CN202092803U - 有空管检测器的超声波热量表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种有空管检测器的超声波热量表，包括超声波热量表基表和空管检测器，其特征是：超声波热量表基表由基表壳体、基表管壁、基表腔体构成，在基表腔体内设有超声波换能器、PT1000感温探头，且在基表腔体内设有基表内支架，在超声波热量基表壳体内封装有超声波热量表电路板和LCD液晶屏，超声波热量表电路板包括中央处理器、电池电路模块、测时芯片模块、空管检测电路；空管检测器包括空管检测器管壁，在空管检测器管壁上安装有绝缘探头座，且深入到管腔中，绝缘探头座上装有铜合金探头。其优点是：计量准确，成本低，功耗极低，在一节电池供电状态下工作可超过10年。

Description

有空管检测器的超声波热量表

技术领域

本实用新型涉及一种有空管检测器的超声波热量表，属于热量表领域。

背景技术

长期以来，我国一直坚持以政府为主导的福利供热制度，该制度始于上世纪50年代，参照前苏联的模式，我国初步建立了有计划特色的住宅锅炉供热体系。随着经济体制逐步由计划向市场转变，原有的供暖体制已经无法满足时代发展的需要。这种供暖体制主要采用集中供暖的方式，采暖用热一般按住宅面积而不是按实际用热量收费的，这样便会一方面导致用户节能意识差，造成资源的浪费。

随着能源的匮乏，环境污染日趋严重，国家对用热计量的要求越来越高，当前热计量仪表主要以超声波热量表为主。超声波热量表具有压损低，无机械活动部件，可靠性高等优点。

目前国内超声波热量表流量检测均无空管检测装置，在基表管道中无水的状态下仍然在进行测量工作，造成功耗的无谓浪费，降低了热量表电池的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有超声波热量表技术的不足，提供一种能够实时监测基表管道中的流体状态，在空管状态时会关闭测量功能进入休眠状态降低功耗，当管道中有流体时会重新进入测量状态的有空管检测器的计量准确，成本低，功耗极低的有空管检测器的超声波热量表。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：

本实用新型包括超声波热量表基表和空管检测器，其特征是：超声波热量表基表由基表壳体、基表管壁、基表腔体构成，在基表腔体内设有超声波换能器、PT1000感温探头，且在基表腔体内设有基表内支架，在超声波热量基表壳体内封装有超声波热量表电路板和LCD液晶屏，超声波热量表电路板包括中央处理器、电池电路模块、测时芯片模块、空管检测电路，电池电路模块与中央处理器的电源接口连接，测时芯片模块与中央处理器的SPI接口连接，LCD液晶屏与中央处理器的信号输出接口连接，空管检测电路与中央处理器的中断IO口连接；空管检测器包括空管检测器管壁，在空管检测器管壁上安装有绝缘探头座，且深入到管腔中，绝缘探头座上装有铜合金探头。

本实用新型的优点是：计量准确，成本低，功耗极低，在一节电池供电状态下工作可超过10年。

附图说明

图1是本实用新型的超声波热量表基表的结构示意图；

图2是本实用新型的空管检测器的结构示意图；

图3是本实用新型的工作流程框图

图4是空管检测电路的原理图。

具体实施方式

参照附图1、2，本实用新型的实施例是由超声波热量表基表和空管检测器两部分组成的。

参照附图1、附图3安装于进水管端的超声波热量表基表由基表腔体1、基表管壁2、超声波换能器3、PT1000感温探头4、基表内支架5、超声波热量表壳体6、超声波热量表电路板7、LCD液晶屏8组成。超声波热量表基表为铜合金基表，超声波换能器3以及PT1000感温探头4安装在铜合金基表的基表腔体1内。超声波换能器3、PT1000感温探头4与超声波热量表电路板7通过导线电气连接，把电信号传输给超声波电路板7。LCD液晶屏8与超声波电路板7电连接，用于显示各种超声波热力表测试参数。基表内支架5安装于基表腔体1内用于使流经基表腔体1的水流更加稳定。超声波热量表电路板7以及LCD液晶显示屏8密封在超声波热量表壳体6内。超声波热量表电路板7核心的中央处理器为EFM32超低功耗处理器。空管检测电路在超声波热量电路板7上，并且如图4所示，其C’端连接到如图3中央处理器中断IO口。如图3锂电池模块LDO与中央处理器的电源接口电连接。如图3所示，测时芯片模块采用UAT6901，与中央处理器通过SPI接口电连接。

参照附图2，空管检测器包括铜合金管壁D、铜合金探头F、绝缘探头座E、以及导线A、B。铜合金探头F通过绝缘探头E座安装于铜合金管壁D上并深入到管腔中，导线A焊接在铜合金探头F上，导线B焊接在铜合金管壁D上。

参照附图4，空管检测电路包括电阻R’、触发器D’，电阻R’与触发器D’串联，电阻R’采用1MΩ电阻，在空管检测电路上有信号接收端A’、B’端，管检测信号输出端C’，以及电源输入端和接地端。

参照附图3，图2中导线A、B分别电气连接到图1的电路板7上的空管检测电路上的A’、B’端，如图4所示，当管道中有水时探头F和管道壁导通触发器D’输出低电平，此时超声波热量表正常工作，当管腔中无水时探头F到地之间为断开状态，触发器D’输出高电平超声波热量表进入休眠状态节省功耗。

本实用新型的工作原理及其过程如下：

超声波热量表是用于测量流经换热系统的载热体所吸收或者放出的热量，所以热量表既可以测量换热系统发出供热量，也可以测量供冷系统吸收的热量。超声波热量表利用超声波在流体中传播时，在顺水流传播速度与逆水流传播速度差计算流体流速，进而计算出流体流量，通过PT1000温度传感器计算出入口与出口的流体温度，进而计算出入口与出口流体的密度和焓值差，进而可以计算出系统的发出或者吸收热量。有热量计算公式可知系统吸收或者发出热量为：

$Q={\∫}_0^t{q}_m*\mathrm{\Δh}*d_t$

Q：为释放的热量[kJ]

q_m：流经系统的载热体的质量流量[kg/s]

Δh：热交换回路中入口温度与出口温度对应的载热液体的比焓值差[kJ/kg]

t：时间[s]

通常超声波热量表无法确认基表管道中流体状态所以需要不间断的进行流量测量，否则造成计量误差。本实用新型的特点是在原有超声波热量表基础上设计了空管检测器以及与之配套的检测电路。空管检测器由管体、探头座、探头以及电气连接线A、B组成，连接线要对应的连接到空管检测电路上，若管道处于通水状态，探头和管道壁导通触发器输出低电平，否则探头到地之间为断开状态，触发器输出高电平。

Claims (1)

1.一种有空管检测器的超声波热量表，包括超声波热量表基表和空管检测器，其特征是：超声波热量表基表由基表壳体、基表管壁、基表腔体构成，在基表腔体内设有超声波换能器、PT1000感温探头，且在基表腔体内设有基表内支架，在超声波热量基表壳体内封装有超声波热量表电路板和LCD液晶屏，超声波热量表电路板包括中央处理器、电池电路模块、测时芯片模块、空管检测电路，电池电路模块与中央处理器的电源接口连接，测时芯片模块与中央处理器的SPI接口连接，LCD液晶屏与中央处理器的信号输出接口连接，空管检测电路与中央处理器的中断IO口连接；空管检测器包括空管检测器管壁，在空管检测器管壁上安装有绝缘探头座，且深入到管腔中，绝缘探头座上装有铜合金探头。

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