预付费超声波热量表
产 品 介 绍
徐州润物科技发展有限公司预付费超声波热量表，是一种由超声波流量计、配对温度传感器、阀门、计算器、阀控读卡电路等组成的整体式或组合式热量表产品，适用于分户热计量；我公司是在基本型组合式热量表的基础上加装关断阀和读卡功能，利用射频卡在热量表与供热管理系统之间双向传递用热数据及信息，实现热量计量与热预付费功能，通过先买热后用热，用户到管理部门交费后，管理部门将所购热量值写入非接触式IC卡中，用户把卡中数据输入表中后，表自动开阀供热，当购买量用完后，表自动关阀停热，从而避免收费纠纷和上门抄表，在实现供热分户计量的同时，为供热管理提供了便利。
一、计量原理及结构特征
1、热量表定义
热量表是用于测量及显示热交换回路中载热液体所释放（或吸收）的热量的计量器具。热量表用法定计量单位显示热量。
预付费热量表是在实现传统热量表计量功能的基础上，通过增加阀控和读卡机构，采用非接触式IC卡作为传输介质，将供热管理与热计量紧密结合，实现现代化供热管理的一种智能化热计量器具。
2、计量原理
由热源供应的热水以较高的温度流入热交换系统（散热器、换热器或由它们组成的复杂系统），以较低的温度流出，在此过程中，通过热量交换向用户释放热量。
当水流经热交换系统时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温度，以及水流经的时间，通过计算并显示该系统所释放或吸收的热量。其基本公式：
式中：Q ——释放或吸收的热量，J或W·h；
qm——流经热量表的水的质量流量，kg/h；
qv ——流经热量表的水的体积流量，m3/h；
ρ——流经热量表的水的密度，kg/h；
△h——在热交换系统的入口和出口温度下，水的焓值差，J/kg；
t——时间，h。
3、结构特征
徐州润物科技发展有限公司主要由超声波流量传感器、配对温度传感器、阀门、计算器组成，其分解说明图如图1所示：
图1 分解说明图
（1）计算器（积分仪）
用于接收流量传感器和配对温度传感器的信号，并进行计算、累积、存储和显示热交换系统中的热量，以及刷卡时读取传输介质——射频卡中的信息，并实时将存钱信息与计量信息比较，当两者之差等于剩余报警量或为零时输出阀门关闭信号，同理存钱后比较购买量与计量信息，执行阀门开启或不动作操作。
（2）流量传感器（流量计）
是热量表zui重要的部件，其性能直接体现热量表整体的性能、质量和档次。其功能主要是在热交换回路中用于产生载热液体的流动信号，该信号是体积或质量的函数，也可是体积流量或质量流量的函数。
（3）温度传感器（配对铂电阻）
在热交换回路中用于同时测量载热液体在入口和出口的温度信号。
（4）阀门
超声波流量传感器与阀门为一体式结构的热量表为整体式预付费热量表，两者为独立个体则为组合式预付费热量表，图1所示为整体式结构图。阀门与阀门电机是不可分割的机构，当计算器输出阀门控制信号时，阀门电机会根据信号启动电机正转或反转，从而控制阀门开启或关闭，同时到位后会向计算器发送正转或反转到位信号。
- 流量传感器的结构与工作原理
徐州润物科技发展有限公司是由超声波流量计、温度传感器、阀门、计算器四部分组成，其与机械式预付费热量表不同之处在于流量计的测量方式是通过测量超声波在液体中的传播速度来实现流量测量的。其原理是：当超声波在流体中传播时，声波传送速度信息将加载上流体的速度信息（见图2），因为这两种信号的叠加，就使声波在顺流和逆流时的传播速度不相等，因此通过测量这两种不同的速度信息，经过计算可得出流体的流速，然后再换算成流量，从而实现了流量的测量。
图2 流量传感器的工作原理
图中：
R1——流量计流体上游超声波换能器；
R2——流量计流体下游超声波换能器；
L ——流量计测量管的长度；
V ——流体速度；
C ——声波在流体中传播的速度。
由图2可知：
声波顺流传播时间t1=L/（C+V）；
声波逆流传播时间t2=L/（C-V）；
两公式变形后可以得出流速计算公式为：
根据管径的不同从而换算出热量表计量的瞬时流量，计算公式如下：
- 流量传感器*的优点
- 无机械传动磨损部件，使用寿命长；
- 压力损失小，不易堵塞；
- 准确度及稳定性高；
- 流体中的杂质含量对其测量精度影响极小；
- 在保证流体充满流量传感器的前提下可任意角度安装。
6、安装图
图3 安装示意图
二、功能介绍
1、基本功能
1）热计量功能：使用超声波方式进行流量测量，使用PT1000进行供暖水温测量，计算器测得热量。
2）预付费功能：使用非接触式IC卡进行热量表与采暖管理系统之间双向传递用热数据及信息，使用控制执行器实现阀门关断与开启，实现热预付费功能。
3）双模式收费功能：使用两种收费模式,一种是预付费直接购买热量再使用,另一种是直接购买时间再使用,满足客户的多样收费需求。
2、卡功能
1）设置卡：设置卡对模块进行参数设置，参数为设定的账户信息(包含：子表号、累积限购量、预存钱量、报警提示量、zui大可透支量、维护码、系统密钥)。
设置卡刷卡成功后，液晶显示状态依账户设置的参数而定。
a、当预存钱量不为0时，显示为：剩余量，阀门开。
b、当预存钱为0但透支量不为0时，显示为：剩余0.00，阀门开。
c、当预存钱为0但透支量为0时，显示为：剩余0.00，阀门关。
2）清空卡：清除模块内所有数据，使模块恢复到出厂状态。
刷卡成功后显示为：累积 0.00 开阀
- 检查卡：刷卡后模块依次显示模块内部信息。
4）清状态卡：当模块出现强磁/低电/阀门故障时,故障状态解除后，但模块依旧会记录故障信息并显示故障标志，此时刷故障清除卡来清除故障标志。
屏幕显示时，表示低电欠压；
屏幕显示时，表示阀门故障；
屏幕显示时，表示出现强磁故障。
5）阀门卡：每刷卡一次阀门动作一次。
6）时间卡：校正热量表内部时间。
7）清零卡：清除模块内部除累积使用量外的其他所有数据，主要用于售后换表时核对机电读数。
8）用户卡：初次存钱为开户卡，刷表后为用户卡，对表进行存钱。
三、技术参数
1、执行标准
CJ128-2007《中华人民共和国城镇建设热量表行业标准》。
2、检定规程
JJG225-2001《中华人民共和国热量表国家计量检定规程》。
3、基本参数
准确度 | 2级或3级 | 适用环境 | A类 5℃~55℃ |
测温范围 | 4℃~95℃ | 温差范围 | 3℃~75℃ |
静态功耗 | <30uA | 显示位数 | 7位 |
工作电压 | 2块3.6V锂亚电池 （2.7V~3.6V） | 卡片 | T5557卡/32分频 |
温度分辨率 | 0.01℃ | 温度准确度 | ≤±0.05℃ |
流量计量方式 | 超声波 | 温度传感器 | 配对PT1000铂电阻 |
适用口径 | DN20、DN25 | 数据查询 | 按键查询 |
数据通讯 | 具有红外接口；可订制选配M－BUS接口 | ||
4、阀门参数
本产品使用五线微型电动球阀，其执行器和阀体的一体化设计，*地减小了外形体积，为在产品设备上的使用提供了方便。阀球、阀杆采用浮动密封结构，既减小了扭力又克服了结垢导致开关不灵的弊病。
电机技术参数：
a、额定工作电压：DV3.6V；
b、可工作电压范围：2.0~6.0V；
c、执行器减速比：3700:1；
d、额定工作电压下空载时工作电流：18~23mA；
e、额定工作电压下堵转电流：320mA；
f、额定工作电压下输出力矩：≥3N.m。
5、显示说明
累积热量：单位为kW·h，分辨率0.001kW·h；
累积流量：单位为m³，分辨率0.001 m³；
流 量：单位为m³/h，分辨率0.001 m³/h；
供水温度：单位为℃，分辨率0.01℃；
回水温度：单位为℃，分辨率0.01℃；
温 度 差：单位为℃，分辨率0.01℃；
按键唤醒LCD查询相关数据，分长短按键，普通模式下，超过十秒钟没有按键后，关闭LCD显示；显示菜单（见附件）及错误代码如下所示：
ERR-00：换能器和铂电阻正常；
ERR-01：换能器故障/管段里面无水；
ERR-02：铂电阻故障（未接、开路）；
ERR-03：换能器故障、管段里面无水及铂电阻故障；
ERR-04：铂电阻断路；
ERR-05：换能器故障及铂电阻短路；
ERR-06：铂电阻一个短路或一个开路（未焊接）；
ERR-07：换能器故障及铂电阻一个短路一个开路。
附件：显示菜单
