熱量表是供熱體系中的關鍵儀表。本文在介紹超聲波時差法流量及熱量測量原理的基礎上,采用低功耗的高性能單片機和高性能的信號處理專用芯片,解決了高精度超聲波傳輸時間測量及流體溫度測量問題,開發了超聲波熱量表。實驗結果表明,該系統具有較高的測量精度、對管徑的適應性強、非接觸流體、不會改變流體的流動狀態、不產生附加阻力、易于數字化管理等優點,是理想的節能型熱量表。

現有超聲波熱量表方案大都采用專用集成芯片測量流量和溫度,然后通過單片機計算得到熱量。該方案使用簡單方便,但是成本高。該設計以低功耗單片機pic24fj128ga310為主要控制器,流量采用時差法原理進行測量,使用ctmu模塊完成時間差的精確測量;溫度測量采用signa-deltaa/d方法。文中詳細介紹了ctmu的結構、使用方法及測量校正方法,該方案大大降低了超聲波熱量表的成本,通過校驗臺測試,產品穩定,性能滿足設計要求。

低功耗與高精度是熱量表的關鍵。本文設計了基于超低功耗單片機msp430系列為主要控制器和高精度tdc-gp21為主測量芯片的的小管道超聲波式熱量表。液晶漢顯,用戶界面良好。通信方式多樣,抄表方便。實驗表明,本設計具有超功耗低、精度高、對外界環境要求低,易于集中管理等優點。

低功耗與高精度是熱量表的關鍵。本文設計了基于超低功耗單片機msp430系列為主要控制器和高精度tdc-gp21為主測量芯片的的小管道超聲波式熱量表。液晶漢顯,用戶界面良好。通信方式多樣,抄表方便。實驗表明,本設計具有超功耗低、精度高、對外界環境要求低,易于集中管理等優點。

鑒于超聲波傳感器在管道上的安裝問題,設計了直通式管道,徹底解決了超聲波傳感器的入射角問題,采用高精度的時間測量芯片tdc-gp2解決了時差法的測量精度問題,并采用了當前最流行的低功耗單片機msp430作為積算儀,通過軟件設置,使系統能以較低的功耗工作。

該文設計了一種低功耗高精度的超聲波熱量表。熱量表采用msp430作為mcu,使用時間測量芯片tdc-gp21來測量超聲波前向和后向傳播時間,利用熱敏電阻pt1000測量進水口和出水口處溫度。文中從硬件設計入手,探討了熱量表的組成原理,并基于該硬件設計了熱量計算軟件。實際測試結果表明,該熱量表具有較高的計量精度和良好的穩定性。

超聲波熱量表的安裝 超聲波熱量表 超聲波熱量表的安裝及注意事項: 配置:超聲波熱量表、測溫球閥、電動溫控閥、熱量表配套活接、過濾器、 手動球閥(或鎖閉閥)。 (1)熱量表、測溫球閥、電動溫控閥安裝示意圖 (2)施工條件 a)系統及過濾器雜質排除干凈,管道系統中無雜質; b)安裝熱量表的環境中無漏水情況,相對空氣濕度不超過85%。 c)超聲波熱量表調試,必須要從過濾器排污,排污時將熱量表用塑料袋套住, 防止排污泄水導致熱量表進水損壞。 (3)熱量表安裝 1、安裝位置:熱量表按設計安裝在進水管(供水管)。電動溫控閥安裝在回水管 測溫球閥后。 a,熱量表要安裝在合適的位置,以便于操作、讀取與維護維修。 b,熱量表上的鉛封不能損壞。 c,安裝時應嚴格要求,謹慎操作,防止人為損壞。 超聲波熱量表的安裝 d,超聲波熱量表可水平或垂直安裝,垂直安裝時,應使進

熱計量施工圖、說明 1 超聲波熱量表 超聲波熱量表的安裝及注意事項: 配置：超聲波熱量表、測溫球閥、電動溫控閥、熱量表配套活接、過濾器、 手動球閥（或鎖閉閥）。 (1)熱量表、測溫球閥、電動溫控閥安裝示意圖 (2)施工條件 a）系統及過濾器雜質排除干凈，管道系統中無雜質； b）安裝熱量表的環境中無漏水情況，相對空氣濕度不超過85%。 c）超聲波熱量表調試，必須要從過濾器排污，排污時將熱量表用塑料袋 套住，防止排污泄水導致熱量表進水損壞。 (3)熱量表安裝 1.安裝位置：熱量表按設計安裝在進水管（供水管）。電動溫控閥安裝在回水 管測溫球閥后。 a，熱量表要安裝在合適的位置，以便于操作、讀取與維護維修。 b，熱量表上的鉛封不能損壞。 c，安裝時應嚴格要求，謹慎操作，防止人為損壞。 熱計量施工圖、說明 2 d，超聲波熱量表可水平或垂直安裝，垂直安裝時，應使進水方向由下進水；

超聲波熱量表的持久性檢驗

超聲波熱量表的安裝

超聲波流量計、超聲波熱量表

按熱量計價收費將成為供熱供暖工作的重點;為此,對熱量計量裝置進行了深入研究,提出了一種基于時差法的高精度超聲波熱量表設計方案;設計選用低功耗μpd78f0485單片機作為微控制器,結合高精度時間測量芯片tdc-gp21,將熱量計量主要參數溫度和流量的測量全部轉換成對時間的測量,簡化了測量指標,最終實現數據的采集、處理和傳輸功能;測試結果表明該超聲波熱量表測量精度達到了國家2級熱量表的行業標準,具有一定的工程價值和良好的應用前景。

本文提供了一種低功耗智能超聲波熱量表的實現方案，包括mcu以及分別與mcu連接的液晶顯示電路，紅外通信電路，按鍵，電壓轉換電路，電壓檢測電路，閥門，時間數字轉換器以及mbus通信電路。時間數字轉換器的采用tdc—gp21，其上分別連接有熱敏電阻和超聲波換能器。mcu與tdc—gp21均具有低功耗的優勢，同時，tss721a是用于儀表總線的收發器集成芯片，對從機不增加功率需求，總線可無極性連接，綜合使得整機的功耗更低，延長熱量表的電池壽命，間接降低了整表對于電池的需求成本。

超聲波熱量表安裝原則 一、管段式超聲熱量表安裝原則 1.直管段要求 熱量表的安裝位置、被測管道的狀態均對測量精度有影響，因此選擇滿足下 列條件的場所。 ?上游側10d，下游側5d以上的直管段；若安裝管道遇到縮管、擴管、 彎頭等阻流連接件時，請選擇合適的安裝位置。 ?上游側30d以內，確保無擾動流動的因素（泵、閥、節流孔等）。 最短直管段長度表（d為公稱直徑） 超聲波熱量表安裝原則 2.建議安裝位置 ?首選液體向上（或斜向上）流動的豎直管道，其次是水平管道，盡量避 開液體向下（或斜向下）流動的管道，防止液體不滿管。 ?安裝位置不要選在管道走向的最高點，防止管道內因有氣泡聚集而造成 測量不正常（如下圖所示）。 安裝位置示意圖 ?熱量表在水平管道上安裝時，儀表面板要保持水平，特殊情況需要傾斜 時，傾斜角度不超過30°。 ?管段式超聲熱量表具體安裝方法因熱表種

設計以超低功耗單片機msp430f4371為主要控制器的小管道熱量表。采用高精度時間測量芯片tdc-gp21實現溫度測量并通過超聲波實現管道液體流量測量;采用m-bus和紅外實現通信并數據加密,可實現現場手持儀抄表和遠程抄表;采用漢顯,方便居民查看。通過校表臺試驗,本產品功耗低、誤差小于1%且穩定。

針對供熱系統分戶式熱量計量要求,設計了一種基于相差積分法的超聲波熱量表。主要介紹了相差積分法的超聲波流量測量原理和實現方法,以及方案中所涉及到的熱量計算、溫度測量原理等;根據測量要求,設計了以msp430f437為控制核心的硬件測試電路。由于熱量表需用電池供電,為了保證熱量表的長期運行,在硬件和軟件上都進行了低功耗設計。最后,對整個系統進行了聯機調試和測試實驗,并對流量測量結果作了簡單的誤差分析。

為解決戶用超聲波熱量表對熱量的高精度計量,在對戶用超聲波熱量表流量測量方案及工作原理分析基礎上,提出應用時間數字轉換器tdc-gp21實現時間和溫度的高精度、低功耗測量方案,并且完成了以msp430低功耗單片機為核心的系統硬件、軟件設計,實現了高精度、低功耗、低成本的戶用超聲波熱量表設計。該方案所體現的設計思路不僅適用于戶用超聲波熱量表,對其它大口徑、大流量超聲波熱量表同樣具有參考意義。

從易于批量生產的角度設計了一款高精度超聲波熱量表。熱量表處理器選用低功耗cpu芯片msp430f4371,時間測量芯片選用了高精度的tdc-gp21,配合超聲波換能器測量水的流速,配合pt1000測量入水口和出水口的水溫。基表設計為u型方案,此外系統留有紅外通信接口和m_bus接口兩種通信方式。測試結果表明,熱量表通過批量生產依然可以保持較低的功耗,具有較高的精確度和良好的穩定性。

目前,供熱服務首要關心的是高精度的測量、計費和管理,因此設計出超低功耗、計量準確的熱量表成為首要解決的問題。熱量屬于過程量,傳統的測量方法對過程計量的本身就存在較大的難度,而且存在測量誤差大、修正因素多等問題,對于小溫差、小流速流體,很難完成溫度的高精度測量;并且很多熱量表的功耗很大,無法滿足電池長時期驅動的要求。熱量表由流量計、配對溫度計和積算儀等部分組成,提出的基于msp430fw42x的熱量表能夠實現功耗低、測量準確、數據存儲量大的特點,具有性能優越、功能完善、使用范圍廣、長期使用穩定性高、體積小巧、使用安裝便捷的特點。

熱量表是用于測量熱交換系統所釋放熱量的儀表,本文設計的超聲波熱量表基于m430f4152單片機,使用tdc-gp2芯片設計溫度流量測量系統,并配有m-bus通訊總線接口用于遠程抄表收費和管理。本文對整個設計的硬件構成、系統熱量計算原理和需要注意的問題等方面進行了討論。

分析超聲波熱量表流量測量原理及誤差產生原因,同時基于流體力學修正流量原理并結合大量實驗數據提出一種新的流量修正方法——查表法。實驗結果表明,用查表法修正流量后,測量誤差小于±2%,達到了超聲波熱量表二級表的國家標準。

為了延長超聲波熱量表的使用周期,設計了一種能夠自動降低功耗的超聲波熱量表。該設備采用智能測量頻率技術,即根據檢測到的流速情況調節檢測頻率,從而達到降低功耗,延長電池壽命的目的,此外還簡單介紹了專門設計的數據采集模塊、模數轉換器、時鐘模塊和串口模塊。