建筑环境测试技术测试技术应用

第3篇测试技术(4学时)

建筑环境测试技术第12章自动化测量系统（2学时）12.1自动化测量系统概述12.2集中及分布式自动测量系统12.3数据采集器12.4数据采集系统第13章建筑环境测试技术（2学时）13.1建筑能耗测试技术13.2通风空调系统风量测量技术13.3一般通风用空气过滤器性能测量技术13.4空气冷却器与空气加热器性能测量技术13.5散热器热工性能测量技术13.6空调机组测量技术13.7洁净室测量技术13.8工业企业噪声测量技术*建筑热工温度与热流巡回检测仪检测技术*建筑环境测试新技术与新设备（激光多普勒测速仪、红外热像仪、全息干涉仪、脉冲中子活化技术）第3篇测试技术

建筑环境测试技术授课时间：2学时主要内容：数据采集器的结构，集中及分布式自动测量系统。重点和难点:

数据采集器的结构和典型功能12．自动化测量系统试►第12章自动化测量系统自动化测量系统概述

集中及分布式自动测量系统

数据采集器

数据采集系统建筑环境测试技术本章主要内容继续→第12章．自动化测量系统概念：

人工测量与自动化测量人工测量/自动测量模式切换自动化测量系统集中式、分布式及主从分布式第12章．自动化测量系统12.1自动化测量系统概述测量系统是指借助于测量仪器与设备获得测量结果的整个过程的测量体系。或指用来对被测量赋值的操作程序、评价人、量具、设备、环境及软件等要素的综合,是获得测量结果的整个过程。构建（一个理想）测量系统，要考虑诸如测量的目的、被测对象的特性、测量精度要求、系统实时性要求、地理位置分布、现场条件等多方面的因素。

测量系统的构建测量的目被测对象的特性测量精度实时性现场条件时空定位6自动化测量系统主从式系统多主式系统分布式系统系统设备自记式采集器7第12章．自动化测量系统12.1自动化测量系统概述自动化测量系统的构建构建一个自动化测量系统，除考虑上述因素外，还应考虑。连续采样、模/数转换、软件分析、计算机处理、自动监控、人机界面、通信网络等要素。12.2集中式及分布式自动化测量系统工业化过程自动化测量系统分类集中式自动化测量系统

（“集中式”是指整个整个系统中一个主机，只使用一份数据）分布式自动化测量系统

（“分布式”就是多个分机，每一个客户端都有数据的副本）912.2.1集中式自动化测量系统自动化测量核心是一台微型计算机，在机内扩展一定数量的I/O接口板与现场测量仪表进行匹配连接.10集中式自动化测量特点在监控中心可实时地观察到系统的全部测量数据。以微型计算机为核心的，具有强大的数值计算、逻辑判断、信息存储等功能。只适用于规模较小的工业过程，测量点数应在100点以内，传输距离一般应在百米以内。当系统的规模较大时，主机的负担较重，实时性变差。测量点数较多，测量的地理范围较大时，应采用分布式自动化测量系统。1112.2.2主从分布式自动化测量系统系统构成：主要由主计算机、通信信道及现场分机。主机：可由一台带有RS—232C或RS—485总线接口的微型计算机担任。RS—485接口1212.2.2主从分布式自动化测量系统RS—485接口半双工工作方式，在总线上任意时刻只能有一台分机占有总线可进行分时双向数据通讯，可以高速远距离传递信号智能仪表都配有RS—485总线接口一般情况下，RS—485总线可连接32台分机，最大传输距离可达到1200m，数据传送速率可达100kbit/s13RS-485主从分布式自动化测量系统1432

无线信道的主从分布式测量系统15

主从分布式测量系统的工作过程分机各自巡检测量分机自行数据处理（数字滤波、标度变换、A/D转换、显示、存储等）分机与主机进行数据交换主机是整个测量系统的中心，负责数据进一步的加工处理数据交换由主机控制，定时完成数据通信主机完成协调工作16

主从分布式自动测量系统的特点灵活性:负载、危险、功能、地域分散和不确定等特点远程性:测量的作用半径大实时性：大部分的数据处理工作由分机完成，提高了数据测量的是实时性可靠性：某一台分机出现影故障并不响整行。个系统的运例：17第12章．自动化测量系统无线信道主从分布式应用实例（参见书中介绍）12.3数据采集器（自记仪）模拟自动记录仪将模拟数据转化为移动的机械手臂，在卷纸上画出随时间变化的测量参数的曲线早期的有毛发湿度自记仪数据采集器将测量信号转化为数字在内部保存设备中的数据须转移到PC中分析，保存和生成报表采用电池供电19数据采集器的主要功能12.3.1数据采集器概述定义：电池供电的、便携式的、具有海量存储器的、具有与PC机接口的数据采集分时记录智能仪表类型：一体式数据采集器，即数据采集器自带传感器；组合式数据采集器，即传感器和数据采集器是分离的组合式数据采集器可以分为单通道和多通道的。多通道的可以一次同时从多个输入端采集数据2012.3.2采用数字传感器的数据采集器DS18B20是一种可组网的数字温度传感器，具有单总线的结构每个DS18B20都有一个64位的地址码

218点温度数据采集器22智能仪表与采集系统实物简介一、一线通温度传感器②现场数据采集器①计算机传输线23二、智能数据采集模块实物简介现场数据采集器温度曲线自动绘图

24智能仪表与采集系统实物简介三、SWP型巡检仪温度传感器25四、SWP型温度巡检仪数据采集模块实物简介沈阳加美自动化仪表有限公司

智能温度巡检仪（多路巡检仪表）现场数据采集器便携式多路温度巡检仪

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12.3.3上位机软件上位机是指人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。一般是上位机发出的数字命令（一般是PC或主机），下位机读取设备状态模拟量数据（一般是PLC/单片机或从机）。计算机发展快，软件在不断更新。12.4数据采集系统数据采集系统一般具有数据获取、在线分析、数据记录、离线分析和显示及数据共享五个功能：获取数据是测量物理参数的过程，测量结果以数字量的形式送入系统在线分析是在线处理获取的数据的过程数据记录是每一个数据采集系统的基本功能离线分析是获取数据之后，从数据中分析出有用信息的过程显示、数据共享构成了最后的功能2712.4.1基于PC机的数据采集系统28各部分功能和特点传感器：用于实际物理参数到电信号的转换接线端子：用于传感器到数据采集系统的连接信号的调理：进行模/数转换前，对模拟信号的处理A/D转换：模拟输入信号转换成数字信号在线分析：对采集到的测量数据的实时的处理，如坏数据的剔除、数据的软件滤波、数据的标度变换等离线分析：对已记录或存储的数据的事后处理和分析记录或存储：采用U盘、硬盘来存储的显示：显示当前数据和历史数据供电：

采用交流220V电源2912.4.2基于单片机的数据采集系统30功能与特点传感器：用于实际物理参数到电信号的转换接线端子：用于传感器到数据采集系统的连接数据处理：能力有限，只能进行简单的在线分析A/D转换：单片机内集成了A/D转换器，输入通道的数量有限，其它功能有限，结构紧凑，适于在较小系统的应用记录或存储：单片机的数据采集系统一般采用非易失的存储器来存储数据，数据的存储量有限显示：显示屏幕较小，可当前部分数据和历史数据供电：采用交流220V电源供电。不能在线分析和离线分析。3112.4.3基于数据采集器的数据采集系统数据采集器的主要功能：数据采集、记录和显示数据采集器具有串行接口，与PC机进行数据交换多个数据采集器安装在现场，进行同步数据采集和记录可以对整体分时数据进行离线分析由若干个安装在现场的数据采集器和办公室中的PC机可构成离线式数据采集系统。3212.4.4分布式采集系统的通讯技术无线网（无线电台、GPRS网）技术成熟，使用方便，GPRS网由电信维护，价格较贵33有线电视网一般为单向传输，改造费用较大（发展潜力大）架设专线需架设专线双绞线或光缆，可利用综合布线系统电力线网（220V供电网）无需通讯线路的连接与拆线，通信速度快通讯费用低，几乎不需增加通讯费用无需再架设线路，造价低、安装维护方便负载复杂、信号衰减大、干扰大、可靠性差34普通电话线通讯线路普及技术成熟、较易实现改造工作量小、容易实现通讯速度较低35利用现有线路有线数字电视网+有线宽带网+视频通讯网3637离线分布式采集系统38习题与思考1,2,5,6,10参考文献

[1].张永瑞，刘振起等编著.电子测量技术基础[M].西安电子科技大学出版社，2000.[2].田胜元，肖曰嵘编著.实验设计与数据处理.中国建筑工业出版社.1988.[3].周渭,于建国编著.测试与计量技术基础[M].西安电子科技大学.2004.[4].张子慧编.热工测量与自动控制.中国建筑工业出版社.1996

[5].郭绍霞编.热工测量技术.中国电力出版社.1997[6].王子延编.热能与动力工程测试技术.西安交通大学出版社.1998

建筑环境测试技术周卫平2011.3

湖南城市学院城市建设系

建筑环境与设备工程教研室（第二版）《建筑环境测试技术（第二版）》第3篇测试技术

建筑环境测试技术授课时间：2学时主要内容：建筑能耗测试技术、通风空调系统风量测量技术、一般通风用空气过滤器性能测量技术、空气冷却器与空气加热器性能测量技术、散热器热工性能测量技术、空调机组测量技术、洁净室测量技术、工业企业噪声测量技术。重点和难点:

建筑能耗测试技术的方案与设计。第13章建筑环境测试技术

政府办公楼空调系统26％照明27％电梯8％电脑29％开水器10％宾馆13.1建筑能耗测试技术图北京大型公共建筑能耗比例公共建筑能耗统计情况：（采暖或空调所占比例较大）13.1.1建筑物平均室温测量空间类别采暖计算平均温度卧室、起居室（厅）和卫生间18℃厨房15℃设采暖的楼梯间和走廊14℃国家《住宅建筑规范》GB50368-2005规定，室内采暖计算平均温度不应低于表1：表1：采暖计算温度·测点平均法建模：·三级计算法：（见书P.276.）第13章建筑环境测试技术13.1.1建筑物平均室温测量·三级计算法：（见书P.276.）第13章建筑环境测试技术居住建筑节能检验标准JGJ132-2007

建筑物平均室温应在设计范围内，受检房间逐时温度的最低值不应低于16℃(自觉调低室内温度者除外)，同时房间平均室温不得大于23℃。建筑物平均室温合格指标：

·建筑物平均室温应按下式计算：式中：trm----检测持续时间内房间平均室温（℃）；thh----检测持续时间内户内平均室温（℃）；

tia----检测持续时间内建筑物平均室温（℃）；

建筑面积≥20000平方米的建筑，考虑到将有如通风系统、冷热源系统等的主要设备，宜采用数据采集系统测量。方案二，采用数据采集系统测量方案一，采用数据采集器测量室内温度在-30~50℃，测试点少于1000个时，宜采用数据采集器测量。如选用BES-01温度采集记录器。（见书P.277.）1，测量方案设计温度采集记录器

数据记录间隔不超过60min，检测时段和持续时间一般不少于72h。2，测点设置及数据测量建筑物内房间面积大于5m²设置测点，测点应处于被测房间的中央，具体位置按以下规定确定：

（一）单个房间以地面对角线交汇点正上方（1.00±0.03）m处为测点，实际测量点偏离测量点的水平距离误差不大于5厘米。

（二）所测房间与走廊等处相连，应以主房间的中央位置为测量点。

（三）特殊形状的房间，需根据几何平面图的中心点现场确定中央位置。（参见书P.278.）·测点设置：·数据测量：13.1.2室外空气温度测量13.1.3室外风速测量可将温度采集记录器放置于百叶箱中，进行室外空气温度测量。百叶箱放置的高度在地面以上1.5—2.0米之间，距建筑物5-10米的范围。室外风速采用杯式风速计，测量范围：1--30m/s，精度：>0.4m/s

，放置位置同百叶箱。百叶箱杯式风速计1.测量方案设计2.测量仪表安装3.测量时间及数据处理13.1.4墙体主体传热系数测量主要检测建筑墙体主体的保温性能。

传热系数K的测（欧姆定律建模相似理论：）墙体主体传热过程与传热系数其中：λ---导热系数α---对流换热系数R---墙体结构热阻，，规律：温度分布为直线墙体主体传热系数规律：温度分布为直线欧姆定律建模2测量仪表的安装保温层的温度场因安装会增加热阴，而引入误差13.1.5建筑物单位耗能测量

我国单位建筑面积能耗目前却是发达国家的2至3倍。预计到2020年，全国高耗能建筑的面积将达到700亿平方米，仅空调夏季高峰负荷将相当于10个三峡电站满负荷能力。

我国单位建筑面积为12.7亿平方米，超过所有发达国家年建成建筑面积的总和。

目前九成以上建筑不节能。建筑物单位耗能测量公式：居住建筑节能检验标准JGJ132-2007

13.1.5建筑物单位耗能测量1，空调建筑物单位耗能测量测总耗能1，空调建筑物单位耗能测量测总耗能采暖（空调）建筑物单位耗能测量方案一，组合式热量表缺点：需切割管道采暖（空调）建筑物单位耗能测量方案二A，集中式温度热量自动测量系统方案二B，集中式温度热量在线式测量系统4分项计量系统---主从分布式系统简介分项能耗数据应用原始能耗数据采集/远传/存储分项能耗拆分计算3单位采暖耗热量及耗冷量测量数据的转换因目前没有统一转换方法，可留给学生做科研课题。接上一讲内容:

·国际上的建筑物单位零耗能研究一方面降低建筑物的能耗；另一方面一般将垃圾再利用得到的能源，或太阳能、风能、地热能和生物能等绿色利用等等。

“零耗能”建筑主要是通过最佳整体设计、利用最先进的建筑材料以及已上市的节能设备，达到房屋所需能源或电力100％自产的目标。

国际上的建筑物单位零耗能研究如北京科技大学体育馆。通过馆顶上的采光“气球”，收集并储存室外光线，实现了日间采光照明的“零耗能”。

北京科技大学体育馆空调系统能耗分析——风机与水泵商场酒店写字楼政府办公楼冷冻冷却泵11.1%冷冻冷却采暖泵25.9%冷冻冷却采暖泵23.4%空调建筑物单位耗能测量测总耗能：13.2.1利用毕托管测量管道内空气的流量

参见p.288.建筑物单位零耗能研究其它测试：如室内气象参数测定测试项目测试原理温度————温度计相对湿度————相对湿度仪二氧化碳采用气体滤波红外技术，依据气体对红外线特定波长有选择性吸收的原理计算气体浓度。

总挥发性有机物（TVOC）有机物电离后产生正、负离子，通过测量该电流的大小，来确定挥发性有机物（TVOC）的浓度。甲醛采用泵吸入方式，气体样本进入传感器，经过分析以直读方式将甲醛含量显示出来。粉尘根据90度直角光散射原理，利用内置气泵将气体微粒吸入光学室中，再由光的散射来测量微粒的浓度氡通过过滤器取一定体积的空气来收集氡，然后用α计数器测量滤料上的放射性，采用α潜能法计算出总α潜能浓度或各个子体的浓度。室内空气品质测试仪(IAQ-CALC)TSI8762空气品质测试仪

关键参数：CO、CO2、温度、湿度