一种射流水表以及流量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种射流水表，包括：表壳，具有射流腔体，超声组件，设置于表壳中，超声组件能够发射经过射流腔体沿第一设定方向传播的第一超声波，所述超声组件还能够发射经过所述射流腔体沿第二设定方向传播的第二超声波，第一设定方向和第二设定方向相反，时间模块，与超声组件电性连接，时间模块能够获取第一超声波在流体介质中沿第一设定方向传播设定距离所需要的第一传播时间以及第二超声波在流体介质中沿第二设定方向传播设定距离所需要的第二传播时间；处理系统，与时间模块电性连接，处理系统能够基于第一传播时间和第二传播时间的时间差获得进入射流腔体的流体的振荡频率信息。本发明专利技术可以提高射流水表计量的精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种射流水表以及流量计算方法
本专利技术涉及射流水表
，尤其涉及一种射流水表以及流量计算方法。
技术介绍
射流表工作原理，一定温度和流量条件下，斯特劳哈系数为常数，射流表的流量（流速）与射流振荡频率比值为一定值。根据此原理，通过测量射流振荡频率，可以换算出流量大小，进而积算得到用水量大小。目前，现有的射流水表主要采用两种方式测量射流振荡频率：一种是压力检测式，通过在反馈通道设置压电传感器，测量周期振荡引起的压力变化来获得频率信息；另一种是电磁检测式，即在内部安装永磁体，通过测量水流切割磁感线产生电势值的变化来获得频率信息。第一种方式目前存在的问题是，受压电传感器结构及分辨力限制，一方面自身会对反馈通道的流场造成影响，同时在小流量下时反馈通道压力幅值变化很小，传感器很难准确将压力波动变化的频率信息提取出来；第二种方式由于内部安装有磁性较强的永磁体，长期在水质较差的环境下使用后，射流腔内特别是两侧附壁面处会吸附很多杂质（主要是铁屑），改变射流腔结构，影响射流正常起振，严重时会堵塞通道，使水表计量功能失效。
技术实现思路
本专利技术提供一种射流水表以及流量计算方法，其可以提高射流水表计量的精度和稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种射流水表，包括：表壳，具有射流腔体，所述射流腔体能够使得进入所述射流腔体的流体形成稳定振荡；超声组件，设置于所述表壳中，所述超声组件能够发射经过所述射流腔体沿第一设定方向传播的第一超声波，所述超声组件还能够发射经过所述射流腔体沿第二设定方向传播的第二超声波，所述第一设定方向和第二设定方向相反，所述第一超声波和所述第二超声波为频率相同的超声波；时间模块，与所述超声组件电性连接，所述时间模块能够获取所述第一超声波在流体介质中沿所述第一设定方向传播设定距离所需要的第一传播时间以及所述第二超声波在所述流体介质中沿第二设定方向传播所述设定距离所需要的第二传播时间；处理系统，与所述时间模块电性连接，所述处理系统能够基于所述第一传播时间和所述第二传播时间的时间差获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息。作为上述技术方案的优选，所述处理系统能够基于所述第一传播时间和所述第二传播时间的时间差计算获得进入所述射流腔体的流体的平均流速，并基于所述平均流速的变化获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息。作为上述技术方案的优选，所述超声组件包括第一换能器和第二换能器，所述第一换能器用于按设定频率发射所述第一超声波，所述第二换能器用于按所述设定频率发射所述第二超声波，所述第一换能器还能够用于接收所述第二超声波，所述第二换能器还能够用于接收第一超声波。作为上述技术方案的优选，所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离为所述设定距离。作为上述技术方案的优选，所述第一换能器的发射端与所述第二换能器的发射端相对设置。作为上述技术方案的优选，所述第一换能器和所述第二换能器为斜向设置并且所述第一换能器和所述第二换能器位于同一斜线上，所述射流腔体的水平中心线与所述斜线具有设定夹角。作为上述技术方案的优选，所述第一换能器与所述表壳连接并且位于所述射流腔体的上方，所述第二换能器与所述表壳连接并且位于所述射流腔体的下方。作为上述技术方案的优选，所述平均流速的计算公式为，c为所述第一超声波和所述第二超声波在所述流体介质中的传播速度；H为所述射流腔体的高度；Δt为所述第一传播时间和所述第二传播时间之间的时间差；φ为所述设定夹角。本专利技术另一方面还提供了一种射流水表的流量计算方法，包括：获取第一超声波在进入所述射流腔体的流体中在设定距离上正向传播所需要的第一传播时间；获取第二超声波在进入所述射流腔体的流体中在设定距离上逆向传播所需要的第二传播时间；计算获得第一传播时间和第二传播时间之间的时间差；基于所述时间差获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息；基于所述振荡频率信息计算获得进入所述射流腔体的流体的流量。作为上述技术方案的优选，所述基于所述时间差获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息包括：基于所述时间差计算获得进入所述射流腔体的流体的平均流速，基于所述平均流速的变化获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息。本专利技术提供的一种射流水表，其在表壳中设置射流腔体，射流腔体的特殊结构使得进入射流腔体的流体形成稳定的振荡，另外，表壳中还设置有超声组件，超声组件发出的超声波在不同流速和流向的流体介质中其传播速度不同，根据超声波的上述特性可以获得流体的周期性变换的振荡频率信息，基于振荡频率信息可以通过计算得到进入射流腔体的流量，相比较现有技术中的压电传感器检测流体的振荡频率，本专利技术基于超声组件获得流体的振荡频率可以在微小流量的情况下获得反馈信息，另外，相较于现有技术采用永磁体通过过测量水流切割磁感线产生电势值的变化来获得频率信息，本专利技术的超声组件不会吸附杂质而改变射流腔体结构从而影响射流正常起振，因此本专利技术提高射流水表计量的精度和稳定性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明图1示出了本专利技术实施例一种射流水表的射流腔体的剖视图；图2示出了本专利技术实施例一种射流水表的射流腔体的俯视图；图3示出了本专利技术实施例一种射流水表的射流腔体的形状示意图；图4示出了本专利技术实施例一种射流水表的处理系统的连接结构示意图；图5示出了本专利技术实施例一种射流水表的流量计算方法的流程示意图。图中：10、表壳；20、射流腔体；30、超声组件；40、射流入口；50、射流出口；60、分流劈；31、第一换能器；32、第二换能器；201、射流通道；202、第一回流通道；203、第二回流通道；204、第一射流通道；205、第二射流通道；206、第一射流壁；207、第二射流壁；100、处理系统；200、计算单元；300、振荡频率获取单元；400、时间模块。具体实施方式为使本专利技术的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1至图4，本专利技术实施例提供了一种射流水表，包括：表壳10，具有射流腔体20，射流腔体20能够使得进入射流腔体20的流体形成稳定振荡；超声组件30，设置于表壳10中，超声组件30能够发射经过射流腔体20沿第一设定方向传播的第一超声波，超声组件30还能够发射经过射流腔体20沿第二设定方向传播的第二超声波，第一设定方向和第二设定方向相反，第一超声波和所述第二超声波为频率相同的超声波；时间模块400，与超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射流水表，其特征在于，包括：/n表壳，具有射流腔体，所述射流腔体能够使得进入所述射流腔体的流体形成稳定振荡；/n超声组件，设置于所述表壳中，所述超声组件能够发射经过所述射流腔体沿第一设定方向传播的第一超声波，所述超声组件还能够发射经过所述射流腔体沿第二设定方向传播的第二超声波，所述第一设定方向和第二设定方向相反，所述第一超声波和所述第二超声波为频率相同的超声波；/n时间模块，与所述超声组件电性连接，所述时间模块能够获取所述第一超声波在流体介质中沿所述第一设定方向传播设定距离所需要的第一传播时间以及所述第二超声波在所述流体介质中沿第二设定方向传播所述设定距离所需要的第二传播时间；/n处理系统，与所述时间模块电性连接，所述处理系统能够基于所述第一传播时间和所述第二传播时间的时间差获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种射流水表，其特征在于，包括：
表壳，具有射流腔体，所述射流腔体能够使得进入所述射流腔体的流体形成稳定振荡；
超声组件，设置于所述表壳中，所述超声组件能够发射经过所述射流腔体沿第一设定方向传播的第一超声波，所述超声组件还能够发射经过所述射流腔体沿第二设定方向传播的第二超声波，所述第一设定方向和第二设定方向相反，所述第一超声波和所述第二超声波为频率相同的超声波；
时间模块，与所述超声组件电性连接，所述时间模块能够获取所述第一超声波在流体介质中沿所述第一设定方向传播设定距离所需要的第一传播时间以及所述第二超声波在所述流体介质中沿第二设定方向传播所述设定距离所需要的第二传播时间；
处理系统，与所述时间模块电性连接，所述处理系统能够基于所述第一传播时间和所述第二传播时间的时间差获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息。


2.根据权利要求1所述的射流水表，其特征在于，所述处理系统能够基于所述第一传播时间和所述第二传播时间的时间差计算获得进入所述射流腔体的流体的平均流速，并基于所述平均流速的变化获得进入所述射流腔体的流体的振荡频率信息。


3.根据权利要求1所述的射流水表，其特征在于，所述超声组件包括第一换能器和第二换能器，所述第一换能器用于按设定频率发射所述第一超声波，所述第二换能器用于按所述设定频率发射所述第二超声波，所述第一换能器还能够用于接收所述第二超声波，所述第二换能器还能够用于接收第一超声波。


4.根据权利要求2所述的射流水表，其特征在于，所述第一换能器和所述第二换能器之间的距离为所述设定距离。


5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琪，刘宏亮，包松浩，
申请(专利权)人：宁波水表集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33