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反射式超聲波水表.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510593324.5

申請日:

2015.09.17

公開號:

CN105067059A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01F 1/66申請日:20150917|||公開
IPC分類號: G01F1/66 主分類號: G01F1/66
申請人: 成都千易信息技術有限公司
發明人: 莫尚毅
地址: 610000四川省成都市高新區高升橋東路17號附43號2幢1層1號
優先權:
專利代理機構: 成都華風專利事務所(普通合伙)51223 代理人: 胡川
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510593324.5

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2019.01.01|||2016.02.10|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種反射式超聲波水表。包括表體、兩個超聲波換能器、兩個超聲波反射柱和控制器,表體包括依次連接的進水流道、第一流道、測量流道、第二流道和出水流道,兩個超聲波換能器分別設于第一流道和第二流道下端的表體上,兩個超聲波反射柱分別安裝于第一流道和第二流道上端的表體上并能夠上下伸縮,它們的下端為斜端面且相對設置,測量流道由第一測量管道和第二測量管道組成,第一測量管道的流量小于第二測量管道的流量且位于第二測量管道的下方,第一測量管道中設有第一電控閥,第二測量管道中設有第二電控閥,兩個超聲波換能器、第一電控閥和第二電控閥均與控制器電連接。應用本發明時,不論水流量量大或是小,計量精度均較高。

權利要求書

1.一種反射式超聲波水表,其特征在于,包括表體、第一超聲波換
能器、第二超聲波換能器、第一超聲波反射柱、第二超聲波反射柱和控
制器,所述表體包括進水流道、測量流道、出水流道、連接所述進水流
道和測量流道的第一流道以及連接所述出水流道和測量流道的第二流
道,所述進水流道和出水流道位于同一軸線上,所述測量流道位于所述
進水流道和出水流道上方,所述進水流道、測量流道、出水流道、第一
流道和第二流道均為相同截面的流道,所述第一超聲波換能器設于所述
第一流道下端的表體上,所述第二超聲波換能器設于所述第二流道下端
的表體上,所述第一超聲波反射柱通過第一伸縮驅動機構安裝于所述第
一流道上端的表體上,所述第二超聲波反射柱通過第二伸縮驅動機構安
裝于所述第二流道上端的表體上,所述第一超聲波反射柱和所述第二超
聲波反射柱的下端為斜端面,且所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲
波反射柱的斜端面相對設置,所述第一伸縮驅動機構和所述第二伸縮驅
動機構能夠分別驅動所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱
上下伸縮,所述第一超聲波換能器、所述第二超聲波換能器、所述第一
伸縮驅動機構和所述第二伸縮驅動機構均與所述控制器電連接,所述測
量流道由第一測量管道和第二測量管道組成,所述第一測量管道的流量
小于所述第二測量管道的流量且所述第一測量管道位于所述第二測量
管道的下方,所述第一測量管道中設有第一電控閥,所述第二測量管道
中設有第二電控閥,所述第一電控閥和所述第二電控閥與所述控制器電
連接;
所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱均具有第一位置
和第二位置,當所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱伸縮到
所述第一位置時,所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱的斜
端面分別正對所述第一測量管道的兩端;當所述第一超聲波反射柱和所
述第二超聲波反射柱伸縮到所述第二位置時,所述第一超聲波反射柱和
所述第二超聲波反射柱的斜端面分別正對所述第二測量管道的兩端;
所述控制器用于在水流流量小時,打開所述第一電控閥同時關閉所
述第二電控閥,并通過所述第一伸縮驅動機構和所述第二伸縮驅動機構
分別驅動所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱伸縮到所述
第一位置,以及在水流流量大時,打開所述第二電控閥同時關閉所述第
一電控閥,并通過所述第一伸縮驅動機構和所述第二伸縮驅動機構分別
驅動所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱伸縮到所述第二
位置。
2.根據權利要求1所述的反射式超聲波水表,其特征在于,所述第
一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱的斜端面的傾斜角度為45度。

說明書

反射式超聲波水表

技術領域

本發明涉及水表技術領域,特別是涉及一種反射式超聲波水表。

背景技術

眾所周知,為了節省水源,控制人為浪費水資源,通常在每戶的進
水管上安裝自來水表。超聲波水表是通過檢測超聲波聲束在水中順流逆
流傳播時因速度發生變化而產生的時差,分析處理得出水的流速從而進
一步積算出水的流量的一種新式水表,由于其量程比寬,測量精度高工
作穩定而廣受歡迎。

現有的超聲波水表根據聲道的布置方式分為對射式和反射式。對射
式超聲波水表的超聲波傳播方向與水流方向交叉成一定角度,輸出信號
小、結構復雜、成本高。反射式超聲波水表對于100mm口徑以下的管道,
檢測距離過短,采樣出來的信號分辨低,造成表的穩定性差,計量精度
不高,而且反射元件易受沉積水垢而減弱超聲波能量,并且超聲波水表
采用單通道進行測量,在水流流量越小時,計量精度越低。

發明內容

為了解決上述技術問題,本發明提供一種反射式超聲波水表。

為解決上述技術問題,本發明采用的一個技術方案是:提供一種反
射式超聲波水表,包括表體、第一超聲波換能器、第二超聲波換能器、
第一超聲波反射柱、第二超聲波反射柱和控制器,所述表體包括進水流
道、測量流道、出水流道、連接所述進水流道和測量流道的第一流道以
及連接所述出水流道和測量流道的第二流道,所述進水流道和出水流道
位于同一軸線上,所述測量流道位于所述進水流道和出水流道上方,所
述進水流道、測量流道、出水流道、第一流道和第二流道均為相同截面
的流道,所述第一超聲波換能器設于所述第一流道下端的表體上,所述
第二超聲波換能器設于所述第二流道下端的表體上,所述第一超聲波反
射柱通過第一伸縮驅動機構安裝于所述第一流道上端的表體上,所述第
二超聲波反射柱通過第二伸縮驅動機構安裝于所述第二流道上端的表
體上,所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱的下端為斜端
面,且所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱的斜端面相對設
置,所述第一伸縮驅動機構和所述第二伸縮驅動機構能夠分別驅動所述
第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱上下伸縮,所述第一超聲波
換能器、所述第二超聲波換能器、所述第一伸縮驅動機構和所述第二伸
縮驅動機構均與所述控制器電連接,所述測量流道由第一測量管道和第
二測量管道組成,所述第一測量管道的流量小于所述第二測量管道的流
量且所述第一測量管道位于所述第二測量管道的下方,所述第一測量管
道中設有第一電控閥,所述第二測量管道中設有第二電控閥,所述第一
電控閥和所述第二電控閥與所述控制器電連接;所述第一超聲波反射柱
和所述第二超聲波反射柱均具有第一位置和第二位置,當所述第一超聲
波反射柱和所述第二超聲波反射柱伸縮到所述第一位置時,所述第一超
聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱的斜端面分別正對所述第一測量
管道的兩端;當所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱伸縮到
所述第二位置時,所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱的斜
端面分別正對所述第二測量管道的兩端;所述控制器用于在水流流量小
時,打開所述第一電控閥同時關閉所述第二電控閥,并通過所述第一伸
縮驅動機構和所述第二伸縮驅動機構分別驅動所述第一超聲波反射柱
和所述第二超聲波反射柱伸縮到所述第一位置,以及在水流流量大時,
打開所述第二電控閥同時關閉所述第一電控閥,并通過所述第一伸縮驅
動機構和所述第二伸縮驅動機構分別驅動所述第一超聲波反射柱和所
述第二超聲波反射柱伸縮到所述第二位置。

優選地,所述第一超聲波反射柱和所述第二超聲波反射柱的斜端面
的傾斜角度為45度。

區別于現有技術的情況,本發明的有益效果是:測量流道設于進水
流道和出水流道上方,所以超聲波信號強且穩定,而且超聲波反射柱在
水流的最高處不容易沉積水垢,并且測量流道由兩個測量管道組成,一
個流量小,一個流量大,所以不論水流量量大或是小,計量精度均較高。

附圖說明

圖1是本發明實施例反射式超聲波水表的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案
進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅是本發明的一部分實
施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術
人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本
發明保護的范圍。

參見圖1,是本發明實施例反射式超聲波水表的結構示意圖。本實
施例的反射式超聲波水表包括表體1、第一超聲波換能器2、第二超聲
波換能器3、第一超聲波反射柱21、第二超聲波反射柱22和控制器(圖
未示意)。

表體1包括進水流道11、測量流道12、出水流道13、連接進水流
道11和測量流道12的第一流道14以及連接出水流道13和測量流道12
的第二流道15,進水流道11和出水流道13位于同一軸線上,測量流道
12位于進水流道11和出水流道13上方,進水流道11、測量流道12、
出水流道13、第一流道14和第二流道15均為相同截面的流道。

第一超聲波換能器2設于第一流道14下端的表體1上,第二超聲
波換能器3設于第二流道15下端的表體1上,第一超聲波反射柱21通
過第一伸縮驅動機構22安裝于第一流道14上端的表體1上,第二超聲
波反射柱31通過第二伸縮驅動機構32安裝于第二流道15上端的表體1
上,第一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31的下端為斜端面,且
第一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31的斜端面相對設置,第一
伸縮驅動機構22和第二伸縮驅動機構32能夠分別驅動第一超聲波反射
柱21和第二超聲波反射柱31上下伸縮,第一超聲波換能器2、第二超
聲波換能器3、第一伸縮驅動機構22和第二伸縮驅動機構32均與控制
器電連接。第一超聲波換能器2和第二超聲波換能器3用于發出和接收
超聲波。在本實施例中,第一超聲波反射柱2和第二超聲波反射柱3的
斜端面的傾斜角度為45度。

測量流道12由第一測量管道121和第二測量管道122組成,第一
測量管道121的流量小于第二測量管道122的流量且第一測量管道121
位于第二測量管道122的下方。第一測量管道121中設有第一電控閥4,
第二測量管道122中設有第二電控閥5,第一電控閥4和第二電控閥5
與控制器電連接。

其中,第一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31均具有第一位
置和第二位置,當第一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31伸縮到
第一位置時,第一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31的斜端面分
別正對第一測量管道121的兩端;當第一超聲波反射柱21和第二超聲
波反射柱31伸縮到第二位置時,第一超聲波反射柱21和第二超聲波反
射柱31的斜端面分別正對第二測量管道122的兩端。

控制器用于在水流流量小時,打開第一電控閥4同時關閉第二電控
閥5,并通過第一伸縮驅動機構22和第二伸縮驅動機構32分別驅動第
一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31伸縮到第一位置,以及在水
流流量大時,打開第二電控閥5同時關閉第一電控閥4,并通過第一伸
縮驅動機構22和第二伸縮驅動機構32分別驅動第一超聲波反射柱21
和第二超聲波反射柱31伸縮到第二位置。

本實施例的反射式超聲波水表在工作時,水流從進水流道11進入,
向上通過第一流道14,再進入測量流道12,經過測量流道12后向下進
入第二流道15,再通過出水流道13流出,即水流的流向是先水平,再
向上、再水平、再向下、最后水平,水流軌跡形成一個“凸”形。在測
量流道12,如果水流流量小,控制器打開第一電控閥4同時關閉第二電
控閥5,驅動第一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31的斜端面分
別正對第一測量管道121的兩端,使用第一測量管道121進行小流量的
準確計量;如果水流流量大,控制器打開第二電控閥5同時關閉第一電
控閥4,驅動第一超聲波反射柱21和第二超聲波反射柱31的斜端面分
別正對第二測量管道122的兩端,使用第二測量管道122進行大流量的
準確計量。具體而言,第一超聲波換能器2發出超聲波,經斜端面為45
度的第一超聲波反射柱21反射到斜端面同樣為45度的第二超聲波反射
柱31,由第二超聲波反射柱31反射到第二超聲波換能器3轉換成電信
號,通過控制器計算得出順流時差t1;再由第二超聲波換能器3發出超
聲波,經斜端面為45度的第二超聲波反射柱31反射到斜端面同樣為
45度的第一超聲波反射柱21,由第一超聲波反射柱21反射到第一超聲
波換能器2轉換成電信號,通過控制器計算得出逆流時差t2。完成上述
過程后,就可以根據順流時差t1和逆流時差t2得出水的流速。

通過上述方式,本發明實施例的反射式超聲波水表的測量流道設于
進水流道和出水流道上方,所以超聲波信號強且穩定,而且超聲波換能
器在水流的最高處不容易沉積水垢,并且測量流道由兩個測量管道組
成,一個流量小,一個流量大,所以不論水流量量大或是小,計量精度
均較高。

以上所述僅為本發明的實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,
凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或
直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保
護范圍內。

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反射 超聲波 水表
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