專利名稱：基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超聲波熱量表。
背景技術(shù)：
熱量表，是一種用于計(jì)量熱能的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)熱能的分戶計(jì)量。其中，采用超聲波的流量檢測(cè)技術(shù)的熱量表的流量測(cè)量精度幾乎不受被測(cè)流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，并且可以制成非接觸、便攜式的熱能檢測(cè)儀表，同時(shí)還可以解決其它傳統(tǒng)類型熱量表受強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、易燃易爆等難以檢測(cè)流量的問(wèn)題，因此超聲波流量檢測(cè)技術(shù)在熱能表研究中推廣應(yīng)用也較為迅速。這種超聲波熱量表的基表由于需要實(shí)現(xiàn)超聲波的反射接收，因此超聲波熱量表無(wú)論是直射式還是反射式，其內(nèi)孔通徑較小，壓損過(guò)大。在與供熱管連接時(shí)，容易因?yàn)樗|(zhì)較差的原因，在內(nèi)孔或管道中造成雜質(zhì)淤積，進(jìn)而導(dǎo)致計(jì)量不準(zhǔn)確，甚至造成供熱管道堵塞。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為了解決現(xiàn)有的超聲波熱量表的基表內(nèi)孔通徑較小造成的管道中雜質(zhì)淤積進(jìn)而導(dǎo)致供熱管道堵塞的問(wèn)題，從而提供一種基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表?；韮?nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，它包括表頭、基表、進(jìn)水溫度傳感器、回水溫度傳感器和一組換能器，所述這組換能器為一對(duì)換能器，其中一個(gè)發(fā)射超聲波，另一個(gè)接收超聲波；基表是供熱管道連接管，所述供熱管道連接管的出水側(cè)的側(cè)壁上開(kāi)有一個(gè)通孔，進(jìn)水溫度傳感器密封固定在該通孔內(nèi)，并且所述溫度傳感器的溫度探測(cè)頭位于供熱管道連接管內(nèi)；供熱管道連接管上面的側(cè)壁上開(kāi)有兩個(gè)通孔，所述的一對(duì)換能器分別密封固定在所述兩個(gè)通孔內(nèi)，且這一對(duì)換能器的能量發(fā)射或接收面均朝向供熱管道連接管內(nèi)；超聲波熱量表固定在供熱管道連接管上；進(jìn)水溫度傳感器的溫度信號(hào)輸出端與表頭的一號(hào)溫度信號(hào)輸入端連接；回水溫度傳感器的溫度信號(hào)輸出端與表頭的二號(hào)溫度信號(hào)輸入端連接；一對(duì)換能器中的一個(gè)換能器激勵(lì)信號(hào)輸入端與表頭的激勵(lì)信號(hào)輸出端連接；一個(gè)換能器的超聲波信號(hào)輸出端與表頭的超聲波信號(hào)輸入端連接；供熱管道連接管內(nèi)孔橫截面的上部形狀為圓弧形，下部為正四邊形。有益效果本實(shí)用新型的超聲波熱量表基表的形狀為圓弧形，其下部為正四邊形的結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)孔的底面仍然為平面，作為超聲波的反射平面，克服了現(xiàn)有的超聲波反射腔必須是方形腔體的技術(shù)偏見(jiàn)，并且實(shí)現(xiàn)了內(nèi)孔的更大開(kāi)口，增加了內(nèi)徑的橫截面積，從而減少水質(zhì)中雜質(zhì)的淤積，大大減小供熱管道堵塞的可能性。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)用新型的供熱管道連接管的內(nèi)徑橫截面形狀的示意圖。
具體實(shí)施方式
具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本具體實(shí)施方式
，基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，它包括表頭7、基表、進(jìn)水溫度傳感器3、回水溫度傳感器8和一組換能器2，所述這組換能器2為一對(duì)換能器，其中一個(gè)發(fā)射超聲波，另一個(gè)接收超聲波；基表是供熱管道連接管1，所述供熱管道連接管1的出水側(cè)的側(cè)壁上開(kāi)有一個(gè)通孔，進(jìn)水溫度傳感器3密封固定在該通孔內(nèi)，并且所述溫度傳感器3的溫度探測(cè)頭位于供熱管道連接管 1內(nèi)；供熱管道連接管1上面的側(cè)壁上開(kāi)有兩個(gè)通孔，所述的一對(duì)換能器2分別密封固定在所述兩個(gè)通孔內(nèi)，且這一對(duì)換能器2的能量發(fā)射或接收面均朝向供熱管道連接管1內(nèi)；超聲波熱量表7固定在供熱管道連接管1上；進(jìn)水溫度傳感器3的溫度信號(hào)輸出端與表頭7 的一號(hào)溫度信號(hào)輸入端連接；回水溫度傳感器8的溫度信號(hào)輸出端與表頭7的二號(hào)溫度信號(hào)輸入端連接；一對(duì)換能器中的一個(gè)換能器激勵(lì)信號(hào)輸入端與表頭7的激勵(lì)信號(hào)輸出端連接；一個(gè)換能器的超聲波信號(hào)輸出端與表頭7的超聲波信號(hào)輸入端連接；供熱管道連接管1 內(nèi)孔橫截面的上部形狀為圓弧形，下部為正四邊形。本實(shí)施方式中換能器2為一對(duì)換能器，其中一個(gè)發(fā)射超聲波，另一個(gè)接收超聲波， 實(shí)現(xiàn)供熱管道中水流量的測(cè)量。所述這一對(duì)換能器的發(fā)射面與接收面之間的角度是60 120。同時(shí)，本實(shí)施方式可以將供熱管道連接管1內(nèi)孔的底平面進(jìn)行刨光，使所述底平面作為反射鏡面。本實(shí)用新型以熱水作為傳熱媒介，計(jì)量熱水通過(guò)進(jìn)水管和回水管所釋放(或吸收)熱量及流量進(jìn)行計(jì)量。本實(shí)用新型通過(guò)配對(duì)溫度傳感器、換能器(超聲波流量傳感器) 以及配套的計(jì)算器進(jìn)行測(cè)量，配對(duì)溫度傳感器測(cè)量基表進(jìn)水的溫度與用戶回水管處的回水溫度(在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，回水溫度傳感器8固定安裝在用戶的回水管的出水口處，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量回水溫度的目的)，換能器測(cè)量流經(jīng)基表管道內(nèi)的熱水的體積，此兩項(xiàng)數(shù)據(jù)被采集后送至計(jì)算器計(jì)算出用戶使用的熱量，并通過(guò)配套的顯示窗口顯示出來(lái)。所述計(jì)算器、顯示部分以及對(duì)應(yīng)控制部分與現(xiàn)在的熱量表采用的結(jié)構(gòu)相同。本實(shí)施方式可以采用超聲波換能器實(shí)現(xiàn)流量計(jì)的功能來(lái)采集管路內(nèi)流量，此款流量計(jì)不受外界磁場(chǎng)干擾，并且不會(huì)吸附管道內(nèi)鐵銹和雜質(zhì)，能夠保證計(jì)量準(zhǔn)確和長(zhǎng)期使用。本實(shí)施方式中基表的供熱管道連接管1可以采用優(yōu)質(zhì)黃銅，經(jīng)硬模鑄造、鍛造、數(shù)控機(jī)床和組合機(jī)床加工，機(jī)械強(qiáng)度好，尺寸精度穩(wěn)定一致；保證了產(chǎn)品長(zhǎng)期運(yùn)行的準(zhǔn)確性； 同時(shí)具有安裝、維護(hù)方便，防塵、防潮、防水等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)施方式中，可以采用TI公司的MSP430系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算以及相應(yīng)控制，本款單片機(jī)具有超低功耗、內(nèi)嵌信息存儲(chǔ)器、斷電后數(shù)據(jù)不丟失等優(yōu)點(diǎn)。從軟、硬件設(shè)計(jì)中均采用優(yōu)化措施，保證計(jì)算器長(zhǎng)壽命低功耗穩(wěn)定進(jìn)行，以及具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力； 本實(shí)施方式同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)選用具有冷熱計(jì)量的表實(shí)現(xiàn)冷/熱計(jì)量自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能；本實(shí)施方式還可以具有故障顯示和斷電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，當(dāng)熱量表出現(xiàn)故障時(shí)，顯示故障代碼并且自動(dòng)保存當(dāng)前數(shù)據(jù)，并配有故障查詢功能；本實(shí)施方式可以具有熱量脈沖、RS485、M-BUS、 GPRS等多種通訊功能，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳、集中控制；本實(shí)施方式可以內(nèi)置進(jìn)口環(huán)保高能鋰電池，此款電池的工作壽命6年以上；本實(shí)施方式還可以制作成一體式結(jié)構(gòu)，使其外形美觀，用于顯示熱量結(jié)果的顯示器可摘下掛起，讀數(shù)方便；以及可以實(shí)現(xiàn)單鍵設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)便； 本實(shí)施方式安裝、維護(hù)方便，具有防塵、防潮、防水，防止人為破壞等優(yōu)點(diǎn)，以上各電控部分以及材料和配件可以根據(jù)實(shí)際需要選取，結(jié)構(gòu)連接關(guān)系均現(xiàn)有的與其配套的連接方式相符
I=I O具體實(shí)施方式
二、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表的區(qū)別在于，供熱管道連接管1上的圓弧的圓心為供熱管道連接管1的橫截面的圓心。
具體實(shí)施方式
三、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表的區(qū)別在于，它還包括保護(hù)殼4，所述保護(hù)殼4為下開(kāi)口的臺(tái)體，所述臺(tái)體的兩個(gè)臺(tái)肩處的內(nèi)腔分別為一對(duì)換能器的放置腔，所述這一對(duì)換能器分別位于放置腔內(nèi)，保護(hù)殼4的下開(kāi)口邊緣固定在供熱管道連接管1上面的側(cè)壁上。
具體實(shí)施方式
四、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
三所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表的區(qū)別在于，它還包括熱能表固定盤(pán)5，所述熱能表固定盤(pán)5 的底面固定在保護(hù)殼4的上表面，超聲波熱量表7固定在熱能表固定盤(pán)5上。
具體實(shí)施方式
五、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表的區(qū)別在于，它還包括溫度傳感器保護(hù)管6，它還包括進(jìn)水溫度傳感器保護(hù)管6，所述進(jìn)水溫度傳感器保護(hù)管6套在進(jìn)水溫度傳感器3外，用于保護(hù)進(jìn)水溫度傳感器。
具體實(shí)施方式
六、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表的區(qū)別在于，一組換能器2是一組共振頻率為IMHz的陶瓷換能器。本實(shí)施方式所述的陶瓷換能器，具有信號(hào)靈敏度高、回波信號(hào)強(qiáng)等特點(diǎn)，受溫度和壓力影響較小，能夠保證長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
具體實(shí)施方式
七、本具體實(shí)施方式
與具體實(shí)施方式
一所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表的區(qū)別在于，溫度傳感器是型號(hào)為PTiooo的高精度鉬電阻。 本實(shí)施方式中，還設(shè)置有精密測(cè)溫電路，保證了高精度的溫度測(cè)量。本實(shí)用新型相比于現(xiàn)有的熱量表還具有如下優(yōu)勢(shì)1、全通徑?，F(xiàn)有的熱計(jì)量表通透情況不好、壓損情況嚴(yán)重，并且增加了供熱管網(wǎng)的負(fù)荷。本實(shí)用新型的超聲波熱量表基表采用頂部為圓弧形直通徑的設(shè)計(jì)，不變徑、內(nèi)外均不縮徑、相當(dāng)于供水環(huán)路中增加了一個(gè)普通管件，對(duì)水流幾乎沒(méi)有影響。由于管路內(nèi)無(wú)任何阻水部件，并且無(wú)縮徑，因此壓損幾乎為零，大大減輕供熱管網(wǎng)負(fù)荷，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。2、可清洗?，F(xiàn)有的熱計(jì)量表由于直管徑通透性不好，再加個(gè)別地區(qū)水質(zhì)不好，所以基表堵塞情況發(fā)生頻率較高，清洗起來(lái)非常的麻煩。本實(shí)用新型由于是全通徑結(jié)構(gòu)，即使發(fā)生堵塞，也非常容易清洗。3、安裝方便?，F(xiàn)有的熱計(jì)量表由于和基表固定在一起，所以安裝起來(lái)及為不便。本實(shí)用新型中的基表和超聲波熱量表采用的是分體式結(jié)構(gòu)。超聲波熱量表與基表通過(guò)卡槽進(jìn)行拆分或組合，表頭可以懸掛在便于查看熱量表數(shù)據(jù)的地方，也可以與基表組合在一起安置于水暖管線上，便于水暖施工安裝。4、維護(hù)成本低?，F(xiàn)有的熱計(jì)量表由于通透性不好，導(dǎo)致時(shí)常有基表堵塞的情況發(fā)生，物業(yè)工作人員因擔(dān)心熱能表堵塞造成損失需天天查表，有堵塞情況時(shí)清理也極其麻煩， 增加成本。而本實(shí)用新型的超聲波熱量表因具有良好的通徑，不易發(fā)生堵塞，即使有堵塞情況發(fā)生清理起來(lái)也非常的簡(jiǎn)單，降低了維護(hù)成本。以下通過(guò)一個(gè)具體的控制方案說(shuō)明本實(shí)用新型控制板通過(guò)一個(gè)3V電池進(jìn)行供電，并放置于殼體中，數(shù)據(jù)傳輸線、換能器和溫度傳感器的一端的接頭分別焊接到控制板的相應(yīng)位置上，并引出殼體外。數(shù)據(jù)傳輸線的另一端連接到數(shù)據(jù)集抄器上，用于將熱能表中熱量數(shù)據(jù)傳送到管理終端；換能器另一端放置到基表的兩個(gè)換能器放置槽中，其中一個(gè)換能器發(fā)出聲波信號(hào)，聲波信號(hào)以一定的速度穿過(guò)基表內(nèi)的熱媒介(水)，再通過(guò)基表內(nèi)徑的底平面反射給另一個(gè)換能器，用來(lái)測(cè)量一定時(shí)間流經(jīng)基表的水量，并回傳給控制板；配對(duì)溫度傳感器另一端分別放置在采暖系統(tǒng)的進(jìn)水管和回水管，用來(lái)測(cè)量進(jìn)/回水管內(nèi)部水流的溫度，并回傳給控制板?？刂瓢遄詣?dòng)識(shí)別溫度， 計(jì)算出進(jìn)/回管內(nèi)的溫差，再結(jié)合流量傳感器(換能器)傳送過(guò)來(lái)的流量值，及外部部件的尺寸等信息計(jì)算出用戶單位時(shí)間內(nèi)使用的熱量值?？刂瓢鍖⒂?jì)算出來(lái)的熱量值顯示到LCD 上。通過(guò)頂殼上的按鍵可以循環(huán)的查詢用戶當(dāng)前熱量值、累積流量值、累積使用時(shí)間、進(jìn)水溫度、回水溫度、溫差、當(dāng)前日期、表號(hào)等相關(guān)信息，并可以查詢歷史信息。在無(wú)按鍵操作時(shí)， 本款熱能表會(huì)進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，即LCD會(huì)呈閃顯狀態(tài)。表頭可以通過(guò)卡槽與基表進(jìn)行拆分或組合?？刂瓢逡詥纹瑱C(jī)MSP430F413IPM為核心，按鍵控制部分、溫度測(cè)量部分、流量測(cè)量部分、電源系統(tǒng)、LCD顯示部分、數(shù)據(jù)傳輸部分等附件，構(gòu)成了本實(shí)用新型的控制部分。
權(quán)利要求1.基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，它包括表頭(7)、基表、進(jìn)水溫度傳感器(3)、回水溫度傳感器(8)和一組換能器O)，所述這組換能器( 為一對(duì)換能器， 其中一個(gè)發(fā)射超聲波，另一個(gè)接收超聲波；基表是供熱管道連接管(1)，所述供熱管道連接管(1)的出水側(cè)的側(cè)壁上開(kāi)有一個(gè)通孔，進(jìn)水溫度傳感器C3)密封固定在該通孔內(nèi)，并且所述溫度傳感器(3)的溫度探測(cè)頭位于供熱管道連接管(1)內(nèi)；供熱管道連接管(1)上面的側(cè)壁上開(kāi)有兩個(gè)通孔，所述的一對(duì)換能器分別密封固定在所述兩個(gè)通孔內(nèi)，且這一對(duì)換能器的能量發(fā)射或接收面均朝向供熱管道連接管(1)內(nèi)；超聲波熱量表(7)固定在供熱管道連接管(1)上；進(jìn)水溫度傳感器(3)的溫度信號(hào)輸出端與表頭(7)的一號(hào)溫度信號(hào)輸入端連接；回水溫度傳感器(8)的溫度信號(hào)輸出端與表頭(7)的二號(hào)溫度信號(hào)輸入端連接；一對(duì)換能器中的一個(gè)換能器激勵(lì)信號(hào)輸入端與表頭(7)的激勵(lì)信號(hào)輸出端連接；另一個(gè)換能器的超聲波信號(hào)輸出端與表頭(7)的超聲波信號(hào)輸入端連接；其特征是供熱管道連接管 (1)內(nèi)孔橫截面的上部形狀為圓弧形，下部為正四邊形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，其特征在于供熱管道連接管(1)內(nèi)孔橫截面上的圓弧的圓心為供熱管道連接管(1)的橫截面的圓心。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，其特征在于它還包括保護(hù)殼G)，所述保護(hù)殼(4)為下開(kāi)口的臺(tái)體，所述臺(tái)體的兩個(gè)臺(tái)肩處的內(nèi)腔分別為一對(duì)換能器的放置腔，所述這一對(duì)換能器分別位于放置腔內(nèi)，保護(hù)殼的下開(kāi)口邊緣固定在供熱管道連接管(1)上面的側(cè)壁上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，其特征在于它還包括熱能表固定盤(pán)(5)，所述熱能表固定盤(pán)(5)的底面固定在保護(hù)殼的上表面，超聲波熱量表(7)固定在熱能表固定盤(pán)( 上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，其特征在于它還包括進(jìn)水溫度傳感器保護(hù)管(6)，所述進(jìn)水溫度傳感器保護(hù)管(6)套在進(jìn)水溫度傳感器⑶外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，其特征在于一組換能器( 是一組共振頻率為IMHz的陶瓷換能器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，其特征在于溫度傳感器(3)是型號(hào)為PT1000的高精度鉬電阻。
專利摘要基表內(nèi)孔橫截面上部形狀為圓弧形的超聲波熱量表，涉及一種超聲波熱量表。它解決了現(xiàn)有的超聲波熱量表的基表內(nèi)孔通徑較小造成的管道中雜質(zhì)淤積進(jìn)而導(dǎo)致供熱管道堵塞的問(wèn)題。它的供熱管道連接管內(nèi)孔橫截面的上部形狀為圓弧形，下部為正四邊形。本實(shí)用新型適用于對(duì)供熱管道內(nèi)熱量進(jìn)行測(cè)量。
文檔編號(hào)G01K17/12GK202158914SQ20112028427
公開(kāi)日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者崔崇民 申請(qǐng)人:哈爾濱圣昌科技開(kāi)發(fā)有限公司