устройство для поверки теплосчетчиков

Формула изобретения

Устройство для поверки теплосчетчиков, содержащее основной замкнутый контур из трубопроводов с насосом, состоящий из участков нагрева и охлаждения теплоносителя, участков испытания поверяемых теплосчетчиков и измерительно-вычислительное устройство, отличающееся тем, что наряду с основным контуром введен дополнительный замкнутый контур, связанный с участками охлаждения и нагрева основного контура тепловым насосом, а поверхность теплообмена на участке охлаждения основного контура представляет собой датчик теплового потока, связанный с измерительно-вычислительным устройством.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области измерения тепловых величин и может быть использовано в метрологии для поверки теплосчетчиков.

Известно устройство для поверки теплосчетчиков, содержащее замкнутую систему трубопроводов с насосом, нагревателем и охлаждающим устройством, с участками поверяемого и образцового теплосчетчика с двумя термопарами и расходомерным узлом, а также измерительно-вычислительный комплекс (например, а.с. СССР N 1700396, 1988 г.). Недостатком таких устройств является невысокая точность определения количества теплоты, поскольку для этого требуются три преобразователя измеряемых величин: два - температуры и один - расхода теплоносителя. Соответственно, требуются и три линии связи с устройством обработки сигналов. Все это и приводит к снижению точности установки в целом, так как каждая из этих частей вносит свою погрешность, особенно расходомер. Кроме того, в алгоритм вычислений необходимо вводить значения удельной теплоемкости теплоносителя, которая зависит от температуры и других факторов.

В предлагаемом техническом решении достигается повышение точности за счет более простой схемы измерения, не требующей определения температур и расхода теплоносителя. Для этого в устройстве для поверки, содержащем основной замкнутый контур из трубопроводов с насосом, состоящий из участков нагрева и охлаждения теплоносителя, участков испытания поверяемых теплосчетчиков, и измерительно-вычислительное устройство, наряду с основным контуром введен дополнительный замкнутый контур, связанный с участками охлаждения и нагрева основного контура тепловым насосом, а поверхность теплообмена на участке охлаждения представляет собой датчик теплового потока, связанный с измерительно-вычислительным устройством.

На чертеже дана структурная схема устройства, где изображен основной контур из трубопроводов, включающий в себя насос 1, теплообменник охлаждения жидкости 2, содержащий датчик теплового потока 3, теплообменник нагрева жидкости 4 и испытательный участок 5 для поверяемых теплосчетчиков. Вторые полости теплообменников 2 и 4 связаны трубопроводами с тепловым насосом 6, образуя второй, дополнительный контур. Сигнал датчика обрабатывается связанным с ним измерительно-вычислительным устройством 7.

Поверка теплосчетчиков производится путем сравнения их показаний с количеством теплоты, переданной в теплообменнике 2 и измеренной датчиком теплового потока 3. Насос 1 поддерживает циркуляцию жидкости в основном контуре, а тепловой насос 6 повышает ее температуру в теплообменнике 4 за счет понижения температуры во второй полости теплообменника 2. Поскольку температура жидкости в его первой полости оказывается выше, то возникает поток тепла через датчик 3. Выходной сигнал датчика E = kq, где q - количество теплоты, передаваемой в единицу времени, k - коэффициент преобразования датчика.

Следовательно, измеряя E, определяем q = E/k. Поскольку суммарное количество теплоты Q, переданное за время = ₂-₁, определяется выражением то, подставив значение q, получим . Этот простой алгоритм реализует измерительно-вычислительное устройство.

Таким образом датчик теплового потока измеряет полное количество теплоты, передаваемой объекту теплопотребления, роль которого выполняет вторая полость теплообменника 2, охлаждаемая тепловым насосом.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения метрологических характеристик поверяемых теплосчетчиков, поскольку погрешность измерения в данном случае зависит, в основном, от качества датчика теплового потока, которое при современной технологии их изготовления может быть весьма высоким. Кроме того, сигнал такого датчика не зависит от теплофизических свойств теплоносителей в обеих полостях теплообменника 2.