机芯及积分仪总成可换式热量表的研制

　　0　引言

　　热量表主要用于民用建筑的分户用热计量,国家建设部已将集中供暖的民用建筑热表计量收费列入全国建筑节能“九五”计划和2010年规划。按户计量和温控技术、供热管网调节控制技术等成为未来建筑节能领域研究开发的方向。

　　中国现有的热量表的国家标准主要是依据德国EN1394标准翻译过来的,中国现有热量表的生产也大多是参照德国的一些著名企业的产品试制生产。在德国,用户使用的热量表每三年要求重新检测一次,一只热量表价位大约为100欧元,由于收入水平比较高,所以德国人使用的热量表每三年就拆下更换新表,一般不重新检测重复使用。中国在制定国内标准时,也明确规定了热量表的检定周期为三年,相对于德国的产品,中国企业生产的热表从性能角度上讲不比德国产品差,并且从热表的机芯耐磨上做了大量的工作,从这个角度上讲,中国的产品比德国的产品要耐用一些,但是在用户使用时,每三年重新检测代价太高,要入户拆表,送到计量部门检定,然后再重新安装,其费用每户约200元,另外,由于中国很多用户家中用的暖气片是铸铁翻砂制成的,杂质较多,热量表基表的磨损较大,重新检测时可能会有一部分热量表会出现计量不合格,如果要用户每三年重新换表,由于现在中国居民平均收入水平不是很高,所以是很困难的。

　　根据以上情况,试研制一种机芯及积分仪总成可换式热量表,这样,每三年用户重新检定时,可以直接换上新的热表机芯及积分仪总成,其成本约为人民币70元,热量表上的铜外壳以及贵重的温控传感器都不用更换了,这样可以节省大量的人力物力,对于中国现在人均收入水平不高,资源人均占有率不是很高的情况下是一种比较节省的方案,社会效益和经济效益明显。

　　1　产品的系统方案

　　传统的热量表机芯、积分仪和基表结合为一体,如果电池电能耗光或积分仪出现故障,只能更换整表。机芯及积分仪总成可换式热能表采用可拆卸结构,机芯采用可换式结构,将可更换的机芯直接安装在可长期使用的铜表壳上,如果热能表出现故障,可以直接更换机芯和电子部分,耐用的铜表壳和铂金属温度传感器不用更换。这种设计基于以下考虑:首先现有热能表使用三年必须进行校验,从供暖管道上的拆装不但影响正常的供暖,而且会增加相应的安装费用。其次国内供热水质标准较低,热量表的磨损主要集中在机芯上,如机芯出现磨损造成表测量误差加大或带来损坏,现有的做法就是整表的更换。采用可换机芯式结构,如机芯和积分仪出现故障,则只需更换机芯和积分仪,基表无需拆卸和更换,从而节省了大量换表和检测费用,降低了用户的使用成本。为解决互换性的需要热量表的必须保持较好的加工精度,因此表壳采用铜壳一次锻压成型。采用多流束、多孔喷射无磁式机芯和无磁传感方式采集数据,对于易损的机芯选用PPO等新型材料制作,以增强其耐磨性。采用低功耗、高速芯片处理无磁流量和温度测量,在测量数据的显示与处理上使用背光显示技术和红外抄表设计,以便于进行管理。图1为可换机芯热量表的设计生产流程。机芯及积分仪总成可换式热能表的基表长度设计为110mm,优于目前所普遍采用的基表长度为130 mm的方案,因此结构更为合理、紧凑,对于管道井等安装空间较小的场所,方便安装。同时,由于基表整体长度减小,节省了铜材,有利于降低成本和节能降耗。