专利名称：电池供电低压损全通量超声波热能表的制作方法
技术领域：
本发明属于热能表技术领域，涉及一种电池供电低压损全通量超声波
热能表。
技术背景目前绝大多数热能表采用小口径机械式热水表，即单流束或多流束热 水表作为热能表的流量传感器，建设部热能表行业标准CJ128-2007中对流量计部分的要 求也基本上采用了与现行热水表产品性能相同的要求。但近年运行实践表明，直接采用小 口径机械式热水表作为热能表的流量传感器，存在量程窄且始动流量太大、冷热水流量系 数差异、磁传方式存在磁干扰、高温失步等问题，加上国内很多用户家中用的暖气片是铸铁 翻沙制成的，杂质较多，热能表基表的磨损较大，因此，机械式热能表结构和原理方面固有 的局限性，很难在一个检定周期三年内正常、准确的运行。 传统的热能表基表呈直管状结构，由黄铜材质铸造而成，内部为了安装反射板，反 射压电换能器的信号，通常在流量计管道内安装支架。这种结构的基表不但影响了热水的 通量、同时容易形成紊流、超声波在液体中有效声程縮短，导致计量误差大的问题，而且还 存在重金属污染的问题；由于，国内很多用户家中用的暖气片大多是铸铁翻沙制成的，杂质 较多，对热能表基表内的反射板磨损较大，影响其使用寿命。 发明内容本发明的目的是解决现有技术存在计量误差大、重金属污染、使用寿 命短的技术问题，提供一种电池供电低压损全通量超声波热能表，以克服现有技术的不足。
为了实现上述目的，本发明电池供电低压损全通量超声波热能表，由基表和超声 波热能表积分仪组成，所述基表包括由不锈钢材质铸造成型的弧状管体及其两端的直管状 进、出水口 ，弧状管体与直管状进、出水口结合部位上分别设有不锈钢镜面反射板，不锈钢 镜面反射板呈45。夹角设置，基表腔内设有超声波压电换能器，超声波压电换能器安装在 反射板的上面；所述超声波热能表积分仪由表盘和大规模复杂可编程逻辑电路板组成，电 路板的下面设有电池盒和流量传感器及温度探头。 超声波压电换能器内装呈圆形薄片状的压电元件，压电元件薄片的直径是薄片厚 度的12-13倍。 所述超声波压电换能器采用大规模逻辑电路驱动，采用低功耗单片机计算流量。
本发明与现有技术相比的有益效果是 1、传统热能表基表腔为一直管状，内部为了安装反射板反射压电换能器信号，通
常在基表管道内部安装反射板支架，影响了流量通量，同时在管内中容易形成紊流，声波在
液体中有效声程縮短。本发明基表内安装反射板部位是在弧状管体与直管状进、出水口得
连接部位，反射板焊接在状管体的两端，与中心线呈45。夹角，无支架，无紊流产生，液体流
量全通量，低压损，有效的提高了超声波在液体中的测量声程，提高了测量精度。 2、传统热能表基表腔，内部通常采用机加工来保证管内壁的光滑度，因此，操作难
度大。本发明基表腔采用陶瓷芯精密铸造工艺，成型后再破碎陶瓷芯，来保证管道内壁的光
滑度，因此，操作简单。 3、本发明基表内的反射板的反射面为镜面，采用精磨工艺制作，然后采用激光焊 接技术焊接在基表上，镜面不变形。
4、采用不锈钢材质制作基表，相对于普通黄铜材质，无重金属污染。 5、应用时，热能表采用侧面安装方式，反射板垂直于水平面，无流量时，液体中杂
质不容易沉淀在反射板镜面上，提高了热能表的使用寿命。 6、本发明基表腔内为全通量设计，流通管腔内无支架，液体中杂质不容易堵塞基 表，提高了热能表整体稳定性与使用寿命。 7、超声波压电换能器采用低功耗高效换能器，超声波换能器的压电元件做成圆形 薄片，沿厚度振动，薄片直径超过厚度的12倍，保证了振动的方向性，压电元件设置在换能 器外壳内，保证了计量精度不受温度及压力变化的影响。 8、采用大规模复杂可编程逻辑电路制作超声波热能表积分仪，应用回鸣技术加大 声程，以增大时差，提高了超声波热能表的测理精度。 9、由于超声波压电换能器发出的超声波可直接反射到反射板的镜面上，有效地避 免了镜面上的污垢沉积，防垢性能好，可长时间保证2级高精度，最低至1. 0L/h的始动流 量，减少了漏计、少计现象的发生，保证了结算的合理性。 10、大规模复杂可编程逻辑电路可自动监测流量传感器的肮脏程度及温度探头的 工作状态，并发出预警。同时，根据监测结果自动调整超声波信号的强度，以适应水质的变 化和水垢的影响而造成的偏差，保持运行的高可靠性。当水流气泡超标时也会发出警报，并 作出相应调整，确保状态恶化仍能可靠工作。 11、采用低功耗设计，根据液体流速情况动态调整超声波测量频率，平均电流可低
至28微安，整表可使用电池供电。
附图是本发明结构示意图。 图中1是表盘，2是大规模复杂可编程逻辑电路板，3是进水口 ， 4是超声波压电换 能器，5是出水口 ， 6是流量传感器及温度探头，7是电池盒。
具体实施方式
根据附图，本发明它由基表和超声波热能表积分仪组成，基表包括 由不锈钢材质铸造成型的弧状管体及其两端的直管状进、出水口 3、5，弧状管体与直管状 进、出水口 3、5结合部位上分别设有不锈钢镜面反射板，不锈钢镜面反射板呈45。夹角设 置，基表腔内设有超声波压电换能器4，超声波压电换能器4安装在反射板的上面；超声波 热能表积分仪由表盘1和大规模复杂可编程逻辑电路板2组成，电路板2的下面设有电池 盒7和流量传感器及温度探头6 ;超声波压电换能器4内装呈圆形薄片状的压电元件，压 电元件薄片的直径是薄片厚度的12-13倍；所述超声波压电换能器采用大规模逻辑电路驱 动，采用低功耗单片机计算流量；铸造加工基表时，先将陶瓷芯安放在相应的模具内，然后 再用304型不锈钢水一次铸造成型，成形后再破碎基表内腔内的陶瓷芯，保证基表内腔内 壁的光滑度，反射板的反射面为镜面，采用精磨工艺制作，然后采用激光焊接技术焊接在流 量计基表内腔上。 本发明热能表可用于供暖用户的计量。是通过基表内的两个换能器互相发射超声 波，在顺流方向时声波会加快传播，而在逆流方向时声波会延迟传播。 一定时间内用户所消 耗的热量与该段时间内的进回水之间的温差和流量成正比关系，利用顺逆流之间的时间差 可换算出液体的流速，从而计算出热水的流量。本发明热能表不仅精度高，超载能力强，而 且稳定性和持久性能好，而普通机械式热能表一般只有3级精度，持久精度较差。大规模复 杂可编程逻辑电路超声波热能表具有最低的使用周期成本，维护成本亦较低。本发明对促进热能表制造业健康发展，对于节约能源，建设节约型社会，具有积极的现实意义。
权利要求
一种电池供电低压损全通量超声波热能表，其特征是它由基表和超声波热能表积分仪组成，所述基表包括由不锈钢材质铸造成型的弧状管体及其两端的直管状进、出水口，弧状管体与直管状进、出水口结合部位上分别设有不锈钢镜面反射板，不锈钢镜面反射板呈45°夹角设置，基表腔内设有超声波压电换能器，超声波压电换能器安装在反射板的上面；所述超声波热能表积分仪由表盘和大规模复杂可编程逻辑电路板组成，电路板的下面设有电池盒和流量传感器及温度探头。
2. 根据权利要求1所述的电池供电低压损全通量超声波热能表，其特征是所述超声波 压电换能器采用大规模逻辑电路驱动，采用低功耗单片机计算流量。
全文摘要
本发明公开了一种电池供电低压损全通量超声波热能表，它由基表和超声波热能表积分仪组成，所述基表包括由不锈钢材质铸造成型的弧状管体及其两端的直管状进、出水口，弧状管体与直管状进、出水口结合部位上分别设有不锈钢镜面反射板，不锈钢镜面反射板呈45°夹角设置，基表腔内设有超声波压电换能器，超声波压电换能器安装在反射板的上面；所述超声波热能表积分仪由表盘和大规模复杂可编程逻辑电路板组成，电路板的下面设有电池盒和流量传感器及温度探头。本发明解决了现有技术计量误差大、重金属污染、使用寿命短的技术问题。
文档编号G01K17/12GK101706332SQ20091023090
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者宋振宇, 曲宝源, 曲瑶瑶, 辛宇, 高伟, 髙英 申请人:曲宝源