CN212963505U - 一种超声波水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波水表，包括壳体、以及与水管配合安装的管段，壳体包裹在管段的中部，管段的中部内腔匹配设置有反射整流支架；反射整流支架的顶部中间开设有定位孔；定位孔内插置有定位销；反射整流支架通过定位销与管段紧固相接；定位销的左侧、右侧管段上对称设置有超声波流量传感器；超声波流量传感器的上方均匹配设置有压板；压板的上方均设置有上壳、下方均设置有下壳；上壳的顶部设置有上盖；上盖与管段之间设置有电路板盒；电路板盒上设置有电路板；电路板上设置有液晶保护罩；电路板的下方设置有电池仓。本实用新型能够精准测量管路中的具体水流量，提高了测量精度，具有广泛的适用性。

Description

一种超声波水表

技术领域

本实用新型涉及一种水表，尤其涉及一种超声波水表，属于水流量测量技术领域。

背景技术

目前智能电子水表大多采用在保留原机械表的基础上，加上电子计量显示部分，水表的累计用水量同时有机械字轮读数显示和电子计量读数显示。

现有技术中的智能电子水表数据采集一般是用干簧管或霍尔等开关型传感器，在水表机芯的某极转动轴的圆周上布置一颗磁钢，当此轴转动到磁钢使开关闭合时，控制器采集到一次电子信号，即轴转动一周采集到一次电子信号，作为智能电子水表的一次电子计量读数。

然而由于自来水管道中存在空气，由于水压力的变化，水表将产生正反转，或其他原因使水表正反转，当正转到磁钢使开关型传感器闭合时，水表将增加一次电子计量，当反转到磁钢使开关型传感器闭合时，水表也要增加一次电子计量，其无法区别水表的正反转；当反转使开关型传感器闭合时，本应减少一次电子计量，由于控制器采集到的传感器信号无法判断水表的转动方向，反而多增加了一次电子计量，这样使水表的机械字轮读数与电子计量读数不一致，电子计量读数将大于机械字轮读数，并在用户缴纳水费时将产生纠纷。

由此可见，现有水表存在以下问题：第一，虽将测量机构与被测水体隔离，以此使使用者能够进行清晰读数，但是无法保证水表的测量精度；第二，水表的波轮上设有波轮磁钢，磁钢在管道内水压出现变化时，易出现反转，从而导致水表的计数出现偏差，测量精度低。

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超声波水表。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种超声波水表，包括壳体、以及与水管配合安装的管段，壳体包裹在管段的中部，管段的中部内腔匹配设置有反射整流支架；反射整流支架的顶部中间开设有定位孔；定位孔内插置有定位销；反射整流支架通过定位销与管段紧固相接；定位销的左侧、右侧管段上对称设置有超声波流量传感器；超声波流量传感器的上方均匹配设置有压板；压板的上方均设置有上壳、下方均设置有下壳；

壳体包括上壳、下壳；上壳的顶部设置有上盖；上盖与管段之间设置有电路板盒；电路板盒上设置有电路板；电路板上设置有液晶保护罩；电路板的下方设置有电池仓。

进一步地，超声波流量传感器均通过信号线、电源线与电路板电连接；超声波流量传感器与管段之间均匹配设置有密封圈。

进一步地，反射整流支架包括位于中部的圆柱筒；圆柱筒的左端、右端对称设置有左支架、右支架；圆柱筒的顶部中间开设有定位孔；定位孔上端的管段上对应开设有定位销孔且定位孔与定位销孔为同心孔。

进一步地，左支架、右支架上均匹配设置有反射板，反射板与管段内水流方向均呈一定夹角，用以反射超声波流量传感器发出的超声波；反射板的表面均设有反射片，反射片为三段一体连接的弧形片，用以将超声波反射至指定方向。

进一步地，上壳、下壳分别位于管段的上端、下端；上壳内匹配设置有电路板盒。

进一步地，电路板盒的底面分别与压板插接相接；压板均通过螺栓与下壳紧固相接。

进一步地，管段的进水端、出水端分别设置有螺纹，管段的两端分别通过螺纹与水管相接。

进一步地，电池仓内设置有锂电池。

本实用新型通过使用超声波流量传感器对管路中的水流量进行测量，能够精准测量管路中的具体水流量，同时使用反射板将超声波流量传感器发出的超声波反射至指定位置，从而提高了测量精度，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为图1的A-A截面结构示意图。

图3为图1的B-B截面结构示意图。

图4为反射整流支架的结构示意图。

图5为图4的主视图。

图6为图4的俯视图。

图中：1、管段；2、上盖；3、电路板盒；4、上壳；5、电路板；6、液晶保护罩；7、超声波流量传感器；8、定位销；9、压板；10、电池仓；11、下壳；12、反射整流支架；13、圆柱筒；14、左支架；15、定位孔；16、反射板。

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所示的一种超声波水表，包括壳体、以及与水管配合安装的管段1，壳体包裹在管段1的中部，管段1的进水端、出水端分别设置有螺纹，管段1的两端分别通过螺纹与水管相接。管段1设置在管路上，用以输送管路内的水；

如图2、图3所示，管段1的中部内腔匹配设置有反射整流支架12；反射整流支架12设置在管段1内部，用以将超声波流量传感器7发出的超声波反射至指定位置。反射整流支架12的顶部中间开设有定位孔15；定位孔15内插置有定位销8；反射整流支架12通过定位销8与管段1紧固相接；定位销8的左侧、右侧管段1上对称设置有超声波流量传感器7；通过密封圈分别将超声波流量传感器7和管段1紧密接触，用以通过发射和接收超声波检测管段1内的水流量。超声波流量传感器7的上方均匹配设置有压板9；压板9的上方均设置有上壳4、下方均设置有下壳11；压板9用以使管段1内部保持密封状态。

超声波流量传感器7用以检测管段1内的水流量。当开始测量水流量时，下游的超声波流量传感器7会发射超声波，并经由反射整流支架12反射后传递至上游的超声波流量传感器7，上游的超声波流量传感器7接收超声波后会记录超声波的传播时间并计算出管路中水的实时流速，并根据管段1内的截面积计算出管段1内的水流量，计算完成后，超声波流量传感器7会对流量进行记录，并显示在指定位置即液晶显示屏上以供使用者观察。

当使用超声波水表时，将管段1安装至管路中，安装完成后开始通水，并启动超声波流量传感器7，使超声波流量传感器7对管路中的水流量进行检测。当超声波流量传感器7对管路中水流量进行检测时，超声波流量传感器7会在管段1内部的指定位置发射超声波，超声波经反射整流支架12反射后到达指定位置，超声波流量传感器7通过统计超声波的发射与接收的时长计算出管段1内的水流量，并将测得的数据显示在超声波流量传感器7的指定位置上。本实用新型即超声波水表可以用于住户用水的水流量测量，也可用于其他管路中的水流量测量，只要满足超声波水表能够达到其指定的工作状态即可。

如图2所示，壳体包括上壳4、下壳11；上壳4、下壳11分别位于管段1的上端、下端；上壳4内匹配设置有电路板盒3。上壳4的顶部设置有上盖2；上盖2与管段1之间设置有电路板盒3；电路板盒3的底面分别与压板9插接相接；压板9均通过螺栓与下壳11紧固相接。电路板盒3上设置有电路板5；电路板5上设置有液晶保护罩6；液晶保护罩6用于保护液晶显示屏；电路板5的下方设置有电池仓10。电池仓10内设置有锂电池。

超声波流量传感器7均通过信号线、电源线与电路板5电连接；超声波流量传感器7与管段1之间均匹配设置有密封圈。密封圈的材质为橡胶、无石棉纤维橡胶、聚四氟乙烯或其他类型的非金属材料，只要满足密封圈能够防止压板9对超声波流量传感器7造成损伤即可。

如图4-6所示，反射整流支架12包括位于中部的圆柱筒13；圆柱筒13的左端、右端对称设置有左支架14、右支架；圆柱筒13的顶部中间开设有定位孔15；定位孔15上端的管段1上对应开设有定位销孔且定位孔15与定位销孔为同心孔。安装反射整流支架12时，先将反射整流支架12放置在管段1的内部中部，然后将定位销8依次穿过定位孔15、管段1上的定位销孔后旋紧，定位销8穿过圆柱筒13与管段1连接，以此将反射整流支架12固定在指定位置。

左支架14、右支架上均匹配设置有反射板16，左支架14、右支架分别设置在反射整流支架12两端并与反射板16固定连接，用以将反射板16固定在指定位置。左支架14、右支架为本领域的常规技术手段，此处不再赘述。反射板16与管段1内水流方向均呈一定夹角，用以反射超声波流量传感器7发出的超声波；反射板16的表面均设有反射片，反射片为三段一体连接的弧形片，用以将超声波反射至指定方向。

反射整流支架12中部的圆柱筒13为一镂空圆柱管，其设置在管段1内部并与反射板16固定连接，用以将反射板16固定在指定位置；反射板16分别设置在反射整流支架12的两端，用以将超声波流量传感器7发射的超声波反射至指定位置；反射整流支架12与反射板16稳固相接，这样，反射板16能够固定在指定位置并将超声波反射至指定方向，提高了超声波水表的检测精度。反射板16上设有至少三段且一体连接的金属片，金属片上各段长度与角度各不相同，这样，在反射板对超声波进行反射时，能够将发散的超声波聚积并将其准确反射至另一反射板上，以此提高超声波水表的测量精度。

反射板16设置在管段1内部并与反射整流支架12相连，且其与管段1内水流方向呈45°夹角，在反射板16表面均设有反射片，用以将散射的超声波反射至指定方向。当超声波流量传感器7对管道中水的流量进行测量时，超声波流量传感器7会发射超声波，超声波经反射板16反射后传输至超声波流量传感器7，超声波流量传感器7会记录超声波的传输时间，通过超声波在相同介质不同流速下传输速度不同的原理计算出管道内水的流速，并根据管道截面得出管道内水的流量，并对流量进行监测以判断管道内是否漏水。反射板16的材料不作具体限制，其表面的反射片可以为铜片、铝片、铁片、钢化玻璃、聚乙烯或其他种类的金属或非金属材料，只要满足反射板16能够反射超声波流量传感器7发射出的超声波即可。

本实用新型的组装过程为：首先将反射整流支架12安装在管段1内部，保证反射整流支架12上的定位孔15和管段1的定位销孔保持同心，用定位销8把反射整流支架12固定，然后将一对超声波流量传感器7套好密封圈安装在管段1上，用压板9将超声波流量传感器7压紧，然后把下壳11通过螺栓固定在压板9上；

把超声波流量传感器7的信号线、通信信号线、电源线焊接在电路板5上，把锂电池放在电池仓10中，把电池仓10放置在电路板5的下方，然后把电路板5安装在电路板盒3中，把电路板盒3也插装在压板9上，将液晶保护罩6插接在电路板5上焊接的液晶显示屏上面，把电路板盒3内灌满防水密封胶，将整个电路板5淹没，等待密封胶凝固后把上壳4和下壳11通过螺栓连接在一起，在上壳4的表面打印相应的参数，然后把上盖2安装好，组装完成。

本实用新型采用超声波时差原理，与机械式水表相比较具有精度高、可靠性好、量程比宽、使用寿命长、无任何活动部件、无需设置参数、任意角度安装等特点，不仅实现了快速抄表，节省了人力成本，而且避免了计数出现偏差，提高了测量精度。

本设计可以用于对超声波水表需求量比较大的领域，包括农业灌溉、乡镇供水、城市供水以及智慧城市建设等多个领域，并且具有以下优势：

1、农业灌溉领域：没有机械传动部件，无阻流元件，超声波水表测量几乎不受水质影响，能适应农业灌溉水质差的条件，是农业灌溉用水计量最合适的产品；

2、智能城市领域：无压力损失，降低泵的能耗，实现节能目标；电池供电，无机械传动部件，使用寿命长；

3、城市供水领域：超声波水表始动流量低，避免小流量不计量，增加水费收入；测量精度高，使水费的准确计量的可靠保证；

4、乡镇供水领域：适应国内各种水质条件；实现水资源集中管理，提高管理效率。

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 (8)

1.一种超声波水表，包括壳体、以及与水管配合安装的管段(1)，所述壳体包裹在管段(1)的中部，其特征在于：所述管段(1)的中部内腔匹配设置有反射整流支架(12)；所述反射整流支架(12)的顶部中间开设有定位孔(15)；所述定位孔(15)内插置有定位销(8)；所述反射整流支架(12)通过定位销(8)与管段(1)紧固相接；所述定位销(8)的左侧、右侧管段(1)上对称设置有超声波流量传感器(7)；所述超声波流量传感器(7)的上方均匹配设置有压板(9)；所述压板(9)的上方均设置有上壳(4)、下方均设置有下壳(11)；

所述壳体包括上壳(4)、下壳(11)；所述上壳(4)的顶部设置有上盖(2)；所述上盖(2)与管段(1)之间设置有电路板盒(3)；所述电路板盒(3)上设置有电路板(5)；所述电路板(5)上设置有液晶保护罩(6)；电路板(5)的下方设置有电池仓(10)。

2.根据权利要求1所述的超声波水表，其特征在于：所述超声波流量传感器(7)均通过信号线、电源线与电路板(5)电连接；超声波流量传感器(7)与管段(1)之间均匹配设置有密封圈。

3.根据权利要求2所述的超声波水表，其特征在于：所述反射整流支架(12)包括位于中部的圆柱筒(13)；所述圆柱筒(13)的左端、右端对称设置有左支架(14)、右支架；圆柱筒(13)的顶部中间开设有定位孔(15)；所述定位孔(15)上端的管段(1)上对应开设有定位销孔且定位孔(15)与定位销孔为同心孔。

4.根据权利要求3所述的超声波水表，其特征在于：所述左支架(14)、右支架上均匹配设置有反射板(16)，所述反射板(16)与管段(1)内水流方向均呈一定夹角，用以反射超声波流量传感器(7)发出的超声波；反射板(16)的表面均设有反射片，所述反射片为三段一体连接的弧形片，用以将超声波反射至指定方向。

5.根据权利要求4所述的超声波水表，其特征在于：所述上壳(4)、下壳(11)分别位于管段(1)的上端、下端；上壳(4)内匹配设置有电路板盒(3)。

6.根据权利要求5所述的超声波水表，其特征在于：所述电路板盒(3)的底面分别与压板(9)插接相接；所述压板(9)均通过螺栓与下壳(11)紧固相接。

7.根据权利要求6所述的超声波水表，其特征在于：所述管段(1)的进水端、出水端分别设置有螺纹，管段(1)的两端分别通过螺纹与水管相接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的超声波水表，其特征在于：所述电池仓(10)内设置有锂电池。

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