热量表分量组合检定方法及常见问题分析

林夕庆

【摘要】文章介绍了热量表分量组合的检定方法，并对检定过程中存在的常见问题进行分析，以便计量检测人员更好地开展热量表的检定工作，提高热量表检定结果的准确度，确保热量贸易结算的公平合理。

【关键词】热量表;分量组合;流量传感器;温度传感器;示值误差

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2022.03.006

Combined Verification Method of Heat Meter Components and Analysis of Common Problems

LIN Xi-qing

（Weihai Institute of Product Quality Standards and Metrology，Weihai 264210，China）

Abstract：This paper introduces the verification method of component combination of heat meter，and analyzes the common problems existing in the verification process，so as to better carry out the verification of heat meter，improve the accuracy of verification results of heat meter，and ensure the fairness and rationality of heat trade settlement.

Key words：heat meter;component combination;flow sensor;temperature sensor;indication error

1热量表概述

1.1熱量表的定义和工作原理

热量表是用于测量热交换回路中载热液体所释放的热量的计量器具。热量表分为组合式热量表和一体式热量表两种，其工作原理是将配对温度传感器分别安装在热交换回路的人口和出口的管道上，将流量传感器安装在入口管或出口管上;流量传感器发出流量信号，配对温度传感器给出入口和出口的温度信号;计算器采集流量信号和温度信号，经过计算，显示出载热液体从入口到出口所释放的热量值。

1.2热量表检定方法分类

热量表的检定方法分为总量检定和分量检定。对热量表的热量值直接进行检定的方法称为总量检定;将组成热量表的流量传感器的参数、温度传感器的参数和积算仪的参数视为热量表的分量，按照分量或分量组合分别检定的方法称为分量检定。

2热量表分量组合检定方法的介绍

针对目前市场上应用的热量表，我们在日常的检定过程中采用的都是分量组合的检定方法，即分为流量传感器示值误差的检定，配对温度传感器和计算器组合示值误差的检定两个部分。

下面我们以一台DN32的超声波式热量表为例，简单介绍一下热量表的分量组合检定方法。热量表基本信息如下：准确度等级：2级;安装位置：人口;流量范围0.12～12m³/h;额定流量：6 m³/h;温度范围3～95℃;温差范围3～60℃;实验室环境温度：20℃。

2.1流量传感器示值误差的检定方法

1）首先将检定用水加热到（50±5）t，在检定过程中要保持温度恒定。

2）将热量表按水流方向安装到热量表检定装置上，保证热量表供水端的温度传感器正确插在热量表的测温孔中，并能正确读数。

3）通水运行一段时间，将检定装置管道和阀门中的空气排放干净，保证管道中无气泡。

4）将流量调节到流量检测点，稳定运行10 min。将热量表调到流量检定状态，启动换向器开始检定，记录电子秤的初始值和终值，流量传感器的流量体积的初始值和终值以及水温。

分别在q_i≤q≤1.1q_i，q_i为最小流量;0.1q_p≤q≤0.11q_p，q_p为额定流量;0.9q_p≤q≤1.0q_p流量范围内各选择一个流量点进行测量，计算流量传感器的示值误差。结果见表1。

5）在0.9q_p≤q≤1.0q_p流量范围内选择一个流量点连续测量三次，计算流量传感器示值误差的重复性，结果见表2。

2.2配对温度传感器和计算器示值误差的组合检定方法

1）恒温槽设置为检定温度，将两只温度传感器分别插入两个恒温槽内，浸没深度为30mm，稳定10min。

配对温度传感器应在温度不同的两个恒温槽中，在下列温差范围内选一温差点进行检定：Δθ_min≤Δθ≤1.2Δθ_min;10℃≤Δθ≤20℃，其中一个温度取45～55℃;（Δθ_max- 5℃）≤Δθ≤Δθ_max，其中高温端温度应在（Δθ_max-5℃）～θ_max范围内。每个检定点测量两次，取平均值。

2）将热量表设置为模拟热量检定状态，然后开始进行检定。分别读取两只标准箱电阻温度计示值，检定前后模拟流量的初始值和终值，以及模拟热量的初始值和终值。根据模拟流量示值和两个标准箱电阻温度计示值所对应的焓差，计算热量表的标准热量值，然后和热量表显示的热量值比较，计算示值误差（见表3）。

因为检定过程是在恒温槽中进行，温度保持恒定，所以热量标准值计算公式可以简化为：

Q=m×Δh=ρ×V×Δh

式中，Q——计算的标准热量值，kJ/kg;

ρ——水的密度，取供水温度下水的密度，kg/m³;

Δh——人口温度和出口温度对应的水的比焓差，kJ/kg。

3检定过程中常见问题分析及注意事项

1）超声波热量表检定前，检定装置管道和阀门中的空气未排放干净，有气泡。

超声波在水中的传播速度约为1500m/s，而在空气中的传播速度约为340m/s，这将导致接近5倍的计量误差，可见气泡对超声波热量表的流量测量的干扰是非常大的。所以超声波热量表在检定前，一定要将装置管道和阀门中的空气排放干净，不得有气泡存在。

2）热量表检定装置的温度传感器安装在水箱中，在计算流量传感器每个检定点的体积约定真值的时候，热水的密度采用了水箱温度下的热水密度值。

实际上，在检测流量传感器每个流量点的示值误差的过程中，特别是检测最小流量点时，由于管道没有保温或保温措施不到位，流经流量传感器的热水温度是低于水箱热水温度的。如果在计算的过程中统一采用水箱温度下水的密度值，会导致该流量点流量传感器示值误差的计算结果出现偏差。

3）在计算流量传感器标准体积时直接用电子秤的数值进行计算，未进行浮力修正。

在计算流量传感器标准体积时要进行浮力修正，用电子秤检定热量表流量传感器示值误差过程中的浮力修正系数为：

式中，C——浮力修正系数;

ρ_i——检定时载热液体的密度，kg/m³;

ρ_a——空气的密度，kg/m³;

ρ_b——所用祛码的密度，kg/m³。

4）超声波热量表在检定过程中，对应的温度传感器未正确插入到热量表的测温孔中，导致计算结果出现重大误差。

这是因为超声波在不同温度的水中的传播速度是不同的，我们将人口的温度传感器放置于空气中重新进行测量，前后两次测量结果见表4。

由表4可见温度传感器未正确插入测温孔时的测量结果和正确插入测温孔时的测量结果之间差别是非常大的，所以检定过程中一定要将对应的温度传感器正确插入热量表的测温孔中。对于表体无测温孔的热量表，可将温度传感器置于与检定热水温度一致的恒温槽中，否則超声波热量表流量传感器示值误差的测量结果是不准确的，这会直接影响热量表合格与否的判定。

4结语

随着我国大力倡导节能减排，热计量得到不断普及。热量表的计量检定工作也逐渐受到社会各界的广泛关注。广大计量工作者要不断提高热量表检定结果的准确度，确保热量贸易结算结果的公平、合理，保护广大消费者的合法权益。

【参考文献】

[1]热量表检定规程：JJG225—2001[S].

[2]曾剑平.浅析影响超声热量表流量检定结果的因素[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2017（4）：74-75.

[3]侯晓华，周立华.超声波热量表热量检测方法探讨[J].中国计量，2018（4）：111+128.

[4]姚素娜.热能表在计量检定中的常见问题及处理方法[J].上海计量测试，2016，43（6）：49-50.

[5]李佳龙，姜碧莹.热能表检定工作中的常见问题及改进[J].中国计量，2021（9）：126-128.