用於超聲波流量計的抗水垢電路的製作方法
2023-06-06 16:31:16 1
用於超聲波流量計的抗水垢電路的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種用於超聲波流量計的抗水垢電路，包括超聲波換能器，超聲波換能器內設有壓電陶瓷晶片，壓電陶瓷晶片上設有第一引腳、第二引腳、第一開關模塊和第二開關模塊，在超聲波換能器處於測量時，所述第一開關模塊連通第一引腳與發射或接受脈衝的信號端，所述第二開關模塊連通第二引腳與地；在超聲波換能器處於空閒狀態時，所述第一開關模塊連通第一引腳與正電極。在工作狀態時，開關模塊連接信號端與地進行測量，在空閒狀態下，開關模塊可使晶片的引腳與正電極連接，這樣晶片的引腳或外殼就可用來形成正電場，因此也就無需再在管道內設置金屬電極，這樣可有效簡化電路結構，同時降低換能器的設計和製造成本。
【專利說明】用於超聲波流量計的抗水垢電路
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超聲波流量計，特別涉及一種用於超聲波流量計的抗水垢電路。【背景技術】
[0002]現有流量表和熱量表在實際工作中，流過的水質往往會硬度較高，因此流量表和熱量表的管段經過長期處於硬水環境中，漸漸會在管壁上形成水垢，水垢會隨著使用時間逐漸加厚，當水垢層厚到一定的程度就會對表的計量精度產生影響，尤其是熱量表，由於流過的水溫較高，而高溫會加速水垢的形成，因此發生精度變差的情況會更早。
[0003]通過正電場抑制及減緩水垢形成的方法是目前解決水垢問題的主要方法之一，其原理是通過在管道內部放置正電極，在管道內部形成正電場，通過通性相斥，從而抑制帶正電荷的鈣鎂離子析出並形成水垢。現有的此類解決方法需要在管道內部放置正電極，而正電極的放置方式通常為在管道內放置兩個金屬電極，分別靠近進水端和出水端，此金屬電極通過導線連至表頭內部，通過表頭內部的電路提供正電場。同時管道內部還會設置兩個超聲波換能器，用來測量管道內的順流逆流時差。由於需要增加一對金屬電極，因此採用此類方法的缺陷是會增加管道結構或換能器結構設計及製造的複雜度及成本。
【發明內容】
[0004]鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種可以使傳統的超聲流量計換能器也具備防水垢功能的電路，從而降低整體設計的複雜度及成本。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種用於超聲波流量計的抗水垢電路，包括設置在流體管道內的超聲波換能器，所述超聲波換能器內設有壓電陶瓷晶片，所述壓電陶瓷晶片上設有用於發射或接受脈衝信號的第一引腳、用於接地的第二引腳，其還包括第一開關模塊和第二開關模塊，在超聲波換能器處於測量時，所述第一開關模塊連通第一引腳與發射或接受脈衝的信號端，所述第二開關模塊連通第二引腳與地；在超聲波換能器處於空閒狀態時，所述第一開關模塊連通第一引腳與正電極。
[0006]優選地，在超聲波換能器處於空閒狀態時，所述第二開關模塊連通第二引腳與正電極。
[0007]優選地，所述第一開關模塊、第二開關模塊為電晶體或繼電器。
[0008]優選地，所述第一開關模塊、第二開關模塊還與一控制器連接，所述控制器用於控制所述第一開關模塊、第二開關模塊動作。
[0009]如上所述，本發明的用於超聲波流量計的抗水垢電路具有以下有益效果:該電路在電路板上直接設置兩個開關模塊，在工作狀態時，開關模塊連接信號端與地進行測量，在空閒狀態下，開關模塊可使晶片的引腳與正電極連接，這樣晶片的引腳或外殼就可用來形成正電場，因此也就無需再在管道內設置金屬電極，這樣可有效簡化電路結構，同時降低換能器的設計和製造成本。【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發明實施例的電路圖。
[0011]圖2為傳統超聲波流量計電路的測量流程圖。
[0012]圖3為本發明實施例的測量流程圖。
[0013]元件標號說明:
K1、第一開關模塊；K2、第二開關模塊；Ζ1、超聲波換能器；1、第一引腳；2、第二引腳；
3、控制器。
【具體實施方式】
[0014]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0015]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
[0016]如圖1所示，本發明提供一種用於超聲波流量計的抗水垢電路，其包括設置在流體管道內的超聲波換能器，在超聲波換能器的電路板上設有壓電陶瓷晶片Ζ1，壓電陶瓷晶片Zl上設有用於發射或接受脈衝信號的第一引腳I和用於接地的第二引腳2，通常在工作狀態下，第一引腳I與發射或接受脈衝的信號端連接，第二引腳2接地，這樣就可實現脈衝信號的輸入或輸出。
[0017]在本專利的電路板上還設有第一開關模塊Kl和第二開關模塊Κ2，第一開關模塊Κ1、第二開關模塊Κ2可採用電晶體或繼電器等器件構成。第一開關模塊Kl和第二開關模塊Κ2均為選擇開關，當該超聲波換能器處於測量狀態時，第一開關模塊Kl可使第一引腳I與發射或接受脈衝的信號端連通，第二開關模塊Κ2使第二引腳2與地連通，這樣就可實現脈衝信號的輸入或輸出。而當超聲波換能器處於空閒狀態時，第一開關模塊Kl連通第一引腳I與正電極，這樣第一引腳I就可產生正電場。為了防止有漏電流出現，同時也為了增強正電場，在超聲波換能器處於空閒狀態時，第二開關模塊Κ2可連通第二引腳2與正電極，這樣第一引腳1、第二引腳2都可用於產生正電場，與引腳連接的外殼也可產生正電場，因此也就無需再在管道內設置單獨的金屬電極。
[0018]為了便於對第一開關模塊Κ1、第二開關模塊Κ2的動作進行控制，可將第一開關模塊Κ1、第二開關模塊Κ2與控制器3連接，通過控制器3來控制第一開關模塊Κ1、第二開關模塊Κ2動作。該電路只需在原有電路的基礎上添加兩個開關模塊就可實現，可有效降低電路板的設計成本。
[0019]如圖2所示，為傳統超聲波流量計電路的測量流程圖，傳統電路在工作時，首先是上遊壓電晶片發射信號，下遊壓電晶片接收信號；然後是下遊壓電晶片發射信號，上遊壓電晶片接收信號；在信號發送完成後，壓電晶片進入空閒狀態上下遊信號端置於浮空狀態或接地。[0020]如圖3所示，該電路在工作時，首先會使第一開關模塊K1、第二開關模塊K2與信號端連接，帶測量完成後會使第一開關模塊Κ1、第二開關模塊Κ2與正電極連接，這樣第一引腳1、第二引腳2除了能作為引號輸入輸出埠外，還可形成正電場，這樣晶片的引腳或外殼就可用來形成正電場，因此也就無需再在管道內設置金屬電極，這樣可有效簡化電路結構，同時降低換能器的設計和製造成本。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0021]上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種用於超聲波流量計的抗水垢電路，包括設置在流體管道內的超聲波換能器，所述超聲波換能器內設有壓電陶瓷晶片，所述壓電陶瓷晶片上設有用於發射或接受脈衝信號的第一引腳、用於接地的第二引腳，其特徵在於:其還包括第一開關模塊和第二開關模塊，在超聲波換能器處於測量時，所述第一開關模塊連通第一引腳與發射或接受脈衝的信號端，所述第二開關模塊連通第二引腳與地；在超聲波換能器處於空閒狀態時，所述第一開關模塊連通第一引腳與正電極。
2.根據權利要求1所述的用於超聲波流量計的抗水垢電路，其特徵在於:在超聲波換能器處於空閒狀態時，所述第二開關模塊連通第二引腳與正電極。
3.根據權利要求1所述的用於超聲波流量計的抗水垢電路，其特徵在於:所述第一開關模塊、第二開關模塊為電晶體或繼電器。
4.根據權利要求1所述的用於超聲波流量計的抗水垢電路，其特徵在於:所述第一開關模塊、第二開關模塊還與一控制器連接，所述控制器用於控制所述第一開關模塊、第二開關模塊動作。
【文檔編號】G01F1/66GK104034376SQ201410301652
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】裴健, 徐新民 申請人:蘇州東劍智能科技有限公司