热功率比较法检测热量表可行性探讨及方法推荐

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l技 术 TECHNOLOGY校准与测试热功率比较法检测热量表可行性探讨及方法推荐一
、热量表 的检定方式和检定方法国家计 检定规程 、行业标准中规定的热量表的检定／检验方法分别为分量法 、总量法分量榆测法或者分量组合检测法．将各组件的检测结果进行代数相加，作为热量表热量参数的测量误差 。

对热量表进行分量或分量组合检测．便于生产厂家对组成热量表的各部件分别进行检测．检测合格后进行组装，提高生产厂家的生产效率．且便于分析各绀件的具体准确度。 产品研发、产品升级 、型式评价过程中，当整体准确度达不到要求时．可以分析是热量表的哪个组件j{{现 _r问题。但是其检测周期长．成本高，不适合大规模生产热量表 厂时的准确度检测以及法定汁革检定机构的 ‘次强制检定 对于无法拆卸的整体型热量表，这种检测方法更是无法实现 并且因为其测量结果为各组件的测量误差．并不是热量表实际运行中的热量测量误差．所以贸易交接过程中其测量结果不直观．对用热方或者供热方无直观的参考意义 。

对热量表的热量值直接进行检测的方法称为总量检测法。其检测过程中不涉及热量表每一组成部分的准确度，测量的是热量表的总体误差 其检测结果包含各传感器的测量误差及其相互影响．关注的是热量表的热量示值和热量表检测装置的标准热量值．其测量效率较高，结果直观 ．且更接近热量表实际运行] 况 。在处理因为用热引起的计量纠纷方面．更能显示其优越性。法定计量机构的首次强制检定中因其明94 中国计量2013 10口李少领 卜占成显的优点．一般均采用总量检测法二、热功率比较法检测原理及可行性分析1．原 理综合以上两种方法的特点．结合现有热量表及热量表检测装置技术现状．笔者提出了一种总量检测法基础上的改进方法：热功率比较法。其具体原理为：将总量检测法中．被检热量表与热量表检测装置的累积热量的比较转换为对瞬时热功率的比较．在检测过程中，避免了时间参量对检测结果的影u向其理论依据为 ：热量相对误差E 计箅公式为×-o。％ ㈩ 存一次检测过程中．热量表和热鼍表检测装置的计量保持同步，式(1)右边分子分母分别除以榆测时间t，根据功率的定义，可得式(2)Q QE = 。％=等 。％ ㈦从上述变换过程可看i“．热垲相对误差汁算过程由累积热量p这一有关时间的参数 直接转换为与测量时间无关的参数瞬时热功率P2．可行性分析二
、1中讨论 J，热功率比较法原理上的呵行性 ．本部分分析该方法在实际应用中的可行热量的计算公式为t，Q=f iqAhdt (3) 式中：Q——释放的热量，k．I；(7——流经标准流量计载热液体的质量流量 ，kg／s；△ ——热交换回路 中入口的恒温槽温度与出口的恒温槽温度对应温度下的载热液体的比焓值差 ，kJ／kg；t，、 ——起始、结束时间 ．S。

在热量表检测系统中． 取值足够小 ．得以保证在△『范围内?q 、Ah可视为常数 ，热量表及热量表检测装置中热量的计算公式由连续函数式(3)变为离散函数 ：Q=J Ahdt=q ( 2-t。)Ah (4)或Q=』，q pAhdt=q (t2-t )pAh (5)则其瞬时热功率计算公式为f AhdtqmAh (6)或从式 (6)、式(7)可看出 ，热功率比较法的影响参数同样是瞬时流量q， (或q 密度P)与焓差△ 。采用该方法，无需增加额外的测量。事实上．现在许多热量表厂商已在其产品中增加了热功率测量 、显示功能目前．国内热量表检测装置多数采用标准表法或质量法或二者兼有 标准表法热量表检测装置根据标准表测得的瞬时'J f,iL ~P_q 、载热流体的密度p、焓差△(该两个参数值均可由二等标准铂电阻温度计测量经过查表计算得到)．由式(7)计算即可得到标准表法检测过程中的瞬时热功率 ．这一功能可以由装置软件实现． 标准表法热量表检测装置采用热功率比较法检测时，待流量、温度稳定后 ．直接从热量表和测量软件中读取被测热量表和标准装置的热功率 ．可实现动态检测．减少了静态读数法在流量阶跃阶段的测量误差 .

且在-~tk热量表检测过程中．除去夹卸热量表的装 、拆阶段 ，无装置表前 、表后阀门的开闭动作 ，只需流量调节阀对检测流量进行调整．大大减少了阀门反复开闭对装置的影响，提高了装置的使用寿命。质量法热量表检测装置综合累积流量m与测量时间t得出平均热功率 ．．对被测热量表的瞬时热功率进行采样得到平均热功率 ，，按照式(2)可得到测量误差。采用该检测方法 ．理论上只需满足天平的最小秤量值 ．热量表TECHNOLOGY校准与测显示分辨力引人的不确定度影响可以忽略如前文所述 ．在热量表的检测过程中．特别是在小流量 、小温差的检测点下 ．热功率比较法的检测优势明显。以DN20热量表分析为例．在0．05m-~／h检测点，当出 口温度为50cI二、温差为3c《二时，为保证测量准确度 ．用水量一般至少为5L．测量耗时为6min．且在此测量点下．流量偏小 ．如果管路保温措施不 当．极易造成检测管段末端温度下降明显 如果采用热功率 比较法．标准表法热量表检测装置可即时显示瞬时热功率 对标准热功率与示值热功率的取样时间一 般lmin即可。能保证取样准确度 ．省时5min 质量法热量表检测装置．被检表取样时间一般也为1min.

最短检测时间取决于天平的最小秤量．一般天平量程的20％～80％为其最佳称量范同．对配置10kg~平的热量表检测装置 ．称量2kg耗Et,~2．4min．省时3．6min．可见．热功率比较法在热量表首次检定及质量检验过程中．在保证准确度的前提下．大大缩短了检测用时．提高了T作效率三、结束语从以上分析可知．现有的热量表或热量表检定装置无需增加额外的测量参数即可实现热功率的测量实现热功率测量功能的热量表／热量表检测装置带有热功率即时显示 ．带有热功率测量功能的热量表检测装置可以视为一块带有显示热功率的标准热量表 热功率比较法可以实现热量表的动态检测．适应了现在的实流检测的流量测量发展趋势热功率比较法的检测方式综合了总量检测的优点．并且在总量检测的基础上通过计算公式变换．减少了总量检测法中时间参数的参与 ．在保证测量准确度的基础上．可使热量表的检测效率大幅提高 ，可有效地实现热量表的批量检测．给热量表生产企业和计量检定部门提供 了一种方便 、快捷的检测方式。

因此 ．建议热量表和热量表检测装置增加热功率的显示功能．且在标准的修订过程中．增加瞬时热功率的显示功能要求．从而进一步在热量表检定规程的修订过程中增加热功率比较法的检定方式 ．为热量表的产品质量的提高及政府计量行政部门的有效监管提高保障作者单位【河北省计量监督检测院】国2013 10中国计量 95