Устройство для поверки теплосчетчиков Советский патент 1992 года по МПК G01K19/00 

fc

Использование: для поверки теплосчетчиков. Сущность: устройство для поверки теплосчетчиков содержит: один насос, одну емкость, один нагреватель, три испытательных участка, один контрольный участок, один регулируемый термостат, один измерительно-вычислительный комплекс, три струевыпрямителя, четыре расходомера, пять термопреобразователей сопротивления, три термодатчика, один струевыпрями- тель, два термопреобраэователя сопротивления, один нагреватель, плечи моста сопротивления, регулятор температур, пять блоков обработки сигналов, один блок для создания избыточного давления. 1 ил.

Изобретение относится к области измерения тепловых величин и может быть использовано в метрологии для поверки теплосчетчиков.

Известно устройство для поверки теплосчетчиков, которое содержит замкнутую систему трубопроводов с насосом, предназначенным для поддержания в системе обращения жидкости, нагреватель, вмонтированный в емкость и служащий для придания обращающейся в контуре жидкости тепловой энергии, теплообменник и охлаждающее устройство, предназначенное для удаления из обращающейся в контуре жидкости тепловой энергии, а также четыре испытательных участка со струе- выпрямителями, расходомерами, термопреобразователями сопротивления; блоки обработки сигналов теплосчетчиков и измерительно-вычислительный блок.

Недостатками известного технического решения являются недостаточная точность поверки теплосчетчиков из-за отсутствия учета тепловых потерь на испытательных участках, ограничение сверху диапазона поверяемых теплосчетчиков по расходу и проходному сечению, определяемому возрастающими энергозатратами и трудностями в отводе тепла охлаждающим устройством, ограничение производительности поверочных работ и отсутствие возможности вариаций расхода теплоносителя через испытательные участки, определяемые выбранной технологической схемой последовательного расположения поверяемых теплосчетчиков.

Известно устройство для поверки теплосчетчиков, которое представляет собой замкнутый контур из трубопроводов, снабженный насосом для поддержания циркуляXJ XI 00 СЛ СЛ 00

ции жидкости, струевыпрямителями, испы- тате/1ьным участком, нагревателем, узлом для создания избыточного давления. В испытательном участке размещен расходомер и один из термометров поверяемого теплосчетчика, второй его термометр установлен в термостате, имитирующем температуру обратного теплоносителя. Сигналы от расходомера и термометра поступают в блок обработки сигналов (БОС) поверяемого теплосчетчика,

Недостатками известного технического решения являются высокий уровень энергозатрат, связанный с перегревом жидкости на 20°С, недостаточная точность измерения количества тепла из-за отсутствия учета тепловых потерь на испытательных участках и низкая производительность поверочных работ, определяемая выбранной технологической схемой последовательного расположения поверяемых теплосчетчиков.

Целью изобретения является повышение точности поверки теплосчетчиков, снижение энергопотребления и увеличение производительности поверочных работ.

На чертеже изображена структурная схема устройства для поверки теплосчетчиков.

Устройство для поверки теплосчетчиков представляет собой замкнутый контур из трубопроводов, снабженный насосом 1 для поддержания циркуляции жидкости, емкость 2 с нагревателем 3 для разогрева теп- лоносителя до рабочих температур, испытательными участками 4 (на фиг, 1 представлено три испытательных участка) и контрольным участком 5. Контрольный 5 и испытательный 4 участки идентичны между собой и расположены параллельно. В комплект установки входят регулируемый термостат 6, имитирующий возвратный контур теплоносителя, и измерительно-вычислительный комплекс (ИВБ) 7. Испытательные участки 4 представляют собой разветвленный участок трубопровода, каждая ветвь которого включает струевыпрямители потока 8-10; расходомеры 11-13 поверяемых теплосчетчиков и по два термодатчика сопротивления 14-19, расположенных на входе и выходе каждого .испытательного участка 4. Причем термодатчики 14-16, входящие в комплект поверяемых теплосчетчиков, расположены на входе испытательных участков 4. Термодатчики 20-22, входящие в комплект соответствующих теплосчетчиков, размещены в регулируемом термостате 6. Контрольный участок 5 представляет собой участок трубопровода, расположенный параллельно испытательным участкам 4 и

идентичный каждому из них. Он включает те же элементы, что и испытательные участки 4: струевыпрямитель потока 23, дополнительный расходомер 24 поверяемого тепло- 5 счетчика и два термопреобразователя сопротивления 25, 26, расположенных на входе и выходе участка. Кроме того, контрольный участок 5 снабжен нагревателем

27,который позволяет компенсировать теп- 0 ловые потери, и совмещен со струевыпрямителем. Термодатчики сопротивления 25, 26 включены в плечи моста сопротивления

28,сигнал с которого поступает на регулятор температуры 29. Выход регулятора 29

5 подключен к дополнительному нагревателю 27, мощность которого измеряется и регистрируется ИВБ 7. Разность сигналов, поступающих от парных термодатчиков 25,31; 14, 20; 16, 22, и сигналы от расходомеров 24, 11,

0 12, 13 поступают в БОС 31, 32, 33, 34 соответствующих теплосчетчиков. На чертеже пунктиром изображен теплосчетчик, расходомер которого 35 расположен в трубопроводе перед испытательными участками 4,

5 термодатчики 36, 37 расположены соответственно в трубопроводе перед расходомером 35 и в регулируемом термостате 6. Сигналы от расходомера 35 и термодатчиков 36, 37 поступают в БОС 38. Последний

0 теплосчетчик может присутствовать в схеме измерений, но не. являться обязательным элементом.

Узел 39 служит для создания избыточного давления в замкнутой системе трубопро5 водов при температуре теплоносителя свыше 100°С.

Поверка теплосчетчиков на предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.

0В замкнутом контуре с помощью нагревателя 3 достигается заданная температура теплоносителя tn, имитирующая температуру поступающей жидкости. Регулируемый термостат настраивается на температуре tt,

5 имитирующую температуру возвратной жидкости. Температура tn поступающей жидкости в рабочих условиях достигает 180°С. При таких условиях из-за теплопо- терь на испытательных участках 4 возникает

0 разность температур в точках размещения термодатчиков 14; 15; 15, 18; 16, 19; такая же разность температур возникает и на контрольном участке 5, которая компенсируется здесь дополнительным нагревателем 27.

55 С помощью системы регулирования, в которую входит мост сопротивления 28, регулятор температуры 29, нагреватель 27, на контрольном участке 5 поддерживается нулевая разность температур между термо- датчиками 25, 26, При этом условии

измеряется и регулируется мощность на дополнительном нагревателе 27 измерительно-вычислительным блоком (ИВБ) 7.

В ИВБ 7 по заданной программе рассчитывается значение тепловой энергии для каждого 1-го поверяемого теплосчетчика по следующей формуле:

Q,-JjTCp(t) Р drdt.(1)

tb 0(, All

где Р - мощность дополнительного нагревателя;

(Cp)tn удельная теплоемкость при температуре tn;

tn, tb - температура поступающей и возвратной жидкости;

Ati - разность температур на входе и выходе 1-го испытательного участка.

Рассчитанное значение тепловой энергии QI сравнивается с показаниями БОС 1-го теплосчетчика.

Показания БОС 38 теплосчетчика, расположенного перед испытательными участками 4, сравнивается со значением Qy п+1

о X, Qi i- i

Известно, что количество теплоты, переданное потребителю в водяных системах теплоснабжения за время г. равно

т Q / ,(2)

о

где Д h - изменение энтальпии единичного объема.

Подставляя в выражение (2) значение Ah, получим количество теплоты QI, переносимой через i-теплосчетчик за время т

0.1 //CP(t)7rlP-r-dTdt(3)

tb О(, ДМ

Выражение (3) представим в виде:

а - к )(4)

/CP(t)dt

i,1Ь

где К т-утГПГ

(tn - tb) (

Относительная погрешность аттестации устройства для поверки теплосчетчиков, при условии, что составляющие погрешности выражения (4) не имеют корреляционной связи и считаются независимыми друг от друга, определяется по формуле

AQ

QI

k х

х

v()2+()2+4-r 2+O2

(5)

Устройство позволяет метрологически обеспечивать теплосчетчики класса 2. При этом повышается точность поверки, снижается уровень энергозатрат, увеличивается производительность поверочных работ и

расширяется диапазон по условному проходному сечению теплосчетчиков и расходу теплоносителя.

Формула изобретения Устройство для поверки теплосчетчиков, содержащее замкнутый трубопровод с образцовым расходомером, первым струе- выпрямителем и испытательным участком в виде установленных последовательно первого термодатчика и расходомера поверяемого теплосчетчика, второго термодатчика, размещенного в термостате, второго струе- выпрямителя, насос, нагреватель теплоносителя и измерительно-вычислительный блок, к входам которого подключены термодатчики и расходомер поверяемого тепло- счетика, отличающееся тем, что, с целью повышения точности поверки и снижения энергопотребления, в него введены дополнительные испытательные участки,

идентичные основному, дополнительный расходомер, идентичный расходомеру поверяемого теплосчетчика, и (п + 2) дополни- тельных термодатчика, где п - число испытательных участков, два из которых установлены соответственно перед первым струевыпрямителем и за дополнительным расходомером, л совместно с ним и образцовым расходомером образуют контрольный участок, идентичный испытательным,

остальные дополнительные термодатчики установлены за расходомерами в соответствующих испытательных участках, а образцо- вый расходомер выполнен в виде нагревателя, совмещенного с первым струевыпрямителем, при этом контрольный и испытательный участки соединены параллельно.