第3篇測試技術(4學時)

建筑環境測試技術第12章自動化測量系統（2學時）12.1自動化測量系統概述12.2集中及分布式自動測量系統12.3數據采集器12.4數據采集系統第13章建筑環境測試技術（2學時）13.1建筑能耗測試技術13.2通風空調系統風量測量技術13.3一般通風用空氣過濾器性能測量技術13.4空氣冷卻器與空氣加熱器性能測量技術13.5散熱器熱工性能測量技術13.6空調機組測量技術13.7潔凈室測量技術13.8工業企業噪聲測量技術*建筑熱工溫度與熱流巡回檢測儀檢測技術*建筑環境測試新技術與新設備（激光多普勒測速儀、紅外熱像儀、全息干涉儀、脈沖中子活化技術）第3篇測試技術

建筑環境測試技術授課時間：2學時主要內容：數據采集器的結構，集中及分布式自動測量系統。重點和難點:

數據采集器的結構和典型功能12．自動化測量系統試?第12章自動化測量系統自動化測量系統概述

集中及分布式自動測量系統

數據采集器

數據采集系統建筑環境測試技術本章主要內容繼續→第12章．自動化測量系統概念：

人工測量與自動化測量人工測量/自動測量模式切換自動化測量系統集中式、分布式及主從分布式第12章．自動化測量系統12.1自動化測量系統概述測量系統是指借助于測量儀器與設備獲得測量結果的整個過程的測量體系。或指用來對被測量賦值的操作程序、評價人、量具、設備、環境及軟件等要素的綜合,是獲得測量結果的整個過程。構建（一個理想）測量系統，要考慮諸如測量的目的、被測對象的特性、測量精度要求、系統實時性要求、地理位置分布、現場條件等多方面的因素。

測量系統的構建測量的目被測對象的特性測量精度實時性現場條件時空定位6自動化測量系統主從式系統多主式系統分布式系統系統設備自記式采集器7第12章．自動化測量系統12.1自動化測量系統概述自動化測量系統的構建構建一個自動化測量系統，除考慮上述因素外，還應考慮。連續采樣、模/數轉換、軟件分析、計算機處理、自動監控、人機界面、通信網絡等要素。12.2集中式及分布式自動化測量系統工業化過程自動化測量系統分類集中式自動化測量系統

（“集中式”是指整個整個系統中一個主機，只使用一份數據）分布式自動化測量系統

（“分布式”就是多個分機，每一個客戶端都有數據的副本）912.2.1集中式自動化測量系統自動化測量核心是一臺微型計算機，在機內擴展一定數量的I/O接口板與現場測量儀表進行匹配連接.10集中式自動化測量特點在監控中心可實時地觀察到系統的全部測量數據。以微型計算機為核心的，具有強大的數值計算、邏輯判斷、信息存儲等功能。只適用于規模較小的工業過程，測量點數應在100點以內，傳輸距離一般應在百米以內。當系統的規模較大時，主機的負擔較重，實時性變差。測量點數較多，測量的地理范圍較大時，應采用分布式自動化測量系統。1112.2.2主從分布式自動化測量系統系統構成：主要由主計算機、通信信道及現場分機。主機：可由一臺帶有RS—232C或RS—485總線接口的微型計算機擔任。RS—485接口1212.2.2主從分布式自動化測量系統RS—485接口半雙工工作方式，在總線上任意時刻只能有一臺分機占有總線可進行分時雙向數據通訊，可以高速遠距離傳遞信號智能儀表都配有RS—485總線接口一般情況下，RS—485總線可連接32臺分機，最大傳輸距離可達到1200m，數據傳送速率可達100kbit/s13RS-485主從分布式自動化測量系統1432

無線信道的主從分布式測量系統15

主從分布式測量系統的工作過程分機各自巡檢測量分機自行數據處理（數字濾波、標度變換、A/D轉換、顯示、存儲等）分機與主機進行數據交換主機是整個測量系統的中心，負責數據進一步的加工處理數據交換由主機控制，定時完成數據通信主機完成協調工作16

主從分布式自動測量系統的特點靈活性:負載、危險、功能、地域分散和不確定等特點遠程性:測量的作用半徑大實時性：大部分的數據處理工作由分機完成，提高了數據測量的是實時性可靠性：某一臺分機出現影故障并不響整行。個系統的運例：17第12章．自動化測量系統無線信道主從分布式應用實例（參見書中介紹）12.3數據采集器（自記儀）模擬自動記錄儀將模擬數據轉化為移動的機械手臂，在卷紙上畫出隨時間變化的測量參數的曲線早期的有毛發濕度自記儀數據采集器將測量信號轉化為數字在內部保存設備中的數據須轉移到PC中分析，保存和生成報表采用電池供電19數據采集器的主要功能12.3.1數據采集器概述定義：電池供電的、便攜式的、具有海量存儲器的、具有與PC機接口的數據采集分時記錄智能儀表類型：一體式數據采集器，即數據采集器自帶傳感器；組合式數據采集器，即傳感器和數據采集器是分離的組合式數據采集器可以分為單通道和多通道的。多通道的可以一次同時從多個輸入端采集數據2012.3.2采用數字傳感器的數據采集器DS18B20是一種可組網的數字溫度傳感器，具有單總線的結構每個DS18B20都有一個64位的地址碼

218點溫度數據采集器22智能儀表與采集系統實物簡介一、一線通溫度傳感器②現場數據采集器①計算機傳輸線23二、智能數據采集模塊實物簡介現場數據采集器溫度曲線自動繪圖

24智能儀表與采集系統實物簡介三、SWP型巡檢儀溫度傳感器25四、SWP型溫度巡檢儀數據采集模塊實物簡介沈陽加美自動化儀表有限公司

智能溫度巡檢儀（多路巡檢儀表）現場數據采集器便攜式多路溫度巡檢儀

上海精密博盈實業有限公司

12.3.3上位機軟件上位機是指人可以直接發出操控命令的計算機，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。一般是上位機發出的數字命令（一般是PC或主機），下位機讀取設備狀態模擬量數據（一般是PLC/單片機或從機）。計算機發展快，軟件在不斷更新。12.4數據采集系統數據采集系統一般具有數據獲取、在線分析、數據記錄、離線分析和顯示及數據共享五個功能：獲取數據是測量物理參數的過程，測量結果以數字量的形式送入系統在線分析是在線處理獲取的數據的過程數據記錄是每一個數據采集系統的基本功能離線分析是獲取數據之后，從數據中分析出有用信息的過程顯示、數據共享構成了最后的功能2712.4.1基于PC機的數據采集系統28各部分功能和特點傳感器：用于實際物理參數到電信號的轉換接線端子：用于傳感器到數據采集系統的連接信號的調理：進行模/數轉換前，對模擬信號的處理A/D轉換：模擬輸入信號轉換成數字信號在線分析：對采集到的測量數據的實時的處理，如壞數據的剔除、數據的軟件濾波、數據的標度變換等離線分析：對已記錄或存儲的數據的事后處理和分析記錄或存儲：采用U盤、硬盤來存儲的顯示：顯示當前數據和歷史數據供電：

采用交流220V電源2912.4.2基于單片機的數據采集系統30功能與特點傳感器：用于實際物理參數到電信號的轉換接線端子：用于傳感器到數據采集系統的連接數據處理：能力有限，只能進行簡單的在線分析A/D轉換：單片機內集成了A/D轉換器，輸入通道的數量有限，其它功能有限，結構緊湊，適于在較小系統的應用記錄或存儲：單片機的數據采集系統一般采用非易失的存儲器來存儲數據，數據的存儲量有限顯示：顯示屏幕較小，可當前部分數據和歷史數據供電：采用交流220V電源供電。不能在線分析和離線分析。3112.4.3基于數據采集器的數據采集系統數據采集器的主要功能：數據采集、記錄和顯示數據采集器具有串行接口，與PC機進行數據交換多個數據采集器安裝在現場，進行同步數據采集和記錄可以對整體分時數據進行離線分析由若干個安裝在現場的數據采集器和辦公室中的PC機可構成離線式數據采集系統。3212.4.4分布式采集系統的通訊技術無線網（無線電臺、GPRS網）技術成熟，使用方便，GPRS網由電信維護，價格較貴33有線電視網一般為單向傳輸，改造費用較大（發展潛力大）架設專線需架設專線雙絞線或光纜，可利用綜合布線系統電力線網（220V供電網）無需通訊線路的連接與拆線，通信速度快通訊費用低，幾乎不需增加通訊費用無需再架設線路，造價低、安裝維護方便負載復雜、信號衰減大、干擾大、可靠性差34普通電話線通訊線路普及技術成熟、較易實現改造工作量小、容易實現通訊速度較低35利用現有線路有線數字電視網+有線寬帶網+視頻通訊網3637離線分布式采集系統38習題與思考1,2,5,6,10參考文獻

[1].張永瑞，劉振起等編著.電子測量技術基礎[M].西安電子科技大學出版社，2000.[2].田勝元，肖曰嶸編著.實驗設計與數據處理.中國建筑工業出版社.1988.[3].周渭,于建國編著.測試與計量技術基礎[M].西安電子科技大學.2004.[4].張子慧編.熱工測量與自動控制.中國建筑工業出版社.1996

[5].郭紹霞編.熱工測量技術.中國電力出版社.1997[6].王子延編.熱能與動力工程測試技術.西安交通大學出版社.1998

建筑環境測試技術周衛平2011.3

湖南城市學院城市建設系

建筑環境與設備工程教研室（第二版）《建筑環境測試技術（第二版）》第3篇測試技術

建筑環境測試技術授課時間：2學時主要內容：建筑能耗測試技術、通風空調系統風量測量技術、一般通風用空氣過濾器性能測量技術、空氣冷卻器與空氣加熱器性能測量技術、散熱器熱工性能測量技術、空調機組測量技術、潔凈室測量技術、工業企業噪聲測量技術。重點和難點:

建筑能耗測試技術的方案與設計。第13章建筑環境測試技術

政府辦公樓空調系統26％照明27％電梯8％電腦29％開水器10％賓館13.1建筑能耗測試技術圖北京大型公共建筑能耗比例公共建筑能耗統計情況：（采暖或空調所占比例較大）13.1.1建筑物平均室溫測量空間類別采暖計算平均溫度臥室、起居室（廳）和衛生間18℃廚房15℃設采暖的樓梯間和走廊14℃國家《住宅建筑規范》GB50368-2005規定，室內采暖計算平均溫度不應低于表1：表1：采暖計算溫度·測點平均法建模：·三級計算法：（見書P.276.）第13章建筑環境測試技術13.1.1建筑物平均室溫測量·三級計算法：（見書P.276.）第13章建筑環境測試技術居住建筑節能檢驗標準JGJ132-2007

建筑物平均室溫應在設計范圍內，受檢房間逐時溫度的最低值不應低于16℃(自覺調低室內溫度者除外)，同時房間平均室溫不得大于23℃。建筑物平均室溫合格指標：

·建筑物平均室溫應按下式計算：式中：trm----檢測持續時間內房間平均室溫（℃）；thh----檢測持續時間內戶內平均室溫（℃）；

tia----檢測持續時間內建筑物平均室溫（℃）；

建筑面積≥20000平方米的建筑，考慮到將有如通風系統、冷熱源系統等的主要設備，宜采用數據采集系統測量。方案二，采用數據采集系統測量方案一，采用數據采集器測量室內溫度在-30~50℃，測試點少于1000個時，宜采用數據采集器測量。如選用BES-01溫度采集記錄器。（見書P.277.）1，測量方案設計溫度采集記錄器

數據記錄間隔不超過60min，檢測時段和持續時間一般不少于72h。2，測點設置及數據測量建筑物內房間面積大于5m2設置測點，測點應處于被測房間的中央，具體位置按以下規定確定：

（一）單個房間以地面對角線交匯點正上方（1.00±0.03）m處為測點，實際測量點偏離測量點的水平距離誤差不大于5厘米。

（二）所測房間與走廊等處相連，應以主房間的中央位置為測量點。

（三）特殊形狀的房間，需根據幾何平面圖的中心點現場確定中央位置。（參見書P.278.）·測點設置：·數據測量：13.1.2室外空氣溫度測量13.1.3室外風速測量可將溫度采集記錄器放置于百葉箱中，進行室外空氣溫度測量。百葉箱放置的高度在地面以上1.5—2.0米之間，距建筑物5-10米的范圍。室外風速采用杯式風速計，測量范圍：1--30m/s，精度：>0.4m/s

，放置位置同百葉箱。百葉箱杯式風速計1.測量方案設計2.測量儀表安裝3.測量時間及數據處理13.1.4墻體主體傳熱系數測量主要檢測建筑墻體主體的保溫性能。

傳熱系數K的測（歐姆定律建模相似理論：）墻體主體傳熱過程與傳熱系數其中：λ---導熱系數α---對流換熱系數R---墻體結構熱阻，，規律：溫度分布為直線墻體主體傳熱系數規律：溫度分布為直線歐姆定律建模2測量儀表的安裝保溫層的溫度場因安裝會增加熱陰，而引入誤差13.1.5建筑物單位耗能測量

我國單位建筑面積能耗目前卻是發達國家的2至3倍。預計到2020年，全國高耗能建筑的面積將達到700億平方米，僅空調夏季高峰負荷將相當于10個三峽電站滿負荷能力。

我國單位建筑面積為12.7億平方米，超過所有發達國家年建成建筑面積的總和。

目前九成以上建筑不節能。建筑物單位耗能測量公式：居住建筑節能檢驗標準JGJ132-2007

13.1.5建筑物單位耗能測量1，空調建筑物單位耗能測量測總耗能1，空調建筑物單位耗能測量測總耗能采暖（空調）建筑物單位耗能測量方案一，組合式熱量表缺點：需切割管道采暖（空調）建筑物單位耗能測量方案二A，集中式溫度熱量自動測量系統方案二B，集中式溫度熱量在線式測量系統4分項計量系統---主從分布式系統簡介分項能耗數據應用原始能耗數據采集/遠傳/存儲分項能耗拆分計算3單位采暖耗熱量及耗冷量測量數據的轉換因目前沒有統一轉換方法，可留給學生做科研課題。接上一講內容:

·國際上的建筑物單位零耗能研究一方面降低建筑物的能耗；另一方面一般將垃圾再利用得到的能源，或太陽能、風能、地熱能和生物能等綠色利用等等。

“零耗能”建筑主要是通過最佳整體設計、利用最先進的建筑材料以及已上市的節能設備，達到房屋所需能源或電力100％自產的目標。

國際上的建筑物單位零耗能研究如北京科技大學體育館。通過館頂上的采光“氣球”，收集并儲存室外光線，實現了日間采光照明的“零耗能”。

北京科技大學體育館空調系統能耗分析——風機與水泵商場酒店寫字樓政府辦公樓冷凍冷卻泵11.1%冷凍冷卻采暖泵25.9%冷凍冷卻采暖泵23.4%空調建筑物單位耗能測量測總耗能：13.2.1利用畢托管測量管道內空氣的流量

參見p.288.建筑物單位零耗能研究其它測試：如室內氣象參數測定測試項目測試原理溫度————溫度計相對濕度————相對濕度儀二氧化碳采用氣體濾波紅外技術，依據氣體對紅外線特定波長有選擇性吸收的原理計算氣體濃度。

總揮發性有機物（TVOC）有機物電離后產生正、負離子，通過測量該電流的大小，來確定揮發性有機物（TVOC）的濃度。甲醛采用泵吸入方式，氣體樣本進入傳感器，經過分析以直讀方式將甲醛含量顯示出來。粉塵根據90度直角光散射原理，利用內置氣泵將氣體微粒吸入光學室中，再由光的散射來測量微粒的濃度氡通過過濾器取一定體積的空氣來收集氡，然后用α計數器測量濾料上的放射性，采用α潛能法計算出總α潛能濃度或各個子體的濃度。室內空氣品質測試儀(IAQ-CALC)TSI8762空氣品質測試儀

關鍵參數：CO、CO2、溫度、濕度