直饮水流体计量表及循环供水系统的制作方法

1.本发明涉及流体计量技术领域，尤其是指一种直饮水流体计量表及循环供水系统。


背景技术：

2.随着人们对饮水质量要求的提高，管道直饮水系统在城市中的应用也越来也普及。现有住宅小区的管道直饮水系统的管网设计和计量方式通常采用以下方式，第一种是采用图1所示的方式，该方式将流体计量表安装于室内，该方式，不利于抄表及管理单位日常管理维护，第二种是采用图2所示的方式，该方式将流体计量表安装于户外，但是该方式大大增加了水管入户的管路长度，且此部分管路不能参与循环，若用户长时间不用水，该部分管道内直饮水会变质而影响引用。
3.为克服上述两种方式的缺陷，一般可采用图3所示的方式，该方式将流体计量表设置在循环管路中，并在管道上串接多个止逆阀，并可以进行定期反冲洗，反冲洗时，变频供水系统自动切换并实现将纯净水由回水管供水，而由供水管流回，但是该方式在反冲洗时，会中断供水，不能满足持续供水的循环供水需求，另外该方式的流体计量表是设置在进水管上，但是回水管有时会影响进水管流出的水流量，从而使得计量表无法准确计量用户用水量，无法满足计量需求。


技术实现要素：

4.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中直饮水循环供水系统无法准确计量用户用水量的缺陷。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种直饮水流体计量表，包括壳体，所述壳体内部连接有进水计量管和回水计量管，所述进水计量管和回水计量管均包括管体，所述管体内均连接有整流套管、第一反射片和第二反射片，所述整流套管位于所述第一反射片和所述第二反射片之间，所述管体上均设置有第一安装孔和第二安装孔，所述第一安装孔上连接有第一超声波换能器，所述第二安装孔上连接有第二超声波换能器，所述第一反射片位于所述第一安装孔的下方，所述第二反射片位于所述第二安装孔的下方。
6.在本发明的一个实施例中，所述第一超声波换能器和第二超声波换能器均与控制器电连接。
7.在本发明的一个实施例中，所述管体上还设置有第三安装孔，所述第三安装孔位于所述第一安装孔和第二安装孔之间，所述第三安装孔上连接有温度传感器。
8.在本发明的一个实施例中，所述管体和所述整流套管采用一体式结构。
9.在本发明的一个实施例中，所述管体和所述整流套管均采用塑料材质。
10.在本发明的一个实施例中，所述第一反射片和第二反射片均通过支架和所述管体内壁相连接，所述支架包括插片，所述管体内壁上设置有插槽，所述插片插接在所述插槽中。
11.在本发明的一个实施例中，所述支架还包括安装杆，所述第一反射片或第二反射片连接在所述安装杆上，所述安装杆的两端均连接有所述插片，所述管体内壁两侧均设置有插槽，所述安装杆的一端的所述插片插接在管体内壁一侧的插槽中，所述安装杆的另一端的所述插片插接在管体内壁另一侧的插槽中。
12.在本发明的一个实施例中，所述第一反射片和第二反射片均呈椭圆形。
13.在本发明的一个实施例中，所述管体上均接有压板，所述压板的一端连接在所述第一安装孔上部，另一端连接在所述第二安装孔上部，所述压板上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔和所述第一安装孔相连通，所述第二通孔和所述第二安装孔相连通，所述第一超声波换能器和所述第一通孔相连接，所述第二超声波换能器和所述第二通孔相连接。
14.一种利用上述任一项所述的直饮水流体计量表进行计量的循环供水系统，包括进水管和回水管，所述进水管的进水端和供水总管相连接，所述进水管的出水端与入户支管相连接，所述回水管的进水端和所述进水管相连接，所述回水管的出水端和所述供水总管相连接，所述直饮水流体计量表连接在所述进水管和回水管之间。
15.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
16.本发明所述的流体计量表，同时具备进水计量管和回水计量管，两计量管具有较好的计量一致性，能够准确计量直饮水循环供水系统中的用户用水量，具有较高的计量精度。
附图说明
17.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
18.图1是现有技术中的一种管道直饮水系统；
19.图2是现有技术中的另一种管道直饮水系统；
20.图3是现有技术中的另一种管道直饮水系统；
21.图4是本发明的直饮水流体计量表的结构示意图；
22.图5是图4中支架和第一反射片(或第二反射片)的安装示意图；
23.图6是图4中第一反射片和第二反射片在管体内的安装示意图；
24.图7是图4中压板的结构示意图；
25.图8是采用图4中所示流体计量表进行计量的循环供水系统的结构示意图；
26.说明书附图标记说明：1、进水计量管；2、回水计量管；3、管体；31、插槽；4、整流套管；5、第一反射片；6、第二反射片；7、第一安装孔；8、第二安装孔；9、第三安装孔；10、导线；11、控制器；12、支架；121、插片；122、安装杆；13、压板；131、第一通孔；132、第二通孔；133；第三通孔。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
28.参照图4，本实施例公开了一种直饮水流体计量表，包括壳体(图中未示出)，壳体
内部连接有进水计量管1和回水计量管2，进水计量管1和回水计量管2的结构是相同的，进水计量管1和回水计量管2均包括管体3，管体3内均连接有整流套管4、第一反射片5和第二反射片6，整流套管4位于第一反射片5和第二反射片6之间，管体3上均设置有第一安装孔7和第二安装孔8，第一安装孔7上连接有第一超声波换能器，第二安装孔8上连接有第二超声波换能器，第一反射片5位于第一安装孔7的下方，第二反射片6位于第二安装孔8的下方。
29.其中，上述流体计量表安装于循环供水管路中，进水计量管1用于连接在进水管上，以计量进水管中的水流量，回水计量管2用于连接在回水管上，以计量回水管中的水流量，通过进水计量管1和回水计量管2所计水流量的差值，得出用户实际用水量，从而可以精确地得出用户实际用水量。
30.其中，整流套管4可对管内部流体起到较好的整流作用，以形成更好的稳定流体测量状态，从而提升流体流量的计量精度；同时可保证良好的信号传输性能和抗干扰性。
31.进一步地，整流套管4的内径小于18mm，优选内径为6.3mm。整流套管4的内径取值越小，相同流量时，形成的时差越大，有利于提升超声波计量精度，但同时会减小超声波的传输信号，降低计量可靠性，而经实验论证，上述优选内径值可以在保障计量可靠性的前提下同时保障计量的精确可靠性。
32.在其中一个实施方式中，第一超声波换能器和第二超声波换能器均与控制器11通过导线10电连接，以通过控制器11控制第一超声波换能器和第二超声波换能器发射出超声波，并依据超声信号在顺水流和逆水流传播时的时间差计算出水流速度，再以此计算出进水计量管1或回水计量管2的流量，控制器11还对进水计量管1和回水计量管2的流量进行作差计算得出用户用水量。
33.可以理解的，上述控制器11(pcb板)包括mcu((microcontroller unit，微控制单元)芯片，以对第一超声波换能器和第二超声波换能器的超声波发射进行控制以及进行流量的计算，从而得出用户用水量。
34.进一步地，控制器11还与显示器相连接，以显示用户用水量。
35.上述流体计量表的工作原理为：控制器11控制进水计量管1上的第一超声波换能器作为发射端发射超声波信号，经第一反射片5反射后，沿管体3内的流体流动方向传播，遇到第二反射片6，使得超声波经第二安装孔8传播至第二超声波换能器，第二超声波换能器将超声波信号转成电信号，传送给控制器11，控制器11测得从第一超声波换能器发射超声波信号至第二超声波换能器接收超声波信号的时间t1，同理控制器11在控制进水计量管1上的第二超声波换能器作为发射端发射超声波信号，可得从第二超声波换能发射超声波信号至第一超声波换能器接收到超声波信号的传播时间t2，控制器11依据根据t1和t2时间差可计算出此时流体流经进水流量管的速度，以此进行计算可以得出此时流经进水计量管1的流量；依据上述同样的方式，控制器11可得到流经回水计量管2的流量，并对进水计量管1和回水计量管2的流量进行作差计算得出用户用水量。
36.在其中一个实施方式中，管体3上还设置有第三安装孔9，第三安装孔9位于第一安装孔7和第二安装孔8之间，第三安装孔9上连接有温度传感器，以检测管体3内流体的温度，以便于进水计量管1和回水计量管2这两个计量管内量都进行精确补偿，进一步提升计量的精确度，保证计量管间的一致性，防止两个计量管间水路过长时，管段内流体温度差异较大而造成较大的计量差异。
37.温度对超声波计量的影响体现在两个方面：一方面超声波在流体介质中传播速度与介质温度相关，通过温度传感器测得的温度值，可以对超声波在流体测量介质中传播速度因温度变化而影响的速度值补偿，以得到更接近实际的传波速度，进而计算的水流量更精确。另一方面，流体的密度与粘度参数也与流体温度相关，通过温度传感器测得的温度值，可以对这部分影响进行补偿修正，以得到更接近实际的流量数据。
38.进一步地，温度传感器也与控制器11电连接，控制器11用于自动根据温度传感器测得的流体温度值对计算出的水流量进行补偿修正，以提高计量准确度。
39.在其中一个实施方式中，管体3和整流套管4采用一体式结构，可以提高加工精度，提升产品一致性，避免分体式组装带来的安装误差，进而提升进水计量管1或回水计量管2自身的计量精度。
40.其中，管体3和整流套管4均为圆型中空管路。
41.在其中一个实施方式中，管体3和整流套管4均采用塑料材质，轻量化设计，且不易发生锈蚀，更加安全卫生。
42.在其中一个实施方式中，如图5和图6所示，第一反射片5和第二反射片6均通过支架12和管体3内壁相连接，支架12包括插片121，管体3内壁上设置有插槽31，插片121插接在插槽31中，该设计对流体流态影响小，有利于提升计量精度。
43.在其中一个实施方式中，如图5所示，支架12还包括安装杆122，安装杆122上安装相应的第一反射片或第二反射片6，安装杆122的两端均连接有插片121，管体3内壁两侧均设置有插槽31，安装杆122的一端的插片121插接在管体3内壁一侧的插槽31中，安装杆122的另一端的插片121插接在管体3内壁另一侧的插槽31中。
44.进一步地，支架12采用不锈钢材质。
45.在其中一个实施方式中，第一反射片5和第二反射片6均呈椭圆形，利于增大反射面积，提升信号强度。
46.优选的，第一反射片5和第二反射片6的反射面积均为32mm2。反射片面积过大会对流体的流态产生不利影响，而该取值可以在保障信号强度的前提下提升计量精度，不会对流体的流态产生不利影响。
47.在其中一个实施方式中，如图7所示，管体3上均接有压板13，压板13的一端连接在第一安装孔7上部，另一端连接在第二安装孔8上部，压板13上设置有第一通孔131和第二通孔132，第一通孔131和第一安装孔7相连通，第二通孔132和所述第二安装孔8相连通，第一超声波换能器和第一通孔131相连接，第二超声波换能器和第二通孔132相连接。第一超声波换能器和第二超声波换能器采用上述一体式压板13固定，可以精确定位换能器的安装位置和角度，提升产品一致性，减小安装造成的计量差异。
48.进一步地，压板13上设置有第三通孔133，第三通孔133位于第一通孔131和第二通孔132之间，用于连接温度传感器。
49.在其中一个实施方式中，管体3上第一安装孔7和第二安装孔8的中心距为40～72mm，优选为62mm。该中心距的取值越大，相同流量时，形成的时差越大，有利于提升超声波计量精度，但同时会减小超声波的传输信号，降低计量可靠性，而上述优选值可以在保障计量可靠性的前提下同时保障计量的精确可靠性。
50.上述实施例的流体计量表同时具备进水计量管1和回水计量管2，两计量管具有较
好的计量一致性，且每个计量管自身精度较高，可避免因两个计量管段的自身计量误差会导致无法计量微小流量或误差偏大的情况，可以有效缩小整体系统的计量误差，提高计量精度；可以支持24小时不间断循环的供水系统，使得管路卫生等级更高；可以安装于户外，便于管理部门统一抄收及维护；计量精确，低始动流量，可实现防止盗用及管网渗漏预警。
51.如图8所示，本实施例还公开了一种运用上述直饮水流体计量表进行计量的循环供水系统，该循环供水系统包括进水管和回水管，进水管的进水端和供水总管相连接，进水管的出水端与入户支管相连接，回水管的进水端和进水管相连接，回水管的出水端和供水总管相连接，直饮水流体计量表连接在进水管和回水管之间，也即使得流体计量表的进水计量管1连接在进水管上，回水计量管2连接在回水管上。
52.进一步地，上述循环供水系统的回水管上还设置有回水流量调节阀，用于调节循环水流量，使流经计量表的循环水流量处于计量表的最佳精确计量范围，同时满足循环水质的流速要求，流速优选为10l/h。
53.在上述循环供水系统中，流体计量表可以在管道中的水维持循环流动的过程中测出进入入户支管的水流量，不仅缩短了水管入户的管路长度，且循环供水也可以保证水质卫生标准，另外使用单个计量表即可得出进水计量管1和回水计量管2的流量差值，避免了使用两个计量表进行计量时因不同计量表本身误差而使得最终系统计量误差加大而导致测量准确性较低的问题，例如，如果进水管和回水管上各设置一个计量表，而常用的计量表存在
±
2％的误差(国家允许的范围)，若进水管上的计量表存在 2％的误差，对应的回水管4上的计量表存在
‑
2％的误差。两块表安装在同一个系统的情况下，即可导致该系统计量误差为4％。造成实际误差偏大，严重时甚至会导致用户无用水时表自动累加；如果进水管上的计量表的误差为
‑
2％，而回水管上计量管的误差为 2％，则可导致该系统计量误差为
‑
4％，造成实际误差偏小，严重时甚至会导致用户小流量用水无法计量的问题，而本技术的单个流体计量表同时具备进水计量管1和回水计量管2，两计量管具有较好的计量一致性，可以有效缩小整体系统的计量误差，提高计量精度。
54.流体计量表在上述循环供水系统进行计量时，由进水计量管1测量出进水管中直饮水的流量，由回水计量管2测量出回水管内直饮水的流量，然后根据进水计量管1和回水计量管2所计流量的差值，得出入户支管所使用的流量
‑
用户实际用水量。
55.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。