CN203443704U - 一种超声波热量表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种超声波热量表，包括：分别位于流量测量直管段两侧的第一折射柱和第二折射柱，流量测量直管段的内侧壁上设有第一超声波换能器和第二超声波换能器，第一折射柱和第二折射柱的侧面均设置有分别与第一超声波换能器和第二超声波换能器对应的倾斜的折射面，超声波热量表的内部还设置有微处理器，微处理器上设置有与集抄器连接的通讯接口，第一超声波换能器和第二超声波换能器与热量表积分仪上的相应A/D接口连接。本实用新型中的超声波换能器发射出的超声波信号经过折射柱后连续传递到另一超声波换能器，超声波信号在流体中是水平传播，使超声波换能器采集信号精准，不会产生回流、絮流现象。

Description

一种超声波热量表

技术领域

本实用新型涉及计量仪表领域，特别是指一种超声波热量表。

背景技术

传统流量计或热能表多采用机械叶轮式或旋翼式，根据叶轮转动的圈数与流量成正比，计算器通过采集叶轮转动的圈数计算流量，但是叶轮的转动存在机械磨损，因此传统机械式流量计或热能表存在使用寿命短、结构复杂等缺陷，尤其是由于叶轮磨损等原因会造成测量精度降低，另外，在流体含有杂质的情况下，机械式流量计或热能表常常会因此而受到堵塞等严重影响，给使用者带来损失，因此逐渐采用超声波热量表取而代之，但现有的超声波热量表都为一个独立的表单元，不能集中管理，只能单独分别抄表进行数据采集，并且存在准确度、稳定性低的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种超声波热量表，解决了现有技术中超声波热量表无法集中管理，准确性和稳定性低的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种超声波热量表，其特征在于，包括：分别位于流量测量直管段两侧的第一折射柱和第二折射柱，流量测量直管段的内侧壁上设有第一超声波换能器和第二超声波换能器，所述第一折射柱和所述第二折射柱的侧面均设置有分别与第一超声波换能器和第二超声波换能器对应的倾斜的折射面，所述超声波热量表的内部还设置有微处理器，所述微处理器上设置有与集抄器连接的通讯接口，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器与热量表积分仪上的相应A/D接口连接。

优选的，第一超声波换能器和第二超声波换能器发射出的超声波的方向与流量测量直管段中水流方向成45度角。

优选的，第一超声波换能器和第二超声波换能器为压电陶瓷换能器。

优选的，第一折射柱和第二折射柱的首端分别通过一个定位片与流量测量直管段固定连接。

优选的，固定片为不锈钢固定片。

优选的，集抄器设置有M-BUS通讯接口。

本实用新型中的超声波热量表的一个超声波换能器发射出的超声波信号经过折射后连续传递到另一超声波换能器，超声波信号在流体中是水平传播，使换能器采集信号精准，超声波换能器的输出模拟电信号经热量表积分仪中的A/D接口送入微处理器，微处理器根据超声波信号在流体中的流动，顺流传播时间与逆流传播时间之差与被测流体的流速管系，计算出水的流速，处理器将采集来的信号进行计算处理，并把所要求的信息通过通讯接口传递至集抄器，如出现故障，记录数据并给予提示。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种超声波热量表的剖面图；

图2为本实用新型一种超声波热量表中的定位片结构图；

图3为本实用新型一种超声波热量表中的电路原理框图。

图中：

1、流量测量直管段；2、热量表积分仪；3、水流出口；4、水流进口；5、第二超声波换能器；6、第一超声波换能器；7、第一折射柱；8、第二折射柱；9、折射面；10、插入口；11、定位片；12、通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，超声波热量表包括位于底部的流量测量直管段1和位于顶部的用于统计流量用的热量表积分仪2，流量测量直管段1的两端管口分别为水流进口4和水流出口3，靠近水流进口4处设有第一折射柱7，靠近水流出口3处设有第二折射柱8，在与第一折射柱7和第二折射柱8对应的流量测量直管段1的内侧壁上分别设有第一超声波换能器6和第二超声波换能器5，第一超声波换能器6和第二超声波换能器5发射出的超声波的方向与流量测量直管段1中水流方向成45度角，本实施例中的第一超声波换能器6和第二超声波换能器5为压电陶瓷换能器，第一折射柱7和第二折射柱8呈圆锥形，采用不锈钢材质制成，侧面具有分别与第一超声波换能器6和第二超声波换能器5正对的倾斜的折射面9，超声波热量表的第一折射柱7和第二折射柱8的首端分别与定位片11固定连接，定位片11由不锈钢材料制成，使其固定在流量测量直管段1内，第一折射柱7和第二折射柱8的首端均朝向流量测量直管段1端口的外侧，尾端的折射面9正对设置，将信号分别折射给第一超声波换能器6和第二超声波换能器5接收，第一折射柱7和第二折射柱8对流经流量测量直管段1内的流体起到引流的作用，每个折射柱的折射面与流量测量直管段1中心轴线的夹角为40°～50°，优选的夹角为45°，对流经流量测量直管段1内的流体也起到引流的作用，超声波信号在流体中是水平传播从而使超声波换能器采集信号精准，流体流经流量测量直管段1内的流动平稳，不会产生回流、絮流等现象，定位片11上具有通孔12，流量测量直管段1上设有温度探头插入孔10，温度传感器探头通过通孔12伸入到插入孔10内，使温度传感器探头的前端穿设在定位片11的通孔12内，通孔12的存在使温度传感器和定位片11不会发生碰撞。

如图3所示，超声波热量表的内部还设置有微处理器，微处理器上设置有通讯接口，优选的通讯接口为M-bus集抄器总线通信接口，集抄器通过通讯接口与微处理器通讯，优选的，集抄器为M-BUS集抄器，第一超声波换能器6和第二超声波换能器5与热量表积分仪2的A/D接口相连接，第一超声波换能器6沿着水流方向产生并发射超声波，第二超声波换能器5则沿着水流相反的方向产生并发射超声波，两个超声波换能器相互接收对方发射出的超声波信号，并将其转换成电信号送到热量表积分仪2中处理，依据超声波在流体的流动中，顺流传播的时间与逆流传播的时间之差与被测流体的流速关系，求出热水的流速，从而计算从流量。

本实用新型中的超声波热量表的第一折射柱、第二折射柱和定位片全部采用不锈钢材质，其具有环保性能好，耐高温和耐低温等优点，减少折射柱在不同温度下所带来的热胀冷缩，从而保证声波信号传输的有效性、稳定性，此外折射柱的折射面与流量测量直管段中心轴线的夹角为40°～50°，从而使超声波换能器正对折射柱上的折射面，一个超声波换能器发射出的超声波信号经过折射面后呈90°直角连续传递到另一超声波换能器，超声波信号在流体中是水平传播，使换能器采集信号精准，超声波换能器的输出模拟电信号经热量表积分仪中的A/D接口送入微处理器，微处理器根据超声波信号在流体中的流动，顺流传播时间与逆流传播时间之差与被测流体的流速管系，计算出水的流速，处理器将采集来的信号进行计算处理，并把所要求的信息通过通讯接口传递至集抄器，如出现故障，记录数据并给予提示。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超声波热量表，其特征在于，包括：分别位于流量测量直管段两侧的第一折射柱和第二折射柱，流量测量直管段的内侧壁上设有第一超声波换能器和第二超声波换能器，所述第一折射柱和所述第二折射柱的侧面均设置有分别与第一超声波换能器和第二超声波换能器对应的倾斜的折射面，所述超声波热量表的内部还设置有微处理器，所述微处理器上设置有与集抄器连接的通讯接口，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器与热量表积分仪上的相应A/D接口连接。

2.根据权利要求1所述的一种超声波热量表，其特征在于，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器发射出的超声波的方向与流量测量直管段中水流方向成45度角。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种超声波热量表，其特征在于，所述第一超声波换能器和所述第二超声波换能器为压电陶瓷换能器。

4.根据权利要求1所述的一种超声波热量表，其特征在于，所述第一折射柱和所述第二折射柱的首端分别通过一个定位片与流量测量直管段固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种超声波热量表，其特征在于，所述固定片为不锈钢固定片。

6.根据权利要求1所述的一种超声波热量表，其特征在于，所述集抄器设置有M-BUS通讯接口。

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