CN105784032A - 超声波水表滴水计量方法 - Google Patents

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Abstract

超声波水表滴水计量方法，涉及水表应用领域。本发明是为了解决现有的普通机械水表的结构弊端，致使用户利用滴水方式偷水，使自来水公司蒙受损失的问题。本发明所述的超声波水表滴水计量方法，采用超声波时差原理，采集水流量，并在测量时将采集到的水流量与始动流量和最小流量进行比较，从而消除滴水时的误差，进而提高了水表的计量精准度。本发明适用于任何需要水表计量水流量的环境。

Description

超声波水表滴水计量方法
技术领域
本发明属于水表应用领域，尤其涉及一种超声波水表滴水计量方法。
背景技术
目前，使用机械水表收费的项目，已出现众多难以解决的纠纷和弊端。如因机械水表长年使用磨损严重导致热能表准确度降低，最终无法使用，致使用户需多次出资维护，造成用户和自来水公司之间难以解决的纠纷；用户利用机械水表计量精度误差，采用滴水的方式长期放水偷水，逃过自来水公司检查，给自来水公司带来了一定的损失而无依据查起。
综上所述，现有的普通机械水表在实际应用时存在的弊端包括：压损大、易堵塞、磨损严重、使用寿命短、更换频繁、始动流量高、无通讯手段、计量精度低、安装方式单一、没有控制手段，用户使用水表时利用机械式水表计量精度上的缺陷进行水龙头滴水方式偷水，使自来水公司蒙受损失。
发明内容
本发明是为了解决由于现有的普通机械水表的结构弊端，致使用户利用滴水方式偷水，使自来水公司蒙受损失的问题，现提供超声波水表滴水计量方法。
超声波水表滴水计量方法，该方法是超声波水表实现的，该水表包括：超声波基表1和超声波换能器2；
超声波基表1的侧壁上开有两个开口，超声波换能器2的两个超声波对射端分别穿过两个开口位于超声波基表1内部，并将所在开口密封，超声波换能器2的两个超声波对射端相互正对，
所述超声波水表滴水计量方法包括以下步骤：
步骤一：利用超声波换能器2采集超声波基表1内部的超声波顺流时间和超声波逆流时间，然后执行步骤二，
步骤二：将超声波顺流时间和超声波逆流时间作差，并判断该差值是否为有效流量，是则执行步骤三，否则执行步骤四，
步骤三：根据超声波顺流时间和超声波逆流时间计算超声波基表1内的水流量，然后执行步骤五，
步骤四：对超声波换能器2采集的信号进行干扰信号排除，然后返回步骤一，
步骤五：判断超声波基表1内的水流量是否大于等于始动流量且小于等于最小流量，是则执行步骤六，否则执行步骤七，
步骤六：对水流量进行优化处理，然后执行步骤七，
步骤七：将水流量累加到累计流量值中，获得最终的总流量值；
上述始动流量为超声波水表能够测量出的最小流量，
上述最小流量为国家水表测量标准中，水表能够保证准确测量的最小流量。
目前国内的自来水漏损率据统计超过15％，也就是说每年全国自来水使用过程中有15％的水是白白流掉了，而漏损的一是来自大管网系统的漏损，二是住户家里水龙头、马桶等用水设备坏损造成的，当然也有部分是故意将水龙头开的非常小滴水，使水表无法计量而漏损的。超声波水表由于是全电子式水表，其内部测量芯片和软件可以测量P秒级的时间值，即使管道内的被测水场发生级微小的流量也可以被测量到的，本发明的超声波水表将始动流量做到了＜1L/h做到了滴水计量，该水表是采用超声波时差原理，利用工业级电子元器件制造而成的全电子水表。与机械式水表相比较具有精度高，可靠性好，量程比宽，使用寿命长，无任何活动部件，无需设置参数，任意角度安装等特点。在超声波水表的基础上，结合本发明的滴水计量方法，提高了水表的计量精准度，增加流量的量程比，从而实现滴水计量的特点。
附图说明
图1是本发明所述的超声波水表滴水计量方法的流程图；
图2为超声波水表的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的超声波水表滴水计量方法，该方法是超声波水表实现的，该水表包括：超声波基表1和超声波换能器2；
超声波基表1的侧壁上开有两个开口，超声波换能器2的两个超声波对射端分别穿过两个开口位于超声波基表1内部，并将所在开口密封，超声波换能器2的两个超声波对射端相互正对，
所述超声波水表滴水计量方法包括以下步骤：
步骤一：利用超声波换能器2采集超声波基表1内部的超声波顺流时间和超声波逆流时间，然后执行步骤二，
步骤二：将超声波顺流时间和超声波逆流时间作差，并判断该差值是否为有效流量，是则执行步骤三，否则执行步骤四，
步骤三：根据超声波顺流时间和超声波逆流时间计算超声波基表1内的水流量，然后执行步骤五，
步骤四：对超声波换能器2采集的信号进行干扰信号排除，然后返回步骤一，
步骤五：判断超声波基表1内的水流量是否大于等于始动流量且小于等于最小流量，是则执行步骤六，否则执行步骤七，
步骤六：对水流量进行优化处理，然后执行步骤七，
步骤七：将水流量累加到累计流量值中，获得最终的总流量值；
上述始动流量为超声波水表能够测量出的最小流量，
上述最小流量为国家水表测量标准中，水表能够保证准确测量的最小流量。
本实施方之中，在实际应用时，水流量信号是实时测量的，当有流量信号时，接收超声波顺、逆流量测量时间。如果顺、逆流量时间差值大于始动门限值时，判断为流量信号为有效流量信号，可以进行流量计算，否则判断流量信号为无效流量信号，排除为干扰信号继续重测量流量信号。
当测得的流量值在始动流量和最小流量值之间，需要流量优化处理，使流量信号达到稳定，进而完成累计流量。优化操作是通过程序处理完成，本实施方式将始动流量做到了＜1L/h，能够实现超声波水表滴水计量功能。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的超声波水表滴水计量方法作进一步说明，本实施方式中，步骤二中判断超声波顺流时间和超声波逆流时间差值是否为有效流量的具体方法为：将超声波顺流时间和超声波逆流时间差值与大于始动门限值进行比较，若差值大于始动门限值，则为有效流量，否则无效；
上述始动门限值为滴水时超声波顺流时间和超声波逆流时间的差值。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的超声波水表滴水计量方法作进一步说明，本实施方式中，步骤四所述对超声波换能器2采集的信号进行干扰信号排除的具体方法为：对超声波换能器2采集的信号进行滤波。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的超声波水表滴水计量方法作进一步说明，本实施方式中，步骤六所述对水流量进行优化处理的具体方法为：对获得的水流量求取平均值，并将获得的平均值作为最优流量值。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的超声波水表滴水计量方法作进一步说明，本实施方式中，超声波水表还包括温度传感器3，超声波基表1的侧壁上开有温度测量口，温度传感器3的测温端穿过温度测量口位于超声波基表1内部。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五所述的超声波水表滴水计量方法作进一步说明，本实施方式中，超声波换能器2的两个超声波对射端和温度传感器3的测温端分别通过密封圈4将所在开口密封。
本实施方式中，温度传感器3为NTC温度传感器；
超声波换能器2的中心谐振频率为1.0MHZ±5％；
综合灵敏度为-30dBmin；
发射波束角为-3dB全开角；
静电电容为1200PF±20％；
最大工作电压脉冲波＜300V；
工作温度在0℃～95℃之间。

Claims (6)

1.超声波水表滴水计量方法，该方法是基于超声波水表实现的，该水表包括：超声波基表(1)和超声波换能器(2)；
超声波基表(1)的侧壁上开有两个开口，超声波换能器(2)的两个超声波对射端分别穿过两个开口位于超声波基表(1)内部，并将所在开口密封，超声波换能器(2)的两个超声波对射端相互正对，
其特征在于，所述超声波水表滴水计量方法包括以下步骤：
步骤一：利用超声波换能器(2)采集超声波基表(1)内部的超声波顺流时间和超声波逆流时间，然后执行步骤二，
步骤二：将超声波顺流时间和超声波逆流时间作差，并判断该差值是否为有效流量，是则执行步骤三，否则执行步骤四，
步骤三：根据超声波顺流时间和超声波逆流时间计算超声波基表(1)内的水流量，然后执行步骤五，
步骤四：对超声波换能器(2)采集的信号进行干扰信号排除，然后返回步骤一，
步骤五：判断超声波基表(1)内的水流量是否大于等于始动流量且小于等于最小流量，是则执行步骤六，否则执行步骤七，
步骤六：对水流量进行优化处理，然后执行步骤七，
步骤七：将水流量累加到累计流量值中，获得最终的总流量值；
上述始动流量为基于超声波水表能够测量出的最小流量，
上述最小流量为国家水表测量标准中，水表能够保证准确测量的最小流量。
2.根据权利要求1所述的超声波水表滴水计量方法，其特征在于，步骤二中判断超声波顺流时间和超声波逆流时间差值是否为有效流量的具体方法为：将超声波顺流时间和超声波逆流时间差值与大于始动门限值进行比较，若差值大于始动门限值，则为有效流量，否则无效；
上述始动门限值为滴水时超声波顺流时间和超声波逆流时间的差值。
3.根据权利要求1所述的超声波水表滴水计量方法，其特征在于，步骤四所述对超声波换能器(2)采集的信号进行干扰信号排除的具体方法为：对超声波换能器(2)采集的信号进行滤波。
4.根据权利要求1所述的超声波水表滴水计量方法，其特征在于，步骤六所述对水流量进行优化处理的具体方法为：对获得的水流量求取平均值，并将获得的平均值作为最优流量值。
5.根据权利要求1所述的超声波水表滴水计量方法，其特征在于，基于超声波水表还包括温度传感器(3)，超声波基表(1)的侧壁上开有温度测量口，温度传感器(3)的测温端穿过温度测量口位于超声波基表(1)内部。
6.根据权利要求1所述的超声波水表滴水计量方法，其特征在于，超声波换能器(2)的两个超声波对射端和温度传感器(3)的测温端分别通过密封圈(4)将所在开口密封。
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