热量表的流量自动标定系统的设计

　　引言

　　集中供热分户计量方式是一种节能环保的供暖计量体系。根据中国国家发改委于08年8月份发布的《城市供热价格管理暂行办法》的规划，我国的供热计量方式将逐步由按面积计费方式过度到分户计费方式。热量表是实现供热分户计费的重要手段，它通过测量流体的流速与进回水的温差实现对用户实际供热量的计量。其计算公式如下：

　　式中，Q表示热量表释放或吸收的热量，qm表示流经热量表的水的质量流量，qv表示流经热量表的水的体积流量，ρ表示水的密度，△h表示水的焓值差，焓值等于温度与定压比热容的乘积，t表示时间。通过式(1)可以看出热量表的流量测量精度是重要指标，直接影响供热计量的准确性，因此每只热量表在出厂前均需要按规定进行流量标定。目前国内多数热量表生产厂家热量表标定装置的流速调节装置采用手动方式，操作复杂，流量修正系数的写入需要人工操作，易出现人为失误。计量局的热量表标准检定装置采用整体检定的方法，该方法精度高，但检测成本高且效率较低，不适合作为生产设备，多用于热量表的定型检定。为提高热量表标定的自动化程度与标定效率，设计了一种热量表的流量自动标定系统，采用MSP430F149单片机实现对系统标定过程的自动控制，采用高精度和低成本的称重法得到系统中流体标准流量，可同时对多达12只热量表进行自动标定。

　　系统设计

　　整个标定系统是一个闭环测试系统，标定用的流体可以循环利用以节约成本。如图1所示，系统由计算机、以MSP430F149为主控芯片的控制单元、电子秤、流量调节阀、恒温水箱、稳压罐、储水罐、电磁阀、水泵等组成。待标定的热量表串联在同一直管路中，通过光电收发接口与控制单元进行数据交换，实现批量热量表的自动检测与修正系数的自动写入。可程控的流量调节阀用于流量的自动控制。电子秤与储水罐用于称量计算标准流量，恒温水箱、水泵及稳压罐用于提供标定用的流体。为贴近热量表的现场工作条件，恒温水槽控制标定用的流体温度在50℃左右，同时，为管道增加了相应保温措施以减少循环管道的散热。