超声波热量表原理及应用
超声热量计和热量表工作原理及热能表的应用领域
超声热量计和热量表工作原理及热能表的应用领域超声热量计是一种利用超声波技术测量液体或气体热量的仪器，它通过测量流体中超声信号的传播速度变化，在不需运动部件的情况下准确地计算热能。
而热量表，也称热能表，是一种用于测量热量或热能转移的仪表。
下面将分别介绍超声热量计和热量表的工作原理，并探讨热能表的应用领域。
首先，我们先介绍超声热量计。
超声热量计主要依靠多普勒效应来测量流体中超声波的频率变化。
当超声波沿着流体传播时，如果流体速度与超声波速度相同，频率不会改变；然而，如果流体速度与超声波速度不同，就会出现频率的变化。
根据多普勒效应，频率变化的大小与流体速度成正比。
因此，通过测量超声波的频率变化，可以得到流体的速度，再结合流量计算公式，就可以得到流体通过的热量。
接下来，我们来了解热量表的工作原理。
热量表是通过测量流体温度、压力和流量来计算热量的。
一般来说，热量表由温度传感器、压力传感器和流量计组成。
温度传感器可以测量流体的温度，压力传感器可以测量流体的压力，而流量计可以测量流体通过的速度。
通过采集这些参数，热量表可以通过特定的计算公式来计算热量或热能转移。
至于热能表的应用领域，由于热量或热能的测量在很多行业和领域中都起着非常重要的作用，因此热能表的应用范围广泛。
首先，热量表在能源行业中具有重要的应用。
例如，它可以用于测量锅炉的供热情况，帮助监控能源的消耗。
此外，在工业制造中，热量表也可以用于测量工艺中的能量转化和耗散。
另外，热量表也在建筑领域中起着重要作用，帮助监测和控制室内温度、热水供应等，从而提高能源利用效率。
总结而言，超声热量计通过测量超声波频率变化来计算热能，而热量表通过测量温度、压力和流量来计算热能。
它们在能源行业、工业制造和建筑领域中具有广泛的应用。
通过应用这些热能表，可以实现对能源的监测、管理和控制，提高能源利用效率，促进可持续发展。
嘉可超声波热量表流量计量原理图
嘉可超声波热量表流量计量原理图1、热量计算原理热量计算是热量表的一项主要性能指标，整个过程存在较多影响因素，大致归纳为热量系数k、进出口的水温差∆T、管道直径d以及流过热量表的流量F等。
所以在测量释放和吸收的热量Q时，要综合考虑多方面因素，并在此基础上根据相应的运算公式求取结果。
2、超声波流量计量原理超声波热能表在流量测量中，采取的是间接测量法。
根据超声波换能器安放位置不同，热能表呈现出的整体结构也有不同类型，其中以反射式结构最为常见。
反射式结构在具体应用过程中，如果没有出现因为水流方向改变而产生的测量精度问题，管道内的水流就会呈现出与超声波传递相同的方向，从而有效避免误差问题。
除此之外，超声波传递存在距离长、耗时长的特点，能够为时差法的顺利开展提供充足的条件，也可以在极大程度上保证测量精度满足要求，流量计量原理图如图1所示。
在图1中，d和l分别表示测量管道直径和两个换能器之间的直线距离，s、v、c分别表示换能器与反射柱之间的距离、水流速率以及超声波传播速率。
在流量计量过程中，时间差作为对计量结果影响最大的因素，应足够重视。
这里所涉及的时间差主要是指顺流与逆流传播之间的差值。
3、温度计量原理在对超声波热量表的温度计量原理进行设计时，为了实现降低耗能、提高精度这一目标，设计人员采用了基于STM32L152和TDC-GP22的超声波热量表。
此类热量表在计量温度时，测量的依据主要为电容与电阻之间进行放电所需的时间。
在实际操作过程中，电容会根据具体的计量需求来对Pt1000和参考电阻进行分别放电，显著提升铂电阻温度传感器的测量精度。
与此同时，温度计量过程中还选用了精度极高的TDC时间数字转换能，准确记录放电时间，确保其精确度满足测量需求，从而保障温度测量结果具有参考性。
超声波热量表原理及应用
一、超声波热量表原理：1、基本原理：热量表是将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上，流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号，利用计算公式算出热交换系统获得的热量。
热水所提供的热量与热水的进回水温差及热水流量成正比例关系。
热水流量采用声波时差法原理进行测量，进回水温度则通过铂电阻温度计测量。
热能表积算仪将热水流量和进回水温度进行数据运算处理，最后得出所消耗掉的热量，单位为 kWh 、 MWh、MJ 或 GJ。
2、计算方法：a、焓差法（依据供回水温度、流量对水流时间进行积分来计算）Q =Q：系统释放或吸收的热量；：水的质量流量：水的体积流量：供水和回水温度的水的焓值差b、热系数法（根据供回水温差、水的累积流量）Q =K=V :水的体积：供水和回水的温差k ：热系数（具体密度及焓的取值参见GB/T 32224-2015附录A）二、超声波热量表的选用1、机械部分a、热量表外形尺寸选用：热量表公称口径；公称压力；热量表全长、热量表计算器长度、高度、计算器高度、表接螺纹、流量计表体材质等。
保证热量表可以正确安装在设备无干涉、且后期检修方便。
b、热量表技术数据选用：包含热量表的最小流量、最大流量、过载流量、热量表温度范围、公称流量下的压力损失、最大温差、最小温差、测算精度、热量表防护等级等。
2、电气及软件部分热量表供电方式：一般为24V和230V（具体参见说明书）。
温度传感器类型、传感器导线长度（严禁自行加长、截短或更换导线）、热量表的通讯方式及通讯接口、流量计计量周期、用户M-Bus抄表系统、流量计数据存储量。
三、换热机组超声波热量表的应用1、超声波流量计的应用a、确保安装位置的管段不会产生气泡，否则会影响测量精度，表头可倾斜45°安装。
b、热量表安装位置应方便后期拆解维护，热量表上游应安装过滤器。
热量表如何分类和超声波热量表工作原理
热量表如何分类和超声波热量表⼯作原理热量表：是计算热量的仪表。
热量表的⼯作原理：将⼀对温度1传感器分别安装在通过载热流体的上⾏管和下⾏管上，流量计安装在流体⼊⼝或回流管上（流量计安装的位置不同，最终的测量结果也不同），流量计发出与流量成正⽐的脉冲信号，⼀对温度传感器给出表⽰温度⾼低的模拟信号，⽽积算仪采集来⾃流量和温度传感器的信号，利⽤积算公式算出热交换系统获得的热量。
热量表按物理特性可分为有磁热量表和⽆磁热量表。
所谓“有磁热量表”是指在流量信号采集上采⽤磁性（磁铁）传感器，如“韦根”，“霍尔”，“⼲簧管”等。
现在“霍尔、⼲簧管“采集信号已经被市场淘汰。
通常所说的有磁⼀般都指“韦根”热量表。
⽽“⽆磁热量表”是指热量表在流量信号采集上利⽤电感振荡原理或超声波原理取得的，没有任何磁铁及磁性物质。
热量表按机械特性分，则可分为机械式、机电式和电⼦式。
其中机械式是指整个表都为机械部件组成，⽆电⼦元件。
这种类型技术门槛低，价格便宜，是早前的主流产品，但它的抗⼲扰能⼒差，机械齿轮容易被杂质卡住或损坏，且不适应电⼦化潮流。
为克服以上种种问题，市场上出现了改进型的机电式热能表。
机电式是在机械式表的基础上增加电⼦显⽰、计费、抄表等功能模块。
但它始终只是在机械表的基础上加电⼦控制板发展⽽来，⽆法解决抗⼲扰能⼒差的问题。
热量表如何分类:根据流量计种类分类；根据技术结构分类；根据使⽤功能分类；根据使⽤功率分类⼀、热量表根据流量计种类分类有：机械式热量表；超声波式热量表；电磁式热量表。
热能表按照热表流计结构和原理不同：可分为机械式（其中包括：涡轮式、孔板式、涡街式）、电磁式、超声波式等种类。
1、机械式热量表：机械表分为单流束和多流束两种，单流束表的性能是⽔在表内从⼀个⽅向单股推动叶轮转动的表为单流束表。
不⾜之外表的磨损⼤，使⽤年限短。
多流束表的性能是⽔在表内从多个⽅向推动叶轮转动的表为多流束表。
该表相对磨损⼩，使⽤年限长。
大口径超声波热能表
大口径超声波热能表
大口径超声波热能表是一种使用超声波技术来测量流体流量和能量的仪表。
它通常由超声波传感器、信号处理器和显示器组成。
超声波传感器通过发射超声波脉冲并接收其反射信号来测量流体流速。
这些波形信号经过信号处理器进行分析和计算，可以得到流体的流量和能量信息。
大口径表示该仪表适用于大直径管道或管道系统的测量，能够处理大流量的流体。
使用大口径超声波热能表可以实时监测和记录流体的流量和能量消耗，可以用于工业生产过程中的能源管理和优化，以及流体供应系统的监控和控制。
它具有非侵入式、准确、可靠、反应快等优点，并且不受流体成分和温度的影响。
因此，在工业领域广泛应用。
新型智能NB-IoT超声波热量表在供热计量中的应用
基于蜂窝的窄带物联网技术开发的新型智能NB-IoT超声波热量表，具有实时监控表计运行数据、计量精度高、功耗低、使用寿命长、安装方便、智能可靠便于管理等优点，能有效节能，降低成本，提高节能减排的效果。
本文对新型智能NB-IoT超声波热量表的工作原理、关键技术及供暖计量中的应用给予详细描述。
新型智能NB-IoT超声波热量表在供热计量中的应用新天科技股份有限公司/费战波刘胜利关保东王保超1智能NB-IoT超声波热量表简述目前，在多种类型的热量表产品中，超声波热量表凭借着无任何传动部件、永无磨损，其计量精度和可靠性不受使用周期影响，更高准确度、更低压损等诸多优点，成为供热计量的首选产品。
针对多数采用小口径的户用超声波热量表，对于设备成本的降低、现场布线以及后期故障排查等方面带来不便的情况。
针对上述情况，一个好的解决方案为采用无线远程监控手段对超声波表运行数据进行采集和分析，做到实时监控。
如果采用现有GSM/GPRS技术来实现远程抄表，因其功耗大、信号覆盖范围有盲点和成本高等缺点，必将带来使用大容量电池、抄表可靠性受地理位置影响等问题。
而新型的基于蜂窝网络的NB-IoT技术，拥有超低功耗、深度信号覆盖、海量连接和低成本等优点，特别适合于智能仪表产品。
新型智能NB-IoT 超声波热量表很好的解决了上述诸多难题。
新型智能NB-IoT超声波热量表是在超声波热量表的基础上增加NB-IoT通信模组，通过运营商的蜂窝窄带网络实现远程数据实时采集和监控。
该系统主要由智能NB-IoT超声波热量表、运营商基站、运营商IOM平台和客户端服务器等几部分组成。
（1）智能NB-IoT超声波热量表：用来计算、显示和上传载热（冷)液体流经冷热交换系统释放（吸收）的热量的仪表。
主要由超声波流量传感器、微处理器（即计算器）、配对温度传感器和NB-IoT通信模组等部分构成。
微处理器通过流量传感器得到流量信号，从测温电路得到出口和入口水温，根据标准热量计算公式计算出冷热液体吸收图1NB-IoT超声波热量表远程抄表管理系统示意客户端服务器运营商IOM平台运营商基站小口径NB-IoT超声波热量表大口径NB-IoT超声波热量表282017年05月或释放的热量，并将热量数据上传到客户端服务器用于监控、统计分析等应用。
超声波热力流量表
超声波热力流量表超声波热力流量表是一种利用超声波技术测量流体流量的仪器。
它通过发送和接收超声波信号，根据声波在流体中传播的时间差来计算流体的速度和流量。
超声波热力流量表具有高精度、高稳定性、非接触式测量等优点，广泛应用于工业、商业和居民生活中的水、气、油等流体的流量测量。
一、超声波热力流量表的工作原理超声波热力流量表的工作原理是利用超声波在流体中传播的特性，通过测量超声波在流体中的传播时间差来计算流体的速度和流量。
具体来说，超声波热力流量表主要由发射器、接收器、微处理器和显示器等部分组成。
1. 发射器：发射器产生高频电信号，驱动压电晶体振动，将电能转换为机械能，产生超声波信号。
2. 接收器：接收器接收到经过流体传播回来的超声波信号，将其转换为电信号。
3. 微处理器：微处理器对接收到的电信号进行处理，计算出超声波在流体中的传播时间差。
4. 显示器：显示器将微处理器处理后的数据以流量的形式显示出来。
二、超声波热力流量表的特点1. 高精度：超声波热力流量表的测量精度可以达到±1%，甚至更高。
这是因为超声波在流体中的传播速度与流体的温度、压力、粘度等因素无关，因此测量结果具有较高的稳定性和重复性。
2. 高稳定性：超声波热力流量表不受流体中杂质、气泡等因素的影响，因此在测量过程中具有较高的稳定性。
3. 非接触式测量：超声波热力流量表采用非接触式测量方式，不会对流体产生压力损失，也不会受到流体腐蚀的影响。
4. 适应性强：超声波热力流量表可以适应各种类型的流体，包括水、气、油等，且不受流体温度、压力、粘度等参数的影响。
5. 安装维护方便：超声波热力流量表的安装和维护相对简单，不需要切割管道或停泵，也不需要定期清洗和更换传感器。
三、超声波热力流量表的应用领域超声波热力流量表广泛应用于工业、商业和居民生活中的水、气、油等流体的流量测量。
以下是一些具体的应用领域：1. 工业生产过程中的流体计量：超声波热力流量表可以用于石油化工、电力、冶金、造纸等行业的生产过程中，对水、气、油等流体进行精确计量。
无线远传超声波热量表
无线远传超声波热量表
无线远传超声波热量表是一种通过使用超声波技术进行热量测量的仪器。
它可以远程传输热量读数并具有无线连接功能，这使得它可以作为智能电表在自动化控制系统中使用。
该仪器使用超声波技术基于时间差测量传感器发射和接收的信号之间的时间差。
这个时间差与液体中的热量有关，因此可以使用特定算法将它转换为热量读数。
无线远传超声波热量表通常用于工业和商业应用中，例如建筑物和大型工厂的暖通空调系统。
它们可以帮助用户准确测量热量并管理能源使用，从而提高效率并减少能源浪费。
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一、超声波热量表原理：
1、基本原理：
热量表是将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管
号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，而积算仪采集来自流量
热水所提供的热量与热水的进回水温差及热水流量成正比例关系。
热水流量采用声波时差法原理进行测量，进回水温度则通过铂电阻温度计测量。
热能表积算仪将热水流量和进回水温度进行数据运算处理，最后得出所消耗掉的热量，单位为 kWh 、 MWh、MJ 或 GJ。
2、 计算方法：
a 、焓差法（依据供回水温度、流量对水流时间进行积分来计算）
Q =∫q m ×∆h ×d τ=∫ρ×q v ×∆ℎ×d ττ1
τ0τ1τ0
Q ：系统释放或吸收的热量；
q m ：水的质量流量
q v ：水的体积流量
∆ℎ ：供水和回水温度的水的焓值差
b 、热系数法（根据供回水温差、水的累积流量） Q =∫k ×∆θ×dv v0
v1
K=ρ∆ℎ∆θ
V :水的体积
∆θ：供水和回水的温差
k ：热系数
（具体密度及焓的取值参见GB/T 32224-2015附录A ）
二、 超声波热量表的选用
1、 机械部分
a 、热量表外形尺寸选用：热量表公称口径；公称压力；热量表全长、热量表计算器长度、高度、计算器高度、表接螺纹、流量计表体材质等。
保证热量表可以正确安装在设备无干涉、且后期检修方便。
b 、热量表技术数据选用：包含热量表的最小流量、最大流量、过载流量、热量表温度围、公称流量下的压力损失、最大温差、最小温差、测算精度、热量表防护等级等。
2、 电气及软件部分
热量表供电方式：一般为24V 和230V （具体参见说明书）。
温度传感器类型、传感器导线长度（严禁自行加长、截短或更换导线）、热量表的通讯方式及通讯接口、流量计计量周期、用户M-Bus 抄表系统、
流量计数据存储量。
三、换热机组超声波热量表的应用
1、超声波流量计的应用
a、确保安装位置的管段不会产生气泡，否则会影响测量精度，表头可倾
斜45°安装。
b、热量表安装位置应方便后期拆解维护，热量表上游应安装过滤器。
c、温度传感器红色表示热水端，蓝色表示冷水端。
如果传感器安装在护
套中，必须确保插入护套底部。
d、热量表应安装于回水或进水侧管路，并且保证水流方向与热量表测量
管的指示方向一致。
e、热量表宜设置旁通管方便管道的清洗。
两端必须有相应的阀门。
2、温度传感器的应用
a、当温度传感器与流量传感器处于同一根管上时，最好安装在流量传感
器的下游。
b、温度传感器不宜安装在管道的较高位置上（可能不充满液体）。
c、确定温度传感器插入管道的深浅，应使其中的温度传感器位于管道中
心并偏下的位置。
d、温度传感器的近旁宜安装标准温度计，方便读数测量。
3、积分仪的应用
a、积分仪上方是否存在排水口、冷凝水等对热量表产生不良影响的因素。
b、计算器安装在流量传感器上，介质温度应在要求的5-90℃，超出此
温度时，应该分体安装。
c、积分仪与各个部件的连接线、电缆及连接方式，必须安装厂家规定。
d、积分仪与与各个部件的连接线与动力线必须保持距离，放止干扰测
量数据。
4、兰吉尔热量表接线图
5、代傲热量表接线及调试图
四、热量表初次调试注意事项
1、开启热能表阀门前应确保循环管路已清洗干净。
2、如果一次侧热水温度小于90℃，积分仪可以直接安装在热表上或者独立
安装在墙上；当水温超过90℃时，计算器必须安装于墙上。
3、初次通水调试时务必保证温度传感器热水端和冷水端安装正确。
4、热量表运行时间是由通电时累计的。
5、除远程抄表系统M-Bus外，可以通过红外读取月历史数据。