[发明专利]压电传感式射流水表

说明书

技术领域

本发明涉及水流量计量仪表，尤其涉及一种具有计量数据无线远传功能的压电传感式射流水表。 

背景技术

随着全球淡水资源的日益紧缺，对用水量的准确计量和管理显得尤为重要。水表作为用水量的重要计量器具，它的计量准确性、测量范围度、使用可靠性、寿命和功能、以及制造成本等均关系到它在用水计量和水费结算，以及控制用水、节约用水和用水管理等方面的使用价值。 

目前国内外普遍使用的水表产品主要是传统的机械水表和带电子装置水表。这两类水表大都采用机械叶轮式和旋转活塞式传动(传感)原理，通过机械计数器指示测量结果或用传感器获取机械旋转信号并经处理后显示测量结果。由于原理和结构上的问题，使这类水表的使用寿命、测量重复性和可靠性、测量准确度、对水质的要求、以及测量信号的获取和传输等方面均存在着诸多不足和缺陷。因此研发一种使用功能更强、计量更准确、量程比更宽、可靠性更好、性价比更高的新型水表是很有必要的。 

本世纪初以来，国际上将采用新型传感技术和现代流量计技术的电子水表归属于水表范畴，开展了这方面的技术和应用研究，取得了一定的成果，特别是在民用和商用中小口径管道水计量方面的应用得到了广泛的重视和关注。射流水表是电子水表中的主要种类之一，目前国外已有将其用于中小口径封闭管道水流量计量方面的报道，其中采用永磁励磁的电磁传感原理检测水流量流速 信号的射流水表，在改善流体低雷诺数测量特性和消除管道振动影响等方面取得了一定成效(目前国内尚无同类产品)。但这种传感和励磁方式的射流水表技术在应用中还是存在许多不足，诸如：(1)由于采用永磁励磁以及电磁传感方式获取测量信号，很容易在导电水流体中产生较高的极化干扰电势，影响水表向更小流量测量范围的拓展。当水流量较小时，测量信号处于很低的频率和很弱的幅值状态，此时水表就难以区别由极化电势和流动噪声造成的随机干扰信号和有用的测量信号，并使测量信号严重不稳定；(2)由于是永磁励磁，当铁质管道中的残余铁锈物质随水流流动吸附在射流水表计量腔的内壁上时，就会严重影响射流水表的测量准确度，同时造成测量范围的变窄；(3)当永磁励磁方式的射流水表受到人为的外部磁场干扰时，会对水表测量造成影响，严重时会使测量失效；(4)射流水表计量读数通常采用人工或有线传输方式进行抄读用水计量数据，增加了人工费用和误抄可能，同时也增加了布线成本以及出现故障的可能性。“具有计量数据无线远传功能的压电传感式射流水表”由于其具备了水计量仪器所希望的优良性能和特点，克服了永磁励磁的电磁传感射流水表的固有缺陷，因此有着较高的使用价值和较好的发展前景。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种测量范围宽、小流量特性好、具有计量数据无线远传功能、电池供电、使用寿命长、性价比高的新型中小口径水表新产品。 

该压电传感式射流水表包括：射流水表计量腔和信号处理模块； 

其中，该射流水表计量腔包括进水口、出水口、主通道、两个反馈通道和侧壁体；第一压电传感元件和第二压电传感元件安装在主通道中； 

该信号处理模块包括：电荷转换与差动放大器，用于对该第一压电传感元件 和第二压电传感元件测量的电荷信号进行转换放大和差动放大处理；放大与低通滤波器，用于对差动放大后的电压信号进行放大和低通滤波处理；波形整形器，用于对放大和低通滤波处理后的电压信号整形处理；单片计算机处理电路，用于对整形后的测量电压信号进行数字滤波和运算处理； 

进一步优选的，还包括无线收发模块，用于将所述信号处理模块输出的用水量和流量的计量数据，按约定的通信协议发送给远处的控制终端进行数据抄收和管理； 

进一步优选的，该射流水表计量腔内的主通道上安装有一个矩形阻流体，该第一压电传感元件和第二压电传感元件在该矩形阻流体后方靠近该射流水表计量腔的该出水口的方向对称安装；