超聲波水表及電子水表的特點

1、超聲水表和電磁水表的超聲水表和電磁水表的原理及其技術(shù)特點原理及其技術(shù)特點浙江省計量科學研究院浙江省計量科學研究院趙建亮趙建亮2015年6月電子水表的種類電子水表的種類按傳感原理分類按傳感原理分類機械傳感電子水表機械傳感電子水表超聲波水表超聲波水表電磁水表電磁水表射流水表射流水表科里奧列力式科里奧列力式其它其它超聲波水表超聲波水表什么是聲波什么是聲波?機械振動機械振動聲波是怎么傳播的？聲波是怎么傳播的？能在真空中能在真空中傳播嗎？傳播嗎？聲波的傳播速度是多少？聲波的傳播速度是多少？空氣中：大約空氣中：大約340m/s水中：大約水中：大約1500m/s超聲波水表超聲波水表什么是超聲波什么是超聲波?

2、人耳為什么聽不到超聲波？人耳為什么聽不到超聲波？超聲波水表超聲波水表為什么選擇超聲波為什么選擇超聲波?束射性好束射性好方向性好方向性好能量密度大能量密度大本底干擾小本底干擾小超聲波水表超聲波水表怎樣產(chǎn)生超聲波怎樣產(chǎn)生超聲波?利用壓電元件的利用壓電元件的壓力壓力 電壓電壓效應效應常用材料：壓電陶瓷常用材料：壓電陶瓷超聲換能器：材料、工藝、理論、設(shè)計、超聲換能器：材料、工藝、理論、設(shè)計、小型化小型化超聲波水表超聲波水表怎樣利用超聲波測量流量？怎樣利用超聲波測量流量？為什么順流而下與逆流而上的時間不同？為什么順流而下與逆流而上的時間不同？超聲波水表超聲波水表超聲波水表的測量原理超聲波水表的測量原理無

3、流動無流動t=0流動產(chǎn)生流動產(chǎn)生t超聲波水表超聲波水表超聲波水表的結(jié)構(gòu)超聲波水表的結(jié)構(gòu)測量管測量管換能器換能器計算器計算器四聲道超聲四聲道超聲超聲波水表超聲波水表超聲波水表的優(yōu)點超聲波水表的優(yōu)點低功耗全電子化設(shè)計，無機械運動部件低功耗全電子化設(shè)計，無機械運動部件能實現(xiàn)較寬的量程比（能實現(xiàn)較寬的量程比（R400以上）以上）高準確度設(shè)計（電子修正，優(yōu)于高準確度設(shè)計（電子修正，優(yōu)于1級）級）無阻流件設(shè)計（壓力損失?。o阻流件設(shè)計（壓力損失小）任意角度安裝任意角度安裝 雙向計量雙向計量超聲波水表超聲波水表超聲波水表的缺點超聲波水表的缺點對流場的敏感高對流場的敏感高跟蹤流量變化能力弱跟蹤流量變化能力弱低

4、功耗下外殼防護（低功耗下外殼防護（IP）設(shè)計難度高）設(shè)計難度高超聲波水表超聲波水表怎樣提高超聲波水表的性能？怎樣提高超聲波水表的性能？多聲道設(shè)計多聲道設(shè)計優(yōu)化流場數(shù)學模型優(yōu)化流場數(shù)學模型犧牲壓力損失優(yōu)點，入口加裝整流器犧牲壓力損失優(yōu)點，入口加裝整流器采用高精度的時間測量電路采用高精度的時間測量電路采用高可靠性和穩(wěn)定性的換能器采用高可靠性和穩(wěn)定性的換能器提高電池的續(xù)航能力提高電池的續(xù)航能力提高外殼防護能力提高外殼防護能力超聲波水表超聲波水表超聲波水表的前景超聲波水表的前景戶用表（小口徑）戶用表（小口徑）成本：劣勢成本：劣勢性價比：劣勢性價比：劣勢性能：無優(yōu)勢性能：無優(yōu)勢功能：無優(yōu)勢功能：無優(yōu)勢仍

5、然需要等待仍然需要等待市場的響應市場的響應超聲波水表超聲波水表超聲波水表的前景超聲波水表的前景工商業(yè)表（中大口徑）工商業(yè)表（中大口徑）成本：無優(yōu)勢成本：無優(yōu)勢性價比：高性價比：高性能：有優(yōu)勢性能：有優(yōu)勢功能：有優(yōu)勢功能：有優(yōu)勢環(huán)境適應性：弱環(huán)境適應性：弱市場接受度高市場接受度高改進劣勢改進劣勢規(guī)避劣勢使用規(guī)避劣勢使用電磁水表電磁水表電磁水表的結(jié)構(gòu)電磁水表的結(jié)構(gòu)電磁水表電磁水表工作原理工作原理法拉第電磁感應定律法拉第電磁感應定律e=KBDve感應電動勢感應電動勢K儀表常數(shù)儀表常數(shù)B磁感應強度磁感應強度D管道內(nèi)徑管道內(nèi)徑（導體長度）（導體長度）v流體流速流體流速（導體運動速度）（導體運動速度） 電

6、磁水表電磁水表電磁水表的技術(shù)關(guān)鍵電磁水表的技術(shù)關(guān)鍵傳感器設(shè)計和加工傳感器設(shè)計和加工線圈線圈導磁結(jié)構(gòu)導磁結(jié)構(gòu)密封工藝密封工藝轉(zhuǎn)換器設(shè)計轉(zhuǎn)換器設(shè)計低功耗低功耗勵磁勵磁信號處理：放大，濾波，采樣信號處理：放大，濾波，采樣數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理。電磁水表電磁水表電磁水表的優(yōu)點電磁水表的優(yōu)點全電子化設(shè)計，無機械運動部件全電子化設(shè)計，無機械運動部件線性度好，可實現(xiàn)高準確度設(shè)計（電子修正，線性度好，可實現(xiàn)高準確度設(shè)計（電子修正，優(yōu)于優(yōu)于1級）級）能實現(xiàn)很寬的量程比（能實現(xiàn)很寬的量程比（R800以上）以上）無阻流件（壓力損失?。o阻流件（壓力損失小）任意角度安裝任意角度安裝 雙向計量雙向計量流場敏感度不高（與超聲

7、水表比）流場敏感度不高（與超聲水表比）電磁水表電磁水表電磁水表的缺點電磁水表的缺點測量工作（勵磁）電流大，電池續(xù)航難測量工作（勵磁）電流大，電池續(xù)航難低功耗下外殼防護（低功耗下外殼防護（IP）設(shè)計難度高）設(shè)計難度高流量變化響應慢流量變化響應慢環(huán)境適應性弱，防電磁干擾能力弱（避環(huán)境適應性弱，防電磁干擾能力弱（避免安裝在變壓器、變電站的中心線接地免安裝在變壓器、變電站的中心線接地樁附近）樁附近）電磁水表電磁水表電磁水表應用前景電磁水表應用前景戶用表（小口徑）戶用表（小口徑）制造工藝復雜制造工藝復雜成本高成本高電池額定壽命低電池額定壽命低市場接受度低市場接受度低電磁水表電磁水表電磁水表應用前景電磁水

8、表應用前景工商業(yè)表（中大口徑）工商業(yè)表（中大口徑）技術(shù)含量：高技術(shù)含量：高制造工藝：復雜制造工藝：復雜成本：高成本：高性能：好性能：好功能：強功能：強電池額定壽命：低電池額定壽命：低環(huán)境適應能力：弱環(huán)境適應能力：弱市場接受度低市場接受度低電池續(xù)航能力電池續(xù)航能力是焦點問題是焦點問題電子類水表的共性問題電子類水表的共性問題環(huán)境適應性環(huán)境適應性外殼防護能力（低功耗條件下）外殼防護能力（低功耗條件下）電池的續(xù)航能力電池的續(xù)航能力超聲優(yōu)于電磁超聲優(yōu)于電磁工藝一致性工藝一致性批量生產(chǎn)批量生產(chǎn)電子修正電子修正電子類水表的共性問題電子類水表的共性問題可靠性可靠性元器件元器件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)材料材料工藝工藝校表方法和

9、設(shè)備校表方法和設(shè)備寬量程寬量程流量穩(wěn)定性流量穩(wěn)定性效率效率結(jié)論結(jié)論 電子類水表仍在起步階段，還有很長的路要走。電子類水表仍在起步階段，還有很長的路要走。 電子水表并不完全代表先進，機械水表也并不完電子水表并不完全代表先進，機械水表也并不完全落后，二者各有優(yōu)缺點，各有改進余地和發(fā)展全落后，二者各有優(yōu)缺點，各有改進余地和發(fā)展空間?？臻g。 當前戶用水表中機械水表或者帶電子裝置的機械當前戶用水表中機械水表或者帶電子裝置的機械水表仍然占領(lǐng)絕對性的主導，乃至今后很長一段水表仍然占領(lǐng)絕對性的主導，乃至今后很長一段時間。時間。 工商業(yè)水表中已經(jīng)為電子類水表打開了一條門，工商業(yè)水表中已經(jīng)為電子類水表打開了一條門，開始快速增長，前景看好。開始快速增長，前景看好。 用戶使用水表的理念仍有待進步。用戶使用水表的理念仍有待進步。感謝聆聽感謝聆聽浙江省計量科學研究院浙江省計量科學研究院趙建亮趙建亮2015年年6月月人有了知識，就會具備各種分析能力，明