RU2443984C1

RU2443984C1 - Heat meter (device) for unit for metering heat energy in conditions of operation of premises with high hazard risk

Info

Publication number: RU2443984C1
Application number: RU2010141900/28A
Authority: RU
Inventors: Александр Павлович Глухов (RU); Александр Павлович Глухов; Михаил Николаевич Бурдунин (RU); Михаил Николаевич Бурдунин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Хабаровская электротехническая компания" (ООО "ХЭТК")
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2012-02-27

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: disclosed is a sealed heat meter structure which is divided into two groups and connected to each other by power and control cables. The first group comprises pressure, temperature and flow sensors, and matching amplifiers. The second group comprises a power supply, an indicator functional computation and control unit. These units are connected to each other by a bundled cable. The entire structure of the heat meter is protected from electromagnetic noise penetration. In order to reduce the vibration load, metal dampers with multilayer thick damping sheets made from felted cloth or cardboard, saturated with addition of metal powder, are used.

EFFECT: high reliability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной техники, в частности к устройству узла учета тепловой энергии, количества теплоносителя и проверки расходомеров для теплосчетчиков на месте в реальных условиях эксплуатации при влиянии внешних электромагнитных помех, вибрации, влажности и, следовательно, повышенного риска опасности в условиях эксплуатации.The invention relates to measuring equipment, in particular to a device for metering thermal energy, the amount of coolant and checking flow meters for heat meters in place under actual operating conditions under the influence of external electromagnetic interference, vibration, humidity and, therefore, an increased risk of danger in operating conditions.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является теплосчетчик для определения тепловой энергии теплоносителя с прямым измерением разности объемных расходов. Устройство (теплосчетчик) содержит подающий, обратный трубопроводы. Подающий и обратный трубопроводы разделены группой колен, либо вытянуты в одну линию. Подающий и обратные трубопроводы содержат по одному преобразователю давления (ПД), температуры (ПТ) и электромагнитные ПР. Кроме того, устройство содержит по одному блоку вычитания плотности в подающем и обратном трубопроводах, блок вычитания q₁-q₂=Δq, где q₁ и q₂ - объемные расходы теплоносителя в подающем и обратном трубопроводах, блок вычисления массы, количество теплоты теплоносителя. В подающем и обратном трубопроводах выходы ПР и ПТ соответственно через блоки вычисления плотности ρ₁ и ρ₂ подключены к входу блоков вычисления массы и количества теплоты теплоносителя. Выходы электромагнитных ПР в подающем и обратном трубопроводах через блок вычитания соединены с входом вычислителя массы и количества теплоносителя.Closest to the proposed invention, the technical solution is a heat meter for determining thermal energy of the coolant with direct measurement of the difference in volumetric flow rates. The device (heat meter) contains the supply, return pipelines. The supply and return pipelines are separated by a group of elbows, or elongated in one line. The supply and return pipelines contain one pressure transducer (PD), temperature (PT) and electromagnetic PR. In addition, the device contains one unit for subtracting the density in the supply and return pipelines, a subtraction unit q ₁ -q ₂ = Δq, where q ₁ and q ₂ are the volumetric flow rates of the coolant in the supply and return pipelines, the mass calculation unit, and the amount of heat of the coolant. In the supply and return pipelines, the PR and PT outputs, respectively, through the density calculation blocks ρ ₁ and ρ _{2 are} connected to the input of the mass and heat quantity calculation blocks of the coolant. The outputs of the electromagnetic PR in the supply and return pipelines are connected through the subtraction unit to the input of the mass and quantity of coolant calculator.

Главная задача устройства заключается в том, чтобы существенно уменьшить погрешность измерений тепловой энергии и массы, отобранной из сети теплоносителя в открытых водяных системах теплоснабжения (ОВСТ), за счет погрешности измерений массы, отобранной из сети теплоносителя по разности показания электромагнитных ПР, установленных на подающем и обратном трубопроводах, т.е. погрешность разности масс.The main objective of the device is to significantly reduce the measurement error of thermal energy and mass taken from the heat carrier network in open water heat supply systems (OVST), due to the error of the mass measurements taken from the heat carrier network by the difference in the readings of electromagnetic PR installed on the supply and return pipelines i.e. mass difference error.

Такое решение позволяет измерять массы, количество теплоты теплоносителя в ОВСТ (Теплосчетчик с каналом прямого измерения разности объемных расходов теплоносителя и установка для его градуировки и поверки, автор А.А.Варгин, стр.385-399. Коммерческий учет энергоносителей XXIV-я международная научно-практическая конференция 21-22 ноября 2006. Санкт-Петербург).This solution allows you to measure the mass, amount of heat of the coolant in the OVST (heat meter with a channel for direct measurement of the difference in volumetric flow rates of the coolant and installation for its calibration and verification, author A.A. -practical conference November 21-22, 2006. St. Petersburg).

Недостатки этого устройства для измерения массы, количества теплоты теплоносителя в ОВСТ с каналом прямого измерения разности объемных расходов следующие:The disadvantages of this device for measuring mass, amount of heat of the coolant in the OVST with a channel for direct measurement of the difference in volumetric flow rates are as follows:

- в стадии эксплуатации не учитывается влияние внешних факторов, а именно: электромагнитных помех, влажности, вибрации, температуры, на аппаратуру. Не предусмотрены защитные средства от поражения электрическим током в устройстве при напряжении до 1 кВ и повышенной влажности;- during the operation phase, the influence of external factors, namely: electromagnetic interference, humidity, vibration, temperature, on the equipment, is not taken into account. Protective equipment against electric shock in the device is not provided at voltages up to 1 kV and high humidity;

- в подающем и обратном трубопроводах градуировочные характеристики ЭМПР должны быть линейными и идентичными, что трудно обеспечить.- in the supply and return pipelines, the calibration characteristics of the EMF should be linear and identical, which is difficult to ensure.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является устройство (теплосчетчик) с прямым измерением разности расходов. Теплосчетчик содержит подающий, обратный трубопроводы, ЭМПР, ПТ, ПД, по два блока вычисления плотности теплоносителя, деления, умножения, памяти, управления, средства измерения и автоматизации, блоки вычитания объемных расходов, массы, количества теплоты теплоносителя и вычислитель-индикатор. Преобразователи ЭМПР, ПТ, ПД монтированы в подающем и обратном трубопроводе. Два блока средств измерения и автоматизации (СИА) согласно ГОСТ 26.010-80 устанавливают основные параметры входных и выходных частотных электрических непрерывных сигналов, предназначенных для информационной связи между СИА. Выходы блоков ПТ, ПД соединены с входами блоков вычисления плотности, выход блока вычитания разности расходов соединен с входами блоков вычисления массы тепловой энергии и выходы последних блоков соединены с входами блока вычисления-индикатора.Closest to the proposed invention, the technical solution is a device (heat meter) with a direct measurement of the difference in costs. The heat meter contains supply and return pipelines, EMR, ПТ, ПД, two units for calculating the heat carrier density, division, multiplication, memory, control, measuring and automation means, units for subtracting volumetric flows, mass, amount of heat carrier fluid and an indicator computer. EMPR, PT, PD converters are mounted in the supply and return piping. Two blocks of measuring and automation (SIA) according to GOST 26.010-80 establish the main parameters of the input and output frequency electrical continuous signals intended for information communication between the SIA. The outputs of the PT, PD blocks are connected to the inputs of the density calculation blocks, the output of the expense difference subtraction block is connected to the inputs of the thermal energy mass calculation blocks, and the outputs of the last blocks are connected to the inputs of the indicator-calculation block.

Предлагают преобразовать уравнения измерений тепловой энергии Q и массы теплоносителя, отобранного из тепловой сети ΔM, по МИ 2412, так, чтобы разность объемных расходов присутствовала в них в явном виде. Суть преобразований уравнения ΔМ заключается в добавлении и вычитании одного и того же члена ρ₂q₁, который в окончательном виде записывается как:

, где Δq=q₁-q₂≡U_вых1-U_вых2 получают путем подачи сигналов с выходов блоков памяти на входы блока вычитания разности объемных расходов, получают Δq. Значение плотности ρ₁, ρ₂ в зависимости от температуры хранящейся с блоках памяти посылают в блок вычисления тепловой массы теплоносителя ΔM, где производит вычитание ρ₁-ρ₂; значение Δq поступает с выхода блока вычитания разности объемных расходов; значение q₁≡U_вых1 поступает также с выхода блока памяти. τ₁, τ₀ - интервал времени в отчетном периоде.They propose to convert the equations of measurements of thermal energy Q and mass of the heat carrier selected from the heat network ΔM according to MI 2412, so that the difference in volumetric flow rates is present in them explicitly. The essence of the transformations of the ΔM equation is to add and subtract the same term ρ ₂ q ₁ , which in the final form is written as:

where Δq = q ₁ -q ₂ ≡U _o1 -U _{oo2 is} obtained by supplying signals from the outputs of the memory blocks to the inputs of the unit subtracting the difference in volumetric flow rates, get Δq. The density value ρ ₁ , ρ ₂ depending on the temperature stored from the memory blocks is sent to the calculation unit of the thermal mass of the coolant ΔM, where it subtracts ρ ₁ -ρ ₂ ; Δq value comes from the output of the unit for subtracting the difference in volumetric expenses; the value of q ₁ ≡U _out1 also comes from the output of the memory block. τ ₁ , τ ₀ - time interval in the reporting period.

Определяют тепловую энергию теплоносителя с прямым измерением разности расходов как: аналогичные преобразования производят и в уравнении тепловой энергии Q и окончательно представляют в таком виде

. Вычисление тепловой энергии происходит в блоке вычисления количества теплоты теплоносителя, для этого к сигнальным входам посылают электрические сигналы пропорционально ρ_1,2q₁, q₂ из блоков памяти, хранящиеся в виде таблицы, в зависимости от температуры; значение энтальпии h₁, h₂ и h_хв их разности в зависимости от температуры составлена программа и прошиты в блоке вычисления количества теплоты теплоносителя. После вычисления сигнала с вывода блока вычисления тепловой энергии подают на вычислитель-индикатор.Determine the thermal energy of the coolant with a direct measurement of the difference in flow rates as: similar transformations are carried out in the heat energy equation Q and are finally presented in this form

. Calculation of thermal energy occurs in the unit for calculating the amount of heat of the coolant, for this electric signals are sent to the signal inputs in proportion to ρ _1,2 q ₁ , q ₂ from the memory blocks stored in a table, depending on temperature; the value of the enthalpy h ₁ , h ₂ and h _{xv of} their difference depending on the temperature, a program is compiled and stitched in the unit for calculating the amount of heat of the coolant. After calculating the signal from the output of the thermal energy calculation unit, it is supplied to the indicator computer.

Такое решение позволяет измерять массы, количество теплоты теплоносителя с прямым измерением разности расхода в ОВСТ (патент РФ №2383866, авторы В.Ю.Теплишев, М.Н.Бурдунин, А.А.Варгин «Теплосчетчик и способ определения тепловой энергии теплоносителя с прямым измерением разности расходов при компенсации температурной погрешности»).This solution allows you to measure the mass, amount of heat carrier with a direct measurement of the difference in flow rate in the OVST (RF patent No. 2383866, authors V.Yu. Teplishev, MN Burdunin, A.A. Vargin measuring the difference in costs while compensating for the temperature error ”).

Недостатки предлагаемого устройства состоят в том, что не учитывается влияние магнитных помех, влажности и вибрации на измерительный канал в условиях эксплуатации до 1 кВ.The disadvantages of the proposed device are that it does not take into account the influence of magnetic interference, humidity and vibration on the measuring channel in operating conditions up to 1 kV.

Задачей предложенного изобретения является защищать теплосчетчик от внешних воздействий, т.е. электромагнитных помех, вибрации, влажности, и персонал в условиях эксплуатации помещения с повышенным риском опасности от поражения электрическим током (до 1 кВ). Поставленной задачи достигают путем разделения герметичной конструкции теплосчетчика на две группы, экранирования (изоляция электрическая), заземления и отделения низковольтных высокоомных электрических цепей от низкоомных высоковольтных цепей.The objective of the proposed invention is to protect the heat meter from external influences, i.e. electromagnetic interference, vibration, humidity, and personnel in the conditions of operation of the room with an increased risk of danger from electric shock (up to 1 kV). The task is achieved by dividing the sealed design of the heat meter into two groups, shielding (electrical insulation), grounding and separating low-voltage high-resistance electrical circuits from low-resistance high-voltage circuits.

Использование влагостойких компаундов для увеличения сопротивления изоляции электрической и механической прочности. Введение демпфирующих пластин с целью снижения влияния вибрации и акустического давления от вибрации.The use of moisture resistant compounds to increase the insulation resistance of electrical and mechanical strength. The introduction of damping plates in order to reduce the effects of vibration and acoustic pressure from vibration.

Технический результат достигается тем, что в теплосчетчике узла учета тепловой энергии в помещении с повышенным риском опасности в условиях эксплуатации, содержащем подающий, обратный трубопроводы, каждый трубопровод содержит по одному преобразователю расхода, преобразователю давления во входном согласующем усилителе, преобразователю температуры, объединенный источник питания, индикаторный функциональный блок вычисления и управления, выходные провода объединенного источника питания соединены с входами преобразователя расхода, преобразователей температуры и давления, индикаторного функционального блока вычисления и управления, все выходные провода электромагнитного преобразователя расхода, преобразователя температуры, преобразователя давления через входной согласующий усилитель соединены к входу индикаторного функционального блока вычисления и управления, причем все управляющие провода упомянутых блоков тоже соединены с индикаторным функциональным блоком вычисления и управления, дополнительно введены защитные экраны, демпферы, пенокомпаунд, резиновые втулки, конструкция теплосчетчика разделена на две группы, первая группа содержит преобразователи расхода, температуры, давления, со своими входными согласующими усилителями, вторая группа содержит объединенный источник питания, индикаторный функциональный блок вычисления и управления, причем вторая группа приборов расположена поблизости распределительного щитка, конструкция обеих разделенных групп блоков тоже разделена между собой разными демпферами из жесткого металлического материала, на основе многослойной структуры демпфирующей массы из толстых слоев войлока или картона, пропитанных смолой с подмешанной металлической пудрой, в многослойном демпфере, в котором листы демпфируемого материала чередуются со слоями демпфирующего блока, причем свободные места зазоров между проводами в преобразователях объединенного источника питания, усилителей заливают пенокомпаундом, жгуты проводов одевают в предохранительные резиновые втулки, заливают пенокомпаундом, причем провода «сигнальной» земли отделены от «шумящей» земли и соединены только в одной точке А в контуре заземления, усилители помещают в защитном экране и изолируют от контура заземления в точке А и помещают во второй внешний экран, первые и вторые группы блоков, связанные между собой питающими и управляющими проводниками в экране, выбирают длиной, не превышающей

длины волны, каждые экраны проводов отдельно соединяют в контуры заземления в одной точке А, увеличено число витков внутри экрана проводников на метр витой пары, электростатический экран между двумя обмотками трансформатора, провода сигнальной земли изолированы оплеткой от корпусной земли и электрически изолированы друг от друга и они соединены в одной точке в контуре заземления в точке А.The technical result is achieved by the fact that in the heat meter of the heat energy metering unit in a room with an increased risk of danger in operating conditions, containing supply and return pipelines, each pipeline contains one flow transducer, a pressure transducer in the input matching amplifier, a temperature transducer, a combined power source, indicator functional unit of calculation and control, output wires of the combined power source are connected to the inputs of the flow transducer, pr temperature and pressure generators, indicator function block for calculation and control, all output wires of the electromagnetic flow transducer, temperature converter, pressure transducer are connected through an input matching amplifier to the input of the indicator function block for calculation and control, and all control wires of the said blocks are also connected to the indicator function block computing and control, additionally introduced protective screens, dampers, foam compound, rubber bushings, the design of the heat meter is divided into two groups, the first group contains flow, temperature, pressure transducers, with its input matching amplifiers, the second group contains a combined power source, an indicator functional unit for calculating and controlling, the second group of devices is located near the distribution panel, the design of both divided groups of blocks is also divided among themselves by different dampers made of hard metal material, based on the multilayer structure of the damping mass of thick layers of felt or cardboard impregnated with resin mixed with metal powder in a multilayer damper, in which sheets of damped material alternate with layers of a damping block, the free spaces of the gaps between the wires in the converters of the combined power source, amplifiers are filled with foam compound, cable harnesses into safety rubber bushings, filled with foam compound, and the wires of the "signal" earth are separated from the "noisy" earth and connected at only one point A to the circuit e grounding, the amplifiers are placed in a protective shield and isolated from the ground loop at point A and placed in a second external shield, the first and second groups of blocks connected by power supply and control conductors in the shield are selected with a length not exceeding

wavelengths, each wire shield is separately connected to ground loops at one point A, the number of turns inside the shield of conductors per meter of twisted pair is increased, the electrostatic shield between the two transformer windings, the signal ground wires are braided from the chassis earth and are electrically isolated from each other and they connected at one point in the ground loop at point A.

На фиг. показана блок-схема теплосчетчика для учета тепловой энергии в помещении в условиях эксплуатации с повышенным риском опасности. Блок-схема устройства, т.е. теплосчетчик, содержит подающий 1, обратный 2 трубопроводы. Подающий и обратный трубопроводы соответственно, в частности, оснащены электромагнитными преобразователями расхода (ЭМПР) 3; 4, преобразователями температуры (ПТ) 5; 6, преобразователями давления (ПД) 7; 8, входными согласующими усилителями 9, защитными экранами 10, внешними экранами (корпус) 11, индикаторным функциональным блоком вычисления и управления 12, объединенным источником питания 13 с электростатическим экраном 14 между обмотками трансформатора Тр и выпрямителем В, предохранителем 15, распределительным щитком 16 с предохранителями 17 (распределительный щиток не входит в состав теплосчетчика), амортизаторами 18, пенокомпаундом 19, предохранительными резиновыми втулками Вт, контуром заземления А 20.In FIG. shows a block diagram of a heat meter for accounting for thermal energy in a room under operating conditions with an increased risk of danger. The block diagram of the device, i.e. heat meter, contains supply 1, return 2 pipelines. The supply and return pipelines, respectively, in particular, are equipped with electromagnetic flow converters (EPR) 3; 4, temperature transducers (PT) 5; 6, pressure transducers (PD) 7; 8, input matching amplifiers 9, protective shields 10, external shields (housing) 11, indicator function block for calculation and control 12, a combined power supply 13 with an electrostatic shield 14 between the transformer windings Tr and rectifier B, fuse 15, distribution board 16 with fuses 17 (distribution panel is not included in the heat meter), shock absorbers 18, foam compound 19, safety rubber bushings W, ground loop A 20.

Перечисленные блоки в теплосчетчике разделены на две группы. Первая группа состоит из ЭМПР 3, 4, ПТ 5, 6, ПД 7, 8. Вторая группа - ИП 13, индикаторный функциональный блок вычисления и управления 12. Вторая группа блоков расположена непосредственно вблизи от распределительного щитка фиг. ЭМПР, (или вихревые, струйные и другие расходомеры) с линейными или нелинейными градуировочными характеристиками производят преобразования тепловой энергии в электрический сигнал. На выходе ЭМПР преобразуемой величиной может быть и индуктивность. Эквивалентная электрическая схема катушки индуктивности ЭМПР 3, 4, ПР 7, 8 имеет чистую индуктивность катушки L, соединенную последовательно с сопротивлением R_Cu (катушки) и параллельно с сопротивлением R_Fe (ферромагнитном сердечнике). Емкость С, параллельная L и R_Cu, является собственной емкостью между витками обмотки и проявляется лишь на высоких частотах. Обозначим через w - число витков равномерно намотанной катушки с магнитным сердечником длиной l и магнитной проницаемостью µ. Тогда напряженность магнитного поля Н внутри сердечника, обусловленного током I, определяется формулой

. Индукция B=µH=Iwµ/l. Магнитный поток в сердечнике с площадью S будет Ф=BS=Iwµ S/l. Тогда преобразуемая величина индуктивность электромагнитного расходомера определяется как:

.The listed blocks in the heat meter are divided into two groups. The first group consists of EMRs 3, 4, PT 5, 6, PD 7, 8. The second group is IP 13, the indicator functional unit of calculation and control 12. The second group of blocks is located directly near the distribution panel of FIG. EMPR, (or vortex, jet and other flow meters) with linear or nonlinear calibration characteristics convert thermal energy into an electrical signal. At the output of the EMF, the inductance can also be a converted value. The equivalent circuitry of the EMF inductance coil 3, 4, PR 7, 8 has a pure coil inductance L connected in series with the resistance R _Cu (coils) and in parallel with the resistance R _Fe (ferromagnetic core). The capacitance C, parallel to L and R _Cu , is the intrinsic capacitance between the turns of the winding and appears only at high frequencies. Let w denote the number of turns of a uniformly wound coil with a magnetic core of length l and magnetic permeability µ. Then the magnetic field H inside the core, due to the current I, is determined by the formula

. Induction B = µH = Iwµ / l. The magnetic flux in the core with area S will be Ф = BS = Iwµ S / l. Then the converted value of the inductance of the electromagnetic flowmeter is defined as:

.

ЭМПР (в частности, типа КМ-5) применяются в составе теплосчетчиков и работают в диапазоне температуры от 10 до 150°С. Потери на сопротивление и емкость гораздо увеличиваются, особенно при повышенной влажности увеличиваются токи утечки.EMPR (in particular, type KM-5) are used as part of heat meters and operate in the temperature range from 10 to 150 ° C. Losses on resistance and capacitance increase significantly, especially with increased humidity leakage currents increase.

Снижается сопротивление изоляции на выходе от повышенной влажности от 10¹² Ом до 10⁶ Ом. Кроме ЭМПР все перечисленные блоки в устройстве также чувствительной влажности и вибрации. В результате вибрации электрический сигнал искажается от звукового давления, возникающего от источника вибрации.The insulation resistance at the output from high humidity is reduced from 10 ¹² Ohms to 10 ⁶ Ohms. In addition to EMF, all of the listed blocks in the device are also sensitive to humidity and vibration. As a result of vibration, the electrical signal is distorted by sound pressure arising from the vibration source.

Поэтому в предлагаемом изобретении актуальным является компенсация вышеуказанных погрешностей при учете количества теплоты теплоносителя в ОВСТ и обеспечение безопасной эксплуатации теплосчетчиков в условиях повышенной влажности, вибрации и внешних электромагнитных помех.Therefore, in the present invention, it is relevant to compensate for the above errors when taking into account the amount of heat of the coolant in the OVST and ensuring the safe operation of heat meters in conditions of high humidity, vibration and external electromagnetic interference.

Все математические операции (деление, умножение, вычитание, запоминание, хранение программы) и управление осуществляют в индикаторном функциональном блоке вычисления и управления 12, указанном на фиг. Блоки 3÷9, 12 выполнены на базе известных стандартных операционных усилителей, предназначенных для выполнения операции над аналоговыми величинами при работе в схеме с отрицательной обратной связью. Операционные усилители обеспечивают усиление как постоянного напряжения положительной и отрицательной полярности, так и переменного напряжения.All mathematical operations (division, multiplication, subtraction, memorization, storage of the program) and control are carried out in the indicator functional unit of calculation and control 12, indicated in FIG. Blocks 3 ÷ 9, 12 are made on the basis of well-known standard operational amplifiers designed to perform operations on analog quantities when working in a circuit with negative feedback. Operational amplifiers provide amplification of both DC voltage of positive and negative polarity, and AC voltage.

В блоке 12 производится обработка полученных результатов по заранее заданным алгоритмам, изложенным в нормативных документах по обеспечению единства измерений. Управляющих команд индикатор не выдает, ввиду того, что все операции проводятся вручную для удешевления стоимости узла учета.In block 12, the results are processed according to predetermined algorithms set forth in regulatory documents to ensure the uniformity of measurements. The indicator does not issue control commands, since all operations are carried out manually to reduce the cost of the accounting unit.

Преобразователи давления ПД 7, 8 могут быть разного исполнения - пьезоэлектрические, емкостные, полупроводниковые, индуктивные и т.д., они стандартные и широко известны в отечественной и зарубежной технике.Pressure transducers PD 7, 8 can be of different designs - piezoelectric, capacitive, semiconductor, inductive, etc., they are standard and widely known in domestic and foreign technology.

Принцип их работы основан на следующем: при изменении давления на ΔР на выходе блоков 7, 8 изменяются выходные параметры, т.е. сопротивление R, емкость С, индуктивность L и т.д., на величину ΔR, ΔС, ΔL и т.д., соответственно. Например, у резистивных ПД выходное напряжение изменяется пропорционально приращению

и напряжению питания ПД. Давление теплоносителя измеряется ПД 7, 8.The principle of their operation is based on the following: when the pressure changes on ΔР at the output of blocks 7, 8, the output parameters change, i.e. resistance R, capacitance C, inductance L, etc., by ΔR, ΔC, ΔL, etc., respectively. For example, for resistive PDs, the output voltage varies in proportion to the increment

and voltage supply PD. The coolant pressure is measured PD 7, 8.

ЭМПР производит преобразование тепловой энергии в электрический сигнал.EMPR converts thermal energy into an electrical signal.

Теплоноситель протекает через проточную часть ЭМПР, расположенную в магнитном поле, индукция которого равна В. Тогда в жидкости, электропроводность которой должна находиться в пределах 10^-3-10 см/м (что выполняется, в том числе для теплофикационной воды), индуцируется электрический заряд и образуется разность потенциалов e=νBd (где d - внутренний диаметр трубопровода), которая измеряется с помощью электродов. Выражение для е можно представить как:

, где Q - средний расход жидкости в мл/с. Питание ЭМПР 3, 4 осуществляют переменным или постоянным напряжением от объединенного ИП. Питание переменным напряжением устраняет электролитическую поляризацию расходомера. Выходное напряжение расходомера не зависит от характера потока, ламинарный или турбулентный, и от профиля скорости потока, если он близок к осесимметричному.The coolant flows through the flow path of the EMF located in a magnetic field, the induction of which is B. Then, in a liquid whose electrical conductivity should be in the range of 10 ^-3 -10 cm / m (which is performed, including for heating water), an electric charge is induced and a potential difference is formed e = νBd (where d is the internal diameter of the pipeline), which is measured using electrodes. The expression for e can be represented as:

where Q is the average fluid flow rate in ml / s. Power EMPR 3, 4 is carried out by alternating or constant voltage from the combined IP. AC power eliminates the electrolytic polarization of the flowmeter. The output voltage of the flow meter does not depend on the nature of the flow, laminar or turbulent, and on the profile of the flow velocity, if it is close to axisymmetric.

Преобразователи температуры ПТ 1-ПТ 3 представляют собой покупные серийно выпускаемые термометры с платиновыми чувствительными элементами класса 3.PT 1-PT 3 temperature converters are commercially available thermometers with platinum sensitive elements of class 3.

Предлагается теплосчетчик компоновать из двух групп в герметично закрытом корпусе. Первая группа состоит из низковольтных цепей (безопасным электрическим напряжением) и высокоомных блоков ЭМПР, ПД и ПТ со своими усилителями 9. Вторая группа компоновки теплосчетчика выполнена из объединенного ИП 13 и индикаторного функционального блока вычисления и управления 12, содержащего низкоомные цепи и высокое напряжение до 220 В. Такое конструктивное разделение преобразователей защищает от любых внешних воздействий и обеспечивает безопасную эксплуатацию теплосчетчика. В конструкции теплосчетчика предложено вводить дополнительно защиту от электромагнитных помех, влажности и вибрации.It is proposed to assemble the heat meter from two groups in a hermetically sealed enclosure. The first group consists of low-voltage circuits (safe electrical voltage) and high-resistance EMR, PD, and PT blocks with their amplifiers 9. The second group of the heat meter layout is made of a combined IP 13 and indicator functional unit for calculation and control 12, which contains low-resistance circuits and high voltage up to 220 B. This structural separation of the transducers protects against any external influences and ensures the safe operation of the heat meter. In the design of the heat meter, it is proposed to introduce additional protection against electromagnetic interference, humidity and vibration.

Расположение ПТ 5, 6 на измерительных участках трубопроводов 1, 2 должно соответствовать требованию межгосударственного стандарта СНГ ГОСТ 8.563.2-97 и международным стандартам ENI 435-97, МОЗМ Р75-1-2002 (OIMLR75-1).The location of PT 5, 6 on the measuring sections of pipelines 1, 2 must comply with the requirements of the CIS interstate standard GOST 8.563.2-97 and international standards ENI 435-97, OIML R75-1-2002 (OIMLR75-1).

Принцип работы ПТ. При прохождении теплоносителя через подающий 1 и обратный 2 трубопроводы с определенной начальной температурой t_н1, t_н2 происходит изменение сопротивления ПТ 5, 6 от начального значения R_н1, R_н2. Приращение сопротивления ПТ, т.е. R_т1-R_н1=ΔR₁ и R_т2-R_н2=ΔR₂ и на выходе ПТ возникает термоэлектрическое напряжение, пропорциональное изменению температуры в соответствующих трубопроводах теплоносителя, где R_т1, R_т2 - текущие значения сопротивления ПТ.The principle of operation of the PT. When the coolant passes through the supply 1 and return 2 pipelines with a certain initial temperature t _n1 , t _n2 , the resistance of the PT 5, 6 changes from the initial value of R _n1 , R _n2 . The increment of the resistance of the PT, i.e. R _m1 -R _H1 = ΔR ₁ and R _r2 -R _2n = ΔR ₂ and the output FET occurs thermoelectric voltage proportional to the temperature change in the respective coolant pipes, wherein R _m1, R _m2 - the current values of FET resistance.

Для защиты устройства, т.е. теплосчетчика от влияния электромагнитных помех, следует знать, что является генератором помех, что служит приемником помех и каким образом генератор и приемник связаны между собой. Согласно фиг. генератором электромагнитных помех теплосчетчика являются распределительный щиток 16, объединенный ИП 13 и индикаторный функциональный блок вычисления и управления 12 и другие рядом работающие силовые электроустановки. Эти блоки питаются напряжением 220 В и содержат низкоомные выходы с большими электрическими токами, сравнивая с токами, протекающими в цепях ПД, ПТ и ЭМПР. Известно, что возможны три способа устранения прохождения помехи: 1) подавление помехи в генераторе; 2) создание ЭМПР, ПД и ПТ, нечувствительного к помехам; 3) минимизация передачи помехи через соединительные проводники а, в, с, …, n.To protect the device, i.e. heat meter from the influence of electromagnetic interference, you should know what is a noise generator, what serves as a noise receiver and how the generator and receiver are interconnected. According to FIG. the generator of electromagnetic interference of the heat meter is a distribution panel 16, a combined IP 13 and an indicator functional unit of calculation and control 12 and other nearby operating power plants. These units are powered by a voltage of 220 V and contain low-impedance outputs with large electric currents, comparing with currents flowing in the PD, PT and EMR circuits. It is known that there are three possible ways to eliminate the passage of interference: 1) suppression of interference in the generator; 2) the creation of EMF, PD and PT, insensitive to interference; 3) minimize the transmission of interference through the connecting conductors a, b, s, ..., n.

В теплосчетчике от электромагнитных помех защищают следующим образом:In a heat meter, it is protected against electromagnetic interference as follows:

- в распределительном щитке 16 силовые проводники (красный, черный) соединены с предохранителями 17 для защиты от короткого замыкания с корпусом щитка и перегрузки. Предусмотрен нейтральный проводник (белый), который соединяется с земляным проводником (зеленый) и соединен с контуром заземления 20 в точке А. При наличии нейтрального проводника в НП 13 фазовое напряжение 220 В делится - 110В. ИП от короткого замыкания и попадания силового проводника на корпус защищен предохранителем 15. Опасной ситуацией является попадание фазы переменного тока на корпус блоков 13, 16, 12. Если происходит пробой изоляции, через корпус может пройти весь ток и через предохранитель. В этом случае человек, имеющий контакт с корпусом и потенциалом Земли, попадет под напряжение сети. В заземленном корпусе происходит пробой изоляции, в цепи питания пройдет большой ток и перегорит предохранитель 15, благодаря чему напряжение корпуса будет снято. Если ИП 13 содержит трансформатор Тр, то между первичной и вторичной обмотками имеется электрическая емкость. Эта емкость приводит к связи по электромагнитным помехам через трансформатор. Эту связь убирают за счет применения электростатического экрана между первичной и вторичной обмотками трансформатора. Этот экран 14 соединяют в контур заземления 20 в точке А, длиной, не превышающей

длины волны.- in the distribution panel 16, the power conductors (red, black) are connected to the fuses 17 for protection against short circuit with the housing of the shield and overload. A neutral conductor (white) is provided, which connects to the earth conductor (green) and is connected to the ground loop 20 at point A. If there is a neutral conductor in NP 13, the phase voltage of 220 V is divided by 110 V. IP from short circuit and power conductor entering the case is protected by fuse 15. A dangerous situation is the ingress of the alternating current phase on the case of blocks 13, 16, 12. If an insulation breakdown occurs, all current can pass through the case and through the fuse. In this case, a person in contact with the body and the potential of the Earth will get under voltage. A breakdown of insulation occurs in the grounded case, a large current will pass in the power circuit and the fuse 15 will blow, so that the voltage of the case will be removed. If IP 13 contains a transformer Tr, then there is an electric capacitance between the primary and secondary windings. This capacitance leads to electromagnetic interference through a transformer. This connection is removed through the use of an electrostatic screen between the primary and secondary windings of the transformer. This screen 14 is connected to the ground loop 20 at point A, with a length not exceeding

wavelengths.

Соединительные провода а, в, с, …, n между блоками и объединенным ИП 13 могут быть антивибрационными (одножильными с экраном) или парой витых проводов фиг. Одним из путей проникновения помехи в устройство являются эти проводники, проходя «зашумленные» участки, они получают электромагнитные наводки и передают их в блоки ЭМПР, ПД, ПТ, усилитель 9, блок 12. Одним из основных путей проникновения помехи в указанные блоки являются помехи, проникающие в схему по силовым проводам распределительного щитка 16.The connecting wires a, b, c, ..., n between the blocks and the integrated IP 13 can be anti-vibration (single-core with a screen) or a pair of twisted wires of FIG. One of the ways for interference to penetrate the device is through these “noisy” sections, they receive electromagnetic interference and transmit them to EMR, PD, PT, amplifier 9, block 12. One of the main ways for interference to enter these blocks is interference, penetrating into the circuit along the power wires of the distribution panel 16.

Наиболее эффективным способом перекрытия проникновения помех через проводники а, в, с, …, n является заземление экрана проводников в одной точке, при этом длина проводника (кабеля) не превышает

длины волны. Даже при заземлении экрана Э в одном месте через проводники ЭМПР, ПТ, ПД и т.д. (из-за «паразитной» емкостной связи между проводник-экран) будут протекать незначительные токи шумов и помех. Для предотвращения последнего и обеспечения максимальной защиты на низких частотах экран не должен служить в качестве сигнального проводника и начальный конец экрана надо изолировать от земли. Такое соединение экрана Э проводников ослабляет электромагнитные помехи на 70 дБ. Увеличение числа витков экранированных проводников а, в, с, d, …, n и т.д. на метр витой пары уменьшает наводки. Если экран не является сигнальным проводником, тогда разомкнутая цепь не является путем проникновения магнитных наводок.The most effective way to block the penetration of interference through conductors a, b, c, ..., n is to ground the shield of conductors at one point, while the length of the conductor (cable) does not exceed

wavelengths. Even when grounding the E shield in one place through the conductors of EMF, PT, PD, etc. (due to "parasitic" capacitive coupling between the conductor-screen), minor noise and interference currents will flow. To prevent the latter and to provide maximum protection at low frequencies, the screen should not serve as a signal conductor and the initial end of the screen must be isolated from the ground. Such a connection of the shield of the conductors attenuates electromagnetic interference by 70 dB. An increase in the number of turns of shielded conductors a, b, c, d, ..., n, etc. per meter twisted pair reduces interference. If the screen is not a signal conductor, then the open circuit is not by magnetic interference.

В области электротехники известны две основные причины, по которым, в частности, в теплосчетчике должен быть провод или шина земли (например, в распределительном щитке 16): 1) в целях безопасности и 2) для обеспечения опорного эквивалентного сигнального напряжения. Провод защитного шумящего заземления (зеленый провод) имеет потенциал Земли, а для сигнальной земли это условие не является обязательным.In the field of electrical engineering, two main reasons are known for which, in particular, there must be a wire or a ground bus in the heat meter (for example, in the distribution panel 16): 1) for safety purposes and 2) to provide a reference equivalent signal voltage. A protective noise-free ground wire (green wire) has the potential of the Earth, and this condition is not mandatory for signal ground.

Корпус распределительного щитка 16 блоков 13 и 12 и др. может иметь относительно высокий потенциал и вызывает опасность электрического поражения из-за того, что этот потенциал зависит от относительного значения сопротивлений утечки (сопротивление изоляции), и его величина зависит от влияния внешних воздействий, контролировать которые не возможно. Если корпуса блоков 16, 13, 12 и др. заземлить в точке А отдельными проводами, его потенциал равен нулю, поскольку сопротивление утечки становится равным нулю.The housing of the distribution panel 16 of the blocks 13 and 12, etc., can have a relatively high potential and cause a risk of electric shock due to the fact that this potential depends on the relative value of the leakage resistances (insulation resistance), and its value depends on the influence of external influences, monitor which is not possible. If the enclosures of blocks 16, 13, 12, etc., are grounded at point A with separate wires, its potential is equal to zero, since the leakage resistance becomes equal to zero.

Для примера (такие усилители могут быть на выходе ЭМПР, ПТ) на выходе преобразователя давления 7, 8 для согласования и усиления предусмотрен усилитель 9 с низким уровнем сигнала, т.е. с высоким уровнем входного сопротивления. Следовательно, такие схемы требуют защитное экранирование 10. При этом (фиг.) защитный экран не должен иметь контакт с землей в точке А контура заземления 20, в противном случае его эффективность сводится на нет. Поэтому усилитель 9 в защитном экране 10 помещен во второй внешний экран 11 (корпус), с тем чтобы гарантировать целостность защитного экранирования. Электрического контакта между двумя экранами 10, 11 не должно быть. Внешний экран 11 заземляется в точке А контура заземления 20 и удовлетворяет требованиям техники безопасности. Защитный экран предотвращает попадание синфазных помех в основной цепи измерения.For example (such amplifiers can be at the output of the EMF, PT) at the output of the pressure transducer 7, 8, an amplifier 9 with a low signal level is provided for matching and amplification, i.e. with high input impedance. Therefore, such schemes require protective shielding 10. In this case (Fig.), The protective shield must not have contact with the ground at point A of ground loop 20, otherwise its effectiveness is negated. Therefore, the amplifier 9 in the protective screen 10 is placed in the second external screen 11 (housing) in order to guarantee the integrity of the protective shielding. There should be no electrical contact between the two screens 10, 11. The external shield 11 is grounded at point A of the ground loop 20 and meets the safety requirements. A protective shield prevents common mode interference from entering the main measurement circuit.

Предлагается низкочастотное заземления в теплосчетчике тремя способами:Low-frequency grounding in the heat meter is proposed in three ways:

1. Сигнальная земля с низким уровнем сигналов - преобразователи ЭМПР, ПТ, ПД, усилители. 2. «Шумящая» земля схемы с большим потреблением токов; блоки 16, 13, 12. 3. Корпусная земля - объединяются корпуса блоков 3-8; 11-13 и 16 в контуре заземления в точке А.1. Signal ground with a low level of signals - EMF, PT, PD converters, amplifiers. 2. “Noisy” ground circuits with high current consumption; blocks 16, 13, 12. 3. Case ground - the bodies of blocks 3-8 are combined; 11-13 and 16 in the ground loop at point A.

«Шумящая» или «силовая» земля (зеленый провод) в распределительном щитке не пригодна для сигнальной земли. Это объясняется тем, что напряжение между двумя точками питания земли составляет несколько десятков милливольт. Успеха добиваются путем выборочной группировки заземляющих проводов так, чтобы схемы с сильно различающимися уровнями потребляемой мощности и шумов не имели общего возвратного провода земли.The “noisy” or “power” ground (green wire) in the switchboard is not suitable for signal ground. This is because the voltage between two power points of the earth is several tens of millivolts. Success is achieved by selective grouping of grounding wires so that circuits with very different levels of power consumption and noise do not have a common earth return wire.

Такой подход позволяет нескольким слаботочным схемам (датчики давления, согласующие усилители и т.д.) иметь общий возвратный провод земли, при этом другие слаботочные схемы (ЭМПР, ПТ) подключаются к земле в точке А другим возвратным проводом.This approach allows several low-current circuits (pressure sensors, matching amplifiers, etc.) to have a common return ground wire, while other low-current circuits (EMR, PT) are connected to the ground at point A by another return wire.

В условиях эксплуатации теплосчетчика следует, чтобы «сигнальную» землю слаботочных схем отделить от силовой «шумящей» земли. Корпусную землю надо использовать для корпусов распределительного щитка, ЭМПР, ПД, ПТ, ИП и т.д. Эти три раздельные цепи земли необходимо соединить вместе только в одной точке А контура заземления.Under operating conditions of the heat meter, it is necessary that the "signal" ground of low-current circuits be separated from the power "noisy" earth. Chassis ground must be used for switchboard enclosures, EMR, PD, PT, IP, etc. These three separate earth circuits must be connected together at only one point A of the ground loop.

Устройство работает следующим образом. В рабочем состоянии через трубопроводы подающий 1 и обратный 2 проходит теплоноситель с температурой 10…150°С. Одновременно из распределительного щитка 16 электрическое напряжение 220 и/или 110 В поступает в блок ИП 13. Здесь высокое напряжение через трансформатор Тр преобразуется в низкое, выпрямляется выпрямителем В и сглаживается (напряжением до 12-25 В переменного и постоянного тока). С выхода ИП 13 питаются преобразователи ЭМПР 3; 4, ПД 7; 8, ПТ 5, 6, усилители 9, индикаторный функциональный блок вычисления и управления 12. В блок 12 также поступает напряжение сети. После обеспечения питанием преобразователей и на выходе ЭМПР 3, 4, ПД 7, 8, ПТ 5, 6 возникает электрическое напряжение пропорционально объемным расходам (ЭМПР), температуре (ПТ) и давлению (ПД). Сигналы с выходов преобразователей после усиления и согласования передаются на вход индикаторного функционального блока вычисления и управления 12. В блоке 12 выполняется ввод параметров теплосчетчика, вывод информации, организуются все виды вычислений, при необходимости обеспечивается преобразование аналогового сигнала в цифровой. Все управляющие выходы блоков соединены с входом блока 12, также в этом блоке хранятся составленные программы для определения расхода количества тепловой энергии. В результате определение расхода тепловой энергии выдается на цифровом виде на теплосчетчике.The device operates as follows. In working condition, the coolant with a temperature of 10 ... 150 ° C passes through the pipelines, supplying 1 and return 2. At the same time, from the distribution panel 16, the electric voltage 220 and / or 110 V is supplied to the IP 13 unit. Here, the high voltage is converted to low through the transformer Tr, rectified by rectifier B and smoothed (up to 12-25 V AC and DC). From the output of IP 13, EMPR 3 converters are fed; 4, PD 7; 8, PT 5, 6, amplifiers 9, indicator functional unit of calculation and control 12. Block 12 also receives the mains voltage. After providing power to the converters and at the output of the EMF 3, 4, PD 7, 8, PT 5, 6, an electric voltage occurs in proportion to the volumetric flow rate (EMF), temperature (PT) and pressure (PD). The signals from the outputs of the converters after amplification and matching are transmitted to the input of the indicator functional unit of calculation and control 12. In block 12, the parameters of the heat meter are entered, information is output, all types of calculations are organized, and if necessary, the conversion of the analog signal to digital is provided. All control outputs of the blocks are connected to the input of block 12, and also in this block compiled programs for determining the amount of heat energy are stored. As a result, the determination of the consumption of thermal energy is issued digitally on a heat meter.

Усилитель 9 питается от источника ИП13 и отрицательный полюс является сигнальной землей и электрически соединен с контуром заземления 20 в точке А. Полезный сигнал протекает через положительный полюс устройства. Для разработки усилителя используют интегральную микросхему Кр544УД2 В и другие.The amplifier 9 is powered by an IP13 source and the negative pole is a signal ground and is electrically connected to the ground loop 20 at point A. A useful signal flows through the positive pole of the device. To develop an amplifier, an integrated chip Kr544UD2 V and others are used.

Провода сигнальной земли, проходя в блоках теплосчетчика, должны быть сплошными для прохождения сигналов.The wires of the signal ground, passing in the blocks of the heat meter, must be solid for the passage of signals.

Известно, что демпфирование в колебательных системах играет большую роль при периодическом возмущении с частотой собственных колебаний или близкой к ней. Тогда демпфирование приобретает первостепенное значение и должно учитываться тем более, что собственные формы колебаний конструкции устройства имеют такое соотношение между собой, которое трудно подается анализу.It is known that damping in oscillatory systems plays a large role in periodic disturbances with or near the frequency of natural vibrations. Then damping is of paramount importance and should be taken into account all the more so since the intrinsic vibrational forms of the device structure have such a ratio among themselves that it is difficult to analyze.

Согласно фиг. для защиты теплосчетчика от вибрации также целесообразно конструкцию теплосчетчика разделить тоже на две части так, как было разделено при рассмотрении влияния внешних электромагнитных помех. Естественно, что преобразователи давления, температуры и расходомеры, потребляющие незначительные токи, более чувствительны вибрационной нагрузке, чем источник питания, распределительный щиток менее чувствителен к вибрации. Следовательно, выбранные демпферы тоже делятся на две части для слаботочных и силовых. На фиг. демпфирование в каждом участке условно обозначено позицией 18. Упругая виброизоляция блоков ЭМПР 3, 4; ПТ 5, 6; ПД 7, 8, усилителя 9, ИП 13 и т.д. улучшается с увеличением массы корпуса этих блоков, благодаря которому понижается резонансная частота между массой корпуса и демпфера 18. Следовательно, корпус или кожух каждого блока, входящий в состав в первой и второй группе, выгодно изготовить отдельно, где монтирована электронная схема. В этом случае звуковая мощность вибрационной нагрузки, создающая звуковое давление, пролезает внутри блока, особенно преобразователя давления и искажает результаты измерения. Звуковое давление не зависит от вибродемпфирования. Единственным эффективным способом уменьшения звукового давления является увеличение массы корпусов упомянутых блоков и уменьшение их размеров.According to FIG. To protect the heat meter from vibration, it is also advisable to divide the heat meter design into two parts as well, as it was divided when considering the influence of external electromagnetic interference. Naturally, pressure, temperature and flow transducers that consume low currents are more sensitive to vibration load than the power source, the distribution panel is less sensitive to vibration. Consequently, the selected dampers are also divided into two parts for low-current and power ones. In FIG. damping in each section is conventionally indicated by the position 18. Elastic vibration isolation of EMF blocks 3, 4; Fri 5, 6; PD 7, 8, amplifier 9, IP 13, etc. improves with increasing mass of the case of these blocks, due to which the resonance frequency between the mass of the case and damper 18 decreases. Therefore, it is advantageous to make the case or casing of each block included in the first and second groups separately, where the electronic circuit is mounted. In this case, the sound power of the vibration load, creating sound pressure, creeps inside the unit, especially the pressure transducer and distorts the measurement results. Sound pressure is independent of vibration damping. The only effective way to reduce sound pressure is to increase the mass of the bodies of the said blocks and to reduce their size.

Раздельное демпфирование блоков внутри теплосчетчика позволяет ослабить резонансные явления, которые могут вызывать поломки и аварию.Separate damping of the blocks inside the heat meter allows you to weaken the resonant phenomena that can cause breakdowns and accidents.

Демпфирование поглощает вибрационную энергию. Поглощение энергии вибрации происходит тогда, когда между демпфером и блоками обеспечен хороший контакт. В устройстве в качестве демпфера 18 использованы металлические листы с демпфирующими слоями с большой жесткостью. С увеличением мягкости демпфирующего слоя он должен быть толще. С другой стороны, с увеличением толщины демпфирующего слоя ее потери приближаются к величине потери демпфирующего материала. Дальнейшее увеличение толщины демпфирующего слоя не дает положительного результата. В качестве демпфирующего материала в теплосчетчике рекомендуется использовать толстый слой войлока или картон, пропитанные смолой с подмешанной металлической пудрой, жесткая резина с подмешанной металлической пудрой тоже дает хороший результат для демпфирования. В демпферах металлическая пудра повышает демпфирование за счет микроскопических неоднородностей внутренних напряжений и дополнительных потерь на трение. Чтобы добиться достаточно высокого уровня демпфирования, необходимо применить многослойный демпфер, в котором листы демпфируемого материала чередуются со слоями демпфирующего материала. В этом случае добиваются большой потери вибрационной мощности.Damping absorbs vibrational energy. The absorption of vibration energy occurs when good contact is made between the damper and the blocks. In the device, as a damper 18, metal sheets with damping layers with high stiffness are used. With increasing softness of the damping layer, it should be thicker. On the other hand, with increasing thickness of the damping layer, its losses approach the magnitude of the loss of damping material. A further increase in the thickness of the damping layer does not give a positive result. As a damping material in the heat meter, it is recommended to use a thick layer of felt or cardboard impregnated with resin with mixed metal powder, hard rubber with mixed metal powder also gives a good result for damping. In dampers, metal powder increases damping due to microscopic inhomogeneities of internal stresses and additional friction losses. To achieve a sufficiently high level of damping, it is necessary to apply a multilayer damper in which sheets of damped material alternate with layers of damping material. In this case, a large loss of vibrational power is achieved.

Для защиты изоляции монтажных проводов а, в, с, d, … n с экранами Э (см. фиг.) и жгутов используют предохранительные резиновые втулки Вт при прохождении через отверстия в стенках блоков (фиг.) согласно ГОСТ19421-74.To protect the insulation of the mounting wires a, b, c, d, ... n with shields E (see Fig.) And harnesses, use rubber safety bushings W when passing through holes in the walls of the blocks (Fig.) According to GOST19421-74.

В возрастающем потреблении теплосчетчиков в условиях повышенных внешних воздействий немаловажное место занимают влажность, вибрация, температура, магнитные, электрические поля и др. При этом защита теплосчетчика одновременно от влажности и вибрации является актуальной. С этой целью в конструкции теплосчетчика (фиг.) предусмотрено использование заливочного эпоксидного пенокомпаунда 19. Применение пенокомпаунда в узлах (усилитель 9 и другие блоки) теплосчетчика позволяет разработать электронные блоки на базе безкорпусных электрорадиоэлементов. Такое конструктивное решение позволяет уменьшить габаритные размеры блоков и повысить электрическую прочность токоведущих частей в целом в условиях повышенной влажности. Уменьшение габаритных размеров блоков снижает влияние звукового давления на результаты измерения. Для заливки теплосчетчиков целесообразно использовать пенокомпаунд ПЭК-74 - технологичный композит, приготовляемый на месте применения, хорошо заполняет зазоры, применяется и отверждается при температуре 15-35°С, не вызывает коррозию сплавов, имеет высокую адгезию к металлам, к проводам, с корпусами. Работоспособен при температуре от -196 до +200°С, устойчив к воздействиям вакуума, вибрационных нагрузок, разных перепадов температур, повышенной влажности, бензина, масла. Жизнеспособность около часа, низкая вязкость, возможность приготовления и применения в любых количествах, при любой влажности. Гарантирован срок сохраняемости прочностных и электроизоляционных свойств пенокомпаунда ПЭК-74.In the increasing consumption of heat meters under conditions of increased external influences, humidity, vibration, temperature, magnetic, electric fields, etc. take an important place. Moreover, the protection of the heat meter from moisture and vibration is also relevant. For this purpose, the design of the heat meter (Fig.) Provides for the use of pouring epoxy foam compound 19. The use of foam compound in the nodes (amplifier 9 and other blocks) of the heat meter allows you to develop electronic blocks based on housing electronic radio elements. This design solution allows to reduce the overall dimensions of the blocks and increase the electric strength of live parts in general in conditions of high humidity. Reducing the overall dimensions of the blocks reduces the effect of sound pressure on the measurement results. For filling heat meters it is advisable to use the PEK-74 foam compound - a technologically advanced composite prepared at the place of use, fills gaps well, is used and cures at a temperature of 15-35 ° C, does not cause corrosion of alloys, has high adhesion to metals, wires, and cases. It is efficient at temperatures from -196 to + 200 ° C, resistant to vacuum, vibration loads, various temperature extremes, high humidity, gasoline, oil. Pot life is about an hour, low viscosity, the possibility of preparation and use in any quantities, at any humidity. The shelf life of the strength and electrical insulation properties of the PEK-74 foam compound is guaranteed.

Жгуты проводов безкорпусной заливки ПЭК-74 стойки к вибрации в перпендикулярных направлениях, линейных и ударных перегрузок, влажности 98%, пониженной температуры -110°С и повышенной температуры кратковременно до 290°С. С помощью шприца используют ПЭК-74 для заполнения зазоров, электроизоляции и упрочнения бескорпусных и корпусных электрических соединений преобразователей и источников питания.Wiring harnesses for PEK-74 bodyless casting are resistant to vibration in perpendicular directions, linear and shock overloads, humidity 98%, low temperature -110 ° C and high temperature for a short time to 290 ° C. Using a syringe, PEK-74 is used to fill gaps, electrical insulation and hardening of housing and case electrical connections of converters and power supplies.

Технико-экономический эффект теплосчетчика повышается за счет разделения ее конструкции на две группы (части), связанные между собой питающим и управляющими проводами (кабелями) 12, 25 В и питающиеся из сети переменного тока напряжением ~ 220 В. При этом устройство, т.е. теплосчетчик, от влияния внешних электромагнитных помех, вибрации и влажности защищен известными техническими решениями, их совокупное действие и функциональные связи дают новый положительный эффект и выгодно отличаются от существующих и выбранных прототипов и аналогов.The technical and economic effect of the heat meter is increased due to the separation of its design into two groups (parts), interconnected by supply and control wires (cables) 12, 25 V and powered from an alternating current network with a voltage of ~ 220 V. In this case, the device, i.e. . the heat meter, from the influence of external electromagnetic interference, vibration and humidity is protected by well-known technical solutions, their combined effect and functional relationships give a new positive effect and compare favorably with existing and selected prototypes and analogues.

С этой целью Хабаровская электротехническая компания монтировала и проверила теплосчетчик в условиях повышенной вибрации и влажности. Защита теплосчетчика от внешних электромагнитных помех путем экранирования проводов введением защитного экрана снизила помехи на 90-100 дБ.For this purpose, the Khabarovsk Electrical Engineering Company installed and checked the heat meter in conditions of increased vibration and humidity. Protecting the heat meter from external electromagnetic interference by shielding the wires by introducing a protective shield reduced the interference by 90-100 dB.

Использование демпфирующих материалов из металлических пластин (железа) с многослойным демпфирующим демпфером снизило акустический шум, возникающий от вибрации 115-120 дБ до уровня 95-105 дБ. Анализ показал, что с целью защиты теплосчетчика от влажности, вибрации и сокращения габаритных размеров и для применения в конструкции блоков, безкорпусных элементов необходимо теплосчетчик залить пенокомпаундом ПЭК-74, разработанным акционерным обществом «КОМПОЗИТ», Московская обл., г.Королев.The use of damping materials from metal plates (iron) with a multilayer damping damper reduced the acoustic noise arising from vibration of 115-120 dB to the level of 95-105 dB. The analysis showed that in order to protect the heat meter from moisture, vibration and reduce overall dimensions and for use in the design of blocks, housing units, it is necessary to fill the heat meter with PEK-74 foam compound developed by KOMPOZIT Joint-Stock Company, Moscow Region, Korolev.

Характеристики пенокомпаунда ПЭК-74 при температуре 15…35°С: плотность, г/см³ - 0,4…0,5; предел прочности при сжатии, МПа, не менее 10; удельное объемное электросопротивление, Ом·м, не менее 4·10¹²; время отверждения ч., 48; жизнеспособность, мин, не менее 50; интервал рабочих температур, °С -196+200°С.Characteristics of the PEK-74 foam compound at a temperature of 15 ... 35 ° C: density, g / cm ³ - 0.4 ... 0.5; ultimate compressive strength, MPa, not less than 10; specific volume electrical resistivity, Ohm · m, not less than 4 · 10 ¹² ; hardening time h., 48; viability, min, not less than 50; operating temperature range, ° С -196 + 200 ° С.

Удобно было использовать втулки предохранительные резиновые (пистоны) - для защиты изоляции проводов от вибрации. ООО НПФ «Валькар Ко» г.Москва.It was convenient to use rubber safety bushes (caps) to protect the insulation of the wires from vibration. LLC NPF "Valkar Co.", Moscow.

Были проверены разделенные на две группы блоки теплосчетчика. В первой группе на измерительном участке подающем и обратном трубопроводе ПД, ПТ, ЭМПР со своими высокоомными усилителями входной цепи. Во второй группе был сгруппирован источник питания и индикаторный функциональный блок вычисления и управления теплосчетчика. Причем блоки второй группы были расположены близко с распределительным щитком. Между собой обе группы блоков соединены сигнальными и земляными проводами, с экраном Э.The heat meter blocks divided into two groups were checked. In the first group, on the measuring section of the supply and return pipes, PD, PT, EMR with their high-resistance input circuit amplifiers. In the second group, the power source and indicator functional unit for calculating and controlling the heat meter were grouped. Moreover, the blocks of the second group were located close to the distribution panel. Between each other, both groups of blocks are connected by signal and earth wires, with the screen E.

Применение проводов без экрана практически безрезультатно, внешние электрические и магнитные помехи пролезают в схеме преобразователей ЭМПР, ПД, ПТ и усилителя и «маскируют» полезный сигнал. Экранирование каждого проводника в отдельности и заземление экрана в одном месте, как показано на фиг., приводит к снижению напряжения помех в теплосчетчике до (1,5-2,0)·10^-6 В. Расположение блоков второй группы поблизости распределительного щитка и соединение земляного (зеленого) провода (шумящая земля) корпусная земля (каждый провод в изоляционном обкладке для изоляции от поверхности земли) в контуре заземления в одной точке А обеспечивают безопасность живых организмов от попадания под напряжение 220 В в условиях эксплуатации повышенной влажности.The use of wires without a screen is practically inconclusive, external electrical and magnetic interference creep through the EMR, PD, PT and amplifier converters and “mask” the useful signal. Shielding each conductor separately and grounding the screen in one place, as shown in Fig., Leads to a decrease in the interference voltage in the heat meter to (1.5-2.0) · 10 ^-6 V. The location of the blocks of the second group near the distribution panel and the connection earth (green) wire (noisy earth) case ground (each wire in an insulating sheath for isolation from the earth's surface) in the ground loop at one point A ensures the safety of living organisms from getting under voltage of 220 V under conditions of operation of increased moisture Nost.

Claims

A heat meter for determining the thermal energy of a heat carrier in open water heat supply systems, containing a supply and return piping, each pipeline contains one flow, pressure and temperature transducer; the heat meter also includes a combined power source, an input matching amplifier, an indicator functional unit for calculation and control, output wires of the combined power source are connected to the inputs of the flow, temperature and pressure transducers, indicator function of the calculation and control unit, all output wires of the flow transducer, temperature transducer, pressure transducer are connected via an input matching amplifier to the input of the indicator functional unit of calculation and control, and all control wires of the said units are also connected to the indicator functional unit of calculation and control, characterized in that additionally introduced a protective screen, dampers, foam compound, rubber bushings, and the design of the heat meter is divided into two groups s, the first group contains flow, temperature, pressure converters and an input matching amplifier, the second group contains a combined power source, an indicator functional unit for calculating and controlling, the second group of devices is located near the distribution panel, the design of both separated groups of blocks is separated by different dampers from hard metal material, based on the multilayer structure of the damping mass of thick layers of felt or cardboard impregnated with resin mixed with In the multilayer damper, the sheets of the damped material alternate with the layers of the damping block, the free spaces of the gaps between the wires in the converters of the combined power source, amplifiers are filled with foam compound, the wire harnesses are dressed in protective rubber bushings and filled with foam compound, and the wires are from the "noisy" earth and are connected at only one point (A) of the ground loop, the input matching amplifier is placed in a protective shield, isolated from loop grounding and placed in a second external screen, the first and second groups of blocks are interconnected by supply and control shielded conductors, each screen of wires is separately connected to ground loops at one point (A), the signal ground wires are braided from the chassis earth and are electrically isolated from other and connected at one point (A) to the ground loop.