论文部分内容阅读
近年来,随着供热体制改革的深入,我国北方地区居民采暖正逐步从按住宅面积收费改成按实际用热量收费,以降低采暖地区供热能耗,实现节能减排。其中,热能表作为采暖热计量的依据,其准确度关系到千家万户的利益。我国现有的热能表以机械式为主,压损大、量程比小,尤其面对我国供暖水质差、杂质多的现状,机械式热能表寿命短、精度低、稳定性差,难以满足长期准确计最的实际使用需求。因此,超声波热能表作为一种精度高、压损小、可靠性好、寿命长的高性能计量仪表,越来越受到广泛关注。
在此背景下,本人学位论文以智能测控一体化超声波热能表的相关关键技术为主要研究内容展开工作,并进行了产业化样机的研制。本系统主要基于时差法流量测量和电容充放电法温度测量的原理,以高集成度、超低功耗的16位微控制器MSP430F437为核心,通过高精度时间测量芯片TDC-GP2,实现了基于超声波时差法的流量精确测量,以及进、出水端口温度的测量,并且计算出实际热量和相应的费用,另外,本系统可通过有线或无线通信方式,与楼宇终端控制器和远程信息管理平台构成热网监控系统,从而实现高精度热量计量、供热量调节、自动计费、远程抄表、预付费管理等功能,并可通过手机短信远程遥控阀门。此外,本人学位论文还为产业化生产设计了一套系统标定流程和热量计量准确度的出厂检验流程,并测试和计算了产业化样机的准确度。
本学位论文共分为六章,第一章介绍了热能表的研究背景、国内外超声波热能表的研究现状和特点,以及本人学位论文的主要工作;第二章在详细介绍超声波时差法流量测量原理和电容充放电法温度测量原理的基础上,提出了超声波热能表的总体设计方案;第三章介绍以微控制器MSP430F437为核心的系统各部分硬件设计,包括流量测量、温度测量、阀门控制、通信、电源管理等单元的设计;第四章介绍系统各模块软件设计;第五章详细介绍系统标定流程和热量计量准确度的出厂检验流程,以及对样机准确度的测试和计算;第六章介绍了系统调试相关内容。
该智控超声波热能表于2010年8月通过江苏省技术监督局的计量检定,各项指标达到行业标准CJ128—2007《热量表》的规定,并达到3级计量准确度。自2010年11月起在河北省廊坊市实际运行,已连续工作近4个月,工作正常可靠。