器安裝口 5上方蓋有換能器蓋板9， 并用螺釘固定牢固；基表殼體1內(nèi)部底壁上正對第一換能器7和第二換能器8的位置分別 裝有金屬制成的第一反射柱10和第二反射柱11 ;計算處理器12通過螺紋連接安裝在基表 殼體1的計算處理器安裝口 6上，計算處理器12中的芯片經(jīng)過自愈式精度修正技術編程處 理，采用先進的TG840主控芯片和TDC-GP22時間芯片，TG840主控芯片以Cortex-M3為內(nèi) 核，具有運算處理功能，使整個計量裝置的性能得到提升，TDC-GP22具有雙精度模式45ps 或四精度模式22ps，實現(xiàn)高精度的時間測量；計算處理器12的程序中編入按照泰勒級數(shù)擬 合原理求得的瞬時流量的三階泰勒級數(shù)展開式，完成對瞬時流量的非線性修正；計算處理 器12的程序中編入對靜態(tài)時間差的歸零處理程序，以消除零點漂移；計算處理器12的程 序中編入峰峰值和最小取值法，消除氣泡和噪聲的信號干擾；計算處理器12上分別接有由 ptlOOO的鉑電阻絲制成的第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器14,第一溫度傳感器13和 第二溫度傳感器14的感溫端分別為第一銅接頭15和第二銅接頭16 ;第一換能器7和第二 換能器8通過連接線19分別與計算處理器12連接，計算處理器12上分別設有顯示屏17 和按鈕18,實現(xiàn)計量信息的顯示和調(diào)控。
[0011] 本實施例在使用時，先將基體殼體1安裝在供熱水回路的進水管的指定位置，使 進水從殼體進水口 2流入，通過基體殼體1后再從殼體出水口 3留出；將第一銅接頭15安 裝在進水管道上設定位置，將第二銅接頭16安裝在回水管道上設定位置；按下按鈕18,計 算處理器12指令第一換能器7和第二換能器8分別發(fā)出正向和反向超聲波信號，正向超聲 波信號經(jīng)第一反射柱10反射到第二反射柱11，再經(jīng)第二反射柱11反射到第二換能器8,第 二換能器8采集到信號后經(jīng)過連接線19傳遞給計算處理器12,反向超聲波信號經(jīng)第二反射 柱11反射到第一反射柱10,再經(jīng)第一反射柱10反射到第一換能器7,第一換能器7采集到 信號后經(jīng)過連接線19傳遞給計算處理器12,計算處理器12經(jīng)過運算得出正反向時間差， 進而運算得出瞬時流量；第一溫度傳感器13和第二溫度傳感器14分別感應進水管道和回 水管道的溫度并傳遞給計算處理器12,計算處理器12運算得出溫度差，再將瞬時流量和溫 度差代入設定的熱量計算公式進行運算得出熱量值并顯示在計算處理器12上的顯示屏17 上，實現(xiàn)熱量的精確計量和顯示。
[0012] 實施例2:
[0013] 本實施例分別對多個計量裝置進行穩(wěn)定性和重復性計量實驗，其具體內(nèi)容和步驟 為：
[0014] (1)取本實施例的產(chǎn)品6只，分別標識1#、2#、3#、4#、5#、6# ;根據(jù)JJG225-2001《熱 量表檢定規(guī)程》要求，在相同測試條件下，分別在3個流量點（2500、250、50L/h)下檢定換能 器更換前、更換后未標定靜態(tài)與更換后標定靜態(tài)三者的流量精度，測試數(shù)據(jù)結果如下：
[0015]
[0016] (2)取本實施例的產(chǎn)品和其他廠家生產(chǎn)的熱量表各3只，分別標識1#、2#、3#、4#、 5#和6# ;根據(jù)JJG225-2001《熱量表檢定規(guī)程》要求，在相同測試條件下，分別在3個流量 點（2500、250、50L/h)下檢定更換換能器前后的流量精度，實驗數(shù)據(jù)對比如下：
[0017]
[0018] (3)取本實施例的產(chǎn)品10只，分別標識1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#，在 (50 ± 5)°C水中，分別在2500、750、250和50L/h四個流量點連續(xù)對其實驗前后的流量進行 測量，實驗數(shù)據(jù)對比如下：
[0019] 實驗前測試數(shù)據(jù)：
[0020]
[0021] 實驗后測試數(shù)據(jù)：
[0022]
[0023] (3)取本實施例的產(chǎn)品10只，在水溫為（60±5) °C的測試條件下進行實驗，經(jīng)過 2~3個采暖季后對其進行精度檢測，測量精度仍符合國家二級表標準。
[0024] 分析上述實驗數(shù)據(jù)可得，更換換能器在本實施例產(chǎn)品使用中，在元部件電學參數(shù) 和物理參數(shù)發(fā)生變化的情況下，本實施例產(chǎn)品仍符合國家二級表標準，精度均在1 %以內(nèi)， 遠低于國家標準，且實驗前后精度數(shù)據(jù)一致，本實施例的產(chǎn)品具有較好的可靠性和穩(wěn)定性， 計量精度高，使用環(huán)境友好。
【主權項】
1. 一種自愈式精度修正超聲波熱能計量裝置，其特征在于其主體結構包括基表殼體、 殼體進水口、殼體出水口、第一換能器安裝口、第二換能器安裝口、計算處理器安裝口、第一 換能器、第二換能器、換能器蓋板、第一反射柱、第二反射柱、計算處理器、第一溫度傳感器、 第二溫度傳感器、第一銅接頭、第二銅接頭、顯示屏、按鈕和連接線；基表殼體為具有熱水流 通過的中空管腔式的殼體結構，基表殼體兩端部設有帶螺紋的殼體進水口和殼體出水口， 基表殼體上部分別設有第一換能器安裝口、第二換能器安裝口和計算處理器安裝口；第一 換能器和第二換能器分別安放在第一換能器安裝口和第二換能器安裝口內(nèi)，第一換能器安 裝口和第二換能器安裝口上方蓋有換能器蓋板，并用螺釘固定牢固；基表殼體內(nèi)部底壁上 正對第一換能器和第二換能器的位置分別裝有金屬制成的第一反射柱和第二反射柱；計算 處理器通過螺紋連接安裝在基表殼體的計算處理器安裝口上，計算處理器中的芯片經(jīng)過自 愈式精度修正技術編程處理，采用TG840主控芯片和TDC-GP22時間芯片；計算處理器的程 序中編入按照泰勒級數(shù)擬合原理求得的瞬時流量的三階泰勒級數(shù)展開式，完成對瞬時流量 的非線性修正；計算處理器的程序中編入對靜態(tài)時間差的歸零處理程序，以消除零點漂移； 計算處理器的程序中編入峰峰值和最小取值法，消除氣泡和噪聲的信號干擾；計算處理器 上分別接有由PtlOOO的鉑電阻絲制成的第一溫度傳感器和第二溫度傳感器，第一溫度傳 感器和第二溫度傳感器的感溫端分別為第一銅接頭和第二銅接頭；第一換能器和第二換能 器通過連接線分別與計算處理器連接，計算處理器上分別設有顯示屏和按鈕，實現(xiàn)計量信 息的顯示和調(diào)控。
【專利摘要】本發(fā)明屬于能量計量技術領域，涉及一種自愈式精度修正超聲波熱能計量裝置，主體結構為計算處理器通過螺紋連接安裝在基表殼體的計算處理器安裝口上，計算處理器中的芯片經(jīng)過自愈式精度修正技術編程處理，采用先進的TG840主控芯片和TDC-GP22時間芯片；計算處理器的程序中編入按照泰勒級數(shù)擬合原理求得的瞬時流量的三階泰勒級數(shù)展開式；計算處理器的程序中編入對靜態(tài)時間差的歸零處理程序；計算處理器的程序中編入峰峰值和最小取值法；有效消除電子電路物理不對稱、時間漂移、管道氣泡和現(xiàn)場噪聲等因素對計量精度的影響，整體結構簡單，時間測量精度高，外圍電路和工藝簡單。
【IPC分類】G01F1/66, G01K17/06
【公開號】CN105004449
【申請?zhí)枴緾N201510465925
【發(fā)明人】劉寶軍, 劉天昊, 張里勇
【申請人】劉寶軍
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月31日