智能热量表设计

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FC6000H热量积算仪

的累积值是瞬时值的绝对值对时间的积分，所以，总
是正值。
（2）提高热量测量精度问题
铂热电阻和热量表的温度输入通道，测量精度都很高，误差都只有零点几度，但有些热量测量对象 tg - th 的温差不很大，因此，零点几度的测量误差引入的热量计量误差却很可观，为了提高热量计量精度，可采取如下措施：
a. 选用精度高的铂热电阻，例如选 A 级铂热电阻，在 t = 100 ℃时，其误差限为 0.35 ℃。
模拟流量信号(AI1)： 4 ~ 20mA DC 或 0 ~ 10mA DC，键盘设定选择。提供 +24V DC 外供电源，用于二线制 4 ~ 20mA
上海同欣自动化仪表有限公司
MC 沪制 02300022 号
上海宝科自动化仪表研究所
FC 6000H
同欣
DC 变送器供电。频率流量信号(f)：波形：矩形、正弦、三角波形。幅值：低电平 0 ~ 2V，高电平 3~ 24V (可根据用户要求)。频率：1 ~ 10,000 Hz。输入电阻：10 kΩ。提供 +24V DC 和 +12V DC 独立外供电源，用于频率式流量传感器供电，频率流量信号输入与主机隔离。上述外供电源，负载能力均为 100mA。均用自复保险丝进行短路保护。
b. 在热量表中设置传感器校正（SC）功能，即分别修改 tg 和 th 的校正值，使热量表的 tg、th 显示值同装设在热载体管道上的精密水银温度计示值一
致。从而消除测温部分引入的误差。
c. 流量测量中引入流体温度系数补偿。补偿公式为（流量测量仪表以电磁流量计和漩涡流量计为例）：
k = 1 + a1(tf - td) ×10-2 + a2(tf - td)2×10-6

热量表样本

3）具有M-bus总线或RS485总线，可实现数据远传、便于集中管理。

4）可水平或垂直安装。

5）冷、热两用（采暖、制冷均可计量），可用于中央空调系统。

技术参数1）性能参数及外形尺寸：2）工作压力≤1.6MPa3）温度测量范围：4-95 ℃4）温差范围：（3-75）K5）环境等级：A类6）精度等级：2级或3级7）防护等级：IP548）压力损失：≤0.025MPa9）静态工作电流：≤10 uA10）电池寿命: ≥ 6 年11）PT1000铂电阻线长1.5米超声波热量表6）精度等级：2级或3级7）防护等级：IP548）压力损失：≤0.025MPa9）静态工作电流：≤10 uA10）电池寿命: ≥ 6 年11）PT1000铂电阻线长1.5米热量表产品名称:单流束热量表产品规格: DN15-25产品类别:热量表产品信息:产品特点：1）一体化设计，结构紧凑、牢固，抗破坏性能好；2）可实现冷、热两用；3）采用硬质合金顶尖，利用金刚石加工而成，寿命是普通的10倍以上；4）采用红宝石轴承，有效提高耐磨强度；5）采用超耐磨衬套，无限制的延长使用寿命；6）外壳全部采用铜锻压生产，硬度高、表面光滑、不会变污生锈、产生气孔、发生漏水现象；7）可水平或垂直安装。

技术参数及外型尺寸：①工作压力≤1.6MPa②温度测量范围：（4～95）℃③温差范围：（3～75）K④环境温度：（-5～+55）℃⑤环境等级：A类⑥精度等级：3级或2级⑦防护等级：IP54⑧压力损失：≤0.025MPa⑨静态工作电流：≤ 10uA⑩电池寿命：≥6年热量表产品名称:立式多流束热量表产品规格: DN20-25产品类别:热量表产品信息:用途：热能表是用于测量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热量的仪表，安装在热交换的入口或出口，用以对采暖设施中的热耗进行计量及收费控制的智能型热能表。

工作原理：在热交换系统中安装热能表，当水流经系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温度，以及水流经的时间，通过计算器计算并显示该系统所释放或吸收的热量。

“大学生创新性实验计划”太原理工大学教务处

关于“大学生创新性实验计划”相关事宜的通知各学院（系）：根据大学生创新性实验计划总体安排，现将大学生创新性实验计划相关事宜通知如下：一、2010年度大学生创新性实验计划申报近期，我校将启动2010年度大学生创新性实验计划的申报工作，具体申报条件为：1、非毕业班、学有余力的在校本科生，项目执行时间1-2年。

2、申请者可以是个人或团队，团队人数不超过5人。

3、一名学生只能参加一个项目，鼓励学科交叉和年级交叉的项目小组。

4、指导教师应具副教授以上职称，须在近一学年内给本科生上课。

5、2009-2010学年项目优秀指导教师可指导两项。

请各学院（系）积极组织此项工作，并于2010年9月3日前将推选出的项目申报书（见教务处主页-资源下载-教学研究、成果【02】02-07-005）一式三份、汇总表一份（资源下载-【02】02-07-006）及相应的电子文档提交教务处教研科。

二、2009-2010学年大学生创新性实验计划优秀项目及优秀指导教师评选结果按照项目执行情况，我校于2010年3月份、5月份分别举行了2009-2010学年大学生创新性实验计划结题答辩会，共有48个项目参加了答辩。

经综合评定、学校审核，评选出大学生创新性实验计划优秀指导教师5名、优秀项目9个。

学校将对评选出的优秀指导教师（附件一）和优秀项目（附件二）进行表彰、奖励。

三、2009年度大学生创新性实验计划中期检查我校2009年度立项的大学生创新性实验计划项目中，应有56个项目进行中期检查。

请各学院通知项目参与学生于2010年9月10日前将中期检查申请表及汇报ppt.（见教务处主页-资源下载-教学研究、成果【02】02-08-009、02-09-003）提交教务处教研科。

具体信息见附件三。

教务处2010年7月2日附件一：2009-2010学年大学生创新性实验计划优秀指导教师附件二：2009-2010学年大学生创新性实验计划优秀项目附件三：2009年度大学生创新性实验计划中期检查项目。

0155.热量表自动检定系统设计

热量表自动检定系统设计摘要：设计了一种可以检定多种口径热量表的多功能自动检定系统。

该系统由热水流量检测系统、温差检测系统、数据检测系统和自动控制系统等部分组成。

在检定中，热水流量检测系统给试验管路供以循环水，温差检测系统模拟实际的入口和出口温度，数据检测系统和自动控制系统在检定过程中采集相关流量，温度等信号，依据相关热力学公式计算出标准热量值，与被检表的热量示值进行比较计算，从而实现对被检表的检定。

实验表明该装置能很好地完成热量表的自动和手动检定。

检定系统达到了设计要求，实现了实时监测，保存检定记录，打印报表等功能，具有自动化程度高、检定管径多、灵活性强等特点。

关键字：热量表自动检定流量温度0 引言按照《中华人民共和国计量法》第十二条和第十五条的规定：“制造、修理计量器具的企业、事业单位，必须对制造修理的计量器具进行检定，保证产品计量性能合格”。

热量表是安装在热交换回路的入口或出口，用以对采暖设施中的热耗进行准确计量及收费控制的智能型仪表。

其工作原理是当水流经热交换系统时，热量表根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温度，以及水流经的时间，计算并显示该系统所释放或吸收的热量。

热量表在出厂之前都必须经过检定，为此设计了一种可以检定多种口径热量表的检定系统。

该系统分为手动和自动两种检定方式，极大地方便了工作人员的使用，在检定结束后通过比较控制系统计算的标准热量值和被检热量表给出的热量值是否在规定误差范围内，从而做出检定结果。

1 系统设计1.1 系统结构检定系统由热水流量检测系统、温差检测系统、数据检测系统和自动控制系统等部分构成。

系统中热水流量标准检测系统主要由主标准器、供回水系统、试验管路系统和流量、温度、压力计量显示仪表等组成。

其中，主标准器可选择不同的结构和类型组合，构成不同形式、不同准确度等级的热水流量检测系统，主要有质量法和标准表法。

本设计中采用了自动和手动两种方式、检定方法包括质量法和时间法（标准表法）两种。

山东力创智能仪表 LCR-DL 系列楼宇热能表说明书

2）、流量计安装流量计安装在回水管道上，安装方向应按照流量计标示的方向与水流方向一致，连接口
处应加密封圈来进行密封防漏（如橡胶垫、防水石棉垫等）。接口连接处使用螺栓固定，根据口径不同螺栓数目不一样。流量计前后应安装相应口径的过滤器。 3）、积分仪安装
积分仪可固定在墙壁安装箱或工作台面上，安装尺寸见示意图。安装时应注意防潮防水，并方便读数抄表。传感器引线可根据现场情况选定（定货时应注明），安装时最好能有保护套管进行保护。
Ø 冷／热量计量及显示； Ø 供、回水温度、温差测量及显示； Ø 流量测量及显示； Ø 累计流量计量及显示； Ø 运行时间记录及显示； Ø 电源状态自动监测； Ø 故障状态显示； Ø 故障状态记录及查询； 3、主要特点： Ø 满足 CJ128-2007 热能表设计标准； Ø 具有自我诊断、故障显示和断电数据保护功能，当热量表出现故障时，显示故障代码并且自动保存当前数据，该故障信息可通过按键进行查询； Ø 进口 Pt1000 温度传感器，测量准确，经久耐用； Ø 流量计结构先进可靠、计量准确； Ø 18 个月历史数据存储； Ø 具有光电、RS485、M-BUS、脉冲式等多种通讯功能； Ø 选用先进的多功能、超低功耗微处理器。从软、硬件设计两方面采用优化措施，保证计算器长寿命低功耗稳定进行，并有很强的抗电磁干扰能力； Ø 超低功耗设计，内置进口锂电池工作寿命 6 年以上（理论计算大于 10 年）； Ø 采用全新防护设计，操作简单，安装、维护方便，具有防尘、防潮、防水，防止人为破坏等功能；
山东力创智能仪表有限公司
LCR-DL 系列楼宇热能表用户手册
鲁制 00000386 号
山东力创智能仪表有限公司
1
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物联网热量表-2023标准

物联网热量表1 范围本文件规定了物联网热量表的结构、分类及型号，要求，试验方法，检验规则，标志、包装、运输和贮存。

本文件适用于采用2G、3G、4G、NB-IoT、eMTC等蜂窝移动通信及其后续演进技术，接入我国公共陆地移动网络，并符合GB/T 32224相关规定的热量表。

2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 191包装贮运图示标志GB/T 32224 热量表GB/T 2423.8电工电子产品基本环境试验第2部分：试验方法试验Ed:自由跌落GB/T 4208外壳防护等级(IP代码)GB 5080.7—1986设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案 GB/T 15464仪器仪表包装通用技术条件GB/T 25480仪器仪表运输、贮存基本环境条件及试验方法GB/T 26831.3—2012社区能源计量抄收系统规范第3部分：专用应用层GB 50736-2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范CJ/T 188—2018户用计量仪表数据传输技术条件CJ/T 350—2010热量表检定装置CJJ/T 34-2022城镇供热管网设计标准JB/T 12390水表产品型号编制方法YD/T 1080—2000900/1800 MHzTDMA数字蜂窝移动通信名词术语YD/T 1214900/1800 MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备技术要求：移动台 YD/T 1215900/1800 MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备测试方法：移动台 YD/T 13672GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求YD/T 13682GHzTD-SCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法YD/T 15472GHzWCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求(第三阶段)YD/T 15482GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法(第三阶段)YD/T 1558800 MHz/2 GHzcdma2000数字蜂窝移动通信网设备技术要求移动台YD/T1576800MHz/2 GHz cdma2000数字蜂窝移动通信网设备测试方法移动台YD/T 2575 TD-LTE数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求(第一阶段)YD/T 2576 TD-LTE数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法(第一阶段)YD/T 2577 LTE FDD数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求(第一阶段)YD/T 2578 LTE FDD数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法(第一阶段)3 术语和定义GB/T 32224界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

《供热工程》课件

02
供热系统设计
热源选择
热源选择
01
根据供热需求和地区条件，选择合适的热源，如集中供热、区
域供热或分散式供热。
热源类型
02
确定热源类型，如燃煤、燃气、燃油或电等，以满足供热需求
和环保要求。
热源容量
03
根据供热负荷和用热需求，确定热源容量，确保供热系统的稳
定性和经济性。
热网设计
热网类型
根据供热需求和地区条件，选择合适的热网类型，如单管制、双管制或环状管网等。
供热工程的重要性
01
02
03
提高生活质量
供热工程为人们提供温暖舒适的生活环境，保障居民的基本生活需求。
节能减排
合理的供热系统能够降低能源消耗，减少污染物排放，对环境保护具有重要意义。
促进经济发展
供热工程作为基础设施之一，能够促进相关产业的发展，推动经济增长。
供热工程的历史与发展
历史回顾
集中供热系统具有较高的能源利用效率和较低的运行成本，有效降低了能源消耗和碳排放。
集中供热系统提高了城市居民的生活质量，减少了分散式小锅炉房对城市环境的污染。
案例二：某工业园区分布式供热项目
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
分布式供热系统
该项目针对工业园区的特殊需求，采用了分布式供热系统，根据各企业的用热需求，分别安装小型锅炉房和换热站。
热量调节。
03
优势
灵活性高，可满足不同区域和用户的个性化需求，降低能源消耗和运营
成本。
05
供热工程案例分析
案例一：某城市集中供热项目
集中供热系统
技术特点

基于相差法的智能超声波热量表芯片UTA6905

ICCI（艾萨）基于相差法的超声波流量芯片UTA6905文|冉建辉北京美科芯科技有限责任公司【摘要】继UTA6902/UTA6903系列时差法超声波计量芯片后，ICCI公司于2014年最新推出了基于相差法的超声波热量表专用计量芯片UTA6905，专业用于超声波水表，超声波热表。

本文首先介绍了当前热量表设计的主要技术方案，着重介绍了相差积分法在产品中的应用，详细描述了UTA6905芯片的功能及技术特点，最后介绍了基于UTA6905的智能热量表设计方案。

关键词：UTA6905 相差积分法热计量芯片Abstract：After UTA6902/UTA6903 series time-difference method ultrasonic measurement chip, the ICCI company launched a new ultrasonic heat metering ASIC UTA6905 based on phase-difference method in 2014. In this paper, we will make a introduction about the mostly used technical solutions for ultrasonic heat meter, especially phase-difference method , then we will describe the main features of UTA6905, and at last we will give a example shows how to deign an intelligent ultrasonic heat meter based on UTA6905.Keywords: UTA6905, phase-difference method, heat-meter chip.1. 概述对流量的精准计量更是当前超声波热量表设计技术中的一大难点，相差积分法(下文简称相差法)和时差法是的两种比较常用的流量计量手段，不同的设计厂商分别针对两种原理研发出各自的整机方案，其中均不乏优秀的产品，使得两种方案的产品在国内都得到了广泛应用。

智能超低功耗超声波热量表

智能超低功耗超声波热量表李微【摘要】介绍了基于高精度时间测量芯片TDC-GP2的超声波式热量表的具体设计,它是将温度测量与超声流量测量相结合的户用超声式热量表.超声波测量技术提供了一种无阻碍式的测量方法,是一种低压降和低功耗以及高精度的流量测量方法.讨论了热量计量、流量测量、温度测量原理和热量表的设计方法,与传统的热量表相比,该热量表克服了易损坏、精度低等缺陷,并且利用了微控制器的休眠模式和超声波处理电路间隔供电等方法,大幅降低了仪表系统的功耗.【期刊名称】《计量学报》【年(卷),期】2013(034)005【总页数】5页(P469-473)【关键词】计量学;超声波热量表;TDC-GP2;MSP430;时差测量【作者】李微【作者单位】宁夏大学机械工程学院,宁夏银川750021【正文语种】中文【中图分类】TB94目前，我国热量表产品主要以机械式和电磁式为主，这两种热量表存在对水质要求高、压力损失大和机械部件易磨损等缺点，无法完全满足市场需求。

与传统的机械式、电磁式热量表相比，超声波用于液体的流速测量有诸多优点，具有精度高、对水质要求低、压力损失小、可靠性高和流体温度对测量精度的影响小等特点［1］。

本文使用高精度时间转换芯片TDC-GP2设计的超声波测量系统，可以实现对小管径、低流速液体的精确测量。

此系统的硬件电路设计简单，使用超低功耗MSP430单片机，降低了系统的功耗，提高了工作效率，增加了系统的稳定性和可扩展性，可用于对家用测量仪表的开发。

超声波热量表是在超声波流量计的基础上实现温度测量的，由流体的流量和供、回水的温差来计算式中，E为热交换系统输出热量，J；t为流量累计时间，h；K为热量修正系数，它是载热液体在相应温差和压力下的函数，J/m3；Q为瞬时热水流量，m3/h；ΔT为进出口的温度差，℃。

这样就可以通过超声波传播的时间差先求出瞬时流量，进而获得消耗的热量。

超声波在流动的介质中传播时，便载上了流体的流速信息，因此，通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，进而换算成流体的流量。

关于“大学生创新性实验计划”-太原理工大学教务处

关于“大学生创新性实验方案〞相关事宜的通知各学院〔系〕：根据大学生创新性实验方案总体安排，现将大学生创新性实验方案相关事宜通知如下：一、2021年度大学生创新性实验方案申报近期，我校将启动2021年度大学生创新性实验方案的申报工作，具体申报条件为：1、非毕业班、学有余力的在校本科生，工程执行时间1-2年。

2、申请者可以是个人或团队，团队人数不超过5人。

3、一名学生只能参加一个工程，鼓励学科交叉和年级交叉的工程小组。

4、指导教师应具副教授以上职称，须在近一学年内给本科生上课。

5、2021-2021学年工程优秀指导教师可指导两项。

请各学院〔系〕积极组织此项工作，并于2010年9月3日前将推选出的工程申报书〔见教务处主页-资源下载-教学研究、成果【02】02-07-005〕一式三份、汇总表一份〔资源下载-【02】02-07-006〕及相应的电子文档提交教务处教研科。

二、2021-2021学年大学生创新性实验方案优秀工程及优秀指导教师评选结果按照工程执行情况，我校于2021年3月份、5月份分别举行了2021-2021学年大学生创新性实验方案结题辩论会，共有48个工程参加了辩论。

经综合评定、学校审核，评选出大学生创新性实验方案优秀指导教师5名、优秀工程9个。

学校将对评选出的优秀指导教师〔附件一〕和优秀工程〔附件二〕进展表彰、奖励。

三、2021年度大学生创新性实验方案中期检查我校2021年度立项的大学生创新性实验方案工程中，应有56个工程进展中期检查。

请各学院通知工程参与学生于2010年9月10日前将中期检查申请表及汇报ppt.〔见教务处主页-资源下载-教学研究、成果【02】02-08-009、02-09-003〕提交教务处教研科。

具体信息见附件三。

教务处2021年7月2日附件一：2021-2021学年大学生创新性实验方案优秀指导教师2021-2021学年大学生创新性实验方案优秀工程2021年度大学生创新性实验方案中期检查工程内容总结（1）关于“大学生创新性实验方案〞相关事宜的通知各学院〔系〕：根据大学生创新性实验方案总体安排，现将大学生创新性实验方案相关事宜通知如下：一、2021年度大学生创新性实验方案申报近期，我校将启动2021年度大学生创新性实验方案的申报工作，具体申报条件为：1、非毕业班、学有余力的在校本科生，工程执行时间1-2年（2）3、一名学生只能参加一个工程，鼓励学科交叉和年级交叉的工程小组（3）具体信息见附件三。

基于EFM32的智能型低功耗热量表设计

提高了测温精度，从而提高了热量表整机的精度。该热量表支持红外抄表和Ｍ— Ｂｕｓ传输方式，可方便
地进行实时监测和数据采集，总体达到了降低功耗、节省能源的目的。
关键词：热量表；ＥＦＭ３２单片机；低功耗；温度测量；流量测量
ＳｏｆｔｗａｒｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇ虎，王洋
：｝：
（内蒙古科技大学信息工程学院，内蒙古包头０１４０１０）
摘要：以单片机为核心，设计了一种智能型低功耗热量表。介绍了热量表的流量和温度测量原
ｔｈｅｆｌｏｗａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｌｏｗｐｏｗｅｒｈｅａｔｍｅｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｗａｓａｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬＣｆｌｏｗｓｅｎｓｏｒａｎｄｌｏｗｐｏｕｒｅｒｍｏｄｕｌｅＬＥＳＥＮＳＥｗｉｔｈｉｎｔｈｅＭＣＵＥＦＭ３２ＴＧ８４０Ｆ３２ｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｌｏｆｗ，ａｖｏｉｄｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｃａｕｓｅｄｂｙｍａｇｎｅｔｉｃｉｆｅｌｄ．Ａｋｉｎｄｏｆｃｏｎｓｔａｎｔ－ｃｕｌＴｅｎｔｓｏｕｒｃｅｍｅｔｈｏｄ— ｆｏｒｔｅｍｐｅｒｔｕｒｅｎｌｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ，ｗｈｉｃｈｒａｉｓｅｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．Ａｎｄｔｈｅｎ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｈｅａｔｍｅｔｅｒｍａｃｈｉｎｅｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｗｈｉｃｈｓｕｐｐｏｓｅｄｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｉｎｆｒａｒｅｄｍｅｔｅｒｒｅａｄｉｎｇａｎｄｔｈｅＭ－Ｂｕｓ，ＳＯｔｈａｔｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｉｎｒｇａｎｄｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｅａｓｉｌｙ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐ —

热能表ER1560说明书

2、贵单位安装有多少套热量表？ 50 套以下 □ 50~~100 套 □ 100~~200 套 □ 200 套以上□
3、贵单位对艾能迪中央空调计费系统的管理软件功能与操作是否满意？较差 □ 一般 □ 满意 □ 非常满意 □
4、贵单位认为艾能迪中央空调计费系统的管理软件是否需要增加些功能或改进？不需要 □ 需要 □ _____________________________________
▲
IC
2 . 4.3 时间设置设置"年"时间
计算仪的时间是用来累计其运行时间和存储数据的重要依据.当计算仪初次通电时,屏幕显示"年"设置处数字跳动时,按▲ 调整年的时间设定.如果设置调整时不小心按过了时间,可以采用断电重新设置调整,
当计量仪发现运行故障时。它首先对故障进行分析然后输入显示屏显示。故障显示为多位编码。所有当前出现的运行故障的故障编码将叠加并同时加以显示。此时故障信号将作为主要显示持续出现在显示屏上，从而使所出现的故障得到注意。
______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________
附1
附2
ER - 1560 1、多功能能量表简介
艾能迪
智能计量仪表-艾能迪ER - 1 5 6 0系列热量表

自供电无线热量计的设计

压电路和温度采集电路会消耗较大的电量，以在所不进行测温的时候，以关闭升压电路，可以实现节能
的效果。１３稳压电路．在系统中，用的是３７的锂电池，采．Ｖ而水流发
电机输出电压可能达到几十伏，以，整套系统中所在
ｆｒｗａｍｉｇｂｙｈａｉｇＨｏｖｒ，ｅｉｔｎａｏｍｅｅａｒｌｅｈｅｎｄｏｅｔｎｈｒｅｏｒｎｅｔｎ．ｗｅｅｘｓｉｇｃｌｒｔｒｃｎｈａｄｙｍｅｔｔｅｄｍａｆｈａｉｇｃａｇｓｉ
厂］
＞
匿流量
＜存系储统
— Ｉ系］／示统显
控制部分
＼
Ｃ２３Ｃ５０
水发机流电
— —
微线二警统控器＝无二二制报系
ＰＯＴ０Ｉ０
温度传输
／
温测｝度量＝＝＝＝＝
／
热量传输
２１ＴＢ１１。００Ｚ０２）
电路在系统中的主要作用是给温度采集系统提供一个适合工作的电压，求稳定在５左右。因为升要Ｖ
１７０
窦验室科学
加入了一个稳压保护充电电路。采用限压充电方式，以不对充电电流进行限制，而简化充电电路可从的设计。并且，当电池充满电后，自动结束充电，有效地保护电池的使用寿命和安全。热量计量的主要原理如图１示。所

智能热能表及温控一体化系统设计

智能热能表及温控一体化系统设计张庆鑫;陈志军;闫学勤【摘要】介绍了一款集热能测量、室温控制及显示于一体的户用控制系统.该系统以低功耗芯片MSP430F249为核心,采用高精度时间数字转换芯片TDC-GP22测量流体中超声波传播的时差来测量流体流速,并利用铂电阻温度传感器PT 1000测量流体回路中的温度变化,准确测量热能释放量.同时采集室内温度并实时显示,接受用户输入设置并自行控制温控阀开启量,实现智能温度控制.试验结果表明:该系统整体功耗低,测量精度高,控温精确.%This paper introduces a intelligent control system which can survey the heat energy,demonstrate and control the room temperature.Based on the low-power chip,MSP430F249,the system can precisely survey the quantity that heat energy release by surveying the flow velocity of fluid with the time difference when ultrasonic spread in fluid with the help of high-precision time-digital converter chip,TDC-GP22,as well as the temperature difference of fluid loop with the help of platinum resistance temperature sensor PT1000.It also collects the room temperature and demonstrates it simultaneously,accepts the set commands from users and controls the start data of thermostat valve voluntarily so as to achieve the function of intelligent temperature control.The test result indicates that this system is of low overall-power loss,high accuracy for measuring and precise controlled temperature.【期刊名称】《新疆大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】5页(P122-126)【关键词】MSP430F249;TDC-GP22;热能表;智能控温【作者】张庆鑫;陈志军;闫学勤【作者单位】新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院,新疆乌鲁木齐830047【正文语种】中文【中图分类】TP2160 引言在经济持续高速增长，环境压力不断增大的背景下，我国提出了建设环境友好型、资源节约型社会的发展战略，节能减排成为其中的重点，发展节能建筑成为一个新的研究课题．在我国北方寒冷的冬季，城镇居民和各类单位都需要室内取暖．目前我国采取的供暖方式主要为传统的集中供暖，从能源利用方面讲，集中供暖进户之后暖气始终全天供热，因楼层不同而造成温度不均．目前暖气片所用温控阀大多是手动控制，很难根据环境温度自主调节温度，时效性差，易造成热能浪费．针对上述问题，本文设计了一款以低功耗芯片MSP430F249为核心的集热能测量与温度控制于一体的户用控制系统．用时间数字转换芯片TDC-GP22作为传感器信号处理的集成芯片，接收并处理超声波换能器和铂电阻温度传感器PT1000的测量信号，准确计量热能的使用量．同时，利用低压电机驱动芯片DRV8832对温控阀进行控制，实现对室温的智能控制．1 热能表测量原理利用时间数字转换芯片TDC-GP22测量超声波在顺、逆流两种状态下传播的时间差，以此来确定流体流速，从而计算流体流量[1]．利用铂电阻温度传感器PT1000来测量流体在回路中的温度变化，从而利用热焓值法[2]计算出热能量．其测量原理及换能器管道安装位置如图1所示[3]．图1 超声波流量测量原理图V:流体平均流量；L：AB两处超声换能器的直线距离；D：管道内径.在管道上壁B处和下壁A处分别安装一个发射/接收一体式超声波换能器，并使AB连线与流体流速即水平方向成夹角θ，工作状态下，A、B两处换能器分时处于发射和接收状态．由于角度θ的存在，故当流体流速为V,声波在空气中的传播速度为C时，超声波在管道中的实际传播速度C1为：超声波信号在流体中顺流传播时间t1、逆流传播时间t2便可用下列公式计算得到：由上述两个公式可以得到超声波在顺流、逆流中传播的时间差∆T：因为超声波在热水的传播速度大约为1600m/s，而流体在管道中的传播速度相对要小的多，即C2>>V2，因此可以把∆T的表达式简化为：从而可以得到流体流速的表达式如下：根据流体流速以及管道内截面积可以求得管道瞬时流速，进而即可用热焓值法求得一定时间内热能的消耗量[4]：其中∆h是流体回路中上游和下游温度对应载热液体比焓值的差值[5]．2 系统设计该系统的微处理器外设模块主要包括高精度数字时间测量模块TDC-GP22、低压电机驱动模块DRV8832和流量测量、温度测量、热量计算模块以及显示、按键模块．PT1000用来测量管道上下游两端的流体温度，超声换能器用来实时检测管道中流体流量，TDC-GP22转换传感器信号，实现电子化测量，DRV8832用来控制温控阀门的开启量以实现对温度的智能化控制，按键模块主要用来接受用户对温度的自定义设置，微处理器MSP430F249完成对信号的计算处理，并将处理结果显示在LCD屏幕上．整个系统的物理模型示意图如图2所示．图2 系统物理模型示意图3 电路设计3.1 微控制器系统电路微控制器采用超低功耗芯片MSP430F249，该芯片是一款很适合应用于采用电池供电的长时间工作场合．微控制器部分的电路如图3所示[6]．其中，P15所示电路为系统调试器，P13所示电路为系统下载器．该系统的其他I/O端口设计用于电源控制、按键输入、电机控制、LCD显示控制等．通过该电路，系统实现了单片机与TDC-GP22和DRV8832芯片之间的通信，实现了本文提出的集热能计量与温度控制于一体的设计．图3 微处理器系统电路图4 TDC-GP22检测电路3.2 TDC-GP22电路设计该模块主要涉及结合超声波换能器及铂电阻温度传感器对管道内流体流量及温度的检测，由高精度计时芯片TDC-GP22直接连接温度和流量测量单元，将温度数据和流量数据直接转换为时间信号，再将时间信号转换为单片机可识别的数字信号反馈给单片机，供单片机进行数据处理．模块电路如图4所示．成对的超声换能器A、B分别连接到TDC-GP22的FIRE-UP、STOP1和FIRE-DOWN、STOP2端口．TDCGP22工作时，芯片内部的脉冲发生器给FIRE-UP一个触发脉冲，超声换能器A发生逆向压电效应而发射超声波，此时当超声换能器B接收到A发射的超声波信号后，会产生正向压电效应，产生STOP2信号，TDCGP22即可测得该段时间，从而计算流体流速．PT1、PT2引脚分别接一个PT1000温度传感器，PT3、PT4引脚共接一个参考电阻，两个温度传感器与该电阻通过一个参考电容接地．通过测量参考电容的放电时间以及参考电阻的阻值变化即可获得流体准确的温度值[7]．电路中两个高精度晶振以及电容的连接，不仅保证了TDC-GP22的高精度时间计量，而且增强了系统的稳定性，降低了系统功耗．3.3 DRV8832控制温控阀电路温控阀用于控制载热液体的流量，通过控制温控阀的开启量即可控制流体流量，进而达到控制温度的目的．芯片DRV8832是一款很典型的直流电机控制芯片，通过H桥来驱动电机的正反转．该芯片操作电压范围在2.75V到6V之间，最大持续电流为1A，功耗非常低，其最大的特点是可以在不同供给电压的条件下保持电机始终在一个固定的转速下运行，这有效的消除了水流不稳定因素对热能消耗量测量的响，大大提高了系统设计的稳定性和准确性．其具体控制电路如图5所示．单片机系统最高输出电压仅为3V，所以单纯运用该电路进行控制时，要保证温控阀的供电电压在3V以下．当温控阀的供电电压大于3V时，单片机不能对温控阀进行直接控制，此时可以采用三极管与继电器组合来实现小电压对大电压的通断控制[4]．此外，系统外围电路主要包括LCD显示电路以实现温度的实时显示，按键电路用以接收用户的自主设置．4 系统软件结构设计系统上电自检后即进入低功耗模式，直到中断程序的到来将其从睡眠状态唤醒．MSP430F249芯片可在不到1微秒的时间内超快速的从待机模式唤醒，这大大提高了系统的响应速度．系统软件设计部分主要针对主控制芯片MSP430F249与TDCGP22的数字化转换处理及与DRV8832电机驱动芯片之间的通信控制．单片机只需要直接读取TDCGP22自动完成计算的测量数据[8]，计算热能供需量来控制电机驱动芯片控制温控阀的开启量即可．同时设定按键功能实现不同工作模式的选择，以便检测、观察实时和积累的温度、流量、热量等．LCD模块用来显示按键功能进入的工作模式以及实时和积累的温度、流量、热量等．系统完整的工作流程如图6所示．图5 温控阀控制电路图6 系统流程图5 测试与结果分析测试选取小口径DN20管道，其最小流量为0.05m3/h、常用流量为2.5m3/h、最大流量为5m3/h，根据热量表行业标准CJ128-2007选取流量测试点分别为0.05m3/h、0.27m3/h、0.80m3/h、2.50m3/h、4.75m3/h进行流量测量[9]．二级精度热量表误差限计算公式：其中qp=2.5m3/h是DN20对应的常用流量．流量通过温控阀的开启量进行控制，流量测试结果如表1所示．通过分析测试结果可以得出，相对误差远远低于二级精度热量表误差限，测量精度非常高，满足需求．表1 流量测试结果流量（m3/h）累积流量实际值（m3) 累积流量显示值(m3) 相对误差（%）允许误差（%）0.05 0.008 850 9 0.008 86 0.103 3.000 0 0.27 0.040 352 1 0.040 39 0.094 2.185 2 0.80 0.052 436 8 0.052 490.101 2.062 5 2.50 0.094 182 7 0.094 27 0.093 2.020 0 4.75 0.961 229 60.962 14 0.095 2.010 5选取15◦C、50◦C、70◦C三个温度值为测量点对温度传感器进行检定，与流量测量一样，对每个测量点测量三次求取平均值作为最终测量结果．温度测量结果如表2所示．其中，允许的误差上限R=(0.3+0.005T)◦C，其中T为温度传感器的测量值，由表2可以看出，三个测试点的最终误差均在允许误差限内，测量精度很高．表2 温度测试结果测试点（◦）电阻值（Ω）计算值（◦）测量值（◦）误差（◦）允许误差上限（◦）15 1 058 14.925 14.91 0.015 0.375 50 1 194 49.956 49.94 0.016 0.55 70 1 271 69.984 69.96 0.024 0.65由上述分析可以看到两次检定测试结果误差都在允许的误差范围内，且误差特别小，所以本文设计的热能表完全符合国家规程要求．6 结语本文在超声波热量表原理样机的基础上，以超低功耗芯片MSP430F249为核心，采用高精度时间数字转换芯片TDC-GP22和低压电机驱动芯片DRV8832实现了供热计量与温控一体化的设计，测量结果表明该热能表具有功耗低、测量精度高、系统稳定性可靠等特点．参考文献：[1]高小明,彭勇,杨程.基于GP22设计低功耗控温热能仪表[J].化工自动化及仪表,2014,41(3):285-289.[2]荣海林.基于MSP430和TDC-GP21的超声波热量表设计[D].济南:山东大学,2015.[3]马超,张建义,袁嫣红.超低功耗、高精度矿用超声波气体流量计系统研究[J].机电工程,2015,32(10):1278-1283.[4]柴焱.基于超声波测量的供热计量与温控一体化系统设计[D].杭州:浙江大学,2015.[5]姚滨滨.智能超声波热量表的开发与研究[D].杭州:浙江大学,2012.[6]王颖.基于MSP430单片机的智能热能表的研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2006.[7]高正中,谭冲,赵联成,等.基于TDC-GP22高精度低功耗超声波热量表的设计[J].电子技术应用,2015,41(1):61-63+67.[8]高正中,刘超,李世光,等.基于MSP430的超声波热量表设计[J].自动化与仪表,2015,19(3):19-22.[9]金松日.一种小管径超声波流量计的设计[D].大连:大连理工大学,2013.[10]惠延波,李永超,王莉,等.基于蓝牙低功耗技术的无线超声流量计设计[J].自动化仪表,2015,36(10):44-47.[11]朴兴哲,高成,薛玉善,等.基于GPRS通信技术的供暖热能表研究[J].测控技术,2014,33(1):8-11.[12]刘小亮,曹永红,郭扬.基于单片机热能表的设计与实践研究[J].自动化与仪器仪表,2015(6):9-10+13.[13]邵仙鹤,鲁志成,王翥.基于最小二乘曲面拟合的流量计量温度补偿算法[J].传感技术学报,2016,29(6):897-902.[14]孙建亭.超声波热量表基表结构参数与水流特性关系的研究[D].济南:山东大学,2015.[15]周春丽.超声波热量表非定常数值模拟及性能研究[D].济南:山东大学,2014.。

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目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章引言 (1)1.1智能热量表的产生背景、研究现状和结论 (1)第2章智能热量表的设计方案 (3)2.1 智能热量表的原理 (3)2.2 智能热量表的功能框图 (4)第3章智能热量表的硬件、软件设计 (4)3.1 智能热量表的硬件设计 (4)3.1.1 单片机的选用 (5)3.1.2 温度模块设计 (5)3.1.3 流量模块设计 (5)3.1.4 日历时钟模块设计 (5)3.1.5 报警功能设计 (5)3.1.6 键盘的设计 (5)3.1.7 显示模块设计 (5)3.2 智能热量表的软件设计 (6)3.2.1 流程图设计 (6)3.2.2 各模块的流程图设计 (6)3.2.3 主程序设计 (6)3.2.4 子程序设计 (6)第3章结论 (7)参考文献 (8)谢辞 (9)智能热量表设计摘要改革开放以来，我国房地产业发展迅速，物业管理现已成为一个独立的产业。

随着物业管理现代化水平日益提高，迫切要求物业管理部门对业主提供高质量的服务及合理的收费。

尤其是资源的使用要有精确的计量方法，方便的查阅手段，按量收费。

现在水、电、煤气均已分户装表，依量收费．唯有供暖仍采用平均收费的方法。

这种方法因用户实际消费的热源不同，无形中就产生了不合理的因素，经常因此引起争议。

建设部已明确指出，2005年用热也要分户计量，这样既可减少物业部门与用户之间的争议，也使供热部门的生产效率及时体现。

智能热量表又称智能热表、智能能量表或智能暖气表，常安装在锅炉房或用热点的出入口，主要用于监测和计量用热点热量消耗。

本文设计了一种可以联网进行集中管理和控制的微功耗热量表，3．6V锂电池供电可使本表正常工作6年以上；操作简单，功能齐全。

实现了智能热量表功能：累积热量计量及显示；供／回水温度、温差测量及显示；累积流量计量及显示；流量测量及显示；日历时钟功能；键盘控制；自诊断及故障显示、报警功能，当热量表出现故障或超限，有自动报警功能。

该智能热量表是户内型计量采暖用户消耗(即使用)的热量，以此为依据，在用户采暖系统的分户计量中，按使用的热量收费，使供暖收费更趋于合理。

设计中采用涡轮流量计，带动微型电机，作为测速发电机，用其发的电压高低反映流速信号，并根据管路口径与时间等参数计算出流量。

在进水口和出水口各安装一个温度测量传感器，计算出温差，再由流量与温差的参数计算出消耗的热量值，供热部门可通过现场或远距离遥测抄表收取热量使用费。

也可由智能热量表本身或远距离通讯指令，实现停止供热。

关键词：智能热量表；单片机；低功耗The Design of an Intelligence CalorimeterAbstractSince reform and opening up, China's rapid real estate development, property management has become an independent industry. With property management modernization level increasing urgently require property owners to the management to provide quality service and reasonable charges. In particular, the use of resources is to have accurate measurement methods and convenient means of access, according to the volume charges. Now they have water, electricity and gas have been splitting chart, according to the volume charges.Only heating is averaging method. This means the user actual consumption of heat, in effect creating an unreasonable factors, it often controversial. Construction has clearly pointed out that 2005 also used thermal household metering, This would reduce the property sector and the dispute between the users and also heating efficiency of the production sector reflected in a timely manner. Intelligent Heat Meter also known as smart heat meter, or Intelligent Energy Intelligent Heating Table Table, often installed in the boiler room or a hot import and export, mainly to be used for monitoring and measuring using hot heat consumption. This paper designed a centralized network management and control of micro-power consumption calorimeter, 3.6V lithium batteries can power the table normal work more than six years; simple, complete functions. Heat Meter, an intelligent functions : accumulated heat measurement and display; For / return water temperature, temperature measurement and display; cumulative flow measurement and display; flow measurement and display; Calendar Clock function; Keyboard control; Self-diagnosis and fault, Alarm function, when the Heat Meter failure or overloaded, automatic alarm function. Heat Meter is the smart-metering indoor heating user consumption (that is, the use of) the calories, as a result, Heating System users in the household metering, by the use of heat charges, heating charges tends to be more reasonable. Design turbine flowmeter used to stimulate micro-motors, generators, as guns, the use of their high or low voltage signals reflect velocity, and according to the pipe diameter and time parameters, such asflow rate calculat e d. In the inlet and outlet of theinstallation of a temperature sensor, the calculated temperature, by the flow and temperature parameters of the calculated energy consumption value. Heating sector through on-site or remote meter reading collected telemetry heat toll. Tables may also be the smart long-distance communication itself or instructions, achieving a cessation of heating.Key words: Intelligence Calorimeter; Single Chip Microcomputer; Low Power第1章引言1.1 智能热量表的产生背景、研究现状和结论建设部2001年2月5日发布的规定于6月1日起实施的<热量表>标准（CJ128－2000）之后；2001年12月4日，国家质量监督检验检疫总局发布了“中华人民共和国国家计量检定规程（JJG225－2001）－热能表”，并规定2002年3月1日起实施随着我国物业管理现代化水平日益提高，迫切要求物业管理部门对业主提供高质量的服务及合理的收费。

尤其是资源的使用要有精确的计量方法，方便的查阅手段，按量收费。

现在水、电、煤气均已分户装表，依量收费．唯有供暖部分仍采用平均收费的方法。

这种方法因用户实际消费的热源不同，无形中就产生了不合理的因素，因此经常引起争议。

这样既可减少物业部门与用户之间的争议，也使供热部门的生产效率及时体现。

我国北方城市的福利供暖制度正在进行重大改革。

除了制定符合新形势的政策和法规之外，还正在推行一些相应的技术措施。

目前，一些城市进行了分户供暖的管线改造，有些供热部门正在制定按用户的实际热量消耗计量收费的办法。

按户对热量消耗计量收费可使供热费的收取更趋合理，但必须要使用专门的仪器对热量进行准确的计量。

本文给出了一种基于MCS8031单片机的、针对热水供暖系统的热量表设计方案。

这种热量表采用超低功耗设计，并可通过RS接口实现与远程招标计费系统的通信.适合于现今住宅小区的发展要求.第2章智能热量表的设计方案2.1 智能热量表的原理在热交换系统中，当热水流经系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供、回水温度，以及水流经的时间，通过计算器可计算并显示该系统所释放或吸收的热量。