CN103926024A - 一种多声道多功能超声波式热冷量表 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多声道多功能超声波式热冷量表，包括表体、表头上盖、表头下盖和温度传感器，表头上盖的顶部设有玻璃视窗，表头上盖的内部设有线路板，表头上盖通过固定螺丝与表头下盖相连，表头下盖设有向下延伸的管道，表体呈中空的管道状，两端分别设有进水口和出水口，表体的两侧设有换能器安装孔，换能器安装孔内安装有超声波换能器，换能器安装孔的上方连接有穿线孔，穿线孔与表头下盖的管道相连，所述表体还设有与表体连通的测压孔和测温孔。本发明通过各种密封性、防护性处理，使产品的防护等级达到IP68的水平，能够在多种环境下正常工作，尤其是适用于在水场不稳定、使用环境恶劣、浑浊污物介质环境下使用。

Description

一种多声道多功能超声波式热冷量表

技术领域

本发明涉及一种多声道多功能超声波式热冷量表，尤其涉及一种用多声道超声波原理测量循环系统内循环介质的流量和质量的多功能高防护等级的热冷量表。

背景技术

随着中国热计量行业的发展，延伸出多种计量及节能产品，如《JGJ173-2009供热计量技术规范》中规定的：散热器热分配计法、户用热量表法、流量温度法、通断时间面积法等，而每种计量方式都需求大口径超声波热量表，作为楼宇的结算或者热量分摊的节点或依据。

而近几年市场上安装了很多或进口的或国产的大口径超声波式热量表，根据使用情况基本存在以下几方面的问题：

1、不管新建管网或旧的管网，很多都没有预留安装大口径超声波式热量表的位置，所以很多现场都不符合安装要求，造成流经热量表测量的介质水场不稳定，从而造成计量不准确。

2、目前市场上安装的很多热量表都是单一的计量作用，随着国家热计量节能的实施，人们越来越发现单一的计量仪表对节能的作用很小，只能起到逐步提升意识的作用，而要具备节能的作用必须具备计量和控制功能，并能够采集官网上压力或其他数据。所以单一计量功能的仪表越来越难以满足需求。

3、由于供热管网都建设在地下，所以热量表基本都安装在单独的地下管井内，有的地区要求严格点建设比较规范防护性还比较好，但是大部分的管井基本不防水、不防尘，也就造成了很多热量表在安装后很短的时间就浸泡在水中或者覆盖在灰尘中，使用时间长了以后会造成热量表无法使用甚至报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多声道多功能超声波式热冷量表，克服了现有技术中的不足，实现测量准确、多功能、高防护等级的特点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多声道多功能超声波式热冷量表，包括表体、表头上盖、表头下盖和温度传感器，所述表头上盖的顶部设有玻璃视窗，所述表头上盖的内部设有线路板，所述表头上盖的底部通过上下盖固定螺丝与表头下盖的顶部相连，所述表头下盖的底部设有向下延伸的管道，所述表体呈中空的管道状，两端分别设有进水口和出水口，所述表体的两侧设有与表体相连通的换能器安装孔，所述换能器安装孔内安装有超声波换能器，所述换能器安装孔的上方连接有穿线孔，所述穿线孔与表头下盖底部的管道相连，所述超声波换能器的引线通过穿线孔（内埋式）进入表头下盖，再向上与表头上盖内部的线路板相连，所述表体还设有与表体连通的测压孔和测温孔，所述温度传感器的底部通过测温孔伸入到表体内。

本发明在表体的管道上增加测压孔（压力采集点），可采集管网压力，为调整水力平衡提供依据；同时产品功能上预留了MBUS、RS485、4-20mA多种通讯接口，通过4-20mA通讯接口可以与电动流量调节阀（平衡阀）联合，实现分时分区、预付费等控制功能。

所述电路板采集流量信号和温度信号，采用多声道技术，可以提高测量的准确度和对不同水场的测试能力。所述温度传感器的型号可采用PT1000。所述电路板具有多种供电方式、多种通讯功能接口，通过测压孔采集压力，测温孔采集温度，同时电路板上的4-20mA接口可以连接流量调节阀并输出控制信号，可以实现大型建筑、公共建筑、学校等供热区域的分时分区控制，达到节能的目的。所述整表组装测试完成电路板部分整体灌封，再一次提成防护性能。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述表头上盖的顶部活动连接有可翻转并覆盖其上的表头翻盖。

采用上述进一步技术方案的有益效果是表头翻盖是表头玻璃视窗的保护装置，可防治重物砸落或踩踏。

进一步，所述表头上盖的顶部还设有表头面贴，所述表头面贴位于玻璃视窗的四周。

采用上述进一步技术方案的有益效果是表头面贴具有美观与密封的作用。

进一步，所述表头上盖的顶部固定连接有玻璃视窗压板，所述玻璃视窗压板上面覆盖有电路板面贴，所述玻璃视窗设置在电路板面贴上，所述玻璃视窗与表头上盖之间设有玻璃视窗密封圈。

进一步，所述表头上盖的底部与表头下盖的顶部之间设有表头上下盖密封圈。

进一步，所述表头下盖的底部还设有用于信号线接入的防水接头。

采用上述进一步技术方案的有益效果是本发明在功能接口上增加多种供电方式、多用通讯方式、阀门控制接口，可实现计量与控制同时服务，实现分时分区控制、根据温度自行控制、预付费控制等多种功能，起到节能的同时方便管理和节省成本。

进一步，所述表头下盖底部向下延伸出的管道内设有连接杆，所述连接杆的顶部与表头下盖相连，所述连接杆的底部穿过穿线孔直接与表体相连，所述穿线孔与表头下盖底部管道的连接处设有四氟密封垫。

采用上述进一步技术方案的有益效果是连接杆将表头下盖与表体固定连接起来，四氟密封垫可以起到密封的作用。四氟密封垫由聚四氟乙烯棒、管、板经机械车削或裁切而成的平垫片、V形垫片、活塞环、球阀垫圈等具有耐腐蚀、抗老化和不导电等良好特性。

进一步，所述换能器安装孔的数目为一个、两个或四个，分别为单声道换能器安装孔、双声道换能器安装孔或四声道换能器安装孔。

采用上述进一步技术方案的有益效果是该发明管道设计可单声道、双声道、四声道的模具，具有采样频率高、测量界面广等特点，克服了因水场不稳造成计量不准确的问题，同时进水方向管壁内侧预留稳流板的位置，如遇水场非常恶劣的情况还可在水流前方加装稳流板稳定水场。

进一步，所述超声波换能器外套有换能器压环，前端还设有换能器密封圈。

进一步，所述换能器安装孔外部固定连接有用于密封的换能器盖板，所述换能器安装孔与换能器盖板之间还设有换能器盖板密封垫。

本发明产品电路板上，主芯片采用Energy Micro公司的32位EFM32，极低的功耗和高性能的运算速度，保障长时间可靠工作；流量温度采集芯片采用德国ACAM公司的GP21专用芯片配套使用，可匹配任意口径的超声波流量计。通过大量实验和长时间稳定运行，本发明可靠度达100%,各项技术指标符合中华人民共和国计量检定规程JJG225-2001和CJ128-2007热量表行业标准的要求。

本发明，采用精密铸造一次成型，材质采用304不锈钢，采用模块化模具设计，外部腔体上表面左右两侧上下对称设计有八个或四个圆形直通孔，用于安装多声道超声波信号的发射/接收装置——超声波换能器；并在进水方向预留安装稳流板的位置，用于安装稳流板稳定水场；因为腔体内的循环介质是作为超声波信号传输的载体，所以当循环介质能稳定的流动也就保证了超声波信号的稳定传输，再通过多声道技术可以测量多个水平面的流量，这样就能达到精确稳定计量的目的。综上所述，该发明流量计具有多声道精确计量、稳流的作用，能够提高计量精度及测量稳定性。

本发明在设计之初就充分考虑到产品的防护性，流量信号线采用内埋式结构、温度信号线采用护套的方式；各处部件的衔接处采用橡胶密封、四氟密封、防水插头、灌封多种手段保证产品的防护等级。

本发明根据以往的使用经验及行业内的现状，通过各种密封性、防护性处理，使产品的防护等级达到IP68的水平，能够在多种环境下正常工作，尤其是适用于在水场不稳定、使用环境恶劣、浑浊污物介质环境下使用。

本发明的有益效果是：本发明产品考虑到国内的行业现状，工作环境，综合以前产品的缺点优化设计，可永久运行使用，寿命长、性能价格比高，降低后期运行成本，间接的为国家节约了资源；本发明产品在保证最大工作压力的前提下，采用不锈钢材质最大化的优化设计，使加工用材料较少，并提升测量品质，直接为国家节约资源；本发明产品具有良好的防护等级，适合目前大部分的国内使用环境，使用效费比高；本发明产品可扩展的功能齐全，可将不同的功能在整合到一起，能够适合不同客户需求，同时节省投资。

附图说明

图1为本发明整体装配示意图；

图2为本发明正视剖面图；

图3为本发明侧视剖面图；

图4为本发明单声道表体立体图；

图5为本发明双声道表体立体图；

图6为本发明四声道表体立体图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、表头翻盖，2、表头面贴，3、表头上盖，4、玻璃视窗密封圈，5、玻璃视窗，6、电路板面贴，7、玻璃视窗压板，8、电路板，9、连接杆，10、表头上下盖密封圈，11、温度传感器，12、表头下盖，13、防水接头，14、表体，15、上下盖固定螺丝，16、四氟密封垫，17、测温孔，18、穿线孔，19、换能器密封圈，20、超声波换能器，21、换能器压环，22、换能器盖板密封垫，23、换能器盖板，24、测压孔，25、四声道换能器安装孔，26、单声道换能器安装孔，27、双声道换能器安装孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1、2和3所示，一种多声道多功能超声波式热冷量表，包括表体14、表头上盖3、表头下盖12和温度传感器11，所述表头上盖3的顶部设有玻璃视窗5，所述表头上盖3的内部设有线路板8，所述表头上盖3的底部通过上下盖固定螺丝15与表头下盖12的顶部相连，所述表头下盖12的底部设有向下延伸的管道，所述表体14呈中空的管道状，两端分别设有进水口和出水口，所述表体14的两侧设有与表体14相连通的换能器安装孔，所述换能器安装孔内安装有超声波换能器20，所述换能器安装孔的上方连接有穿线孔18，所述穿线孔18与表头下盖12底部的管道相连，所述超声波换能器20的引线通过穿线孔18进入表头下盖12，再向上与表头上盖3内部的线路板8相连，所述表体14还设有与表体14连通的测压孔24和测温孔17，所述温度传感器11的底部通过测温孔17伸入到表体14内。

所述测压孔24为预留出来的实心结构，如果需要测压，则进行打孔，并连接测压器测量压力。

所述表头上盖3的顶部活动连接有可翻转并覆盖其上的表头翻盖1。所述表头翻盖1是表头玻璃视窗5的保护装置，可防治重物砸落或踩踏。

所述表头上盖3的顶部还设有表头面贴2，所述表头面贴2位于玻璃视窗5的四周，具有美观与密封的作用。

所述表头上盖1的顶部固定连接有玻璃视窗压板7，所述玻璃视窗压板7上面覆盖有电路板面贴6，所述玻璃视窗5设置在电路板面贴6上，所述玻璃视窗5与表头上盖3之间设有玻璃视窗密封圈4。

所述表头上盖3的底部与表头下盖12的顶部之间设有表头上下盖密封圈10。

所述表头下盖12的底部还设有用于信号线接入的防水接头13。

所述表头下盖12底部向下延伸出的管道内设有连接杆9，所述连接杆9的顶部与表头下盖12相连，所述连接杆9的底部穿过穿线孔18直接与表体14相连，所述穿线孔18与表头下盖12底部管道的连接处设有四氟密封垫16。所述连接杆9将表头下盖12与表体14固定连接起来，四氟密封垫16可以起到密封的作用。

如图4、5和6所示，所述换能器安装孔的数目为一个、两个或四个，分别为单声道换能器安装孔26、双声道换能器安装孔27或四声道换能器安装孔25。该发明管道设计可单声道、双声道、四声道的模具，具有采样频率高、测量界面广等特点，克服了因水场不稳造成计量不准确的问题，同时进水方向管壁内侧预留稳流板的位置，如遇水场非常恶劣的情况还可在水流前方加装稳流板稳定水场。

所述超声波换能器20外套有换能器压环21，前端还设有换能器密封圈19。

所述换能器安装孔外部固定连接有用于密封的换能器盖板23，所述换能器安装孔与换能器盖板23之间还设有换能器盖板密封垫22。

本发明在表体14的管道上增加测压孔24（压力采集点），可采集管网压力，为调整水力平衡提供依据；同时产品功能上预留了MBUS、RS485、4-20mA多种通讯接口，通过4-20mA通讯接口可以与电动流量调节阀（平衡阀）联合，实现分时分区、预付费等控制功能。

所述电路板8采集流量信号和温度信号，采用多声道技术，可以提高测量的准确度和对不同水场的测试能力。所述温度传感器11的型号可采用PT1000。所述电路板8具有多种供电方式、多种通讯功能接口，通过测压孔24采集压力，测温孔17采集温度，同时电路板上的4-20mA接口可以连接流量调节阀并输出控制信号，可以实现大型建筑、公共建筑、学校等供热区域的分时分区控制，达到节能的目的。所述整表组装测试完成电路板部分整体灌封，再一次提成防护性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多声道多功能超声波式热冷量表，包括表体（14）、表头上盖（3）、表头下盖（12）和温度传感器（11），所述表头上盖（3）的顶部设有玻璃视窗（5），所述表头上盖（3）的内部设有线路板（8），所述表头上盖（3）的底部通过上下盖固定螺丝（15）与表头下盖（12）的顶部相连，其特征在于，所述表头下盖（12）的底部设有向下延伸的管道，所述表体（14）呈中空的管道状，两端分别设有进水口和出水口，所述表体（14）的两侧设有与表体（14）相连通的换能器安装孔，所述换能器安装孔内安装有超声波换能器（20），所述换能器安装孔的上方连接有穿线孔（18），所述穿线孔（18）与表头下盖（12）底部的管道相连，所述超声波换能器（20）的引线通过穿线孔（18）进入表头下盖（12），再向上与表头上盖（3）内部的线路板（8）相连，所述表体（14）还设有与表体（14）连通的测压孔（24）和测温孔（17），所述温度传感器（11）的底部通过测温孔（17）伸入到表体（14）内。

2.根据权利要求1所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述表头上盖（3）的顶部活动连接有可翻转并覆盖其上的表头翻盖（1）。

3.根据权利要求1所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述表头上盖（3）的顶部还设有表头面贴（2），所述表头面贴（2）位于玻璃视窗（5）的四周。

4.根据权利要求1所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述表头上盖（1）的顶部固定连接有玻璃视窗压板（7），所述玻璃视窗压板（7）上面覆盖有电路板面贴（6），所述玻璃视窗（5）设置在电路板面贴（6）上，所述玻璃视窗（5）与表头上盖（3）之间设有玻璃视窗密封圈（4）。

5.根据权利要求1所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述表头上盖（3）的底部与表头下盖（12）的顶部之间设有表头上下盖密封圈（10）。

6.根据权利要求1所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述表头下盖（12）的底部还设有用于信号线接入的防水接头（13）。

7.根据权利要求1所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述表头下盖（12）底部向下延伸出的管道内设有连接杆（9），所述连接杆（9）的顶部与表头下盖（12）相连，所述连接杆（9）的底部穿过穿线孔（18）直接与表体（14）相连，所述穿线孔（18）与表头下盖（12）底部管道的连接处设有四氟密封垫（16）。

8.根据权利要求1至7任一项所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述换能器安装孔的数目为一个、两个或四个，分别为单声道换能器安装孔（26）、双声道换能器安装孔（27）或四声道换能器安装孔（25）。

9.根据权利要求1至7任一项所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述超声波换能器（20）外套有换能器压环（21），前端还设有换能器密封圈（19）。

10.根据权利要求1至7任一项所述多声道多功能超声波式热冷量表，其特征在于，所述换能器安装孔外部固定连接有用于密封的换能器盖板（23），所述换能器安装孔与换能器盖板（23）之间还设有换能器盖板密封垫（22）。