一种超声波水表的制作方法

本申请涉及水表的，尤其是涉及一种超声波水表。

背景技术：

1、超声波水表是通过检测超声波在水中顺流、逆流传播时因速度发生变化而产生的时差，分析处理得出管道内水的流速，从而进一步计算出管道内水的流量的一种新式水表。通常在管道的上游和下游各安装一个换能器，两个换能器均可以发射和接收超声波信号，通过两个换能器发射和接受超声波信号的时间间隔计算出时间差。

2、通常换能器是单独安装在超声波水表上的部件，目前换能器的主要安装方式为嵌入式和外夹式。嵌入式即在管道上开孔，并将换能器安装固定在开孔内，此时换能器的发射面直接与管道内的流体接触；外夹式即将换能器夹持在管道外实现安装，当换能器以外夹式安装在管段外面时，能够实现换能器的随时安装、测量。

3、对于嵌入式安装的换能器，在长期使用过程中，换能器的位置和角度容易发生变化，造成超声波在水中的传播距离以及声道方向发生变化，影响测量准确性；对于外夹式安装的换能器，产品制造和调试都很复杂，且换能器容易移动，进而造成对测量准确性的影响。

技术实现思路

1、为了改善换能器的安装方式会降低超声波水表测量准确性的问题，本申请提供一种超声波水表。

2、本申请提供一种超声波水表，采用如下的技术方案：

3、一种超声波水表，包括塑料管段，所述塑料管段外壁一体注塑成型有多个安装围板，所述安装围板围合形成有安装槽，每个所述安装槽内均制作成型有换能器。

4、通过采用上述技术方案，本申请超声波水表在塑料管段外直接一体注塑成型安装围板，并在安装槽内直接制作换能器，能够使得换能器相对于塑料管段的位置固定，减少了换能器装配过程中产生的角度偏差，解决了外夹式安装的弊端，使得超声波的指向更加稳定，提高流量测量的准确度。

5、另外，本申请换能器的安装方式不需要在塑料管段上开口，相较于嵌入式安装方法，使得塑料管段内的流场更均匀，也降低了开口处漏水的风险；同时，换能器注塑在塑料管段外，使得换能器不直接与流体接触，不受流体成分或流体冲刷的影响，使用寿命更长，且更加稳定可靠。

6、可选的，所述塑料管段内壁沿其长度轴线方向一体成型有多条安装通道，所述塑料管段内可拆卸设置有反射组件，所述反射组件能够同时卡接于多条所述安装通道内，且多个所述反射组件分别对应设置在一个换能器周侧。

7、通过采用上述技术方案，在换能器周侧设置反射组件，能够将换能器发射的超声波反射至接收超声波信号的换能器，通过反射组件还能够控制超声波的传播路径，使得超声波更加便于控制；设置安装通道，使得反射组件可拆卸设置在塑料管段内，便于维护。

8、可选的，所述反射组件包括固定片和反射片，所述安装通道在所述塑料管段内壁相对设置有两条，固定片同时插接于两条所述安装通道内，所述反射片固定于所述固定片的一端，且所述反射片所在平面与所述固定片所在平面之间存在夹角α。

9、通过采用上述技术方案，将固定片插接于两条安装通道内，能够实现反射组件和塑料管段的可拆卸连接，且安装方便；将固定片设置为片状结构能够降低反射组件放置在塑料管段内时，对流体流动的影响；反射片固定在固定片的一端，通过反射片实现对超声波的反射。

10、可选的，所述固定片包括基础部和支撑部，所述支撑部包括连接区和间隔设置的两个插接区，两个所述插接区对应插接于两条安装通道内，所述反射片固定于所述连接区上，所述连接区的两端与所述插接区固定。

11、通过采用上述技术方案，基础部能够实现固定片在塑料管段内的稳定安装，不易在流动的流体中晃动；支撑部在支撑反射片时，通过插接区为连接区提供稳定支撑，连接区能够为反射片提供安装场地，使得反射片能够设置在塑料管段的中间位置，从而实现反射。

12、可选的，所述基础部两侧均开设有多个夹持槽，所述夹持槽沿着所述基础部的延伸方向间隔布置。

13、通过采用上述技术方案，由于塑料管段的管径较小，将固定片插接至塑料管段后，不易取出调整，因此在基础部上开设夹持槽使得操作人员能够更加方便的利用镊子将固定片从塑料管段内取出，从而便于调整固定片的位置，使得反射片的安装位置能够更好的反射超声波。

14、可选的，至少包括相邻设置第一换能器和第二换能器处于塑料管段外壁的同一长度轴线上，所述塑料管段包括设置在第一换能器和所述第二换能器之间的缩径段，所述缩径段内径小于所述塑料管段其余部分的内径。

15、通过采用上述技术方案，在流体经过反射组件后，流体流动容易紊乱，设置缩径段能够提高流体的压力和流速，从而起到稳流的效果。

16、可选的，所述缩径段外壁环绕设置有网格状的格栅棱骨。

17、通过采用上述技术方案，缩径段相较于塑料管段的其它部位，结构强度相对薄弱，设置网格状的格栅棱骨，能够从径向和轴向上均对缩径段起到增加强度的作用，从而起到抗扭的效果，减少缩径段扭曲断裂的情况发生。

18、可选的，所述换能器包括从塑料管段外壁朝外依次设置的表面处理层、压电陶瓷，所述压电陶瓷朝向表面处理层的表面设置有镀银层，所述表面处理层和压电陶瓷在能够使表面处理层的材料熔融的温度下设置，且表面处理层材料渗透进镀银层。

19、通过采用上述技术方案，设置合适的温度条件使得表面处理层材料处于熔融状态，此时在表面处理层上安装压电陶瓷，表面处理层材料能够渗透进镀银层能，从而使得表面处理层的材料填补镀银层中的孔隙，减少镀银层内孔隙中的空气对声音传播的影响。

20、可选的，所述表面处理层的材料为ppo、或pps、或psf、或改性psf、或聚芳矾、或聚芳脂。

21、通过采用上述技术方案，利用上述材料作为表面处理层的材料，能够渗透进镀银层的孔隙内，从而减小不同介质对声音传播的影响。

22、可选的，所述压电陶瓷远离所述表面处理层的一侧还设置有吸收层，所述吸收层由环氧树脂、金属钨及氧化钨微粉混合物制成，且金属钨、氧化钨微粉共同占比为5~25%重量比。

23、通过采用上述技术方案，设置吸收层能够实现非工作面声波的吸收，减少环境声波对换能器超声波的发射和接受的影响，提高测量准确性，按照上述成分配比制成的吸收层能够更好的降低杂波对测量结果的影响。

24、综上所述，本申请包括以下至少一种有益效果：

25、1.本申请通过将换能器一体制作于塑料管段上，能够实现换能器的位置固定，以及换能器与塑料管段接触的均匀性，减少了换能器移动对流量测量结果的影响；

26、2.在塑料管段内部可拆卸设置能够转动反射片方向的反射组件，能够实现超声波传播路径的控制，从而实现超声波更好的发射与收集，提高测量的准确性；

27、3.设置缩径段能够降低反射组件对流体流动的影响，使得流体经过缩径段后能够恢复平稳的流速。

技术特征：

1.一种超声波水表，其特征在于，包括塑料管段（1），所述塑料管段（1）外壁一体注塑成型有多个安装围板（2），所述安装围板（2）围合形成有安装槽（21），每个所述安装槽（21）内均制作成型有换能器（3）。

2.根据权利要求1所述的一种超声波水表，其特征在于：所述塑料管段（1）内壁沿其长度轴线方向开设有安装通道（11），所述塑料管段（1）内可拆卸设置有反射组件，所述反射组件能够卡接于所述安装通道（11）内，且多个所述反射组件分别对应设置在一个换能器（3）周侧。

3.根据权利要求2所述的一种超声波水表，其特征在于：所述反射组件包括固定片（4）和反射片（5），所述安装通道（11）在所述塑料管段内壁相对设置有两条，固定片（4）同时插接于两条所述安装通道（11）内，所述反射片（5）固定于所述固定片（4）的一端，且所述反射片（5）所在平面与所述固定片（4）所在平面之间存在夹角α。

4.根据权利要求3所述的一种超声波水表，其特征在于：所述固定片（4）包括基础部（41）和支撑部（42），所述支撑部（42）包括连接区（421）和间隔设置的两个插接区（422），两个所述插接区（422）对应插接于两条安装通道（11）内，所述反射片（5）固定于所述连接区（421）上，所述连接区（421）的两端与所述插接区（422）固定。

5.根据权利要求4所述的一种超声波水表，其特征在于：所述基础部（41）两侧均开设有多个夹持槽（411），所述夹持槽（411）沿着所述基础部（41）的延伸方向间隔布置。

6.根据权利要求2所述的一种超声波水表，其特征在于：至少包括相邻设置第一换能器（31）和第二换能器（32）处于塑料管段（1）外壁的同一长度轴线上，所述塑料管段（1）包括设置在第一换能器（31）和所述第二换能器（32）之间的缩径段（12），所述缩径段（12）内径小于所述塑料管段（1）其余部分的内径。

7.根据权利要求6所述的一种超声波水表，其特征在于：所述缩径段（12）外壁环绕设置有网格状的格栅棱骨（121）。

8.根据权利要求1所述的一种超声波水表，其特征在于：所述换能器（3）包括从塑料管段（1）外壁朝外依次设置的表面处理层（33）、压电陶瓷（34），所述压电陶瓷（34）朝向表面处理层（33）的表面设置有镀银层，所述表面处理层（33）和压电陶瓷（34）在能够使表面处理层（33）的材料熔融的温度下设置，且表面处理层（33）材料渗透进镀银层。

9.根据权利要求8所述的一种超声波水表，其特征在于：所述表面处理层（33）的材料为ppo、或pps、或psf、或改性psf、或聚芳矾、或聚芳脂。

10.根据权利要求9所述的一种超声波水表，其特征在于：所述压电陶瓷（34）远离所述表面处理层（33）的一侧还设置有吸收层（35），所述吸收层（35）由环氧树脂、金属钨及氧化钨微粉混合物制成，且金属钨、氧化钨微粉共同占比为5~25%重量比。

技术总结
本申请公开了一种超声波水表，涉及水表的技术领域，包括塑料管段，塑料管段外壁一体注塑成型有多个安装围板，安装围板围合形成有安装槽，每个安装槽内均制作成型有换能器。本申请具有提高超声波水表测量准确性的效果。

技术研发人员：丁胜高,朱俊胜,彭伟,李冬
受保护的技术使用者：深圳市兴源智能仪表股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11