預(yù)付費超聲波熱量表
產(chǎn) 品 介 紹
徐州潤物科技發(fā)展有限公司預(yù)付費超聲波熱量表，是一種由超聲波流量計、配對溫度傳感器、閥門、計算器、閥控讀卡電路等組成的整體式或組合式熱量表產(chǎn)品，適用于分戶熱計量；我公司是在基本型組合式熱量表的基礎(chǔ)上加裝關(guān)斷閥和讀卡功能，利用射頻卡在熱量表與供熱管理系統(tǒng)之間雙向傳遞用熱數(shù)據(jù)及信息，實現(xiàn)熱量計量與熱預(yù)付費功能，通過先買熱后用熱，用戶到管理部門交費后，管理部門將所購熱量值寫入非接觸式IC卡中，用戶把卡中數(shù)據(jù)輸入表中后，表自動開閥供熱，當(dāng)購買量用完后，表自動關(guān)閥停熱，從而避免收費糾紛和上門抄表，在實現(xiàn)供熱分戶計量的同時，為供熱管理提供了便利。
一、計量原理及結(jié)構(gòu)特征
1、熱量表定義
熱量表是用于測量及顯示熱交換回路中載熱液體所釋放（或吸收）的熱量的計量器具。熱量表用法定計量單位顯示熱量。
預(yù)付費熱量表是在實現(xiàn)傳統(tǒng)熱量表計量功能的基礎(chǔ)上，通過增加閥控和讀卡機(jī)構(gòu)，采用非接觸式IC卡作為傳輸介質(zhì)，將供熱管理與熱計量緊密結(jié)合，實現(xiàn)現(xiàn)代化供熱管理的一種智能化熱計量器具。
2、計量原理
由熱源供應(yīng)的熱水以較高的溫度流入熱交換系統(tǒng)（散熱器、換熱器或由它們組成的復(fù)雜系統(tǒng)），以較低的溫度流出，在此過程中，通過熱量交換向用戶釋放熱量。
當(dāng)水流經(jīng)熱交換系統(tǒng)時，根據(jù)流量傳感器給出的流量和配對溫度傳感器給出的供回水溫度，以及水流經(jīng)的時間，通過計算并顯示該系統(tǒng)所釋放或吸收的熱量。其基本公式：
式中：Q ——釋放或吸收的熱量，J或W·h；
qm——流經(jīng)熱量表的水的質(zhì)量流量，kg/h；
qv ——流經(jīng)熱量表的水的體積流量，m3/h；
ρ——流經(jīng)熱量表的水的密度，kg/h；
△h——在熱交換系統(tǒng)的入口和出口溫度下，水的焓值差，J/kg；
t——時間，h。
3、結(jié)構(gòu)特征
徐州潤物科技發(fā)展有限公司主要由超聲波流量傳感器、配對溫度傳感器、閥門、計算器組成，其分解說明圖如圖1所示：
圖1 分解說明圖
（1）計算器（積分儀）
用于接收流量傳感器和配對溫度傳感器的信號，并進(jìn)行計算、累積、存儲和顯示熱交換系統(tǒng)中的熱量，以及刷卡時讀取傳輸介質(zhì)——射頻卡中的信息，并實時將存錢信息與計量信息比較，當(dāng)兩者之差等于剩余報警量或為零時輸出閥門關(guān)閉信號，同理存錢后比較購買量與計量信息，執(zhí)行閥門開啟或不動作操作。
（2）流量傳感器（流量計）
是熱量表zui重要的部件，其性能直接體現(xiàn)熱量表整體的性能、質(zhì)量和檔次。其功能主要是在熱交換回路中用于產(chǎn)生載熱液體的流動信號，該信號是體積或質(zhì)量的函數(shù)，也可是體積流量或質(zhì)量流量的函數(shù)。
（3）溫度傳感器（配對鉑電阻）
在熱交換回路中用于同時測量載熱液體在入口和出口的溫度信號。
（4）閥門
超聲波流量傳感器與閥門為一體式結(jié)構(gòu)的熱量表為整體式預(yù)付費熱量表，兩者為獨立個體則為組合式預(yù)付費熱量表，圖1所示為整體式結(jié)構(gòu)圖。閥門與閥門電機(jī)是不可分割的機(jī)構(gòu)，當(dāng)計算器輸出閥門控制信號時，閥門電機(jī)會根據(jù)信號啟動電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而控制閥門開啟或關(guān)閉，同時到位后會向計算器發(fā)送正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)到位信號。
- 流量傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理
徐州潤物科技發(fā)展有限公司是由超聲波流量計、溫度傳感器、閥門、計算器四部分組成，其與機(jī)械式預(yù)付費熱量表不同之處在于流量計的測量方式是通過測量超聲波在液體中的傳播速度來實現(xiàn)流量測量的。其原理是：當(dāng)超聲波在流體中傳播時，聲波傳送速度信息將加載上流體的速度信息（見圖2），因為這兩種信號的疊加，就使聲波在順流和逆流時的傳播速度不相等，因此通過測量這兩種不同的速度信息，經(jīng)過計算可得出流體的流速，然后再換算成流量，從而實現(xiàn)了流量的測量。
圖2 流量傳感器的工作原理
圖中：
R1——流量計流體上游超聲波換能器；
R2——流量計流體下游超聲波換能器；
L ——流量計測量管的長度；
V ——流體速度；
C ——聲波在流體中傳播的速度。
由圖2可知：
聲波順流傳播時間t1=L/（C+V）；
聲波逆流傳播時間t2=L/（C-V）；
兩公式變形后可以得出流速計算公式為：
根據(jù)管徑的不同從而換算出熱量表計量的瞬時流量，計算公式如下：
- 流量傳感器*的優(yōu)點
- 無機(jī)械傳動磨損部件，使用壽命長；
- 壓力損失小，不易堵塞；
- 準(zhǔn)確度及穩(wěn)定性高；
- 流體中的雜質(zhì)含量對其測量精度影響極??；
- 在保證流體充滿流量傳感器的前提下可任意角度安裝。
6、安裝圖
圖3 安裝示意圖
二、功能介紹
1、基本功能
1）熱計量功能：使用超聲波方式進(jìn)行流量測量，使用PT1000進(jìn)行供暖水溫測量，計算器測得熱量。
2）預(yù)付費功能：使用非接觸式IC卡進(jìn)行熱量表與采暖管理系統(tǒng)之間雙向傳遞用熱數(shù)據(jù)及信息，使用控制執(zhí)行器實現(xiàn)閥門關(guān)斷與開啟，實現(xiàn)熱預(yù)付費功能。
3）雙模式收費功能：使用兩種收費模式,一種是預(yù)付費直接購買熱量再使用,另一種是直接購買時間再使用,滿足客戶的多樣收費需求。
2、卡功能
1）設(shè)置卡：設(shè)置卡對模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，參數(shù)為設(shè)定的賬戶信息(包含：子表號、累積限購量、預(yù)存錢量、報警提示量、zui大可透支量、維護(hù)碼、系統(tǒng)密鑰)。
設(shè)置卡刷卡成功后，液晶顯示狀態(tài)依賬戶設(shè)置的參數(shù)而定。
a、當(dāng)預(yù)存錢量不為0時，顯示為：剩余量，閥門開。
b、當(dāng)預(yù)存錢為0但透支量不為0時，顯示為：剩余0.00，閥門開。
c、當(dāng)預(yù)存錢為0但透支量為0時，顯示為：剩余0.00，閥門關(guān)。
2）清空卡：清除模塊內(nèi)所有數(shù)據(jù)，使模塊恢復(fù)到出廠狀態(tài)。
刷卡成功后顯示為：累積 0.00 開閥
- 檢查卡：刷卡后模塊依次顯示模塊內(nèi)部信息。
4）清狀態(tài)卡：當(dāng)模塊出現(xiàn)強(qiáng)磁/低電/閥門故障時,故障狀態(tài)解除后，但模塊依舊會記錄故障信息并顯示故障標(biāo)志，此時刷故障清除卡來清除故障標(biāo)志。
屏幕顯示時，表示低電欠壓；
屏幕顯示時，表示閥門故障；
屏幕顯示時，表示出現(xiàn)強(qiáng)磁故障。
5）閥門卡：每刷卡一次閥門動作一次。
6）時間卡：校正熱量表內(nèi)部時間。
7）清零卡：清除模塊內(nèi)部除累積使用量外的其他所有數(shù)據(jù)，主要用于售后換表時核對機(jī)電讀數(shù)。
8）用戶卡：初次存錢為開戶卡，刷表后為用戶卡，對表進(jìn)行存錢。
三、技術(shù)參數(shù)
1、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
CJ128-2007《中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)熱量表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》。
2、檢定規(guī)程
JJG225-2001《中華人民共和國熱量表國家計量檢定規(guī)程》。
3、基本參數(shù)
準(zhǔn)確度 | 2級或3級 | 適用環(huán)境 | A類 5℃~55℃ |
測溫范圍 | 4℃~95℃ | 溫差范圍 | 3℃~75℃ |
靜態(tài)功耗 | <30uA | 顯示位數(shù) | 7位 |
工作電壓 | 2塊3.6V鋰亞電池 （2.7V~3.6V） | 卡片 | T5557卡/32分頻 |
溫度分辨率 | 0.01℃ | 溫度準(zhǔn)確度 | ≤±0.05℃ |
流量計量方式 | 超聲波 | 溫度傳感器 | 配對PT1000鉑電阻 |
適用口徑 | DN20、DN25 | 數(shù)據(jù)查詢 | 按鍵查詢 |
數(shù)據(jù)通訊 | 具有紅外接口；可訂制選配M－BUS接口 | ||
4、閥門參數(shù)
本產(chǎn)品使用五線微型電動球閥，其執(zhí)行器和閥體的一體化設(shè)計，*地減小了外形體積，為在產(chǎn)品設(shè)備上的使用提供了方便。閥球、閥桿采用浮動密封結(jié)構(gòu)，既減小了扭力又克服了結(jié)垢導(dǎo)致開關(guān)不靈的弊病。
電機(jī)技術(shù)參數(shù)：
a、額定工作電壓：DV3.6V；
b、可工作電壓范圍：2.0~6.0V；
c、執(zhí)行器減速比：3700:1；
d、額定工作電壓下空載時工作電流：18~23mA；
e、額定工作電壓下堵轉(zhuǎn)電流：320mA；
f、額定工作電壓下輸出力矩：≥3N.m。
5、顯示說明
累積熱量：單位為kW·h，分辨率0.001kW·h；
累積流量：單位為m³，分辨率0.001 m³；
流 量：單位為m³/h，分辨率0.001 m³/h；
供水溫度：單位為℃，分辨率0.01℃；
回水溫度：單位為℃，分辨率0.01℃；
溫 度 差：單位為℃，分辨率0.01℃；
按鍵喚醒LCD查詢相關(guān)數(shù)據(jù)，分長短按鍵，普通模式下，超過十秒鐘沒有按鍵后，關(guān)閉LCD顯示；顯示菜單（見附件）及錯誤代碼如下所示：
ERR-00：換能器和鉑電阻正常；
ERR-01：換能器故障/管段里面無水；
ERR-02：鉑電阻故障（未接、開路）；
ERR-03：換能器故障、管段里面無水及鉑電阻故障；
ERR-04：鉑電阻斷路；
ERR-05：換能器故障及鉑電阻短路；
ERR-06：鉑電阻一個短路或一個開路（未焊接）；
ERR-07：換能器故障及鉑電阻一個短路一個開路。
附件：顯示菜單
