CN105067059B - 反射式超声波水表 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种反射式超声波水表。包括表体、两个超声波换能器、两个超声波反射柱和控制器，表体包括依次连接的进水流道、第一流道、测量流道、第二流道和出水流道，两个超声波换能器分别设于第一流道和第二流道下端的表体上，两个超声波反射柱分别安装于第一流道和第二流道上端的表体上并能够上下伸缩，它们的下端为斜端面且相对设置，测量流道由第一测量管道和第二测量管道组成，第一测量管道的流量小于第二测量管道的流量且位于第二测量管道的下方，第一测量管道中设有第一电控阀，第二测量管道中设有第二电控阀，两个超声波换能器、第一电控阀和第二电控阀均与控制器电连接。应用本发明时，不论水流量量大或是小，计量精度均较高。

Description

反射式超声波水表

技术领域

本发明涉及水表技术领域，特别是涉及一种反射式超声波水表。

背景技术

众所周知，为了节省水源，控制人为浪费水资源，通常在每户的进水管上安装自来水表。超声波水表是通过检测超声波声束在水中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出水的流速从而进一步积算出水的流量的一种新式水表，由于其量程比宽，测量精度高工作稳定而广受欢迎。

现有的超声波水表根据声道的布置方式分为对射式和反射式。对射式超声波水表的超声波传播方向与水流方向交叉成一定角度，输出信号小、结构复杂、成本高。反射式超声波水表对于100mm口径以下的管道，检测距离过短，采样出来的信号分辨低，造成表的稳定性差，计量精度不高，而且反射元件易受沉积水垢而减弱超声波能量，并且超声波水表采用单通道进行测量，在水流流量越小时，计量精度越低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种反射式超声波水表。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种反射式超声波水表，包括表体、第一超声波换能器、第二超声波换能器、第一超声波反射柱、第二超声波反射柱和控制器，所述表体包括进水流道、测量流道、出水流道、连接所述进水流道和测量流道的第一流道以及连接所述出水流道和测量流道的第二流道，所述进水流道和出水流道位于同一轴线上，所述测量流道位于所述进水流道和出水流道上方，所述进水流道、测量流道、出水流道、第一流道和第二流道均为相同截面的流道，所述第一超声波换能器设于所述第一流道下端的表体上，所述第二超声波换能器设于所述第二流道下端的表体上，所述第一超声波反射柱通过第一伸缩驱动机构安装于所述第一流道上端的表体上，所述第二超声波反射柱通过第二伸缩驱动机构安装于所述第二流道上端的表体上，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的下端为斜端面，且所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面相对设置，所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构能够分别驱动所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱上下伸缩，所述第一超声波换能器、所述第二超声波换能器、所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构均与所述控制器电连接，所述测量流道由第一测量管道和第二测量管道组成，所述第一测量管道的流量小于所述第二测量管道的流量且所述第一测量管道位于所述第二测量管道的下方，所述第一测量管道中设有第一电控阀，所述第二测量管道中设有第二电控阀，所述第一电控阀和所述第二电控阀与所述控制器电连接；所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱均具有第一位置和第二位置，当所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第一位置时，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面分别正对所述第一测量管道的两端；当所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第二位置时，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面分别正对所述第二测量管道的两端；所述控制器用于在水流流量小时，打开所述第一电控阀同时关闭所述第二电控阀，并通过所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构分别驱动所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第一位置，以及在水流流量大时，打开所述第二电控阀同时关闭所述第一电控阀，并通过所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构分别驱动所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第二位置。

优选地，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面的倾斜角度为45度。

区别于现有技术的情况，本发明的有益效果是：测量流道设于进水流道和出水流道上方，所以超声波信号强且稳定，而且超声波反射柱在水流的最高处不容易沉积水垢，并且测量流道由两个测量管道组成，一个流量小，一个流量大，所以不论水流量量大或是小，计量精度均较高。

附图说明

图1是本发明实施例反射式超声波水表的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例反射式超声波水表的结构示意图。本实施例的反射式超声波水表包括表体1、第一超声波换能器2、第二超声波换能器3、第一超声波反射柱21、第二超声波反射柱22和控制器(图未示意)。

表体1包括进水流道11、测量流道12、出水流道13、连接进水流道11和测量流道12的第一流道14以及连接出水流道13和测量流道12的第二流道15，进水流道11和出水流道13位于同一轴线上，测量流道12位于进水流道11和出水流道13上方，进水流道11、测量流道12、出水流道13、第一流道14和第二流道15均为相同截面的流道。

第一超声波换能器2设于第一流道14下端的表体1上，第二超声波换能器3设于第二流道15下端的表体1上，第一超声波反射柱21通过第一伸缩驱动机构22安装于第一流道14上端的表体1上，第二超声波反射柱31通过第二伸缩驱动机构32安装于第二流道15上端的表体1上，第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31的下端为斜端面，且第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31的斜端面相对设置，第一伸缩驱动机构22和第二伸缩驱动机构32能够分别驱动第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31上下伸缩，第一超声波换能器2、第二超声波换能器3、第一伸缩驱动机构22和第二伸缩驱动机构32均与控制器电连接。第一超声波换能器2和第二超声波换能器3用于发出和接收超声波。在本实施例中，第一超声波反射柱2和第二超声波反射柱3的斜端面的倾斜角度为45度。

测量流道12由第一测量管道121和第二测量管道122组成，第一测量管道121的流量小于第二测量管道122的流量且第一测量管道121位于第二测量管道122的下方。第一测量管道121中设有第一电控阀4，第二测量管道122中设有第二电控阀5，第一电控阀4和第二电控阀5与控制器电连接。

其中，第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31均具有第一位置和第二位置，当第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31伸缩到第一位置时，第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31的斜端面分别正对第一测量管道121的两端；当第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31伸缩到第二位置时，第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31的斜端面分别正对第二测量管道122的两端。

控制器用于在水流流量小时，打开第一电控阀4同时关闭第二电控阀5，并通过第一伸缩驱动机构22和第二伸缩驱动机构32分别驱动第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31伸缩到第一位置，以及在水流流量大时，打开第二电控阀5同时关闭第一电控阀4，并通过第一伸缩驱动机构22和第二伸缩驱动机构32分别驱动第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31伸缩到第二位置。

本实施例的反射式超声波水表在工作时，水流从进水流道11进入，向上通过第一流道14，再进入测量流道12，经过测量流道12后向下进入第二流道15，再通过出水流道13流出，即水流的流向是先水平，再向上、再水平、再向下、最后水平，水流轨迹形成一个“凸”形。在测量流道12，如果水流流量小，控制器打开第一电控阀4同时关闭第二电控阀5，驱动第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31的斜端面分别正对第一测量管道121的两端，使用第一测量管道121进行小流量的准确计量；如果水流流量大，控制器打开第二电控阀5同时关闭第一电控阀4，驱动第一超声波反射柱21和第二超声波反射柱31的斜端面分别正对第二测量管道122的两端，使用第二测量管道122进行大流量的准确计量。具体而言，第一超声波换能器2发出超声波，经斜端面为45度的第一超声波反射柱21反射到斜端面同样为45度的第二超声波反射柱31，由第二超声波反射柱31反射到第二超声波换能器3转换成电信号，通过控制器计算得出顺流时差t1；再由第二超声波换能器3发出超声波，经斜端面为45度的第二超声波反射柱31反射到斜端面同样为45度的第一超声波反射柱21，由第一超声波反射柱21反射到第一超声波换能器2转换成电信号，通过控制器计算得出逆流时差t2。完成上述过程后，就可以根据顺流时差t1和逆流时差t2得出水的流速。

通过上述方式，本发明实施例的反射式超声波水表的测量流道设于进水流道和出水流道上方，所以超声波信号强且稳定，而且超声波换能器在水流的最高处不容易沉积水垢，并且测量流道由两个测量管道组成，一个流量小，一个流量大，所以不论水流量量大或是小，计量精度均较高。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种反射式超声波水表，其特征在于，包括表体、第一超声波换能器、第二超声波换能器、第一超声波反射柱、第二超声波反射柱和控制器，所述表体包括进水流道、测量流道、出水流道、连接所述进水流道和测量流道的第一流道以及连接所述出水流道和测量流道的第二流道，所述进水流道和出水流道位于同一轴线上，所述测量流道位于所述进水流道和出水流道上方，所述进水流道、测量流道、出水流道、第一流道和第二流道均为相同截面的流道，所述第一超声波换能器设于所述第一流道下端的表体上，所述第二超声波换能器设于所述第二流道下端的表体上，所述第一超声波反射柱通过第一伸缩驱动机构安装于所述第一流道上端的表体上，所述第二超声波反射柱通过第二伸缩驱动机构安装于所述第二流道上端的表体上，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的下端为斜端面，且所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面相对设置，所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构能够分别驱动所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱上下伸缩，所述第一超声波换能器、所述第二超声波换能器、所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构均与所述控制器电连接，所述测量流道由第一测量管道和第二测量管道组成，所述第一测量管道的横截面积小于所述第二测量管道的横截面积且所述第一测量管道位于所述第二测量管道的下方，所述第一测量管道中设有第一电控阀，所述第二测量管道中设有第二电控阀，所述第一电控阀和所述第二电控阀与所述控制器电连接；

所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱均具有第一位置和第二位置，当所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第一位置时，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面分别正对所述第一测量管道的两端；当所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第二位置时，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面分别正对所述第二测量管道的两端；

所述控制器用于在水流流量小时，打开所述第一电控阀同时关闭所述第二电控阀，并通过所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构分别驱动所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第一位置，以及在水流流量大时，打开所述第二电控阀同时关闭所述第一电控阀，并通过所述第一伸缩驱动机构和所述第二伸缩驱动机构分别驱动所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱伸缩到所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的反射式超声波水表，其特征在于，所述第一超声波反射柱和所述第二超声波反射柱的斜端面的倾斜角度为45度。