热计量表的关键技术

 
    热量表的生产和应用自八十年代中期在欧洲广泛推行，产品逐渐走向成熟。供热采暖的分户计量近几年在国内尤其是在北方城市也开始推广普及，并带动了国内热量表研制生产这一新兴行业的发展。 
    热量表分为关口表（大口径热量表）和户用热量表。 目前，国内生产的户用型热量表，从功能上分为以下几种：普通计量型、智能通讯型和预付费型热量表，其中前两种类型的国外产品很多，西门子、丹弗斯、何德鲁美特等很多品牌，对国内的热量表产品的开发研制起到很好的借鉴作用。预付费热量表可以说是国内首创，许多热量表生产厂家都热衷于研发生产这类热量表，预付费热量表通过IC卡作为信息载体，管理部门将用户所购信息输入热量表中，并配合执行机构的工作状态（阀门的开关）来控制用户的使用，非常适合中国的国情，而且在燃气表和水表上又成功的应用。  
    热量表一般有流量计、温度传感器、热量积分仪和其他辅助模块组成，其中前三个模块决定了热量表的精度，辅助模块决定了热量表的功能，现就新天公司生产的热量表RLB-F系列评析如下： 
●     非接触式IC卡（专利）技术： 
    RLB-F系列热量表具有非接触IC卡收费技术，用户到管理部门交费后，管理部门将所购热量值写入非接触IC卡中，用户把卡中数据输入表中，热量表开阀供热，当购买量用完后，热量表自动关阀停热，从而避免收费纠纷和上门抄表，提高管理效率。非接触式（无线）读取和验证IC卡中数据，与接触式IC卡相比，没有可接触的的机械触点，防水、防潮、防腐蚀、防攻击。另外，用户可使用一张卡同时管理非接触式的水表、电表、气表等，简单实现一卡通。      
●     流量计的无线数码侦听（专利）技术 
    热量表在欧洲已经广泛被使用，但是中国目前的供热系统对中国的冷热量表提出了比欧洲国家更苛刻的要求。如水质很差，氧化、锈蚀问题无可避免地普遍存在。多方面的原因造成水中不仅含有大量的有害化学物质，还有各种对流量计具有破坏性的杂质。热量表中流量计是主要的部件，流量计量传感技术相对复杂，问题较多，中国热量表在这方面尤其是薄弱的环节，我们公司开发生产的冷热量表采用新型检测技术―――无线数码侦听技术，已经克服了上述困难,可有效防止铁锈对水表的影响。其内部叶轮的一半有铜片，另一半无铜片，叶轮封在水中，和水隔离的外部装了两个探测器，探测器通过测量铜片的有无可区分出叶轮的位置，通过测量叶轮的不同位置也就实现了流量的测量。由于流量计量无机械齿轮，采用无磁传感器，耐磨、耐腐蚀、防攻击。 
●基表 
    基表是整个热量表中流量计量是否稳定、准确的保证，我们公司目前是国内最大的专业生产IC水表的厂家，对流量计量技术的研究上有很高的造诣，产品质量可靠，在用户和同行业中都有很好的知名度和口碑。基表选择上，我公司热量表采用的基表为压铸铜技术而非铜水浇铸技术。因此，把基表做成了直通的叶轮旋转方式，抛弃了普遍的水翻叶轮旋转方式，这样在供暖的又黑又脏的热水中，不必要加过滤网也能能保证永不堵塞，计量准确。 
●流量校准 
    由于基表是机械部件，可能会出现线性不好的问题，在热量表中，我们又采用了数字修正的办法。流量传感器得到的是流量脉冲数，而流量与脉冲数不是成线性的，与流速有关，所以需要对脉冲数作修正后才能转换成流量。修正的方法是用查表法。在固定时间（1秒钟），脉冲数对应于流速，而脉冲数与流量之间有一个对应曲线。把此曲线分为多个段，每来一个流量脉冲数就根据前一次的流速查表确定本次对应的流量，这样得到的流量就能保证了准确性。我们的热量表都采用8段分段修正技术，这样就可以使我们的热量表在流量计量方面更精确，消除了机械基表在生产过程中可能会出现的偏差。 
●动态智能降低功耗 
    在中国北方地区，大部分地区一年之中只要4～5个月是采暖期，在一年之中，大部分时间是不工作的，处于空闲状态，在非采暖期热量表基本处于空闲状态。因此在非采暖期我们可以让热量表处于休息状态，测温电路停止测温，流量检测的频率调整为最低，一旦发现有流量时再恢复到正常工作状态，这样整个系统的功耗就非常低了。 
    我们的流量检测的频率是根据流量变换的，检测频率越高系统的功耗越大。在瞬时流量为0时检测频率为9.1Hz，称为慢速状态；当检测到有流量脉冲时，检测频率提高为49.6Hz，称为中速状态；当有漏脉冲现象发生时检测频率设为297.9Hz，称为高速状态。在高速状态时，如果持续30秒流量脉冲小于49个／秒，就转换到中速状态。在中速状态时，如果持续30秒没有流量脉冲，就转换到低速状态，当热量表处于低速运行状态时，消耗的电流小于6µA，几乎接近于零功耗。 
●温度校准 
    虽然PT1000性质本身是很稳定的，但是在PT1000制作过程中，肯定存在偏差，另外在线路上的寄生的一些电阻，也可能会对测温造成一些影响，我们采用标准比对的办法，通过高精度的、等级更高的标准温度传感器来修正PT1000，做到我们的PT1000测量的温度就是实际的温度。另外，我们又考虑到在某一个温度下用很稳定的PT1000的阻值来反过来修正参考电阻的阻值，这样保证测温有很好的精度。 
●512小时定时开关阀门 
    为了防止非采暖期及阀门长时间不动作造成锈死现象，我们的热量表设计了512小时定时开关阀门的功能，使热量表用阀门的使用寿命大大延长。 
●     电子式阀门到位检测技术 
    阀门能否可靠到位非常关键，这决定了热量表的正常使用情况，如果采用四线制机械式到位检测方式，当阀门到位时碰撞机械触点，从而检测到位，这种方式结构复杂，可靠性差，不能防水防锈，容易误动作。我公司采用二线制电子式阀门到位检测技术，结构简单，可靠性高。当阀门转到位时，驱动电流突然增大，微单片机会自动判断阀门的驱动电流，并自动停机。二线制电子式阀门到位检测技术在确保阀门可靠到位的同时,又减少了电池不必要的电能浪费，提高电池寿命。 
●     数据自动纠错技术 
    在电力线上运行的电表，由于长年处在干扰的环境下，数据会受到干扰而混乱，即使是电池供电的热量表或水表受到外界的强电磁干扰也可能会出现数据混乱的现象，可以说偶尔的数据混乱是IC卡表设计和生产厂家的不治之症。 
    新天牌系列产品采用的技术措施是：增大固态存储器的容量，把所有数据一模一样的同时存放在五个不同的地方（多处存储），读取数据时，同时五处读取，然后对五处数据进行分析，只要其中的三处是相同的，就认为是数据是有效的（数据表决），同时，对出现错误的数据进行纠错处理（自动纠错）。由于干扰一般是随机现象，不可能同时干扰两处或两处以上的数据，因此我公司采用的类似数据多重备份技术，显然可以有效地解决偶尔的数据混乱问题。 
●     泡在水中可工作  
    新天牌的IC卡系列产品采用世界上先进的射频IC卡和基站技术，通过无线电波传输数据，内部电路全部采用环氧树脂密封，彻底解决防水、防潮，防攻击问题，泡在水中仍可正常工作。 
新天公司本着为用户考虑，对用户负责的态度，采用上述先进的技术和可靠的保证手段，使我们的热量表能够很好的满足用户的需求，并且我们还在不断的改进一些用户也许永远都体会不到的问题。2000年2月18日，国家建设部俞正声部长签发了“中华人民共和国建设部令”第76号《民用建筑节能管理规定》，其中第五条：“新建居住建筑的集中采暖系统应当使用双管系统，推行温度调节和户用热量计量装置，实行供热计量收费”。实行供热计量收费是人心所向、势在必行的一件大事。国家建设部已将热量计量收费列入《建筑节能“九五”计划和2010年规划》：对集中供暖的民用建筑安装热表及有关调节设备并按户计量收费的工作，1998年通过试点取得成效，开始推广，2000年在重点城市新建小区推行，2010年全面推广。鉴于此，新天公司研制开发的非接触式IC卡热量表，一户一卡，以其先进的技术和极高的精度不断的涌向市场，新天公司正在为国家民用建筑集中、分户供暖的改革做出更大的贡献。