供暖计量装置的技术研究

    计量要求日见明显。室内温度过高，造成室内外温差过大，身体不适，易患感冒；室内温度达不到供热要求，百姓浪费了供热费用。如果能在达到供热要求条件下计量，根据个人适应温度进行调节，既可减少能源浪费，又可节省供热费用。为此需要设计一种“供暖计量装置”。

    在研制供暖计量装置自动检测计量系统时，由于温度、流量均为非电量信号；供热规定要求回水温度高于＋15℃，在回水温度高于＋15℃时累积计量流量，回水温度低于＋15℃时不计量流量。因此必须先把这些非电量信号变换成电信号，然后通过电子测量，再经仪表的信号转换，由自动控制器进行控制、显示及累积计量。为保证系统测量精度，在信号的采集、变换、放大和传输过程中，必须线性好，转换可靠，不失真，并有较强的抗干扰能力。

    温度、流量自动检测

    温度自动检测系统借助于温度传感器，流量自动检测系统借助于流量传感器。系统以程序控制器为核心，配置温度与流量传感器、外围接口电路，由程序控制器检测温度传感器的信号(检测供暖系统回水管路中回水的温度高于＋15℃温度时的信号)，完成实时数据采集和开关量处理，并根据采集的信号来控制流量累积计量设备的运转。

    系统总体设计如图1所示。

    测量温度、流量时，温度、流量传感器把温度、流量信号转变为电量，为与可编程序控制器连接，测量的电信号应转化为标准信号0～5 V或0～10 mA。温度输出信号通过中间继电器控制流量累积计量仪表的运转，系统根据测量的温度值，确定是否开启或关闭回水系统闸门，避免室内温度过高。例如，当回水温度值高于＋15℃时，通过中间继电器控制流量累积计量仪表的运转；当回水温度值低于＋15℃时，通过中间继电器控制流量累积计量仪表的不运转。当回水温度高于人体温度＋36℃时，通过中间继电器控制回水系统闸门关闭。

    温度、流量传感器及变送系统

    1.温度传感器及变送系统

    测量温度的传感器很多，本文用热电阻传感器。由于在不同温度下，铂丝的电阻随之变化，温度和电阻关系接近线性，性能稳定，使用温度范围宽(－200～＋960)℃，加工容易等特点。铂丝随着环境温度升高，金属内部原子晶格的振动加剧，从而使金属内部的自由电子通过金属导体时的阻力增大，宏观上表现出电阻率变大，总电阻值增大。

    热电阻的阻值R_t与温度t的关系为