低功耗预付费热量表的研究

　　0引言

　　长期以来，我国在热水供暖上按供热面积结算，这种结算方式属“包费制”，这种收费计量标准不但是资源的浪费，对环境也是极大的破坏。同时，严重限制了城市集中供暖的发展，也制约了供热体制改革。随着社会的发展，“热”作为一种商品已经被越来越多的用户所接受，所以城市住宅供热按实际用热收费的方式是一种必然的趋势。为此设计一款较为实用的低功耗预付费热量表是非常有必要的。

　　1 工作原理

　　1.，热量计量原理

　　根据流量计测得的流量与进回水温度传感器给出供、回水温度，以及热水流经的时间，利用热量学公式计算出用户从热交换系统中所获得的热量!’〕。此热量表热量积分计算采用适应我国国情的焙差法，即根据所得的进回水温度所对应的烩值做差。其热量计算的数学表达式为:

　　这里设Q为总热量，单位}s q，为质量流量，单位kgls;从为进出口温度对应的比焙值(可查表得到)差，单位kJlkg; p为水的密度，单位kglm3; qv为体积流量，cm3/s单位;t为时间，单位、。

　　1.2射频卡热量表工作原理

　　射频卡热量表是在基本型热量计量表的基础上加装关断阀和读卡器，利用射频卡在热量表与采暖管理系统之间双向传递数据及信息，实现热量计量及预付费功能，通过先买后用，来解决费用拖欠问题。

　　该表由流量传感器、进水温度传感器，回水温度传感器计算器和电动阀组成。热测量系统如图1e

　　该表的工作原理是流量传感器把流量信号转换成脉冲信号，进、回水温度传感器把进、回水温度转换成模拟信号，以上3个信号由计算器采集后进行处理、计算，并在液晶显示屏上把热量等数据显示出来，以供用户读数，并作为收费的依据。

　　2智能热量表的硬件设计

　　z.，温度测量电路设计

　　温度敏感元件采用德国进口的铂电阻Ptlooo}2y它是检测好的配对温度传感器，并分别安装于供暖系统的进回水管道上，把进回水温度转换成模拟信号。在最小的温差下配对误差小于O.lOSC。当精度测量要求较大时，必须使用复杂的调整电路、高位数的A/D转换器，使系统成本居高不下，难以普及使用。随着电子技术发展，出现了很多功能完备、低功耗、低电压大规模电路，为长时间电池供电的高精度测温系统提供了硬件基础。温度测量A/D转换模块电路原理如图2所示。

　　本设计采用了高精度的16位A/D转换器以提高分辨精度。为了补偿引线电阻对测温精度的影响，采用3线制连接方法。温度测量分辨精度控制在0.007 0C。另外，温度传感器电路设计采用高精度的差分电路设计;为抑制温漂和时漂对温差的影响，在放大器部分电路设计上，采用进、回水电路采用同一个放大电路。