[实用新型]超声波燃气表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种仪表，尤其涉及一种超声波燃气表。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们越来越讲求环保，污染严重的常规能源逐渐被人们摈弃。国家也在上世纪六七十年代推出燃气管道政策及相应措施。随着燃气输气管道的兴建与普及，燃气表如雨后春笋般涌现，从机械式到电子式，从模式到超声波，新概念新技术的不断涌现，体现着人们对高品质的追求。

目前市场上主流的燃气表有两种，一种为传统的机械式膜式燃气表，一种为电子式膜式燃气表。机械式膜式燃气表的优点是技术成熟、计量可靠、质量稳定，但其结构复杂、体积大，人工抄表花费大等缺点使其发展受到一定的阻碍。电子式膜式燃气表是在传统机械式基础上进行改进，增加了电子计量方式、显示功能、预付费和远程抄表功能，实现了半电子化，有效解决了人工抄表的问题，但其复杂的结构，庞大的体积，依然制约着它的发展。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、体积小、无噪音、精度高的超声波燃气表。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：超声波燃气表，包括具有进气口和出气口的表壳、微电子控制器和超声波计量装置，表壳内设有分别与进气口和出气口连通的进气腔和出气腔，进气腔和出气腔之间通过超声波计量装置连通，微电子控制器与超声波计量装置通过数据线连接。

所述超声波计量装置包括两端分别伸入到进气腔和出气腔内的气体管道，气体管道上设有不位于同一横截面的第一超声波换能器和第二超声波换能器，气体管道的横截面为长方形结构，长宽比在4：1到8：1之间。

所述气体管道的横截面的长宽比为6.5：1。

所述气体管道的截面积与流量之比为 1:45到1:60升/平方毫米。

所述气体管道的截面积与流量之比为1: 52升/平方毫米。

本实用新型的超声波计量装置采用以下原理进行计量作业：

气体通过进气口进入到进气腔中，经过气体管道从出气腔的出气口排出。气体流过气体管道时，由微电子控制器控制的第一超声波换能器发射超声波信号，由微电子控制器控制的第二超声波换能器接收来自第一超声波换能器的信号，此时的超声波信号传播速度V顺等于超声波传播速度v1加上气体流动速度v2，即称顺流传播速度，V顺=v1 + v2 。此时第二超声波换能器接收到信号时产生一个时间即 T顺，

         T顺 = L / (v1 + v2）

其中L为第一超声波换能器到第二超声波换能器的距离。超声波在相同条件下的气体中的传播速度v1为常数。

知道了顺流时间 T顺后，再由微电子控制器控制的第二超声波换能器发射超声波信号，由微电子控制器控制的第一超声波换能器接收来自第二超声波换能器的信号，此时的超声波信号传播速度V逆等于超声波传播速度v1减去气体流动速度v2，即称逆流传播速度，V逆=v1―v2 。此时第一超声波换能器接收到信号时产生一个时间即 T逆，

         T逆 = L / (v1―v2）

通过顺流和逆流两次循环发射与接收，得到了顺流与逆流的时间差 T△；即： T△ =  T逆 -- T顺

         T△ = ［L / (v1 - v2）］－［L /(v1 + v2）］

由公式可以求得气体通过气体管道时v2的速度:

             v2 = (T△* v1)/2

知道了气体v2 的速度就可以计算出气体每小时的流量，因为气体管道的长宽比为定值，其截面积是一个常数。即流量Q为：

          Q = D* v2

          其中Q为单位时间通过的气体量，D为气体管道的截面积。

通过微电子控制器定时把使用的气量计算并显示出来，完成一个计量周期。当没有气体通过气体管道时，气体为静止状态，即v2为零，则

          T顺 = L / (v1 + v2) =  L / v1 

          T逆 = L / (v1－v2) =  L / v1

           T△ = T逆 - T顺 =  L / v1－L / v1 = 0

从上面公式可以看出，当没有气体通过气体管道时，计算出的流量为零。