CN115540965A - 水流量计量一次仪表及超声水表 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种水流量计量一次仪表及超声水表，涉及水表技术领域，本发明提供的水流量计量一次仪表，包括：管道、内导流管、第一超声传感器和第二超声传感器；第一超声传感器和第二超声传感器分别安装于管道内部；内导流管位于第一超声传感器和第二超声传感器之间，管道与内导流管同轴，内导流管可拆卸连接于管道。本发明提供的水流量计量一次仪表及超声水表，可以对内导流管进行更换，进而替换结垢较多的内导流管，有效降低管网能耗以及声波传播能量损耗，且可确保第一超声传感器和第二超声传感器皆正对于管道，可以使水表计量更准确。

Description

水流量计量一次仪表及超声水表

技术领域

本发明涉及水表技术领域，尤其是涉及一种水流量计量一次仪表及超声水表。

背景技术

反射式超声水表信号能量损失较大，超声传感器的反射面易附着水垢，进而影响检测性能。由于管道内中心水流速度最快，随着检测位置远离管道轴线，该位置处水流速度逐渐减小，由于超声传感器与水流轴线的相对位置难以把控，进而影响水表计量精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水流量计量一次仪表及超声水表，以缓解超声传感器表面结垢以及计量精度低的技术问题。

第一方面，本发明提供的水流量计量一次仪表，包括：管道、内导流管、第一超声传感器和第二超声传感器；

所述第一超声传感器和所述第二超声传感器分别安装于所述管道内部；

所述内导流管位于所述第一超声传感器和所述第二超声传感器之间，所述管道与所述内导流管同轴，所述内导流管可拆卸连接于所述管道。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，沿所述内导流管的轴向，所述内导流管两端的管口尺寸相等。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，沿所述内导流管的轴向，所述内导流管的管口尺寸递减。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述内导流管与所述管道之间安装有密封圈。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述第一超声传感器包括：第一壳体和第一压电陶瓷片，所述第一压电陶瓷片连接于所述第一壳体内部；

所述第二超声传感器包括：第二壳体和第二压电陶瓷片，所述第二压电陶瓷片连接于所述第二壳体内部；

所述第一压电陶瓷片和所述第二压电陶瓷片皆与所述内导流管的轴线垂直。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述第一壳体连接于第一支撑柱，所述第一支撑柱连接于所述管道，以使所述第一压电陶瓷片正对所述内导流管的轴线；

所述第二壳体连接于第二支撑柱，所述第二支撑柱连接于所述管道，以使所述第二压电陶瓷片正对所述内导流管的轴线。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在垂直于所述内导流管轴线的投影面上，所述第一壳体和所述第二壳体的投影皆内接于所述内导流管投影的内圈。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述第一壳体和所述第二壳体皆具有第一导流面和第二导流面，所述第一导流面与所述第二导流面连接处形成尖端，所述尖端朝向背离所述内导流管；

自远离所述内导流管的一端至接近所述内导流管的一端，所述第一导流面与所述第二导流面的间距逐渐增大。

结合第一方面的第七种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述第一壳体和所述第二壳体皆具有正端面，所述正端面正对所述内导流管，且所述正端面与所述内导流管的轴线垂直。

第二方面，本发明提供的超声水表包括第一方面记载的水流量计量一次仪表。

本发明实施例带来了以下有益效果：采用第一超声传感器和第二超声传感器分别安装于管道内部，内导流管位于第一超声传感器和第二超声传感器之间，管道与内导流管同轴，内导流管可拆卸连接于管道，可以对内导流管进行更换，进而替换结垢较多的内导流管，有效降低管网能耗以及声波传播能量损耗，且可确保第一超声传感器和第二超声传感器皆正对于管道，可以使水表计量更准确。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或相关技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的水流量计量一次仪表的剖视图一；

图2为本发明实施例提供的水流量计量一次仪表的剖视图二；

图3为本发明实施例提供的水流量计量一次仪表的左视图；

图4为本发明实施例提供的水流量计量一次仪表的第一超声传感器的俯视图；

图5为本发明实施例提供的水流量计量一次仪表的第一超声传感器的主视图。

图标：100-管道；200-内导流管；300-第一超声传感器；301-第一导流面；302-第二导流面；303-尖端；304-正端面；305-第三导流面；306-第四导流面；310-第一壳体；320-第一压电陶瓷片；330-第一支撑柱；400-第二超声传感器；410-第二壳体；420-第二压电陶瓷片；430-第二支撑柱；500-密封圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。公式中的物理量，如无单独标注，应理解为国际单位制基本单位的基本量，或者，由基本量通过乘、除、微分或积分等数学运算导出的导出量。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的水流量计量一次仪表，包括：管道100、内导流管200、第一超声传感器300和第二超声传感器400；第一超声传感器300和第二超声传感器400分别安装于管道100内部；内导流管200位于第一超声传感器300和第二超声传感器400之间，管道100与内导流管200同轴，内导流管200可拆卸连接于管道100。

具体的，内导流管200采用过盈配合方式可拆卸插设于管道100中，或者，内导流管200插设于管道100内，并通过紧固螺栓将管道100与内导流管200连接固定。当内导流管200内部结垢较多时，可更换内导流管200，或者，对内导流管200进行拆卸、清理。此外，经内导流管200导流，流经内导流管200的水流径向尺寸较管道100内水流径向尺寸缩小，流速更快，更好地提升第一超声传感器300和第二超声传感器400的信号采集分辨率，并且，可以减少结垢，更好地降低能量损失。

需要说明的是，可更换不同内径尺寸的内导流管200，亦可通过使内导流管200的管路偏心，或者调解固定内导流管200的螺栓，从而使内导流管200两端的管口一一对应地正对第一超声传感器300和第二超声传感器400，进而校准第一超声传感器300和第二超声传感器400的检测信号，提高流量计量准确性。

一种实施方式中，沿内导流管200的轴向，内导流管200两端的管口尺寸相等，流经内导流管200的水流沿轴向平缓流动，阻力较小，降低了能量损失。

另一种实施方式中，沿内导流管200的轴向，内导流管200的管口尺寸递减。第一超声传感器300和第二超声传感器400可采用相同型号的超声传感器，通过改变内导流管200进口端和出口端的开口面积，并调节两端开口面积差值，进而可微调并校准第一超声传感器300与第二超声传感器400的检测信号值。

进一步的，内导流管200与管道100之间安装有密封圈500，内导流管200外圈设有环形槽，环形槽内安装密封圈500，从而实现对密封圈500的位置固定。沿内导流管200的轴向可设置多个密封圈500，通过多个密封圈500确保内导流管200与管道100之间密封紧密。

进一步的，第一超声传感器300包括：第一壳体310和第一压电陶瓷片320，第一压电陶瓷片320连接于第一壳体310内部；第二超声传感器400包括：第二壳体410和第二压电陶瓷片420，第二压电陶瓷片420连接于第二壳体410内部；第一压电陶瓷片320和第二压电陶瓷片420皆与内导流管200的轴线垂直。

通过第一壳体310和第二壳体410导流，并对第一压电陶瓷片320和第二压电陶瓷片420进行防护，可以避免第一压电陶瓷片320和第二压电陶瓷片420的表面结垢。

如图2、图3、图4和图5所示，第一壳体310连接于第一支撑柱330，第一支撑柱330连接于管道100，以使第一压电陶瓷片320正对内导流管200的轴线；第二壳体410连接于第二支撑柱430，第二支撑柱430连接于管道100，以使第二压电陶瓷片420正对内导流管200的轴线。

具体的，在垂直于内导流管200轴线的投影面上，第一压电陶瓷片320和第二压电陶瓷片420的投影面皆为多边形。在第一压电陶瓷片320和第二压电陶瓷片420皆正对内导流管200时，内导流管200的轴线正对第一压电陶瓷片320和第二压电陶瓷片420的投影面的中心。

如图1、图2和图3所示，在垂直于内导流管200轴线的投影面上，第一壳体310和第二壳体410的投影皆内接于内导流管200投影的内圈，由此使第一超声传感器300和第二超声传感器400能够精准检测流量信号。

如图1、图2、图4和图5所示，第一壳体310和第二壳体410皆具有第一导流面301和第二导流面302，第一导流面301与第二导流面302连接处形成尖端303，尖端303朝向背离内导流管200；自远离内导流管200的一端至接近内导流管200的一端，第一导流面301与第二导流面302的间距逐渐增大。

具体的，第一壳体310和第二壳体410的形状皆近似于三棱柱状，并在边棱处设置圆弧倒角，由此形成圆滑的结构外形。为便于内导流管200拆卸，第一壳体310和第二壳体410皆采用卡扣固定或螺纹连接等方式可拆卸连接于管道100中，第一导流面301与第二导流面302形成夹角，并在相交处形成圆滑的尖端303，不仅形成流线性结构减小了流体动力损失，而且具有整流作用，可以减缓流体在管道100和内导流管200中绕管路轴线旋转，进而避免乱流对第一超声传感器300和第二超声传感器400检测信号的干扰。

其中，第一壳体310和第二壳体410皆具有正端面304，正端面304正对内导流管200，且正端面304与内导流管200的轴线垂直，第一压电陶瓷片320和第二压电陶瓷片420皆平行于正端面304。

此外，第一壳体310和第二壳体410皆具有第三导流面305和第四导流面306，在垂直于内导流管200轴线的截面上，第一壳体310和第二壳体410的截面皆近似于四边形。自远离内导流管200的一端至接近内导流管200的一端，第三导流面305与第四导流面306的间距逐渐增大，从而进一步提高第一壳体310和第二壳体410的整流作用。

本发明实施例提供的超声水表包括上述实施方式记载的水流量计量一次仪表。在本发明实施例中，水流量计量一次仪表与二次表通过传动连接或信号线路连接传输流量信号，超声水表具备水流量计量一次仪表的技术效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种水流量计量一次仪表，其特征在于，包括：管道(100)、内导流管(200)、第一超声传感器(300)和第二超声传感器(400)；

所述第一超声传感器(300)和所述第二超声传感器(400)分别安装于所述管道(100)内部；

所述内导流管(200)位于所述第一超声传感器(300)和所述第二超声传感器(400)之间，所述管道(100)与所述内导流管(200)同轴，所述内导流管(200)可拆卸连接于所述管道(100)。

2.根据权利要求1所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，沿所述内导流管(200)的轴向，所述内导流管(200)两端的管口尺寸相等。

3.根据权利要求1所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，沿所述内导流管(200)的轴向，所述内导流管(200)的管口尺寸递减。

4.根据权利要求1所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，所述内导流管(200)与所述管道(100)之间安装有密封圈(500)。

5.根据权利要求1所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，所述第一超声传感器(300)包括：第一壳体(310)和第一压电陶瓷片(320)，所述第一压电陶瓷片(320)连接于所述第一壳体(310)内部；

所述第二超声传感器(400)包括：第二壳体(410)和第二压电陶瓷片(420)，所述第二压电陶瓷片(420)连接于所述第二壳体(410)内部；

所述第一压电陶瓷片(320)和所述第二压电陶瓷片(420)皆与所述内导流管(200)的轴线垂直。

6.根据权利要求5所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，所述第一壳体(310)连接于第一支撑柱(330)，所述第一支撑柱(330)连接于所述管道(100)，以使所述第一压电陶瓷片(320)正对所述内导流管(200)的轴线；

所述第二壳体(410)连接于第二支撑柱(430)，所述第二支撑柱(430)连接于所述管道(100)，以使所述第二压电陶瓷片(420)正对所述内导流管(200)的轴线。

7.根据权利要求5所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，在垂直于所述内导流管(200)轴线的投影面上，所述第一壳体(310)和所述第二壳体(410)的投影皆内接于所述内导流管(200)投影的内圈。

8.根据权利要求5所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，所述第一壳体(310)和所述第二壳体(410)皆具有第一导流面(301)和第二导流面(302)，所述第一导流面(301)与所述第二导流面(302)连接处形成尖端(303)，所述尖端(303)朝向背离所述内导流管(200)；

自远离所述内导流管(200)的一端至接近所述内导流管(200)的一端，所述第一导流面(301)与所述第二导流面(302)的间距逐渐增大。

9.根据权利要求8所述的水流量计量一次仪表，其特征在于，所述第一壳体(310)和所述第二壳体(410)皆具有正端面(304)，所述正端面(304)正对所述内导流管(200)，且所述正端面(304)与所述内导流管(200)的轴线垂直。

10.一种超声水表，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的水流量计量一次仪表。

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