[發明專利]一種超聲水流量換能器綜合性能試驗裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201210573562.6
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103063275A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 姚靈;王讓定;左富強;王欣欣
• 申請（專利權）人: 寧波水表股份有限公司;寧波豪仕達儀表科技有限公司;寧波大學
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 張強

技術領域

本發明屬于水表的超聲換能器的技術領域，具體的講是一種超聲水流量換能器綜合性能試驗裝置及其使用方法。

背景技術

基于時差法工作原理的超聲流量計、超聲水表、超聲熱量表等計量器具是供排水計量、供熱計量以及工業過程水流量測量的重要檢測儀表，它們的共同核心部件是超聲水流量傳感器中的超聲換能器。隨著國家節能減排和水資源最嚴格控制政策的發布和實施，該類計量儀表的重要性與日俱增。超聲換能器的技術指標主要有實流條件下的傳播時間、傳播時間差、工作中心頻率、輸出幅值以及其長時間工作穩定性，耐氣候、機械等環境特性等。

長期以來，超聲水流量換能器由于缺乏實流條件下系統、有效的性能試驗裝置和方法，使該類換能器的性能特性與使用可靠性不能得到有效的識別、評價、篩選與配對，并會導致相關水流量計量儀表的性能特性和使用可靠性存在有一定的不確定性。目前通行做法僅能在非實流條件下對換能器的局部電性能指標進行試驗，或通過裝機后對儀表整機的實流性能試驗來間接獲得換能器的部分特性，其結果往往造成評價指標和試驗方法的不科學、不系統、不可靠。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供了一種具有在實流狀態下進行超聲水流量換能器動靜態特性綜合性能試驗的超聲水流量換能器綜合性能試驗裝置，其評價指標和試驗方法更加科學、系統、可靠。

為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決：一種超聲水流量換能器綜合性能試驗裝置，其特征在于：包括封閉管路，所述封閉管路上設置有環境試驗箱，所述封閉管路上還設置有水流實流模擬系統，所述環境試驗箱內設置有環境模擬系統，換能器安裝架，以及用于固定所述換能器安裝架的測量臺架，待測換能器放置于所述換能器安裝架的兩端，所述環境試驗箱外設置有換能器性能測量裝置，所述換能器性能測量裝置分別連接在兩個待測換能器上。

其中，封閉管路用于承載試驗用水流體的循環流動，通常采用封閉的金屬圓管材料，外部裹有保溫材料；水流實流模擬系統用于模擬被測介質不同的流量和溫度；換能器性能測量裝置用于在不同環境影響參數和流體條件作用下，測量待測超聲水流量換能器的各項性能指標、環境影響量及長時間工作穩定性。

本發明通過水流實流模擬系統和環境模擬系統來仿真換能器在真實流體狀態和實際使用環境條件下的工作情況，使得本發明可以在實流狀態下進行超聲水流量換能器動靜態特性綜合性能試驗，可使超聲水流量換能器在沒有裝入傳感器及儀表整機前就能識別其主要使用性能指標和預測其可靠性性，并將按主要特性指標對換能器進行分類和匹配。這樣做可進一步提高水、熱等超聲計量儀表的性能指標、質量水平及生產效率，建立更加科學、系統、可靠的評價指標和試驗方法。

作為優選，上述水流實流模擬系統包括連接于所述封閉管路上的水流體驅動裝置，流量測量裝置，流量穩定裝置，流量調節裝置，水溫測量裝置。

其中，水流體驅動裝置用于提供流體在管道內流動的動力，通常由低噪聲小型水泵或其他小型水泵、連接軟水管、電器控制部分等組成；流量測量裝置用于測量管路內流體的流量，可以采用各類電輸出的流量計；流量穩定裝置起到穩定管路內水流體流量的作用，通常由氣液穩壓機構等組成；流量調節裝置起到調節管路內流體流量的作用，通常由電控閥或手控閥及電器控制部分等組成；水溫測量裝置起到測量水流實際溫度的作用。

為了取得更好的技術效果，進一步的技術措施還包括：上述水溫測量裝置連接有水溫設定與控制裝置，所述水溫設定與控制裝置連接有設置于所述封閉管路內的升溫裝置和降溫裝置。

水溫設定與控制裝置起到設定封閉管路內水流體的溫度及保持其恒定的作用。通過人為設定管路內水溫，在水溫設定與控制裝置配合下使封閉管路內水流體的溫度自動保持在設定溫度。其中，升溫裝置與降溫裝置通常由電加熱器和半導體制冷器等組成，水溫設定與控制裝置同時能顯示設定溫度和顯示管路內實際水溫。

進一步改進：上述水流體驅動裝置上還設置有消振裝置。消振裝置的作用是：在水泵工作時，盡量減少對流體以及封閉管路等裝置的振動影響，提高測量的可靠性。

作為優選，上述環境模擬系統包括溫度測量與顯示裝置、濕度測量與顯示裝置、振動測量與顯示裝置以及時間測量與顯示裝置，所述溫度測量與顯示裝置連接有溫度設定與控制裝置，所述濕度測量與顯示裝置連接有濕度設定與控制裝置，所述振動測量與顯示裝置連接有振動量設定與控制裝置。