CN112729432A - 夹装式双声道水表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹装式双声道水表，螺栓连接被测管体两端的管道的法兰，将表体夹装在两管道之间，表体内表面上安装有信号反射装置，上游传感器和下游传感器对称安装在信号反射装置两侧，且信号反射装置、上游传感器及下游传感器安装于表体内表面同侧。与现有技术相比，本发明的有益效果是：该水表节约成本，更节约空间，更美观，水表更灵敏，适用范围更广，水表的抗气泡、抗污浊、抗沉淀能力更强；使用寿命更长；操作简单，实施难度低；水表的可靠性、安全性、防水性更强。本发明既能实现物联网信息化的传输，也有效避免了通信接线操作不规范可能导致的主控系统损坏，同时能起到隔离防水的作用。

Description

夹装式双声道水表

技术领域

本发明应用于仪器仪表领域，具体为一种基于超声波时差技术的双声道水表。

背景技术

随着智慧水务城市的建设和技术创新的高速发展，高速数字控制芯片越来越成熟，超声波流量测量技术也取得了显著的进步。超声波水表是一种基于超声波时差技术的水表，通过检测超声波声束在流动介质中顺流逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出介质的流速从而进一步计算出介质流量的一种计量仪器。

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。超声波水表的优势在于内部无活动部件无阻流元件，不受水中杂质的影响，使用寿命长。在智能化方面，输出通讯功能齐全，满足各类通讯和无线组网要求，具有优秀的小流量检测能力，能解决众多传统水表的问题，不但适合水费梯度收费，更加适合水资源的节约和合理利用，在农业灌溉、乡镇供水、城市供水、智慧城市建设等众多领域有非常广泛的应用。

常规超声波水表的管体两端法兰焊接，传感器布置方式多采用对射式，依据管道口径的大小不同，法兰规格、管体长度不同，对空间的要求不同。一般口径越大，被测管体越长，对空间的要求越高，且管体的铸造成本也越高，不适宜大量推广。且传感器凹于管体的内表面，无法保证超声波水表的抗污浊能力。接线腔与变送器安置腔一体或外置接线装置，也降低了超声波水表的可靠性、安全性、防水性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种夹装式双声道水表，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

这种夹装式双声道水表，螺栓连接被测管体两端的管道的法兰，将表体夹装在两管道之间，表体内表面上安装有信号反射装置，上游传感器和下游传感器对称安装在信号反射装置两侧，且信号反射装置、上游传感器及下游传感器安装于表体内表面同侧。

进一步优化，所述的信号反射装置安装在表体的定位孔内，端盖覆盖于反射装置上方与表体可拆卸连接，端盖表面与表体外表面持平。

进一步优化，所述的上游传感器和下游传感器分别安装于保护罩内，上游传感器和下游传感器的声波发射面与保护罩前端面持平，并进行密封，传感器的声波发射面中心与管道内径相切。

进一步优化，所述的表体设置有接线腔和变送器安置腔，且接线腔与变送器安置腔互相独立，变送器安装于变送器安置腔内，安置腔端盖覆盖于变送器安置腔，物联网信息化传输接线装置安装于接线腔内，接线腔端盖覆盖于接线腔。

进一步优化，所述的表体内表面上安装有两个信号反射装置，信号反射装置一和信号反射装置二对向安装在表体内表面上，表体内表面安装两个上游传感器和两个下游传感器，上游传感器一和下游传感器一对称安装在信号反射装置一两侧的表体内表面上，上游传感器二和下游传感器二对称安装在信号反射装置二两侧的表体内表面上，上游传感器一和上游传感器二对向安装，下游传感器一与下游传感器二对向安装。

进一步优化，所述的上游传感器一和上游传感器二安装在水流流入侧，下游传感器一和下游传感器二安装在水流流出侧。

进一步优化，所述的上游传感器一与表体内表面角度可调，上游传感器一发射或接收的声道与竖直面夹角为10-70°，上游传感器二与表体内表面角度可调，上游传感器二发射或接收的声道与竖直面夹角为10-70°，下游传感器一与表体内表面角度可调，下游传感器一接收或发射的声道与竖直面夹角为10-70°，下游传感器二与表体内表面角度可调，下游传感器二接收或发射的声道与竖直面夹角为10-70°。

进一步优化，所述的表体外表面设置有供读取数据的显示装置，显示装置的表面与表体外表面持平。

进一步优化，所述的保护罩安装于角度限位孔中，保护罩与角度限位孔螺纹连接，端盖覆盖于保护罩上方，端盖与表体可拆卸连接，保护罩尾端设置有限位槽，保护罩材质为不锈钢。

进一步优化，所述的变送器安置腔的内腔进行灌封处理，接线腔与接线腔端盖之间设有密封装置，所述的变送器安置腔开口朝上，接线腔开口位于表体侧面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、该水表节约成本，通过调整传感器的角度，及利用反射片对超声波信号进行反射，使被测管体的长度缩短，极大的降低了管体铸造成本。

2、该水表节约空间，被测管体的长度更短，更节约空间。

3、该水表更美观，水表的读数显示装置内嵌于水表表面，更美观。

4、该水表更灵敏，水表采用双声道设置，较现有的水表更灵敏。

5、该水表更方便安装，适用范围更广，水表通过螺栓与被测管体连接，取代了原有的法兰连接，省去了水表的法兰与管体的法兰匹配环节。

6、产品适用的水域范围更广，不仅局限于饮用水的测量；提高水表的抗气泡、抗污浊、抗沉淀能力；使用寿命更长；操作简单，实施难度低；实施成本低。

7、采用分腔设计,提高了超声波水表的可靠性、提高了超声波水表的安全性、提高了超声波水表的防水性。本发明既能实现物联网信息化的传输，也有效避免了通信接线操作不规范可能导致的主控系统损坏，同时能起到隔离防水的作用。

附图说明

图1为发明夹装式双声道水表的结构示意图。

图2为本发明夹装式双声道水表的剖面示意图。

图3为本发明夹装式双声道水表的组装结构示意图。

图4为本发明夹装式双声道水表的传感器与保护罩一体化的结构示意图。

图5为本发明夹装式双声道水表的分腔设置的结构示意图。

其中：1-表体，2-管道，3-被测管体，4-螺栓，5-上游传感器，6-信号反射装置，7-下游传感器，5a-上游传感器一，5b-上游传感器二，6a-信号反射装置一，6b-信号反射装置二，7a-下游传感器一，7b-下游传感器二，8-定位孔，9-端盖，10-保护罩，11-接线腔，12-变送器安置腔，13-角度限位孔，14-安置腔端盖，15-接线腔端盖。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

这种夹装式双声道水表，螺栓4连接被测管体3两端的管道2的法兰，将表体1夹装在两管道之间，省去水表法兰与管道2法兰匹配的环节，表体1内表面上对向安装有信号反射装置一6a和信号反射装置二6b，上游传感器一5a和下游传感器一7a对称安装在信号反射装置一6a两侧的表体1内表面上，上游传感器二5b和下游传感器二7b对称安装在信号反射装置二6b两侧的表体1内表面上，上游传感器一5a与下游传感器一7a位于同一侧，上游传感器二5b与下游传感器一7b位于同一侧。上游传感器一5a发出超声波信号，经信号反射装置二6b反射到下游传感器一7a，同理，上游传感器二5b发出超声波信号，经信号反射装置一6a反射到下游传感器二7b，通过信号反射的方式有效增加了有效测量距离，缩短了被测管体的长度。

上游传感器一5a和上游传感器二5b对向安装，下游传感器一7a与下游传感器二7b对向安装。上游传感器一5a和上游传感器二5b安装在水流流入侧，下游传感器一7a和下游传感器二7b安装在水流流出侧。这种布局形成双声道，双声道采集信号，大大提高了水表的灵敏度、可靠性、准确性。

上游传感器一5a与表体1内表面角度可调，上游传感器一5a发射的声道与竖直面夹角为10-70°，上游传感器二5b与表体1内表面角度可调，上游传感器二5b发射的声道与竖直面夹角为10-70°，下游传感器一与表体1内表面角度可调，下游传感器一7a接收的声道与竖直面夹角为10-70°，下游传感器二7b与表体1内表面角度可调，下游传感器二7b接收的声道与竖直面夹角为10-70°。上游传感器及下游传感器与表体内表面的角度可调，使得通过调整上游传感器和下游传感器的角度实现被测声道的距离变化不依赖于被测管体长度的变化，进一步优化了被测管体的长度。

表体1外表面设置有供读取液体流量的读数显示装置，读数显示装置的表面与表体1外表面持平，即读数显示装置内嵌于表体1的内部，使得水表更美观。

如图2，这种夹装式双声道水表，假如水流方向为从左至右，当测量顺流的声波传输时间时，上游传感器一5a、上游传感器为5b为信号发射传感器，下游传感器一7a、下游传感器二7b为信号接收传感器；当测量逆流的声波传输时间时，下游传感器一7a、下游传感器二7b为信号发射传感器，上游传感器一5a、上游传感器二5b为信号接收传感器。

通过信号发射传感器发出超声波信号，经反射片反射到接收传感器，以实现有效测量距离，并通过调整信号发射传感器和信号接收传感器的角度，超声波信号从发射传感器发出后经反射片反射到接收传感器上，从而进一步缩短了被测管体的长度。

如图3，信号反射装置6安装在表体1的定位孔8内，信号反射装置6与定位孔8螺纹连接，保证被测管体的密封性。端盖9覆盖于信号反射装置6上方与表体1可拆卸连接。表体1相对的两侧设置有用于安装端盖9的凹槽，端盖9内嵌于凹槽内，端盖9与表体1通过螺栓连接。

需要清洗时，拆下端盖9后，取下信号反射装置6，对信号反射装置6进行清洗后再按原方式组装即可。操作简单，不涉及水表的重要部件的拆卸，一般操作人员就可以完成，轻松实现信号反射装置6的清洗工作。

如图4，为了提高上游传感器5和下游传感器7的防水等级进而提高水表的防水等级，表体1管道上安装的上游传感器5和下游传感器7密封于保护罩10内，保护罩10安装于表体1的角度限位孔13中，保护罩10与角度限位孔13螺纹连接，保护罩尾端设有限位槽，用于与角度限位孔13的进一步密封，上游传感器5和下游传感器7的声波发射面中心与管道内径相切。端盖9覆盖于保护罩10上方，端盖9与表体1通过螺栓连接，进而实现端盖9与表体1可拆卸。

保护罩10材质为不锈钢，不锈钢材料更耐腐蚀，延长了超声波水表的使用寿命。

如图5，表体1设置有接线腔11和变送器安置腔12，且接线腔11与变送器安置腔12互相独立，变送器内腔和接线腔11隔离，实现了变送器与接线操作区域隔离，双腔工作状态互不干扰，变送器安装于变送器安置腔12内，安置腔端盖14覆盖于变送器安置腔12，接线腔11内布置有物联网信息化传输接线装置，实现物联网信息化的传输。接线腔端盖15覆盖于接线腔11，接线腔11与接线腔端盖15之间设有密封装置。

变送器安置腔12开口朝上，且变送器安置腔12的内腔进行灌封处理，为了接线操作方便，接线腔11开口位于表体侧面。

用户可根据自身需求进行接线腔11开盖操作，与变送器腔体完全隔离，接线腔11的任何状态都不会影响变送器乃至产品本身的使用。

本发明提出了夹装式的设计，取消管体两端法兰，用螺栓连接管道法兰，将超声波水表夹在管道间，传感器布置方式采用反射式，通过反射装置及调整传感器与管体的角度来实现声波的有效传输距离，使管体的长度缩短，节约空间，节约成本。

上游传感器5和下游传感器7分别加装不锈钢材质的保护罩，并进行密封，保证传感器的防水性，上游传感器5和下游传感器7声波发射面中心与管道内径相切，避免淤泥沉积在上游传感器5和下游传感器7表面，提高超声波水表的抗污浊能力。

接线腔与变送器安置腔双腔隔离，变送器与接线操作区域隔离，变送器内腔进行灌封处理，实现了变送器内腔和接线腔隔离，双腔工作状态互不干扰，接线端盖覆盖于接线腔上，并密封；用户可根据自身需求进行接线腔开盖操作，与变送器腔体完全隔离，接线腔的任何状态都不会影响变送器乃至产品本身的使用。此设计既能实现物联网信息化的传输，也有效避免了通信接线操作不规范可能导致的主控系统损坏，同时能起到隔离防水的作用。

在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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.夹装式双声道水表，其特征在于：螺栓连接被测管体两端的管道的法兰，将表体夹装在两管道之间，表体内表面上安装有信号反射装置，上游传感器和下游传感器对称安装在信号反射装置两侧，且信号反射装置、上游传感器及下游传感器安装于表体内表面同侧。

2.根据权利要求1所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的信号反射装置安装在表体的定位孔内，端盖覆盖于反射装置上方与表体可拆卸连接，端盖表面与表体外表面持平。

3.根据权利要求1所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的上游传感器和下游传感器分别安装于保护罩内，上游传感器和下游传感器的声波发射面与保护罩前端面持平，并进行密封，传感器的声波发射面中心与管道内径相切。

4.根据权利要求1所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的表体设置有接线腔和变送器安置腔，且接线腔与变送器安置腔互相独立，变送器安装于变送器安置腔内，安置腔端盖覆盖于变送器安置腔，物联网信息化传输接线装置安装于接线腔内，接线腔端盖覆盖于接线腔。

5.根据权利要求1或2或3所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的表体内表面上安装有两个信号反射装置，信号反射装置一和信号反射装置二对向安装在表体内表面上，表体内表面安装两个上游传感器和两个下游传感器，上游传感器一和下游传感器一对称安装在信号反射装置一两侧的表体内表面上，上游传感器二和下游传感器二对称安装在信号反射装置二两侧的表体内表面上，上游传感器一和上游传感器二对向安装，下游传感器一与下游传感器二对向安装。

6.根据权利要求5所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的上游传感器一和上游传感器二安装在水流流入侧，下游传感器一和下游传感器二安装在水流流出侧。

7.根据权利要求5所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的上游传感器一与表体内表面角度可调，上游传感器一发射或接收的声道与竖直面夹角为10-70°，上游传感器二与表体内表面角度可调，上游传感器二发射或接收的声道与竖直面夹角为10-70°，下游传感器一与表体内表面角度可调，下游传感器一接收或发射的声道与竖直面夹角为10-70°，下游传感器二与表体内表面角度可调，下游传感器二接收或发射的声道与竖直面夹角为10-70°。

8.根据权利要求1所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的表体外表面设置有供读取数据的显示装置，显示装置的表面与表体外表面持平。

9.根据权利要求3所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的保护罩安装于角度限位孔中，保护罩与角度限位孔螺纹连接，端盖覆盖于保护罩上方，端盖与表体可拆卸连接，保护罩尾端设置有限位槽，保护罩材质为不锈钢。

10.根据权利要求4所述的夹装式双声道水表，其特征在于：所述的变送器安置腔的内腔进行灌封处理，接线腔与接线腔端盖之间设有密封装置，所述的变送器安置腔开口朝上，接线腔开口位于表体侧面。

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