超声波水表的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及流量计量领域，具体而言，涉及一种超声波水表。
【背景技术】
[0002] 为节约采暖成本及降低能耗，中国北方地区冬季供暖系统管网中水流通常具有水 质低及高温度变化范围的特点。针对供暖管网中热水流量测量，采用现有技术的叶轮式流 量计通常由于水质较低且含有杂质等因素，容易造成管网堵塞。此外，由于水温变化范围较 大，温度给流量测量带来的影响也不易消除，加之叶轮式流量计自身的压损较大，不利于节 能降耗。为此，基于超声流量测量原理的超声波水表正成为采暖系统管网中热水流量测量 的发展趋势。
[0003] 超声波水表由于具有压损小，不受测量水质影响，精度高等优点，正在成为供热管 网用热水流量表研发领域中新的焦点。其基本原理是通过安装在管道上下游两侧的超声波 收发器向管道内流体发射超声波，由于流体的调制作用可以测算出超声波顺流传播和逆流 传播的时间差，得到管道内的流速信息并进而计算出流量。
[0004] 现有技术中，超声波水表通常采用W型传播路径，上述方式中，超声波在流路管道 内的传播路径与流路管道的中心轴线之间存在小于90°的夹角。
[0005] 在使用过程中，流体中细小的颗粒、灰尘、尘埃等粘附在流路管道壁上反射超声波 的部位，更会使超声波的反射路径发生变化，少部分甚至较大部分的超声波不能反射到接 收器的接收范围而不能被接收，从而影响了测量精度，降低了测量的准确性。
[0006] 而当采用W型传播路径时，由于超声波在流路管道中要经过一次以上的反射，也有 较大部分的超声波在反射后超出了接收器的接收范围而不能被接收，也影响了测量精度， 降低了测量的准确性。总之，上述的超声波水表的测量精度较低。
【发明内容】
[0007] 本发明的主要目的在于提供一种超声波水表，该超声波水表的测量精度较高。
[0008] 为了实现上述目的，本发明提供了一种超声波水表，超声波水表包括:第一管体， 第一管体具有流路管道和分别与流路管道相连通的进水口和出水口；超声波计量装置，超 声波计量装置包括两个超声波收发器，两个超声波收发器设置在第一管体上且沿流路管道 的轴向间隔设置;两个反射元件，设置在流路管道的内部，其中，两个反射元件与两个超声 波收发器 对应设置，一个超声波收发器发射的超声波在两个反射元件之间的传播路径 与流路管道的中心轴线平行或者重合;显示模块，设置在第一管体的外壁上;控制器，超声 波计量装置和显示模块分别与控制器电连接，控制器接收超声波计量装置传递的信号并将 计量结果显示在显示模块上。
[0009] 进一步地，一个超声波收发器发射的超声波分别经两个反射元件反射后被另一个 超声波收发器接收以使超声波在流路管道内形成N型传播路径。
[0010] 进一步地，两个超声波收发器在流路管道的轴向上错位设置，且两个超声波收发 器在流路管道的周向上间隔设置。
[0011] 进一步地，两个超声波收发器相对于流路管道的中心轴线呈180°对称设置。
[0012] 进一步地，两个反射元件在流路管道的轴向上错位设置，且两个反射元件在流路 管道的周向上间隔设置。
[0013] 进一步地，一个超声波收发器发射的超声波与一个反射元件的反射面之间具有第 一入射夹角α，另一个超声波收发器接收的超声波与另一个反射元件的反射面之间具有第 二入射夹角β。
[0014] 进一步地，第一入射夹角α和第二入射夹角β均为45°。
[0015] 进一步地，流路管道包括第一管段和分别对应设置在第一管段两端的两个第二管 段，其中，第一管段的内径小于第二管段的内径，两个反射元件分别对应设置在两个第二管 段内部。
[0016] 进一步地，反射元件包括反射面和与反射面连接的紊流部。
[0017]进一步地，超声波水表还包括设置在流路管道的管壁上的两个第一安装通孔，第 一安装通孔与流路管道的内部连通，两个第一安装通孔分别与两个超声波收发器一一对应 设置。
[0018] 进一步地，超声波水表还包括设置在流路管道的管壁上的两个第二安装通孔，第 二安装通孔与流路管道的内部连通，两个反射元件分别对应设置在两个第二安装通孔的内 部。
[0019] 进一步地，超声波计量装置还包括:传播时间计量部件，用于计量两个超声波收发 器之间的超声波传播时间；流量计算部件，根据传播时间计量部件传递的信号计算待计量 流体的流量。
[0020] 进一步地，超声波水表还包括:第二管体，第二管体相对于第一管体倾斜设置;温 度传感器，温度传感器设置在第二管体内以测试待测流体的温度。
[0021 ]应用本发明的技术方案，由于一个超声波收发器发射的超声波在两个反射元件之 间的传播路径与流路管道的中心轴线平行或者重合，使得流路管道内的流场变化更加顺 畅，有利于获得更加平稳的流场分布，从而提高了超声波水表的测量精度。
【附图说明】
[0022] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示 意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0023] 图1示出了根据本发明的超声波水表的实施例的立体结构示意图；
[0024] 图2示出了根据本发明的超声波水表的实施例的结构示意图；
[0025]图3a示出了图2的超声波水表的待测流体流量为0.05m3/h时位于流路管道中心轴 线上的流体的速度分布图；
[0026]图3b示出了图2的超声波水表的待测流体流量为2.5m3/h时位于流路管道中心轴 线上的流体的速度分布图；
[0027]图4a示出了图2的超声波水表的待测流体流量为0.05m3/h时一个方向的纵截面上 的流场分布示意图；
[0028]图4b示出了图2的超声波水表的待测流体流量为0.05m3/h时另一个方向的纵截面 上的流场分布示意图；
[0029] 图5a示出了图2的超声波水表的待测流体流量为2.5m3/h时一个方向的纵截面上 的流场分布示意图；
[0030] 图5b示出了图2的超声波水表的待测流体流量为2.5m3/h时另一个方向的纵截面 上的流场分布示意图；以及
[0031] 图6示出了图2的超声波水表在不同流量范围及温度变化条件下进行测量的测量 结果及精度的示意图。
[0032] 其中，上述附图包括以下附图标记：
[0033] 1、流路管道；10、第一管体；11、第一管段；12、第二管段；13、进水口；14、出水口； 15、第一安装通孔;16、第二安装通孔;17、定位柱;20、第二管体;2、超声波收发器;3、反射元 件;31、反射面;32、紊流部。
【具体实施方式】
[0034]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0035] 本发明及本发明的实施例中，流体是按照图2所示从左向右流动的。
[0036] 如图1和图2所示，本发明提供了一种超声波水表。超声波水表包括第一管体10、设 置在第一管体10内部的超声波计量装置、设置在第一管体10的外壁上的显示模块和控制 器。
[0037]其中，超声波计量装置和显示模块分别与控制器电连接，控制器接收超声波计量 装置传递的信号并将计量结果显示在显示模块上;第一管体10具有流路管道1和分别与流 路管道1相连通的进水口 13和出水口 14。
[0038] 超声波计量装置包括两个超声波收发器2、沿流路管道1的轴向间隔设置的两个超 声波收发器2和设置在流路管道1的内部的两个反射元件3。其中，两个超声波收发器2设置 在流路管道1内部，两个反射元件3与两个超声波收发器2-一对应设置，一个超声波收发器 2发射的超声波在两个反射元件3之间的传播路径与流路管道1的中心轴线重合。
[0039] 通过上述设置，由于一个超声波收发器2发射的超声波在两个反射元件3之间的传 播路径与流路管道1的中心轴线重合，使得流路管道1内的流场变化更加顺畅，有利于获得 更加平稳的流场分布，而且位于中心线上的流体的流速最大，对应的顺、逆流时间差也最 大，而时间差越大越有利于测量，从而提高了超声波计量装置的测量精度，进而提高了超声 波水表的测量精度和测量的准确性。
[0040] 进一步地，计量值能够显示在显示模块上，便于操作人员观察，且上述的超声波水 表结构紧凑。
[0041] 如图2所示，两个超声波收发器2在流路管道1的轴向上错位设置，且两个超声波收 发器2在流路管道1的周向上间隔设置。两个反射元件3在流路管道1的轴向上错位设置，且 两个反射元件3在流路管道1的周向上间隔设置。
[0042]优选地，两个超声波收发器2相对于流路管道1的中心轴线呈180°对称设置，即两 个超声波收发器2分别设置于流路管道1上下游的两侧;两个反射元件3相对于流路管道1的 中心轴线呈180°对称设置且两个反射元件3分别对应设置在两个超声波收发器2的对立侧。
[0043] -个超声波收发器2发射的超声波分别经两个反射元件3反射后被另一个超声波 收发器2接收以使超