超声波水表以及借助超声波水表获取水流温度的方法技术

本发明专利技术涉及超声波水表以及借助超声波水表获取水流温度的方法。所述方法直接测量水流的当前水质量流量和水体积流量，并依据它们计算当前水密度。通过查找水密度与水温度对应关系表，查到当前水密度对应的水温度。本发明专利技术不需要专门的温度测量器件，只借助超声波水表获取的水流量数据就获取了水流实时温度，节省成本。

【技术实现步骤摘要】
超声波水表以及借助超声波水表获取水流温度的方法
本专利技术涉及计量装置及该计量装置的数据处理方法，特别是涉及水表及运用该水表采取数据获取非水表计量参数的数据。
技术介绍
现有技术水表只能计量安装该水表管路中的水流量，为了获取管路中的水温度数据，需要在管路中设置温度计量装置，装置布设成本高且易损坏。另外，部分地区需要根据水流温度调整水表计费费率，因此需要水表能够在计量水流量的同时获取水温度数据。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种不需要专用温度测量器件就能获取水温度数据的超声波水表，以及该超声波水表获取水流温度的方法。本专利技术解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：提出一种借助超声波水表获取水流温度的方法。所述超声波水表包括侦测管，分别安装在该侦测管两端的两换能器安装管，用于产生超声波的超声波发生模块，用于侦测超声波的超声波侦测模块，用于收发超声波的第一换能器和第二换能器，以及数据处理器。换能器安装管的轴线与侦测管的轴线互相垂直，且换能器安装管与侦测管连通。借助两换能器安装管，两换能器插入侦测管内并被固定安装，使一换能器发射的超声波能够被另一换能器接收到。数据处理器电连接超声波发生模块和超声波侦测模块。第一换能器分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块。第二换能器也分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块。数据处理器首先控制第一换能器发射超声波时，使第二换能器接收超声波而测量第一超声波传播时长。数据处理器在控制第二换能器发射超声波时，使第一换能器接收超声波而测量第二超声波传播时长。数据处理器借助第一超声波传播时长和第二超声波传播时长获取水流在侦测管内的当前水流速v。所述方法包括如下步骤：A.在超声波水表内存储水密度与水温度对应关系表；B.依据当前水流速v计算当前水体积流量u；C.直接获取当前水质量流量m；D.依据步骤B获取的当前水体积流量u和步骤C获取的当前水质量流量m，，计算当前水密度ρ=m/u；E.依据步骤D计算的当前水密度ρ，在水密度与水温度对应关系表中查询出与当前水密度ρ对应的当前水温度T；F.依据步骤E获取的当前水温度T，完成数据处理。具体地，步骤B包括如下分步骤：B1.依据侦测管的管内径r，借助u=πvr2计算当前水体积流量u。在侦测管内设置至少一重力传感器，那么步骤C包括如下分步骤：C1.借助重力传感器侦测侦测管内水流在单位时间内流过水的质量，也就是当前水质量流量m。另一种方案，所述超声波水表还包括电连接数据处理器的流量数据输入接口，该流量数据输入接口电连接能够计量超声波水表所安装管道的水质量流量的表外计量装置，那么步骤C包括如下分步骤：C2.借助流量数据输入接口接收表外计量装置输出的当前水质量流量m。本专利技术解决所述技术问题还可以通过采用以下技术方案来实现：设计、制造一种超声波水表，包括侦测管，分别安装在该侦测管两端的两换能器安装管，用于产生超声波的超声波发生模块，用于侦测超声波的超声波侦测模块，用于收发超声波的第一换能器和第二换能器，以及数据处理器。换能器安装管的轴线与侦测管的轴线互相垂直，且换能器安装管与侦测管连通。借助两换能器安装管，两换能器插入侦测管内被并固定安装，使一换能器发射的超声波能够被另一换能器接收到。数据处理器电连接超声波发生模块和超声波侦测模块；第一换能器分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块；第二换能器也分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块。使第一换能器发射超声波时，第二换能器接收超声波而测量第一超声波传播时长，使第二换能器发射超声波时，第一换能器接收超声波而测量第二超声波传播时长，借助第一超声波传播时长和第二超声波传播时长获取水流在侦测管内的当前水流速，进而获取水流量。具体地，超声波水表还包括能够提供电能的电源模块，用于控制电能输出的电源管理模块，用于设置和显示超声波水表参数的输入输出模块，以及用于远程传输数据的数据通信模块。输入输出模块、数据通信模块和电源管理模块都电连接数据处理模块。电源模块受电源管理模块的控制为超声波水表内的所有用电元器件提供电能。具体而言，所述电源模块是大容量电池，或者是能够多次充放电的充电电池。更具体地，所述输入输出模块包括显示屏和键盘。另外，所述输入输出模块是触摸屏。具体而言，所述数据通信模块包括分别电连接数据处理器的有线通信子模块和无线通信子模块。同现有技术相比较，本专利技术“超声波水表以及借助超声波水表获取水流温度的方法”的技术效果在于：不需要专门的温度测量器件，只借助超声波水表获取的水流量数据就获取了水流实时温度，节省成本。附图说明图1是本专利技术“超声波水表以及借助超声波水表获取水流温度的方法”第一实施例的正投影主视示意图；图2是所述第一实施例的正投影左视示意图；图3是所述第一实施例的分解状态示意图；图4是所述第一实施例的侦测管1的正投影左视示意图；图5是所述第一实施例的侦测管1的左视方向剖视示意图；图6是所述第一实施例的电原理示意框图；图7是本专利技术第二实施例的分解状态示意图；图8是所述第二实施例的侦测管1的后视方向剖视示意图；图9是所述第一实施例的侦测管1的后视方向剖视示意图。具体实施方式以下结合附图所示各实施例作进一步详述。本专利技术提出一种超声波水表。如图1至图6所示，包括侦测管1，分别安装在该侦测管1两端的两换能器安装管2，用于产生超声波的超声波发生模块41，用于侦测超声波的超声波侦测模块42，用于收发超声波的第一换能器31和第二换能器32，以及数据处理器5。如图4和图5所示，换能器安装管2的轴线Q1Q2和Q3Q4都与侦测管1的轴线P1P2互相垂直，且换能器安装管2与侦测管1连通。借助两换能器安装管2，两换能器31、32插入侦测管1内并被固定安装，使一换能器发射的超声波能够被另一换能器接收到。如图6所示，数据处理器5电连接超声波发生模块41和超声波侦测模块42。第一换能器31分别连接超声波发生模块41和超声波侦测模块42，第二换能器32也分别连接超声波发生模块41和超声波侦测模块42。数据处理器5首先控制第一换能器31发射超声波时，使第二换能器32接收超声波而测量第一超声波传播时长t1，那么从原理上可得v1+v=s×t1，v1是超声波在侦测管1内水中传播速度，v是当前水流速度，s是两换能器31、32之间的距离。数据处理器在控制第二换能器32发射超声波时，使第一换能器31接收超声波而测量第二超声波传播时长t2，那么从原理可得-v1+v=s×t2。上述两式相加即可消除超声波在侦测管1内水中传播速度v1得v=s(t1+t2)/2，即数据处理器5借助第一超声波传播时长t1和第二超声波传播时长t2获取水流在侦测管1内的当前水流速v。上述推导过程是从原理上简化得出，实际计算过程需要结合水体物理特性和超声波在水体中传播的流体动力学方面的具体问题进行推导，较为复杂，此处不再赘述，其结论就是根据第一超声波传播时长t1和第二超声波传播时长t2可以获取当前水流速v。该水流速v具有一维方向性，v是正值时代表正向水流，v是负值时代表反向水流。因此，本专利技术超声波水表能够侦测水流向，不会如现有技术存在无法检测倒流问题，或者需要投入更大成本监测倒流。本专利技术通过获取当前水流速v，即可通过进一步换算出水流量。所述超声波水表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种借助超声波水表获取水流温度的方法，其特征在于：所述超声波水表包括侦测管，分别安装在该侦测管两端的两换能器安装管，用于产生超声波的超声波发生模块，用于侦测超声波的超声波侦测模块，用于收发超声波的第一换能器和第二换能器，以及数据处理器；换能器安装管的轴线与侦测管的轴线互相垂直，且换能器安装管与侦测管连通；借助两换能器安装管，两换能器插入侦测管内并被固定安装，使一换能器发射的超声波能够被另一换能器接收到；数据处理器电连接超声波发生模块和超声波侦测模块；第一换能器分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块；第二换能器也分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块；数据处理器首先控制第一换能器发射超声波时，使第二换能器接收超声波而测量第一超声波传播时长；数据处理器在控制第二换能器发射超声波时，使第一换能器接收超声波而测量第二超声波传播时长；数据处理器借助第一超声波传播时长和第二超声波传播时长获取水流在侦测管内的当前水流速v；所述方法包括如下步骤，A. 在超声波水表内存储水密度与水温度对应关系表；B. 依据当前水流速v计算当前水体积流量u；C. 直接获取当前水质量流量m；D. 依据步骤B获取的当前水体积流量u和步骤C获取的当前水质量流量m，，计算当前水密度ρ=m/u；E. 依据步骤D计算的当前水密度ρ，在水密度与水温度对应关系表中查询出与当前水密度ρ对应的当前水温度T；F. 依据步骤E获取的当前水温度T，完成数据处理。...

【技术特征摘要】
1.一种借助超声波水表获取水流温度的方法，其特征在于：所述超声波水表包括侦测管，分别安装在该侦测管两端的两换能器安装管，用于产生超声波的超声波发生模块，用于侦测超声波的超声波侦测模块，用于收发超声波的第一换能器和第二换能器，以及数据处理器；换能器安装管的轴线与侦测管的轴线互相垂直，且换能器安装管与侦测管连通；借助两换能器安装管，两换能器插入侦测管内并被固定安装，使一换能器发射的超声波能够被另一换能器接收到；数据处理器电连接超声波发生模块和超声波侦测模块；第一换能器分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块；第二换能器也分别连接超声波发生模块和超声波侦测模块；数据处理器首先控制第一换能器发射超声波时，使第二换能器接收超声波而测量第一超声波传播时长；数据处理器在控制第二换能器发射超声波时，使第一换能器接收超声波而测量第二超声波传播时长；数据处理器借助第一超声波传播时长和第二超声波传播时长获取水流在侦测管内的当前水流速v；所述方法包括如下步骤，A.在超声波水表内存储水密度与水温度对应关系表；B.依据当前水流速v计算当前水体积流量u；C.直接获取当前水质量流量m；D.依据步骤B获取的当前水体积流量u和步骤C获取的当前水质量流量m，，计算当前水密度ρ=m/u；E.依据步骤D计算的当前水密度ρ，在水密度与水温度对应关系表中查询出与当前水密度ρ对应的当前水温度T；F.依据步骤E获取的当前水温度T，完成数据处理。2.根据权利要求1所述的借助超声波水表获取水流温度的方法，其特征在于：步骤B包括如下分步骤，B1.依据侦测管的管内径r，借助u=πvr2计算当前水体积流量u。3.根据权利要求1或者2所述的借助超声波水表获取水流温度的方法，其特征在于：在侦测管内设置至少一重力传感器，那么步骤C包括如下分步骤，C1.借助重力传感器侦测侦测管内水流在单位时间内流过水的质量，也就是当前水质量流量m。4.根据权利要求1或者2所述的借助超声波水表获取水流温度的方法，其特征在于：还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘虎平，
申请(专利权)人：深圳市前海海洋仪表科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44