自從剛進入21世紀的2000年2月18日建設部發布了“76號令”正式啟動以供熱計量為中心的供熱體制改革以來，隨著各級政府對供熱計量改革工作給予前所未有的重視并逐年加大推進的力度，供熱體制改革和供熱計量市場獲得了健康而蓬勃的發展，取得了明顯的成效，2012年以來，國務院為加快北方供熱計量改革，再次下撥北方采暖區既有居住建筑供熱計量及節能改造資金17億元，加上之前預撥的36億元，今年撥付資金已達53億元。預計2012年將完成節能改造面積1.9億平方米，近300萬戶居民將住上“節能暖房”。
住建部也明確表示：2012年將深化供熱計量改革工作。開展供熱能耗統計試點工作，研究建立供熱能耗統計信息平臺。加大供熱計量收費監督檢查力度，全面推進供熱分戶計量收費工作。督促指導北方采暖地區做好既有居住建筑供熱計量及節能改造。
“十二五”期間，北方采暖地區地級以上城市達到節能50%強制性標準的既有建筑基本完成供熱計量改造，實現按用熱量計價收費。如果按照戶均100平方米計算，截至2012年底，www.china-heating.com當年新增供熱面積對熱量表的需求為446萬只，全國對熱量表的累計總需求為5184萬只。截至2012年底，全國熱量表累計銷量910萬只，市場滲透率僅為17.5%，未來發展空間巨大。當全面地推進計量收費后。預計2014年～2016年，熱量表銷量年均增速在30%以上。
因此，中國分戶供熱計量產業隨著供熱計量收費全面地推進，在未來幾年將獲得飛速發展，而作為分戶供熱計量的終端用戶，百姓最關心的就是希望用熱量能像用水，用電一樣，可以客觀合理的根據用量實際的多少來進行繳費。這樣，作為供熱計量主體計量儀表的熱量表，它長期工作可靠性和穩定性的重要意義就不言而喻了。
但當前全國熱量表產品的質量卻很不樂觀、存在很大問題，尤其是不少專家極力推崇，目前市場佔有率最高的超聲波熱量表，雖然得到了較廣泛的應用，但在國內特殊的國情下，仍然存在著不少，甚至于是致命的質量隱患。目前集中供熱安裝使用的熱量表(90%以上都是各種型號的超聲波式熱量表) ，由于存在一些致命的質量隱患，已經出現了較大面積的耐久性可靠性質量問題。中國城鎮供熱協會徐中堂理事長近期在接受記者釆訪時透露：從目前安裝熱量表的情況看，能夠運行3年的熱量表比例不足10%，能夠運行一個采暖期的熱量表比例不足30% 。如果不改變這種局面，不迅速提升熱量表的整體質量，最終很可能導致熱量表產業毀于一旦并將嚴重影響供熱體制改革的進程和節能減排目標的實現，甚至引發復雜的社會糾紛。
以下僅針對超聲波熱量表存在的質量隱患提岀些淺薄之見，期待以拋磚引玉之舉，掀探討之潮，共同探索改進的措施，從而有助于熱量表整體質量的提升并有望于推動以供熱計量為中心的供熱體制改革的可持續發展。
1》 采用傳播時間時差法單聲道的超聲波檢測流速，由于所測量的流速是聲道上的線平均流速，是僅對超聲波束通過流速場橫截面的那一局部采樣檢測流速﹙即點速采樣﹚，而計算流量所需是流通橫截面的面平均流速，二者的數值是不相同的，其差異取決于流通橫截面流速的分布狀況，專業人士都知道，流速場橫截面的流速分布絕不可能是均勻的，何況目前結構的超聲波熱量表測量腔體內還存在二個立柱式超聲波反射體阻流元件。
因此這種以點代面的檢測流速的采樣工作模式的假設前堤是整亇流速場在一亇截面上是均勻且穩定的，這種工作狀態顯然只有在檢定裝置上才有可能存在，現場工況是絕不可能的，更何況目前結構的超聲波熱量表根本未考慮用任何的方法對流速分布進行補償。這就使超聲波熱量表在現場使用檢測流速場的平均流速時岀現極大的偏差，從而為超聲波熱量表在現場使用的精確度質量埋下了隱患，而如釆用多聲道的超聲波檢測方式，價格又相對較高，市場難以承受；
2》 現階段的市場上，普遍認為在目前中國供熱水質不好的情況下，機械式熱量表容易堵，而超聲波熱量表本身沒有可動部件，所以，不會產生堵塞的現象，對此問題需進行探討。
首先，普遍認為機械式熱量表容易堵塞通常是指有比較大的顆粒物卡住了可動部件的實物堵塞，而導致無法計量。但是，對于戶用超聲波熱量表，由于其立柱式超聲波反射體一般位于管道中央，導致通道過水的面積減少很多，稍大的顆粒物也容易產生堵塞現象。因此，超聲波熱量表也可能出現實物堵塞的現象。
其次，由于超聲波熱量表測量對超聲波的反射角度等的反射質量要求比較高，因此，反射柱的反射面必須保持良好的光潔度以保證超聲波的反射質量。在采暖系統中，由于水質硬度的問題，導致結垢的現象出現，而且，一般停暖期都在半年以上，在此期間，水中的“絮狀物”等顆粒雜質絲狀物也會產生沉降現象。當反射柱的反射面結垢或者附有“絮狀物”等顆粒雜質絲狀物時，流體流動絲狀物會產生擺動，嚴重影響超聲波的傳播方向等反射質量，接收端可能無法接收到超聲波信號，導致儀表無法計量而出現計量堵塞，這種計量堵塞的后果同實物堵塞的后果是相同的。同樣為超聲波熱量表在現場使用的長期工作可靠性質量埋下了隱患
第三，對于有些供熱系統，其水中的小顆粒物體基本上呈均勻分布的狀態，這些小顆粒物體對于機械式熱量表的計量不會產生影響。但是，對于這些顆粒物體對超聲波的傳播方向會產生影響，當顆粒物體的密度增大到一定程度上時，所計量的數據與實際情況會出現很大的誤差，進而影響到數據的精度，導致收費糾紛的產生。
此外，在采暖系統中，高溫水會在管道壁上形成氣泡，以及在流過彎道時水流產生的湍流，這些都會給超聲波熱量表的流量計的計量精度確質量埋下隱患。
因此采暖系統的供水水質對超聲波熱量表的測量性能和長期可靠性也有較大的影響，為此要求對載熱流體作除垢處理，如同機槭式熱量表一樣，也要求在表具直管段前的進水口處安裝過濾器，而且要求毎亇表具安裝時，配備相同安裝尺寸的“替用空管” ，以便在毎次正式供熱前對供熱系統進行管道沖洗時，在表具的工位上先安裝此替用空管，待系統管道沖洗完成后，再正式安裝熱量表，否則極有可能造成熱量表尚未使用已經損壞的嚴重后果。可想而知，這樣每年的維護工程該多煩瑣。眾所周知，國內集中供熱的水質比較特殊，不僅“硬度”較高，高溫下極易結垢，而且存在各種顆粒狀雜質（如磁化粒子，鉄屑雜質等）、少量的氣泡以及岀現“絮狀物”等。因此，對于釆用超聲波式流量計檢測載熱流體流量的超聲波熱量表，必須高度重視并多方考慮由此產生的質量隱患。
3》在人們的概念里普遍認為超聲波熱量表的流量計因無可動部件而比機械熱量表的流量計壽命長，但忽略了一點任何結果都有其前提條件。超聲波流量計是用兩個超聲波振子分別順流向和逆流向同時發出超聲波信號，順流向的超聲波信號先于逆流向的超聲波信號到達相對的振子，利用超聲換能器把兩個接收信號的時間差轉換成流量。因此超聲換能器是超聲波流量計的核心部件，直接關系到其使用壽命。
我們知道在供熱計量中，采暖供水介質的溫度較高，而超聲換能器與管道壁的接觸靠的是硅油，硅油在長期高溫狀態下運行會逐漸老化進而影響其使用效果，進而影響到超聲換能器的壽命。而超聲換能器是無法修復的，也就是說一旦超聲換能器發生損壞則必須更換整臺超聲波流量計。而在制冷系統中，因為超聲波流量計的超聲換能器及相關的電子電路都是緊貼在供水管道上的。在夏天制冷的時候，由于管道中是冷凍水，會使超聲換能器的表面溫度很低，從而使空氣中的水氣進入超聲換能器。因為超聲換能器是緊貼在供水管道上的，而超聲換能器的外殼和供水管道的材質不同，所以他們的膨脹系數是不同的，因此不能保證冷凝水不會進入超聲換能器內部。而一旦冷凝水會進入超聲換能器內部，則會造成超聲換能器短路，使整臺超聲波熱表不能工作。由此可見，當前超聲波熱量表的結構型式對超聲換能器的工作可靠性和工作壽命埋下了質量隱患，進而給超聲波熱量表的工作可靠性和工作壽命埋下隱患。
4》超聲波信號在流體中的傳播速度以及超聲換能器的性能對溫度都比較敏感，而就目前生產的超聲波熱能表表型幾乎均未釆取溫度補償措施，而現場工況溫度的變化又是客觀存在的，這也為超聲波熱能表在現場使用的質量埋下了隱患。
5》超聲波熱能表測量腔體無可動部件，但當前為降低成本而釆用的傳播時間時差法，測量腔體內卻存在阻流元件－一對立柱式超聲波反射體。測量腔體內這一阻流元件的存在，使超聲波熱能表同機槭葉輪式熱能表一樣，不僅會產生較大的壓力損失 ，而且也存在堵塞的可能（尤其當載熱流體含“絮狀物”時）。因此，這不僅降低了供暖管網輸送能力，尤其對舊管網改造帶耒困難，同時也給超聲波熱能表在現場使用的質量帶來了隱患。
6》超聲波熱量表的流量計在安裝使用上較為嚴格。由于超聲波流量計所測的流量依賴的參數為聲波的傳導時間，故水流的平緩與否對其十分重要，需要足夠的直管段才能消除水中影響超聲波傳播質量的氣泡，因此對直管段要求十分嚴格。若不能保證足夠的直管段，水流過急甚至造成湍流或者產生氣泡，都會對其計量精度產生很大的影響。因此對超聲波流量計前端安裝的不同設備，如水泵，彎頭或閥門均有不同的嚴格直管段要求。此外，超聲波熱量表對流體和測量環境的震動狀況比較敏感，過大的震動也會較大地影響測量的準確度和可靠性。
7》超聲波熱量表的關鍵部件超聲波換能器是屬于功耗較大的器件，據了解，目前為降低功耗，實現戶用型超聲波熱量表內置式鋰電池供電，業內大多數戶用型超聲波熱量表表型普遍釆用分離型“休眠”的工作模式，也就是對檢定狀態和工作狀態的流量信號和溫度信號均釆用不同數值的信號采樣間隔時間（檢定狀態通常為1～2秒，而工作狀態時通常為30～60秒，）。www.china-heating.com深入分析這種分離型“休眠”的工作模式，把檢定狀態和現場工作狀態人為地分隔開來設計為二個不同的采樣間隔時間，至使儀表處于檢定狀態(信號采樣間隔時間1～2秒)被檢定了，而儀表現場工作狀態(信號采樣間隔時間30～60秒) 沒有被檢定，但通過這種分離型“休眠”工作模式卻“被”檢定了。
根據計量管理法則計量量值的統一性（一致性）這一最基本的法則，計量儀表必須遵循檢定狀態(信號采樣間隔時間1～2秒)和現場工作狀態(信號采樣間隔時間30～60秒) 計量量值的統一性（一致性）和可追溯性。因此，如果遵照上述基本法則把檢定狀態和現場工作狀態的信號采樣間隔時間統一設計為1～2秒，則超聲波熱量表內置式鋰電池的容量不可能達到內置電池的使用壽命應大于（5+1）年的標準要求，而如果把檢定狀態和現場工作狀態的信號采樣間隔時間統一設計為30～60秒，其內置式鋰電池的可使用容量擴大了30～60倍，內置電池使用壽命達到了大于（5+1）年的標準要求，但信號采樣的分辨率和測量精確度卻下降了30～60倍，從而使超聲波熱量表流量傳感器面臨測量精確度難以達到標準要求的后果。因此可以認為，超聲波熱量表為能夠釆用內置式鋰電池供電并滿足內置電池的使用壽命而釆用上述分離型“休眠”的工作模式，其結果既掩蓋了這種分離型“休眠”的工作模式給儀表現場工作狀態的工作性能帶來的計量精確度的不確定性，又逃避了被檢定的風險，因此從某種意義上帶有蒙蔽消費者之嫌。
此外，這種把儀表檢定狀態和現場工作狀態對應二個不同的采樣間隔時間的工作模式，違背了計量管理法則計量量值的統一性（一致性）這一最本質的特征，同時也隔斷了計量量值傳遞的量值溯源鏈，破壞了測量結果或測量標準的量值能夠與規定參考標準（通常是國際或國家計量基準）聯系起來的基本特性，眾所周知，任何計量儀表制造單位或計量儀表檢定機構，實際上就是承擔某一計量儀表或某一地區的計量量值合法、真實、科學、有效的傳遞工作，因此很顯然，為了達到低功耗而采用這種分離型“休眠”的工作模式是絕對不可取的，也應該是不能允許的。
超聲波熱能表價格相對低廉，如能全部或部分消除超聲波熱能表的這些質量隱患，必將大幅提升它的整體使用質量，從而更有益于推動以供熱計量為中心的供熱體制改革的可持續發展，這也是筆者書寫本文的最終目的，但愿夢想成真。
來源：中國供熱信息網
