CN111896063A - 一种带智能开关功能的超声波水表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带智能开关功能的超声波水表，它涉及水表技术领域。阀体上安装有阀盖，阀盖上端安装有控制器，控制器的上部表面安装有显示屏，所述的阀杆的一端固定在阀体中，阀杆的另一端穿过阀盖与控制器连接，阀体中安装有超声波换能器、球阀芯，超声波换能器固定在球阀芯上，超声波换能器通过电线经过阀杆内部与控制器电连接，球阀芯于阀口处设置有弹性阀口密封组件，阀体的管段入口处安装有稳流器，阀体内部的流道中安装有U型超声波反射片或V型超声波反射片。本发明安装简便，实现了水表流量计量和介质关断功能，测量信号稳定，满足不同流量下的测量精度，计量准确，运行可靠，且成本低，应用前景广阔。

Description

一种带智能开关功能的超声波水表

技术领域

本发明涉及的是水表技术领域，具体涉及一种带智能开关功能的超声波水表。

背景技术

水表，是测量水流量的仪表，通常安装在每户的进水管上，超声波水表作为水表中的一种，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。目前市面供水系统上使用的超声波水表只是测流量，不能实现其它功能，比如不能关断；或者为组合式，其水表本体、关断阀通常分开组装，前段是超声波水表，后面关断阀门，且没有大口径的相关产品，同时超声波水表采购成本较高，安装施工量较大，安装空间要求大。为了解决上述问题，设计一种新型的带智能开关功能的超声波水表尤为必要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种带智能开关功能的超声波水表，结构简单，设计合理，安装简便，实现了水表流量计量和介质关断功能，测量信号稳定，满足不同流量下的测量精度，计量准确，运行可靠，且成本低，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种带智能开关功能的超声波水表，包括显示屏、控制器、阀杆、超声波换能器、阀盖、阀体、U型超声波反射片、弹性阀口密封组件、球阀芯、稳流器和V型超声波反射片，阀体上安装有阀盖，阀盖上端安装有控制器，控制器的上部表面安装有显示屏，所述的阀杆的一端固定在阀体中，阀杆的另一端穿过阀盖与控制器连接，阀体中安装有超声波换能器、球阀芯，超声波换能器固定在球阀芯上，超声波换能器通过电线经过阀杆内部与控制器电连接，球阀芯于阀口处设置有弹性阀口密封组件，阀体的管段入口处安装有稳流器，阀体内部的流道中安装有U型超声波反射片或V型超声波反射片。

作为优选，所述的U型超声波反射片位于阀体内部流道的中间位置，U型超声波反射片与流道中轴线之间形成的夹角为45°；所述的V型超声波反射片放置在阀体内部流道的底面，超声波换能器对称设置在V型超声波反射片的上方，各超声波换能器的发射角度正对V型超声波反射片的同一点；该装置采用UV型组合超声波传输形式，能够有效提高测量精度。

作为优选，所述的超声波换能器采用压电式换能器，利用压电效应将电能与声能进行相互转换，电声效率高、功率容量大。

本发明的有益效果：本装置兼具流量计量、介质关断功能，且阀门体积小，安装简便，降低调试、安装和维修维护成本，同时综合数据显示器，各种数据显示齐全，具有数据无线远传功能，易于实现外部控制设备对接，应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明的U型超声波传输示意图；

图2为本发明的V型超声波传输示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种带智能开关功能的超声波水表，包括显示屏1、控制器2、阀杆3、超声波换能器4、阀盖5、阀体6、U型超声波反射片7、弹性阀口密封组件8、球阀芯9、稳流器10和V型超声波反射片11，阀体6上安装有阀盖5，阀盖5上端安装有控制器2，控制器2的上部表面安装有显示屏1，所述的阀杆3的一端固定在阀体6中，阀杆3的另一端穿过阀盖5与控制器2连接，阀体6中安装有超声波换能器4、球阀芯9，超声波换能器4固定在球阀芯9上，超声波换能器4通过电线经过阀杆3内部与控制器2电连接，球阀芯9于阀口处设置有弹性阀口密封组件8，完全关断密封性能好；阀体6的管段入口处安装有稳流器10，能够稳定介质流态；阀体6内部的流道中安装有U型超声波反射片7或V型超声波反射片11。

值得注意的是，所述的U型超声波反射片7位于阀体6内部流道的中间位置，U型超声波反射片7与流道中轴线之间形成的夹角为45°(图1)，超声波换能器4以45°角面对U型超声波反射片7发射超声波，形成U型通道。

所述的V型超声波反射片11放置在阀体6内部流道的底面，超声波换能器4对称设置在V型超声波反射片11的上方，各超声波换能器4的发射角度正对V型超声波反射片11同一点(图2)，形成V型通道。

此外，所述的超声波换能器4采用压电式换能器，利用压电材料的压电效应，采用发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振动，超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，将电能与声能进行相互转换，以便检测，电声效率高、功率容量大。

本具体实施方式由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成，可由外部电源或内置电池供电，通过控制器中的集成电路板控制超声波通过超声波换能器发射，超声波换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算，这样就实现了流量的检测和显示，同时球阀执行机构采用开关量信号控制，用户通过控制面板即可进行参数调整、功能设置、执行器动作设定、远程监控等组态势,以实现阀门的开关特性，该控制信号可输入0-10V或4-20mA电流信号，可根据实际需要，由控制系统发送控制信号控制电机带动齿轮减速机构，用于开关阀门，实现阀门关断。

本具体实施方式通过测量超声波在介质中传播的时间差(声波在流体中传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，同一传播距离就有不同的传播时间)，利用传播速度之差与被测流体流速之关系求取流速从而推导出流量；由于其测量腔体内部没有任何可动部件，所以对介质的成份或杂质含量没有严格的要求，其技术优势在于：

(1)水表整体结构紧凑、坚固、安装空间小，功能齐全，测量范围广，多种探头可选，安装方便；

(2)入口稳流器的设计安装，流体形态稳定，测量位置不需要严格选在探头上游有大于10D和下游有5D直管段处，方便安装；

(3)克服了少量的沉淀物、悬浮颗粒和气泡对信号的影响，提高了流量测量的准确度,特别适合管道内液体的流量测量，管段式测量经济又方便，测量精度高；

(4)独特的信号数字化处理技术，严格的单板设计，使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、精度高，计量更准确；机械传动部件结构简单，运行可靠，不容易损坏，免维护，使用寿命长；电路更优化、集成度高，可多重显示瞬时流量、积累流量、瞬时流速等，具有自动记忆功能，通过RS485或RS232通讯接口，可以实现数据远传，功耗低、可靠性高。

本具体实施方式集流量数据采集和介质关断功能于一体，同时集中数据采集功能，装置将超声波换能器直接设计到球阀的球上，可以由外部控制器直接关闭或开启，实现了水表计量和关断两种功能，可根据用户需求自动调整流量大小，必要时可快速关断；换能器采用UV型组合式超声波传输方式，满足不同流量下的测量精度，并提高水表在各种工况下的流量测量精度，该设备阀门体积小，安装简便，具有数据无线远传功能，易于实现外部控制设备对接，具有广阔的市场应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种带智能开关功能的超声波水表，其特征在于，包括显示屏(1)、控制器(2)、阀杆(3)、超声波换能器(4)、阀盖(5)、阀体(6)、U型超声波反射片(7)、弹性阀口密封组件(8)、球阀芯(9)、稳流器(10)和V型超声波反射片(11)，阀体(6)上安装有阀盖(5)，阀盖(5)上端安装有控制器(2)，控制器(2)的上部表面安装有显示屏(1)，所述的阀杆(3)的一端固定在阀体(6)中，阀杆(3)的另一端穿过阀盖(5)与控制器(2)连接，阀体(6)中安装有超声波换能器(4)、球阀芯(9)，超声波换能器(4)固定在球阀芯(9)上，超声波换能器(4)通过电线经过阀杆(3)内部与控制器(2)电连接，球阀芯(9)于阀口处设置有弹性阀口密封组件(8)，阀体(6)的管段入口处安装有稳定介质流态的稳流器(10)，阀体(6)内部的流道中安装有U型超声波反射片(7)或V型超声波反射片(11)，采用UV型组合式超声波传输方式，满足不同流量下的测量精度。

2.根据权利要求1所述的一种带智能开关功能的超声波水表，其特征在于，所述的U型超声波反射片(7)位于阀体(6)内部流道的中间位置，U型超声波反射片(7)与流道中轴线之间形成的夹角为45°，超声波换能器(4)以45°角面对U型超声波反射片(7)发射超声波。

3.根据权利要求1所述的一种带智能开关功能的超声波水表，其特征在于，所述的V型超声波反射片(11)放置在阀体(6)内部流道的底面，超声波换能器(4)对称设置在V型超声波反射片(11)的上方，超声波换能器(4)的发射角度正对V型超声波反射片(11)的同一位置。

4.根据权利要求1所述的一种带智能开关功能的超声波水表，其特征在于，所述的超声波换能器(4)采用压电式换能器。

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