[发明专利]一种水流量、水温检测方法及水流量传感器

说明书

本发明公开一种水流量、水温检测方法，通过设置两个超声波收发装置，根据超声波收发装置接收信号的时间差、传输距离及管体直径实时地将通过水流量传感器的水流量准确计算出来，完全消除水温变化对水流量检测的影响。另外，根据时间差、传输距离及管体直径可计算出当前水温下超声波传输速度，再根据超声波传输速度反推出当前水温，实现无需温度传感器检测水温的目的。本发明提供的水流量传感器，一对超声波收发装置安装在管体同一侧，之间的距离控制较稳定，不像其他非机械式水流量传感器，受传感器对角安装、夹角精度等因素影响较大，检测精度更高。

技术领域

本发明涉及热水器技术领域，尤其涉及一种热水器的水流量、水温检测方法及水流量传感器。

背景技术

目前，热水器已经广泛进入了普通家庭。在使用过程中，为确保用户的洗浴舒适性，需实时确保热水器的出水温度稳定。通常出水温度是由热水器的主控制器根据进水管中的水流量与水温控制燃气量的供给进行控制，即通过Q＝cmΔT来控制，其中c为水比热容，m为水质量，ΔT为温升。

现有的燃气热水器的主控制器大多通过机械式水流量传感器来获得水流量，主要由阀体、水流转子组件、霍尔元件等构成，当水流过转子组件时，磁性转子转动，且转速跟水流量成线性关系，霍尔元件反馈相应的脉冲信号给控制器，再由控制器判断水流量的大小，以调节控制比例阀的电流，进而控制燃气气量。为了快速实现出水水温的控制，一般还需要在水流量传感器安装温度传感器，起检测进水温度作用。

现有技术中，水流经进水管时会接触到水流量传感器中的磁性转子等部件，随着使用时间增加水流量传感器会产生水垢，这将导致水量检测产生较大误差，且缩短了水流量传感器的使用寿命。因此目前各大热水器及水阀厂致力于研究各种电磁、超声波、涡轮、光纤、差压等流量检测传感器，但对于热水器行业而言采用超声波法测量流量满足要求且成本可接受。其中一篇专利号为CN107131653A的中国发明专利公开燃气热水器的控制裝置、燃气热水器及其水流量的计算方法，它包括安装在阀体两侧的超声波传感器，与管壁的夹角均为45度，但在实际生产加工装配中，无法确保传感器绝对安装位置与角度，存在较大误差。另外现在水流量传感器阀体逐渐采用塑料件替代铜件，在环境温度较低时，存在很多阀体冻裂情况，目前有相关结构或专利可自动排水防冻，但其结构较复杂，一直未得以推广。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种水流量、水温检测准确方便的检测方法。

本发明的另一个目的在于提供一种安装使用方便，集水温检测、防冻功能于一体的水流量传感器。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种水流量、水温检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在水流上游、下游分别设置可互相收发信号的第一超声波收发装置和第二超声波收发装置；

2)测出超声波从第二超声波收发装置到达第一超声波收发装置的时间T1，测出超声波从第一超声波收发装置到达第二超声波收发装置的时间T2；

3)测出超声波从第一超声波收发装置到达第二超声波收发装置所走的路程L；

4)根据以下公式分别计算出超声波在水中传播的速度C及水流速度V，

5)根据以下公式计算出水流量其中，D代表水流管道的直径；

6)根据以下公式计算出水温T：C＝1448.9+3.68(T-10)-0.0279(T-10)²；当计算的水温T落在10-35℃外时，根据以下公式估算水温：C＝4.6(T-20)+1482.9。