[发明专利]一种基于一发双收换能器的多声道超声波水表

说明书

本发明涉及超声波水表技术领域，公开了一种基于一发双收换能器的多声道超声波水表，包括超声波水表计量管段、至少4个一发双收换能器、计量处理电路、存储通讯电路与水表壳体；每个一发双收换能器发射的超声波声束可分为两束，分别由两个一发双收换能器进行接收，产生两个接收信号，通过多声道超声计量算法分析接收到的信号，得到实时流量数据。本发明通过单一换能器实现多声路发射信号，多声路信号保证了计量准确性；换能器数量多，即使一个换能器发生故障，也不影响整表工作，保证了水表可靠性；一发双收换能器节约空间，适用于大、中、小口径水表。

技术领域

本发明涉及超声波水表技术领域，尤其涉及一种基于一发双收换能器的多声道超声波水表。

背景技术

目前超声波水表最常用的流量计算方法是时差法，其原理是通过超声换能器将电信号转化为声信号，通过介质将声信号传播到另一超声换能器，然后再将声信号转化为电信号，通过电路计算来获取流量的信息，通过顺流和逆流方向上的时间差来计算流体流量，由于超声计量方法是通过计算超声波经过的线速度来模拟管道截面速度，因此声道数量越多，拟合截面速度信息越多，其计算结果越准确。

目前采用的超声波水表常为单声道，声道数量少、采集信息少，导致误差较大，且仅有两个换能器，如果有一个换能器出现故障，则整表失效，可靠性不足；市面上也有多声道水表存在，但为单发单收模式，需要较多的换能器，因此只能应用于大口径水表中，适用范围有限。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了基于一种一发双收换能器的多声道超声波水表，解决了目前单声道超声波水表计量误差较大，多声道超声波水表换能器使用多、应用局限的问题，通过单一换能器实现多声路发射信号，多声路信号保证了计量准确性，换能器数量多，即使一个换能器发生故障，也不影响整表工作，保证了水表可靠性，一发双收换能器节约空间，适用于大、中、小口径水表。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于一发双收换能器的多声道超声波水表，包括超声波水表计量管段、至少4个一发双收换能器、计量处理电路、存储通讯电路与水表壳体；

一发双收换能器收到激励信号后发射的超声波声束分为两束，分别由两个一发双收换能器进行接收，产生两个接收信号；

计量处理电路将脉冲电压逐次施加到发射换能器，并依次采集至少两个接收换能器接收的信号，通过多声道超声计量算法将接收换能器接收到的多声道信息转化为实时流量数据；

存储通讯电路存储所需的流量数据，根据主站命令定期将流量数据传输到主站；

水表壳体包括水表侧壁与水表上盖；

其连接关系为：所述一发双收换能器全部安装在超声波水表计量管段的管壁上，计量处理电路、存储通讯电路通过导电结构连接到一发双收换能器上，超声波水表计量管段嵌入水表壳体中并与其紧密连接。

进一步地，所述至少4个一发双收换能器在超声波水表计量管段上的安装方式为一体式或者分体式：

若为一体式，则一发双收换能器与超声波水表计量管段的管壁为一体，一发双收换能器的压电陶瓷紧密连接在超声波水表计量管段的外表面上；

若为分体式，则各一发双收换能器通过密封圈和螺栓方式密封固定在水表管段上。

进一步地，所述的一发双收换能器的工作频率为1~4MHz。

进一步地，所述的超声波水表计量管段为直射式超声波水表计量管段或者反射式超声波水表计量管段。

进一步地，在直射式超声波水表计量管段结构中，发射换能器发射的超声波不经过反射直接由接收换能器接收，至少2个一发双收换能器安装于直射式超声波水表计量管段一侧侧壁，并有相同数量的一发双收换能器安装于与上述一侧侧壁对应的管段另一侧侧壁。

进一步地，在反射式超声波水表计量管段结构中，发射换能器发射的超声波经过至少一次反射到达接收换能器。