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专利名称：超声波式热能表的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种超声波式热能表，属于热能测量仪器领域。
背景技术：
随着我国福利制度的改革和热能计量的规范，在节能减排方针指引下，分户计量已势在必行。目前已有很多城市在积极推行分户计量的方针，由于绝大多数热能表使用传统的机械转子式流量计作为流量测量的核心部件，而当前国情下水系统通常是一个封闭循环系统，水质质量较差，容易堵塞流量计的转子，影响计量精度甚至堵死流量计的转子。因此需要经常维护，运行成本较高且使用寿命普遍不长。另外，温度的测量的精度有限，环境温度的变化导致测量温度的漂移，都直接影响着冷热量测量的精确度。目前，市场上机械式热能表已经开始退出历史舞台，超声波将大量被推广使用普及。国内超声波式热能表大部分都采用的是德国进口的流量转换芯片组，但是存在着一个比较突出的问题，在小流量的情况下，很难保证其精确度，并且稳定性、重复性较差。市场供货不及时，价格昂贵。

实用新型内容根据以上现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种克服小流量下的精确度等级造成的误差大、稳定、重复性差的超声波式热能表。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种超声波式热能表，包括流量测量管体和分别设置在上行管和下行管的温度传感器，其特征在于流量测量管体设置超声波传感器，超声波传感器的输出端通过流量芯片组连接积算仪的输入端，温度传感器的输出端通过温度芯片组连接积算仪的输入端，积算仪的输出端设置连接显示装置。通过温度传感器得到流体上行管入口和下行管出口的温度信号，再通过温度芯片组得到需要的可以直接计算的数字信号；流量测量管体既可以是上行管也可以是下行管都能检测，流量通过超声波流量传感器得到流量信号，再通过流量芯片组得到需要的可以直接计算的数字信号，输入积算仪通过计算，最后得到热量结果通过显示装置显示出来。通过增加温度传感器件对水温进行侦测，对在不同水温时的焓值的不同进行补偿，进一步提高其精确度。其中优选方案是所述的超声波传感器包括管段和换能器，管段与流量测量管体呈30° -60°的夹角，管段两端分别设置换能器，换能器的输出端连接流量芯片组的输入端。管段两端分别通过顺流换能器和逆流换能器采集流量信号，提高采集精度。所述的流量芯片组包括脉冲信号发生器、A/D转换器和数字时间转换器，超声波传感器连接脉冲信号发生器，脉冲信号发生器通过A/D转换器和时间数字转换器连接积算仪，数字时间转换器采用经典精度为32ps的TDC芯片。流量芯片组把德国GP2的单次时间间隔测量在典型精度65ps的基础上提高一倍以上，能够很好的实现小流量下热量的精确测量。本实用新型超声波式热能表所具有的有益效果是通过将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量传感器安装在流体入口或回流管上，积算仪采集来自超声波和温度传感器的信号，通过一系列的芯片包括A/D转换、脉冲发生器、数字时间转换器等，利用积算公式在MSP430单片机处理算出热交换系统获得的热量，并且完成显示，克服了小流量下的精确度等级造成的误差大的缺陷。本实用新型采用了最新的流量转换芯片组，结合先进的单片机处理技术，大大减少误差，结构简单，安装方便，稳定、重复性高。

图1为本实用新型的原理方框图；图2为本实用新型的安装使用示意图；其中1、管体2、测温孔3、管段4、接线盒5、换能器。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例做进一步描述如图1所示，温度传感器分别设置在上行管和下行管，流量测量管体设置超声波传感器，超声波传感器的输出端通过流量芯片组连接积算仪的输入端，温度传感器的输出端通过温度芯片组连接积算仪的输入端，积算仪的输出端设置连接显示装置。流量芯片组包括脉冲信号发生器、A/D转换器和数字时间转换器，超声波传感器连接脉冲信号发生器，脉冲信号发生器通过A/D转换器和时间数字转换器连接积算仪，数字时间转换器采用精度为32ps的TDC芯片。流量芯片组利用信号通过逻辑门的绝对时间延迟来精确量化时间间隔，把德国GP2的单次时间间隔测量在典型精度65ps的基础上提高一倍以上，能够很好的实现小流量下热量的精确测量。如图2所示，超声波传感器包括管段3和换能器5，管段3与流量测量管体1的中心线呈30° -60°的夹角，管段3两端分别设置换能器5，换能器5的输出端连接流量芯片组的输入端。管段3两端分别通过顺流换能器和逆流换能器采集流量信号，提高采集精度。 管体1上设置测温孔2便于安装温度传感器。管段3设置接线盒4，用于设置连接积算仪和显示装置。本实用新型中积算仪、温度芯片组和显示装置为普通现有技术，其设置和使用为本行业技术人员所掌握。工作原理和使用过程通过温度传感器得到流体上行管入口和下行管出口的温度信号，再通过温度芯片组得到需要的可以直接计算的数字信号，通过增加温度传感器件对水温进行侦测，对在不同水温时的焓值的不同进行补偿，进一步提高其精确度；流量测量管体既可以是上行管也可以是下行管，都能检测，流量通过超声波流量传感器得到流量信号，再通过流量芯片组得到需要的可以直接计算的数字信号，输入积算仪通过计算，最后得到热量结果通过显示装置显示出来。流量芯片组利用信号通过逻辑门的绝对时间延迟来精确量化时间间隔，把德国GP2的单次时间间隔测量在精度65ps的基础上提高一倍以上达到32ps，能够很好的实现小流量下热量的精确测量。
权利要求1.一种超声波式热能表，包括流量测量管体和分别设置在上行管和下行管的温度传感器，其特征在于流量测量管体设置超声波传感器，超声波传感器的输出端通过流量芯片组连接积算仪的输入端，温度传感器的输出端通过温度芯片组连接积算仪的输入端，积算仪的输出端设置连接显示装置。
2.根据权利要求1所述的超声波式热能表，其特征在于所述的超声波传感器包括管段和换能器，管段与流量测量管体呈30° -60°的夹角，管段两端分别设置换能器，换能器的输出端连接流量芯片组的输入端。
3.根据权利要求1或2所述的超声波式热能表，其特征在于所述的流量芯片组包括脉冲信号发生器、A/D转换器和数字时间转换器，超声波传感器连接脉冲信号发生器，脉冲信号发生器通过A/D转换器和时间数字转换器连接积算仪，数字时间转换器采用精度为 32ps的TDC芯片。
专利摘要一种超声波式热能表，属于热能测量仪器领域。包括流量测量管体和分别设置在上行管和下行管的温度传感器，其特征在于流量测量管体设置超声波传感器，超声波传感器的输出端通过流量芯片组连接积算仪的输入端，温度传感器的输出端通过温度芯片组连接积算仪的输入端，积算仪的输出端设置连接显示装置。流量芯片组利用信号通过逻辑门的绝对时间延迟来精确量化时间间隔，把德国GP2的单次时间间隔测量在精度65ps的基础上提高一倍以上达到32ps，能够很好的实现小流量下热量的精确测量。本实用新型采用了最新的流量转换芯片组，结合先进的单片机处理技术大大减少了误差，结构简单，安装方便，稳定、重复性高。
文档编号G01K17/12GK202041329SQ201120125669
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月26日 优先权日2011年4月26日
发明者丛培涛, 庞月亮, 罗力伟, 路荣波 申请人:淄博方略电子有限公司