[发明专利]一种超声水流量换能器综合性能试验装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于水表的超声换能器的技术领域，具体的讲是一种超声水流量换能器综合性能试验装置及其使用方法。

背景技术

基于时差法工作原理的超声流量计、超声水表、超声热量表等计量器具是供排水计量、供热计量以及工业过程水流量测量的重要检测仪表，它们的共同核心部件是超声水流量传感器中的超声换能器。随着国家节能减排和水资源最严格控制政策的发布和实施，该类计量仪表的重要性与日俱增。超声换能器的技术指标主要有实流条件下的传播时间、传播时间差、工作中心频率、输出幅值以及其长时间工作稳定性，耐气候、机械等环境特性等。

长期以来，超声水流量换能器由于缺乏实流条件下系统、有效的性能试验装置和方法，使该类换能器的性能特性与使用可靠性不能得到有效的识别、评价、筛选与配对，并会导致相关水流量计量仪表的性能特性和使用可靠性存在有一定的不确定性。目前通行做法仅能在非实流条件下对换能器的局部电性能指标进行试验，或通过装机后对仪表整机的实流性能试验来间接获得换能器的部分特性，其结果往往造成评价指标和试验方法的不科学、不系统、不可靠。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种具有在实流状态下进行超声水流量换能器动静态特性综合性能试验的超声水流量换能器综合性能试验装置，其评价指标和试验方法更加科学、系统、可靠。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种超声水流量换能器综合性能试验装置，其特征在于：包括封闭管路，所述封闭管路上设置有环境试验箱，所述封闭管路上还设置有水流实流模拟系统，所述环境试验箱内设置有环境模拟系统，换能器安装架，以及用于固定所述换能器安装架的测量台架，待测换能器放置于所述换能器安装架的两端，所述环境试验箱外设置有换能器性能测量装置，所述换能器性能测量装置分别连接在两个待测换能器上。

其中，封闭管路用于承载试验用水流体的循环流动，通常采用封闭的金属圆管材料，外部裹有保温材料；水流实流模拟系统用于模拟被测介质不同的流量和温度；换能器性能测量装置用于在不同环境影响参数和流体条件作用下，测量待测超声水流量换能器的各项性能指标、环境影响量及长时间工作稳定性。

本发明通过水流实流模拟系统和环境模拟系统来仿真换能器在真实流体状态和实际使用环境条件下的工作情况，使得本发明可以在实流状态下进行超声水流量换能器动静态特性综合性能试验，可使超声水流量换能器在没有装入传感器及仪表整机前就能识别其主要使用性能指标和预测其可靠性性，并将按主要特性指标对换能器进行分类和匹配。这样做可进一步提高水、热等超声计量仪表的性能指标、质量水平及生产效率，建立更加科学、系统、可靠的评价指标和试验方法。

作为优选，上述水流实流模拟系统包括连接于所述封闭管路上的水流体驱动装置，流量测量装置，流量稳定装置，流量调节装置，水温测量装置。

其中，水流体驱动装置用于提供流体在管道内流动的动力，通常由低噪声小型水泵或其他小型水泵、连接软水管、电器控制部分等组成；流量测量装置用于测量管路内流体的流量，可以采用各类电输出的流量计；流量稳定装置起到稳定管路内水流体流量的作用，通常由气液稳压机构等组成；流量调节装置起到调节管路内流体流量的作用，通常由电控阀或手控阀及电器控制部分等组成；水温测量装置起到测量水流实际温度的作用。

为了取得更好的技术效果，进一步的技术措施还包括：上述水温测量装置连接有水温设定与控制装置，所述水温设定与控制装置连接有设置于所述封闭管路内的升温装置和降温装置。

水温设定与控制装置起到设定封闭管路内水流体的温度及保持其恒定的作用。通过人为设定管路内水温，在水温设定与控制装置配合下使封闭管路内水流体的温度自动保持在设定温度。其中，升温装置与降温装置通常由电加热器和半导体制冷器等组成，水温设定与控制装置同时能显示设定温度和显示管路内实际水温。

进一步改进：上述水流体驱动装置上还设置有消振装置。消振装置的作用是：在水泵工作时，尽量减少对流体以及封闭管路等装置的振动影响，提高测量的可靠性。

作为优选，上述环境模拟系统包括温度测量与显示装置、湿度测量与显示装置、振动测量与显示装置以及时间测量与显示装置，所述温度测量与显示装置连接有温度设定与控制装置，所述湿度测量与显示装置连接有湿度设定与控制装置，所述振动测量与显示装置连接有振动量设定与控制装置。