计量模块可互换的超声水表的制作方法

本发明涉及一种水表，特别是涉及一种计量模块可互换的超声水表。

背景技术：

众所周知，水表是一种计量器具，用于计量流经封闭管道中水的流量，水表广泛应用于居民和工商业等用户，进行自来水输送量的计量和结算，根据水表采用的测量传感器结构和工作原理，可将水表分为机械原理和电子原理两类。

随着水资源的日益紧张、人工成本的大幅上升和科技的日趋进步，对于用户用水的管理已从粗放式向智慧用水转变，对于用水量的计量也向智能化和精准计量的方向发展，供水部门需要快速发现用户的异常数据和实现智慧抄表收费，这也对水表提出了智能化的要求；同时随着水费单价的提升，供水部门和用户对水表使用过程中的计量精度也提出了更高的要求，大口径水表的使用是连续的测量，磨损与水垢对精度的影响远大于小口径水表，而实际使用中机械表磨损导致超差的过程基本在6-12个月，超声波水表以其没有活动部件不会磨损，表腔通畅管阻小，价格远低于电磁水表等优点，逐步扩大应用比例。在国家层面，新国标中也增加了对水表的检定频次与力度的要求，例如要求公称口径超过dn50或常用流量q3超过16m³/h的水表检定频率定为2年。

以上要求有效地保证了水表使用过程中计量的准确度和精度，但是水表在检定时，需要将表体全部从管路上拆卸下来，工作量大，劳动强度大，效率低下，影响整个区域的用水，尤其是大口径大流量的水表计量部门检定耗时更长为了减少停水时间，常采用一用一备的方式，但又增加了库存成本，导致资源浪费，也避免不了在管路上反复拆装。

技术实现要素：

本发明针对现有水表在检定时，需要将表体全部从管路上拆卸下来，工作量大，劳动强度大，效率低下，影响整个区域的用水，尤其是大口径大流量的水表计量检定耗时更长，为了减少停水时间，常采用一用一备的方式，但又增加了库存成本，增加了资源的浪费的技术问题，提供一种水表在检定时，不需要将表体全部从管路上拆卸下来，工作量小，劳动强度小，效率高，不影响整个区域的用水，尤其是大口径大流量的水表检定频次高，耗时长，不需要采用一用一备的方式，只要储备不足整表价格一半的可互换计量模块，节约整体成本的计量模块可互换的超声水表。

为此，本发明的技术方案是，一种计量模块可互换的超声水表，包括下壳体、上壳体和可互换计量模块，下壳体两端设有连接法兰，连接法兰轴向中间设有流体进出通道，下壳体中间设有计量模块安装腔体，可互换计量模块设在计量模块安装腔体中，可互换计量模块与下壳体为分体结构，可互换计量模块与下壳体可拆分，下壳体上设有上壳体，上壳体与下壳体密封连接。

优选地，可互换计量模块包括测试壳体，测试壳体上设有流量传感器，测试壳体侧面设有流体测试通道，流量传感器为超声波换能器，超声波换能器位于流体测试通道外侧成对布置，形成超声波换能器组，超声波换能器下面设有反射板，超声波换能器组上设有信号线。

优选地，流体测试通道为圆形或者矩形。

优选地，位于流体测试通道外侧设置的超声波换能器组为两组，超声波换能器组交叉布置。

优选地，测试壳体为分体结构，测试壳体包括测试上壳体和测试下壳体，测试上壳体和测试下壳体侧面分别设有半圆形流体测试通道，测试上壳体和测试下壳体侧面的两个半圆形通道形成完整的流体测试通道。

优选地，测试下壳体上位于两个超声波换能器之间设有中间反射板。

优选地，下壳体与上壳体连接处设有法兰，法兰四周侧表面设有密封装置。

优选地，上壳体上设有计算模块和显示模块。

本发明的有益效果是，由于下壳体中间设有计量模块安装腔体，可互换计量模块设在计量模块安装腔体中，可互换计量模块与下壳体为分体结构，可互换计量模块与下壳体可拆分，当需要将水表进行维修时，只需将上壳体拆卸，可互换计量模块就外漏在外面，此时只需将可互换计量模块取出，即可实现下壳体内部的维护、清洁和修理，包括清理下壳体内部的水垢和污物，都非常方便。

也可以采用此方法对拆卸下来的可互换计量模块进行维护、修理和保养，同时可以对可互换计量模块进行单独的标定测试，判断可互换计量模块的测试精度是否符合标准要求，如果可互换计量模块损坏或者精度满足不了要求，可以替换同一规格的可互换计量模块，即可实现水表的继续使用。

由于可互换计量模块上设有流体测试通道，该流体测试通道为能独立实现计量测试的通道，并根据测试流体的类型设有各种截面形状，该流体测试通道的测试精度不受下壳体内部结构变化的影响，当水表使用周期很长时，水表的内部积淀很多水垢和污物时，会引起下壳体两侧的流体进出通道内径大小的变化和内径形状的变化，这些变化都不影响流体测试通道对于流体流量的测试精度，所以可互换计量模块可以单独拆解后在专用的测试工装上实现标定，也可以方便地更换同一规格的可互换计量模块，不需要将整体水表拆卸。

以上技术方案能有效地保证水表使用过程中计量的准确度和精度，水表在检定时，不需要将表体全部从管路上拆卸下来，工作量小，劳动强度低，效率高，不会影响整个区域的用水，尤其是大口径大流量的水表检定时周期更短，也不需要采用一用一备的方式，不会增加库存成本，也不会导致资源浪费。

附图说明

图1是本发明一种实施例的轴测图；

图2是图1的主视图；

图3是图1的分解图；

图4是图2的a-a剖视图；

图5是本发明可互换计量模块实施例1轴测图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的俯视图；

图8是本发明可互换计量模块测试下壳体实施例1轴测图；

图9是图8的主视图；

图10是图8的俯视图；

图11是本发明下壳体和可互换计量模块实施例2轴测图；

图12是图11的主视图；

图13是图12的b-b剖视图；

图14是本发明可互换计量模块测试下壳体实施例2轴测图；

图15是图14的主视图；

图16是图14的左视图；

图17是本发明去掉上壳体立体示意图；

图18是图17的主视图；

图19是图18的c-c剖视图。

图中符号说明：

1.下壳体；2.上壳体；3.可互换计量模块；101.连接法兰；102.流体进出通道；103.密封面；104.计量模块安装腔体；105.中间密封法兰；201.计算模块；202.显示模块；301.流体测试通道；302.流量传感器；303.信号线；304.超声波换能器；305.反射板；306.中间反射板；307.测试下壳体；308.测试上壳体；309.测试壳体；401.密封圈；402.密封侧面。

实施方式

实施例1

图1-10是本发明一种计量模块可互换的超声水表的一种实施例示意图，图1是轴测图，图2是图1的主视图，图3是图1的分解图，图3中可清楚地看到，本发明计量模块可互换的超声水表，包括下壳体1、上壳体2和可互换计量模块3，下壳体1两端设有连接法兰101，连接法兰101轴向中间设有流体102通道，下壳体1中间设有计量模块安装腔体104，可互换计量模块3设在计量模块安装腔体104中，可互换计量模块3与下壳体1为分体结构，该实施例中可互换计量模块3的外部性状为方形，与可互换计量模块3对应安装的计量模块安装腔体104的内腔体形状也为方形，只需将可互换计量模块3置于计量模块安装腔体104中即可实现牢固配合，又可以实现可互换计量模块3与下壳体1方便拆分；在可互换计量模块3上表面设有多个贯通孔，只需手工或者借助于工具夹持贯通孔即可轻易将可互换计量模块3取出，实现方便地拆解，单独送专业的计量部门进行计量标定，而不需要将整体水表全部卸下，整体送到计量部门检定，同时也可以更换同一规格类型的可互换计量模块3，实现水表的快速维修；图3中还可以看出，下壳体1上设有上壳体2，上壳体2与下壳体1密封连接，在下壳体1的中间法兰105上表面设有密封面103，密封面103与上壳体2形成密封效果。

图5是可互换计量模块3的立体示意图，图中可看到，可互换计量模块3包括测试壳体309，测试壳体309上设有流量传感器302，测试壳体309侧面设有流体测试通道301，流量传感器302为超声波换能器304，超声波换能器304位于流体测试通道301外侧成对布置，形成超声波换能器组，超声波换能器304下面设有反射板305，超声波换能器组上设有信号线303。

由于可互换计量模块3上设有流体测试通道301，该流体测试通道301为能独立实现计量测试的通道，并根据测试流体的类型设有各种截面形状，该流体测试通道301的测试精度不受下壳体内部结构变化的影响，当水表使用周期很长时，水表的内部积淀很多水垢和污物时，会引起下壳体两侧的流体进出通道内径大小的变化和内径形状的变化，这些变化都不影响流体测试通道301对于流体流量的测试精度，所以可互换计量模块3可以单独拆解后在专用的测试工装上实现标定，也可以方便地更换同一规格的可互换计量模块，不需要将整体水表拆卸；以上结构与传统的水表结构不同，传统水表的流体测试通道和设在水表下壳体上，无法实现单一模块的单独计量标定，也无法实现模块的互换性更换，只能将水表整体拆卸后，整体计量标定或者整体更换。

图5中可看到，流体测试通道301为圆形，圆形的流体测试通道301，在仪表进行测量时，其测试流体的压力损失最小，能够保证后续的流体压力，尤其在高楼供水时，不需要再预增加过高的压力，能保证在适合的压力下供水，可以适当延长水表的使用寿命。

图8是本发明可互换计量模块测试下壳体轴测图，位于流体测试通道301外侧设置的超声波换能器组为两组，超声波换能器组交叉布置，交叉两组超声波换能器能够明显有效消除测流截面的水平方面的干扰速度分量，提高测量精度，测试壳体309为分体结构，测试壳体309包括测试上壳体308和测试下壳体307，这样的结构便于生产安装和维修装配，测试上壳体308和测试下壳体307侧面分别设有半圆形流体测试通道，测试上壳体308和测试下壳体307侧面的两个半圆形通道形成完整的流体测试通道301。

在上壳体2上设有计算模块和显示模块202，实现超声波数据的采集运算和显示，也可以安装数据的有线传输模块和无线传输模块，实现数据的传输，满足物联网对于数据采集和传输的需要。

实施例2

图11-19是本发明的另一种实施例，与实施例1不同之处是，流体测试通道301为矩形，矩形流道能在缩小截面积增大流速的优势下，不减小有效的测长，是保证小流速准确性的最优测试通道截面。

在测试下壳体308上位于两个超声波换能器之间设有中间反射板306，通过反射，每一组超声波单独形成一个水平层面的往复运动的路径，单组超声波换能器就能够有效消除测流截面的水平方面的干扰速度分量，在一组超声波换能器失效的特殊情况，剩余的一组超声波换能器仍能准确计量。

图17-19是在下壳体1与上壳体2连接处设有中间密封法兰105的示意图，中间密封法兰105四周侧表面设有密封装置，该实施例中，在中间密封法兰105四周侧表面设有o型圈安装槽，在槽内设有o型圈，该密封装置可以与在线密封拆卸腔体连接，实现不停水状态下更换可互换计量模块3，进一步提供方便地维修和标定服务。

惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。