超聲波熱量表的研究與開發(fā).pdf

1、能源危機(jī)是我國(guó)目前所面臨的一個(gè)重要的問題。要緩解能源危機(jī)，一方面要尋找新的替代能源，另一方面必須節(jié)約能源。熱水是一種重要的二次能源，廣泛應(yīng)用于人民的日常生活，量大面廣。但是長(zhǎng)期以來，我國(guó)在熱水供暖上按供熱面積結(jié)算，與是否用熱無關(guān)，造成了熱量的大量浪費(fèi)。要改變這一現(xiàn)狀必須進(jìn)行結(jié)算方式的改革。1997年頒布的《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》明確規(guī)定，耗能需要計(jì)量，不允許無償使用或?qū)嵭小鞍M(fèi)制”。熱量的計(jì)量需要專門的儀表?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)和使用的熱量

2、表大多是葉輪式熱量表，這種熱量表雖然成本低，但是精度差，使用壽命不長(zhǎng)。近幾年來，隨著超聲波測(cè)量流量技術(shù)的提高，超聲波熱量表技術(shù)逐漸發(fā)展起來，它以精度高，安裝方便，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)日益受到重視。本文從熱量表計(jì)量熱量的基本理論以及時(shí)差法超聲波測(cè)量流量的原理出發(fā)，在借鑒和吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的超聲波熱量表技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一套超聲波熱量表系統(tǒng)?？紤]到超聲波熱量表的技術(shù)難點(diǎn)主要在于利用超聲波技術(shù)測(cè)出流量，以及一些時(shí)間和能力上的有限，在本設(shè)計(jì)中主要做

3、了如下幾部分工作：1.超聲波熱量表系統(tǒng)的構(gòu)造超聲波熱量表系統(tǒng)包括三個(gè)部分：積算儀，溫度傳感器，流量傳感器。積算儀采用現(xiàn)成的智能射頻卡暖氣表模塊。其熱量計(jì)算方法采用焓差法。溫度傳感器采用PT1000配對(duì)熱電偶。流量傳感器采用作者自行設(shè)計(jì)的超聲波流量測(cè)量電路板。 2.超聲波測(cè)量流量硬件電路的設(shè)計(jì)根據(jù)時(shí)差法測(cè)量流量的原理，以AT89C51單片機(jī)和ispLSI1032可編程邏輯芯片為核心，設(shè)計(jì)了包括超聲波發(fā)射接收電路，放大檢測(cè)電路，鎖相

4、環(huán)電路，時(shí)鐘發(fā)生電路在內(nèi)的超聲波流量測(cè)量系統(tǒng)，并進(jìn)行了制板以及調(diào)試。 3.用VHDL語言進(jìn)行數(shù)字器件的設(shè)計(jì)為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，把更多的包括各種觸發(fā)器，計(jì)數(shù)器，分頻器在內(nèi)的數(shù)字器件集成到可編程邏輯芯片ispLSI1032中。利用VHDL語言分別實(shí)現(xiàn)了這些器件的數(shù)字化，并進(jìn)行了功能仿真以及下載調(diào)試。 4.流量測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)利用匯編語言，結(jié)合AT89C51單片機(jī)，進(jìn)行了流量測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)。并著重討論了對(duì)于測(cè)得的多個(gè)實(shí)