超声波水表制造技术

本发明专利技术的超声波水表作为直管连接超声波传感器的结构，是使用测量管的全电子式水表，测量管使得在水管中可能产生的空气层的影响最小化并且因为在测量管路内部没有因水流动的位置导致的路径差，所以测量信赖度高，本发明专利技术涉及一种超声波水表，其具有智能计量器的功能，具有可将用水的使用量信息和表示计量器的运转状态和使用状态的信息显示在计量器的信息显示用显示装置(LCD)并提供至远程管理系统的装置。的装置。的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】超声波水表


[0001]本专利技术涉及一种超声波水表，利用水通过配管流动时在水中传播的超声波的传播速度在与水的流动方向相同即为正方向时变快，与水流动方向为反方向时变慢的特性，并利用超声波的正方向和反方向的传播时间差来测量自来水的使用量。

技术介绍

[0002]超声波水表内置具有产生超声波的功能和能感知传播来的超声波的功能的超声波收发器(Ultrasonic Transducer)，包括具有结合配管结构的壳体的传感器模块，以下称为超声波传感器，在配管的一定部分形成测量管路，将2个超声波传感器在水流动的测量管路中直管连接或利用2个反射板，在测量管路形成超声波传播线路，从而一侧的超声波传感器产生超声波，互相相对的超声波传感器接收时分别对测量管路中流动的水的流动和反方向、正方向的传播时间进行测量，利用该时间差求出水的流动速度，并计算和配管的截面积的乘积，从而测量通过配管的水量。

技术实现思路

[0003]超声波的传播速度在常温的空气中为343m/sec，在水中为1480m/sec。超声波传感器间具有测量间隔距离的测量管路内的介质为空气或水。
[0004]因此，超声波的传播速度差异大。在超声波速度计量器的测量管路内部填充有一定量以上的空气时，该测量管路内超声波传感器的测量速度可能感知为空气内的速度或水中的速度。以水中的传播速度为基准时，如果感知到空气中的超声波测量速度，则成为不可测量状态，如果感知到水的测量速度，则成为没有信赖度的测量结果。家用水表设置环境各种各样，根据断水逆流等管路的状态或水的流动状态，超声波水表的测量管路内流入空气并对测量产生影响的情况，如果超声波信号脱离感知范围，则作为电子式计量器的超声波水表报告传感器故障状态，或者，如果超声波信号在感知范围内，则作为电子式计量器的超声波水表显示无法信赖的测量值。
[0005]以下说明中，如图1
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A所示，从前面来看，流入管路20和流出管路21(以下称为连接管路20、21)的中心轴线30向下方形成段差a，在与中心轴线31平行的测量管路14和测量管路14的两端部设置的超声波传感器10、11互相面对并形成直管形，该结构体称为U形测量管，如图1
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B所示，从上面来看，连接管路20、21的中心轴线33和测量管路15的中心轴线32形成具有一定倾斜的超声波传感器直管形，该结构体称为X形测量管，在水平的测量管路结合流入管路的部位的连接口称为上流流入口25，测量管路和流出管路的连接口称为下流流出口26。
[0006]在水表的小口径用超声波测量管，无法实现配管无变形地构成超声波传感器直管形测量管路，因此有一种反射板型超声波水表，其像U形测量管或X形测量管一样使得管路变形来构成测量管路，或在水平配管的上部设置2个超声波传感器，在传感器下部水平配管的流路将2个超声波反射板以相对的形式设置来构成测量管路。反射板型测量管路的特性
和以下说明的X形测量管路的特性并无不同。
[0007]对于测量管路内的水流动的路径和测量管路内存在空气层的情况，把握U形测量管和X形测量管表现的特性和问题，欲提出该问题的解决方案。
[0008]参考图1，通过流入管路流入的水通过测量管路向流出管路流出时，观察与测量管路内超声波的进行方向相同的水平方向的水的流动，图1的1
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A的U形测量管的情况，在测量管路14，上流流入口25和下流流出口26在测量管路14的轴线31的上部位于相同方向，因此测量管路14内水的流动的水平方向的移动距离根据其位置可不同地表示为a1、b1、c1，a1＝L1，b1＝a1+d1，c1＝a1+2d1，在水表的小口径测量管路，d1的值为L1的10％以上无法无视的大值，即使在同样的流速，超声波的传播速度也可根据测量管路14内感知的超声波的传播路径变化，是测量值可能会产生误差的结构。
[0009]与之相比，将图1的1
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B的X形测量管水平设置时，从上面看X形测量管的测量管路15，上流流入口25和下流流出口26位于测量管路15的轴线32的相反方向，因此测量管路14内水的流动的水平方向的移动距离表示为a2、b2、c2，在配管内与其位置无关相同，a2＝L2+d2，b2＝L2+d2，c2＝L2+d2，因此，测量管路15内没有根据超声波的传播路径的变化，具有优秀的测量性能。
[0010]参考图2，通过流入管路流入的水通过测量管路向流出管路流出时，观察水管里有空气层的情况对测量管路的影响。
[0011]在水流动的水管设置超声波水表时或在断水逆流等配管产生可能流入空气的影响，在超声波测量管路内产生或存在空气层的情况，或超声波水表的设置位置比水栓高，配管所需的压力低，通过流出口流动的水为少量的情况，以在配管内部形成一定空气层的状态，可能会产生水仅向配管的下部流动的情况。这样的情况下，在配管水平设置超声波测量管的如图2的2
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A所示，X形测量管的情况，根据空气层的大小可能会成为无法测量的状态或获得无法信赖的测量值。如图2的2
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B所示，U形测量管路14的情况，水通过流入管路20和流出管路21向空气层下流动的情况，成为水充满测量管路14的状态，从而在配管产生空气层的情况也表现出优秀的测量性能。
[0012]在超声波传感器对应并面对的直管形测量管路，在U形测量管或X形测量管的形态下，可以得知，U形测量管虽然在配管有空气层的情况优秀，但在测量管路14内产生根据位置的水流的路径差，X形测量管虽然在测量管路15内没有根据位置的水流的路径差，但在配管有空气层的情况产生测量问题。理想地，水管经常有高水压，因此即使内部产生空气层，使用自来水时空气排出，配管内充满水的状态为正常，但现实上经常并非如此。就叶轮驱动型的机械式水表而言，计量器在管路有空气流动的情况也识别为运转，但电子式超声波计量器通过感知超声波传感器异常并报告故障状态，如果空气从正常的水流管路内排出，则转换为正常状态，从而给使用者带来混乱。
[0013]本专利技术作为解决如上所述的问题的方案，提供一种超声波水表，如图3的3
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A所示，将超声波测量管的结构构成连接管路20、21和测量管路15，以U形测量管的形态获得上部结构，下部的超声波测量管路15获得X形测量管的测量管路的形态，如图3的3
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C所示，从正面看时，测量管路15和连接管路20、21形成下方段差a，从而解决配管内的空气层的问题，如图3的3
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B所示，从上面看时，连接管路的中心轴线18和测量管路的中心轴线19形成一定扭角θ，将测量管路16的上流流入口25和下流流入口26设置于测量管路16的两侧面端部，从而通
过测量管路15内没有水流的路径差的测量管提高信赖度。
[0014]本专利技术的超声波水表作为直管连接超声波传感器的结构，是使用测量管的全电子式水表，测量管使得在水管可能产生的空气层的影响最小化并且因为在测量管路内部没有因水流动的位置导致的路径差，所以测量信赖度高，能够实施这样一种超声波水表，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超声波水表，具有与水管连接的超声波测量管，利用水内超声波的传播速度来测量通过管道的水量，其特征在于，a.测量管具有测量管路、流入管路和流出管路；b.测量管路构成为直线管路，在两侧端部，超声波传感器以对应且直管的结构插入并紧密连接，流入管路及流出管路与测量管路向下方形成段差(a)，连接流入管路和流出管路的连接轴线形成直线，连接轴线和测量管路的轴线在上面看时，形成10度至50度的一定扭转角；c.流入管路形成向下曲管，与测量管路的上流侧端部的侧面的上流流入口连接，流出管路形成向下曲管，与测量管路的下流侧端部的上流流入口的相反侧的侧面的下流流出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：金永卓，
申请(专利权)人：金永卓，
类型：发明
国别省市：