们得到流体的速度与传达时刻差的一个线性公式为:

需求特别强调的一点是V 是流体沿着管道中心线的线速度,考虑到液体流速沿管道直径的不均匀分布情况,咱们还需求加一个流速(分布)批改系数K。那么瞬时流量的公式为:
求得瞬时流量后,那么在超声热量表中,热量的积分核算选用欧洲流行的K 系数法:设测得进水管的水温为T1,出水管水温为T2,则进出水的温度差为△T,利用流量传感器对供水管道的瞬时热水流量 Q 进行计量,经过必定时刻的累计,便得到用户消耗的热量值,其数学表达式为:
式中,E 为热交换系统输出热量,单位J;t 为流量累积时刻,单位h; K 为热焙批改系数,单位J/ m3;Q 为瞬时热水流量, 单位m3/h; △T 为进出水的温度差,单位℃。这样咱们就可以经过超声波传达的时刻差先求出瞬时流量,进而获得消耗的热量了 。
1.直射式
超声波热量表
特点:靠超声波顺水和逆水传达的时刻差来测水量。适用于大口径热量表。
缺点:
1. 压损较大:直射式超声波热量表在小口径超声波热量表的运用中,相对于反射式超声波热量表压损较大;
2. 易滞留杂质:小口径直射式超声波热量表机构的特别性,极易形成杂质在流量计中存留,致使压损增大和影响表计的正常计量;
3.运用寿命低:由于结构的原因有一只换能器正对着水流方向,特别情况下可能会因水锤现象形成换能器寿命减缩;
4)收购本钱高:原材料本钱高于机械式热量表;
长处:
1)归纳运用本钱低:无机械叶轮滚动,不发生机械磨损,后期运用、保护本钱低,运用寿命远远善于机械式热量表;
2)计量可靠性好:穿过热量表前端过滤器的细微杂质,对超声波热量表准确计量不会形成影响;
3)计量胶葛少:超声波热量表运用时,不阻塞,不磨损,计量准确,利于供热计量作业的顺利进行;
4)保护方便:超声波热量表根本属于免保护产品。
2.反射式
超声波热量表
图片:

特点:靠超声波顺水和逆水传达的时刻差来测水量。适合用于小口径热量表。是目前小口径热量表的干流结构,压损较低。
缺点:
1. 收购本钱高:原材料本钱高于机械式热量表;
长处:
1)归纳运用本钱低:无机械叶轮滚动,不发生机械磨损,后期运用、保护本钱低,运用寿命远远善于机械式热量表;
2)计量可靠性好:穿过热量表前端过滤器的细微杂质,对超声波热量表准确计量不会形成影响;
3)计量胶葛少:超声波热量表运用时,不阻塞,不磨损,计量准确,利于供热计量作业的顺利进行;
4)保护方便:超声波热量表根本属于免保护产品。
5)压损较小:反射式超声波热量表在小口径超声波热量表的运用中,相对于直射式超声波热量表压损较小;
关于超声波热量表结垢的说法评断:
积垢的说法最大忧虑的是反射镜的结垢问题。实际上经过良好的规划,完全可以避免结垢对反射镜的影响。
1.超声波自身具有清洗功用(高频振荡信号,经过超声波换能器转成高频机械振荡(超声波)而传达到介质(水)中,超声波在水中的辐射,使液体轰动而发生数以万计的细微气泡,这些气泡在超声波纵向传达形成的负压区发生,成长,而在正压区迅速闭合,在这种被称为空化效应的过程中,细微气泡闭合时可发生超越1000个大气压的瞬间高压.连续不断发生的瞬间高压,就像一连串小爆炸一样不断冲击物件外表,是物体外表及缝隙中的污垢迅速脱落,然后达到清洗物体的目的。);
2.经过特别的结构规划,使水流随时清洗换能器外表;
3.经过加大换能器发射电路的功率及进步承受电路的灵敏度使超声波信号的承受幅值远大于实际需求的幅值(至少确保3倍以上);
4.计量科学院在试验顶用胶布粘在超声波反射镜上,试验结果对丈量精度没有影响;我公司在实际试验中运用现已结垢的反射镜(普通易结垢材质做成的)对超声波的承受幅值并没有发生影响。
热能表核算热量值的公式:
1. 总耗热kwh=(进水温度℃—回水温度℃)×瞬时流量m3/h×K系数
从上面公式可看出:热量值的核算必须知道三个数值:
1、K系数是指水在不同温度下所能携带热量才能的函数值,是一个有规律定量,
2、进出户水的温差℃(依托温度传感器丈量);
3、瞬时流量(依托流量计丈量):可分为机械式流量计、超声波式流量计