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一种应用于超声波热量表的流速测量装置及方法制造方法及图纸

技术编号:6888302 阅读:310 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种应用于超声波热量表的流速测量装置及方法。流速测量装置由测量基表管道和积算仪组成。测量基表管道包括螺纹接口,缩径管道,超声波换能器安装定位孔,超声波换能器,O形橡胶密封圈,超声波换能器紧固垫片。积算仪包括主控芯片,TDC-GP2芯片,异或门集成芯片,电子选通开关芯片,超声波信号处理电路,LCD液晶显示屏,按键,电源模块。流速测量的具体步骤为:主控芯片和TDC-GP2芯片初始化设置;顺流传播时间测量;逆流传播时间测量;流速值计算与数值优化处理。本发明专利技术测量基表管道结构设计合理,加工安装简单方便且不存在测量管道堵塞的问题。积算仪电路结构简单、成本低、数据显示及读取方便。流速测量范围宽、准确度高、线性度好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波热量表的研究与设计领域,尤其涉及。
技术介绍
热量表是测量、计算、并显示热交换系统所释放或吸收热量值的仪表。它主要由热量表基表、积算仪、流量传感器和配对温度传感器三部分组成。时差法超声波流量计是通过测量超声波在流体中顺逆流传播时间差来检测出液体的流速从而换算出流量的。根据超声波换能器在热量表基表上的安装位置的不同,时差法又可具体分为Z法(透过法)、V法 (反射法)、x法(交叉法)等。V法和X法需要在管道内安置反射界面,信号经过反射界面后存在着明显的信号衰减现象且易造成测量管道的堵塞问题。而Z法的安装方式在测量管段内不需安置任何反射界面,故不存在明显的阻碍部件,可以很好地解决目前绝大多数热量表存在的测量管段易堵塞的问题。积算仪和流量传感器是热量表最主要的部件,流量传感器测量精度将直接影响到整个热量表的测量精度。根据积算仪和流量传感器的不同目前热量表大致可以分为机械式、机电式和电子式。机械式的可靠性较差,机械齿轮容易被杂质卡住或损坏,且不适应电子化潮流。机电式是在机械式表的基础上增加电子显示、计费、抄表等功能模块。但它始终只是在机械表的基础上加电子控制板发展而来,无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种应用于超声波热量表的流速测量装置,其特征在于包括上游螺纹接口(1)、下游螺纹接口(2)、缩径管道(3)、积算仪(4)、上游超声波换能器安装定位孔(5)、上游超声波换能器(6)、第一O形橡胶密封圈(7)、上游超声波换能器地线(8)、上游超声波换能器信号线(9)、下游超声波换能器安装定位孔(10)、下游超声波换能器(11)、第二O形橡胶密封圈(12)、下游超声波换能器地线(13)、下游超声波换能器信号线(14)、上游超声波换能器紧固垫片(15)和下游超声波换能器紧固垫片(16);上游超声波换能器(6)和下游超声波换能器(11)包括金属防水密封外壳(17)、压电晶体模块(18)、塑料支架(...

【技术特征摘要】
1.一种应用于超声波热量表的流速测量装置,其特征在于包括上游螺纹接口(1)、下游螺纹接口(2)、缩径管道(3)、积算仪(4)、上游超声波换能器安装定位孔(5)、上游超声波换能器(6)、第一 0形橡胶密封圈(7)、上游超声波换能器地线(8)、上游超声波换能器信号线(9)、下游超声波换能器安装定位孔(10)、下游超声波换能器(11)、第二 0形橡胶密封圈 (12)、下游超声波换能器地线(13)、下游超声波换能器信号线(14)、上游超声波换能器紧固垫片(1 和下游超声波换能器紧固垫片(16);上游超声波换能器(6)和下游超声波换能器(11)包括金属防水密封外壳(17)、压电晶体模块(18)、塑料支架(19)和信号接线电路板(20);缩径管道(3)两端分别设有上游螺纹接口(1)和下游螺纹接口(2),在与缩径管道 (3)中心横截面偏上游方向成30度夹角的截面上设有一通孔,在上游缩径管道通孔端部设有上游超声波换能器安装定位孔(5),上游超声波换能器安装定位孔(5)内固定有上游超声波换能器(6),在下游缩径管道通孔端部设有下游超声波换能器安装定位孔(10),下游超声波换能器安装定位孔(10)内固定有下游超声波换能器(11),在上游超声波换能器(6) 与上游超声波换能器安装定位孔(5)之间设有第一 0形橡胶密封圈(7),在下游超声波换能器(11)与下游超声波换能器安装定位孔(10)之间设有第二 0形橡胶密封圈(12),在上游超声波换能器(6)端部设有上游超声波换能器紧固垫片(15)并用螺栓固定,在下游超声波换能器(11)端部设有下游超声波换能器紧固垫片(16)并用螺栓固定,金属防水密封外壳 (17)、塑料支架(19)和信号接线电路板(20)顺次相连,金属防水密封外壳(17)和塑料支架 (19 )之间的空腔内固定有压电晶体模块(18)。2.根据权利要求1所述的一种应用于超声波热量表的流速测量装置,其特征在于所述的积算仪(4)的电路为第一导线(21)与上游超声波换能器信号线(9)相连,第二导线(22)与下游超声波换能器信号线(14)相连,主控芯片(24)的Pl. 0、Pl. 1、Pl. 2、Pl. 3、 Pl. 4、Pl. 5 I/O 端口 分另Ij 与 TDC-GP2 芯片(23)的 INTN、SSN、SCK、Si、SO、RSTN 端口 相连,主控芯片(24)的P6.0 I/O端口与第一电子选通开关芯片(26)的输出允许控制位面相连,主控芯片(24)的P6. 1 I/O端口与第二电子选通开关芯片(27)的输出允许控制位涼相连,TDC-GP2芯片(23)的Firel端口、第一电子选通开关芯片(26)的信号输入端A和异或门集成芯片(25 )的信号输入端A连在一起并与第一导线(21)相连,TDC-GP2芯片 (23)的Fire2端口、第二电子选通开关芯片(27)的信号输入端A和异或门集成芯片(25)的信号输入端B连在一起并与第二导线(22)相连,TDC-GP2芯片(23)的FireJn、St0p2、En_ Stop2端口接地线,TDC-GP2芯片(23)的EnJtart、EnJtop 1端口接电源线,第一电子选通开关芯片(26)的信号输出端B和第二电子选通开关芯片(27)的信号输出端B连在一起并与超声波信号处理电路(28)的超声波信号输入端(32)相连,超声波信号处理电路(28)的超声波信号输出端(36)与TDC-GP2芯片(23)的Stopl端口相连,异或门集成芯片(25)的信号输出端Y与TDC-GP2芯片(23)的Mart端口相连,IXD液晶显示屏(29)的端口 1至20 分别与主控芯片(24)的液晶驱动段输出端口 SO至S19相连,IXD液晶显示屏(29)的端口 21至M分别与主控芯片(24)的液晶公共输出端口 COMO至COM3相连,按键(30)与主控芯片(24)的P2. 1 I/O端口相连,主控芯片(24)的P2. 1 I/O端口与电源线之间串联电阻R1, 电源模块(31)的正极输出端与主控芯片(24)的电源端口 Vcc相连。3.根据权利要求2所述的一种应用于超声波热量表的流速测量装置,其特征在于所述的超声波信号处理电路(28)为一阶高通滤波电路(33)、信号放大电路(34)和阈值电压比较电路(35)顺次串联,超声波信号输入端(32)与信号放大电路(34)的第一运放正向信号输入端+mi之间串联电容Cl,信号放大电路(34)的第一运放正向信号输入端+mi与地线之间串联电阻R2,信号放大电路(34)的第一运放反向信号输入端-mi与地线之间串联电阻R3,信号放大电路(34)...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宏建姚滨滨周洪亮
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:86

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