集中供暖及中央空調系統(tǒng)用熱量計的研究
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外置RAM及電壓監(jiān)控模塊：外置RAM主要完成對重要數(shù)據(jù)的存儲，尤其在系統(tǒng)掉電的情況下對所采集的熱量值進行存儲以及掉電時間進行記憶，便于管理，其主要芯片是X24C45，該芯片具有非易失性，便于在線寫入等特點。電壓監(jiān)控電路主要完成的功能是 ：在主電源失效時將備用電池自動接入電路，當主電源恢復時將備用電池斷開，以達到保存系統(tǒng)數(shù)據(jù)的目的，主要芯片是INP708，該芯片帶有看門狗定時器以及降壓檢測的μP監(jiān)控電路。
外置時鐘及流量測量模塊：主要完成對單片機的運算提供時間記數(shù)以及斷電時使用電池電源繼續(xù)工作，為記錄斷電時間提供時鐘，主要芯片是DSI302，屬于點滴式充電記時芯片，流量測量電路主要完成流量信號的轉換及測量，流體流動 經(jīng)過磁電感應器、光電耦合器等轉換成頻率信號，送入單片機并記錄累加，完成流量的測量，該部分是熱量測量產生誤差的主要來源之一，關鍵是流量信號轉換過程中，頻率信號與流量的對應常數(shù)的標定，以及最小流量的影響。
鍵盤及顯示模塊：鍵盤主要完成的功能包括清零復位，調節(jié)放大倍數(shù)、查詢寄存器重要的即時值等，顯示功能是將經(jīng)過單片機計算累加的熱量值顯示出來，是系統(tǒng)功耗的主要來源，所以選用LCD液晶顯示器，具有功耗小，易于與單片機連接的CC14544芯片。
（1） 在正常通電開始工作的情況下，首先進行系統(tǒng)自檢，自檢完畢，讀取A/D轉換的數(shù)據(jù)，轉換為對應的溫差同時讀取計數(shù)器的頻率值（讀取數(shù)值后即時將計數(shù)器復位）并轉換為相應的流量值，進行熱量的計算，從外部的RAM讀取累計存儲的熱量值與測的熱量值進行累加，累加后送回外部的RAM存儲，完成一個測量循環(huán)。
（2） 在突然斷電非正常情況下，電壓監(jiān)控電路開始工作，提供短時電源使得單片機把重要數(shù)據(jù)和外部時鐘的數(shù)值記錄到外部RAM中，同時系統(tǒng)開始記錄時間，以便電源恢復正常時，系統(tǒng)進行(1)的工作內容，并記錄下停電時間的累加值。
（3） 軟件對溫漂和時漂的自動測量及消除，在軟件中設置測量各傳感器的零點值并存為數(shù)據(jù)文件，在熱量計量計算中減除該對應傳感器的零值，可以有效的消除溫漂和時漂的影響，提高了傳感器的測量精度及系統(tǒng)總體精度。
精度的實驗校驗及應用
熱量計的外形尺寸130×130×40mm，液晶顯示，保證熱量計的精度是熱量計開發(fā)成功與否的關鍵環(huán)節(jié)，因此，對其精度進行 校驗是開發(fā)研究的重要內容，圖3是校驗實驗臺，主要完面熱量計在小流量工況下性能標定，實驗過程如下：水流經(jīng)1.5級的水表計量后經(jīng)過電加熱升溫后，進入流量變送器將流量信號轉化為光電信號將信號送入熱量進行計數(shù)，流體進入散熱器，經(jīng)強制對流換熱后流入標準容器。在散熱器前后各設置溫度測點，除由熱量計測量經(jīng)放大的電壓信號外，還用6.5位的KEITHLEY2000多功能表測量了未經(jīng)放大的熱電偶輸出信號，作為熱量計溫差測量的 校驗信號。流量的校驗主要是由水表、流量頻率變送器、頻率信號測量并轉化為流量，測得流量值與標準容器得的數(shù)值比較，計算其測量誤差，其中實驗中主要集中在小流量區(qū)。實驗數(shù)據(jù)見表1（表中qi代表流量值）。
表1 流量計校驗實驗數(shù)據(jù)表 
結 論
本文針對熱量過程中存在的問題，開發(fā)了一套熱量計量系統(tǒng)，以滿足集中供暖和中央空調系統(tǒng)的熱量計量，具有廣闊的市場前景，該系統(tǒng)的開發(fā)成功對集中供暖和中央空調系統(tǒng)的市場管理具有重要意義。該系統(tǒng)具有；智能化程度高、性能穩(wěn)定、精度高、功能齊全、易于安裝等特點；經(jīng)實驗 校驗表明：
（1）該系統(tǒng)具有啟動流速小的特點，啟動流速小于0.2629m/s，比水表啟動的流速?。欢谡Ａ魉傧?，其總體誤差小于4%，這一精度滿足集中供暖和中央空調系統(tǒng)的熱（冷）量計量的精度要求。
（2） 該系統(tǒng)充分利用單片機具有易開發(fā)等特點，充分利用其強大的軟件處理及數(shù)據(jù)采集運算能力，實現(xiàn)了純機械系統(tǒng)無法實現(xiàn)的功能，達到自動記錄、處理、顯示數(shù)據(jù)等智能化要求，自動修正測溫誤差等功能，降低了硬件成本，有利于市場化。
（3） 外置ROM、電源監(jiān)控以及外置時鐘、電源設置，使單片機系統(tǒng)具有內外資源結合利用，在停電的情況下系統(tǒng)自動轉入計時，為集中供暖、中央空調的管理提供了極大的便利，數(shù)據(jù)的存儲等功能得到了強化，完全實現(xiàn)了自動化。
（4） 該系統(tǒng)還具有運行部件少、使用壽命長、功耗低、易維護和改型，可以滿足不同的流量測量范圍，易形成系列化生產，同時具有運行穩(wěn)定，復現(xiàn)性好等特點。
參考文獻
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