CN215296355U - 一种超声波水表 - Google Patents

Abstract

本实用新型的超声波水表，其包括表本体、侦测管、超声检测部件、芯片处理器，超声检测部件包括第一换能器、第二换能器，其中第一、二换能器位于侦测管的相对两侧，且两者之间的连线与侦测管的中心线相交并形成的夹角为锐角；超声波水表还包括用于检测侦测管内流体压力的压力变送器，芯片处理器与超声检测部件和压力变送器相连通，且能够无线或/和有线与客户端管理平台连通，其中客户端管理平台根据芯片处理器所反馈水流流向、流速、累积流量和压力数据信息进行预警或示警。本实用新型通过两个换能器的位置分布，并配合压力变送器的设置，不管水表是水平还是竖立或倾斜安装，都能够准确的将流向、流速和压力信息反馈至客户端管理平台，从而准确地预警或示警。

Description

一种超声波水表

技术领域

本实用新型属于水表产品领域，具体涉及一种超声波水表。

背景技术

超声波水表是通过检测超声波声束在水中顺流逆流传播时因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。它的特点:始动流速低，量程比宽，测量精度高，工作稳定，同时内部无活动部件无阻流元件，不受水中杂质的影响，使用寿命长，输出通讯功能齐全，满足各类通讯和无线组网要求，同时也具有优秀的小流量检测能力，能解决众多传统水表的问题，更加适合水费梯度收费，更加适合水资源的节约和合理利用，具有广阔的市场和使用前景。

然而，在现实生活中超声波水表的安装有水平或倾斜（包括垂直）安装，尤其是倾斜安装时，由于受到水的自重，若仅仅采用上述的超声波检测，其水流的流速很难准确获得，因此，顺逆流的判定存在一定的误差率。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的超声波水表。

为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

一种超声波水表，其包括表本体、侦测管、超声检测部件、芯片处理器，超声检测部件包括第一换能器、第二换能器，其中第一换能器和第二换能器位于侦测管的相对两侧，且两者之间的连线与侦测管的中心线相交并形成的夹角为锐角；超声波水表还包括用于检测侦测管内流体压力的压力变送器，芯片处理器与超声检测部件和压力变送器相连通，且能够无线或/和有线与客户端管理平台连通，其中客户端管理平台根据芯片处理器所反馈水流流向、流速、累积流量和压力数据信息进行预警或示警。

优选地，第一换能器位于上游，第二换能器位于下游，且第一换能器位于第二换能器的侧上方。这样一来，不管是水平安装还是竖直安装，都能够确保准确无误的获得水流的流向。

根据本实用新型的一个具体实施和优选方面，侦测管的直径为D，夹角为β，其中D与β呈正比。这样一来，根据不同的侦测管管径对应调节第一换能器和第二换能器相对的位置，从而更准确的获得水流的信息。

进一步的，20°≤β≤70°，其中最优选地，40°≤β≤50°。

根据本实用新型的又一个具体实施和优选方面，压力变送器能够定时或定期将压力测量值向芯片处理器传输。由于压力变送器实时采集功耗较大，只能周期性采集，采集周期频率过高会影响电池使用寿命，需要根据压力变送器选型，确定压力变送器功耗，从而计算出保证电池规定使用寿命下，最大采集周期频率。

具有的，压力变送器靠近侦测管的上游端部设置。这样能够快速且准确地获知压力值。

此外，超声波水表还包括与芯片处理器相连通的NB-IoT通信模块，且定时或定期将信息反馈至客户端管理平台。因为实时采集功耗较大，只能周期性采集，同时也要保证电池规定使用寿命下，获得最大采集周期频率。

优选地，与侦测管两端部相连接是上游直管段和下游直管段，其中上游直管段的长度至少为自身管径的10倍；下游直管段的长度至少为自身管径的5倍。这样一来，进出侦测管的水流相对平稳、压力也是相对均衡，从而使得超声波水表能够准确获得水流的流向、流速和压力信息。

由于以上技术方案的实施，本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

本实用新型通过两个换能器的位置分布，并配合压力变送器的设置，不管水表是水平还是竖立或倾斜安装，都能够准确的将流向、流速、累积流量和压力信息反馈至客户端管理平台，从而准确地发出预警或示警。

附图说明

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型超声波水表的结构示意图（水平安装）；

图2为本实用新型超声波水表的结构示意图（竖立安装）；

其中：1、表本体；2、侦测管；3、超声检测部件；31、第一换能器；32、第二换能器；4、芯片处理器；5、压力变送器；6、NB-IoT通信模块。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本实施例的超声波水表，其包括表本体1、侦测管2、超声检测部件3、芯片处理器4、压力变送器5、NB-IoT通信模块6，且水平沿着图1中箭头方向（侦测管2中心线方向）流动。

具体的，超声检测部件3包括第一换能器31、第二换能器32，其中第一换能器31和第二换能器32位于侦测管2的相对两侧，且两者之间的连线与侦测管的中心线相交并形成的夹角为锐角。

结合图2所示，第一换能器31位于上游，第二换能器32位于下游，且第一换能器31位于第二换能器32的侧上方。这样一来，不管是水平安装还是竖直安装，都能够确保准确无误的获得水流的流向。

侦测管2的直径为D，夹角为β，其中D与β呈正比。这样一来，根据不同的侦测管管径对应调节第一换能器和第二换能器相对的位置，从而更准确的获得水流的信息。本例中，β=45°，D=100mm。

芯片处理器4与超声检测部件3和压力变送器5相连通，且能够通过NB-IoT通信模块6远程（也就是无线）与客户端管理平台连通，同时，在第一换能器31和第二换能器32的设置下，超声波水表采用时间差法进行流体测量，时间差法利用超声波脉冲在流体中顺流传播时间td和逆流传播时间tu的差值来测量流体流速，从而计算管道内流体的流量，当水表流体倒流时，可以通过换能器精确地计算出流体速度和流向，通过单片机的信息处理，将采集到的信号数据通过NB-IoT通信模块向客户端管理平台反馈，同时由压力变送器5将管道内的压力数据通过NB-IoT通信模块向客户端管理平台反馈，客户端管理平台进行分析进行有效的预警或示警。

具体的，压力变送器5能够定时或定期将压力测量值向芯片处理器4传输。由于压力变送器实时采集功耗较大，只能周期性采集，采集周期频率过高会影响电池使用寿命，需要根据压力变送器选型，确定压力变送器功耗，从而计算出保证电池规定使用寿命下，最大采集周期频率。

本例中，压力变送器5靠近侦测管2的上游端部。一旦出现逆流，能够快速且准确地获知压力值。

同理，NB-IoT通信模块定时或定期将信息反馈至客户端管理平台。因为实时采集功耗较大，只能周期性采集，同时也要保证电池规定使用寿命下，获得最大采集周期频率。

此外，与侦测管两端部相连接是上游直管段和下游直管段，其中上游直管段的长度为自身管径的10倍；下游直管段的长度为自身管径的5倍。这样一来，进出侦测管的水流相对平稳、压力也是相对均衡，从而使得超声波水表能够准确获得水流的流向、流速和压力信息。

综上，本实施例具有以下优点：

1、通过两个换能器连线与对应侦测管的中心线呈锐角设置，并配合压力变送器的设置，不管水表是水平还是竖立或倾斜安装，都能够准确的将流向、流速、累积流量和压力信息反馈至客户端管理平台，从而准确的发出预警或示警；

2、根据不同的侦测管管径对应调节第一换能器和第二换能器相对的位置，从而更准确的获得水流的信息，增强超声波水表的实用性；

3、在保证电池规定使用寿命下，能够获得最大采集周期频率，从而达到需要预警或报警之功效。

以上对本实用新型做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超声波水表，其包括表本体、侦测管、超声检测部件、芯片处理器，其特征在于：所述超声检测部件包括第一换能器、第二换能器，其中所述第一换能器和第二换能器位于所述侦测管的相对两侧，且两者之间的连线与所述侦测管的中心线相交并形成的夹角为锐角；所述超声波水表还包括用于检测所述侦测管内流体压力的压力变送器，所述芯片处理器与所述超声检测部件和所述压力变送器相连通，且能够无线或/和有线与客户端管理平台连通，其中所述客户端管理平台根据所述芯片处理器所反馈水流流向、流速、累积流量和压力数据信息进行预警或示警。

2.根据权利要求1所述的超声波水表，其特征在于：所述第一换能器位于上游，所述第二换能器位于下游，且所述第一换能器位于所述第二换能器的侧上方。

3.根据权利要求1所述的超声波水表，其特征在于：所述的侦测管的直径为D，所述的夹角为β，其中D与β呈正比。

4.根据权利要求3所述的超声波水表，其特征在于：20°≤β≤70°。

5.根据权利要求4所述的超声波水表，其特征在于：40°≤β≤50°。

6.根据权利要求1所述的超声波水表，其特征在于：所述压力变送器能够定时或定期的将压力测量值向所述芯片处理器传输。

7.根据权利要求1或6所述的超声波水表，其特征在于：所述压力变送器靠近所述侦测管的上游端部设置。

8.根据权利要求1所述的超声波水表，其特征在于：所述的超声波水表还包括与所述芯片处理器相连通的NB-IoT通信模块。

9.根据权利要求8所述的超声波水表，其特征在于：所述NB-IoT通信模块定时或定期将信息反馈至所述客户端管理平台。

10.根据权利要求1所述的超声波水表，其特征在于：与所述侦测管两端部相连接是上游直管段和下游直管段，其中所述的上游直管段的长度至少为自身管径的10倍；所述下游直管段的长度至少为自身管径的5倍。

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