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熱量表的熱量計量原理及計算2003年10月(2)

代入以上公式解得

  ℃)1

圖2給出了在流量計安裝在回水管,壓力為0.6MPa,溫差為10~40℃時,熱系數與入水溫度的關系曲線。由圖2可以看出,在工作壓力和溫差保持不變的情況下,入口溫度越高,熱系數越低;入口溫度保持不變時,溫差越大,熱系數越大。

        圖2 壓力為0.6MPa時,熱系數k隨進、出口溫度變化曲線

圖3a表示流量計安裝在回水管,進口溫度保持50℃、溫差在10~40℃時,熱系數與壓力的關系曲線;圖3b為流量計安裝在回水管,進出口溫差保持10℃,進口溫度在60~90℃變化情況。由圖3可以看出,壓力在允許范圍內的變化對熱系數的影響不大,當溫度或溫差一定時,熱系數隨壓力基本保持不變[6]。因為熱量表的實際工作環境近似于定壓狀態,所以可以認為吉布斯函數近似是溫度(入水與回水溫度)的函數。溫度和流量分別通過溫度傳感器和流量傳感器來測量。

                        圖3  熱系數隨壓力的變化曲線

2         傳感器

2.1 溫度傳感器

溫度敏感元件采用鉑電阻Pt500或Pt1000,在0~630.75℃的溫度范圍內,鉑電阻的阻值與溫度的關系式為

         

式中: ℃; /℃2。

顯然,由鉑電阻的阻值很難直接求解出溫度值,可以使用表格法和線性差值法進行溫度的標度變換。即將測得的電阻值與表格內電阻值進行比較,直到 <R<Rn+1時停止比較。此時,Rn所對應的溫度值 為所測溫度的整數部分,而溫度的小數部分:

0℃< <1℃

2.2  流量傳感器

     流量傳感器可以選用渦輪流量計。渦輪流量計精度高,一般可達到指示值的0.2%~0.5%,而且在線性流量范圍內,即使流量變化也不會降低累積精度。來自流量計的脈沖信號經脈沖整形電路后成為具有一定幅度的矩形波信號,然后接入微控制器的I/O口,并進行計數。首先標定出流量計的儀表常數K。若脈沖數為n,則流量為

             

當渦輪流量計使用時的溫度和校驗時溫度懸殊時,要將常溫下校驗的儀表常數加以修正,其具體的修正公式為

          

式中:K,K0為使用溫度、校驗溫度下的儀表常數; 為渦輪材料、機殼材料的溫度膨脹系數; 為流量計校驗、使用時的流體溫度(      )。

流量計安裝的位置(入口或出口)決定了 是入口溫度 還是出口溫度 。

3         結束語

國內熱量表熱量積算的方法多種多樣,而歐洲熱量表的熱量積算儀一般采用k系數補償法。熱量表生產走向國產化時,應注意與國際標準接軌,只有這樣才能取得長足的進步。

自動化儀表雜志|論文|熱量表的熱量計量原理及計算2003年10月(2)


 


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以上資料摘錄自《自動化儀表》雜志
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