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閱讀：43發(fā)布時間：2023-2-28
熱計量最初用于計算歐洲工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中的熱消耗。隨著供熱市場的擴(kuò)張，該方法逐漸應(yīng)用于民用用途。由于最初的高價格，熱不是家庭安裝的，每棟建筑只有一個總表。隨著應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大和類型的多樣化，熱表的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，分為機(jī)械、超聲波和電磁三種熱表。
機(jī)械型用于加熱系統(tǒng)，采用旋轉(zhuǎn)部件實現(xiàn)流量測量，以鎳或銅套溫度計為溫度測量元件。熱量表內(nèi)水速場的分布與流量波動有關(guān)。根據(jù)這一特點，建立理論模型，可用于分析速度段、水流粘度和渦流的影響。數(shù)值模擬方法的應(yīng)用促進(jìn)了機(jī)械熱量表的研究。借助模擬結(jié)果，可以分析不同速度下水流參數(shù)變化的影響。高溫水對機(jī)械熱量表的工作有很大影響。在180C水溫條件下，采用LDV裝置測速，測試數(shù)據(jù)的相對不確定性僅為0.2%。測試結(jié)果對該熱量表在高水溫條件下的應(yīng)用具有重要的參考價值。水流對旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件的作用和雜質(zhì)造成的流道堵塞會影響機(jī)械熱量表的工作，降低測量精度，減少旋轉(zhuǎn)部件的磨損，限制水質(zhì)的高要求，限制水流的物理參數(shù)和流動狀態(tài)。
電磁熱量表利用電勢信號實現(xiàn)流量測量。根據(jù)流量和水導(dǎo)率對測量結(jié)果的影響，可以通過處理電極位置、液位和流量之間的關(guān)系來增加測量范圍。karamifard建立了一個二維數(shù)學(xué)模型，解決了電極之間的感應(yīng)電勢，并使用MATLAB軟件進(jìn)行模擬，以提高測量精度。磁場強(qiáng)度會影響這種熱量表的靈敏度。Halbach磁結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有效地提高了磁場強(qiáng)度和靈敏度。電磁熱表結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，制造成本高，運行成本高，使用條件嚴(yán)格，阻礙了其應(yīng)用和推廣。
超聲波可以在各種流體中傳播，因此得到了廣泛的應(yīng)用。19世紀(jì)末，超聲波首先用于測試過程，其在液體中產(chǎn)生的聲場強(qiáng)度取決于聲波的振蕩和液體的性質(zhì)。超聲波進(jìn)入液體并接收過程的重要指標(biāo)是混響時間（超聲波停止發(fā)射后聲場中超聲波的延續(xù)時間）。結(jié)果表明，混響時間與液體對超聲波的吸收密切相關(guān)。超聲波的傳播速度和衰減系數(shù)會影響測試結(jié)果。聲波理論的研究和應(yīng)用促進(jìn)了超聲波熱量表的研發(fā)。超聲波流量計（基礎(chǔ)表）、溫度傳感器、計算器（主機(jī)）是超聲波熱量表的主要組成部分，利用超聲波的良好方向、滲透、熱量表完成超聲波信號傳輸、接收、通過分析信號結(jié)果獲得流量、速度過程無測試部件進(jìn)入流場、無流場干擾不同于早期侵入測量，上述特點有利于提高測量精度，如圖所示。
在加熱系統(tǒng)中，傳輸速度測量占很大比例，可分為三種：時差法、頻差法、頻差法和相差法。時差法和頻差法都需要用聲波速度來計算。聲波傳輸速度與水溫有關(guān)，水溫變化時需要糾正。差異法不受水溫的影響，但對波形的要求很高?，F(xiàn)場使用容易受到干擾，限制了其應(yīng)用。當(dāng)頻差法有多個聲波脈沖循環(huán)時，它們會相互干擾，影響頻差的測量。該方法對超聲波換能器的布置數(shù)量有一定的要求。時差法的流量計算利用聲波在水中逆流，實現(xiàn)順流傳播的時差，對管徑和水質(zhì)適應(yīng)性好，應(yīng)用廣泛。
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