CN210108559U - 一种户用超声波热量表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种户用超声波热量表，包括表体、测量管，它还包括超声波换能器、微处理器、测温机构；超声波换能器、测温机构分别通过数据线与表体相连接；表体设置于测量管的上端；测量管上设置有超声波换能器；测量管上设置有温度传感器安装孔；温度传感器安装孔内设置有测温机构；测量管上设置有球阀；表体内设置有微处理器、IC卡信息采集器、信号采集电路、流量传感器；微处理器通过集成线分别与IC卡信息采集器、超声波换能器、信号采集电路相连接；信号采集电路分别与流量传感器、测温机构相连接。本实用新型实现了集中管理以及智能化控制，满足了用户的使用需求，保证了流量测量的高准确度和稳定度，具有广泛的适用性。

Description

一种户用超声波热量表

技术领域

本实用新型涉及一种热量表，尤其涉及一种户用超声波热量表，属于热计量设备技术领域。

背景技术

热量表是计算热量的仪表。热量表按照结构和原理不同，可分为机械式热量表、超声波式热量表等。机械式热量表采用叶轮转动计量流量和热量，管道内阻流器件导致机械式热量表低流通能力，非常容易堵塞，且磨损较为严重，使用寿命不长，更换频繁。机械式热量表由于结构上存在易磨损部件，其磨损程度会随着使用时间逐渐增大，导致精度随着时间的增长而降低，增大计量的误差。而超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息，因此，通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。利用超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度、电导率等参数的影响，这对于我国供暖系统的现状，以及我国的供热基础设施条件所存在的水质差、杂质多，管道系统停运时空置而造成氧化腐蚀等等种种问题，采用超声波测量流体流量不失为一种优选方案。

目前，机械式的热量表由于管道中的流体含杂质较多，因此容易引起管道堵塞现象，给使用者带来损失。超声波热量表对水流速度的测量要求较高，并且对电信号的处理也极其精确，然而目前的超声波热量表大多为一个独立的采集部件，不能实现集中管理，更不能体现热量表的智能化控制。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种户用超声波热量表。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种户用超声波热量表，包括表体、测量管，它还包括超声波换能器、微处理器、测温机构；超声波换能器、测温机构分别通过数据线与表体相连接；表体设置于测量管的上端；测量管上设置有超声波换能器；测量管上设置有温度传感器安装孔；温度传感器安装孔内设置有测温机构；

超声波换能器为两个；两个超声波换能器分别设置在测量管进水端口、出水端口的管套内；两个超声波换能器的中心位于同一条中心线上且位于测量管的不同侧；管套均与测量管体内连通；

测量管上设置有球阀；球阀与测量管为一体式结构，球阀与测量管之间密封连接；球阀的阀柄与电机的输出端相连接；电机与微处理器电连接；

表体内设置有微处理器、IC卡信息采集器、信号采集电路、流量传感器；微处理器通过集成线分别与IC卡信息采集器、超声波换能器、信号采集电路相连接；信号采集电路分别与流量传感器、测温机构相连接。

温度传感器安装孔为两个；两个温度传感器安装孔分别设置于测量管的前侧、后侧；测温机构包括第一温度传感器、第二温度传感器；第一温度传感器、第二温度传感器分别设置于两个温度传感器安装孔内。

超声波换能器与管套之间均设置有密封圈。

测量管为非变径直通式；测量管的左端、右端对称设置有管道连接件。

表体通过连接板与测量管相连接；表体上设置有显示屏；显示屏与微处理器电连接。

表体内还设置有电源模块、报警模块；电源模块、报警模块分别与微处理器电连接。

本实用新型不仅无机械磨损，使用寿命长，不堵塞，而且实现了集中管理以及智能化控制，满足了用户的使用需求，同时保证了流量测量的高准确度和稳定度，具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的电气连接关系框图。

图中：1、表体；2、测量管；3、显示屏；4、管道连接件；5、超声波换能器；6、温度传感器安装孔；7、流量传感器；8、电机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、图2所示的一种户用超声波热量表，包括表体1、测量管2，它还包括超声波换能器5、微处理器、测温机构；超声波换能器5、测温机构分别通过数据线与表体1相连接；表体1设置于测量管2的上端；表头可任意调整视角，方便读数。测量管2为非变径直通式；测量管2的左端、右端对称设置有管道连接件4。测量管2上设置有线卡，可以将各种线缆整齐地卡装在一起，保证在使用过程中的整洁有序。测量管2上设置有超声波换能器5；测量管2上设置有温度传感器安装孔6；温度传感器安装孔6内设置有测温机构；

超声波换能器5为两个；两个超声波换能器分别设置在测量管2进水端口、出水端口的管套内；两个超声波换能器的中心位于同一条中心线上且位于测量管2的不同侧；管套均与测量管2体内连通；超声波换能器5与管套之间均设置有密封圈。通过在测量管2内设置与超声波换能器5相对应的导流架，可使流经测量管2中的热水处于层流状态，这样更便于超声波换能器5的发射与接收，由于测量管2中无运动部件，使得计量精度高，性能可靠。

测量管2上设置有球阀；球阀与测量管2为一体式结构，球阀与测量管2之间密封连接；球阀的阀柄与电机8的输出端相连接；用于根据微处理器的指令，控制球阀的开度大小和开关变化。优选的，球阀为浮动式弹簧球阀。电机8与微处理器电连接；

表体1内设置有微处理器、IC卡信息采集器、信号采集电路、流量传感器7；微处理器采用MSP430单片机，可满足微功耗设计，降低热量表的能耗。微处理器的通讯方式采用RS485、M-BUS方式或者两者组合的方式，可实现远传抄表，增加了工作选择性，提高了热量表的通用性。微处理器通过集成线分别与IC卡信息采集器、超声波换能器5、信号采集电路相连接；信号采集电路分别与流量传感器7、测温机构相连接。本设计还包括与IC卡信息采集器配套使用的IC卡，用户进行充值，以购买所需的采暖热量，满足预付费功能的需求。在表体1中微处理器的统一控制下，将温度和流量的采集、球阀的开度与开关控制、预付费用的扣除、以及温度的调节和控制等各项功能有机地集成在一起，实现了用户耗用热量的计量计费信息采集、供暖温度信息采集、室内温度信息采集以及预付费用等的集中管理，实现了供热系统和采暖系统对热量的智能化控制及使用。

表体1内还设置有电源模块、报警模块；电源模块、报警模块分别与微处理器电连接。报警模块不仅可以实时检测电源模块的电量，对欠压状态及时报警，还能够对预付费用进行实时检测，提醒用户及时续费，保证持续用暖。电池低电量报警功能，并且能第一时间传输到远程抄表中心。表体1通过连接板与测量管2相连接；表体1上设置有显示屏3；显示屏3与微处理器电连接。微处理器的I/O端口设置有RS485接口和/或M-bus接口。脉冲、M总线和RS485总线输出接口可实现数据远传、集中控制。电源模块为微处理器提供工作电源，微处理器通过显示屏3进行数据显示，IC卡信息采集器用于采集用户IC卡的预付费信息并传输给微处理器进行付费金额与热量的换算。

温度传感器安装孔6为两个；两个温度传感器安装孔分别设置于测量管2的前侧、后侧；测温机构包括第一温度传感器、第二温度传感器；第一温度传感器、第二温度传感器分别设置于两个温度传感器安装孔内。第一温度传感器、第二温度传感器分别用于实时检测用户采暖系统进、出水温度。并将检测到的数据通过电缆传输给微处理器，提供耗用热量的计量依据。测量管2上的温度传感器安装孔6方便了温度传感器的安装，简化了结构，降低了成本。

表体1内还设置有温控器，微处理器与温控器之间通过数据线或者无线网络形式进行相互通信。温控器能够对室内温度进行设定和控制，并根据所检测的室内温度以无线或有线方式传输给表体中的微处理器，对球阀进行开度控制或开关控制，以此来调节送入室内采暖系统的热水流量，使用更加智能化和人性化。温控器设置在用户的室内，用户可根据自身的需求，进行采暖温度的设定与控制。

本实用新型的工作原理为：在测量管2的进水端内设置的超声波换能器5沿水流方向产生并发射超声波，在测量管2的出水端内设置的另一超声波换能器5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出的超声波信号，并将其转换为电信号，通过导线传输给微处理器，依据超声波在水中的顺流传播时间与逆流传播时间之差与被测流体的流速关系，得到水的流速，从而计算出水的流量。安装在采暖系统热水管路进水口和出水口的上第一温度传感器和第二温度传感器分别采集进水温度和出水温度，并转换成电信号传送给微处理器，由微处理器计算出采暖热量的耗用量。用户可根据需求调节温控器上的温度调节按钮，将信号传输给微处理器，微处理器发出控制指令对球阀进行实时调节，从而满足用户的需求。

本实用新型不仅无任何机械运动，无磨损，不受恶劣水质影响，维护费用低；而且计量精度高，对管径的适应性强，易于数字化管理；使用成本远远低于机械表。此外，本设计使用方便，基本无噪音，流量测量准确度与稳定度高，可广泛适用于各户用超声波热量表。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种户用超声波热量表，包括表体(1)、测量管(2)，其特征在于：它还包括超声波换能器(5)、微处理器、测温机构；所述超声波换能器(5)、测温机构分别通过数据线与表体(1)相连接；所述表体(1)设置于测量管(2)的上端；所述测量管(2)上设置有超声波换能器(5)；测量管(2)上设置有温度传感器安装孔(6)；所述温度传感器安装孔(6)内设置有测温机构；

所述超声波换能器(5)为两个；两个超声波换能器分别设置在测量管(2)进水端口、出水端口的管套内；两个超声波换能器的中心位于同一条中心线上且位于测量管(2)的不同侧；所述管套均与测量管(2)体内连通；

所述测量管(2)上设置有球阀；所述球阀与测量管(2)为一体式结构，球阀与测量管(2)之间密封连接；球阀的阀柄与电机(8)的输出端相连接；所述电机(8)与微处理器电连接；

所述表体(1)内设置有微处理器、IC卡信息采集器、信号采集电路、流量传感器(7)；所述微处理器通过集成线分别与IC卡信息采集器、超声波换能器(5)、信号采集电路相连接；所述信号采集电路分别与流量传感器(7)、测温机构相连接。

2.根据权利要求1所述的户用超声波热量表，其特征在于：所述温度传感器安装孔(6)为两个；两个温度传感器安装孔分别设置于测量管(2)的前侧、后侧；所述测温机构包括第一温度传感器、第二温度传感器；所述第一温度传感器、第二温度传感器分别设置于两个温度传感器安装孔内。

3.根据权利要求2所述的户用超声波热量表，其特征在于：所述超声波换能器(5)与管套之间均设置有密封圈。

4.根据权利要求3所述的户用超声波热量表，其特征在于：所述测量管(2)为非变径直通式；测量管(2)的左端、右端对称设置有管道连接件(4)。

5.根据权利要求4所述的户用超声波热量表，其特征在于：所述表体(1)通过连接板与测量管(2)相连接；表体(1)上设置有显示屏(3)；所述显示屏(3)与微处理器电连接。

6.根据权利要求1～5任一项所述的户用超声波热量表，其特征在于：所述表体(1)内还设置有电源模块、报警模块；所述电源模块、报警模块分别与微处理器电连接。

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