專利名稱：小口徑超聲波智能水表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
小口徑超聲波智能水表技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于水表技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種智能水表，具體涉及一種小口徑超聲波 智能水表。
背景技術(shù)：
[0002]目前絕大多數(shù)水表均為機械式水表，只有少數(shù)大口徑水表采用超聲波方式。其中 機械式水表技術(shù)比較成熟，成本低，性能也很可靠，小口徑的水表基本上都是采用的該方 案。機械式水表的工作原理是通過水流推動葉輪轉(zhuǎn)動來計量流過的水的體積，該方案結(jié)構(gòu) 簡單，組裝方便。但是在實際應(yīng)用中，用戶的水表一般是安裝在并聯(lián)的管道上，在使用過程 中會因為其他用戶或者增壓設(shè)備的原因在管道中產(chǎn)生水錘現(xiàn)象，機械式水表受水錘現(xiàn)象的 影響在水龍頭關(guān)閉的情況下依然會驅(qū)動葉輪的轉(zhuǎn)動，使流量計數(shù)器跳變，會造成一定的計 量誤差。而基于超聲波技術(shù)的水表可以解決水錘問題帶來的影響，目前在大口徑水表中已 經(jīng)得到了較好的應(yīng)用。但是，在小口徑水表領(lǐng)域，由于基表本體管徑較小，而超聲波換能器 尺寸較大，在應(yīng)用上受到一定的限制；另外超聲波式小口徑水表在測量極小流量流速下的 數(shù)據(jù)誤差一般較大，這些原因都限制了超聲波技術(shù)在小口徑水表領(lǐng)域中的應(yīng)用。并且，現(xiàn)有 的水表都無法對水表自身的故障進行有效檢測，是否漏水以及水表的流量計算是否準確進 行有效檢測，從而無法在水表最初發(fā)生漏水或計量不準確等故障時采取有效措施，導(dǎo)致較 大漏水事故的發(fā)生或較大計量偏差導(dǎo)致水暖用戶或供應(yīng)單位蒙受不應(yīng)有的損失。實用新型內(nèi)容[0003]現(xiàn)有技術(shù)中超聲波技術(shù)應(yīng)用于小口徑水表會受到一定限制，且超聲波式小口徑水 表在測量極小流量流速下的數(shù)據(jù)誤差一般存在較大的缺陷，本實用新型提供了一種小口徑 超聲波智能水表，該智能水表不但克服了上述技術(shù)缺陷，還能夠?qū)λ碜陨硎欠癜l(fā)生故障 進行檢測。[0004]本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:[0005]一種小口徑超聲波智能水表，包括基表本體，基表本體上設(shè)有進水口和出水口，其 中:基表本體上設(shè)有第一球形膨脹腔和第二球形膨脹腔，第一球形膨脹腔和第二球形膨脹 腔頂部分別設(shè)有第一超聲波換能器，底部分別設(shè)有第一超聲波反射立柱和第二超聲波反射 立柱，所述第一超聲波換能器上設(shè)有第一積分儀，所述第一超聲波反射立柱和所述第二超 聲波反射立柱頂端分別設(shè)有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面 相向；并且，基表本體上還設(shè)有第三球形膨脹腔和第四球形膨脹腔，所述第三球形膨脹腔和 所述第四球形膨脹腔頂部分別設(shè)有第二超聲波換能器，底部分別設(shè)有第三超聲波反射立柱 和第四超聲波反射立柱，所述第二超聲波換能器上設(shè)有第二積分儀，所述第三超聲波反射 立柱和所述第四超聲波反射立柱頂端分別設(shè)有第三反射面和第四反射面，所述第三反射面 和所述第四反射面相向；所述第一積分儀和所述第二積分儀，分別通過第一通信端口和第 二通信端口向比較器輸出第一流量值和第二流量值，所述比較器對分別來自所述第一積分儀和所述第二積分儀的所述第一流量值和所述第二流量值進行比較，以判斷所述水表自身 是否發(fā)生故障。[0006]所述比較器在所述第一流量信息和所述第二流量信息不相等時輸出故障警報信 號。[0007]所述故障警報信號用于驅(qū)動聲音警報器和/或一組發(fā)光二極管。[0008]第一球形膨脹腔、第二球形膨脹腔、第三球形膨脹腔和第四球形膨脹腔的直徑是 基表本體直徑的1.6倍。[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:[0010]在超聲波反射立柱的位置設(shè)有球形膨脹腔，以降低了超聲波反射立柱附近的紊流 影響，減少渦流的產(chǎn)生，提高測量的穩(wěn)定性和準確度，且球形膨脹腔的直徑是基表本體直 徑的1.6倍時，測量的穩(wěn)定性和準確度最高；[0011 ] 通過設(shè)置比較器對來自水表不同部位的流量值進行比較，從而判斷水表是否有漏 水或計量不準確的故障發(fā)生；[0012]通過控制閥門實現(xiàn)在計量收費條件下水的通斷控制動作；通過積分儀上的流量傳 感器接口、通信接口、IC卡接口和電機控制接口實現(xiàn)流量檢測、通信、計費控制功能；[0013]本實用新型采用球形膨脹腔內(nèi)設(shè)置超聲波反射立柱的方式，成本降低，穩(wěn)定性更 好，性能可靠并取消了支架，使流體可以順利的通過基表本體，從而降低了基表本體的壓力 損失；對于供暖管道，可以有效的減小系統(tǒng)負載；并且設(shè)置比較器可以迅速判斷水表是否 發(fā)生漏水或計量不準確的故障，避免了不能及時發(fā)現(xiàn)水表故障所帶來的損失。


[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]在圖1中，1、進水口 ；2、基表本體；3、出水口 ；4、第一球形膨脹腔；5、第一反射面；6、第一超聲波反射立柱；7、第二球形膨脹腔；8、第二反射面；9、第二超聲波反射立柱；10、 比較器；11、第一超聲波換能器；12、第一積分儀；13、第一通信端口 ；4’、第三球形膨脹腔； 5’、第四反射面；6’、第三超聲波反射立柱；7’、第四球形膨脹腔；8’、第四反射面；9’、第四 超聲波反射立柱；11’、第二超聲波換能器；12’、第二積分儀；13’、第二通信端口 ；。
具體實施方式
[0016]
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明:[0017]一種小口徑超聲波智能水表，包括基表本體(2)，基表本體(2)上設(shè)有進水口(I) 和出水口( 3 )，基表本體(2 )上設(shè)有第一球形膨脹腔(4 )和第二球形膨脹腔(7 )，第一球形膨 脹腔(4)和第二球形膨脹腔(7)頂部分別設(shè)有第一超聲波換能器(11)，底部分別設(shè)有第一 超聲波反射立柱(6)和第二超聲波反射立柱(9),所述第一超聲波換能器(11)上設(shè)有第一 積分儀(12)，所述第一超聲波反射立柱(6)和所述第二超聲波反射立柱(9)頂端分別設(shè)有 第一反射面(5)和第二反射面(8)，所述第一反射面(5)和所述第二反射面(8)相向；[0018]基表本體(2 )上還設(shè)有第三球形膨脹腔(4 ’)和第四球形膨脹腔(7 ’)，所述第三球 形膨脹腔(4’)和所述第四球形膨脹腔(7’)頂部分別設(shè)有第二超聲波換能器(11’)，底部 分別設(shè)有第三超聲波反射立柱(6’)和第四超聲波反射立柱(9’)，所述第二超聲波換能器(11’)上設(shè)有第二積分儀(12’)，所述第三超聲波反射立柱(6’)和所述第四超聲波反射立 柱(9’)頂端分別設(shè)有第三反射面(5’)和第四反射面(8’)，所述第三反射面(5’)和所述第 四反射面(8’)相向；[0019]所述第一積分儀(12)和所述第二積分儀(12’)，分別通過第一通信端口( 13)和第 二通信端口( 13’)向比較器(10)輸出第一流量值和第二流量值，所述比較器(10)對分別來 自所述第一積分儀和所述第二積分儀的所述第一流量值和所述第二流量值進行比較，以判 斷所述智能水表是否發(fā)生故障；[0020]比較器(10)在所述第一流量信息和所述第二流量信息不相等時輸出故障 警報信號，故障警報信號用于驅(qū)動聲音警報器和/或一組發(fā)光二極管；[0021]基表本體(2)米用黃銅制作；第一超聲波反射立柱-第四超聲波反射立柱的底部 均設(shè)有豎狀滾刀紋，且第一超聲波反射立柱-第四超聲波反射立柱采用不銹鋼制作而成。[0022]本實用新型在安裝時，第一超聲波反射立柱-第四超聲波反射立柱組裝時的環(huán)境 溫度在5°C以下，反射面與超聲波反射立柱的軸線的夾角呈45° ;第一超聲波反射立柱-第 四超聲波反射立柱通過擠壓分別安裝到第一球形膨脹腔-第四球形膨脹腔內(nèi)；超聲波反射 立柱的高度根據(jù)基表本體(2)的規(guī)格確定，使超聲波反射立柱安裝到球形膨脹腔內(nèi)后，其反 射面的中心在基表本體2的中軸線上。[0023]本實用新型在使用時，基表本體(2 )上第一球形膨脹腔(4 )和第二球形膨脹腔(7 ) 上的第一超聲波換能器(11)的信號線通過流量傳感器接口連接到第一積分儀(12)，從而 將第一流量感測數(shù)據(jù)傳給第一積分儀(12)，第一積分儀(12)根據(jù)第一流量感測數(shù)據(jù)計算 出第一流量值，第一積分儀(12)上的外部通信接口連接外部的M-BUS通信線路，第一積分 儀(12)上的IC卡接口讀取用戶購買的水量，電機控制接口根據(jù)電機輸出的3V或者5V電 壓操縱控制位于水表入水口端的入水閥門的通斷；基表本體(2)上第三球形膨脹腔(4’)和 第四球形膨脹腔(7’)上的第二超聲波換能器(11’)的信號線通過流量傳感器接口連接到 第二積分儀(12’)，從而將第二流量感測數(shù)據(jù)傳給第二積分儀(12’)，第二積分儀(12’)根 據(jù)第二流量感測數(shù)據(jù)計算出第二流量值，第二積分儀(12’)上的外部通信接口連接外部的 M-BUS通信線路，第二積分儀(12’)上的IC卡接口讀取用戶購買的水量，電機控制接口根據(jù) 電機輸出的3V或者5V電壓操縱控制位于水表出水口端的出水閥門的通斷。[0024]工作時，第一球形膨脹腔(4)上的超聲波換能器發(fā)射超聲波，超聲波經(jīng)第一超聲 波反射立柱上的第一反射面(5)反射到第二反射面(8)，最后由第二球形膨脹腔(7)上的超 聲波換能器接收超聲波的速度、頻率和時間信號，信號接收后，由第二球形膨脹腔(7)上的 超聲波換能器發(fā)射超聲波，如此往復(fù)運動；在順流方向時超聲波會加快傳播，而在逆流方 向時超聲波會延遲傳播，利用順逆流之間的時間差可換算出液體的流速，進一步可以計算 出水的流量，從而在第一積分儀(12)中得到第一流量值。采用相同方式，可以在第二積分 儀(12’)中得到第二流量值。[0025]第一積分儀(12)和第二積分儀(12’)分別通過第一通信端口(13)和第二 通信端口( 13’)向比較器(10)發(fā)送第一流量值和第二流量值，比較器(10)對第一流量值和 第二流量值進行比較:當?shù)谝环e分儀(12)和第二積分儀(12’)任意一個的流量計量發(fā)生故 障時，會導(dǎo)致第一流量值和第二流量值發(fā)生較大偏差，此時，比較器輸出故障警報信號以驅(qū) 動聲音警報器和/或一組發(fā)光二極管，從而提醒用戶進行故障排查；當水表發(fā)生漏水時，水表內(nèi)不同位置處的水壓和流速不相同，從而導(dǎo)致第一流量值和第二流量值發(fā)生較大偏差， 此時，比較器也輸出故障警報信號以驅(qū)動聲音警報器和/或一組發(fā)光二極管，從而及時提醒用戶進行故障排查。[0026]以上參照附圖描述了本實用新型的優(yōu)選實施方式。這些實施方式的許多特征和優(yōu)點根據(jù)該詳細的說明書是清楚的，因此所附權(quán)利要求旨在覆蓋這些實施方式的落入其真實精神和范圍內(nèi)的所有這些特征和優(yōu)點。此外，由于本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易想到很多修改和改變，因此不是要將本實用新型的實施方式限于所例示和描述的精確結(jié)構(gòu)和操作，而是可以涵蓋落入其范圍內(nèi)的所有合適修改和等同物。[0027]在此公開了本實用新型的特定實施方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地認識至IJ，本實用新型在其他環(huán)境下具有其他應(yīng)用。實際上，還存在許多實施方式和實現(xiàn)。所附權(quán)利要求絕非為了將本實用新型的范圍限制為上述具體實施方式
。另外，任意對于“用于…… 的裝置”的引用都是為了描繪要素和權(quán)利要求的裝置加功能的闡釋，而任意未具體使用“用于……的裝置”的引用的要素都不希望被理解為裝置加功能的元件，即使該權(quán)利要求包括了“裝置”的用詞。[0028]盡管已經(jīng)針對特定優(yōu)選實施方式或多個實施方式示出并描述了本實用新型，但是顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解說明書和附圖時可以想到等同的修改例和變型例。尤其是對于由上述要素(部件、組件、裝置、組成等)執(zhí)行的各種功能，除非另外指出，希望用于描述這些要素的術(shù)語(包括“裝置”的引用)對應(yīng)于執(zhí)行所述要素的具體功能的任意要素 (即，功能等效)，即使該要素在結(jié)構(gòu)上不同于在本實用新型的所例示的示例性實施方式或多個實施方式中執(zhí)行該功能的公開結(jié)構(gòu)。另外，盡管以上已經(jīng)針對幾個例示的實施方式中的僅一個或更多個描述了本實用新型的具體特征，但是可以根據(jù)需要以及從對任意給定或具體應(yīng)用有利的方面`考慮，將這種特征與其他實施方式的一個或更多個其他特征相結(jié)合。
權(quán)利要求1.一種小口徑超聲波智能水表，包括基表本體(2)，基表本體(2)上設(shè)有進水口( I)和 出水口(3)，其特征在于:基表本體(2)上設(shè)有第一球形膨脹腔(4)和第二球形膨脹腔(7)，第一球形膨脹腔(4) 和第二球形膨脹腔(7)頂部分別設(shè)有第一超聲波換能器(11)，底部分別設(shè)有第一超聲波 反射立柱(6)和第二超聲波反射立柱(9),所述第一超聲波換能器(11)上設(shè)有第一積分儀(12)，所述第一超聲波反射立柱(6)和所述第二超聲波反射立柱(9)頂端分別設(shè)有第一反 射面(5)和第二反射面(8)，所述第一反射面(5)和所述第二反射面(8)相向；基表本體(2 )上還設(shè)有第三球形膨脹腔(4 ’)和第四球形膨脹腔(7 ’)，所述第三球形膨 脹腔(4’)和所述第四球形膨脹腔(7’)頂部分別設(shè)有第二超聲波換能器(11’)，底部分別設(shè) 有第三超聲波反射立柱(6’)和第四超聲波反射立柱(9’)，所述第二超聲波換能器(11’)上 設(shè)有第二積分儀(12’)，所述第三超聲波反射立柱(6’)和所述第四超聲波反射立柱(9’)頂 端分別設(shè)有第三反射面(5’)和第四反射面(8’)，所述第三反射面(5’)和所述第四反射面 (8’)相向；所述第一積分儀(12)和所述第二積分儀(12’)，分別通過第一通信端口( 13)和第 二通信端口( 13’)向比較器(10)輸出第一流量值和第二流量值，所述比較器(10)對分別來 自所述第一積分儀和所述第二積分儀的所述第一流量值和所述第二流量值進行比較，以判 斷所述智能水表是否發(fā)生故障。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小口徑超聲波智能水表，其特征在于:所述比較器(10)在所 述第一流量信息和所述第二流量信息不相等時輸出故障警報信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小口徑超聲波智能水表，其特征在于:所述故障警報信號用 于驅(qū)動聲音警報器和/或一組發(fā)光二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小口徑超聲波智能水表，其特征在于:球形膨脹腔甲(4)和球 形膨脹腔乙(7)的直徑是基表本體(2)直徑的1.6倍。
專利摘要本實用新型屬于水表技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種小口徑超聲波智能水表，包括基表本體，基表本體上設(shè)有進水口和出水口，基表本體上設(shè)有第一球形膨脹腔和第二球形膨脹腔，第一球形膨脹腔和第二球形膨脹腔頂部分別設(shè)有第一超聲波換能器，底部分別設(shè)有第一超聲波反射立柱和第二超聲波反射立柱，所述第一超聲波換能器上設(shè)有第一積分儀，所述第一超聲波反射立柱和所述第二超聲波反射立柱頂端分別設(shè)有第一反射面和第二反射面，所述第一反射面和所述第二反射面相向。它成功地將超聲波技術(shù)應(yīng)用于小口徑水表，并且能夠?qū)λ碜陨硎欠癜l(fā)生故障進行檢測。
文檔編號G07F15/06GK202976321SQ20122068512
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者鄭文虎 申請人:山東冠翔儀表有限公司