一种不锈钢超声波阀控水表检测管段的制作方法

本发明涉及流量计量领域，具体涉及一种不锈钢超声波阀控水表检测管段。

背景技术：

流量计量是科学计量、法制计量的一个重要组成部分，而水流量计量又是其中最重要的内容之一，在贸易结算、能源计量、过程控制、环境保护等方面起到重要的作用。近年来在能源和水资源的全球性日益匮乏的形势下，随着法制计量的不断完善，全社会对水计量的要求越来越高。因此，多年来，相关人员的研究重点放在如何使水表适应各种流场安装要求、扩大其流量测量范围、延长水表的工作寿命、提高仪表智能化程度、满足抄表和用水管理要求、采用更卫生安全成本更低的材料等。

现阶段，在国内的各种民用水表大部分为灰铸铁外壳水表，由于防锈能力有限和本身属污染耗能产业，现在行业里正在加紧对多种材料进行筛选，包括工程塑料、铝合金、不锈钢、铜及球墨铸铁等进行试验和替代。

超声波水表以无可动部件、无压损的特点在大管径水计量中得到越来越多的应用。超声波水表基于电或电子原理的流量计逐渐取代了原来的一些插入式流量仪表和机械式水表，这些感应式水表在智能化方面相对于传统机械水表有着无可比拟的优势，且几乎无压力损失。但也有其局限性，如现有的超声波水表的检测管段内部无信号反射板，超声波信号不稳定，致使计量精准度差，部分超声波水表检测管段内部安装信号反射柱，然而反射柱的接收面积小，反射柱与管段本体之间为一体式结构，存在加工难度大的问题。

现有的超声波水表的检测管段采用的是黄铜材质，国内的型号为59-1黄铜，59-1黄铜的含铅量占0.8％-1.9％，对人身体危害很大，尤其是应用到饮用水中，直接危害我们的身体健康。

综上所述，现有的超声波水表的检测管段存在接收超声波信号不稳定，致使超声波水表的计量精准度差，反射柱与管段本体之间为一体式结构，增大了加工难度，且易造成自来水矿物质超标的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有的超声波水表的检测管段存在接收超声波信号不稳定，致使超声波水表的计量精准度差，反射柱与管段本体之间为一体式结构，增大了加工难度，且易造成自来水矿物质超标的问题，进而提供了一种不锈钢超声波阀控水表检测管段。

本发明的技术方案是：

一种不锈钢超声波阀控水表检测管段，它包括管段本体、定位板、阀转头、第一换能器、温度传感器、反射板安装架、第一信号反射板、球阀体、锁紧件、第二信号反射板和第二换能器，

球阀体安装在管段本体上，管段本体的内部为圆形直通管路，管段本体的侧壁上加工第一通孔，第一通孔的轴线与球阀体的轴线在一条直线上，阀转头插装在第一通孔内，阀转头的一端与球阀体固定连接，阀转头与管段本体之间密封连接，

管段本体的侧壁上加工两个第二通孔，第一换能器和第二换能器分别插装在两个第二通孔内并与管段本体之间密封连接，两个第二通孔之间的管段本体上加工第三通孔，温度传感器插装在第三通孔内并与管段本体之间密封连接，定位板将第一换能器、温度传感器和第二换能器固定在管段本体上，定位板通过多个螺钉与管段本体固接，

反射板安装架固定安装在管段本体的内部，反射板安装架通过锁紧件与管段本体固接，反射板安装架与管段本体之间密封连接，第一信号反射板和第二信号反射板均倾斜安装在反射板安装架的两端，第一信号反射板和第二信号反射板分别与第二换能器和第一换能器之间对应设置。

进一步地，它还包括球阀压紧环，球阀压紧环安装在管段本体与球阀体之间的间隙里，球阀压紧环通过多个密封圈与管段本体密封连接。

进一步地，它还包定位环，定位环置于球阀压紧环与球阀体之间的间隙里，定位环的一端与管段本体固接，定位环的另一端与球阀压紧环固接。

进一步地，它还包括接头，接头为空心圆柱形接头，接头的一端加工外螺纹，接头与管段本体的一端螺纹固接。

进一步地，反射板安装架的侧壁上依次加工第四通孔和第五通孔，第四通孔的轴线与第三通孔的轴线重合，第五通孔为螺纹孔，锁紧件第五通孔之间螺纹连接。

进一步地，它还包括两个o型密封圈，反射板安装架的侧壁上依次加工第一凹槽和第二凹槽，两个o型密封圈固定分别安装在第一凹槽和第二凹槽上。

进一步地，反射板安装架的两端依次加工第一反射板夹爪和第二反射板夹爪，第一信号反射板和第二信号反射板分别安装在第一反射板夹爪和第二反射板夹爪上。

进一步地，第一信号反射板与反射板安装架的纵向轴线n-n之间的夹角为α，α＝45°。

进一步地，第二信号反射板与反射板安装架的纵向轴线n-n之间的夹角为β，β＝45°。

进一步地，反射板安装架上加工多个进、出水口，反射板安装架的内部与管段本体的内部连通。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

1、本发明的第一信号反射板10和第二信号反射板13通过反射板安装架7倾斜设置在管段本体1的内部，第一换能器5发射超声波到第二信号反射板13的中心，再反射到对面的第一信号反射板10呈90°反射到第二换能器14，第二换能器14发射超声波到第一信号反射板10的中心，再反射到对面的第二信号反射板13呈90°反射到第一换能器5，第一换能器5和第二换能器14同时发射信号或交互发射，通过第一换能器5和第二换能器14的信号发射接收的时间差来计算流量，有效地增加了超声波的接收面积，使得接收超声波信号更加稳定，进而提高了超声波水表的计量精准度。

2、本发明的第一信号反射板10和第二信号反射板13以45°定位安装在反射板安装架7上，在保证计量精准度的情况下，有效地避免了易集气，

3、本发明的管段本体1、第一信号反射板10和第二信号反射板13均采用不锈钢制造而成，一方面，有效地增加了本发明的强度、耐老化性及抗腐蚀性，增加了本发明的使用寿命，节约了生产成本；另一方面，避免造成自来水矿物质超标的问题。

附图说明

图1是本发明的主视图；图2是图1的俯视图；图3是图2在a-a处的剖视图；图4是本发明的轴测图；图5是管段本体1的结构示意图；图6是反射板安装架7的结构示意图；图7是本发明的工作示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图7说明本实施方式，本实施方式的一种不锈钢超声波阀控水表检测管段，它包括管段本体1、定位板2、阀转头4、第一换能器5、温度传感器6、反射板安装架7、第一信号反射板10、球阀体11、锁紧件12、第二信号反射板13和第二换能器14，球阀体11安装在管段本体1上，管段本体1的内部为圆形直通管路，管段本体1的侧壁上加工第一通孔1-1，第一通孔1-1的轴线与球阀体11的轴线在一条直线上，阀转头4插装在第一通孔1-1内，阀转头4的一端与球阀体11固定连接，阀转头4与管段本体1之间密封连接，管段本体1的侧壁上加工两个第二通孔1-2，第一换能器5和第二换能器14分别插装在两个第二通孔1-2内并与管段本体1之间密封连接，两个第二通孔1-2之间的管段本体1上加工第三通孔1-3，温度传感器6插装在第三通孔1-3内并与管段本体1之间密封连接，定位板2将第一换能器5、温度传感器6和第二换能器14固定在管段本体1上，定位板2通过多个螺钉与管段本体1固接，反射板安装架7固定安装在管段本体1的内部，反射板安装架7通过锁紧件12与管段本体1固接，反射板安装架7与管段本体1之间密封连接，第一信号反射板10和第二信号反射板13均倾斜安装在反射板安装架7的两端，第一信号反射板10和第二信号反射板13分别与第二换能器14和第一换能器5之间对应设置。

具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式还包括球阀压紧环9，球阀压紧环9安装在管段本体1与球阀体11之间的间隙里，球阀压紧环9通过多个密封圈与管段本体1密封连接。如此设置，球阀压紧环9用于固定球阀体11，使得球阀体11能够准确地定位在管段本体1上，避免长时间工作导致球阀体11的位置松动，保证球阀体11的位置精度。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图3说明本实施方式，本实施方式还包定位环8，定位环8置于球阀压紧环9与球阀体11之间的间隙里，定位环8的一端与管段本体1固接，定位环8的另一端与球阀压紧环9固接。如此设置，定位环8用于矫正球阀压紧环9和球阀体11的位置，起到辅助定位的作用。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式还包括接头3，接头3为空心圆柱形接头，接头3的一端加工外螺纹，接头3与管段本体1的一端螺纹固接。如此设置，通过接头3将管段本体1安装在自来水管道上，方便拆装。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图6说明本实施方式，本实施方式的反射板安装架7的侧壁上依次加工第四通孔7-1和第五通孔7-2，第四通孔7-1的轴线与第三通孔1-3的轴线重合，第五通孔7-2为螺纹孔，锁紧件12第五通孔7-2之间螺纹连接。如此设置，第四通孔7-1用于固定温度传感器6，使得温度传感器的测量端穿过第四通孔7-1与反射板安装架7内部的介质接触，测量准确。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图6说明本实施方式，本实施方式还包括两个o型密封圈，反射板安装架7的侧壁上依次加工第一凹槽7-3和第二凹槽7-4，两个o型密封圈固定分别安装在第一凹槽7-3和第二凹槽7-4上。如此设置，第一凹槽7-3和第二凹槽7-4起到定位两个o型密封圈的作用，两个o型密封圈保证了反射板安装架7与管段本体1之间的密封性，具有足够的耐压强度和良好的密封性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图6说明本实施方式，本实施方式的反射板安装架7的两端依次加工第一反射板夹爪7-5和第二反射板夹爪7-6，第一信号反射板10和第二信号反射板13分别安装在第一反射板夹爪7-5和第二反射板夹爪7-6上。如此设置，第一反射板夹爪7-5和第二反射板夹爪7-6用于固定第一信号反射板10和第二信号反射板13，使得第一信号反射板10和第二信号反射板13定位安装在管段本体1的内部。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。

具体实施方式八：结合图6说明本实施方式，本实施方式的第一信号反射板10与反射板安装架7的纵向轴线n-n之间的夹角为α，α＝45°。如此设置，有良好的超声波传导路径，超声波水表在测量过程中容易受阻流件的影响，在反射板附近存在许多漩涡，同时，反射板的反射面越大，超声波反射或接收幅值越大，但是流场中漩涡也会增多，第一信号反射板10以45°定位安装在管段本体1的内部，有效地避免了集气问题，使得信号传播更加稳定。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

具体实施方式九：结合图6说明本实施方式，本实施方式的第二信号反射板13与反射板安装架7的纵向轴线n-n之间的夹角为β，β＝45°。如此设置，有良好的超声波传导路径，第二信号反射板13以45°定位安装在管段本体1的内部，有效地避免了集气问题，使得信号传播更加稳定。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。

具体实施方式十：结合图6说明本实施方式，本实施方式的反射板安装架7上加工多个进、出水口，反射板安装架7的内部与管段本体1的内部连通。如此设置，自来水管道中的介质通过反射板安装架7上的多个进、出水口流进反射板安装架7的内部，使得第一换能器5和第二换能器14的测量端与介质接触，保证了本发明的测量精准度。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。

具体实施方式十一：结合图3说明本实施方式，本实施方式的第一信号反射板10和第二信号反射板13均为不锈钢反射板。如此设置，不锈钢反射板具有高强度、耐老化和抗腐蚀的性能，一方面，保证了第一信号反射板10和第二信号反射板13的使用寿命，节约了制造成本；另一方面，使用不锈钢反射板能够有效地避免造成自来水矿物质超标的问题。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九或十相同。

具体实施方式十二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的管段本体1为不锈钢管段。如此设置，不锈钢管段具有高强度、耐老化和抗腐蚀的性能，在增加使用寿命的同时，采用不锈钢材质作为管段本体1进行流量测量，对水质没有额外污染，有效地避免造成自来水矿物质超标的问题。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或十一相同。

工作原理：

结合图1、图3和图7说明本发明的工作原理：

本发明通过测量超声波在基表内顺流和逆流所经历的时间差来求得流体的流量，用时间差法求流量流速和流量。第一换能器5发射超声波到第二信号反射板13的中心，再反射到对面的第一信号反射板10呈90°反射到第二换能器14；第二换能器14发射超声波到第一信号反射板10的中心，再反射到对面的第二信号反射板13呈90°反射到第一换能器5；第一换能器5和第二换能器14同时发射信号或交互发射，通过第一换能器5和第二换能器14的信号发射接收的时间差来计算流量。

温度传感器6为ntc温度传感器，ntc温度传感器用来矫正介质流经管道，修正误差。ntc温度传感器起到温度补偿的作用，温度不同，超声波速度不同。采用高精度ntc温度传感器，主要测试流体温度以校准超声波时间值，进而精确计量流量；测量水温时，当温度发生异常时，会记录异常报警信息。

球阀体11通过球阀压紧环9固定安装在管段本体1上，球阀体11通过球阀转头与不锈钢水表的电机的输出轴连接，温度传感器6、第一换能器5和第二换能器14均与不锈钢水表的电路板连接，组成是流量计，实现了将测量信号回传的功能，从而达到计量功能。