【關鍵詞】檢定裝置,技術參數,應用
【摘要】本文簡述了采用標準表法進行設計的熱量表檢定裝置的原理，介紹了結構特點、技術參數及有關測試及應用的情況。
我國供熱計量收費改革自建設部第76號令《民用建筑節能管理規定》頒布實施以來，國內外各生產熱量表廠家紛紛關注這個新興產業的發展，國內近幾年來涌現出各類熱量表。2001年6月國家最新頒布了《熱量表》城鎮建設行業標準CJ128-2000。2002年3月國家質量監督檢驗檢疫總局頒布了JJG225-2001《熱能表國家計量檢定規程》，使熱量表的設計規范、技術要求及質量保證有了依據。99年8月國務院辦公廳國發[1999]72號文明確要求熱量表安裝前應進行首次強制檢定政策的出臺，在這種情況下，實際測試中熱量表的計量性能用什么裝置檢定成為大家關注的熱點。生產廠家、供熱部門、計量部門急需一套檢定熱量表準確度高、效率高、可靠性強的裝置，對此不少廠家及計量部門都在進行著有益的探索。
我公司在國內是研制生產熱量表比較早比較成熟的企業之一，為了保證熱量表的質量，2000年9月申報了“熱量表檢定裝置”（以下簡稱為裝置）的實用新型專利，并于2001年9月被授權，專利號為：（ZL 00 2 5476.5）。2001年4月份我們向天津市技術監督局提出申請，由北京市計量測試所對我公司研制生產的裝置進行定型鑒定。經過近半年多的測試工作，于2001年8月該所簽發了《計量器具新產品定型鑒定結果通知書》，9月份由天津市技術監督局頒發了該裝置的《計量器具型式批準證書》（CPA證）及《制造計量器具許可證》（CMC證）。
為了提高該裝置的設計水平及今后批量生產的工藝水平，我們向國家質量監督檢驗檢疫總局科技司申報了科技成果鑒定，以中國計量科學研究院專家為主組成的專家組于2001年9月對該裝置進行科技成果鑒定。專家組一致認為，作為我們生產制造企業即非計量檢定機構，能重視熱量表的計量性能的檢定工作，在短期內投入大量的人力物力研制該裝置，給予了充分地肯定，并認真負責地對我公司第一臺樣機提出極其寶貴的意見。專家組認為：“該裝置的研制生產的科技成果填補了國內在熱量表整體檢定裝置中采取標準表法的空白，為國內熱量表檢定裝置的研究和發展做出了積極貢獻”?，F就該裝置的特點介紹如下：
一．該裝置的結構及工作原理
Q=
q Δhdt…………………………………………… (1)
式中： Q -- 釋放的熱量，kJ；
q --流經標準流量計載熱液體的質量流量，kg/s；
Δh--熱交換回路中入口的恒溫槽溫度與出口的恒溫槽溫度對應溫度下的載熱液體的比焓值差，kJ/kg；
t--時間，s。
計算機控制部分，通過對流量、溫度、壓力等數據的采集和處理，實現密度計算、比焓差計算、熱量積分、熱量的誤差計算，溫度、流量、壓力的調整及控制，熱量表檢定中的各種數據可備份查詢及打印。
因為整個系統是在熱水管路下工作，所以循環水路與電器部分完全隔離；加有報警裝置，管路溫度上限報警，加熱水箱上下限水位報警等；為保護被測表溫度傳感器即鉑電阻及電纜，設計了防護套管，使其放入恒溫槽中不易損壞。
二．該裝置的主要技術參數
E=±（4+4θmin/Δθ +0.05qp/q）% （2）
裝置的不確定度≤±（0.4+0.4θmin/Δθ +0.005 qp/q）% （k=2） （3）
裝置瞬時流量波動系數: ≤0.5%
計算器最大誤差≤±（0.1+0.2 θmin/Δθ）%
標準流量傳感器準確度:
Ef ≤0.5% (0.1m3/h 以上)
Ef ≤0.6% (0.1m3/h 以下)
流量范圍: 0.03m3 /h--5m3 /h
標準溫度傳感器準確度: 二等鉑電阻
溫度測量范圍: 4-95℃
最小溫差: 3℃
被測表公稱口徑: DN15，DN20，DN25
三． 樣機實驗的主要數據:
1. 依據JJG225-2001檢定規程中7.3.1總量檢定法要求，在每一種情況下，選擇給
定范圍內的一溫差,一流量點并在(50±5)℃的水溫下進行檢定。
1）Δθmin≤Δθ≤1.2Δθmin 和0.9qp≤q≤qp ;
2) 10≤Δθ≤20 和0.2 qp≤q≤0.22 qp;
3) Δθmax-5≤Δθ≤1.2Δθmax 和qi≤q≤1.1qi ;
對于3級熱量表的檢定裝置的不確定度按公式（3）所示。
依據計量檢定技術規范《測量不確定度評定與表示》JJF1059-1999，對于我公司生產的熱量檢定裝置的合成不確定度見表一。
表一
溫差(℃)
流量（m3 /h）
不確定度%
3
1.5
0.765%
20
0.3
0.457%
40
0.03
0.562%
2．計算器部分的誤差見表二。
表二
溫差(℃)
流量（m3 /h）
誤差%
3
1.5
0.48
20
0.3
0.04
40
0.03
0.03
3． 考核系統的裝置工藝水平，并考慮測試流量系統的穩定性，采用裝置瞬時流量波動系數δ=0.36%。
4． 考核該裝置的計量重復性數據見表三。
管路水溫50±1℃ 被測表：SYR-15G 規格:DN15 表三
流量
（m3 /h）
供水溫度（℃）
回水溫度（℃）
被測表熱量（MJ）
標準熱量（MJ）
相對誤差
（%）
1.5
53
50
0.6638
0.6689
-0.762
1.5
53
50
0.6627
0.6660
-0.495
1.5
53
50
0.6618
0.6647
-0.441
0.3
70
50
0.8319
0.8148
2.100
0.3
70
50
0.8324
0.8164
1.965
0.3
70
50
0.8321
0.8157
2.010
0.03
90
50
0.1611
0.1688
-4.555
0.03
90
50
0.1622
0.1690
-4.005
0.03
90
50
0.1615
0.1685
-4.161
5． 該裝置熱量表檢測記錄報表見表四
型號:SYR-15G 規格:DN15 室溫: 30℃ 相對濕度:65% 表四
表號
流量(m3 /h)
溫差(℃)
標準熱量(MJ)
被測熱量(MJ)
相對誤差(%)
110697
0.3
20.08
20.2007
20.16
-0.2014
110712
0.3
20.08
20.1734
20.65
2.3625
110673
0.3
20.10
20.1736
20.45
1.3704
110629
0.3
20.10
19.3584
19.63
1.4027
110642
0.3
20.07
29.1693
29.83
2.2792
110286
0.3
20.07
16.1025
15.96
-0.8853
四． 裝置的應用情況
該裝置廣泛應用于熱量表的制造行業、計量檢定機構及供熱企業。同時適用于國內外在使用功能上的普通式、卡式、通訊式的熱量表。目前在結構上國家計量檢定規程JJG225-2001《熱能表》中規定了熱量表分為組合式熱量表和一體式熱量表，一體式熱量表又分為全部或部分不可分開的熱量表，以上所有的各類熱量表均有流量傳感器、溫度傳感器和計算器組成。
為了適合熱量表的結構特點，熱量表的檢定方法在檢定規程中規定了總量檢定和分量檢定。查詢歐洲標準EN1434-1997《熱量表》及國際法制計量組織（OIML）的國際建議R75《熱量表》對分體檢定的技術要求、實現方法都有了準確的規定，而且一直沿用至今。即使是對一體熱量表也分為兩個部分：即流量檢定部分，計算器和溫度傳感器檢定部分，流量部分就是熱水流量檢定系統，測試點分別為qp ，0.2qp , qi 。我國引進熱量表檢定裝置，無非是引進熱水流量計檢定裝置。在國內配恒溫槽，解決溫度計量，而后依公式進行計算獲得標準熱量值，與被測表進行比較?？偭繖z定的方法在EN1434-1997《熱量表》和OIML的國際建議R75《熱量表》中沒有明確規定。到目前為止還沒有總量檢定的檢定裝置，我們為了適應熱量表大力發展的局面及國內要求強檢的政策需求，采用總量檢定方法簡單快捷、準確度高，僅以DN15普通熱量表為例，采用該裝置進行檢定，符合檢定規程7.3.1總量檢定的要求。日單班檢定熱量表80只左右，每月2000余只，檢定效率是分體檢定所不可比的。對計量部門在對各種熱量表進行檢定過程中，操作人員不必將熱量表進行分解，不必對各種熱量表的技術細節進行了解，從而提高了檢定效率。也不必要求生產廠家必須為測試而單獨設計測試點，從而降低了熱量表的成本。特別是在出廠檢測時更能體現該裝置的優越性。該裝置在使用中也可以對熱量表的三個部分分別進行測試，符合檢定規程7.3.2分量檢定的要求，并可針對總量檢定中出現的問題分別對熱水流量、溫度傳感器、計算器進行測試，找出原因，以便修正。該裝置還可以作為熱水流量計傳感器的準確度的檢定裝置。在熱量表材料強度實驗中，可設定溫度并在該溫度最大流量下連續運轉，對熱量表所有部件進行耐加速實驗。
在控制熱量表質量的全過程中，該裝置適合首次檢定、后續檢定、使用中檢定、定型檢定及樣機試驗的不同要求，使用總量檢定更有其優越性。我國大部分生產廠家生產的熱量表一體式熱量表居多，對這樣的表進行檢定使用該裝置是最佳的方法。
五． 結論
以上介紹了熱量表檢定裝置的基本情況，僅僅是一個初步探討，目前尚沒有全國或行業的標準，國際上也沒有熱量表檢定裝置的標準可參考。由于熱量表計量的復雜性，對其相關量的研究尚不夠充分，特別是裝置的各不確定度分量之間進行合成的分析，還需要與同行廣泛交流，深入探討，使熱量表檢定裝置的發展更規范，更符合國情，以適應熱量表這個新興產業的發展。
