專利名稱：超聲波熱能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種計(jì)量裝置，特別是涉及一種冷熱量計(jì)量的超聲波熱能表。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)福利制度的改革和熱能計(jì)量的規(guī)范，在節(jié)能減排方針指引下，分 戶計(jì)量已勢(shì)在必行。目前已有很多城市在積極推行分戶計(jì)量的方針，由于絕大 多數(shù)熱能表使用傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)子式流量計(jì)作為流量測(cè)量的核心部件，而當(dāng)前國(guó) 情下水系統(tǒng)通常是一個(gè)封閉循環(huán)系統(tǒng)，水質(zhì)質(zhì)量較差，容易堵塞流量計(jì)的轉(zhuǎn)子， 影響計(jì)量精度甚至堵死流量計(jì)的轉(zhuǎn)子。因此需要經(jīng)常維護(hù)，運(yùn)行成本較高且使 用壽命普遍不長(zhǎng)。另外，溫度的測(cè)量的精度有限，環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致測(cè)量溫 度的漂移，都直接影響著冷熱量測(cè)量的精確度。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種超聲波熱能表。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
是由積算器、流量測(cè)量管體、配對(duì)溫度傳感器三部分組成；其中
1) 積算器包括中央處理器、信號(hào)采集模塊、電源電源、顯示器、通訊模塊、 按鍵模塊、射頻模塊和閥門驅(qū)動(dòng)模塊，中央處理器分別與顯示器、通訊模塊、 按鍵模塊、射頻模塊和閥門驅(qū)動(dòng)模塊連接，中央處理器和信號(hào)采集模塊分別接 電源模塊。
2) 流量測(cè)量管體是一段管道，安裝于進(jìn)口管道處，流量測(cè)量管體管道內(nèi)裝 順流換能器和逆流換能器，順流換能器和逆流換能器分別與積算器內(nèi)的信號(hào)采 集模塊連接；
3) 配對(duì)溫度傳感器包括進(jìn)口溫度傳感器和出口溫度傳感器，進(jìn)口溫度傳 感器和出口溫度傳感器分別與積算器內(nèi)的信號(hào)采集模塊連接。
本實(shí)用新型的具有的有益效果是-
超聲波時(shí)差測(cè)量和溫度測(cè)量采用同一塊超大規(guī)模集成電路芯片，使時(shí)間測(cè) 量量化到65ps，溫度測(cè)量的分辨率達(dá)到0.004°C，大大提高了精度；采用配對(duì)溫 度傳感器，大大減少了系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響；考慮到管理的方便，設(shè)計(jì) 了通訊遠(yuǎn)傳和射頻卡讀寫電路，為實(shí)現(xiàn)集中抄表或預(yù)付費(fèi)提供了可能。


圖1是本實(shí)用新型的電路原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型的流量測(cè)量管體示意圖。圖3是本實(shí)用新型的積算器的電路原理圖。圖4是本實(shí)用新型的軟件流程圖。
圖中1、中央處理器，2、信號(hào)采集模塊，3、順流換能器，4、逆流換能器，5、進(jìn)口溫度傳感器，6、出口溫度傳感器，7、電源模塊，8、液晶顯示器，9、通訊模，10、按鍵模塊，11、射頻模塊，12、閥門驅(qū)動(dòng)模塊，具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示，本實(shí)用新型是由積算器A、流量測(cè)量管體B和配對(duì)溫度傳感器C組成的。其中，
U積算器A:包括中央處理器l、信號(hào)采集模塊2、電源電源7、顯示器8、通訊模塊9、按鍵模塊10、射頻模塊11和閥門驅(qū)動(dòng)模塊12，中央處理器1分別與顯示器8、通訊模塊9、按鍵模塊10、射頻模塊11和閥門驅(qū)動(dòng)模塊12連接，中央處理器1和信號(hào)采集模塊2分別接電源模塊7。
2) 流量測(cè)量管體B:是一段管道，安裝于進(jìn)口管道處，流量測(cè)量管體B管道內(nèi)裝順流換能器3和逆流換能器4，順流換能器3和逆流換能器4分別與積算器A內(nèi)的信號(hào)采集模塊2連接；
3) 配對(duì)溫度傳感器C:包括進(jìn)口溫度傳感器5和出口溫度傳感器6，進(jìn)口溫度傳感器5和出口溫度傳感器6分別與積算器A內(nèi)的信號(hào)采集模塊2連接。
所述信號(hào)采集模塊2是具有時(shí)間測(cè)量和溫度測(cè)量功能的數(shù)字信號(hào)處理器，其型號(hào)是TDC-GP2。所述通訊模塊9使用的是M-BUS總線連接方式，所述射頻模塊11使用的是非接觸式射頻IC卡。所述流量測(cè)量管體B是一段管體，內(nèi)裝有順流換能器3和逆流換能器4。所述配對(duì)溫度傳感器C是高精度、高穩(wěn)定性的配對(duì)溫度傳感器，其型號(hào)為PT1000。
系統(tǒng)工作時(shí)，中央處理器1控制信號(hào)采集模塊2定時(shí)采集得到順流測(cè)量的時(shí)間和逆流測(cè)量的時(shí)間，中央處理器l由此計(jì)算得到時(shí)間差A(yù)T，并根據(jù)公式
『鵬_
計(jì)算得到流速V;其中C為聲音在水中的傳播速度。再根據(jù)公式-k 4
可以得到瞬時(shí)流量Q，式中K為流速(分布)修正系數(shù)。
中央處理器1控制信號(hào)采集模塊2定時(shí)采集得到進(jìn)口溫度和出口溫度；中央處理器1在得到流量信號(hào)、進(jìn)口溫度信號(hào)和出口溫度信號(hào)后，就可以根據(jù)公式
Jo
計(jì)算得到熱交換回路消耗的熱能，這里E是熱交換回路輸出的熱能，Kl是熱修正系數(shù)。
如圖2所示，本實(shí)用新型的流量測(cè)量管體B工作原理圖。圖中，V是液體的流速；D是管段的直徑；L是超聲波行走的路徑長(zhǎng)度；Q是超聲波行走方向與水流方向的夾角；Tl是順流時(shí)間；T2是逆流時(shí)間。由于液體流速V的影響，超聲波在順流和逆流時(shí)的傳播速度是不同的，超聲波經(jīng)過(guò)相同的路徑L，所用的時(shí)間也是不同。順流時(shí)，TDC-GP2能夠根據(jù)中央處理器1的指令產(chǎn)生脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)順流換能器3產(chǎn)生超聲波并記錄開始計(jì)時(shí)，在逆流換能器4收到超聲波后，計(jì)時(shí)停止，得到順流時(shí)間Tl;逆流時(shí)，.TDC-GP2能夠根據(jù)中央處理器1的指令產(chǎn)生脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆流換能器4產(chǎn)生超聲波并開始計(jì)時(shí)，在逆流換能器3收到超聲波后，計(jì)時(shí)停止，得到逆流時(shí)間T2。
如圖3所示，是積算器A的電路原理圖。
如圖4所示，是積算器A的軟件流程圖。
權(quán)利要求1、一種超聲波熱能表，其特征在于，是由積算器(A)、流量測(cè)量管體(B)、配對(duì)溫度傳感器(C)三部分組成；其中1)積算器(A)包括中央處理器(1)、信號(hào)采集模塊(2)、電源電源(7)、顯示器(8)、通訊模塊(9)、按鍵模塊(10)、射頻模塊(11)和閥門驅(qū)動(dòng)模塊(12)，中央處理器(1)分別與顯示器(8)、通訊模塊(9)、按鍵模塊(10)、射頻模塊(11)和閥門驅(qū)動(dòng)模塊(12)連接，中央處理器(1)和信號(hào)采集模塊(2)分別接電源模塊(7)；2)流量測(cè)量管體(B)是一段管道，安裝于進(jìn)口管道處，流量測(cè)量管體(B)管道內(nèi)裝順流換能器(3)和逆流換能器(4)，順流換能器(3)和逆流換能器(4)分別與積算器(A)內(nèi)的信號(hào)采集模塊(2)連接；3)配對(duì)溫度傳感器(C)包括進(jìn)口溫度傳感器(5)和出口溫度傳感器(6)，進(jìn)口溫度傳感器(5)和出口溫度傳感器(6)分別與積算器(A)內(nèi)的信號(hào)采集模塊(2)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波熱能表，其特征在于所述信號(hào)采集 模塊(2)是具有時(shí)間測(cè)量和溫度測(cè)量功能的數(shù)字信號(hào)處理器，其型號(hào)是TDC-GP2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波熱能表，其特征在于所述通訊模塊(9) 使用的是M-BUS總線連接方式，所述射頻模塊(11)使用的是非接觸式射頻IC 卡。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波熱能表，其特征在于所述流量測(cè)量 管體(B)是一段管體，內(nèi)裝有順流換能器(3)和逆流換能器(4)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種超聲波熱能表。包括積算器、流量測(cè)量管體、配對(duì)溫度傳感器三部分；其中，積算器包括中央處理器、信號(hào)采集模塊、電源、顯示器、通訊模塊、按鍵模塊、射頻模塊和閥門驅(qū)動(dòng)模塊；流量測(cè)量管體是一段管道，內(nèi)裝順流換能器和逆流換能器；配對(duì)溫度傳感器包括進(jìn)口溫度傳感器和出口溫度傳感器。積算器與流量測(cè)量管體、配對(duì)溫度傳感器實(shí)現(xiàn)電連接，它采集順流時(shí)間、逆流時(shí)間和溫度信號(hào)，從而根據(jù)約定公式計(jì)算出熱交換回路消耗的熱能。其優(yōu)點(diǎn)是順流時(shí)間、逆流時(shí)間和溫度信號(hào)由同一塊超大規(guī)模集成電路芯片測(cè)量，這塊芯片具有高速脈沖發(fā)生器，停止信號(hào)使能，高精度時(shí)鐘，使得測(cè)量精度極高，電路簡(jiǎn)單可靠，功耗極低。
文檔編號(hào)G01K17/00GK201281639SQ20082016730
公開日2009年7月29日 申請(qǐng)日期2008年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者劉月琴, 朱好仁, 錢江平 申請(qǐng)人:杭州華電華源環(huán)境工程有限公司