本发明提供一种基于速度差内置反射装置的超声波水表。
背景技术：
超声波水表是上世纪70年代随着电子技术飞速发展而得到广泛应用的新型水表。它利用超声波流过流体时可以载上流体的流速信号的特性，通过接收和处理流过流体的超声波就可以检测出流体的流速，进而换算成流量。
超声波水表一般由超声波换能器、发射与接收电路、信号处理电路和积算系统组成。根据测量原理的不同，超声波水表大致可分为多普勒法、传播速度差法、波速偏移法、噪声法。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于速度差内置反射装置的超声波水表。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
塑料压板(1)、m4不锈钢耐落螺丝(2)、金属压板(3)、换能器(4)、通道固定柱(5)、o型密封圈(6)、o型密封圈(7)、o型密封圈(8)、整流器(9)、反射片(10)、通道(11)、通道支架(12)、铜管(13)
本发明包括超声波水表壳体以及内置的u型反射装置。
u型反射装置包括塑料压板(1)、金属压板(3)、换能器(4)、通道固定柱(5)、密封圈(6)、密封圈(7)、密封圈(8)、整流器(9)、反射片(10)、通道(11)、通道支架(12)和铜管(13)
反射片(10)卡在通道支架(12)上,通道支架(12)上设置有反射片(10)对应的凹槽；通道支架(12)上设置有卡爪，通过卡爪能够对反射片(10)进行前后定位，使得反射片(10)在通道支架(12)内无法移动；
通道(11)设置在两个合拢后的通道支架(12)内，通道(11)为管状圆柱体，其外侧壁设置有一组凸出的整圆及四个卡爪(11-1)，凸出的整圆与通道支架(12)内侧壁环形凹槽匹配，用于将通道(11)固定在通道支架(12)内，使得通道(11)上下左右两个方向无法移动；同时通道(11)外壁上还设置有两个凸台(11-2)，在两个通道支架(12)合拢后卡住通道(11)使其无法转动；
通道支架(12)设置在铜管(13)内，安装完毕的通道支架(12)从铜管(13)的一侧推入铜管(13)。两个通道支架(12)的外壁设置有两条环形凹槽，通过密封圈(8)对通道支架(12)与铜管(13)之间的缝隙进行填充，同时对通道支架(12)进行圆周定位；
铜管(13)的上端设置有三个通孔，左右两个通孔均用于放置换能器(4)，且换能器(4)底部设置有密封圈(6)，换能器(4)与铜管(13)之间使用的是侧面密封方式；通过密封圈(6)侧面挤压实现换能器(4)和铜管(13)之间的密封。中间通孔用于固定通道支架(12)和铜管(13)，且与该中间通孔对应的，通道支架(12)外壁设置有圆孔；通道固定柱(5)通过铜管(13)上端的中间通孔卡进通道支架(12)外壁的圆孔，最终与通道(11)外侧壁相接处。
金属压板(3)与铜管(13)之间通过四颗m4不锈钢耐落螺丝(2)进行打紧固定，耐落螺丝(2)上的涂料在打进螺丝孔后能增加摩擦，不容易受到震动脱落。金属压板(3)也能压紧换能器(4)，使换能器(4)受水压时不产生位移，影响计量。
塑料压板(1)设置在金属压板(3)上端，且设置有四个通孔、两个卡扣以及圆形凸台，四颗m4不锈钢耐落螺丝(2)依次穿过塑料压板(1)上设置的四个通孔、金属压板(3)上的四个通孔后与铜管(13)相连接；两个卡扣以及圆形凸台用于连接超声波水表壳体。
整流器(9)设置在铜管(13)进水口端的内壁；整流器(9)外壁圆周上有一个半圆形的凸台与铜管(13)进口内壁上的凹槽过盈配合，使得整流器(9)在铜管内无法晃动，整流器(9)的一端有两个倒扣，装配进铜管(13)后会扣进内部的凹槽，使其无法前后移动。
所述的反射片(10)固定后与通道所在水平面呈45°。
所述的通道支架(12)由结构对称的两个支架组成；将通道(11)放置后再将两个支架进行合拢。
所述的整流器呈圆柱管状，且整流器侧壁内设置有多个网格；整流器侧壁的外侧壁上设置有定位筋和卡扣；定位筋用于和超声波水表固定时候定位对齐，固定整流器的角度，矫正水流方向的作用；卡扣用于将整理器固定在超声波水表上，防止整流器松动，产生不必要的扰流。
所述的网格包括正方形的网格和圆弧切割的网格；与整流器侧壁内侧壁相连接的网格为圆弧切割的网格，其余的网格为均匀分布的正方形的网格。
所述的整流器整体深度为8mm；所述的整流器侧端面网格所占整个端面的表面积比为：0.45；所述的均匀分布的正方形的网格的大小：108.5mm2；所述的均匀分布的正方形的网格之间的间距：3.9mm；所述的整流器侧壁的厚度为：1.2mm。
所述的整流器的材料为：聚苯醚。
本发明优点和效果如下：
本发明使用的是传播速度差法，传播速度差法是目前超声波水表中应用最为广泛的一种，时差法超声波水表利用测量超声波在管道中的传播时间差实现流量测量，介质在管道中得流速和超声波沿介质传播的顺逆流时间存在一定关系，因此，只要测得超声波沿介质传播的顺逆流时间，就能得到管道中介质的流速。
本发明速度差法采用u型平行面测量方式，如图1所示为采用内置反射装置的平行面测量方式，该方法能有效增大声程，而且能减小超声波在流体传播过程中的散射。然而，反射装置的加入本身就是对管内流场的扰动，因此，必须对管内流场进行分析，设计最佳管道模型，尽量减少反射装置对流场的影响，提高测量精度。
附图说明
图1为本发明爆炸图；
图2为本发明剖视图；
图3为本发明工作流程图。
图4为本发明通道示意图。
图5为本发明整流器示意图。
图中：塑料压板(1)、m4不锈钢耐落螺丝(2)、金属压板(3)、换能器(4)、通道固定柱(5)、密封圈(6)、密封圈(7)、o型密封圈(8)、整流器(9)、反射片(10)、通道(11)、通道支架(12)、铜管(13)、卡爪(11-1)、凸台(11-2)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
如图1-4所示，一种基于速度差内置反射装置的超声波水表，包括超声波水表壳体以及内置的u型反射装置。超声波水表壳体为现有的水表壳体
如图1、2和4所示，u型反射装置包括塑料压板(1)、金属压板(3)、换能器(4)、通道固定柱(5)、密封圈(6)、密封圈(7)、密封圈(8)、整流器(9)、反射片(10)、通道(11)、通道支架(12)和铜管(13)
反射片(10)卡在通道支架(12)上,通道支架(12)上设置有反射片(10)对应的凹槽；通道支架(12)上设置有卡爪，通过卡爪能够对反射片(10)进行前后定位，使得反射片(10)在通道支架(12)内无法移动；
通道(11)设置在两个合拢后的通道支架(12)内，通道(11)为管状圆柱体，其外侧壁设置有一组凸出的整圆及四个卡爪，凸出的整圆与通道支架(12)内侧壁环形凹槽匹配，用于将通道(11)固定在通道支架(12)内，使得通道(11)上下左右两个方向无法移动；同时通道(11)外壁上还设置有两个凸台，在两个通道支架(12)合拢后卡住通道(11)使其无法转动；
通道支架(12)设置在铜管(13)内，安装完毕的通道支架(12)从铜管(13)的一侧推入铜管(13)。两个通道支架(12)的外壁设置有两条环形凹槽，通过密封圈(8)对通道支架(12)与铜管(13)之间的缝隙进行填充，同时对通道支架(12)进行圆周定位；
铜管(13)的上端设置有三个通孔，左右两个通孔均用于放置换能器(4)，且换能器(4)底部设置有密封圈(6)，换能器(4)与铜管(13)之间使用的是侧面密封方式；通过密封圈(6)侧面挤压实现换能器(4)和铜管(13)之间的密封。中间通孔用于固定通道支架(12)和铜管(13)，且与该中间通孔对应的，通道支架(12)外壁设置有圆孔；通道固定柱(5)通过铜管(13)上端的中间通孔卡进通道支架(12)外壁的圆孔，最终与通道(11)外侧壁相接处。
金属压板(3)与铜管(13)之间通过四颗m4不锈钢耐落螺丝(2)进行打紧固定，耐落螺丝(2)上的涂料在打进螺丝孔后能增加摩擦，不容易受到震动脱落。金属压板(3)也能压紧换能器(4)，使换能器(4)受水压时不产生位移，影响计量。
塑料压板(1)设置在金属压板(3)上端，且设置有四个通孔、两个卡扣以及圆形凸台，四颗m4不锈钢耐落螺丝(2)依次穿过塑料压板(1)上设置的四个通孔、金属压板(3)上的四个通孔后与铜管(13)相连接；两个卡扣以及圆形凸台用于连接超声波水表壳体。
整流器(9)设置在铜管(13)进水口端的内壁；整流器(9)外壁圆周上有一个半圆形的凸台与铜管(13)进口内壁上的凹槽过盈配合，使得整流器(9)在铜管内无法晃动，整流器(9)的一端有两个倒扣，装配进铜管(13)后会扣进内部的凹槽，使其无法前后移动。
所述的反射片(10)固定后与通道所在水平面呈45°。
所述的通道支架(12)由结构对称的两个支架组成；将通道(11)放置后再将两个支架进行合拢。
如图5所示，所述的整流器呈圆柱管状，且整流器侧壁内设置有多个网格；整流器侧壁的外侧壁上设置有定位筋和卡扣；定位筋用于和超声波水表固定时候定位对齐，固定整流器的角度，矫正水流方向的作用；卡扣用于将整理器固定在超声波水表上，防止整流器松动，产生不必要的扰流。
所述的网格包括正方形的网格和圆弧切割的网格；与整流器侧壁内侧壁相连接的网格为圆弧切割的网格，其余的网格为均匀分布的正方形的网格。
所述的整流器整体深度为8mm；所述的整流器侧端面网格所占整个端面的表面积比为：0.45；所述的均匀分布的正方形的网格的大小：108.5mm2；所述的均匀分布的正方形的网格之间的间距：3.9mm；所述的整流器侧壁的厚度为：1.2mm。
所述的整流器的材料为：聚苯醚。
如图3所示，本发明工作过程如下：
本发明使用的是时差法，进口处的超声波换能器发出声波信号，通过两个45°角的反射片进行2次发射，使得出口处的超声波换能器接收到该信号，可得到顺流时间；同理，出口超声波换能器向进口发射声波信号，可得到逆流时间，通过两个时间差值，并且根据管道直径，面积，声速可得到流经水表管道的水体积，得到水表累积量。