超声波热量表的优势与不足分析

时间：2018-10-15

近年来，超声波热量表在城市供热系统的应用越来越广泛，其优势被不断夸大，而缺点与不足却鲜为人知。超声波热量表也称超声波热能表采用超声波时差法原理测量流量，结合PT1000温度传感器测量温差，通过积算仪精确换算出冷量和热量。该产品具有外型美观、安装方便、计量准确、运行稳定、压损小、无堵塞无吸附等特点。完全符合CJ128-2007标准及JJG225-2001国家标准检定规程。应用于集中供暖、中央空调和冷热联供等热量计量收费的采暖设施中。

我们先来了解一下超声波技术和超声波热量表的结构。
超声波技术早在二战时期就被盟军应用在对德国的作战中，用来探测海底的潜艇。相比较而
言，韦根技术产生于1974年的美国，无磁检测技术产生于1987年的德国，在民用特别是医疗领域应用广泛。
超声波用在热量表上用的是用“时差法”来测量流量的。具体原理是：当超声波在水中与水一起流动时会产生一个时间，而与正常速度相比，就会产生一个时间差，利用时间差来算水的流速，再用流速乘以管径，就得到了流量。所以称“时差法”。这种方法要求严格的时序控制，一般超声波在水中的传播速度为1500米/秒,时序控制电路要以单片机的周期来计算，一般为10-12秒，毫秒级达不到，稍有偏差，则会影响计量。
超声波流量计或超声波热量表的主要部件换能器（即超声波发生、接收器）要求精度高，它由压电材料（即皓钛酸铝）和声楔（即透射字数接近1的**玻璃）组成，要求强度高、韧度牢和耐老化等。目前，国际上一对进口的换能器的价格在200元人民币左右，价格太高，而国产价格低的质量上又没有保证，与进口产品质量没有可比性。
一、超声波热量表优势
1.不怕堵塞。超声波热量表不怕堵，这个无可非议，因为它接近于空管状态，导流管中几乎无任何阻流部件。
2.安装方便。如果选用外夹式传感器或者插入式传感器，可以在线带压安装，不用破坏管道，不用停产施工，为企业节省流大量成本。
3.组网方便。超声波热量表都有4～20mA输出和RS485通讯，可以方便用户接入PLC或者其他网络进行组态，而且分体式热量表还可以将导线延长，直接将显示表装在控制室，便于观察和记录。

二、超声波热量表不足

1.怕水中的杂质。因为水中的杂质会偏移超声波的入射角，影响准确计量。水中的杂质会影响超声波换能器，这一点厂家却只字不提，误导用户，一个现实问题，水中杂质影响了计量。
2.怕水中的气泡，因为超声波在水中的传播速度为1500米/秒左右，而在空气中的传播速度为330米/秒，我们的供热管网不是厂家的检测台子，用的是纯净水，无气泡，而供热管网中不可能不含杂质、气泡等，而根据在水中及空气中的传播速度，会有接近于5倍的计量误差；即使在安装时有特别的要求，也不能避免。超声波热量表都要在换能器部件做“增速”处理，即增加水流的速度，为的是让超声波在小流量情况速度一致些，这怎么办，只能缩小换能器部分的管径，即“缩径”，所以现在看到有的标称DN20的超声波热量表，“缩径”部分连DN15的口径都不到。增加了压力损失。
3.维护成本高。因其超声波换能器是大功耗器件，因此缩短了内置电池的寿命，而换能器损坏就要换掉整个流量计，成本太高，而换能器又十分怕振动，易脱落，属易损部件，维护不便。

总之，世上没有**的产品，超声波热量表也同样即有优点也有不足，用户在选型时应根据自己的现场条件进行取舍。
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