专利名称：热量表流量精度的等时段校调方法
技术领域：
本发明属于仪器仪表测量技术领域，涉及一种热量表流量精度的等时段校调方法。
背景技术：
集中供暖分户计量计费所采用的计量仪表是热量表。目前热量表由一个流量计和两个温度传感器组成，流量计用来测定进入用户供暖热水的流量，两个温度传感器分别用来测定用户供暖热水的供水温度和回水温度，由以下(1)式来确定用户的供热量Q＝∫G(t)·C·(TI-TE)·dt (1)式中，Q为用户供暖的累计供热量，G为进入用户的供暖热水流量，t为用户的供暖时间，C为热水比热，TI与TE分别为用户的供暖供水温度和回水温度。
内置于热量表中的流量计是通过翼形叶轮测量流量的，它利用管道中的水流动力，冲击流量计中翼形叶轮旋转，通过实验的方法获知翼形叶轮的流量系数(转/m3)，再由流量系数和翼形叶轮的转数N按如下公式确定待测的体积流量V。
V＝N/(2)由此可见，翼形叶轮的流量系数是翼形叶轮转数与所通过体积流量的比，它反映了翼形叶轮转数与所通过体积流量之间的关系。显然，翼形叶轮转数越大就表明所通过的体积流量越大。若机械式热量表每次采集流量信息的时间间隔均为τ，即每个流量工况的时段均为τ，这样，机械式热量表把各流量工况时段的采集量累加起来，由以下(3)式确定用户的累计供热量 式中，为翼形叶轮的流量系数，Nk为k流量工况下的翼形叶轮转数，ρk-1和ρk分别为k-1和k流量工况下的用户供暖供水密度，Ck-1和Ck分别为k-1和k流量工况下的用户供暖供回水平均比热，Tk-1I和TkI分别为k-1和k流量工况下的用户供暖供水温度，Tk-1E和TkE分别为k-1和k流量工况下的用户供暖回水温度。
目前机械式热量表就是根据上述原理和公式(3)来确定用户供暖的累计供热量。机械式热量表生产厂家提供的流量测量精度为在小流量区域即从最小流量至分界流量的流量测量误差为5％，在中、高流量区域即从分界流量至过载流量的流量测量误差为2％。由此可见，目前机械式热量表测量精度不高，是因为流量测量精度不高，还不能达到人们所期望的在0.5％以内的流量测量误差精度，这也是目前机械式热量表所存在的技术不足。由于机械式热量表测量精度受控于流量测量精度，所以提高机械式热量表测量精度的关键就在于如何提高流量测量精度。
申请号为02123596的发明专利公开了一种“热量表流量及温度的测量修正方法”，在该方法中，为使机械式热量表流量测量精度提高，提出了对每个机械式热量表中的流量计进行标定，实施动态整体修正，即把待校热量表的流量计与标准流量表在不同特征流量点作对比，把标定后的流量系数#作为计算流量的依据，按类似公式(2)的如下公式，计算通过流量计的体积流量VV＝N/#(4)该方法具有可降低热量表元器件成本、提高机械式热量表流量测量精度的优点。但是，从该发明所公开的技术方案中，无法得知流量系数#是如何获得，以及如何使用。
发明内容为克服现有机械式热量表所存在的流量测量精度不高的不足，本发明提出了一种热量表流量精度的等时段校调方法。
本发明所采用的技术方案为以机械式热量表的流量系数为流量测量的基础，用标准流量表作为校正机械式热量表流量测量误差的标准。通过将待校表与标准表对比的同步流量测量实验，获得机械式热量表流量测量的误差函数。具体方法为把热量表的流量全量程划分为若干个不同的待校流量，即若干个流量工况，并使每个流量工况测量采集时间τ为相等的时段，待校表与标准表对每个流量工况进行同步测量，并通过 确定机械式热量表的流量测量误差。
式中，yk为机械式热量表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Gk0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，τ为每个流量工况都相等的测量采集时段，Nk为机械式热量表在k流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，为机械式热量表的流量系数(转/m3)。
对应不同的体积流量 就有不同的yk值相对应，即yk是 的函数。由此可见，机械式热量表体积流量测量的准确值应为 在用等时段方法对热量表的流量精度校调后，通过 确定用户供暖的累计热水体积。式中，V为用户在m个τ时间内供暖的累计热水体积，Nj为机械式热量表在j流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，yj为机械式热量表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的yk离散函数中插值选取。
本发明提出的热量表流量精度的等时段校调方法，克服了现有机械式热量表所存在的流量测量精度不高的不足。采用本发明的机械式热量表流量精度的等时段校调方法，不需要改变机械式热量表的结构，仅仅通过对所测流量的校正与精度补偿调整，就可使现有机械式热量表的流量测量精度大幅度提高，同时可使现有机械式热量表的热量测量精度大幅度提高，可使流量测量误差精度控制在0.5％之内。
具体实施例方式实施例一本实施例是利用现有的机械式热量表检验与校正系统，标准流量表与待校热量表在检验与校正系统中为单管路的串联关系，应用热量表流量精度的等时段校调方法，对公称管径为15mm、流量全量程为2m3/h的热量表的流量测量精度进行校调。
已知待校热量表翼形叶轮的流量系数为28000转/m3，把待校热量表的流量全量程划分为30个待校流量工况，这些流量工况为Gk0，k＝1，2，3，…，30，其中G10为最小数值的流量工况，其值为0.005m3/h，G300为最大数值的流量工况，其值为2m3/h。规定每个流量工况都具有相等的时段τ，τ为5s。将水箱和管路充满热水，由计算机控制将电动调节阀关闭，然后就可进行对机械式热量表流量测量误差的校正实验。在校正实验过程中，计算机一直实施对电动调节阀的控制，通过控制阀门的开度，以实现对水流量的控制，以及对标准流量表和待校热量表的流量数据采集。当计算机确认待校热量表的流量工况到达待校流量工况时，计算机控制电动调节阀令其阀门开度固定下来，然后在该工况下运行τ时间，由下式确定该流量工况下的体积流量测量误差 式中，yk为机械式热量表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Gk0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，τ为每个流量工况都相等的测量采集时段，Nk为机械式热量表在k流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，为机械式热量表的流量系数(转/m3)。
当完成第k个流量工况下的校正实验后，计算机便记录了该流量工况下的体积流量测量误差yk，然后计算机再控制电动调节阀令其阀门的开度变化，进入到下一个流量工况。当完成了全部流量工况的校正实验，整个校正实验也就告结束。此时，计算机已记录下了各流量工况的体积流量测量误差。依据这些流量误差进行校正和补偿，待校热量表的流量测量精度就可以大幅度提高。在用等时段方法对热量表的流量精度校调后，通过下式确定用户供暖的累计热水体积 式中，V为用户在m个τ时间内供暖的累计热水体积，Nj为机械式热量表在j流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，yj为机械式热量表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的yk离散函数中插值选取。
实施例二本实施例是利用现有的机械式热量表检验与校正系统，标准流量表与待校热量表在检验与校正系统中为单管路的串联关系，应用热量表流量精度的等时段校调方法，对公称管径为20mm、流量全量程为3m3/h的热量表的流量测量精度进行校调。
已知待校热量表翼形叶轮的流量系数为32000转/m3，把待校热量表的流量全量程划分为50个待校流量工况，这些流量工况为Gk0，k＝1，2，3，…，50，其中G10为最小数值的流量工况，其值为0.005m3/h，G500为最大数值的流量工况，其值为3m3/h。规定每个流量工况都具有相等的时段τ，τ为10s。将水箱和管路充满热水，由计算机控制将电动调节阀关闭，然后就可进行对机械式热量表流量测量误差的校正实验。在校正实验过程中，计算机一直实施对电动调节阀的控制，通过控制阀门的开度，以实现对水流量的控制，以及对标准流量表和待校热量表的流量数据采集。当计算机确认待校热量表的流量工况到达待校流量工况时，计算机控制电动调节阀令其阀门开度固定下来，然后在该工况下运行τ时间，由下式确定该流量工况下的体积流量测量误差 式中，yk为机械式热量表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Gk0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，τ为每个流量工况都相等的测量采集时段，Nk为机械式热量表在k流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，为机械式热量表的流量系数(转/m3)。
当完成第k个流量工况下的校正实验后，计算机便记录了该流量工况下的体积流量测量误差yk，然后计算机再控制电动调节阀令其阀门的开度变化，进入到下一个流量工况。当完成了全部流量工况的校正实验，整个校正实验也就告结束。此时，计算机已记录下了各流量工况的体积流量测量误差。依据这些流量误差进行校正和补偿，待校热量表的流量测量精度就可以大幅度提高。在用等时段方法对热量表的流量精度校调后，通过下式确定用户供暖的累计热水体积 式中，V为用户在m个τ时间内供暖的累计热水体积，Nj为机械式热量表在j流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，yj为机械式热量表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的yk离散函数中插值选取。
实施例三本实施例是利用现有的机械式热量表检验与校正系统，标准流量表与待校热量表在检验与校正系统中为单管路的串联关系，应用热量表流量精度的等时段校调方法，对公称管径为25mm、流量全量程为4m3/h的热量表的流量测量精度进行校调。
已知待校热量表翼形叶轮的流量系数为35000转/m3，把待校热量表的流量全量程划分为80个待校流量工况，这些流量工况为Gk0，k＝1，2，3，…，80，其中G10为最小数值的流量工况，其值为0.01m3/h，G800为最大数值的流量工况，其值为4m3/h。规定每个流量工况都具有相等的时段τ，τ为15s。将水箱和管路充满热水，由计算机控制将电动调节阀关闭，然后就可进行对机械式热量表流量测量误差的校正实验。在校正实验过程中，计算机一直实施对电动调节阀的控制，通过控制阀门的开度，以实现对水流量的控制，以及对标准流量表和待校热量表的流量数据采集。当计算机确认待校热量表的流量工况到达待校流量工况时，计算机控制电动调节阀令其阀门开度固定下来，然后在该工况下运行τ时间，由下式确定该流量工况下的体积流量测量误差 式中，yk为机械式热量表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Gk0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，τ为每个流量工况都相等的测量采集时段，Nk为机械式热量表在k流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，为机械式热量表的流量系数(转/m3)。
当完成第k个流量工况下的校正实验后，计算机便记录了该流量工况下的体积流量测量误差yk，然后计算机再控制电动调节阀令其阀门的开度变化，进入到下一个流量工况。当完成了全部流量工况的校正实验，整个校正实验也就告结束。此时，计算机已记录下了各流量工况的体积流量测量误差。依据这些流量误差进行校正和补偿，待校热量表的流量测量精度就可以大幅度提高。在用等时段方法对热量表的流量精度校调后，通过下式确定用户供暖的累计热水体积 式中，V为用户在m个τ时间内供暖的累计热水体积，Nj为机械式热量表在j流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，yj为机械式热量表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的yk离散函数中插值选取。
权利要求
1.一种热量表流量精度的等时段校调方法，以机械式热量表的流量系数为流量测量的基础，用标准流量表作为校正机械式热量表流量测量误差的标准，其特征在于把热量表的流量全量程划分为若干个不同的待校流量工况，并使每个流量工况测量采集时间τ为相等的时段，待校表与标准表对每个流量工况进行同步测量，并通过 确定机械式热量表的流量测量误差；式中，yk为机械式热量表在流量全量程中k流量工况下的测量误差，Gk0为标准流量表在k流量工况下的体积流量，τ为每个流量工况都相等的测量采集时段，Nk为机械式热量表在k流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，为机械式热量表的流量系数(转/m3)。
2.如权利要求1所述的机械式热量表流量精度的等时段校调方法，其特征在于通过 确定用户供暖的累计热水体积；式中，V为用户在m个τ时间内供暖的累计热水体积，Nj为机械式热量表在j流量工况下τ时段内翼形叶轮的转数，yj为机械式热量表在j流量工况下的测量误差，并在所得出的yk离散函数中插值选取。
全文摘要
本发明涉及一种热量表流量精度的等时段校调方法。为克服现有技术中存在的流量测量精度不高的不足，本发明以机械式热量表的流量系数为流量测量的基础，用标准流量表作为校正流量测量误差的标准，把热量表的流量全量程分为若干个不同的流量工况，并使每个流量工况测量采集时间τ为相等的时段，待校表与标准表对每个流量工况进行同步测量，并由
文档编号G01K17/06GK1651881SQ20051004172
公开日2005年8月10日 申请日期2005年2月25日 优先权日2005年2月25日
发明者李世武, 王岚 申请人:西北工业大学