專利名稱：超聲波燃氣表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于儀表領(lǐng)域，特別涉及一種燃氣表。
背景技術(shù)：
燃氣表是一種用于計量使用燃氣的計量用具。通常的燃氣表連接方式是 一端連接燃氣管道，另一端連接到灶具上，當(dāng)用戶使用燃氣時，燃氣自燃氣
管'道經(jīng)燃氣表、連接管道進入灶具； 一般的膜式燃氣表對使用燃氣的計量是 通過設(shè)置在燃氣表內(nèi)的機械式計量器，即燃氣在經(jīng)過燃氣表時推動設(shè)置在燃 氣表內(nèi)的傳動機構(gòu)帶動一個機械式計數(shù)器跳動，當(dāng)燃氣停止流動時，計數(shù)器 也停止跳動，最終是通過計數(shù)器上的顯示的數(shù)字來確定用氣量的多少，但是 這種燃氣表有以下幾個缺點首先是體積較大，安裝時占用較大的空間很不
燃氣表的傳動機構(gòu)會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，使計量精度降低；還有就是機械式傳動
會出現(xiàn)一些噪音，影響室內(nèi)環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題提供一種體積小、精度高、無噪音的超聲波燃氣表。
本發(fā)明的技術(shù)方案為超聲波燃氣表，包括表體，所述表體內(nèi)設(shè)置有超 聲波檢測裝置，超聲波檢測裝置包括主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、 電源模塊以及超聲波傳感器一、超聲波傳感器二；
所述的超聲波傳感器一、超聲波傳感器二都與數(shù)據(jù)采集模塊相連，并分 別設(shè)置在表體的管道腔體內(nèi)燃氣流通路徑的上游和下游，超聲波傳感器一 、 超聲波傳感器二分別用于向?qū)Ψ桨l(fā)射超聲波信號和接收對方的超聲波信號；數(shù)據(jù)采集模塊用于采集超聲波傳感器一、超聲波傳感器二接收到的信
號，將信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳給主控模塊；
顯示模塊與主控模塊連接，用于顯示燃氣表的流量信息和報警信息；
主控模塊用于處理數(shù)據(jù)采集模塊傳送過來的數(shù)據(jù)并得到燃氣的流量，同 時控制顯示模塊的顯示。
作為優(yōu)選，所述的主控模塊還連接有用于校準燃氣流量的校準模塊；通 過校準模塊對得到的燃氣流量進行校準使燃氣流量的精確度更高。
作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接有用于存儲用戶信息和燃氣表信息參數(shù) 的數(shù)據(jù)存儲模塊。
外通訊模塊。
作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接有IC卡讀寫模塊。
作為優(yōu)選，所述表體的管道腔體內(nèi)設(shè)有水平平行的多層分隔板。
作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接有報警模塊。
作為優(yōu)選，所述的主控模塊連有閥門驅(qū)動模塊，閥門驅(qū)動模塊連接閥門； 當(dāng)燃氣表測量到燃氣流量異常時，可以關(guān)閉閥門停止供氣。
作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接用于檢測電源模塊電壓的電壓檢測沖莫 塊。 '
作為優(yōu)選，所述的主控模塊連接用作備用電源的超級電容。 本發(fā)明的超聲波燃氣表通過在燃氣表內(nèi)設(shè)置超聲波檢測裝置來測定燃 氣的流量，并顯示在顯示模塊上，整個超聲波檢測裝置大都集成在一個電路 板上，體積非常小巧，超聲波傳感器也非常小，所以燃氣表就可以做的非常 的小，安裝的時候就非常方便，設(shè)計管道的時候就可以有很多選擇；由于全部都是通過電子元件進行測量，所以不會出現(xiàn)由于元件老化而使精度降低的
情況；同時由于沒有機械結(jié)構(gòu)在燃氣表內(nèi)運動，所以不會產(chǎn)生噪音；而且超 聲波傳感器可以通過不斷的發(fā)送超聲波信號，從而獲取燃氣的瞬時流量以及 累積流量。 皭圖說明


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的左視圖3為圖1的俯視圖4為超聲波傳感器設(shè)置在管道腔體內(nèi)的示意圖； 圖5為超聲波檢測裝置的原理框圖。
具體實施例方式
如圖1~3所示，超聲波燃氣表包括上殼體5和下殼體6組成的表體， 表體上形成燃氣通過的管道腔體3,防爆電機閥8設(shè)置在管道腔體3內(nèi)。
如圖4所示，超聲波傳感器一l、超聲波傳感器二 2設(shè)置在通氣管道
腔體3內(nèi)燃氣流通路徑的上游和下游，上游的超聲波傳感器一 1發(fā)出超聲波
給下游的超聲波傳感器二 2，可以得到傳送時間7^;然后由相反方向從下游
的超聲波傳感器二 2向上游的超聲波傳感器一 1發(fā)出超聲波，可以得到傳送
時間r2;然后通過以下方法可以得到燃氣的流速 7:
上游到下游的傳送時間？；=^~~,
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下游到上游的傳送時間r2=~~^~~,
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則燃氣流速f/為
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其中丄為超聲波傳感器一 1與超聲波傳感器二 2之間超聲波的傳播距離，C為超聲波在沒有氣體流動時的通氣管道腔體內(nèi)的傳播速度， 0為燃氣的流動方向與超聲波傳感器一 1和超聲波傳感器二 2之間傳送 超聲波路徑方向的夾角。
設(shè)通氣管道的截面積為s,氣體流動時間為r 則燃氣表的流量e為g = /7*s*r。
由于氣體在流路中的流動受到腔體內(nèi)壁的阻力，所以流動速度不均勻， 靠近腔壁的氣體流速慢，靠近中央的氣體流速快。而由公式計算得出的流速 "是一個由超聲波轉(zhuǎn)換的平均速率，簡單地將單位截面積s與流速"相乘并
不能反映實際準確的氣體流量。所以在腔體3內(nèi)設(shè)有多層水平平行的分隔板 9;多層水平平行的分隔板9將腔體3內(nèi)分為獨立的多層腔室，燃氣流過腔 體3的時候，燃氣流路被分為水平平行的多層，分別從多層獨立的腔室經(jīng)過， 使得氣體在流路中的流動受到相對相同的阻力，流動速度相對均勻，進而得 到的流速"能夠更為準確地反映氣體的流動速度。
如圖5所示，超聲波傳感器一l、超聲波傳感器二 2都與數(shù)據(jù)采集模塊 相連，
數(shù)據(jù)采集模塊用于采集超聲波傳感器一 1、超聲波傳感器二2接收到的 信號，將信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳給主控模塊；
顯示模塊與主控模塊連接，根據(jù)需要顯示燃氣表的信息；主要顯示內(nèi)容 有流暈信息、瞬時流量及累計流量、閥門開關(guān)狀態(tài)、電源電壓狀態(tài)、氣體 流向狀態(tài)，以及報警信息等。
超聲波傳感器一 1和超聲波傳感器二 2分別收到對方發(fā)出的超聲波信號 后，通過數(shù)據(jù)采集模塊將采集的數(shù)據(jù)傳送給主控模塊，主控模塊根據(jù)傳送過 來的數(shù)據(jù)得到超聲波傳感器一l傳送超聲波信號到達超聲波傳感器二 2的傳送時間A和超聲波傳感器二傳送超聲波信號到超聲波傳感器 一 的傳送時間
r2,然后通過燃氣流量的計算公式得到燃氣的流量g。顯示模塊采用液晶顯
示屏，可以較為方便靈巧的顯示燃氣表的流量信息，包括瞬時流量和累積流量。
燃氣表上同時設(shè)置校正模塊用以校正燃氣流量值，由于在實際流量測量 的時候，很多因素都會影響到測量結(jié)果，所以有必要對理論計量值進行校正， 校正公式為込=^g+s，其中a為校正以后的流量，e為按照公式計算得到的 理論流量值，r、 i 為校正參數(shù)，x、 5值的確定可以在才企定表具的時候， 向燃氣表輸入多組不同的燃氣流量，測出多組理論計算值，得到多組燃氣流 量的實際值和理論計算值后，可以通過最小二乘法或者曲線擬合法等確定最 佳的一個校正參數(shù)k、 s的值。
主控模塊連接紅外通訊模塊；在燃氣表計量校準時，表號的設(shè)定和計量
參數(shù)設(shè)定都是通過紅外通訊模塊來進行，即燃氣表通過紅外通訊模塊與外部 信息傳遞。
主控模塊連接數(shù)據(jù)存貯模塊，數(shù)據(jù)存貯模塊采用eeprom存儲器，用于 存儲用戶信息數(shù)據(jù)、表號信息、計量參數(shù)信息、使用信息、異常報警信息等 各種燃氣表信息和用戶信息。
主控模塊連接報警模塊，當(dāng)燃氣表發(fā)生異常時，或掉電或存貯氣量不足 時，發(fā)出蜂鳴器報警聲音，提請用戶注意。 ' 主控模塊連接ic卡讀寫模塊，ic卡讀寫模塊用于ic卡與燃氣表進行
信息傳遞，用戶可以通過燃氣公司預(yù)先繳納燃氣費用，然后燃氣公司向ic
卡寫入繳費信息，用戶通過ic卡與燃氣表信息交換實現(xiàn)燃氣的通斷，從而
實現(xiàn)燃氣表的預(yù)付費功能。主控模塊連接用于檢測電源模塊電壓的電壓檢測模塊；電壓檢測模塊檢
測電源模塊的電壓，當(dāng)電源電壓降到欠壓值時，發(fā)出欠壓信號給主控模塊，
主控模塊發(fā)出報警命令、閥門關(guān)閉命令、數(shù)據(jù)存儲命令以及停止I c卡讀寫
命令，各功能模塊按照命令執(zhí)行。
主控模塊連接用作備用電源的超級電容；在電源掉電后，采用備用超級 電容供電，此時主要用于主控模塊命令發(fā)布及各執(zhí)行單元的命令執(zhí)行。
在主控模塊上連接有閥門驅(qū)動模塊，閥門驅(qū)動模塊連接閥門，當(dāng)燃氣表 檢測到燃氣流量異?；蛘唠娫茨K電壓欠壓時，主控模塊就通過閥門驅(qū)動模 塊控制閥門關(guān)閉通氣管道，停止供氣；當(dāng)燃氣流量以及電源電壓恢復(fù)正常后， 主控模塊就控制閥門打開通氣管道，恢復(fù)供氣。
9
權(quán)利要求
1、超聲波燃氣表，包括表體，其特征在于，所述表體內(nèi)設(shè)置有超聲波檢測裝置，超聲波檢測裝置包括主控模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、電源模塊以及超聲波傳感器一、超聲波傳感器二；所述的超聲波傳感器一、超聲波傳感器二都與數(shù)據(jù)采集模塊相連，并分別設(shè)置在表體的管道腔體內(nèi)燃氣流通路徑的上游和下游，超聲波傳感器一、超聲波傳感器二分別用于向?qū)Ψ桨l(fā)射超聲波信號和接收對方的超聲波信號；數(shù)據(jù)采集模塊用于采集超聲波傳感器一、超聲波傳感器二接收到的信號，將信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳給主控模塊；顯示模塊與主控模塊連接，用于顯示燃氣表的流量信息和報警信息；主控模塊用于處理數(shù)據(jù)采集模塊傳送過來的數(shù)據(jù)并得到燃氣的流量，同時控制顯示模塊的顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模塊還 連接有用于校準燃氣流量的校準模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模 塊連接有用于存儲用戶信息和燃氣表信息參數(shù)的數(shù)據(jù)存儲模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模 ^連接有用于燃氣表與外部進行信息傳遞的紅外通訊模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模 塊連接有IC卡讀寫模塊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述表體的管 道腔體內(nèi)設(shè)有水平平行的多層分隔板。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模 塊連接有報警模塊。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模 塊連有閥門驅(qū)動模塊，閥門驅(qū)動模塊連接閥門。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模 塊連接用于檢測電源模塊電壓的電壓檢測模塊。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波燃氣表，其特征在于，所述的主控模 塊連接用作備用電源的超級電容。
全文摘要
本發(fā)明屬于儀表領(lǐng)域，特別涉及一種燃氣表。本發(fā)明的超聲波燃氣表通過在燃氣表內(nèi)設(shè)置超聲波檢測裝置來測定燃氣的流量，并顯示在顯示模塊上，整個超聲波檢測裝置大都集成在一個電路板上，體積非常小巧，超聲波傳感器也非常小，所以燃氣表就可以做的非常的小，安裝的時候就非常方便，設(shè)計管道的時候就可以有很多選擇；由于全部都是通過電子元件進行測量，所以不會出現(xiàn)由于元件老化而使精度降低的情況；同時由于沒有機械結(jié)構(gòu)在燃氣表內(nèi)運動，所以不會產(chǎn)生噪音；而且超聲波傳感器可以通過不斷的發(fā)送超聲波信號，從而獲取燃氣的瞬時流量以及累積流量。
文檔編號G01F1/66GK101629838SQ200910101639
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者震 王, 趙彥華, 錢振國, 錢維鈞 申請人:浙江威星儀表系統(tǒng)集成有限公司