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简介
图解及设计过程
简介
data/attachment/portal/201111/06/091737juluu39vuo3mmbmx.jpg北方冬季要供暖，为了节约能源，减少烟尘，大多数地区已通过热网集中供热。但是热能作为一种商品来出售，当然要收费了。可是目前因为居民家里还没安装热量表，只好暂且按建筑面积收费。但是按建筑面积收供热费显然是不合理的，应该按照用户实际用的热能来计算。自动累计热量的仪器并不是没有，只不过价格较高，还未进入家庭，现在已经用于供热总管上了。
我们在谈及计量热能时，首先必须知道如何计算热能？从物理课本中我们学过热量的单位是“焦”，符号是J。但是工程上常用的单位是“千卡”即“大卡”，符号是kcal。换算关系是1kcal=4186.8J。每一千卡的热量相当于一千克的水温度下降一摄氏度所放出的热量。由此我们知道了要计算用户使用的热能数，必须测量进入用户和流出用户的水的温度差，这一部分的温度降低是由于用户的消费导致的。但这并不足够，我们还必须知道在此过程有多少水在放热，因此必须测得此时刻的热水的瞬时流量，然后把它和温度差相乘，就可以得到这一时刻热水释放热量的千卡数（也就是用户消费的热量）。再用自动累加的方法随时把用户的消费热量加在一起，累计满一个月就是当月消费的热量总数。
图解及设计过程
根据上面的分析，我们就可以开始设计热量表了，首先要把温度差测出，这就需要两个“温度传感器”；然后再把流量测出来，这就需要一个“流量传感器”；最后还要具有相减和相乘功能的辅助器件，以便能随时把得数累加起来；就这样一个热量表就制成了。
图中为清华同方公司开发的数字式热量表。该表可以通过液晶显示器将所用热量和流量显示出来，并且可以将记数值以数字的形式传送到供热中心进行统计。
热量表中常用的温度传感器，是由铂丝绕成的电阻，温度越高它的阻值越大，电阻的大小可以通过导线传到很远的地方去测量，根据铂电阻的变化我们就可以得到温度的变化。当然温度传感器并不是这一种，也可以采用其它种的传感器。
流量传感器种类也很多，热量表里常用的有孔板差压式、旋涡式、涡轮式等。那么，什么是涡轮式流量传感器呢？其实它就是一个小水轮发电机，和水力发电用的水轮发电机是一个道理。只不过非常小巧而简单，仅仅是由管道里的一个叶轮和管外的线圈所构成。叶轮上有一小块磁铁，当叶轮被水冲动而旋转时，线圈切割磁力线就会发出交流信号来。管道里的水流量越大，当然叶轮转得越快，发出的交流频率就越高。用频率来代表流量，这样就容易传到别处去了，所以这才称得上是传感器。虽然和水轮发电机原理相同，用途当然不是为了提供电力，仅仅是传感而已。至于差压式和旋涡式的道理，确实有点一言难尽，就不在这里细说了。
由温度传感器测量的温度信号和流量传感器测量的流量信号最终都送到微处理机中，由它的软件来完成相乘、相减、累加等运算。算起来又快又准，最后把结果用数字显示在仪表的窗口里，一目了然。甚至可以进一步通过网络送到银行，自动从你的户头里把供暖费扣掉，既省心又省事。