專利名稱：超聲波式熱能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種超聲波式熱能表，屬于熱能測量儀器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國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)作為流量測量的核心部件，而當(dāng)前國情下水系統(tǒng)通常是一個封閉循環(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。另外，溫度的測量的精度有限，環(huán)境溫度的變化導(dǎo)致測量溫度的漂移，都直接影響著冷熱量測量的精確度。目前，市場上機(jī)械式熱能表已經(jīng)開始退出歷史舞臺，超聲波將大量被推廣使用普及。國內(nèi)超聲波式熱能表大部分都采用的是德國進(jìn)口的流量轉(zhuǎn)換芯片組，但是存在著一個比較突出的問題，在小流量的情況下，很難保證其精確度，并且穩(wěn)定性、重復(fù)性較差。市場供貨不及時(shí)，價(jià)格昂貴。

實(shí)用新型內(nèi)容根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種克服小流量下的精確度等級造成的誤差大、穩(wěn)定、重復(fù)性差的超聲波式熱能表。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種超聲波式熱能表，包括流量測量管體和分別設(shè)置在上行管和下行管的溫度傳感器，其特征在于流量測量管體設(shè)置超聲波傳感器，超聲波傳感器的輸出端通過流量芯片組連接積算儀的輸入端，溫度傳感器的輸出端通過溫度芯片組連接積算儀的輸入端，積算儀的輸出端設(shè)置連接顯示裝置。通過溫度傳感器得到流體上行管入口和下行管出口的溫度信號，再通過溫度芯片組得到需要的可以直接計(jì)算的數(shù)字信號；流量測量管體既可以是上行管也可以是下行管都能檢測，流量通過超聲波流量傳感器得到流量信號，再通過流量芯片組得到需要的可以直接計(jì)算的數(shù)字信號，輸入積算儀通過計(jì)算，最后得到熱量結(jié)果通過顯示裝置顯示出來。通過增加溫度傳感器件對水溫進(jìn)行偵測，對在不同水溫時(shí)的焓值的不同進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步提高其精確度。其中優(yōu)選方案是所述的超聲波傳感器包括管段和換能器，管段與流量測量管體呈30° -60°的夾角，管段兩端分別設(shè)置換能器，換能器的輸出端連接流量芯片組的輸入端。管段兩端分別通過順流換能器和逆流換能器采集流量信號，提高采集精度。所述的流量芯片組包括脈沖信號發(fā)生器、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器，超聲波傳感器連接脈沖信號發(fā)生器，脈沖信號發(fā)生器通過A/D轉(zhuǎn)換器和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接積算儀，數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器采用經(jīng)典精度為32ps的TDC芯片。流量芯片組把德國GP2的單次時(shí)間間隔測量在典型精度65ps的基礎(chǔ)上提高一倍以上，能夠很好的實(shí)現(xiàn)小流量下熱量的精確測量。本實(shí)用新型超聲波式熱能表所具有的有益效果是通過將一對溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的上行管和下行管上，流量傳感器安裝在流體入口或回流管上，積算儀采集來自超聲波和溫度傳感器的信號，通過一系列的芯片包括A/D轉(zhuǎn)換、脈沖發(fā)生器、數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器等，利用積算公式在MSP430單片機(jī)處理算出熱交換系統(tǒng)獲得的熱量，并且完成顯示，克服了小流量下的精確度等級造成的誤差大的缺陷。本實(shí)用新型采用了最新的流量轉(zhuǎn)換芯片組，結(jié)合先進(jìn)的單片機(jī)處理技術(shù)，大大減少誤差，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，穩(wěn)定、重復(fù)性高。

圖1為本實(shí)用新型的原理方框圖；圖2為本實(shí)用新型的安裝使用示意圖；其中1、管體2、測溫孔3、管段4、接線盒5、換能器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步描述如圖1所示，溫度傳感器分別設(shè)置在上行管和下行管，流量測量管體設(shè)置超聲波傳感器，超聲波傳感器的輸出端通過流量芯片組連接積算儀的輸入端，溫度傳感器的輸出端通過溫度芯片組連接積算儀的輸入端，積算儀的輸出端設(shè)置連接顯示裝置。流量芯片組包括脈沖信號發(fā)生器、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器，超聲波傳感器連接脈沖信號發(fā)生器，脈沖信號發(fā)生器通過A/D轉(zhuǎn)換器和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接積算儀，數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器采用精度為32ps的TDC芯片。流量芯片組利用信號通過邏輯門的絕對時(shí)間延遲來精確量化時(shí)間間隔，把德國GP2的單次時(shí)間間隔測量在典型精度65ps的基礎(chǔ)上提高一倍以上，能夠很好的實(shí)現(xiàn)小流量下熱量的精確測量。如圖2所示，超聲波傳感器包括管段3和換能器5，管段3與流量測量管體1的中心線呈30° -60°的夾角，管段3兩端分別設(shè)置換能器5，換能器5的輸出端連接流量芯片組的輸入端。管段3兩端分別通過順流換能器和逆流換能器采集流量信號，提高采集精度。 管體1上設(shè)置測溫孔2便于安裝溫度傳感器。管段3設(shè)置接線盒4，用于設(shè)置連接積算儀和顯示裝置。本實(shí)用新型中積算儀、溫度芯片組和顯示裝置為普通現(xiàn)有技術(shù)，其設(shè)置和使用為本行業(yè)技術(shù)人員所掌握。工作原理和使用過程通過溫度傳感器得到流體上行管入口和下行管出口的溫度信號，再通過溫度芯片組得到需要的可以直接計(jì)算的數(shù)字信號，通過增加溫度傳感器件對水溫進(jìn)行偵測，對在不同水溫時(shí)的焓值的不同進(jìn)行補(bǔ)償，進(jìn)一步提高其精確度；流量測量管體既可以是上行管也可以是下行管，都能檢測，流量通過超聲波流量傳感器得到流量信號，再通過流量芯片組得到需要的可以直接計(jì)算的數(shù)字信號，輸入積算儀通過計(jì)算，最后得到熱量結(jié)果通過顯示裝置顯示出來。流量芯片組利用信號通過邏輯門的絕對時(shí)間延遲來精確量化時(shí)間間隔，把德國GP2的單次時(shí)間間隔測量在精度65ps的基礎(chǔ)上提高一倍以上達(dá)到32ps，能夠很好的實(shí)現(xiàn)小流量下熱量的精確測量。
權(quán)利要求1.一種超聲波式熱能表，包括流量測量管體和分別設(shè)置在上行管和下行管的溫度傳感器，其特征在于流量測量管體設(shè)置超聲波傳感器，超聲波傳感器的輸出端通過流量芯片組連接積算儀的輸入端，溫度傳感器的輸出端通過溫度芯片組連接積算儀的輸入端，積算儀的輸出端設(shè)置連接顯示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波式熱能表，其特征在于所述的超聲波傳感器包括管段和換能器，管段與流量測量管體呈30° -60°的夾角，管段兩端分別設(shè)置換能器，換能器的輸出端連接流量芯片組的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波式熱能表，其特征在于所述的流量芯片組包括脈沖信號發(fā)生器、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器，超聲波傳感器連接脈沖信號發(fā)生器，脈沖信號發(fā)生器通過A/D轉(zhuǎn)換器和時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接積算儀，數(shù)字時(shí)間轉(zhuǎn)換器采用精度為 32ps的TDC芯片。
專利摘要一種超聲波式熱能表，屬于熱能測量儀器領(lǐng)域。包括流量測量管體和分別設(shè)置在上行管和下行管的溫度傳感器，其特征在于流量測量管體設(shè)置超聲波傳感器，超聲波傳感器的輸出端通過流量芯片組連接積算儀的輸入端，溫度傳感器的輸出端通過溫度芯片組連接積算儀的輸入端，積算儀的輸出端設(shè)置連接顯示裝置。流量芯片組利用信號通過邏輯門的絕對時(shí)間延遲來精確量化時(shí)間間隔，把德國GP2的單次時(shí)間間隔測量在精度65ps的基礎(chǔ)上提高一倍以上達(dá)到32ps，能夠很好的實(shí)現(xiàn)小流量下熱量的精確測量。本實(shí)用新型采用了最新的流量轉(zhuǎn)換芯片組，結(jié)合先進(jìn)的單片機(jī)處理技術(shù)大大減少了誤差，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，穩(wěn)定、重復(fù)性高。
文檔編號G01K17/12GK202041329SQ201120125669
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者叢培濤, 龐月亮, 羅力偉, 路榮波 申請人:淄博方略電子有限公司