CN116202657B - 一种超声波热量表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波热量表，该超声波热量表包括积分器和与积分器卡接的流量管；流量管包括分别位于两端的进水段、出水段以及测量段；测量段两端部沿侧壁水平地贯穿设置有换能器安装孔，换能器安装孔对应面的测量段的外管壁设置有两个表托，两个表托附近的管腔内壁分别向表托处内陷形成第一反射片安装槽和第三反射片安装槽，凹陷处内壁至少形成一用于固定反射片的第一斜面，两个换能器安装孔之间的管段侧壁水平内陷形成第二反射片安装槽；测量段的超声波声道设置为W形。所述超声波热量表通过流量管的结构改进，不仅有效增大反射片的面积，避免反射片对流体流动产生影响，还不会引起流道压力损失的增大，提高了热量表的计量稳定性。

Description

一种超声波热量表

技术领域

本发明涉及热量表技术领域，尤其涉及一种超声波热量表。

背景技术

超声波热量表是通过超声波的方法测量流量及显示水流经热交换系统所释放或吸收热能量的仪表。其主要包括积算器、超声波流量管和温度传感器三个主要组成部分，超声波流量管中安装有超声波换能器，其热量表的工作原理：将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量计安装在流体入口或回流管上，流量计发出与流量成正比的脉冲信号，一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号，而计算仪采集来自流量和温度传感器的信号，利用计算公式算出热交换系统获得的热量。

目前，超声波热量表的流量管的结构主要参考热量表管体结构，其管体内的反射器主要是设置在流量段流道中央，这些反射器通过固定架安装在热量表管体流道内腔中，或者另设分体的缩径内管，将反射器固定在缩径内管的两端，后续该内管安装在热量表管体内腔中发挥作用。如图2所示，公开号为CN201707154U的专利公开了一种紧凑式智能型超声波热量表，其采用直通式对射结构，包括积分计算仪2和热量表壳体，热量表壳体设有测量铜管段3，在测量铜管段3的中部设有导流管4，所述导流管4与测量铜管段3的内壁之间设有支架6，支架6的两端设有反射片固定架8，所述反射片5装在固定架上。所述反射片相向设置，向两侧张开，反射片与导流管中心轴线的夹角为40～45°。又如公开号为CN208805242U的专利公开了一种超声波热量表和热量表用流量测量管，也是一种对射式结构，其流量测量管壁垂直设置第一反射柱和第二反射柱，延伸至管腔中。

可见，上述现有超声波热量表的流量管普遍因位于流道中的反射器阻碍流体流动，造成压损大，影响检测结果的精准度，还会因反射器附近形成扰流，使流场中产生大量涡旋，使超声波信号的不稳定。此外，由于流量管内腔空间受限，反射片的面积难以有效扩大，而在增大反射片面积时，又会引起流道压力损失的增大。因此，上述现有超声波热量表都存在压力损失大、超声波信号不稳定、检测精度不高等问题。

因此，现有技术还有待进一步发展。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种超声波热量表，其通过流量管的结构改进，在其表托处管壁设置内陷的反射片安装槽，并进行W型声程布置，不仅能有效增大反射片的面积，避免反射片对流体流动产生影响，还不会引起流道压力损失的增大，提高了热量表的计量稳定性和精确性。

为解决上述问题，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供一种超声波热量表，其包括积分器和与积分器连接的流量管，积分器的壳体通过一卡位结构与流量管进行可拆卸连接；积分器的上壳体和下壳体连接处安装有第一密封圈；流量管包括分别位于两端的进水段、出水段以及位于进水段和出水段之间的测量段；测量段两端部沿侧壁水平地贯穿设置有换能器安装孔，换能器安装孔对应面的测量段的外管壁设置有两个表托，两个表托附近的管腔内壁分别向表托处内陷形成第一反射片安装槽和第三反射片安装槽，凹陷处内壁至少形成一用于固定反射片的第一斜面，两个换能器安装孔之间的管段侧壁水平内陷形成第二反射片安装槽；测量段的超声波声道设置为W形；在第一反射片安装槽和第三反射片安装槽的斜面上分别安装有第一反射片和第三反射片，在第二反射片安装槽上安装有第二反射片；换能器安装孔中安装有超声波换能器。

优选地，所述超声波热量表中，进水段和出水段的横截面为圆形，测量段为缩径设置，测量段的横截面为矩形，矩形内径的长边长度小于进水段和出水段内径；具有矩形横截面的测量段的短边宽度小于换能器安装孔内端口的直径。

优选地，所述超声波热量表中，第一反射片安装槽和第三反射片安装槽位于矩形横截面的测量段的窄面。

优选地，所述超声波热量表中，进水段和/或出水段分别与缩径测量段的连接处分别设置有圆滑过渡段。

优选地，所述超声波热量表中，所述超声波水表的管段为塑料材质，整体为一体成型结构。

优选地，所述超声波热量表中，第一反射片安装槽和第三反射片安装槽的截面呈V形结构，第一反射片安装槽和第三反射片安装槽的槽内最深处位于表托内壁中。

优选地，所述超声波热量表中，流量管外部设置有管段固定座，所述卡位结构由积分器壳体底部设置的插槽以及相卡接的管段固定座组成，管段固定座上设置与插槽进行插接配合的插接块，插接块朝向插槽的外侧面设置有弹性卡扣，弹性卡扣上设置卡突，插槽的底壁设置有与卡突进行卡接的卡槽；插接块和插槽安装到位时，卡突卡入卡槽。

优选地，所述超声波热量表中，弹性卡扣为片状结构，所述弹性卡扣与相连接的插接块对应面位于同一平面且为一体式结构，弹性卡扣的其他侧边与插接块相邻处之间相分离，突位于弹性卡扣远离连接部的弹性端上。

优选地，所述弹性卡扣的数量设置为一个，位于插接块的中部位置。

优选地，所述超声波热量表中，所述超声波热量表的积分器壳体内还设置有电路板，电路板上安装有信号灯，信号灯外密封罩设有红外按键导光结构，信号灯包括相邻设置的红外信号发射灯和红外信号接收灯；所述红外按键导光结构为罩体结构，其内腔被一分隔壁划分为相邻的信号发射腔和信号接受腔，两腔室的侧壁设置为斜面，且各腔室四个侧壁内表面设置为镜面，两腔室的顶壁设置为透明；信号发射腔和信号接受腔被电路板围合成封闭腔室，红外信号发射灯被封装在信号发射腔，红外信号接收灯被封装在信号接受腔内。

优选地，红外按键导光结构为一体成型，材料采用透明塑料或透明玻璃。

优选地，两腔室侧壁表面通过抛光形成镜面；或者两腔室侧壁表面附有镜面涂层；分隔壁两侧面倾斜角度大于导光结构内腔其他侧面的倾斜度。

优选地，所述超声波热量表中，下壳体边缘设置有第一密封圈安装槽，第一密封圈安装在第一密封圈安装槽中，上壳体底面向下延伸出与第一密封圈卡接的卡接部；所述第一密封圈的横截面为U形，第一密封圈主体包括底部和连接在底部两侧的连接臂，第一密封圈底部外壁向外延伸形成至少一条底部突起筋；两连接臂上沿侧壁外侧设置外侧突起筋，沿其侧壁内侧设置内侧突起筋。

可选地，每一连接臂侧壁上的外部突起筋的数量为两组且上下相互平行设置；位于同一侧壁上的内部突起筋对应的设置为两组，内部突起筋和外部突起筋对应设置；底部突起筋为一条，突起筋的横截面为半圆形或锥形。

优选地，所述超声波热量表中，积分器壳体底部设置传感器安装槽，传感器安装槽内安装有湿度传感器，传感器安装槽底壁和/或侧壁设置连通外界的连通槽，传感器安装槽顶部设有密封塞，密封塞中设置有供湿度传感器顶部的插针贯穿的插孔；密封塞顶部注有灌封胶；壳体内电路板上设置与湿度传感器进行电连接的温湿度检测模块，电路板上的控制模块与温湿度检测模块进行控制连接。

可选地，密封塞的底面设置用于与湿度传感器顶部卡接的定位卡槽；

可选地，密封塞的顶面凹陷形成沉槽，插孔位于沉槽中。

可选地，所述连通槽为条形槽，从传感器安装槽的底壁延伸至其侧壁，数量为至少一条；连通槽避开湿度传感器设置；或者连通槽为均匀分布在传感器安装槽的底壁和侧壁的多个槽孔。

优选地，传感器安装槽的内侧壁向内对称延伸出用于支撑密封塞底部的支撑柱。

优选地，安装在支撑柱上的密封塞顶面与传感器安装槽的槽口之间形成用于填充灌封胶的灌封腔。

本发明提供的超声波热量表具有以下有益效果：

1、所述超声波热量表的流量管结构简单，安装便利，采用W型声程布置，充分利用了表托结构巧妙地设置反射片安装槽，不仅能有效增大反射片的面积，并且同时不需要额外增厚管段管壁，降低了热量表管段的制造成本；此外，内嵌到表托内壁中的反射片也几乎不对流体流动产生任何影响，使流体压力损失小，提高计量稳定性；其采用矩形截面的缩颈测量段，不仅能够将超声波面积覆盖率提高至100％，能够加载管段内所有流动信息，而且显著增大该区域的流速，提高飞行时差。

此外，相对于现有常规水表反射片设置在缩颈管外部，加载流速信息时既有缩颈管内的流速信息，又有部分缩颈管外部的流速信息，存在具有突变面积的问题，本申请的水管管段将超声波所经路径均设置在缩颈管内部，达到无突变面积，提高流动稳定性的效果，还可大幅度地增大飞行时差，提高计量精度。

2、所述热量表通过下壳体上带有连通槽的传感器安装槽内的湿度传感器和密封塞的相互配合，实现热量表和温湿度检测装置的一体化设置；连通槽使传感器安装槽内腔与外界环境连通，使连通槽内安装的湿度传感器能实时准确的检测环境的温湿度变化；而连通槽顶部安装的密封塞及灌封填充将与外界连通的槽内空间与壳体内腔进行隔绝，使壳体内腔保持其密封性，避免外界环境对其零件的影响。所述热量表可实时检测热量表安装环境的温湿度值，并在显示器上进行显示，当温湿度值超过预警设定值时，会发出报警信号并上传服务器。工作人员可根据上传的报警信息，即使通知维修人员进行安装环境的查看，对热量表进行检修或更换，避免因恶劣环境导致的仪表损坏和其他经济损失。

3、所述热量表中设置的红外按键导光结构，不仅克服灌胶后防水灌封胶对红外灯光路的影响问题，实现了红外灯在灌胶环境中的红外按键功能，使红外按键功能在复杂环境下得以应用，保证按键的灵敏度和精度；并且还消除两信号灯之间低位窜光产生的信号干扰，提高红外按键的灵敏度和准确度。

4、所述热量表中设置的卡位结构设计巧妙，通过弹性卡扣上的卡突和卡槽的配合实现对管段固定座和插槽之间可拆卸卡接的锁定，保证连接稳定，避免安装不牢固导致的松脱；所述热量表卡位结构在安装到位后有明显的卡顿和清晰的声音上的提示，解决安装不到位问题；所述热量表卡位结构尺寸加工要求较低，可有效避免现有加工要求高的卡接结构存在的两个卡接件因尺寸偏差导致的卡接过紧难安装或卡接过松晃动的问题。

5、所述密封圈结构简单，通过采用分别位于底部和连接臂侧壁上的多条半圆形凸起筋的多道线密封，取代传统的面密封或其他密封方式，不仅可有效减小上下壳体之间的反弹力，并且仅需较小的锁紧力就可保证壳体的密封连接。

附图说明

图1为现有的超声波热量表的结构示意图；

图2为超声波热量表的整体结构示意图；

图3为超声波热量表的结构爆炸示意图；

图4为流量管管体的剖面结构示意图；

图5为热量表流量管的左视图；

图6为热量表流量管的A-A平面剖视图；

图7为热量表流量管的A-A立体剖视图；

图8(1)为热量表流量管的俯视图；图8(2)为流量管的前视图；

图9为图8的流量管的B-B剖视图；图9A和图9B为不同方向的视图；

图10为图8的超声波热量表的C-C剖视图；

图11为去除上壳体的热量表积分器内部立体结构示意图；

图12为去除上壳体的热量表积分器横截面结构示意图；

图13为图12的D处结构放大示意图；

图14(1)为湿度传感器和密封塞的组装示意图；图14(2)为湿度传感器和密封塞结构爆炸示意图；

图15为热量表下壳体传感器安装槽的俯视结构示意图；

图16为卡位结构的积分器壳体的平面结构示意图；

图17为卡位结构的积分器壳体的立体结构示意图；

图18为卡位结构的管段固定座的平面结构示意图；

图19为卡位结构的管段固定座的立体结构示意图；

图20为管段固定座的侧视结构示意图；

图21为一种实施方式中的安装状态下的卡位结构的剖面结构示意图；

图22为红外按键导光结构的立体结构示意图；

图23为红外按键导光结构的俯视结构示意图；

图24为红外按键导光结构的A-A剖面结构示意图；

图25为热量表红外按键模块的剖面结构示意图；图中虚线表示红外光路示意图；

图26为第一密封圈的立体结构示意图；

图27为第一密封圈的C处结构放大示意图；

图28为第一密封圈的横截面示意图；

图29为热量表的剖面结构示意图；

图30为图29的A处结构放大示意图；

其中，附图标记说明如下：

进水段L11、出水段L12、测量段L13、换能器安装孔L14、表托L15、第一斜面L15a、第二斜面L15b、圆滑过渡段L16、螺纹L17；第一反射片安装槽L151、第二反射片安装槽L152、第三反射片安装槽L153；超声波换能器L2、第一反射片L3、第二反射片L4、第三反射片L5、换能器安装座L6、压板L7、第一密封圈L8；

壳体1、上壳体1A、下壳体1B、传感器安装槽16、连通槽161、支撑柱162、灌封腔163；湿度传感器62、插针621、密封塞61、沉槽611、插孔612；插槽11、卡槽12、限位部13、滑槽14、插槽开口15；密封圈M1、底部M11、连接臂M12、底部突起筋M111、外侧突起筋M121、内侧突起筋M122、内连接臂M12a、外连接臂M12b、密封圈安装槽17；管段固定座2、插接块21、弹性卡扣211、卡突211a、插接片212、侧连接部213、辅助支撑柱22；红外按键导光结构3、信号发射腔31、信号接受腔32、分隔壁33、电路板4、红外信号发射灯41、红外信号接收灯42；02流量管、超声波换能器03、压片04、透明视窗5电池7、显示屏8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的指示的方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明提供一种超声波热量表，如图2所示，其包括积分器(通常称为表体)、连接在积分器上的用于检测管体流量的流量管02和与积分器进行电连接的温度传感器(附图未示出)。积分器壳体1包括相互卡接的上壳体和下壳体。积分器壳体1内安装有各种零部件。其工作原理为：将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上，流量管安装在流体入口或回流管上，积分器内的电路板采集来自流量管的流量信号和来自温度传感器的信号，利用计算公式算出热交换系统获得的热量。

以下通过各个实施例对各组件进行说明。

实施例1

如图2-3所示，本实施例提供一种超声波热量表，该超声波热量表积分器壳体通过一卡位结构与流量管02进行可拆卸连接；积分器的上壳体1A和下壳体1B连接处安装有密封圈M1。

如图4所示，该流量管的两端分别设置有内腔横截面为圆形的进水段L11和出水段L12，进水段和出水段之间设置有横截面为矩形的测量段L13。

为了最大程度的降低测流段内各结构对流体的影响，进行如下设置：

换能器安装孔L14是测量段侧壁内水平凹陷而成。流量管外壁向外突起形成用于支撑流量管的两个表托L15，第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153是测量段内壁向对应的表托处凹陷而成，各凹陷处内壁至少形成一用于固定反射片的第一斜面L15a，第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153的第一斜面相对设置。在第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153的斜面上分别安装有第一反射片L3和第三反射片L5，在第二反射片安装槽L152上安装有第二反射片L4；换能器安装孔中安装有超声波换能器L2。

所述第一斜面完全覆盖反射片，这样保证反射片完全嵌入第一反射片安装槽和第三反射片安装槽中，反射片不会因部分暴露在流道中导致其对流道中的流体流动有所干扰。

第二反射片安装槽L152是流量管侧壁水平内陷而成，第二反射片安装槽L152的规格与待安装的反射片的规格一致，确保安装后的反射片完全嵌入管壁内，不会对流道内流体造成扰流。

优选地，反射片覆盖整个第一斜面，这样设置使第一斜面的宽度最大化，最大程度的扩大安装其上的反射片的面积。优选地，所述第一斜面与流量管内壁的倾斜角范围为50°～75°。

优选地，所述反射片采用不锈钢304，反射片与上述第一斜面的固定方式为粘接或热熔。

上述三种反射片安装槽都是测量段内壁内陷而成，不仅便于容纳对应的反射片，使反射片嵌入到流量管内壁中，达到几乎不对流体流动产生影响，最大程度的降低反射片对流体的干扰，使超声波信号保持较为稳定。

将第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153设置为向表托内壁凹陷，不仅能最大程度地增大反射片的面积，并且同时不需要额外增厚流量管管壁，降低了水表流量管的制造成本。

进一步地，进水段L11和出水段L12的横截面为圆形，测量段L13为缩径设置，测量段L13的横截面为矩形，其矩形横截面的长边宽度小于进水段和出水段内径，达到缩径效果；该缩径设置可有效提高测量段的流体流速，从而提高飞行时差，且矩形横截面还具有以下优点：首先，采用W型声道时，在横截面积相同的情况下(缩颈横截面积越大，计量精度越低)，矩形流道产生的声程远高于圆形流道，能够有效提高计量精度；其次，采用矩形横截面缩径时换能器的超声波覆盖率高于圆形截面缩径的覆盖率，更利于计量精度的提高；而大幅度的缩小圆形缩径截面的尺寸虽然可以提高其超声波覆盖率，但会造成压损的增大。因此，本申请在圆形流道内设置缩径的矩形截面测量段，具有的超声波覆盖率高、声程大且压损小的优点。

测量段的两端的同侧侧壁贯穿设置有换能器安装孔L14，所述换能器安装孔为台阶孔，其规格与超声波换能器的形状相匹配。

换能器安装孔对应面的流量管内壁分别设置有第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153，两个换能器安装孔L14之间的流量管内壁设置有第二反射片安装槽L152，测量段的超声波声道设置为W形，该流量管在水表中的工作原理图见图6。

本实施例中，第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153位于矩形横截面的测量段的窄面短边。第二反射片安装槽L151位于测量段的矩形横截面的另一侧短边上。这种设置更利于提高飞行时差，提高水表的检测精度。

如图10所示，测量段的矩形横截面的短边宽度小于待安装超声波换能器的直径。这样设置使反射片覆盖率提高至100％，保证完全反应流道流动信息。

本实施例中，进一步的，所述凹陷(即第一/第二反射片安装槽)的第一斜面对应的另一侧内壁设置为第二斜面L15b，斜面的设置避免扰流的形成；第二斜面与相邻的流量管水平内壁的夹角为50～75°。优选地，第二斜面设置为与被第一斜面反射的超声波传播方向相平行。这样有效避免其对反射的超声波造成任何阻碍。

基于此设计，如图4所示，第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153的截面呈V形结构；第一反射片安装槽L151和第三反射片安装槽L153的最深处位于表托内壁中。

为了降低所述水表流量管的加工成本及提高密封性，所述超声波水表的流量管整体为一体成型结构。优选地，流量管整体采用塑料材质。

其他实施例中，所述进水段L11、出水段L12和测量段L13为分体设置，三者进行固定连接，如螺接、卡接或粘接。

本实施例中，进水段和出水段的外壁设置螺纹L17，进水段和出水段分别通过螺纹与其他管体进行螺接，螺接处安装密封圈。其他实施例中，进水段和出水段也可采用其他可拆卸的连接方式与其他结构进行密封连接。

进一步地，进水段L11与缩径测量段的内壁连接处设置为倒圆角的圆滑过渡段L16，出水段L12与缩径测量段的内壁连接处也设置为圆滑过渡段。圆滑过渡段的设置可减小连接处的流动压力损失，也避免产生紊流。

所述第一反射片、第二反射片和第三反射片优先采用不锈钢材质(如不锈钢304)，该材料易见，防锈性能好，反射面易加工成镜面形式。

为了便于超声波换能器与换能器安装孔L14内壁之间的密封连接，换能器安装孔处的流量管外壁水平延伸形成换能器安装座L6，换能器安装孔L14贯穿换能器安装座和流量管内壁。

本实施例中，换能器安装座外侧固定连接有压板L7。本实施例中，所述压板上设有多个对称分布的螺孔，压板L7与换能器安装座L6之间通过螺钉进行固定连接。连接在换能器安装座上的压板将超声波换能器固定在换能器安装孔中，不仅保证超声波换能器位置稳定。所述压板上设有供换能器的引线穿过的穿线孔L71；超声波换能器L2与换能器安装孔L14内壁之间安装有密封圈L8，在压板的配合下，确保换能器安装孔处的密封性。

安装时，将超声波换能器和换能器安装孔L14之间夹设第二密封圈L8，在超声波换能器外侧安装与换能器安装座L6固定连接的压板L7，通过压板L7对超声波换能器底部的密封圈施加压力，保证超声波换能器与换能器安装孔L14内壁的密封性，避免漏水问题。

本实施例中，所述换能器安装座与管段为一体结构；其他实施例中，所述换能器安装座与管段为密封式固定连接。

通过对本实施例的超声波热量表的流量管进行流体动力学仿真测试，发现，第一反射片和第三反射片嵌入缩颈管的表托所处管壁凹槽内，凹槽内为流体死区，几乎无流体流动，对缩颈管内的流体流动不产生扰动效果；缩颈管内流体皆为水平方向流动，呈现出无径向扰流。上述结果说明，本申请提供的流量管的反射片设置巧妙，几乎不对流体流动产生影响，不造成扰流。

此外，申请人设置对照水表模型(该模型将两反射片设置在缩径管外侧，其他设置与本申请相同，水表管段内缩径横截面也采用矩形)，与该对照模型相比，本申请的超声波热量表的计量精度提高了3％左右。

实施例2

由于现有超声波热量表主要是采集待管体内载热流体的温度变化，并未同时采集所在环境的湿度和温度条件，难以及时了解工作环境的剧烈变化，无法及时或提前进行热量表的维修或更换。

在实施例1的基础上，为了使热量表监测环境中的湿度变化，本实施例的超声波热量表进行如下结构改进：

如图所11～15示，本实施例的热量表积分器的下壳体1B设置传感器安装槽16，传感器安装槽内安装有湿度传感器62，传感器安装槽底壁和/或侧壁设置连通外界的连通槽161，传感器安装槽顶部设有密封塞61，密封塞61中设置有供湿度传感器顶部的插针621贯穿的插孔612。工作时，通过向密封塞顶部填充灌封胶从而提高此处的密封性。本实施例中，温度传感器集成在电脑板上。其他实施例中，所述湿度传感器可被温湿度一体式传感器所替代，该方案也是在本申请的保护范围内。

所述连通槽16使传感器安装槽内腔与外界环境连通，使连通槽内安装的湿度传感器62能实时准确的检测环境的温湿度变化；而连通槽顶部安装的密封塞将与外界连通的槽内空间与壳体内腔进行隔绝，使壳体内腔保持其密封性，避免外界环境对其零件的影响。

同时壳体内电路板上设置与湿度传感器进行电连接的温湿度检测模块，电路板上的控制模块与温湿度检测模块、显示屏8进行控制连接。

为实现湿度传感器62与壳体电路板的控制连接，密封塞61中设置有供湿度传感器顶部的插针621贯穿的插孔612，穿过插孔的插针的上端与电路板进行控制连接。

为了对湿度传感器进行准确的定位，避免湿度传感器在工作过程中发生位置偏移，密封塞61的底面设置用于与湿度传感器顶部卡接的定位卡槽(图中未示出)。图14(1)为湿度传感器嵌入到密封塞的定位卡槽后的组装示意图。

本实施例中，如图13和图15所示，为了使密封塞快速准确地安装到位，传感器安装槽16的内侧壁向内对称延伸出用于支撑密封塞底部的支撑柱162。本实施例中，传感器安装槽16的四个侧壁分别对称设置等高的支撑柱162。其他实施例中，所述支撑柱的数量和位置可进行变化或调整，不限于本实施例。

如图14(2)所示，为了提高传感器安装槽处的密封性，密封塞61的顶面凹陷形成沉槽611，插孔612位于沉槽611中。所述沉槽便于后续灌胶过程中，使灌封胶更容易在插孔处聚集，保证插孔处的密封性，保证在灌封胶胶量最少的情况下也能在插孔处聚集发挥作用。

在上述基础上，进一步优选地，安装在支撑柱上的密封塞顶面与传感器安装槽的槽口之间形成用于填充灌封胶的灌封腔163。安装时，在将密封塞安装到位后，向其上方的灌封腔163(连同沉槽611)注入灌封胶，从而极大地提高此处的密封性，赋予热量表以较高的防护等级。

本实施例中，所述连通槽161为条形槽，从传感器安装槽16的底壁延伸至其侧壁，所述连通槽161数量为两条。优选地，连通槽避开湿度传感器进行设置，避免湿度传感器阻挡连通槽。其他实施例中，所述连通槽161可设置为均匀分布在传感器安装槽的底壁和/或侧壁的孔形槽，或间隔分布的其他形状的槽孔。

对应的，电路板上安装有与湿度传感器连接的温度检测模块和控制模块。

热量表检测环境温湿度的工作原理为：

电路板上集成的温湿度检测模块通过从湿度传感器上采集的温度检测数值进行湿度值测算，并在显示屏8(即数码管)进行显示。电路板上的控制模块将实时检测温湿度数值与预设的检测值上限值进行比较，若超过预设值，则发出报警指令，将其上传至上端服务器，提醒维修工人即使维修或更换，避免不必要的损失。

实施例3

如7所示，在实施例1的基础上，本实施例的超声波热量表的壳体内的电路板4还安装红外按键导光结构3，红外导光结构内安装有红外信号灯，红外信号灯与电路板进行电性连接。

如图22～25所示，红外按键导光结构3的主体为罩体结构，罩体内腔被一分隔壁33划分为相邻的信号发射腔31和信号接受腔32，两腔室的侧壁设置为斜面，且各腔室的四个侧壁内表面设置为镜面，两腔室的顶壁设置为透明。

如图25所示，所述红外信号灯包括相邻设置的红外信号发射灯41和红外信号接收灯42。通过将上述红外按键导光结构安装在电路板4上，从而导光结构的两个腔体被电路板围合成密封空间，使红外信号发射灯41被密封封装在信号发射腔31，红外信号接收灯42被密封封装在相邻的信号接受腔32，从而防止防水灌封胶进入两个腔体内影响两个信号灯的光路。红外按键导光结构正上方对应的上壳体1A上安装有透明视窗5。

工作原理为：红外信号发射灯41发出的信号主要透过信号发射腔31的顶壁并在透明视窗5外的遮挡物上发生反射，再通过信号接受腔32的顶壁后被红外信号接收灯所接收，从而实现红外按键功能。所述遮挡物为操作人为的手指，可通过手指触碰透明视窗外部即可触发上述红外按键，从而操作所述热量表。

该红外按键导光结构中，信号发射腔31和信号接受腔32的四个侧壁内表面设置为镜面的同时，两腔室的顶壁设置为透明，有效保证信号发射腔31中的信号仅从腔体顶壁上进行传输；两腔体的各四个侧壁内表面设置为镜面，可反射并阻挡发射到侧壁上的光信号，一方面避免其透过侧壁进入相邻腔体，防止两个信号灯之间低位窜光产生的信号干扰；另一方面，有助于通过侧壁的反射将信号发射腔31中的光信号聚集在腔体顶面进行传输，有助于提高灵敏度和准确度。

而红外按键导光结构具有一定高度，其主要用于光路传输的顶壁能保持在计量表壳体内灌封胶液面以上，确保灌封胶不会影响光路的正常传输，因此，这样设置的红外按键导光结构不仅克服防水灌封胶对红外灯光路的影响，实现了红外灯在灌胶环境中的红外按键功能，使红外按键功能在复杂环境下得以应用；还消除两信号灯之间低位窜光产生的信号干扰，提高红外按键的灵敏度和准确度。

两腔室的侧壁均设置为向内倾斜的斜面设置，这种设置可进一步提高侧壁的反光效果，进一步地降低侧壁上的窜光。由于实际加工过程中，由于技术水平的限制，导光结构的两腔室的侧壁难以实现绝对的镜面效果(如抛光加工得到的镜面效果有限)，依然有少部分光可从侧面进行透过，因此需要进行侧壁角度的优化。

优选地，分隔壁33两侧面倾斜角度大于导光结构两腔体其他侧面的倾斜度。由于影响窜光的主要是分隔壁，因此，进行如此设置后可进一步提高红外按键的灵敏度。

本实施例中，所述红外按键导光结构为一体成型，材料采用透明塑料。其他实施例中，所述红外按键导光结构采用透明玻璃。

具体地，为了实现前述导光结构的两腔体侧壁的镜面设置，本实施例中，导光结构的两腔室各侧壁表面通过常规抛光方法形成镜面，这种方式的加工成本低，适合批量应用。其他实施例中，导光结构的两腔室侧壁表面附有镜面涂层，镜面涂层采用现有的涂料。这种镜面设置的成本较高。

本实施例中，所述红外按键导光结构的信号发射腔31和信号接受腔32采用四棱柱形。其他实施方式中，信号发射腔31和信号接受腔32可采用棱锥型或圆台形等形状。

主体外侧对称设置有用于连接信号灯所处的电路板4上插孔的卡接部34。本实施例中，导光结构主体左右两侧底部分别对称设置一个卡接部34，卡接部为下端呈楔形的卡舌结构，具有一定的形变回复力。通过卡接部和插孔的卡接实现导光结构与电路板的稳定连接，保证导光结构的两腔体的密封性。

其他实施例中，卡接部的位置和数量可进行调整和变化，卡接部可采用其他现有卡接结构，不限于本实施例1的附图中的形状。

优选地，本实施例中，所述红外信号发射灯41和红外信号接收灯42采用的是贴片LED红外灯，贴片红外灯不仅体积小巧，并且安装简单便捷，配合红外按键导光结构，可实现自动化量产，在提高防护等级的同时也极大提高热量表按键的生产效率。

如图25所示，壳体内灌装有防水灌封胶01，红外按键导光结构的高度高于热量表壳体内防水灌封胶01的厚度，使红外按键导光结构的透光顶面位于防水灌封胶液面上方，这样设置确保防水灌封胶不会影响红外光路的正常工作。

实施例4

如图16～21所示，在实施例1或实施例2的基础上，本实施例的热量表还设置有卡位结构，该卡位结构包括位于积分器壳体1上的插槽11以及连接在流量管外侧的管段固定座2，通过管段固定座2和插槽11的插接实现积分器和流量管的可拆卸连接。

如图18～20所示，管段固定座2上设置与插槽11进行插接配合的插接块21，插接块21朝向插槽的外侧面设置有弹性卡扣211，弹性卡扣上设置卡突211a，插槽11的底壁设置有与卡突进行卡接的卡槽12。插接块21和插槽11安装到位时，卡突211a卡入卡槽12，从而实现对插接块和插槽的连接的锁定，同时伴随有明显的卡顿和声音提示，说明管段固定座2和插槽11安装到位。

本实施例中，所述弹性卡扣211的数量设置为一个，位于插接块21的中部位置。其他实施例中，所述弹性卡扣的数量也可设置为对称分布的两个或多个，这类变形方案也在本申请的保护范围内。

优选地，所述卡突为半球形突起、圆锥形突起结构、圆台形突起结构或其他类似形状。卡突211a的这种形状设置便于其在安装过程中流畅地卡入到卡槽12中；并且在足够的外拉作用下从卡槽中退出，实现积分器和热量表管段连接的可拆卸。

本实施例中，弹性卡扣211为片状结构，所述弹性卡扣与相连接的插接块21对应面位于同一平面且为一体式结构，弹性卡扣的其他侧边与插接块相邻处之间相分离，形成类U形缝隙，从而赋予弹性卡扣以一定的形变能力。可通过切割工艺从插接块外侧面切割得到所述弹性卡扣。

弹性卡扣的一端为与插接块相连的连接端，弹性卡扣远离连接端的一端为弹性端，弹性卡扣的上述结构使其弹性端在受到外部压力作用下远离原所述平面，发生形变，并在外力压力减小或消失后逐渐回复到原位置。所述卡突位于弹性卡扣远离连接部的弹性端上。

将管段固定座与积分器壳体进行装配过程中，管段固定座上的插接块上的弹性卡扣上的卡突与积分器壳体上的插槽因干涉受力，会带动弹性卡扣产生弹性变形，当卡突移动并嵌入到插槽的底壁的卡槽内时，弹性卡扣因受力变形状态恢复原状态，实现对管段固定座的锁紧，同时伴随着明显的卡顿和声音提示，使安装人员知晓装配到位。

优选地，本实施例中，插接块2包括位于顶面的插接片212和将插接片与管段固定座2进行连接的侧连接部213；插接片和侧部连接部之间围成空腔结构，便于弹性卡扣在受到外界压力作用时向空腔中移动。侧连接部与插接片的连接处与插接片边缘保留一定距离。

本实施例中，如图16～17所示，插槽11为沿积分器壳体1后侧壁向内凹陷而成，积分器壳体后侧壁向插槽方向水平延伸形成限位部13，限位部与插槽内壁之间围成滑槽14，插接片212的侧边(左右侧边和前侧边)与滑槽进行卡接；插槽开口15延伸至积分器壳体1的底面，便于插接片的安装。

如图20所示，插接片212与侧连接片213、管段固定座2之间形成辅助卡槽23。优选地，本实施例中，如图19和21所示，管段固定座2上插接块所在面上垂直设置有辅助支撑柱22；安装状态下，辅助支撑柱的外端抵靠积分器壳体表面，使积分器和热量表管段之间的可拆卸式连接更稳定，且不会影响两者拆装的便利性。本实施例中，两个辅助支撑柱对称的设置在插接块的两侧。其他实施例中，辅助支撑柱的数量和位置可根据需要进行变化和调整。

其他实施例中，限位部与对应位置的辅助卡槽的规格相匹配且刚好进行卡接配合。这种卡接方式的作用面大，连接更为牢固，但是存在拆除较为费力。

实施例5

如图26～30所示，在实施例1、实施例2或实施例3的基础上，本实施例的热量表设置的第一密封圈M1进行了结构改进，该第一密封圈M1用于安装在下壳体的第一密封圈安装槽17中进行使用，热量表上壳体2设置有卡接部21，所述卡接部21与第一密封圈内卡槽13进行密封卡接。

具体地，本实施例中，所述第一密封圈整体为矩形的闭环结构，其他实施例中，所述第一密封圈可整体设计为圆形结构。如图28所示，所述第一密封圈的横截面主体为U形，包括底部M11和连接在底部两侧的连接臂M12，连接臂分为外连接臂M12b和内连接臂M12a，两连接臂之间的凹陷形成用于卡接壳体的卡槽13。

底部外壁向外延伸形成至少一条底部突起筋M111。从横截面看，底部为U形横截面的底边，两连接臂为U形横截面的两侧边。在热量表上壳体和下壳体锁紧时通过压缩底部突起筋M111就可实现垂直方向的密封。

本实施例中，第一密封圈的底部突起筋M111为一条，位于第一密封圈底面中部位置；底部突起筋M111的横截面为半圆形。其他实施例中，底部突起筋M111可设置为相互平行的2条、3条或更多，其横截面形状还可以为三角形或半椭圆形等。

在此基础上，为了提高密封性能，本实施例中，所述侧部突起筋包括分布于第一密封圈两连接臂外侧的外侧突起筋M121和分布于第一密封圈两臂内侧的内侧突起筋M122。通过外侧突起筋M121可实现对第一密封圈外侧水路的密封，通过内侧突起筋M122可实现对第一密封圈内侧水路的密封；本实施例中，外侧突起筋M121和内侧突起筋M122设计为同一高度(即对称设置)，便于在U型侧壁受到挤压式，尽量只有凸起筋位置受力密封，减少受力面积。

本实施例中，每一连接臂侧壁上的外部突起筋121的数量为两组且上下相互平行设置；位于同一侧壁上的内部突起筋122对应的设置为两组，内部突起筋和外部突起筋对应设置。

基于上述设置，该第一密封圈应用在热量表的壳体上进行密封时，其主要受力点在5条突起筋位置，形成五条线密封，既可减小压缩时对上壳和下壳的反弹作用力，又可通过多道线密封有效保证密封效果。

其他实施例中，每一连接臂侧壁上的外部突起筋和内部凸起经的数量可统一设置为一组、三组或更多，不局限于本实施例的突起筋的具体数量的限制。

其他实施例中，为了降低加工成本，可仅在两连接臂的内侧壁对应设置一组或多组侧部突起筋；或者仅在两连接臂的外侧壁对应设置一组或多组侧部突起筋。侧部突起筋的横截面为半圆形、三角形或半椭圆形等。

本实施例中，所述底部突起筋和侧部突起筋沿所在壁面长度方向延伸成闭环结构，这样有效扩大第一密封圈的密封作用面积。其他实施例中，所述底部突起筋和侧部突起筋为多条间隔的分布在所在壁面。

可选地，基于内部结构之间的避让，所述第一密封圈安装槽17的内缘侧壁高于外缘侧壁(即内连接臂M12a高于外连接臂M12b)，第一密封圈的两连接臂的高度与相接触的第一密封圈安装槽侧壁同高。

本实施例中，所述第一密封圈通过与上壳体卡接部的卡接配合，多道不同角度位置的突起筋共同发挥作用，实现仅需要很小的锁紧力就可保证上壳体和下壳体之间的高效密封连接。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。上述实施例中的技术特征合理的组合形成的方案都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种超声波热量表，其特征在于，包括积分器和与积分器连接的流量管（02），积分器的壳体通过一卡位结构与流量管（02）进行可拆卸连接；积分器的上壳体（1A）和下壳体（1B）连接处安装有第一密封圈（M1）；流量管（02）包括分别位于两端的进水段（L11）、出水段（L12）以及位于进水段和出水段之间的测量段（L13）；测量段两端部沿侧壁水平地贯穿设置有换能器安装孔（L14），换能器安装孔对应面的测量段的外管壁设置有两个表托（L15），两个表托附近的管腔内壁分别向表托处内陷形成第一反射片安装槽（L151）和第三反射片安装槽（L153），凹陷处内壁至少形成一用于固定反射片的第一斜面（L15a），两个换能器安装孔之间的管段侧壁水平内陷形成第二反射片安装槽（L152）；测量段的超声波声道设置为W形；在第一反射片安装槽（L151）和第三反射片安装槽（L153）的斜面上分别安装有第一反射片（L3）和第三反射片（L5），在第二反射片安装槽（L152）上安装有第二反射片（L4）；换能器安装孔中安装有超声波换能器（L2）；

所述超声波热量表的积分器壳体内还设置有电路板（4），电路板上安装有信号灯，信号灯外密封罩设有红外按键导光结构，信号灯包括相邻设置的红外信号发射灯（41）和红外信号接收灯（42）；所述红外按键导光结构（3）为罩体结构，其内腔被一分隔壁（33）划分为相邻的信号发射腔（31）和信号接受腔（32），两腔室的侧壁设置为斜面，且各腔室四个侧壁内表面设置为镜面，两腔室的顶壁设置为透明；信号发射腔和信号接受腔被电路板围合成封闭腔室，红外信号发射灯（41）被封装在信号发射腔（31），红外信号接收灯（42）被封装在信号接受腔（32）内；

积分器壳体（1）底部设置传感器安装槽（16），传感器安装槽内安装有湿度传感器（62），传感器安装槽底壁和/或侧壁设置连通外界的连通槽（161），传感器安装槽顶部设有密封塞（61），密封塞（61）中设置有供湿度传感器顶部的插针（621）贯穿的插孔（612）；密封塞顶部注有灌封胶；壳体内电路板上设置与湿度传感器进行电连接的温湿度检测模块，电路板上的控制模块与温湿度检测模块进行控制连接。

2.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于，进水段（L11）和出水段（L12）的横截面为圆形，测量段为缩径设置，测量段的横截面为矩形，矩形内径的长边长度小于进水段和出水段内径；具有矩形横截面的测量段的短边宽度小于换能器安装孔内端口的直径。

3.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于，流量管外部设置有管段固定座（2），所述卡位结构由积分器壳体底部设置的插槽（11）以及相卡接的管段固定座组成，管段固定座上设置与插槽进行插接配合的插接块（21），插接块（21）朝向插槽的外侧面设置有弹性卡扣（211），弹性卡扣上设置卡突（211a），插槽的底壁设置有与卡突进行卡接的卡槽（12）；插接块和插槽（11）安装到位时，卡突卡入卡槽。

4.根据权利要求3所述的超声波热量表，其特征在于，弹性卡扣为片状结构，所述弹性卡扣与相连接的插接块对应面位于同一平面且为一体式结构，弹性卡扣的其他侧边与插接块相邻处之间相分离，卡突位于弹性卡扣远离连接部的弹性端上。

5.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于，红外按键导光结构为一体成型，材料采用透明塑料或透明玻璃。

6.根据权利要求5所述的超声波热量表，其特征在于，两腔室侧壁表面通过抛光形成镜面；或者两腔室侧壁表面附有镜面涂层；分隔壁（33）两侧面倾斜角度大于导光结构内腔其他侧面的倾斜度。

7.根据权利要求1所述的超声波热量表，其特征在于，下壳体边缘设置有第一密封圈安装槽（17），第一密封圈（M1）安装在第一密封圈安装槽（17）中，上壳体（1A）底面向下延伸出与第一密封圈卡接的卡接部；所述第一密封圈的横截面为U形，第一密封圈主体包括底部（M11）和连接在底部两侧的连接臂（M12），第一密封圈底部外壁向外延伸形成至少一条底部突起筋（M111）；两连接臂上沿侧壁外侧设置外侧突起筋（M121），沿其侧壁内侧设置内侧突起筋（M122）。

8.根据权利要求7所述的超声波热量表，其特征在于，每一连接臂侧壁上的外侧突起筋的数量为两组且上下相互平行设置；位于同一侧壁上的内侧突起筋对应的设置为两组，内侧突起筋和外侧突起筋对应设置；底部突起筋为一条，突起筋的横截面为半圆形或锥形。