一种远传供热计量表及其系统的制作方法

本发明涉及供暖技术领域，具体涉及一种远传供热计量表及其系统。

背景技术：

随着我国科技的进步与生活水平的提高，远传供热计量表已大量应用到供暖领域。远传供热计量表通过超声波测量流量，它通过分别设置在进水管段和出水管段上的传感器测得进口和出口的温度，并通过上游换能器和下游换能器分别发射和接收超声波测得热载体的流量，再通过热量积算得到热量值。

根据我国国情，供热水质依然存在一些问题，如实际应用水中普遍存在杂质。由于水中的杂质会偏移超声波的入射角，所以需要额外的方法保证测量电路能接收到足够幅度的电信号，否则就会影响换能器接收声波的准确性，最终影响远传供热计量表的准确计量。

现有技术中有一种可以检测重金属含量和过滤杂质的远传供热计量表，表体和换能器之间，靠近出水口的铜管上设置有一重金属检测仪的放置腔，该放置腔与铜管之间通过焊接固定连接，所述进水口的管口设置有耐高温过滤网，铜管内的过滤网可以挡掉一部分杂质，且同时不会对水流速度造成大的影响，保证远传供热计量表的正常使用。然而不能保证远传供热计量表的准确计量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种远传供热计量表及其系统，以解决现有技术中的问题。

根据本发明的第一方面，提供一种远传供热计量表，包括：热量表管道、设置于所述热量表管道上的上游换能器和下游换能器，其特征在于，所述远传供热计量表还包括微处理器，所述微处理器包括：

采热单元，所述采热单元分别与所述上游换能器和下游换能器连接，用于采集热量值；

温控单元，所述温控单元用于根据预设温度值控制供热的开启和关闭；

通讯单元，所述通讯单元用于传输或者接收数据；以及

中央控制单元，所述采热单元、温控单元和通讯单元分别与所述中央控制单元连接，所述采热单元将采集到的热量值传输给所述中央控制单元，并通过所述通讯单元，将采集到的热量值和外界进行传输。

优选地，所述采热单元包括脉冲采样单元、滤波单元以及热量积算单元，所述上游换能器在第一时间点T1发射一个脉冲信号，所述脉冲信号在所述热量表管道内传播并被所述下游换能器接收，所述脉冲采样单元对所述下游换能器接收的信号进行脉冲采样，得到采样时长内的多个波峰，滤波单元根据采样时长内的多个波峰，判定最大波峰并将最大波峰对应的时间点传递给所述热量积算单元进行热量积算，得到热量值。

优选地，所述中央控制单元与所述脉冲采样单元连接，所述中央控制单元可以控制所述脉冲采样单元的采样工作的进行与停止。

优选地，所述温控单元包括温度传感器和电控阀，所述温度传感器设置于各个分户的室内，所述电控阀设置于所述远传供热计量表上游的供水管道上；所述温度传感器用于采集各个分户室内的温度，并将采集到的实际温度值传输给所述中央控制单元，所述中央控制单元接收所述实际温度值，并将所述实际温度值与预设温度值进行比较，当所述实际温度值大于或者等于所述预设温度值时，控制所述电控阀关闭，停止供热。

根据本发明的第二方面，提供一种远传供热计量系统，包括：安装于各个分户供水管道上的多个远传供热计量表和中央数据服务平台，其中，所述远传供热计量表，包括：热量表管道、设置于所述热量表管道上的上游换能器和下游换能器，其特征在于，所述远传供热计量表还包括微处理器，所述微处理器包括：

采热单元，所述采热单元分别与所述上游换能器和下游换能器连接，用于采集热量值；

温控单元，所述温控单元用于根据预设温度值控制供热的开启和关闭；

通讯单元，所述通讯单元用于传输或者接收数据；以及

中央控制单元，所述采热单元、温控单元和通讯单元分别与所述中央控制单元连接，所述采热单元将采集到的热量值传输给所述中央控制单元，并通过所述通讯单元，将采集到的热量值传输给所述中央数据服务平台；

所述中央数据服务平台接收所述通讯单元的热量值，根据该热量值分时段将每户的用热量及费用计算出来，同时将计算出的数据存储至所述中央数据服务平台的存储器中，并将数据向各个分户进行传递。

优选地，所述采热单元包括脉冲采样单元、滤波单元以及热量积算单元，所述上游换能器在第一时间点T1发射一个脉冲信号，所述脉冲信号在所述热量表管道内传播并被所述下游换能器接收，所述脉冲采样单元对所述下游换能器接收的信号进行脉冲采样，得到采样时长内的多个波峰，滤波单元根据采样时长内的多个波峰，判定最大波峰并将最大波峰对应的时间点传递给所述热量积算单元进行热量积算，得到热量值。

优选地，所述中央控制单元与所述脉冲采样单元连接，所述中央控制单元可以控制所述脉冲采样单元的采样工作的进行与停止。

优选地，所述温控单元包括温度传感器和电控阀，所述温度传感器设置于各个分户的室内，所述电控阀设置于所述远传供热计量表上游的供水管道上；所述温度传感器用于采集各个分户室内的温度，并将采集到的实际温度值传输给所述中央控制单元，所述中央控制单元接收所述实际温度值，并将所述实际温度值与预设温度值进行比较，当所述实际温度值大于或者等于所述预设温度值时，控制所述电控阀关闭，停止供热。

本发明的远传供热计量表及其系统设置有采热单元和温控单元，所述采热单元摒弃了行业内常用的首波测量，首波测量即判定接收到的第一个波峰为发射波波峰的方法，而第一个波峰有可能为受干扰影响产生的波峰，并非与发射波对应，从而该方法具有误差。本发明以最大波波峰判定为发射波对应的波峰，从而保证检测数据的准确性，并最终提高远传供热计量表计量精确性。所述温控单元可以根据用户室内实时温度来控制供暖与否，避免浪费不必要的能源浪费。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示出本发明的远传供热计量表的结构示意图；

图2示出本发明的微处理器的结构示意图；

图3示出本发明超声波采样数内发射波形与接收波形对比图；

图4示出本发明远传供热计量系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

如图1所示，本发明的第一实施例提供一种远传供热计量表，包括热量表管道1，所述热量表管道1包括依次连接的进水管段11、测量管段12和出水管段13。所述测量管段12上设有上游换能器2和下游换能器3，所述上游换能器2和下游换能器3设置在所述测量管段12的一侧。

所述远传供热计量表还包括分别与所述上游换能器2和下游换能器3连接的微处理器4，所述微处理器4通过上游换能器引线与所述上游换能器2连接，并通过下游换能器引线与所述下游换能器3连接。

具体的，所述微处理器4包括：采热单元41、温控单元42、通讯单元43以及中央控制单元44；所述采热单元41、温控单元42和通讯单元43分别与所述中央控制单元44连接。

进一步地，所述采热单元41分别与所述上游换能器2和下游换能器3连接，用于采集热量值；所述温控单元42用于根据预设温度值控制供热的开启和关闭；所述通讯单元43用于传输或者接收数据；进一步地，所述采热单元41将采集到的热量值传输给所述中央控制单元44，并通过所述通讯单元43，将采集到的热量值和外界进行传输。

进一步地，所述采热单元41包括脉冲采样单元411、滤波单元412以及热量积算单元413，所述上游换能器2在第一时间点T1发射一个脉冲信号，所述脉冲信号在所述热量表管道内传播并被所述下游换能器3接收，所述脉冲采样单元411对所述下游换能器3接收的信号进行脉冲采样，得到采样时长内的多个波峰，滤波单元412根据采样时长内的多个波峰，判定最大波峰并将最大波峰对应的时间点传递给所述热量积算单元413进行热量积算，得到热量值。

如图3所示，上游换能器2于T1时间点发射的超声波脉冲仅有一个波峰，当超声波遇到流体中的杂质时，入射角就会发生偏移，当超声波被下游换能器3接收到时，其超声波的波幅和波峰就会与原有形状存在差异，发射波波峰A形状发生变化。与发射波波峰A所在的发射波对应的N个采样数内，脉冲采样单元检测到多个波峰，滤波单元通过比较波峰幅度值，选择幅值最大的波峰，得到该采样数内的接收波最大波峰Nx以及对应时间点T2并传递给热量积算单元，T2-T1作为脉冲在热量表管道1中传播的时间。

热量表管道1设置于各分户供水管道上。所述远传供热计量表还包括分别通过进水温度传感器引线和出水温度传感器引线与微处理器4连接的进水温度传感器和出水温度传感器，获取各分户两端流体的温度并传递给热量积算单元413，用于计算各分户消耗的热量。

本发明摒弃了行业内常用的首波测量，首波测量即判定接收到的第一个波峰为发射波波峰的方法，而第一个波峰有可能为受干扰影响产生的波峰，并非与发射波对应，从而该方法具有误差。本发明以最大波波峰判定为发射波对应的波峰，从而保证检测数据的准确性，并最终提高远传供热计量表计量精确性。

进一步地，所述温控单元42包括温度传感器421和电控阀422，所述温度传感器421设置于各个分户的室内，所述电控阀422设置于所述远传供热计量表上游的供水管道上；所述温度传感器421用于采集各个分户室内的温度，并将采集到的实际温度值传输给所述中央控制单元44，所述中央控制单元44接收所述实际温度值，并将所述实际温度值与预设温度值进行比较，当所述实际温度值大于或者等于所述预设温度值时，控制所述电控阀422关闭，停止供热；当所述中央控制单元44接收到所述温度传感器421的实际温度值小于所述预设温度值时，控制所述电控阀422开启，开始供热。

进一步地，所述中央控制单元44与所述脉冲采样单元411连接，所述中央控制单元44可以控制所述脉冲采样单元411的采样工作的进行与停止。

具体的，当所述中央控制单元44接收到所述温度传感器421的实际温度值大于或者等于所述预设温度值时，控制所述电控阀422关闭，停止供热，所述中央控制单元44同时控制所述脉冲采样单元411停止采样工作；当所述中央控制单元44接收到所述温度传感器421的实际温度值小于所述预设温度值时，控制所述电控阀422开启，开始供热，所述中央控制单元44同时控制所述脉冲采样单元411开始采样工作。

进一步地，通讯单元43可以通过移动通信GPRS、2G、3G、4G等无线网络或互联网方式进行数据的传输。

进一步地，所述中央控制单元44实时采集其所控制的电控阀422的开启信息、温度传感器421的即时温度以及采热单元41采集到的热量值，并通过所述通讯单元43进行数据的传输。

本发明的第二实施例提供一种远传供热计量系统，包括：安装于各个分户暖气供水管道上的多个远传供热计量表和中央数据服务平台。

如图4所示，所述远传供热计量系统包括供水管道5和回水管道6，所述供水管道5上设置多个分户供水管道51，所述回水管道6上设置多个分户回水管道61，每一组分户供水管道51和分户回水管道61对应一个用户；每个分户供水管道51上均设置一个第一实施例中所述的远传供热计量表，即每户配备一个第一实施例中所述的远传供热计量表，其中，所述热量表管道1设置于所述分户供水管道51上，所述热量表管道1包括依次连接的进水管段11、测量管段12和出水管段13。所述测量管段12上设有上游换能器2和下游换能器3，所述上游换能器2和下游换能器3设置在所述测量管段12的一侧。

所述远传供热计量表还包括分别与所述上游换能器2和下游换能器3连接的微处理器4，所述微处理器4通过上游换能器引线与所述上游换能器2连接，并通过下游换能器引线与所述下游换能器3连接。

具体的，所述微处理器4包括：采热单元41、温控单元42、通讯单元43以及中央控制单元44；所述采热单元41、温控单元42和通讯单元43分别与所述中央控制单元44连接。

进一步地，所述采热单元41分别与所述上游换能器2和下游换能器3连接，用于采集热量值；所述温控单元42用于根据预设温度值控制供热的开启和关闭；所述通讯单元43用于传输或者接收数据；进一步地，所述采热单元41将采集到的热量值传输给所述中央控制单元44，并通过所述通讯单元43，将采集到的热量值和外界进行传输。

进一步地，所述采热单元41包括脉冲采样单元411、滤波单元412以及热量积算单元413，所述上游换能器2在第一时间点T1发射一个脉冲信号，所述脉冲信号在所述热量表管道内传播并被所述下游换能器3接收，所述脉冲采样单元411对所述下游换能器3接收的信号进行脉冲采样，得到采样时长内的多个波峰，滤波单元412根据采样时长内的多个波峰，判定最大波峰并将最大波峰对应的时间点传递给所述热量积算单元413进行热量积算，得到热量值。

所述远传供热计量表还包括分别通过进水温度传感器引线和出水温度传感器引线与微处理器连接的进水温度传感器和出水温度传感器，获取各分户两端流体的温度并传递给热量积算单元413，用于计算各分户消耗的热量。

具体的，所述进水温度传感器设置于所述分户供水管道51上，所述出水温度传感器设置于所述分户回水管道61上，获取每个分户两端流体的温度并传递给所述热量积算单元413，从而计算每个分户消耗的热量。

进一步地，所述温控单元42包括温度传感器421和电控阀422，所述温度传感器421设置于各个分户的室内，所述电控阀422设置于所述分户供水管道51上，并且设置于所述远传供热计量表上游；所述温度传感器421用于采集各个分户室内的温度，并将采集到的实际温度值传输给所述中央控制单元44，所述中央控制单元44接收所述实际温度值，并将所述实际温度值与预设温度值进行比较，当所述实际温度值大于或者等于所述预设温度值时，控制所述电控阀422关闭，停止供热；当所述中央控制单元44接收到所述温度传感器421的实际温度值小于所述预设温度值时，控制所述电控阀422开启，开始供热。

进一步地，所述中央控制单元44与所述脉冲采样单元411连接，所述中央控制单元44可以控制所述脉冲采样单元411的采样工作的进行与停止。

具体的，当所述中央控制单元44接收到所述温度传感器421的实际温度值大于或者等于所述预设温度值时，控制所述电控阀422关闭，停止供热，所述中央控制单元44同时控制所述脉冲采样单元411停止采样工作；当所述中央控制单元44接收到所述温度传感器421的实际温度值小于所述预设温度值时，控制所述电控阀422开启，开始供热，所述中央控制单元44同时控制所述脉冲采样单元411开始采样工作。

进一步地，通讯单元43可以通过移动通信GPRS、2G、3G、4G等无线网络或互联网方式进行数据的传输。

进一步地，所述中央控制单元44实时采集其所控制的电控阀422的开启信息、温度传感器421的即时温度以及采热单元41采集到的热量值，并通过所述通讯单元43进行数据的传输。

所述中央数据服务平台接收所述通讯单元的热量值，根据该热量值分时段将每户的用热量及费用计算出来，同时将计算出的数据存储至所述中央数据服务平台的存储器中，并将数据向各个分户进行传递。

进一步地，每个所述远传供热计量表对应一个编号，所述编号可以与其对应的用户的户主的手机绑定，户主可以实时监测室内的温度，并可以接收所述中央数据服务平台传输的热量费用信息。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。