一、積算器中的核心技術(shù)
積算器是熱量表的電子部分，其核心部件是一個(gè)高性能低功耗的單片機(jī)。積算器能把流量計(jì)和溫度傳感器測(cè)量到的物理信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)，并按公式1或公式2進(jìn)行熱量計(jì)算，當(dāng)然，該部分還能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、查閱以及數(shù)據(jù)交換和傳輸?shù)裙δ?。雖然目前各熱量表生產(chǎn)廠商采用的各種芯片的硬件技術(shù)指標(biāo)都非常高，但是在具體硬件電路設(shè)計(jì)和相應(yīng)的軟件開發(fā)水平上，則是存在魚龍混雜的局面。其中的技術(shù)關(guān)鍵體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：
1、功耗問題
2、流量信號(hào)的傳感方式
干簧管法：
2003年以前，幾乎所有的國(guó)內(nèi)熱量表廠商采用的是這種方法，而且，更有相當(dāng)一部分廠家，是直接采用自來水表廠的遠(yuǎn)傳熱水表作為流量計(jì)。它的原理是在普通的水表指針上裝上一塊小磁鐵，然后小磁鐵的上方固定一個(gè)叫干簧管的電子元件。干簧管的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，就是在玻璃管中封閉兩片彼此靠的很近的金屬的簧片。干簧管法的工作過程是這樣的：當(dāng)水表的指針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)指針上的小磁塊以同樣的速度做圓周運(yùn)動(dòng)，適當(dāng)調(diào)整干簧管與小磁塊的位置，就使得指針每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，就能而且只能把干簧管的簧片吸合一次，形成一個(gè)脈沖。這樣，就把由指針轉(zhuǎn)動(dòng)代表的機(jī)械信號(hào)，轉(zhuǎn)化成了由干簧管吸合代表的電信號(hào)。根據(jù)安裝小磁塊的指針的位置不同，一個(gè)脈沖可代表1升、10升或100升不等。
由于流量信號(hào)是模擬開關(guān)量，利用CPU自身的低功耗休眠狀態(tài)，就可以很簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)低功耗計(jì)量。至于計(jì)量精度，則是由水表廠商來提供保障的。這也是干簧管法熱量表最早被開發(fā)使用的一個(gè)重要原因。由于干簧管法熱量表在流量傳感方式和低功耗設(shè)計(jì)方面都比較容易實(shí)現(xiàn)，而且當(dāng)前熱量表又是個(gè)熱門領(lǐng)域，所以現(xiàn)在有許多高校的電子工程系的本科畢業(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是一款干簧管法的熱量表電路，可見其技術(shù)含量！
霍爾法：
與干簧管法大同小異，霍爾元件也是一種電子元件，當(dāng)有小磁鐵靠近時(shí)，它的電器性能就發(fā)生改變，通過不斷監(jiān)測(cè)它的性能變化的頻率，也就得到了水表指針的轉(zhuǎn)動(dòng)量。由于在激發(fā)霍爾傳感器時(shí)需要很大的能量，所以要想用霍爾法探測(cè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪，就必須以更快的能量頻率連續(xù)激發(fā)霍爾傳感器，所以采用這種原理的積算器，無論采用什么低功耗的CPU都不能降低功耗，對(duì)于采用2000mh鋰電池的熱量表來說，其電池只能使用一年多一點(diǎn)兒。
韋根傳感器法：
韋根傳感器的原理與發(fā)電機(jī)原理十分相似，當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子之間有周期性的位置變化時(shí)，就能感應(yīng)出正弦交變的電壓，只不過韋根傳感器宣稱是在很弱的磁場(chǎng)下就能工作。盡管如此，韋根傳感器法仍然需要在葉輪上安裝磁性元件，這也意味著防水銹、防磁干擾以及使用壽命等方面的性能大大下降。
無磁法：
通過一種復(fù)雜的LC振蕩阻尼電路，能夠以非接觸的方式探測(cè)到葉輪上的一種無磁金屬片的轉(zhuǎn)動(dòng)情況。盡管無磁法有無以比擬的優(yōu)點(diǎn)，但是，由于開發(fā)這種電路需要雄厚的技術(shù)力量以及長(zhǎng)時(shí)間的、大量的數(shù)據(jù)積累，同時(shí)還需要自行設(shè)計(jì)相匹配的流量計(jì)，所以，目前國(guó)內(nèi)幾乎所有的廠商甚至一些著名的大學(xué)和科研單位也沒有掌握這項(xiàng)技術(shù)。也就是說，能生產(chǎn)出無磁流量計(jì)的熱量表廠商，無論是在電子方面還是在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，在同行業(yè)是居于遙遙領(lǐng)先的地位的。
3、溫度測(cè)量的精度與穩(wěn)定性
雖然大多數(shù)的熱量表廠家的溫度傳感器都已采用PT1000做為測(cè)溫元件，但是并不等于所有廠家在溫度測(cè)量的精度上也是一樣的好。因?yàn)樽罱K的溫度精度是由積算器上的A/D轉(zhuǎn)換電路決定的，而如何能設(shè)計(jì)出一款穩(wěn)定、不漂移、精度又高的A/D電路，就一直是檢驗(yàn)業(yè)內(nèi)人士技術(shù)水平的經(jīng)典課題。
4、軟件的功能與糾錯(cuò)能力
在硬件電路的基礎(chǔ)上開發(fā)出一套具有人性化的、易于使用的、具有強(qiáng)的糾錯(cuò)有力的軟件系統(tǒng)，同樣也體現(xiàn)了生產(chǎn)廠商對(duì)于產(chǎn)品、用戶、社會(huì)的理解。
二、流量計(jì)及其核心技術(shù)
對(duì)一款熱量表來說，其主要性能參數(shù)都是由流量計(jì)決定的。因?yàn)闊崃勘碓陬~定流量、精度和使用壽命等方面的表現(xiàn)，主要都是由流量計(jì)的性能決定的。這一部分結(jié)構(gòu)雖然在計(jì)量原理上非常簡(jiǎn)單，但是在性能上卻是最難改進(jìn)的。如果要對(duì)其計(jì)量特性進(jìn)行那怕是一點(diǎn)點(diǎn)改進(jìn)，也是需要以數(shù)年的實(shí)驗(yàn)測(cè)試作為代價(jià)的！為了減少開發(fā)難度，目前大多數(shù)熱量表制造廠商在開發(fā)熱量表時(shí)，都是直接引用普通水表的計(jì)量機(jī)芯，在外殼上稍加改裝，增加流量傳感器，比如，干簧管傳感器，以完成機(jī)械量向電子量的轉(zhuǎn)換。而這樣的流量傳感器是不能適應(yīng)我國(guó)的熱力系統(tǒng)的現(xiàn)狀的，真正的熱量表流量計(jì)必須要針對(duì)中國(guó)熱力系統(tǒng)的情況，從頭設(shè)計(jì)，并解決下面幾個(gè)關(guān)鍵問題：
1、小額定流量與高計(jì)量精度的設(shè)計(jì)
額定流量是選用熱量表的最直接也是最重要的一個(gè)參數(shù)。根據(jù)我國(guó)熱力系統(tǒng)的現(xiàn)狀，系統(tǒng)內(nèi)的流量范圍非常小，一般設(shè)計(jì)控制在0.4-0.6M3/小時(shí)左右。這樣就需要流量計(jì)的計(jì)量元件對(duì)小流量的計(jì)量非常準(zhǔn)確，也就是額定流量是0.6M3/小時(shí)。同時(shí)，如果在這個(gè)額定流量下，能把流量計(jì)的精度設(shè)計(jì)成二級(jí)精度，目前在國(guó)外也是比較少見的。在設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)計(jì)量元件因高溫而產(chǎn)生的各種變化有精確的掌握。真正的熱量表制造商必須有能力設(shè)計(jì)并制造出額定流量是0.6M3/小時(shí)的流量計(jì)。
2、流量計(jì)結(jié)構(gòu)與性能的設(shè)計(jì)
流量計(jì)在確定了額定流量以后，還要在其流體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上花費(fèi)大量的工作。在流量計(jì)的設(shè)計(jì)過程中，不僅要考慮到它的機(jī)械性能，比如：計(jì)量的重復(fù)性，全量程范圍的一致性，靈敏度（始動(dòng)流量）等，還要考慮到電子部分對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求，比如，葉輪與流量傳感器的距離等。還有，設(shè)計(jì)一款多流束的流量計(jì)，要比設(shè)計(jì)一款單流束的流量計(jì)要難得多，而讓一款多流束的流量計(jì)的始動(dòng)流量比單流束的還要高就更是要付出艱辛的努力。
3、機(jī)械尺寸的設(shè)計(jì)
普通的多流束熱量表雖然有使用壽命長(zhǎng)、計(jì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但它的體積笨大，這不僅在外觀上看上去粗笨，更主要是占用了寶貴的建筑空間。而單流束熱量表盡管使用壽命很短，但由于它的流量計(jì)的體積小巧，不僅在外觀上給人印象好，顯得高檔，而且確實(shí)節(jié)省了安裝空間。所以，如何設(shè)計(jì)一款多流束的熱量表，并且它的體積比一般單流束的熱量表還要小巧，同樣也是熱量表行業(yè)中最受關(guān)注的核心技術(shù)。
