[發明專利]一種超寬量程物聯網超聲波燃氣表及使用方法

在審

• 申請號: 201810667056.0
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN110646040A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 鄭孚;劉歡;徐明輝;初勇
• 申請（專利權）人: 遼寧思凱科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66;G01F15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種超寬量程物聯網超聲波燃氣表，由表進氣口1、矩形氣道2、內嵌有整流片3、換能器4和換能器5、計量模塊6、金屬殼體7、控制閥門8、低功耗廣域網的通信模組9、顯示裝置10、MCU超聲波燃氣表控制板11、溫度傳感器12、壓力傳感器13、電池盒14、計量用電池15、物聯網通訊用電池16、導流檔板17組成；其連接關系是：矩形氣道2的長度寬度比大于8:1，氣道截面、高度寬度比大于2:1，多片整流片3安裝在矩形氣道2之中，整流片3彼此間距為1.1mm-4mm，換能器4和換能器5 安裝在矩形氣道2的兩側，換能器4和換能器5對射軸線與矩形氣道2中心線形成的角度范圍為35°-45°，換能器4和換能器5間距范圍為40mm-70mm，換能器4和換能器5頻率200kHz到500kHz，計量模塊6固定在矩形氣道2上方，換能器4和換能器5連接到計量模塊6，將安裝好各零件的矩形氣道2安裝在金屬殼體7之中，金屬殼體7和矩形氣道2的體積之比在30: 1- 100：1范圍內，矩形氣道2一端連接到表具出氣口，另一端在金屬殼體7內敞開，控制閥門8和導流檔板17安裝在表具的表進氣口1，計量模塊6、控制閥門8、低功耗廣域網的通信模組9、顯示裝置10、溫度傳感器12、壓力傳感器13、電池盒14、計量用電池15及物聯網通訊用電池16均連接到MCU超聲波燃氣表控制板11，MCU超聲波燃氣表控制板11中嵌有修正算法的數據處理軟件及溫度壓力補償算法軟件。

2.上述裝置的使用方法是：氣體由表具表進氣口1經過控制閥門8和導流檔板17進入金屬殼體7中，氣體充滿殼體7后從矩形氣道2中的多片整流片3流過，當氣體流過換能器4和換能器5，計量模塊6輸出時間值，根據時間值計算出時差，得出氣體流速，根據矩形氣道2的橫截面積計算得到瞬時流量，MCU超聲波燃氣表控制板11經過算法計算出修正系數，對氣體瞬時流量值進行修正后，MCU超聲波燃氣表控制板11根據溫度傳感器12、壓力傳感器13測量出溫度壓力值進而計算出體積補償系數，經過流量計算結果輸出顯示裝置10，通過低功耗廣域網的通信模組9，將數據傳輸到遠端的服務器。

3.本發明的特征在于一種超寬量程比物聯網超聲燃氣表它在全量程范圍內，在誤差不大于±1%情況下量程比大于1:1000，最高可以達到1:1500。

4.本發明的特征在于有一個矩形氣道，這個矩形氣道長寬比大于8: 1，進氣口橫截面高度寬度比大于2: 1，這個矩形氣道是氣體流量計量的關鍵，這個矩形氣道集換能器、整流片于一體，這個矩形氣道的尺寸解決了氣體流體整流難的問題以及解決了壓損大的問題，實現了量程比1: 1500、全量程精度±1%。

5.本發明的特征在于氣道內的整流片，多片整流片之間的間距為1.1mm-4mm，當氣體流經矩形氣道時會產生紊流，流量變化時分流比會發生巨大變化，本發明的整流片調整到合適的間距，將紊流整流為層流，使得換能器發射和接收信號更準確，使得計量更準確，同時本發明也解決了流量變化時分流比發生巨大變化的問題。

6.本發明的特征在于超寬量程物聯網超聲波燃氣表的氣道安裝在一個大體積的金屬殼體內，它的特征在于金屬殼體體積和氣道體積比在30:1—100:1范圍內；當氣體直接進入金屬殼體中時，體積較大的殼體具有緩沖作用，避免氣流直接進入矩形氣道，影響量程比與計量精度；當金屬殼體積與氣道體積比較小時，無法保證全量程精度和量程比。

7.根椐權利要求6所述，本發明的特征還在于它的進氣口可設置一導流檔板,它的形狀可以是一平板，也可以是一個倒L形的檔板，用于將進氣口的燃氣氣流導向殼的底部，避免進氣口流進的燃氣直接進入氣道，而影響計量精度與量程比。

8.根據權利要求7所述本發明流體計量氣道的特征在于矩形進氣道的長寬比大于8:1，當流體計量氣道長寬小于這個比例時量程比難超過1:500，更難以達到1:1000。

9.根據權利要求8所述本發明的特征還在于，流體計量氣道矩型進氣口的高寬比為大于2:1，當高寬比小于此比例時量程比與精度難以保證。