CN117309074A - 一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，包括：集合管，两侧分别水平且同轴设置有进水口和出水口；连接管，竖直设置于集合管内，且侧壁连通进水口；超声波计量管，竖直设置于连接管上，且上端侧壁设置有回流口；回水管，同轴设置于超声波计量管外部，且下端螺纹连接于集合管；超声波换能器，位置相对设置于超声波计量管的上端以及连接管的下端。本发明具有以下优点和效果：通过将超声波计量管和水表安装管采用同轴分离的方式，使得超声波水表在管道安装过程中，在管网接口不平行或者有错位的情况下，将作用力集中在进水口和出水口位置，超声波计量管不收力且不会形变，使得超声波测量管能保证尺寸稳定。
Description
技术领域
本发明涉及水表领域，特别涉及一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表。
背景技术
同轴水表由于采用同轴结构，将进水口和出水口设计在同一轴线上，使得整个水表的体积相对较小，安装方便，节省空间。并且在管道上安装同轴集合管，使得在更换计量机构的时候，不需要对用户管道进行拆卸，方便用户水表的更换和更新。
超声波水表由于其没有机械转动部件，因此在用户使用过程中不会发生磨损。并且超声波水表采用非接触测量方式，通过发射超声波信号和接收回波来测量水流量，这意味着它无需物理上接触水流，不会对水质产生影响，同时减少了磨损和堵塞的可能性。
由于超声波水表的声波测量管段在管道安装到供水管网过程中以及水表在用户使用过程中，需要保证该超声波测量管段尺寸和截面积的稳定，才能确保超声波水表在长期实用过程中的计量准确性。
而常规的塑壳超声波小口径水表由于在管道安装过程中，在管网接口不平行或者有错位的情况下，安装后会导致塑壳超声波小口径水表测量管段发生长期受力而导致塑料材料蠕变引起超声波测量管段尺寸和截面积的变化，从而引起水表计量准确性的偏差。
综上所述，如何在塑壳超声波水表的安装和使用过程中，保证塑壳超声波测量管段尺寸和截面积的稳定，是塑壳超声波水表结构设计的关键问题所在。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，具有提高计量准确性的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，包括：
集合管，的上端呈开口状，所述集合管的两侧分别水平且同轴设置有进水口和出水口；
连接管，竖直设置于所述集合管内，且侧壁连通所述进水口；
超声波计量管，竖直设置于所述连接管上，且上端侧壁设置有回流口；
回水管，同轴设置于所述超声波计量管外部，且下端螺纹连接于所述集合管；
超声波分析模块，设置于所述回水管的上端；
超声波换能器，位置相对设置于所述超声波计量管的上端以及所述连接管的下端。
进一步的，所述超声波计量管和所述回水管一体成型设置。
进一步的，所述回水管的上端设置有供所述超声波换能器嵌入的上安装孔，所述上安装孔对准所述超声波计量管，所述回水管上设置有压紧所述超声波换能器的上压板。
进一步的，所述连接管与所述集合管一体成型设置。
进一步的，所述集合管的下端设置有供所述换能器嵌入的下安装孔，所述下安装孔对准所述连接管，所述集合管上设置有压紧所述超声波换能器的下压板。
进一步的，所述连接管的上端设置有密封环，所述超声波计量管的下端设置有供所述密封环嵌入的密封槽。
进一步的，所述超声波计量管和所述回水管之间横向且同轴设置有第一安装管和第二安装管，所述第一安装管内嵌设有超声波反射柱，所述超声波反射柱的内端呈45°斜面设置，所述超声波换能器嵌设于所述第二安装管内，所述回水管的外壁设置有压紧所述换能器的侧压板。
进一步的，所述集合管的上端外壁设置有一圈卡圈。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过将超声波计量管和水表安装管采用同轴分离的方式，使得超声波水表在管道安装过程中，在管网接口不平行或者有错位的情况下，将作用力集中在进水口和出水口位置，超声波计量管不收力且不会形变，使得超声波测量管能保证尺寸稳定；
2.通过在垂直管线方向上设置超声波计量管，超声波换能器尺寸可以比常规的超声波水表大，从而可以发射能量更大、信噪比更强的声波，有力于超声波测量信号和计量精度的稳定；
3.超声波水表的声波路径(反射次数＝0次或者＝1次)比常规小口径超声波水表的声波路径(反射次数＝2次)的反射次数少，从而能有效减少由于声波在反射柱上反射导致的声波衰减，从而可以提高超声波水表的信噪比；
4.塑壳同轴小口径水表的水表安装管段和常规机械式同轴水表的水表安装管段通用，使得水表安装管段已经安装到用户现场后，可以方便通过在线更换超声波测量管段，将普通机械式同轴小口径水表转换为超声波同轴小口径水表。
附图说明
图1是实施例1的结构示意图；
图2是实施例1的内部结构示意图；
图3是实施例2的结构示意图；
图4是实施例2的内部结构示意图。
附图标记：1、集合管；11、进水口；12、出水口；13、下安装孔；14、下压板；15、卡圈；16、凹槽；2、连接管；21、密封环；3、超声波计量管；31、密封槽；32、回流口；33、第一安装管；34、第二安装管；35、超声波反射柱；36、侧压板；4、回水管；41、上安装孔；42、上压板；43、凸环；5、超声波分析模块；6、超声波换能器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
如图1、图2所示，一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，包括集合管1、连接管2、超声波计量管3、回水管4、超声波分析模块5以及超声波换能器6。
如图1、图2所示，集合管1的上端呈开口状。集合管1的两侧分别水平且同轴设置有进水口11和出水口12，进水口11和出水口12用于连接管道的进水端和出水端。
如图1、图2所示，连接管2竖直设置于集合管1内，且侧壁连通进水口11，使得水流能够沿着进水口11直接进入到连接管2内，而不会进入到出水口12内。连接管2与集合管1一体成型设置，以用于增大两者之间的稳定性和结构强度，同时增大两者连接位置的密封性，防止出现漏水或者跑水现象。
如图1、图2所示，超声波计量管3竖直设置于连接管2上，连接管2的上端设置有密封环21，超声波计量管3的下端设置有供密封环21嵌入的密封槽31，以用于增大两者之间的密封性，防止出现漏水或者跑水现象，保证测量过程的精准度。
如图1、图2所示，回水管4同轴设置于超声波计量管3外部，超声波计量管3和回水管4一体成型设置，以用于实现两者的同步安装固定，实现快速组装，并且增大超声波计量管3的稳定性和抗冲击能力。回水管4的下端螺纹连接于集合管1，以用于实现回水管4的紧固安装和稳定安装。
如图1、图2所示，超声波计量管3的上端侧壁设置有多个回流口32，超声波计量管3与回水管4之间形成回水流道，回水流道连接出水口12，以用于使测量后的水流能够进入到出水口12位置(详见图2水路流动方向示意)。
如图1、图2所示，超声波分析模块5设置于回水管4的上端并与超声波换能器6信号连接，以用于对信号进行接收和分析，并能够将分析的数据上传至移动终端。超声波换能器6设置有两个，两个超声波换能器6位置相对设置于超声波计量管3的上端以及连接管2的下端。
如图1、图2所示，回水管4的上端设置有供超声波换能器6嵌入的上安装孔41，上安装孔41对准超声波计量管3，回水管4上设置有压紧超声波换能器6的上压板42。
如图1、图2所示，集合管1的下端设置有供换能器嵌入的下安装孔13，下安装孔13对准连接管2，集合管1上设置有压紧超声波换能器6的下压板14。
因此当超声波水表工作时，水流沿着进水口11进入到连接管2内，并顺势进入到超声波计量管3中，与此同时，一对超声波换能器6相对工作，并分别作为信号发射端和信号接收端，超声波换能器6发射的超声波信号在超声波计量管3内传播，被对应的另一个超声波换能器6接收，实现水流流速的测量。
工作原理：超声法测流是利用超声波通过液体介质时所需的时间差的原理来测定流速的方法。上端超声波换能器6发射的超声波信号在超声波计量管3内传播，被对应的另一个下端超声波换能器6接收。同时，上端超声波换能器6也能收到来自于下端超声波换能器6发射的信号，由于流速的存在使得两时间不等，存在时间差，因此根据时间差便可求得流速，进而得到流量值。由于该测速原理为现有技术，在此仅作简单阐述。
在工作过程中，超声波水表的声波路径(反射次数＝0次或者＝1次)比常规小口径超声波水表的声波路径(反射次数＝2次)的反射次数少，从而能有效减少由于声波在反射柱上反射导致的声波衰减，从而可以提高超声波水表的信噪比。
由于进水口11和出水口12直接连接管道，将超声波测量管段和水表安装管段采用同轴分离的方式，因此在管网接口不平行或者有错位的情况下，安装导致的塑壳受力在进水口11和出水口12上，也只是进水口11和出水口12位置发生形变，形变力不会传递至超声波计量管3上，所以能够保证超声波计量管3的稳定性，使得超声波测量管段能保证尺寸稳定。
与此同时，通过在垂直管线方向上设置超声波测量管段，超声波换能器6尺寸可以比常规的超声波水表大，从而可以发射能量更大、信噪比更强的声波，有力于超声波测量信号和计量精度的稳定。
实施例2：
如图3、图4所示，一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，与实施例1的区别在于：超声波计量管3和回水管4之间横向且同轴设置有第一安装管33和第二安装管34。第一安装管33内嵌设有超声波反射柱35，超声波反射柱35的内端呈45°斜面设置。超声波换能器6嵌设于第二安装管34内，回水管4的外壁设置有压紧换能器的侧压板36。
由于两个超声波换能器6都设置在回水管4上，因此可以将回水管4以及超声波计量管3在集合管1内拆卸下来，将常规机械式同轴水表安装在集合管1上，也就是说，能够实现塑壳同轴小口径水表和常规机械式同轴水表的自由切换和通用组装，从而使得水表安装管段已经安装到用户现场后，可以方便通过在线更换超声波测量管段，将普通机械式同轴小口径水表转换为超声波同轴小口径水表，便于安装固定。
同时在工作过程中，侧方的超声波换能器6以及顶端的超声波换能器6所发射的信号能够经过超声波反射柱35的导向后垂直互通，使得超声波水表的声波路径为1次，减少反射次数，从而能有效减少由于声波在反射柱上反射导致的声波衰减，从而可以提高超声波水表的信噪比。
如图3、图4所示，集合管1的上端外壁设置有一圈卡圈15，通过预留的卡圈15，因此当安装普通机械式同轴小口径水表时，普通机械式同轴小口径水表可以与卡圈15相互卡接配合，为普通机械式同轴小口径水表提供安装空间，便于对普通机械式同轴小口径水表进行安装。
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：包括：
集合管(1)，的上端呈开口状，所述集合管(1)的两侧分别水平且同轴设置有进水口(11)和出水口(12)；
连接管(2)，竖直设置于所述集合管(1)内，且侧壁连通所述进水口(11)；
超声波计量管(3)，竖直设置于所述连接管(2)上，且上端侧壁设置有回流口(32)；
回水管(4)，同轴设置于所述超声波计量管(3)外部，且下端螺纹连接于所述集合管(1)；
超声波分析模块(5)，设置于所述回水管(4)的上端；
超声波换能器(6)，位置相对设置于所述超声波计量管(3)的上端以及所述连接管(2)的下端。
2.根据权利要求1所述的一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：所述超声波计量管(3)和所述回水管(4)一体成型设置。
3.根据权利要求2所述的一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：所述回水管(4)的上端设置有供所述超声波换能器(6)嵌入的上安装孔(41)，所述上安装孔(41)对准所述超声波计量管(3)，所述回水管(4)上设置有压紧所述超声波换能器(6)的上压板(42)。
4.根据权利要求1所述的一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：所述连接管(2)与所述集合管(1)一体成型设置。
5.根据权利要求4所述的一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：所述集合管(1)的下端设置有供所述换能器嵌入的下安装孔(13)，所述下安装孔(13)对准所述连接管(2)，所述集合管(1)上设置有压紧所述超声波换能器(6)的下压板(14)。
6.根据权利要求1所述的一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：所述连接管(2)的上端设置有密封环(21)，所述超声波计量管(3)的下端设置有供所述密封环(21)嵌入的密封槽(31)。
7.根据权利要求1所述的一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：所述超声波计量管(3)和所述回水管(4)之间横向且同轴设置有第一安装管(33)和第二安装管(34)，所述第一安装管(33)内嵌设有超声波反射柱(35)，所述超声波反射柱(35)的内端呈45°斜面设置，所述超声波换能器(6)嵌设于所述第二安装管(34)内，所述回水管(4)的外壁设置有压紧所述换能器的侧压板(36)。
8.根据权利要求7所述的一种小口径塑壳同轴非接触式测量水表，其特征在于：所述集合管(1)的上端外壁设置有一圈卡圈(15)。
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2023
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| CN117705240B (zh) * | 2024-02-06 | 2024-04-26 | 青岛鼎信通讯科技有限公司 | 一种可实现高精度校准的超声水表工件检测系统 |
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