CN210036839U - 一种带报警功能的超声波水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了超声波水表技术领域的一种带报警功能的超声波水表，以解决现有技术中因供水异常不能被及时发现而造成水资源浪费并影响用户正常用水的技术问题。一种带报警功能的超声波水表，包括以Z法安装在水管通道两侧的超声波换能器，所述超声波换能器有2个，2个超声波换能器的中心安装距离为3~4cm，MCU微控制器还与阈值报警电路电连接，阈值报警电路通过一个三极管将报警信号传输给警示灯和蜂鸣器同时进行光信号和声音信号报警。本实用新型所述超声波水表可以实现对用户用水情况的精确测量和记录，并根据预先设置的报警阈值，在出现水流异常情况时，能同时发出声、光报警，提醒相关人员及时处理，并可查询异常情况出现的具体时间。

Description

一种带报警功能的超声波水表

技术领域

本实用新型属于超声波水表技术领域，具体涉及一种带报警功能的超声波水表。

背景技术

超声波水表是通过检测超声波在水中顺流逆流传播时因水流速度发生变化而产生的时差，分析处理得出水的流速从而进一步计算出水的流量的一种新式水表；具有精度高，可靠性好，量程比宽，无任何活动部件等特点；超声波水表根据水流速度计量用水量，当出现管道爆裂时，大量的水涌出，如不及时处理会造成很大的浪费，而浪费掉的水会自动计入用户的用水量，也给用户带来很大的不便；当用户因没有及时缴纳水费造成停水时，也会给用户的生活造成影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带报警功能的超声波水表，以解决现有技术中因供水异常不能被及时发现而造成水资源浪费并影响用户正常用水的技术问题。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种带报警功能的超声波水表，包括以Z法安装在水管通道两侧的超声波换能器，所述超声波换能器有2个，2个超声波换能器的中心安装距离为3~4cm，2个超声波换能器分别与计算电路电连接；计算电路将计算结果传输给MCU微控制器；MCU微控制器还与数据传输电路、阈值报警电路电连接，数据传输电路将数据传输到上位机，通过与上位机配套的控制显示系统可以查看数据；阈值报警电路通过一个三极管将报警信号传输给警示灯和蜂鸣器同时进行光信号和声音信号报警，警示灯和蜂鸣器安装在水表的外壳顶部。

所述超声波换能器与水管通道之间填充耦合剂。

所述超声波水表还包括存储器，存储器与MCU微控制器电连接。

所述超声波水表还包括电源模块，电源模块与MCU微控制器电连接。

所述超声波水表还包括计数时钟，计数时钟与计算电路电连接。

所述超声波水表还包括LCD显示器，LCD显示器与MCU微控制器电连接。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

（1）本实用新型所述超声波水表可以实现对用户用水情况的精确测量和记录，并根据预先设置的报警阈值，在出现水流异常情况时，能同时发出声、光报警，提醒相关人员及时处理，并可查询异常情况出现的具体时间；

（2）本实用新型所述超声波水表可以实现对用户用水流量的实时监控和记录，根据记录的水流量提前发出声、光报警，提醒用户及时缴纳水费。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种带报警功能的超声波水表的控制关系示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种带报警功能的超声波水表的安装示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种带报警功能的超声波水表的阈值报警电路的电路图；

图中：1.水管通道；2.超声波换能器；3.LCD显示器；4.警示灯；5.蜂鸣器；6.耦合剂；7. MCU微控制器；8.计数时钟；9.计算电路；10.电源模块；11.存储器；12.数据传输电路；13.上位机；14.控制显示系统；15.阈值报警电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图2所示，两个超声波换能器安装在水管通道上下两侧，两个超声波换能器的中心距离在3~4cm之间。超声波探头的安装方式分为Z法安装和V法安装， Z法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点，然后测出此点在管道另一侧的对称点；V法安装：先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点，在本实施例中超声波换能器采用Z法安装，以提高超声波换能器的测量准确度。两个超声波换能器分别与超声波水表的主机电连接，超声波水表通过控制两个超声波换能器发射和接收超声波信号，得到水管通道内的水流信息。在超声波换能器与水管通道之间填充耦合剂，耦合剂的作用是排除超声波换能器与水管通道表面之间的空气，使超声波能有效地穿入水管通道，保证探测面上有足够的声强透射率，以达到检测的目的，同时耦合剂还有固定超声波换能器的作用。在超声波水表外壳的顶部靠左侧安装有警示灯和蜂鸣器，当管道内的水流发生异常时或水流量累计达到设定值时，同时发出光信号和声信号进行报警，以提示相关人员进行处理。

如图1所示，超声波换能器与MCU微控制器通过计算电路实现电连接。水从水管通道流过，超声波换能器将超声波发送至水流中，超声波水表通过MCU微控制器检测超声波束在水中顺流和逆流传播时因传播速度不同发生的时差，再通过计算电路根据时差分析得出水的流速从而计算出水的流量，流量可以根据下面的公式算出：

F=900πD ² v （1）

其中，F表示水的瞬时流量，m³/h；D表示水管通道的内径，mm，v表示水的瞬时流速（m/s）；计算电路计算出水流量后传输给MCU微控制器，MCU微控制器将检测结果实时显示在LCD显示器上，供用户或现场工作人员查看，并将检测结果输出到存储器备查，同时MCU微控制器将检测数据通过数据传输电路上传到上位机，管理人员通过与上位机配套的控制显示系统获知实时水流量及累计用水量等相关信息，并进行相应的调控，也可以通过上位机开发相应的软件进行衍生功能的开发与实现，提高管理人员的工作效率。

MCU微控制器将检测到的水流信息与所设的阈值进行比较，并与阈值报警电路电连接。当水流量或流速出现异常时，如图3所示，MCU微控制器输出高电平至三极管Q1基极，此时三极管饱和导通，即集电极和发射极导通，蜂鸣器和警示灯同时得电，从而触发报警，警示灯亮且蜂鸣器响，提醒用户水流速或流量异常，需要检查水管，便于工作人员及时发现水管爆裂等问题。计数时钟与计算电路电连接，计算电路与MCU微控制器电连接，计数时钟给超声波水表提供时间信息，帮助MCU微控制器协调时间节点，工作人员可通过查询与MCU微控制器电连接的存储器中的带有时间节点的数据，获得流量异常的具体时间点，进而推算出因管道异常而浪费掉的水量。即使超声波水表发生故障时存储器内的水流量数据也不会丢失。当用户的用水量达到某一设定阈值时，MCU微控制器输出高电平至三极管Q1基极，警示灯和蜂鸣器同时被启动，提醒用户及时缴纳水费，以免耽误正常的生产生活。

本实用新型所述超声波水表的LCD显示器可以显示包括瞬时流速、累计用水流量、水费剩余量、水量剩余量在内的多种数据。本实用新型所述超声波水表通过与MCU微控制器电连接的供电模块获得供超声波工作的电能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种带报警功能的超声波水表，其特征是，包括以Z法安装在水管通道（1）两侧的超声波换能器（2），所述超声波换能器（2）有2个，2个超声波换能器（2）的安装中心距为3~4cm，2个超声波换能器（2）分别与计算电路（9）电连接；计算电路（9）将计算结果传输给MCU微控制器（7）；MCU微控制器（7）还与数据传输电路（12）、阈值报警电路（15）电连接，数据传输电路（12）将数据传输到上位机（13），通过与上位机（13）配套的控制显示系统（14）可以查看数据；阈值报警电路（15）通过一个三极管将报警信号传输给警示灯（4）和蜂鸣器（5）同时进行光信号和声音信号报警，警示灯（4）和蜂鸣器（5）安装在水表的外壳顶部。

2.根据权利要求1所述的带报警功能的超声波水表，其特征是，所述超声波换能器（2）与水管通道（1）之间填充耦合剂（6）。

3.根据权利要求1所述的带报警功能的超声波水表，其特征是，还包括存储器（11），存储器（11）与MCU微控制器（7）电连接。

4.根据权利要求1所述的带报警功能的超声波水表，其特征是，还包括电源模块（10），电源模块（10）与MCU微控制器（7）电连接。

5.根据权利要求1所述的带报警功能的超声波水表，其特征是，还包括计数时钟（8），计数时钟（8）与计算电路（9）电连接。

6.根据权利要求1所述的带报警功能的超声波水表，其特征是，还包括LCD显示器（3），LCD显示器（3）与MCU微控制器（7）电连接。

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