1. ส่วนประกอบหลักและบทบาทของแต่ละส่วนประกอบ

1. เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคชนิดหนีบ: ทำหน้าที่วัดอัตราการไหลของของเหลวในท่อ ณ ขณะนั้น โดยจะติดตั้งภายนอกบนผนังด้านนอกของท่อส่ง (หรือท่อรับ) โดยไม่สัมผัสกับของเหลว
2. เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิ: โดยทั่วไปจะเป็นเซ็นเซอร์ความต้านทานแพลทินัมความแม่นยำสูงสองตัว (เช่น PT1000 ที่มีความแม่นยำ ±0.1℃) ติดตั้งทั้งบนท่อส่งและท่อรับ เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิน้ำที่ส่งมา (T1) และอุณหภูมิน้ำที่รับกลับ (T2) แบบเรียลไทม์
3. โฮสต์ (เครื่องคำนวณ): รับสัญญาณการไหลและอุณหภูมิ คำนวณความร้อนโดยใช้อัลกอริทึมในตัว และจัดการการแสดงผล การจัดเก็บ หรือการส่งข้อมูล

II. ขั้นตอนการทำงานโดยละเอียด

1. การวัดอัตราการไหล: การวัดความเร็วการไหลด้วยวิธีความแตกต่างของเวลาโดยใช้คลื่นอัลตราโซนิค

• การติดตั้งเซนเซอร์: ทรานสดิวเซอร์อัลตราโซนิกสองตัว (ตัวส่งและตัวรับ) ถูกยึดติดกับผนังด้านนอกของท่ออย่างสมมาตรโดยใช้แคลมป์ ทำให้เกิดเส้นทางการแพร่กระจายเสียงสองเส้นทาง เส้นทางหนึ่งไปตามทิศทางการไหลของของเหลว (ด้านท้ายน้ำ) และอีกเส้นทางหนึ่งสวนทางกับทิศทางการไหลของของเหลว (ด้านต้นน้ำ)
• การส่งและรับสัญญาณ: เครื่องส่งสัญญาณจะปล่อยสัญญาณอัลตราโซนิกสลับกันไปในทิศทางต้นน้ำและปลายน้ำ เมื่อคลื่นเสียงแพร่กระจายผ่านของเหลว เวลาในการเดินทางจะได้รับผลกระทบจากความเร็วของของเหลว: สัญญาณปลายน้ำจะถูก "พาไป" โดยการไหล ทำให้เวลาในการเดินทางสั้นลง; สัญญาณต้นน้ำจะถูก "ต้านทาน" ทำให้เวลาในการเดินทางนานขึ้น
• การคำนวณความเร็วและอัตราการไหล: โปรแกรมจะวัดความแตกต่างของเวลา (Δt) และคำนวณความเร็วการไหลทันที (v) โดยใช้พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น เส้นผ่านศูนย์กลางท่อและวัสดุ จากนั้นความเร็วนี้จะถูกแปลงเป็นอัตราการไหลเชิงปริมาตรทันที (qv) และสุดท้ายเป็นอัตราการไหลเชิงมวล (qm) โดยใช้ความหนาแน่นของของเหลว

2. การวัดความแตกต่างของอุณหภูมิ: การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานระหว่างน้ำที่จ่ายและน้ำที่ไหลกลับ

• อุณหภูมิน้ำที่จ่าย (T1): แสดงถึงอุณหภูมิเริ่มต้นของของเหลวที่เข้าสู่ระบบแลกเปลี่ยนความร้อน (ซึ่งมีพลังงานสูงกว่า)
• อุณหภูมิน้ำไหลกลับ (T2): แสดงถึงอุณหภูมิของของเหลวที่ออกจากระบบหลังจากเกิดการแลกเปลี่ยนความร้อน (โดยมีพลังงานลดลง ดังนั้นอุณหภูมิจึงต่ำลง)
• การคำนวณความแตกต่างของอุณหภูมิ: โฮสต์จะคำนวณความแตกต่างอย่างต่อเนื่อง (ΔT = T1 − T2) ความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้นแสดงว่ามีการถ่ายเทความร้อนต่อหน่วยเวลามากขึ้น

3. การคำนวณความร้อน: การสะสมความร้อนทั้งหมดโดยใช้สูตรทางเทอร์โมไดนามิกส์

• Q คือปริมาณความร้อนสะสม (หน่วย: kWh หรือ GJ)
• qm คืออัตราการไหลของมวล ณ ขณะนั้น (กก./ชม.)
• cp คือความจุความร้อนจำเพาะของของเหลวที่ความดันคงที่ (สำหรับน้ำ โดยทั่วไปคือ ));
• ΔT คือความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำที่จ่ายและน้ำที่ไหลกลับ (℃);
• เครื่องหมายอินทิกรัลแสดงถึงการสะสมตามเวลา (t) กล่าวคือ ปริมาณความร้อนทั้งหมดที่ใช้ไปตั้งแต่เริ่มวัดจนถึงปัจจุบัน

III. การส่งออกข้อมูลและการประยุกต์ใช้งาน

สรุป