Mesuryddion gwres uwchsonig clampio ymlaencyflawni mesuriad manwl gywir o wres a drosglwyddir mewn piblinellau sy'n cludo hylifau trwy gyfuniad o fesur llif uwchsonig a monitro gwahaniaeth tymheredd. Mae eu gweithrediad yn seiliedig ar egwyddorion acwstig a thermodynamig, sy'n cynnwys tair proses graidd: mesur llif, canfod gwahaniaeth tymheredd, a chyfrifo a chronni gwres. Dyma ddadansoddiad manwl o'u mecanwaith gweithio:
I. Cydrannau Craidd a'u Rôl
Mae mesurydd gwres uwchsonig clamp-on yn cynnwys tair cydran allweddol sy'n gweithio mewn synergedd, pob un â swyddogaethau penodol:
- Synwyryddion llif uwchsonig clamp-ymlaen: Yn gyfrifol am fesur cyfradd llif uniongyrchol hylif yn y biblinell. Maent wedi'u gosod yn allanol ar wal allanol y bibell gyflenwi (neu'r bibell ddychwelyd) heb ddod i gysylltiad â'r hylif.
- Synwyryddion tymheredd: Fel arfer pâr o synwyryddion gwrthiant platinwm manwl iawn (e.e., PT1000 gyda chywirdeb o ±0.1℃), wedi'u gosod ar y pibellau cyflenwi a dychwelyd i fonitro tymheredd y dŵr cyflenwi (T1) a thymheredd y dŵr dychwelyd (T2) mewn amser real.
- Gwesteiwr (cyfrifiannell): Yn derbyn signalau llif a thymheredd, yn cyfrifo gwres gan ddefnyddio algorithmau adeiledig, ac yn trin arddangos, storio neu drosglwyddo data.
II. Camau Gwaith Manwl
1. Mesur Llif: Cipio Cyflymder Llif drwy'r Dull Gwahaniaeth Amser Ultrasonic
Y synhwyrydd llif uwchsonig clamp-on yw craidd mesur llif, gan weithredu ar yr un egwyddor â mesuryddion llif uwchsonig clamp-on:
- Gosod Synhwyrydd: Mae dau drawsddygiwr uwchsonig (trosglwyddydd a derbynnydd) wedi'u gosod yn gymesur i wal allanol y bibell gan ddefnyddio clampiau, gan greu dau lwybr lledaenu acwstig—un ar hyd cyfeiriad llif yr hylif (i lawr yr afon) a'r llall yn ei erbyn (i fyny'r afon).
- Trosglwyddo a Derbyn Signalau: Mae'r trosglwyddydd yn allyrru signalau uwchsonig yn ail i gyfeiriadau i lawr yr afon ac i fyny'r afon. Wrth i'r tonnau sain ymledu trwy'r hylif, mae cyflymder yr hylif yn effeithio ar eu hamser teithio: mae signalau i lawr yr afon yn cael eu "cario" gan y llif, gan arwain at amser teithio byrrach; mae signalau i fyny'r afon yn cael eu "gwrthsefyll", gan arwain at amser teithio hirach.
- Cyfrifo Cyflymder a Llif: Mae'r gwesteiwr yn mesur y gwahaniaeth amser (Δt) ac yn cyfrifo'r cyflymder llif ar unwaith (v) gan ddefnyddio paramedrau fel diamedr pibell a deunydd. Yna caiff y cyflymder hwn ei drawsnewid yn gyfradd llif cyfaint ar unwaith (qv) ac, yn olaf, yn gyfradd llif màs (qm) gan ddefnyddio dwysedd hylif.
2. Mesur Gwahaniaeth Tymheredd: Cipio Amrywiad Ynni Rhwng Dŵr Cyflenwad a Dŵr Dychwelyd
Mae synwyryddion tymheredd ynghlwm wrth waliau allanol y pibellau cyflenwi a dychwelyd (neu wedi'u mewnosod heb amharu ar faes llif y craidd) i gasglu tymheredd dŵr mewn amser real:
- Tymheredd dŵr cyflenwi (T1): Yn cynrychioli tymheredd cychwynnol yr hylif sy'n mynd i mewn i'r system cyfnewid gwres (sy'n cario ynni uwch).
- Tymheredd dŵr dychwelyd (T2): Yn cynrychioli tymheredd yr hylif sy'n gadael y system ar ôl cyfnewid gwres (gyda llai o ynni, felly tymheredd is).
- Cyfrifo Gwahaniaeth Tymheredd: Mae'r gwesteiwr yn cyfrifo'r gwahaniaeth yn barhaus (ΔT=T1−T2). Mae gwahaniaeth tymheredd mwy yn dynodi mwy o wres yn cael ei drosglwyddo fesul uned amser.
3. Cyfrifo Gwres: Cronni Cyfanswm y Gwres yn Seiliedig ar Fformiwlâu Thermodynamig
Gan ddefnyddio data llif a gwahaniaeth tymheredd, mae'r gwesteiwr yn cyfrifo ac yn cronni cyfanswm y gwres mewn amser real gan ddefnyddio'r fformiwla mesur gwres craidd: Q=∫t1t2qm⋅cp⋅ΔTdt
Ble:
Ble:
- Q yw'r gwres cronedig (uned: kWh neu GJ);
- qm yw'r gyfradd llif màs ar unwaith (kg/awr);
- cp yw capasiti gwres penodol yr hylif ar bwysau cyson (ar gyfer dŵr, fel arfer);
- ΔT yw'r gwahaniaeth tymheredd rhwng dŵr cyflenwi a dŵr dychwelyd (℃);
- Mae'r arwydd integrol yn cynrychioli croniad dros amser (t), h.y., cyfanswm y gwres a ddefnyddir o ddechrau'r mesuryddu hyd at yr eiliad gyfredol.
Yn syml, gwres = cyfradd llif màs × capasiti gwres penodol × gwahaniaeth tymheredd × amser. Mae'r gwesteiwr yn monitro ac yn cronni'r gwerth hwn yn barhaus i gael cyfanswm y gwres a ddefnyddir gan y defnyddiwr.
III. Allbwn Data a Chymwysiadau
Mae'r gwesteiwr yn arddangos data amser real fel cyfradd llif ar unwaith, gwres ar unwaith, gwres cronedig, a gwahaniaeth tymheredd ar ei sgrin. Mae hefyd yn trosglwyddo data i systemau rheoli trwy ryngwynebau fel RS485 neu NB-IoT, gan gefnogi cymwysiadau fel bilio gwresogi a rheoli ynni.
Crynodeb
Gellir crynhoi rhesymeg graidd mesuryddion gwres uwchsonig clamp-ymlaen fel: "mesur llif gydag uwchsain, canfod gwahaniaethau tymheredd gyda synwyryddion, a chyfrifo gwres gydag algorithmau". Mae eu dyluniad anymwthiol yn dileu difrod i biblinellau ac ymyrraeth hylif, tra bod y cyfuniad o dechnoleg uwchsonig a monitro tymheredd yn sicrhau mesuryddion cywir ar draws ystod llif eang ac amodau gwaith cymhleth, gan eu gwneud yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn senarios bilio gwresogi a rheoli ynni.
Amser postio: Gorff-22-2025