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电磁式热量表存在的问题及发展前景
作者:天津华仪创展admin 发布时间:2019-05-21 17:35
       目前,供热计量表市场主要有超声波式热量表、机械式热量表及电磁式热量表三种,电磁式热量表产品在全国首家通过中国计量科学研究院电磁式类型热量表的型式评价试验并取得了质量技术监督局颁发的通径范围DN20~DN500的热量表特种计量器具生产许可证。所以,电磁式热量表将在未来欧哲广阔的发展前景。
 
       一、电磁式热量表采用的电磁流量传感器的性能特点
       同当前热量表市场流行的机械式热量表和超声波热量表相比较,电磁式热量表采用的是基于电磁感应原理检测载热流体流量的电磁流量传感器,具有以下特点。
       1)测量管道与管路管径一致,测量腔体内既无可动部件又无阻流元件,可以视为是一根直管段。不存在堵塞问题,而且压力损失也可以忽略不计,因此,相对其他液体流量计,其工作的可靠性和稳定性特别高。
       2)由于电磁流量计的设计工作原理是基于法拉第电磁感应原理,其计量测量腔体又可以视为是一根直管段,既无阻流元件更无可动部件。因此,它测量的液体介质除了对电导率有适当的要求外,其余的可以说没有什么限制。对于被测流体的温度、黏度、压力和液固成分比的变化、水质状况是否存在颗粒状杂质、甚至少量的气泡以及出现“絮状物”等,或者测量腔体是否结水垢都不影响流量的检测结果,因此,工业上广范用来测量各种酸、碱、盐溶液、饮料、泥浆、矿浆、原水、污水等导电液体介质的体积流量。所以,以电磁流量计作为流量传感器的电磁式热量表,可以完全适应我国国情集中供热水质的特殊要求,这样其工作的耐久性和工作寿命都特别长,而且也无须特别要求在表具直管段前的进水口处安装过滤器,更无须要求每个表具安装时,根据专家的推荐配备相同安装尺寸的“替用空管”,以便在每次正式供热前对供热系统进行管道冲洗时,在表具的工位上先安装此替用空管,待系统管道冲洗完成后,再正式安装超声波热量表,否则极有可能造成超声波热量表尚未使用已经损坏的严重后果。
       3)其工作原理是对整个流速场全截面采样计量(即全速平均采样),因此测量的准确度比较高。就目前热量表所能采用的流量传感器技术市场来看,只有采用基于电磁感应原理的电磁流量计检测载热流体流量的电磁式热能表,才可能设计并制造出精确度为1级的热量表。
       4)根据电磁流量传感器是基于电磁感应的工作原理,测量过程中被测流体的温度、黏度、压力和液固成分比的变化、水质状况是否存在颗粒状杂质、甚至少量气泡,或者测量腔体是否结水垢都不太影响流量的检测结果,因此,仅就被测流体的温度不影响流量的检测结果这一特点,对采用电磁流量传感器作为检测载热流体流量的(电磁式)热量表,当采用分量检定时,对其主要组成部分电磁流量传感器的检定水温至少从理论上可以考虑不作限定,亦即可以在常温水下进行检定,这样,就可以较大地简化型式检定、出厂检定(首次检定、后续检定、使用中检验)的检定设备。从而可以较大幅度地降低相关检定部门和机构的设备投资,有利于热量表的推广应用。
       5)通径从小到大,系列齐全,测量精度相同,而且流速越大(≤15m/s),越可保证高精度。因此,对于采用低温差高流速的供热取暖方式,更能发挥电磁式热量表的优良性能特点。
       6)对管道及环境的震动适应性较强;能满足腐蚀性载热流体对测量的要求;安装也无特殊要求,既可水平安装又可垂直安装。
       7)对于流量的测量误差,除了传感器测量管的内径D、磁感应强度B和感应电动势Ei以外(见图1),与其他物理量的变化无关。这是电磁流量计最大优点,使电磁流量传感器的在线校准成为可能。另外,住建部批准的CJ/T364-2011《管道式电磁流量计在线校准要求》作为城镇建设行业产品标准,已于2011年10月1日起实施。这为电磁式热量表实施在线校准创立了法律依据,从而简化了热量表的首次检定、使用中的定期复校程序,从而节省大量人力、物力和财力,同时也下降了热量表的综合成本。
       二、电磁式热量表流量传感器存在的不足和解决措施
       1)传统的电磁流量传感器结构复杂,制造加工工艺相当繁琐,因而生产成本高。然而,当采用特殊结构和特殊工艺的户用电磁式热量表,可以使流量传感器达到部件基本模具化和流水线组装生产的程度,其性价比综合成本已与超声波热量表相差无几,可以说,产品的生产成本问题得到基本解决。
       2)对于电磁式热量表功耗相对较大,目前只能采用外接电源供电这一不足之处,完全可以采用外接直流电源作为工作电源予以解决。因为根据即将推出的热量表国家标准,外接直流电源电压可为5V、12V或24V,电压偏差应为±5%的规定。配用置于管道(计量)间独立配置的外部直流24V电源,或者借用现场楼栋管理器表具集中抄表系统通信网络信号线路的直流24V工作电源,或者借用管道(计量)间中所安装的室温通断控制阀的直流24V工作电源为户用型热量表提供直流工作电源。估计每个供热期耗电也仅为15kW·h左右,基本上低于采用可充电容量干电池作为供电电源的成本,还能减少干电池废弃后对环境所造成的污染。而且从供热开始日起可以同时启动供电进行计量和抄收,供热结束抄收完毕后自动断电,杜绝更换电池的不必要麻烦,而且户用型热量表与上述管道(计量)中间所安装的室温通断控制阀以及现场楼栋管理器表具集中抄表系统通信网络完全可以采用统一的外接直流24V工作电源。不应该为了实现表内内置式锂电池供电而不惜采用有悖于计量基本法则,对检定和工作状态流量信号采用不同数值采样间隔时间的分离型“休眠”工作模式。
       三、电磁式热量表的发展前景
       众所周知,国内集中供热的水质出于防止人为失水的缘由而比较特殊,不仅“硬度”较高,高温下极易结垢,而且存在各种颗粒状杂质(如磁化粒子,铁屑杂质等)、少量气泡、甚至会出现“絮状物”等污染物。在这样比较特殊的集中供热水质现状下,目前集中供热安装使用的热量表(90%以上都是各种型号的超声波式热量表),由于存在一些质量隐患,已经出现较大面积的耐久性、可靠性质量问题。如果不改变这种局面,不迅速提升热量表的整体质量,最终有可能导致热量表产业毁于一旦,严重影响供热体制改革的进程和节能减排目标的实现。
       电磁式热量表的优势,由于电磁式热量表在性能上特别是工作的耐久性、可靠性方面,具有上述无可比拟的突出优点,正因此,随着供热体制改革的不断深入发展,事实证明电磁式热量表已逐渐被热量表产业市场所关注并逐步被认可。可以说电磁式热量表在供热计量热量表市场尤其是户用热量表市场,肯定会有广阔的发展前景。可以预言,随着电磁式热量表生产技术和工艺水平的不断提高和升级,性能优良的电磁式热量表逐步取代热量表市场现有的机械叶轮式热量表和超声波式热量表是完全可能的。
       四、总结
       作为最新发展起来的电磁式热量表,同已经大量进入供热计量市场的机械式热量表和超声波热量表相比较,电磁式热量表除了在性能上特别是工作的长期耐久性、可靠性、计量精确度方面,具有无可比拟的突出优点以外,它检测载热流体流量的电磁流量传感器,从基本工作原理上也具备独特的采用“电参数法”即可以比较方便简单地实现在线校准的功能。
       面对数量庞大的热量表产业市场,业内人士除了千方百计、想方设法不断地提升产品的全面质量以外,还必须十分关注作为供热计量贸易结算主体仪表的热量表,在进入市场运行使用之后的首次检定、后续检定、使用中的依法定期校准等法定的售后跟踪服务。因此,能够节省大量人力、物力、财力的热量表在线校准技术,也就顺理成章地成了我国供热计量产业必须面对的重大问题。

 
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