熱量計(jì)算是超聲波熱量表的一項(xiàng)主要性能指標(biāo)，整個(gè)過(guò)程存在較多影響因素，大致歸納為熱量系數(shù)k、進(jìn)出口的水溫差T、管道直徑d以及流過(guò)熱量表的流量F等。所以在測(cè)量釋放和吸收的熱量Q時(shí)，要綜合考慮多方面因素，并在此基礎(chǔ)上根據(jù)相應(yīng)的運(yùn)算公式求取結(jié)果。

 

　　超聲波熱能表在流量測(cè)量中，采取的是間接測(cè)量法。根據(jù)超聲波換能器安放位置不同，熱能表呈現(xiàn)出的整體結(jié)構(gòu)也有不同類型，其中以反射式結(jié)構(gòu)最為常見(jiàn)。反射式結(jié)構(gòu)在具體應(yīng)用過(guò)程中，如果沒(méi)有出現(xiàn)因?yàn)樗鞣较蚋淖兌a(chǎn)生的測(cè)量精度問(wèn)題，管道內(nèi)的水流就會(huì)呈現(xiàn)出與超聲波傳遞相同的方向，從而有效避免誤差問(wèn)題。除此之外，超聲波傳遞存在距離長(zhǎng)、耗時(shí)長(zhǎng)的特點(diǎn)，能夠?yàn)闀r(shí)差法的順利開(kāi)展提供充足的條件，也可以在極大程度上保證測(cè)量精度滿足要求，流量計(jì)量原理圖如圖1所示。

 

　　在圖1中，d和l分別表示測(cè)量管道直徑和兩個(gè)換能器之間的直線距離，s、v、c分別表示換能器與反射柱之間的距離、水流速率以及超聲波傳播速率。在流量計(jì)量過(guò)程中，時(shí)間差作為對(duì)計(jì)量結(jié)果影響最大的因素，應(yīng)足夠重視。這里所涉及的時(shí)間差主要是指順流與逆流傳播之間的差值。

 

　　超聲波熱量表量原理

 

　　在對(duì)超聲波熱量表的超聲波熱量表量原理進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)降低耗能、提高精度這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)人員采用了基于STM32L152和TDC-GP22的超聲波熱量表。此類熱量表在計(jì)量溫度時(shí)，測(cè)量的依據(jù)主要為電容與電阻之間進(jìn)行放電所需的時(shí)間。在實(shí)際操作過(guò)程中，電容會(huì)根據(jù)具體的計(jì)量需求來(lái)對(duì)Pt1000和參考電阻進(jìn)行分別放電，顯著提升鉑電阻溫度傳感器的測(cè)量精度。與此同時(shí)，超聲波熱量表量過(guò)程中還選用了精度極高的TDC時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換能，準(zhǔn)確記錄放電時(shí)間，確保其精確度滿足測(cè)量需求，從而保障溫度測(cè)量結(jié)果具有參考性。