第八章

熱量測量

熱流密度的測量熱量及冷量的測量第一節熱流密度的測量熱流密度：單位時間內通過單位面積的熱量。兩等溫面溫差，℃兩等溫面之間的距離，m。W/m2

1．公式一．工作原理2．溫差的測量采用熱電偶帶入熱流密度公式，熱電偶系數C下降，對于相同的熱流量q，升高，靈敏度增加。C增加，對于相同的熱流量q，減少，靈敏度下降。實現的方法：串聯熱電偶。3．熱流計系數C：當熱流計有單位熱電勢輸出時，通過它的熱流量。提高熱阻降低C提高靈敏度的措施提高熱電偶系數C’。二．構造：平板型、圓弧型。以平板型為例：選一塊，厚度為1mm的環氧樹脂玻璃纖維板，將中間挖空尺寸為100*100mm，挖下的這塊剪成10*100mm的小條，作為熱電堆基板，在這些熱電堆基板上繞制熱電堆，再用環氧樹脂封于邊框內，將熱電堆串聯起來，將兩端頭焊在接線片上，在平板的兩個端面上貼上滌綸薄膜作為保護層。三．熱電堆的制作在基板上按一定間距繞以直徑為0.07mm的康銅絲，將繞好的康銅絲的檢測板一半浸在電鍍槽中，測量范圍：0～8360kJ/m2h使用范圍：－40℃～150℃，極限200℃誤差：6％熱電堆式熱流傳感器框圖四、安裝：多點式熱流計

測定項目:熱流和溫度。

測定范圍:熱流:0-±99999W/m2或kcal/m2h。溫度:K型熱電偶

-200-1200°C。溫度:T型熱電偶-200-400°C。產品型號:HFM-215產品展商:鴻盛科儀有限公司1.便于攜帶和數據處理，體積小且重量輕2.5.5英吋彩色顯示屏幕，可顯示熱流圖型、棒狀圖型、數字顯示等。

3.六個頻道的測定，可儲存每一秒循環之數據，共27個小時。

4.數據可儲存在內藏式3.5吋軟盤中。

5.可通過標準的網絡功能儲存數據。

6.具有網絡卡和收發電子郵件功能。

7.包含充電電池和AC電源。產品名稱:便攜式熱流計產品型號:HFM-201測定項目:熱流和溫度。測定范圍:熱流:0-±9999W/m2或kcal/m2h。溫度:K型熱電偶-99.9-999.9°C。

T型熱電偶-199.9-400°C便攜式熱流計(HFM-201)1.熱流值和溫度可切換顯示。

2.溫度感應器可切換成鉻-鋁熱電偶或銅-銅鎳電偶。

3.包含TR-B熱流感應器。

4.可儲存20組數據檔案，總共100個數據。

5.二種電源供應方式:干電池或AC電源。

6.標準配件RS-232C界面。

7.包括攜帶式外箱。

8.可選購打印機。第二節熱量及冷量的測量以熱量表為例。

Q＝∫Lm·△h·dt，一、熱量表的技術現狀

主要包括葉輪式、超聲波式和電磁式三種形式。

葉輪式流量傳感器因其測量原理和結構相對簡單，價格較低，在戶用表中普遍采用。

流量傳感器國內外熱量表葉輪式流量傳感器對比

結構形式小口徑表：單流束干式；多流束干式

；大口徑表：

多流束干式

小口徑表：單流束干式

大口徑表：多流束干式

測量精度分界流量至最大流量±5%，分界流量以下至最小流量時±3%流量范圍內≤±5%流量信號采集方式干簧管和磁性表針；動態的磁場導通率的變化，始動流量較高低壓力損失較高低安裝位置進水或回水回水積算儀國內外熱量表積算儀對比

國內國外熱量計量方法焓值法K系數法。溫度測量方法兩線制、三線制、四線制。與左相同溫度分辨率0.01℃～0.05℃0.01℃數據存儲累積數據定時存儲與左相同供電方式電池（>5年），或交流電。與左相同通訊方式M-BUS總線，熱量值脈沖輸出，RS485總線等M-BUS總線，熱量值脈沖輸出，便攜式讀表機接口目前應用的主要測溫敏感元件有PT電阻、熱敏電阻和新型半導體測溫元件。在熱量表中常用的為PT1000、PT100和PT500作為配對溫度傳感器。無論采用何種形式的溫度傳感器，都需要正確配對，滿足最小測量溫差的要求。配對溫度傳感器二、系統的硬件設計

中央控制單元LCD液晶顯示單元供回水溫度測量室內溫濕度測量流量檢測單元流量控制EEPROM按鍵通訊端口硬件設計原理圖1供水溫度和回水溫度的測量選用DALLAS公司生產的DS18B20單線數字溫度傳感器，這種傳感器具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強等優點，可直接將溫度信號轉換成串行數字信號，通過一根輸入口線與微處理器相連。VDDVDDVDD4.7k+5vμP

DS18B20與微處理器接線圖DS18B20DS18B20DS18B202室內溫度、濕度測量

選用SENSIRION公司的SHT71溫度、濕度復合傳感器，該傳感器是該公司最新推出的數字化產品，直接輸出數字信號，通過一根數據線與微處理器相連，因此可簡化硬件電路設計。

接口電路圖電源引腳：供應電壓在2.4～5.5V之間。串口時鐘輸入引腳（SCK）：同步微控制器和傳感器之間的通信。數據引腳（DATA）：DATA三態引腳用來向設備輸入、或輸出數據。3、微處理器AT89C52微處理器是ATMEL公司生產的8位Flash單片機系列中的一種，主要性能有：（1）內部含有8kFlash，可進行1000次擦寫操作；（2）內部含有256字節的RAM；

（3）32條可編程的I/O線；（4）3個16位的定時器/計數器；（5）8級中斷源；（6）可編程串行接口；（7）片內時鐘振蕩器。4、時鐘電路

——

DS1302低功耗帶RAM實時時鐘DS1302與微處理器接線圖

μpP1.6P1.5P1.4RSTX1I/OX2SCLKVCC0GND5、數據存儲接口電路

采用ATMEL公司的AT24C02串行電可改寫及可編程只讀存儲器E2PROM，其存儲容量為2048位，即256字節。信息存取采用2線串行接口。

5.1kΩ+5vupP2.4P2.5WPA0SCLA1SDAA2

AT24C02與微處理器接線圖5、顯示電路設計

——選用12864A液晶顯示模塊，AT89C5212864A

12864A與AT89C52接線圖BCLR熱量表BCLR熱量表1、PT1000測溫更準。2、MSP430超低功耗MCU，斜率A/D方式，溫度測量分辨率＜0.03℃，使溫差測量精度接近傳感器精度。3、熱系數K動態校正，使熱量計算準確4、熱量、流量、累積流量、進回水溫度、累積工作時間、欠電提示、故障顯示等內容全面，功能提示完備。5、靜態功耗＜0.5uA電池使用壽命≥5年。6、防磁抗干擾性能更加優異。7、水平安裝或垂直安裝，供水管、回水管任選8、具有數據遠傳接口（內置脈沖式接口，外置RS485接口，無線抄表）。型

號單位BCLR-15BCLR-20BCLR-25BCLR-32BCLR-40流量m/h0.6/1.52.53.56.010最大流量m/h1.2/3.05.071220額定工作壓力Mpa1.6電子積分儀/溫度范圍℃4-95濕度范圍%3-90溫度分辨率℃0.03焓

值隨溫度變化工作環境條件℃A級5-55

B級25-55顯

示KWH8位LCD液晶顯示電

源內部鋰電池可工作5年以