CN105157884B - 超声波热量表 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声波热量表，包括测速管件、超声波传感器、温度传感器、电路板密封盒及安装其内的电路板，超声波传感器和温度传感器与电路板电连接，测速管件包括管径相等的第一测速管和第二测速管，水流流经第一测速管和第二测速管，能够测得两个测速管环境下的两个系列流速值，在后续数字处理单元处理中，将该两个系列流速值取平均得到一个均值流速，该均值流速减少了由于水流变向而产生气泡对测量结果稳定性和准确性的影响，具有较高的精确度；此外电路板密封盒上通过空心转轴旋转安装有旋转台，显示屏固定于旋转台上，当本超声波热量表装配于热力管道中后，可以通过转动旋转台，将显示屏调整至适合读取读数的角度，富于人性化设计。

Description

超声波热量表

技术领域

本发明属于热量表领域，尤其涉及一种超声波热量表。

背景技术

超声波热量表是基于超声波测量技术发展起来的一种热量计量仪表，使用时将其串接于用户室内的热力管道中，通过安装在热量表管件上的一对超声波传感器采集流速信号，再通过分别安装在热水进水管道(一般均设置在热量表管件上)和经热交换之后的回水管道上的一对温度传感器采集温度差信号，并将采集到的流速信号和温度差信号送至表体内的数据处理单元进行综合处理，最终得到用户所使用的热量值。

超声波热量表计量结果的精确度与所测流速有直接关系，常见的超声波流速测量方式有反射式和直射式两种，反射式测量需在热量表管件内通道中固定反射面，而反射面易因污染导致反射能力下降，从而影响到流速测量的精确度；直射式测量中，两端固定超声波传感器的测速管与进、出水管之间存在一定夹角，故超声波传播路径与水流路径也相应存在一定夹角，水流在进入测速管前会有至少两次变向，使得流经测速管的水流中产生气泡，气泡会对超声波传播造成影响，进一步影响到测速的稳定性和准确性。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种具有较高测速稳定性和准确性的超声波热量表。

该超声波热量表的技术方案是这样实现的：

所述超声波热量表，包括测速管件、安装于测速管件上的超声波传感器和温度传感器，安装于测速管件上的电路板密封盒，电路板密封盒内安装有电路板，超声波传感器和温度传感器与电路板电连接，电路板还电连接有显示屏，所述测速管件包括管径均相等的进水管、出水管、垂直管、第一测速管、第二测速管和平行管，进水管、出水管、平行管轴线相重合，第一测速管、第二测速管轴线相重合，第一测速管、第二测速管轴线平行于进水管、出水管、平行管轴线；

第一测速管一端通过垂直管与进水管相连通，第一测速管另一端通过垂直管与平行管一端相连通，第二测速管一端通过垂直管与平行管另一端相连通，第二测速管另一端通过垂直管与出水管一端相连通；

第一测速管、第二测速管两端均沿其轴线向外延伸形成超声波传感器安装孔。

进一步的，所述测速管件还匹配有过滤管，过滤管与第一测速管、第二测速管均相适配，过滤管管身沿周向均布若干与过滤管内通道相贯通的小孔。

进一步的，所述过滤管的一端沿周向向外延伸形成固定外缘，固定外缘外径大于超声波传感器安装孔外径，固定外缘由弹性材料制成。

进一步的，所述过滤管管身由聚四氟乙烯制成。

进一步的，所述过滤管靠近固定外缘的部分管身布有与过滤管内通道相贯通的小孔。

进一步的，所述垂直管轴线垂直于第一测速管、第二测速管和平行管轴线。

进一步的，所述第一测速管和第二测速管外管壁上固定有固定管，电路板密封盒固定于固定管上。

进一步的，平行管管壁上开有与平行管内通道相贯通的测温孔，测温孔内置温度传感器，温度传感器通过电线与电路板密封盒内的电路板相连接；

第一测速管、第二测速管两端的超声波传感器安装孔内均安装有超声波传感器，超声波传感器通过电线与电路板密封盒内的电路板相连接。

进一步的，所述电路板密封盒上通过空心转轴旋转安装有旋转台，显示屏固定安装于旋转台上，空心转轴内部中空，电线穿于其中，电线一端与显示屏相连接，另一端与电路板密封盒内的电路板相连接。

进一步的，所述进水管与热力管道相连接的一端，所述出水管与热力管道相连接的一端均攻有螺纹。

本超声波热量表所匹配的测速管件基于直射式测速原理，通过使水流连续流经管径相同的第一测速管和第二测速管，在第一测速管、第二测速管两端均安装超声波传感器，从而能够测得第一测速管和第二测速管两个测速管环境下的两个系列流速值，在后续数字处理单元处理中，将该两个系列流速值取平均得到一个均值流速，该均值流速减少了由于水流变向而产生气泡对测量结果稳定性和准确性的影响，具有较高的精确度。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明所述超声波热量表结构示意图；

图2是本发明所述超声波热量表轴剖视图；

图3是过滤管的轴剖视图。

附图标记说明：

图中：1.进水管、2.出水管、3.垂直管、4.第一测速管、5.第二测速管、6.平行管、7.过滤管、8.小孔、9.固定外缘、10.超声波传感器安装孔、11.超声波传感器、12.固定管、13.测温孔、14.电路板密封盒、15.电路板、16.旋转台、17.空心转轴、18.显示屏、19.温度传感器、20.电线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明所述超声波热量表，如图1、2所示，包括测速管件、安装于测速管件上的超声波传感器11和温度传感器19，安装于测速管件上的电路板密封盒14，电路板密封盒14内安装有电路板15，超声波传感器11和温度传感器19与电路板15电连接，电路板15还电连接有显示屏18，其与现有超声波热量表不同之处在于：所述测速管件包括管径均相等的进水管1、出水管2、垂直管3、第一测速管4、第二测速管5和平行管6，进水管1、出水管2、平行管6轴线相重合，第一测速管4、第二测速管5轴线相重合，第一测速管4、第二测速管5轴线平行于进水管1、出水管2、平行管6轴线；

第一测速管4一端通过垂直管3与进水管1相连通，第一测速管4另一端通过垂直管3与平行管6一端相连通，第二测速管5一端通过垂直管3与平行管6另一端相连通，第二测速管5另一端通过垂直管3与出水管2一端相连通；

第一测速管4、第二测速管5两端均沿其轴线向外延伸形成超声波传感器安装孔10，超声波传感器安装孔10中安装有超声波传感器11。

本超声波热量表所匹配的测速管件基于直射式测速原理，通过使水流连续流经管径相同的第一测速管4和第二测速管5，在第一测速管4、第二测速管5两端均安装超声波传感器11，从而能够测得第一测速管4和第二测速管5两个测速管环境下的两个系列流速值，在后续数字处理单元处理中，将该两个系列流速值取平均得到一个均值流速，该均值流速减少了由于水流变向而产生气泡对测量结果稳定性和准确性的影响，具有较高的精确度。

水流在流入第一测速管4和第二测速管5前都经过了变向，都会产生气泡对测速结果产生影响，就此点而言，本超声波热量表所匹配的测速管件与现有超声波热量表所匹配的直射式测速管件无不同之处，但在管径相同以保证两个系列流速值能够进行平均运算处理的前提下，从统计学角度出发，本超声波热量表所匹配的测速管件的两个测速管环境能够较为全面和客观的反映水流变向对测速结果的影响，而现有超声波热量表所匹配的直射式测速管件只有一个测速管环境，也就是其只能测得一个系列流速值，这就难免存在随机状况-水流变向对测速结果的影响很小或者很大的情形出现，对流速测量的稳定性和准确性产生较大影响。

本超声波热量表所匹配的测速管件还匹配有过滤管7，如图3所示，过滤管7与第一测速管4、第二测速管5均相适配，过滤管7管身沿周向均布若干与过滤管7内通道相贯通的小孔8，使用时，将过滤管7自超声波传感器安装孔10固定安装于第一测速管4和第二测速管5的入水口一端，过滤管7能够将进入第一测速管4和第二测速管5的气泡滤除，同时还能够将水流中混杂的各类杂质滤除，进一步提高了超声波传感器11的测速精确度。

所述过滤管7的一端沿周向向外延伸形成固定外缘9，固定外缘9外径大于超声波传感器安装孔10外径，固定外缘9由弹性材料制成，固定外缘9卡于第一测速管4和第二测速管5入水口一端的超声波传感器安装孔10外，便于过滤管7的固定安装，而且装配超声波传感器11时，固定外缘9还能起到密封垫的作用。

为了减少过滤管7集积水垢，对超声波传感器11的测速造成影响，所述过滤管7管身由聚四氟乙烯制成。

优选的，所述过滤管7靠近固定外缘9的部分管身布有与过滤管7内通道相贯通的小孔8，只要布有小孔8的管身长度超过垂直管3出水口与第一测速管4入水口相交部分即可。

为了减少水流变向所产生气泡的数量，减轻对超声波传感器11的测速造成的影响，所述垂直管3轴线垂直于第一测速管4、第二测速管5和平行管6轴线。

与本超声波热量表所匹配的测速管件结构相适应，所述第一测速管4和第二测速管5外管壁上固定有固定管12，电路板密封盒14固定于固定管12上。

平行管6管壁上开有与平行管6内通道相贯通的测温孔13，测温孔13内置温度传感器19，温度传感器19通过电线20与电路板密封盒14内的电路板15相连接，用于测量热水进水管道中的温度，电路板15还电连接有另一个温度传感器19，用于测量回水热力管道中的温度；

第一测速管4、第二测速管5两端的超声波传感器安装孔10内均安装有超声波传感器11，超声波传感器11通过电线20与电路板密封盒14内的电路板15相连接。

所述电路板密封盒14上通过空心转轴17旋转安装有旋转台16，显示屏18固定安装于旋转台16上，空心转轴17内部中空，电线20穿于其中，电线20一端与显示屏18相连接，另一端与电路板密封盒14内的电路板15相连接，当本超声波热量表装配于热力管道中后，可以通过转动旋转台16，将显示屏18调整至适合读取读数的角度，富于人性化设计。

为了方便本超声波热量表与热力管道的装配，所述进水管1与热力管道相连接的一端，所述出水管2与热力管道相连接的一端均攻有螺纹。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声波热量表，包括测速管件、安装于测速管件上的超声波传感器(11)和温度传感器(19)，安装于测速管件上的电路板密封盒(14)，电路板密封盒(14)内安装有电路板(15)，超声波传感器(11)和温度传感器(19)与电路板(15)电连接，电路板(15)还电连接有显示屏(18)，其特征在于：所述测速管件包括管径均相等的进水管(1)、出水管(2)、垂直管(3)、第一测速管(4)、第二测速管(5)和平行管(6)，进水管(1)、出水管(2)、平行管(6)轴线相重合，第一测速管(4)、第二测速管(5)轴线相重合，第一测速管(4)、第二测速管(5)轴线平行于进水管(1)、出水管(2)、平行管(6)轴线；

第一测速管(4)一端通过垂直管(3)与进水管(1)相连通，第一测速管(4)另一端通过垂直管(3)与平行管(6)一端相连通，第二测速管(5)一端通过垂直管(3)与平行管(6)另一端相连通，第二测速管(5)另一端通过垂直管(3)与出水管(2)一端相连通，分别位于平行管(6)两端的第一测速管(4)和第二测速管(5)构成两个测度管环境；

第一测速管(4)、第二测速管(5)两端均沿其轴线向外延伸形成超声波传感器安装孔(10)，超声波传感器安装孔(10)内均安装有超声波传感器(11)，第一测速管(4)、第二测速管(5)分别通过各自两端的超声波传感器(11)测得各自相对应的一个系列流速值。

2.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于：所述测速管件还匹配有过滤管(7)，过滤管(7)与第一测速管(4)、第二测速管(5)均相适配，过滤管(7)管身沿周向均布若干与过滤管(7)内通道相贯通的小孔(8)。

3.根据权利要求2所述的超声波热量表，其特征在于：所述过滤管(7)的一端沿周向向外延伸形成固定外缘(9)，固定外缘(9)外径大于超声波传感器安装孔(10)外径，固定外缘(9)由弹性材料制成。

4.根据权利要求2或3所述的超声波热量表，其特征在于：所述过滤管(7)管身由聚四氟乙烯制成。

5.根据权利要求3所述的超声波热量表，其特征在于：所述过滤管(7)靠近固定外缘(9)的部分管身布有与过滤管(7)内通道相贯通的小孔(8)。

6.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于：所述垂直管(3)轴线垂直于第一测速管(4)、第二测速管(5)和平行管(6)轴线。

7.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于：所述第一测速管(4)和第二测速管(5)外管壁上固定有固定管(12)，电路板密封盒(14)固定于固定管(12)上。

8.根据权利要求7所述的超声波热量表，其特征在于：平行管(6)管壁上开有与平行管(6)内通道相贯通的测温孔(13)，测温孔(13)内置温度传感器(19)，温度传感器(19)通过电线(20)与电路板密封盒(14)内的电路板(15)相连接；

第一测速管(4)、第二测速管(5)两端的超声波传感器安装孔(10)内均安装有超声波传感器(11)，超声波传感器(11)通过电线(20)与电路板密封盒(14)内的电路板(15)相连接。

9.根据权利要求8所述的超声波热量表，其特征在于：所述电路板密封盒(14)上通过空心转轴(17)旋转安装有旋转台(16)，显示屏(18)固定安装于旋转台(16)上，空心转轴(17)内部中空，电线(20)穿于其中，电线(20)一端与显示屏(18)相连接，另一端与电路板密封盒(14)内的电路板(15)相连接。

10.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于：所述进水管(1)与热力管道相连接的一端，所述出水管(2)与热力管道相连接的一端均攻有螺纹。