熱量自動檢測儀表簡介

熱傳遞現(xiàn)象(通稱傳熱)是一種普遍的自然現(xiàn)象，它廣泛地發(fā)生在各種生產(chǎn)和生活的熱力過程中。從建筑物到空嗣房問，從鍋爐和燃氣燃燒器具到換熱設備，從太陽能到地熱綜合利用，以至人體本身，都有熱的傳遞。

凡是有溫差存在的地方。就有熱傳遞的現(xiàn)象發(fā)生，這些熱量的轉移是由溫度高的地方轉移到溫度低的地方。由于溫差是普遍存在的，因此熱量的轉移也是普遍存在的。傳熱現(xiàn)象是很復雜的。它包括了傳導、對流和輻射三種方式，而且在同一傳熱過程中，又往往同時存在幾種傳熱方式，有時甚至還有質(zhì)的傳遞，再加上材料性質(zhì)的不同以及各種條件的變化，因此廣義的熱流應該是上述幾種方式及其全部組合情況下的熱流。

長久以來，人們在涉及到有關熱信息的檢測處理和控制時，都是通過溫度這個參數(shù)來間接進行的。隨著科學技術的發(fā)展和節(jié)能計量工作的需要，大家越來越感到僅僅把溫度信號作為唯一的熱信息是非常不夠的，因此，熱流的檢測理論和技術越來越受到重視，已成為熱工測量的重要參數(shù)之一。

熱流的大小多采用實測的方法，測量熱流的儀表就叫熱流計。由于各種方式熱流的性質(zhì)有所不同，因此熱流計也有多種類型。測量傳導熱流的熱阻式熱流計、測量輻射熱流的非接觸式輻射熱流計及測量流體輸送熱量的輸送式蒸汽或熱水熱流計，又稱熱量計。

使用蒸汽或熱水熱量測量流體輸送的熱流值，可以監(jiān)視鍋爐的運行工況，以便使鍋爐的燃燒及時得到調(diào)整，保證鍋爐有較高的燃燒效率，以直接取得節(jié)能效果。根據(jù)蒸汽或熱水熱量計測量熱網(wǎng)供熱系統(tǒng)輸送給用戶的熱量，依靠熱量計可以建立起節(jié)能的“供-需”定量關系，及按實際使用熱量的多少來收費的經(jīng)濟核算制度和科學管理方法。用熱水熱量計對各種熱交換器、余熱利用設備、太陽能熱水器等所產(chǎn)生的熱水和地熱水等熱水熱量進行檢測，可為研究與提高有關熱工設箭的熱效率和開發(fā)利用新能源提供可靠的科學依據(jù)。

熱阻式熱流計是測量固體傳導熱流或表面熱量損失的儀表，它還可以與熱電偶(或熱電阻)溫度計配合使用，測量各種材料或保溫材料的導熱系數(shù)、導溫系數(shù)和傳熱系數(shù)等。熱阻式熱流計由熱阻式熱流傳感器和熱流顯示儀兩部分組成．熱阻式熱流傳感器將熱流信號變換成電信號輸出，供指示儀表顯示測量數(shù)值。

熱量自動檢測儀表熱阻式熱流傳感器的構造

常用的熱阻式熱流傳感器有平板式傳感器和可撓式傳感器。如圖《熱流傳感器的結構》所示。

平板式熱流傳感器是由若干塊熱電堆片鑲嵌于一塊有邊框的基板中制成。基板尺寸一般為130 X 130mm，材料是厚1mm的環(huán)氧樹脂玻璃纖維板，中間挖空(挖空尺寸是100×100mm)。挖下的材料剪成小條，尺寸約為10 X100mm，作為制作熱電堆的基板。基板上用Φ0.2mm裸康銅絲均勻繞100～120圈，經(jīng)電鍍制成熱電堆板，并用環(huán)氧樹脂封于邊框中，然后將各熱電堆的引出線相互串接，二端頭焊于接線片上，最后在表而貼上滌綸薄膜作為保護層，即為平板式熱流傳感器。

可撓式熱流傳感器為了彎曲而做成長方形。它采用甲基乙稀基硅橡膠為原料，用過氧乙烯作固化劑，根據(jù)傳感器所需要的顏色選擇著色劑和填充劑，經(jīng)配制混合制成約2mm厚的生膠片。由于硅橡膠的生膠片很軟，無法直接在上面繞康銅絲，所以用賽珞璐片卷在一塊1mm厚的層壓板條上做成臨時基板，再在上面繞線、經(jīng)電鍍后做成熱電堆片。并將硅橡膠的生膠片裁成所需大小，中間挖出槽，在挖出的長條中，仔細地將熱電堆片裝填入，把熱電堆串聯(lián)接好，并用聚四氟乙烯絕緣導線作為熱流傳感器的引出線。在組裝好的熱電堆元件的上下兩面上覆蓋硅橡膠生膠薄片，放在壓制模中，經(jīng)250℃溫度的橡膠壓制機上壓制成型，又在150℃溫度下經(jīng)8h的老化處理，就制成可撓式的熱流傳感器。

熱電堆金屬絲的粗細、電鍍層的厚薄、雜質(zhì)含率及鍍銅層粘結情況等有所不同，都將影響熱流傳感器系數(shù)C值，因此對每個熱流傳感器必須分別標定，得到每片傳感器的系數(shù)。在使用熱流傳感器進行測量時，也必須按照每個傳感器的標定曲線或系數(shù)進行計算。

為了使熱流傳感器能互換，每個傳感器都應有一致的性能。在傳感器兩端并上電阻，進行溫度補償，使熱流傳感器系數(shù)一致化，這樣便制成能互換的、傳感器系數(shù)一致化的，使用方便的熱流傳感器了。

熱流顯示儀主要是解決一個直流弱信號的放大和顯示問題，尤其是在測量較小的熱流量時，傳感器輸出信號可能低于1mV，需要經(jīng)過放大片能顯示，這就需要低漂移的精度高的儀表放大器。熱流的測量往往是在現(xiàn)場進行的，使用體積較大的儀表，或者在現(xiàn)場布置很多導線都是不便的，因此這類儀表大多數(shù)都是便攜式的。

熱量自動檢測儀表模擬式熱流顯示儀

模擬式熱流顯示儀是以指針式表頭作為顯示部件，其結構比較簡單，成本較低，是應用比較廣泛的一種熱流顯示儀。

熱流顯示儀的放大器，使用微功耗差分對管和集成運算放大器組成一個低漂移的直流放大器，經(jīng)仔細調(diào)試，整個放大器的失調(diào)電壓只有一般線性組件的十分之一左右，大約為0.5μV/℃。指示表頭是用1.0級的直流微安表，內(nèi)阻為330Ω，標稱靈敏度為50μA。電源采用9V積層電池兩塊，電源能耗為50mW。兩塊電池在正常使用條件下，可以使用1～2個月。

采用這種放大器及指示表頭，再加上量程轉換，工作狀態(tài)選擇等開關就組成了熱流顯示儀。它可與平板式傳感器或可撓式傳感器配合使用，直接測熱流密度的大小。使用平板式傳感器時，量程為0～5～25～100kW/m；使用可撓式傳感器時，量程為0～50～250～1000～2500kW/m；根據(jù)需要可改變量程的范圍。由于一致化后傳感器的性能一致具有互換性，因此用一個簡單的轉換開關電路，就可以進行多點遠距離的熱流測量。

熱量自動檢測儀表數(shù)字式熱流顯示儀

數(shù)字式熱流顯示儀的A/D轉換器采用了一塊大規(guī)模集成電路，由計數(shù)器、譯碼器、鎖存器、顯示驅(qū)動器、時鐘脈沖發(fā)生器、液晶顯示器和基準電源等部分組成，可分為模擬和數(shù)字兩大部分。

模擬部分采用雙積分原理，具有自動凋零功能。它先對信號積分，再反向?qū)鶞市盘柗e分。數(shù)字部分中，有31/2位十進制計數(shù)器，計數(shù)0～1999，在反向比較積分階段，計數(shù)器所計的脈沖數(shù)反映被測信號的大小。輸出鎖存器存放A/D轉換的結果；譯碼器和驅(qū)動器把輸出信號變換成驅(qū)動液晶顯示器的信號；時鐘脈沖發(fā)生器產(chǎn)生控制用的時鐘脈沖信號。

數(shù)字顯示采用液晶顯示器件。顯示的數(shù)字是以相同頻率和相同振幅驅(qū)動，每秒鐘三次讀數(shù)。顯示的最大讀數(shù)為1999，超出量程時可有越限指示。數(shù)字式熱流顯示儀附有測溫部分。它采用銅-康銅或鎳鉻-鎳硅熱電偶測溫，熱電偶接點裝在熱流傳感器內(nèi)部，在測量熱流的同時也測出溫度的數(shù)值。由于傳感器很薄，測出的溫度與表而溫度很接近。因此就可以認為是表面溫度。鎳鉻一鎳硅熱電偶的線性度很好，使用這種熱電偶可以得到較好的測溫精度。

為了補償熱電偶冷接點的溫度，采用了不平衡電橋作為自動冷接點信號補償器。把熱電偶的熱電勢和補償器的信號串連后送入前置放大器及數(shù)字顯示部分，選擇適當?shù)姆糯蟊稊?shù)，就可以直接顯示出溫度數(shù)值。數(shù)字式熱流顯示儀也采用9V積層電池供電，工作電流很小，一般連續(xù)使用可達一個月以上，也可以和模擬式儀表一樣進行遠距離測量和多路選測。熱流傳感器的熱電勢，還可采用電位差計、動圈式毫伏表以及數(shù)字式電壓表等儀表進行測量，或記錄被測壁面熱流量的變化與波動過程的曲線，為實驗和科研數(shù)據(jù)分析提供可靠的依據(jù)。

熱水熱量計是用來檢測熱水輸送熱量的儀表。熱水熱量就是載熱質(zhì)-水通過鍋爐或熱網(wǎng)的某個熱力點(熱交換站)所輸送的熱能數(shù)量，或者是熱用戶所消耗熱能的數(shù)量。熱水熱量自動檢測系統(tǒng)由流監(jiān)檢測、溫度檢測及熱量指示積算儀等三部分組成。

熱量自動檢測儀表流量檢測部分

流監(jiān)檢測部分采用標準節(jié)流元件-孔板作為流量傳感器，通過差壓變送器和開方器，變換成線性的0～10mADC信號，送入熱水熱量計運算電路。

熱量自動檢測儀表溫度檢測部分

溫度檢測部分使用工業(yè)電阻溫度計測得熱水鍋爐或熱力點進、出口的熱水溫度信號，輸入熱水熱量計進行運算。

熱量自動檢測儀表熱量指示積算儀

熱量指示積算儀根據(jù)已線性化的熱水流量信號和溫度信號經(jīng)熱量計的運算電路，然后指示瞬時熱量、累計熱量并輸出0～10mADC 電流信號供記錄或調(diào)節(jié)用。該檢測系統(tǒng)可用來檢測熱水鍋爐或熱力點向外輸出的熱量或熱用戶消耗的熱能。

蒸汽分為過熱蒸汽和飽和蒸汽兩種，因此蒸汽熱量計也相應的分為過熱蒸汽熱量計和飽和蒸汽熱量計兩種。在供熱燃氣及空調(diào)工程中，常使用飽和蒸汽熱量計。飽和蒸汽的計量，如果只采用流量計量，那是不科學的。因為使用飽和蒸汽的目的是要利用它所運載的那部分熱量，而并非蒸汽本身。如果蒸汽流量相等，而壓力或溫度不等，則攜帶熱量不同，同時還與飽和蒸汽的干度有關，應直接計量熱流或熱量。

飽和蒸汽熱量計采用DDZ-Ⅱ電動單元組合儀表組裝而成，儀表電路由兩部分組成。第一部分主要是完成質(zhì)量流量的干度校正運算，蒸汽流量輸入信號是從標準孔板產(chǎn)生的差壓信號，經(jīng)差壓變送器，再經(jīng)開方器輸出0～10mADC電流信號，指示瞬時流量和累積流量。第二部分進行瞬時熱量，累積熱量的運算和指示。

熱量自動檢測儀表飽和蒸汽熱量計的應用

使用飽和蒸汽熱量計可測量鍋爐供出熱量或用熱設備所消耗的熱量，以便監(jiān)視鍋爐或熱設備的運行情況，作為能源計量的依據(jù)。一般當鍋爐運行正常時，在汽水分離設備較好的情況下，飽和蒸汽的干度在0.95～1.00之間。由于鍋爐在線測量干度的儀表還沒有產(chǎn)品，所以飽和蒸汽熱量計的干度只能靠手動設定，也就是說，用戶必須事先測出飽和蒸汽的干度，然后將干度分檔旋鈕放在某一個位置即可，這樣，飽和蒸汽熱量計所指示的瞬時熱量和累積熱量是經(jīng)過干度修正后的測量位。

全自動漢字熱量儀又稱 高精度量熱儀、智能漢字量熱儀 、全自動量熱儀、自動快速量熱儀、快速量熱儀、微機全自動量熱儀、 智能量熱儀、發(fā)熱量 、煤炭量熱儀、量熱計、漢字量熱儀、電腦量熱儀

全自動漢字熱量儀根據(jù)氧彈量熱法的基本原理：將一定量的試樣放在充有過量氧氣的氧彈內(nèi)燃燒、放出的熱量被一定量的水吸收，根據(jù)水溫的升高來計算試樣的發(fā)熱量（熱值、大卡）。

1、采用高級單片微機系統(tǒng)，配合儀器完整而獨特的水系和量熱系統(tǒng)來自動完成：內(nèi)筒水更換和定量、冷卻；自動攪拌、自動點火、數(shù)據(jù)采集和處理、數(shù)據(jù)保存、顯示儀器狀態(tài)、聲響提示或報警、打印輸出各式報表。具有功能完備、測量準確、計算精細、顯示直觀、人性化中文界面、操作簡便、高效耐用維護方便的特點。是煤炭發(fā)熱量的測定設備。

化驗員只需安裝氧彈的手工操作，其它過程均由儀器自動完成。

2、采用進口高檔大規(guī)模集成AD器件，實現(xiàn)雙路高速、高精度溫度測量。使得操作更簡便，測量更準確。

3、采用大尺寸圖文液晶示屏，來顯示儀器的各種狀態(tài)、數(shù)據(jù)和圖形。中文菜單式操作界面，直觀、友好；易學易用。試驗過程溫度曲線模擬顯示，生動直觀。

4、采用面板式打印機輸出各式報表。打印格式允許用戶自定義，或簡或全，隨時設定。

5、采取高級實時時鐘電路，可在屏幕上隨時顯示當前日期及時刻，

試驗過程中自動記錄試驗完成的時刻，并在報告上打印，使試驗報告更具時效性；可永久記錄上次標定儀器的日期，以備確認下一次標定儀器的日期。停電時時鐘電路正常計時。

6、完善的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，儀器自動保存試驗數(shù)據(jù)，可方便地查閱；儀器的標定數(shù)據(jù)自動求平均、自動剔除離散數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可永久保存