[发明专利]集成式球阀和超声流量计

权利要求书

1.一种流体流量测量球阀，包括：

壳体，其具有入口开口、出口开口和阀室；

球体，其容纳在阀室内，所述球体具有孔眼；

致动器，其由所述壳体支撑并且连接至所述球体，用于在所述壳体内在允许流体流动通过孔眼的打开位置和阻止流体流动的关闭位置之间转动球体；

第一超声换能器，其在所述壳体内定位在所述球体的上游；

第二超声换能器，其在所述壳体内定位在所述球体的下游；

第一声反射器和第二声反射器，其定位在壳体内；

控制器，其连接至所述第一超声换能器和第二超声换能器；以及

其中，所述第一超声换能器和第二超声换能器与第一声反射器和第二声反射器对准，以在球体处于打开位置时在穿过球体的孔眼的至少一个方向上发射和反射超声信号，并且所述控制器构造成基于测得的声速而确定流体速度、并且基于测得的流体速度和孔眼的横截面面积而计算通过孔眼的流体体积。

2.根据权利要求1所述的流体流量测量球阀，其中，所述致动器包括连接至所述球阀的芯轴、和由所述芯轴承载并连接至所述控制器并构造成测量流体温度的温度传感器。

3.根据权利要求1所述的流体流量测量球阀，其中，所述第一声反射器和第二声反射器包括安装在壳体内并具有声反射器表面的上游竖直支撑件和下游竖直支撑件，所述声反射器表面构造成根据超声信号的发射方向而使声信号反射至声换能器或声反射器表面。

4.根据权利要求1所述的流体流量球阀，其中，所述第一声反射器和第二声反射器均包括集成在壳体的内表面中的机加工表面，所述机加工表面被校准以根据超声信号的发射方向而将超声信号反射至声换能器或声反射器表面。

5.根据权利要求4所述的流体流量测量球阀，还包括第三声反射器表面，所述第三声反射器表面相对于第一声反射器表面和第二声反射器表面得以校准，以反射超声信号并提供多重反射。

6.根据权利要求1所述的流体流量测量球阀，其中，所述第一超声换能器和第二超声换能器均包括构造成发射和接收超声信号的发射器电路和接收器电路，并且所述控制器构造成基于渡越时间或多普勒效应而确定流体速度。

7.根据权利要求1所述的流体流量测量球阀，其中，所述致动器包括驱动机构，并且所述控制器集成在所述致动器中并连接至所述驱动机构并构造成致动驱动机构，以在打开位置、关闭位置或中间位置之间旋转所述球体。

8.根据权利要求1所述的流体流量测量球阀，其中，所述控制器包括存储器，所述存储器具有针对具有水系统的住宅中的每个用具构造的用水签名，流体流量测量球阀附接至所述水系统并且构造成测量住宅内的耗水量。

9.一种流体流量测量球阀，包括：

壳体，其包括连接在一起并构造成形成入口开口、出口开口和阀室的阀体和端部适配器；

可更换的球体，其容纳在阀室内，所述球体具有孔眼；

致动器，由所述阀体支撑并连接至所述球体，用于在所述壳体内在允许流体流动通过孔眼的打开位置和阻止流体流动的关闭位置之间转动球体；

第一超声换能器，其在所述壳体中定位在所述球体的上游；

第二超声换能器，其在所述壳体中定位在所述球体的下游；

第一声反射器和第二声反射器，其定位在壳体中；

控制器，其连接至所述第一超声换能器和第二超声换能器；以及

其中，所述第一超声换能器和第二超声换能器与第一声反射器和第二声反射器对准，以在球体处于打开位置时在穿过球体的孔眼的至少一个方向上发射并接收超声信号，并且所述控制器构造成基于测得的声速而确定流体速度、并且基于测得的流体速度和孔眼的横截面面积而计算通过孔眼的流体体积。

10.根据权利要求9所述的流体流量测量球阀，其中，所述阀体和端部适配器均包括使第一超声换能器和第二超声换能器与第一声反射器和第二声反射器对准的通孔和凸缘。