專利名稱：電池供電低壓損全通量超聲波熱能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱能表技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電池供電低壓損全通量超聲波
熱能表。
技術(shù)背景目前絕大多數(shù)熱能表采用小口徑機械式熱水表，即單流束或多流束熱 水表作為熱能表的流量傳感器，建設(shè)部熱能表行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ128-2007中對流量計部分的要 求也基本上采用了與現(xiàn)行熱水表產(chǎn)品性能相同的要求。但近年運行實踐表明，直接采用小 口徑機械式熱水表作為熱能表的流量傳感器，存在量程窄且始動流量太大、冷熱水流量系 數(shù)差異、磁傳方式存在磁干擾、高溫失步等問題，加上國內(nèi)很多用戶家中用的暖氣片是鑄鐵 翻沙制成的，雜質(zhì)較多，熱能表基表的磨損較大，因此，機械式熱能表結(jié)構(gòu)和原理方面固有 的局限性，很難在一個檢定周期三年內(nèi)正常、準(zhǔn)確的運行。 傳統(tǒng)的熱能表基表呈直管狀結(jié)構(gòu)，由黃銅材質(zhì)鑄造而成，內(nèi)部為了安裝反射板，反 射壓電換能器的信號，通常在流量計管道內(nèi)安裝支架。這種結(jié)構(gòu)的基表不但影響了熱水的 通量、同時容易形成紊流、超聲波在液體中有效聲程縮短，導(dǎo)致計量誤差大的問題，而且還 存在重金屬污染的問題；由于，國內(nèi)很多用戶家中用的暖氣片大多是鑄鐵翻沙制成的，雜質(zhì) 較多，對熱能表基表內(nèi)的反射板磨損較大，影響其使用壽命。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在計量誤差大、重金屬污染、使用壽 命短的技術(shù)問題，提供一種電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，由基表和超聲 波熱能表積分儀組成，所述基表包括由不銹鋼材質(zhì)鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀 進、出水口 ，弧狀管體與直管狀進、出水口結(jié)合部位上分別設(shè)有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼 鏡面反射板呈45。夾角設(shè)置，基表腔內(nèi)設(shè)有超聲波壓電換能器，超聲波壓電換能器安裝在 反射板的上面；所述超聲波熱能表積分儀由表盤和大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯電路板組成，電 路板的下面設(shè)有電池盒和流量傳感器及溫度探頭。 超聲波壓電換能器內(nèi)裝呈圓形薄片狀的壓電元件，壓電元件薄片的直徑是薄片厚 度的12-13倍。 所述超聲波壓電換能器采用大規(guī)模邏輯電路驅(qū)動，采用低功耗單片機計算流量。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是 1、傳統(tǒng)熱能表基表腔為一直管狀，內(nèi)部為了安裝反射板反射壓電換能器信號，通
常在基表管道內(nèi)部安裝反射板支架，影響了流量通量，同時在管內(nèi)中容易形成紊流，聲波在
液體中有效聲程縮短。本發(fā)明基表內(nèi)安裝反射板部位是在弧狀管體與直管狀進、出水口得
連接部位，反射板焊接在狀管體的兩端，與中心線呈45。夾角，無支架，無紊流產(chǎn)生，液體流
量全通量，低壓損，有效的提高了超聲波在液體中的測量聲程，提高了測量精度。 2、傳統(tǒng)熱能表基表腔，內(nèi)部通常采用機加工來保證管內(nèi)壁的光滑度，因此，操作難
度大。本發(fā)明基表腔采用陶瓷芯精密鑄造工藝，成型后再破碎陶瓷芯，來保證管道內(nèi)壁的光
滑度，因此，操作簡單。 3、本發(fā)明基表內(nèi)的反射板的反射面為鏡面，采用精磨工藝制作，然后采用激光焊 接技術(shù)焊接在基表上，鏡面不變形。
4、采用不銹鋼材質(zhì)制作基表，相對于普通黃銅材質(zhì)，無重金屬污染。 5、應(yīng)用時，熱能表采用側(cè)面安裝方式，反射板垂直于水平面，無流量時，液體中雜
質(zhì)不容易沉淀在反射板鏡面上，提高了熱能表的使用壽命。 6、本發(fā)明基表腔內(nèi)為全通量設(shè)計，流通管腔內(nèi)無支架，液體中雜質(zhì)不容易堵塞基 表，提高了熱能表整體穩(wěn)定性與使用壽命。 7、超聲波壓電換能器采用低功耗高效換能器，超聲波換能器的壓電元件做成圓形 薄片，沿厚度振動，薄片直徑超過厚度的12倍，保證了振動的方向性，壓電元件設(shè)置在換能 器外殼內(nèi)，保證了計量精度不受溫度及壓力變化的影響。 8、采用大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯電路制作超聲波熱能表積分儀，應(yīng)用回鳴技術(shù)加大 聲程，以增大時差，提高了超聲波熱能表的測理精度。 9、由于超聲波壓電換能器發(fā)出的超聲波可直接反射到反射板的鏡面上，有效地避 免了鏡面上的污垢沉積，防垢性能好，可長時間保證2級高精度，最低至1. 0L/h的始動流 量，減少了漏計、少計現(xiàn)象的發(fā)生，保證了結(jié)算的合理性。 10、大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯電路可自動監(jiān)測流量傳感器的骯臟程度及溫度探頭的 工作狀態(tài)，并發(fā)出預(yù)警。同時，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果自動調(diào)整超聲波信號的強度，以適應(yīng)水質(zhì)的變 化和水垢的影響而造成的偏差，保持運行的高可靠性。當(dāng)水流氣泡超標(biāo)時也會發(fā)出警報，并 作出相應(yīng)調(diào)整，確保狀態(tài)惡化仍能可靠工作。 11、采用低功耗設(shè)計，根據(jù)液體流速情況動態(tài)調(diào)整超聲波測量頻率，平均電流可低
至28微安，整表可使用電池供電。


附圖是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中1是表盤，2是大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯電路板，3是進水口 ， 4是超聲波壓電換 能器，5是出水口 ， 6是流量傳感器及溫度探頭，7是電池盒。
具體實施方式
根據(jù)附圖，本發(fā)明它由基表和超聲波熱能表積分儀組成，基表包括 由不銹鋼材質(zhì)鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀進、出水口 3、5，弧狀管體與直管狀 進、出水口 3、5結(jié)合部位上分別設(shè)有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼鏡面反射板呈45。夾角設(shè) 置，基表腔內(nèi)設(shè)有超聲波壓電換能器4，超聲波壓電換能器4安裝在反射板的上面；超聲波 熱能表積分儀由表盤1和大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯電路板2組成，電路板2的下面設(shè)有電池 盒7和流量傳感器及溫度探頭6 ;超聲波壓電換能器4內(nèi)裝呈圓形薄片狀的壓電元件，壓 電元件薄片的直徑是薄片厚度的12-13倍；所述超聲波壓電換能器采用大規(guī)模邏輯電路驅(qū) 動，采用低功耗單片機計算流量；鑄造加工基表時，先將陶瓷芯安放在相應(yīng)的模具內(nèi)，然后 再用304型不銹鋼水一次鑄造成型，成形后再破碎基表內(nèi)腔內(nèi)的陶瓷芯，保證基表內(nèi)腔內(nèi) 壁的光滑度，反射板的反射面為鏡面，采用精磨工藝制作，然后采用激光焊接技術(shù)焊接在流 量計基表內(nèi)腔上。 本發(fā)明熱能表可用于供暖用戶的計量。是通過基表內(nèi)的兩個換能器互相發(fā)射超聲 波，在順流方向時聲波會加快傳播，而在逆流方向時聲波會延遲傳播。 一定時間內(nèi)用戶所消 耗的熱量與該段時間內(nèi)的進回水之間的溫差和流量成正比關(guān)系，利用順逆流之間的時間差 可換算出液體的流速，從而計算出熱水的流量。本發(fā)明熱能表不僅精度高，超載能力強，而 且穩(wěn)定性和持久性能好，而普通機械式熱能表一般只有3級精度，持久精度較差。大規(guī)模復(fù) 雜可編程邏輯電路超聲波熱能表具有最低的使用周期成本，維護成本亦較低。本發(fā)明對促進熱能表制造業(yè)健康發(fā)展，對于節(jié)約能源，建設(shè)節(jié)約型社會，具有積極的現(xiàn)實意義。
權(quán)利要求
一種電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，其特征是它由基表和超聲波熱能表積分儀組成，所述基表包括由不銹鋼材質(zhì)鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀進、出水口，弧狀管體與直管狀進、出水口結(jié)合部位上分別設(shè)有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼鏡面反射板呈45°夾角設(shè)置，基表腔內(nèi)設(shè)有超聲波壓電換能器，超聲波壓電換能器安裝在反射板的上面；所述超聲波熱能表積分儀由表盤和大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯電路板組成，電路板的下面設(shè)有電池盒和流量傳感器及溫度探頭。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，其特征是所述超聲波 壓電換能器采用大規(guī)模邏輯電路驅(qū)動，采用低功耗單片機計算流量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，它由基表和超聲波熱能表積分儀組成，所述基表包括由不銹鋼材質(zhì)鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀進、出水口，弧狀管體與直管狀進、出水口結(jié)合部位上分別設(shè)有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼鏡面反射板呈45°夾角設(shè)置，基表腔內(nèi)設(shè)有超聲波壓電換能器，超聲波壓電換能器安裝在反射板的上面；所述超聲波熱能表積分儀由表盤和大規(guī)模復(fù)雜可編程邏輯電路板組成，電路板的下面設(shè)有電池盒和流量傳感器及溫度探頭。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)計量誤差大、重金屬污染、使用壽命短的技術(shù)問題。
文檔編號G01K17/12GK101706332SQ20091023090
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者宋振宇, 曲寶源, 曲瑤瑤, 辛宇, 高偉, 髙英 申請人:曲寶源