專利名稱：電池供電低壓損全通量超聲波熱能表的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱能表技術領域，涉及一種電池供電低壓損全通量超聲波
熱能表。
技術背景目前絕大多數熱能表采用小口徑機械式熱水表，即單流束或多流束熱 水表作為熱能表的流量傳感器，建設部熱能表行業標準CJ128-2007中對流量計部分的要 求也基本上采用了與現行熱水表產品性能相同的要求。但近年運行實踐表明，直接采用小 口徑機械式熱水表作為熱能表的流量傳感器，存在量程窄且始動流量太大、冷熱水流量系 數差異、磁傳方式存在磁干擾、高溫失步等問題，加上國內很多用戶家中用的暖氣片是鑄鐵 翻沙制成的，雜質較多，熱能表基表的磨損較大，因此，機械式熱能表結構和原理方面固有 的局限性，很難在一個檢定周期三年內正常、準確的運行。 傳統的熱能表基表呈直管狀結構，由黃銅材質鑄造而成，內部為了安裝反射板，反 射壓電換能器的信號，通常在流量計管道內安裝支架。這種結構的基表不但影響了熱水的 通量、同時容易形成紊流、超聲波在液體中有效聲程縮短，導致計量誤差大的問題，而且還 存在重金屬污染的問題；由于，國內很多用戶家中用的暖氣片大多是鑄鐵翻沙制成的，雜質 較多，對熱能表基表內的反射板磨損較大，影響其使用壽命。 發明內容本發明的目的是解決現有技術存在計量誤差大、重金屬污染、使用壽 命短的技術問題，提供一種電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，以克服現有技術的不足。
為了實現上述目的，本發明電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，由基表和超聲 波熱能表積分儀組成，所述基表包括由不銹鋼材質鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀 進、出水口 ，弧狀管體與直管狀進、出水口結合部位上分別設有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼 鏡面反射板呈45。夾角設置，基表腔內設有超聲波壓電換能器，超聲波壓電換能器安裝在 反射板的上面；所述超聲波熱能表積分儀由表盤和大規模復雜可編程邏輯電路板組成，電 路板的下面設有電池盒和流量傳感器及溫度探頭。 超聲波壓電換能器內裝呈圓形薄片狀的壓電元件，壓電元件薄片的直徑是薄片厚 度的12-13倍。 所述超聲波壓電換能器采用大規模邏輯電路驅動，采用低功耗單片機計算流量。
本發明與現有技術相比的有益效果是 1、傳統熱能表基表腔為一直管狀，內部為了安裝反射板反射壓電換能器信號，通
常在基表管道內部安裝反射板支架，影響了流量通量，同時在管內中容易形成紊流，聲波在
液體中有效聲程縮短。本發明基表內安裝反射板部位是在弧狀管體與直管狀進、出水口得
連接部位，反射板焊接在狀管體的兩端，與中心線呈45。夾角，無支架，無紊流產生，液體流
量全通量，低壓損，有效的提高了超聲波在液體中的測量聲程，提高了測量精度。 2、傳統熱能表基表腔，內部通常采用機加工來保證管內壁的光滑度，因此，操作難
度大。本發明基表腔采用陶瓷芯精密鑄造工藝，成型后再破碎陶瓷芯，來保證管道內壁的光
滑度，因此，操作簡單。 3、本發明基表內的反射板的反射面為鏡面，采用精磨工藝制作，然后采用激光焊 接技術焊接在基表上，鏡面不變形。
4、采用不銹鋼材質制作基表，相對于普通黃銅材質，無重金屬污染。 5、應用時，熱能表采用側面安裝方式，反射板垂直于水平面，無流量時，液體中雜
質不容易沉淀在反射板鏡面上，提高了熱能表的使用壽命。 6、本發明基表腔內為全通量設計，流通管腔內無支架，液體中雜質不容易堵塞基 表，提高了熱能表整體穩定性與使用壽命。 7、超聲波壓電換能器采用低功耗高效換能器，超聲波換能器的壓電元件做成圓形 薄片，沿厚度振動，薄片直徑超過厚度的12倍，保證了振動的方向性，壓電元件設置在換能 器外殼內，保證了計量精度不受溫度及壓力變化的影響。 8、采用大規模復雜可編程邏輯電路制作超聲波熱能表積分儀，應用回鳴技術加大 聲程，以增大時差，提高了超聲波熱能表的測理精度。 9、由于超聲波壓電換能器發出的超聲波可直接反射到反射板的鏡面上，有效地避 免了鏡面上的污垢沉積，防垢性能好，可長時間保證2級高精度，最低至1. 0L/h的始動流 量，減少了漏計、少計現象的發生，保證了結算的合理性。 10、大規模復雜可編程邏輯電路可自動監測流量傳感器的骯臟程度及溫度探頭的 工作狀態，并發出預警。同時，根據監測結果自動調整超聲波信號的強度，以適應水質的變 化和水垢的影響而造成的偏差，保持運行的高可靠性。當水流氣泡超標時也會發出警報，并 作出相應調整，確保狀態惡化仍能可靠工作。 11、采用低功耗設計，根據液體流速情況動態調整超聲波測量頻率，平均電流可低
至28微安，整表可使用電池供電。
附圖是本發明結構示意圖。 圖中1是表盤，2是大規模復雜可編程邏輯電路板，3是進水口 ， 4是超聲波壓電換 能器，5是出水口 ， 6是流量傳感器及溫度探頭，7是電池盒。
具體實施方式
根據附圖，本發明它由基表和超聲波熱能表積分儀組成，基表包括 由不銹鋼材質鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀進、出水口 3、5，弧狀管體與直管狀 進、出水口 3、5結合部位上分別設有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼鏡面反射板呈45。夾角設 置，基表腔內設有超聲波壓電換能器4，超聲波壓電換能器4安裝在反射板的上面；超聲波 熱能表積分儀由表盤1和大規模復雜可編程邏輯電路板2組成，電路板2的下面設有電池 盒7和流量傳感器及溫度探頭6 ;超聲波壓電換能器4內裝呈圓形薄片狀的壓電元件，壓 電元件薄片的直徑是薄片厚度的12-13倍；所述超聲波壓電換能器采用大規模邏輯電路驅 動，采用低功耗單片機計算流量；鑄造加工基表時，先將陶瓷芯安放在相應的模具內，然后 再用304型不銹鋼水一次鑄造成型，成形后再破碎基表內腔內的陶瓷芯，保證基表內腔內 壁的光滑度，反射板的反射面為鏡面，采用精磨工藝制作，然后采用激光焊接技術焊接在流 量計基表內腔上。 本發明熱能表可用于供暖用戶的計量。是通過基表內的兩個換能器互相發射超聲 波，在順流方向時聲波會加快傳播，而在逆流方向時聲波會延遲傳播。 一定時間內用戶所消 耗的熱量與該段時間內的進回水之間的溫差和流量成正比關系，利用順逆流之間的時間差 可換算出液體的流速，從而計算出熱水的流量。本發明熱能表不僅精度高，超載能力強，而 且穩定性和持久性能好，而普通機械式熱能表一般只有3級精度，持久精度較差。大規模復 雜可編程邏輯電路超聲波熱能表具有最低的使用周期成本，維護成本亦較低。本發明對促進熱能表制造業健康發展，對于節約能源，建設節約型社會，具有積極的現實意義。
權利要求
一種電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，其特征是它由基表和超聲波熱能表積分儀組成，所述基表包括由不銹鋼材質鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀進、出水口，弧狀管體與直管狀進、出水口結合部位上分別設有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼鏡面反射板呈45°夾角設置，基表腔內設有超聲波壓電換能器，超聲波壓電換能器安裝在反射板的上面；所述超聲波熱能表積分儀由表盤和大規模復雜可編程邏輯電路板組成，電路板的下面設有電池盒和流量傳感器及溫度探頭。
2. 根據權利要求1所述的電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，其特征是所述超聲波 壓電換能器采用大規模邏輯電路驅動，采用低功耗單片機計算流量。
全文摘要
本發明公開了一種電池供電低壓損全通量超聲波熱能表，它由基表和超聲波熱能表積分儀組成，所述基表包括由不銹鋼材質鑄造成型的弧狀管體及其兩端的直管狀進、出水口，弧狀管體與直管狀進、出水口結合部位上分別設有不銹鋼鏡面反射板，不銹鋼鏡面反射板呈45°夾角設置，基表腔內設有超聲波壓電換能器，超聲波壓電換能器安裝在反射板的上面；所述超聲波熱能表積分儀由表盤和大規模復雜可編程邏輯電路板組成，電路板的下面設有電池盒和流量傳感器及溫度探頭。本發明解決了現有技術計量誤差大、重金屬污染、使用壽命短的技術問題。
文檔編號G01K17/12GK101706332SQ20091023090
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月20日 優先權日2009年11月20日
發明者宋振宇, 曲寶源, 曲瑤瑤, 辛宇, 高偉, 髙英 申請人:曲寶源