超声波热量表的设计与研发(论文)-博泰典藏网
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超声波热量表的设计与研发(论文)
导读：浙江大学硕士学位论文，建设部发布了城镇建设行业产品标准《热量表》（ＣＪｌ２８―２００７），为结束我国延续了５０年的福利供热推进城镇供热体制改革而制定的第一个城镇建设行业产，国内自主研发的热量表质量尚满足不了长期计量的需要，不太适合我国热量计量的客观条件，目前市场上的国外热量表技术成熟，我国对热量表的需求量大，研制开发低成本、低功耗符合国际标准及我国供热系统要求的热量表是大势所趋，１．２热量表分浙江大学硕士学位论文谁缴费；老百姓用多少热、交多少费；引入竞争机制和完善社会保障制度，切实保证城镇生活困难家庭冬季采暖’’的基本思路；在“三北”地区的１５个省、自治区和直辖市都成立了供热体制改革领导小组，确定了黑龙江的哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江，辽宁的鞍山，吉林的长春等１２个城市为改革试点城市。以“改革单位统包的用热制度，逐步停止福利供热，实行用热商品化和货币化，变暗补为明补’’为主要内容，以“稳步推进城镇用热商品化，实现供热社会化’’为方向的供热体制改革在“三北＂地区拉开帷幕。２００６年７月５日，建设部又出台了《关于推进供热计量的实施意见》，明确提出了推进供热计量收费的目标和时间表。经过近十年的改革进程，目前包括政府办公楼在内的既有建筑已基本完成了供热计量改造，而新建建筑也都是在热计量设施达到工程建设强制性标准规定的前提下开工建设，在符合供热计量标准要求的前提下，通过验收并交付使用，城镇供热体制改革已经进入计量设施量产及安装调试的冲刺阶段Ｈ’５１。在城镇供热体制改革取得丰硕成果的基础上，结合供热计量的实践需求和近年来相关理论的深入研究，建设部发布了城镇建设行业产品标准《热量表》（ＣＪｌ２８―２００７），并于２００８年４月１日起正式实施。为结束我国延续了５０年的福利供热推进城镇供热体制改革而制定的第一个城镇建设行业产品标准《热量表》（ＣＪｌ２８―２０００）同时废止，这意味着我国的城镇供热体制改革经过近五年的深入攻坚，已经进入关键的配套设施建设及产品批量生产阶段，以市场为主导的供热采暖按计量收费的热商品时代即将开始哺＾羽。但是，国内自主研发的热量表质量尚满足不了长期计量的需要，技术上还过于依赖国外已有技术成果，不太适合我国热量计量的客观条件。目前市场上的国外热量表技术成熟，标准化程度高，但是价格昂贵。我国对热量表的需求量大，研制开发低成本、低功耗符合国际标准及我国供热系统要求的热量表是大势所趋。１．２热量表分类及特点热量表是测量、计算、并显示热交换系统所释放或吸收热量值的仪表。它主要由积算仪、流量传感器和配对温度传感器三部分组成。从三部分的结构形式看，根据基表与二次仪表的连接关系，热量表可以分为一体式结构和分体式结构。流量传感器是热量表最主要的部件，也是最敏感的组件，热量表的分类大都是根据热量表所采用的流量传感器的类型来划分的。流量传感器按其测量原理，可以分为机械式、超声波式和电磁式三类，故目前的热量表也是以此分类的ＨＪ别。，（１）机械式流量传感器机械式流量传感器是通过测定叶轮的转速来测量热介质流量的。按规格大一２一浙江大学硕上学位论文小分类：可分为小口径（≤４０ｍｍ）和大口径（≥５０ｎ瑚）。按内部构造划分，小口径流量传感器又分为单流束式、多流束式和标准机芯型多流束式三种，其中单流束式由于水流冲击不均而导致叶轮寿命较短，有被后两者取代的趋势。大口径则又分成水平螺翼式和垂直螺翼式两种，前者可以水平或垂直安装，后者只能水平安装。按照流量传感器的计数器是否与热水接触来划分，机械式又可分为干式和湿式两种，干式传感器的叶轮转速通常是通过磁耦合的方式传递给计数器的，先进的热量表已采用感应传导方式，即无磁检测的方式，可大大降低热介质中铁锈对热量表的影响四１。湿式传感器则是通过机械连接的方式进行传动的，即整个计数器浸在水中。（２）超声波式流量传感器超声波流量传感器是通过超声波在热介质中的传输速度在顺水流和逆水流方向的差异而求出热介质流速的方法来测量流量的。按传感器水流通道的方式，超声波流量传感器一般分为单通道式和Ｕ形管式ｎ幻。（３）电磁式流量传感器电磁式流量传感器是利用法拉第定律即水流过电磁场产生感应电动势的原理来测量热介质的流量的。与超声波式一样其内部无可动部件，不同之处是它对热介质的电导率有要求（＞１０ｕＳ／ｃｍ），且通常要求２２０Ｖ交流电供电。表１．１各种热量表对照表影响因素＼：沁机械磨损压力损失水质（铁锈）机械式（有磁、无磁）超声波式电磁式严重，需定时检修有无可动部件无无明硅影响无可动部件无铁锈含量会引起测量误差，含量应小于ｏ．１ｍｇ／ｋｇ普通型铁锈含量岛引起测量误差，无磁式不受影响电导率无影响无影响关系很大，心在相应介质下进行流量测量准确度的检定污染影响很人超声信号减弱，不会影响精度：结垢后影响大流量越大受污染的影响越小热水的电导率受温度的影响很大，影响测量精度介质温度应对传感器适用的温度范嗣进行检定无明显影响如表１．１所示，通过对采用不同流量测量方式的热量表的比较，以及对国内外热量表市场的调查分析，本课题选取市场潜力最大的超声波热量表作为研究开发对象，’展开本课题的研究内容。一３一浙江大学硕士学位论文１．３超声波热量表概述１３．１超声波热量表的测量原理超声波热量表（ＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＨｅａｔｍｅｔｅｒ）是在超声波流量计的基础上加上温度测量模块，由流体的流量和供、回水温差来计算出向用户提供的热量。其中流量测量部分是应用一对超声波换能器相互交替（或同时）收发超声波，通过观测超声波在介质中的顺流和逆流传播时间差来间接测量流体的流速，再通过流速来计算流量的一种间接测量方法ｎ５Ｊ叫。超声波热量表系统的热量测量原理如图１．１所示。图１．１超声波热量表测量原理图１．３．２超声波热量表的发展与国内外现状传统的热量计量仪表主要是机械式叶轮热量表，它有以下缺点：对水质要求高，通常要加装过滤装置；压力损失大，造成能量损失；机械部件易磨损，需要经常校表；使用寿命短等。最近几年，国外开始开发利用超声波流量计，同时将它应用到热量测量系统。从热量表市场份额来看，机械式热量表呈下降趋势，超声波热量表则在逐年上升。据国外专家介绍，波兰开始热量计量时全部使用带机械式流量计的热量表，由于陆续出现问题，现正逐步更换成超声波热量表。而后来进行热计量改造的罗马尼亚、斯洛文尼亚从一开始就采用超声波热量表。在丹麦，尽管政府很重视供热水质，但机械式流量计也只能运行５年左右就要更换，增加了热计量系统的运行成本。目前国际市场上较好的超声波热量表生产厂家主要有德国西门子和丹麦丹佛斯。西门子公司生产的ＵＬＴＲＡＨＥＡＴ２ＷＲ５型超声波热量表依照ＥＮｌ４３４标―－――４－－――浙江大学硕士学位论文准达到２级精度，计量精度范围为ｌ：１００，测量精度范围可达ｌ：１０００，主要用来测量区域供暖系统、公寓楼和居民住宅中的热量消耗，同时也可以用于中央空调系统中的制冷测量，亦可仅作为测量水的流量计使用ｎ＂。丹佛斯公司生产的ＳＯＮＯＣＡ嘶２０００／３０００系列超声波热量计适用于以水为热媒介的区域和中央供热系统，水温可达１７０℃，ＳｏＮＯＣＡＬｌＭ３０００还可用于水为冷媒介的供冷系统，具有较高精度及分辨率，管径范围从ＤＮ２５至ＤＮｌ２００，流量范围０．０６＂－＂７５００ｍ３／ｈ。其中丹佛斯热量表所用的流量传感器为超声波直射型，不经过任何反射，因而确保其流量测量的可靠性、精确性以及大的动态测量范围，而且已被证明长达２０年的长期稳定性ｎ８１。在国内，实行热量计费的区域几乎全部使用的是机械式热量表，而超声热量表还处于起步阶段。科研机构中，浙江大学流体传动及控制国家重点实验室曾对超声波流量计开展过一些研究工作，设计开发了相关法超声波流量计和时差法超声波流量计样机，在该方面具有一定的设计基础。在国内热量表生产企业中，唐山汇中仪表有限公司独家自主开发出了ＣＲＬ系列超声波热量表，分为户用型超声热量表、楼栋型超声热量表、工业型超声热量表，主要应用于单元住宅、楼宇供暖、区域供热站、热交换站、热电站以及集中供热系统，准确度达到２级¨鲫。但是由于其成本较高，限制了在户用热量计量系统中的推广应用。因此，本课题决定采用新的设计思路，对超声波热量表进行设计与研发，以期降低整机成本与功耗，使其在热量计量制度改革中得以广泛应用，充分发挥其精度高、无压损、对水质要求低及使用寿命长等优点，推进我国热量计量事业的发展。１．４课题研究意义根据我国建设部１９９５年发布的《建筑节能“九五＂计划和２０１０年规划》，我国住宅集中供热系统到２０１０年将全面实行分户计量和收费制度，经过十多年的改革进程，城镇供热体制改革已经进入计量设施量产及安装调试的冲刺阶段。然而，目前我国热量表产品仍以机械式为主，存在对水质要求高，压力损失大，机械部件易磨损等缺点，无法完全满足市场需求。超声波热量表作为一种精度高、对水质要求低，压力损失小、可靠性好的高性能热量表，被专家及有关部门列为重点发展的新一代热量测量仪表。因此，研究超声波热量表对促进我国供热系统收费体制的改革具有深远的意义。１．５课题研究内容本课题从对热量测量基本原理的研究出发，结合供暖系统的技术指标，应用超声波流量测量技术研制开发一种热量测量系统，给出系统的软件和硬件结一５一浙江大学硕上学位论文构设计方法。研究内容主要包括超声波热量表的测量基理、超声换能器机理、样机的开发以及试验方法和检定规则的研究。重点内容为样机开发，它包括换能器设计、基表设计以及二次仪表的开发。基表设计主要是流量测量方面实现超声信号在介质中的良好激发、传播和接收，便于时差的测量，该问题主要与所设计的超声波换能器的性能、声道的布置以及机械加工精度和安装精度有关；温度测量方面，体现在温度传感器的选型和安装方式上。二次仪表部分主要从硬件和软件两方面进行设计，实现对热介质流量和温度的精确测量，热量的计算、显示以及数据通讯等功能。本课题主要研究和设计内容可以大体概括为以下几点：一、基本理论研究（１）时差式超声流量测量原理（２）电容充放电温度测量原理及热量算法（３）超声波换能器能量转换原理二、基表设计（１）热量表积算仪壳体及流量测量管段设计主要是要求积算仪便于与管段配套安装、方便用户抄表；管段内部换能器安装方便、保证精确定位；声道布置合理，利于信号的传播和接收。（２）超声波换能器类型的选择与结构设计．换能器的性能好坏直接影响流量计量的准确度，好的换能器对整机的性能至关重要，因此课题需要对超声波换能器做比较详细的研究。（３）温度传感器的选择与匹配温度传感器是温度信号采集的核心部件，它决定着热量的计算精度，在热量表中具有举足轻重的作用，所以要求所选用的温度传感器测温准确度高，结构简单，便于安装、维护，动态响应速度快。同时还需对冷、热水端的两支温度传感器进行合理的配对，以减小匹配误差。三、二次仪表设计（１）硬件电路设计超声波热量表设计的关键和核心在二次仪表部分，信号的采集、处理、检测等关键环节都要在该部分实现。（２）软件系统开发对硬件采集到的数据进行处理、计算、显示以及用户和厂家与仪表的人机交互界面设计等都由软件部分完成，因此设计良好的软件系统对整台仪表的完善性和合理性起到重要作用。四、样机标定及实验设备、检定方法的研究本课题所研发的样机性能是否能达到国家热量表标准要求，需要通过标准一６一浙江大学硕士学位论文的试验验证，所以对仪表行业标准的检定流程，实验方法和标定装置的研究也是必不可少的。本课题主要研究内容如上所述，具体内容会在后面章节中做详细介绍。本章小结本章主要概述了热量表的发展历史和现状，简要介绍了热量计量原理，着重介绍了超声波热量表的相关内容。对超声波热量表所采用的流量传感器的特点和测量原理进行了说明，并阐明了选题依据，主要研究内容以及研究的意义，总体概括了后面各章节的内容。一７一包含总结汇报、行业论文、旅游景点、出国留学、表格模板、初中教育、外语学习、教学研究、人文社科以及超声波热量表的设计与研发(论文)等内容。本文共15页
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采取7点李克特量表，被调查者对问题的回答主要建立&在主观评价之上，因此可能会导致问卷结果出现偏差(Bias)。Fowler(1988)(转&自李正卫，2003)认为主要有四个导致问卷应答者对题项作出非正确性回答的可&能原因，分别是：(1)应答者不知道所提问问题答案的信息；(2)应答者不能回忆&所提问问题答案的信息；(3)虽然知道这些问题答案的信息，但是应答者不想回&答这些问题；(4)应答者不能理解所闻的阔题。尽管没有措施能够完全消除上述&四个因素可能带来的问题，但是采取一定的措施可以限制这些问题可能带来的影&响。&为避免第一种原因，本研究要求问卷的应答者均为熟悉企业情况的中高层管&理人员，应答者在不知道问题答案的情况下，通常会请求其他人员协助完成问卷。&为避免第二种原因，本研究的调查问卷所提问题大多为公司现阶段情况，因&此不存在需要回忆或者寻找以前数据的问题。&为避免第三种因意愿引起的问题，本研究在问卷中告知应答者，闯卷数据仅&用于学术研究，不涉及商业用途，并承诺对应答者姓名、公司名称以及应答者提&供的一切信息保密。同时应答者如需要研究结论，可通过电子邮件发送给他们，&以期为企业经营活动提供一定的参考。&为避免第四种原因，笔者对问卷进行预测试，听取企业界人士和团队学者的&意见，对问卷的言词进行修改，对个别名词进行注释，尽量排除题项难以理解或&者意义含糊不清的情况发生．问卷中还标明了作者的姓名、通讯地址、电子邮箱&和联系电话，以便应答者在不理解问题题意的情况下与作者联系，降低由于不理&解某些题项的含义而可能带来的问题。
&& 根据许多学者(Churchill，1979；Dunn，Seaker&and&Waller，1994；Gerbing&andAnderson，1988)的建议，测量题项是这样开发的：(I)题项通过文献回顾&和与企业界的经验调查／访谈形成；(2)学术界专家讨论；(3)企业界专家讨论；&(4)通过预测试对题项进行纯化，最终问卷定稿。本研究的问卷设计经历了以&下阶段：(1)大量的文献研究。笔者阅读了大量相关研究文献，吸收其中与本研究有关的部分，在深入分析研究背景和&问题的基础上，形成研究变量的测量题项；(2)征求学术团队的意见。在文献阅&读和实地访谈之后，设计问卷初稿在笔者所在的学术团队。根据团队专家对问卷初稿的反馈意见，对问卷进行修改，并形成调查问卷的&第二稿；(3)与一些企业高层经理进行深度实地访谈(field&interview)。笔者&共与几位企业高层经理进行了交流，征求他们对本研究问题的意见，包括研究模&型的表面效度(face&validity)和如何测度知识管理、质量管理等等，根据他&们的回答和反馈，对问卷的语言和遣词造句进行了进一步修改，形成调查问卷的&第三稿；(4)小样本问卷调查。小样本问卷调查在外文文献中被称作Pilot&study，&其原意是研究的试验性调查过程，它的目的是对所确定的问卷结构和内容进行&再次验证，以证实其合理性及有效性，为大样本调查服务，形成大样本调查问卷，&通过信度分析和探索性因子分析对问卷中的指标进行迸一步修正，最终形成调查&问卷的最终稿。
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。想用职业紧张量表（OSI-R）对某一职业做出测量，完成一篇论文，但不太清楚论文中需要写哪些方面？_百度知道
想用职业紧张量表（OSI-R）对某一职业做出测量，完成一篇论文，但不太清楚论文中需要写哪些方面？
SPSS基本可以运用，主要是拿到数据之后不知道怎么着手分析，求指点，我已经没有分了，日后必定报答，谢过~
我有更好的答案
请问你有职业紧张量表（OSI-R）么。给我发一份。谢了。
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