机械水表测试用超声波计数传感器及其工作方法与流程

本发明涉及水表读数测试技术领域，具体涉及机械水表测试用超声波计数传感器及其工作方法。

背景技术：

目前机械水表测试读数主要有三种方式：

1、人工读数，

优点是：简单可靠。

缺点是：有人为误差，只能用启停法，测试时间长。

2、光电(激光)计数传感器

优点是：可采用换向器法或流量时间法。

缺点是：受湿式水表表盘气泡影响大，可靠性低。(我国现用水表绝大多数是湿式水表)

3、摄像采集，

优点是：没有人为误差。

缺点是：只能用启停法，测试时间长。如采用换向器法或流量时间法则对摄像系统的准确度溯源困难。

技术实现要素：

本发明实施例提供了机械水表测试用超声波计数传感器及其工作方法，通过设置固定夹具和计数组件，固定夹具便于将超声波计数传感器固定在水表处，且能适应不同型号的水表，通用性强，计数组件通过超声波发射换能器发出的超声波穿过水表中转动的水表叶片被超声波接收换能器接收，超声波接收换能器收到的信号中包含有水表叶片转动对超声波信号幅度的扰动，这种幅度扰动和经过的水表叶片相对应，将此信号进行数字处理分离出和经过水表叶片的叶片数成对应关系脉冲信号，控制器对脉冲信号进行分析得到精确的读数，解决了目前机械水表测试读数存在的人工读数有人为误差，只能用启停法，测试时间长；光电计数传感器受湿式水表表盘气泡影响大，可靠性低；摄像采集只能用启停法，测试时间长，如采用换向器法或流量时间法则对摄像系统的准确度溯源困难的问题。

鉴于上述问题，本发明提出的技术方案是：

机械水表测试用超声波计数传感器，包括：

水表，所述水表内部设置有水表叶片；

固定夹具，所述固定夹具包括第一夹片、第二夹片、第一齿条、第二齿条、调节器和尼龙扎带；

其中，所述第一夹片设置于所述水表的一侧，所述第一夹片的一侧开设有第一通槽，所述第二夹片设置于所述水表的另一侧，所述第二夹片的一侧开设有第二通槽，所述调节器设置于所述水表的底部，所述第一齿条的一端与所述第一夹片靠近所述第二夹片的一侧连接，所述第一齿条的另一端插接于所述调节器的一侧，所述第二齿条的一端与所述第二夹片靠近所述第一夹片的一侧连接，所述第二齿条的另一端插接于所述调节器的另一侧，所述调节器通过改变所述第一齿条和所述第二齿条插入所述调节器的深度用于改变所述第一夹片与所述第二夹片之间的间距，所述尼龙扎带分别插接于所述第一通槽和所述第二通槽的内部；

计数组件，所述计数组件包括超声波发射换能器、超声波接收换能器、固定夹片、固定杆、控制装置和电缆；

其中，所述超声波发射换能器设置于所述第一夹片远离所述水表的一侧，所述超声波接收换能器设置于所述第二夹片远离所述水表的一侧，所述固定夹片安装于所述水表的接头一侧，所述固定杆的一端与所述固定夹片的一侧固定连接，所述固定杆的另一端与所述控制装置的底部固定连接，所述控制装置通过所述电缆分别与所述超声波发射换能器和所述超声波接收换能器通信连接。

为了更好的实现本发明技术方案，还采用了如下技术措施。

进一步的，所述调节器包括调节座、调节杆、调节旋钮、第一螺杆和第二螺杆，所述调节座设置于所述水表的底部，所述调节座靠近所述第一夹片的一侧依次开设有第三通槽和第四通槽，所述调节座的底部开设有第一孔位，所述第三通槽的内壁一侧开设有第二孔位，所述第四通槽的内壁一侧开设有第三孔位，所述第一孔位与分别与所述第三通槽和所述第四通槽连通，所述调节杆设置于所述第一孔位的内部，所述调节旋钮安装于所述调节杆的一端，所述调节杆的另一端与所述第一孔位的内壁顶部转动连接，所述第一螺杆的外壁与所述第二孔位的内壁螺纹连接，所述第二螺杆的外壁与所述第三孔位的内壁螺纹连接。

进一步的，所述第一齿条插接于所述第三通槽的内部，所述第二齿条插接于所述第四通槽的内部，所述调节杆靠近所述第一齿条和所述第二齿条的一端表面开设有齿槽，该齿槽分别与所述第一齿条和所述第二齿条的齿槽啮合。

进一步的，所述第一螺杆靠近所述第一齿条的一端与所述第一齿条远离所述调节杆的一侧接触，所述第二螺杆靠近所述第二齿条的一端与所述第二齿条远离所述调节杆的一侧接触。

进一步的，所述控制装置包括控制盒、显示屏、第一按钮、第二按钮、指示灯和控制器，所述控制盒与所述固定杆的另一端固定连接，所述显示屏设置于所述控制盒的顶部一侧，所述第一按钮、所述第二按钮和所述指示灯依次设置于所述控制盒的顶部另一侧，所述控制器设置于所述控制盒的内部。

进一步的，所述控制器的信号输入端分别与所述第二按钮的信号输出端和所述超声波接收换能器的信号输出端通信连接，所述控制器的信号输出端分别与所述显示屏的信号输入端和所述超声波发射换能器的信号输入端通信连接。

进一步的，所述第一按钮用于连接断开超声波计数传感器的电源，所述指示灯用于显示超声波计数传感器的电源连接状态。

进一步的，所述尼龙扎带为可重复使用式扎带。

进一步的，所述超声波发射换能器和所述超声波接收换能器位于同一水平线上，所述超声波发射换能器和所述超声波接收换能器分别正对于所述水表叶片。

机械水表测试用超声波计数传感器的工作方法，包括以下步骤：

s1，安装，将尼龙扎带松开，从第一通槽和第二通槽中抽出，旋转调节旋钮，调节旋钮带动调节杆转动，调节杆分别与第一齿条和第二齿条啮合带动第一齿条和第二齿条分别在第三通槽和第四通槽中滑动，通过旋转调节旋钮调整第一齿条和第二齿条插入第三通槽和第四通槽中的深度，从而调整第一夹片和第二夹片之间的距离，使第一夹片和第二夹片与水表贴合，将尼龙扎带插入第一通槽和第二通槽的内部并收紧固定，将固定夹片卡接在水表的接头处；

s2，启动电源，按下第一按钮连通电源，指示灯连通电源后亮起；

s3，测试，按下第一按钮，第一按钮发送信号到控制器，控制器接收到信号后控制超声波发射换能器发送超声波到超声波接收换能器，超声波接收换能器接收到超声波后发送信号到控制器，控制器对输入的信号进行分析并得到水表的流量数据，并发送信号到显示屏，显示屏接收到信号后显示水表的流量数据。

相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：通过设置固定夹具和计数组件，固定夹具便于将超声波计数传感器固定在水表处，且能适应不同型号的水表，通用性强，计数组件通过超声波发射换能器发出的超声波穿过水表中转动的水表叶片被超声波接收换能器接收，超声波接收换能器收到的信号中包含有水表叶片转动对超声波信号幅度的扰动，这种幅度扰动和经过的水表叶片相对应，将此信号进行数字处理分离出和经过水表叶片的叶片数成对应关系脉冲信号，控制器对脉冲信号进行分析得到精确的读数，解决了目前机械水表测试读数存在的人工读数有人为误差，只能用启停法，测试时间长；光电计数传感器受湿式水表表盘气泡影响大，可靠性低；摄像采集只能用启停法，测试时间长，如采用换向器法或流量时间法则对摄像系统的准确度溯源困难的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例公开的机械水表测试用超声波计数传感器安装在水表上的一种视角立体结构示意图；

图2为本发明实施例公开的机械水表测试用超声波计数传感器安装在水表上的另一种视角立体结构示意图；

图3为本发明实施例公开的机械水表测试用超声波计数传感器安装在水表上的正视结构示意图；

图4为图3中a-a方向剖视结构图；

图5为图4中a处放大结构示意图；

图6为本发明实施例公开的机械水表测试用超声波计数传感器的俯视结构示意图；

图7为图6中a-a方向剖视结构图；

图8为图7中a处放大结构示意图；

图9为本发明实施例公开的机械水表测试用超声波计数传感器的通信框图；

图10为本发明实施例公开的机械水表测试用超声波计数传感器的工作方法流程示意图。

附图标记：100-水表；101-水表叶片；200-固定夹具；201-第一夹片；20101-第一通槽；202-第二夹片；20201-第二通槽；203-第一齿条；204-第二齿条；205-调节器；2051-调节座；205101-第三通槽；205102-第四通槽；205103-第一孔位；205104-第二孔位；205105-第三孔位；2052-调节杆；2053-调节旋钮；2054-第一螺杆；2055-第二螺杆；206-尼龙扎带；300-计数组件；301-超声波发射换能器；302-超声波接收换能器；303-固定夹片；304-固定杆；305-控制装置；30501-控制盒；30502-显示屏；30503-第一按钮；30504-第二按钮；30505-指示灯；30506-控制器；306-电缆。

具体实施例

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。

参照附图1-9所示，机械水表测试用超声波计数传感器，其包括水表1，水表1内部设置有水表叶片101，固定夹具200，固定夹具200包括第一夹片201、第二夹片202、第一齿条203、第二齿条204、调节器205和尼龙扎带206，第一夹片201设置于水表100的一侧，第一夹片201的一侧开设有第一通槽20101，第二夹片202设置于水表100的另一侧，在本实施例中限定第一夹片201和第二夹片202的材料为3cr13不锈钢，具有强度高，耐腐蚀性能好的优点，第二夹片202的一侧开设有第二通槽20201，调节器205设置于水表100的底部，第一齿条203的一端与第一夹片201靠近第二夹片202的一侧连接，第一齿条203的另一端插接于调节器205的一侧，第二齿条204的一端与第二夹片202靠近第一夹片201的一侧连接，第二齿条204的另一端插接于调节器205的另一侧，调节器205通过改变第一齿条203和第二齿条204插入调节器205的深度用于改变第一夹片201与第二夹片202之间的间距，在本实施例中限定第一齿条203和第二齿条204的材料为3cr13不锈钢，具有强度高，耐腐蚀性能好的优点，尼龙扎带206分别插接于第一通槽20101和第二通槽20201的内部，尼龙扎带206为可重复使用式扎带，计数组件300，计数组件300包括超声波发射换能器301、超声波接收换能器302、固定夹片303、固定杆304、控制装置305和电缆306，超声波发射换能器301设置于第一夹片201远离水表100的一侧，超声波接收换能器302设置于第二夹片202远离水表100的一侧，超声波发射换能器301和超声波接收换能器302位于同一水平线上，超声波发射换能器301和超声波接收换能器302分别正对于水表叶片101，固定夹片303安装于水表100的接头一侧，固定杆304的一端与固定夹片303的一侧固定连接，固定杆304的另一端与控制装置305的底部固定连接，控制装置305通过电缆306分别与超声波发射换能器301和超声波接收换能器302通信连接，控制装置305包括控制盒30501、显示屏30502、第一按钮30503、第二按钮30504、指示灯30505和控制器30506，控制盒30501与固定杆304的另一端固定连接，显示屏30502设置于控制盒30501的顶部一侧，第一按钮30503、第二按钮30504和指示灯30505依次设置于控制盒30501的顶部另一侧，控制器30506设置于控制盒30501的内部，控制器30506的信号输入端分别与第二按钮30504的信号输出端和超声波接收换能器302的信号输出端通信连接，控制器30506的信号输出端分别与显示屏30502的信号输入端和超声波发射换能器301的信号输入端通信连接，第一按钮30503用于连接断开超声波计数传感器的电源，指示灯30505用于显示超声波计数传感器的电源连接状态，通过设置固定夹具200和计数组件300，固定夹具200便于将超声波计数传感器固定在水表100处，固定夹具200能根据不同型号的水表100调节固定夹具200的大小，使超声波计数传感器能固定在水表100上，通用性强，计数组件300通过超声波发射换能器301发出的超声波穿过水表100中转动的水表叶片101被超声波接收换能器302接收，超声波接收换能器302收到的信号中包含有水表叶片101转动对超声波信号幅度的扰动，这种幅度扰动和经过的水表叶片101相对应，将此信号进行数字处理分离出和经过水表叶片101的叶片数成对应关系脉冲信号，控制器30506对脉冲信号进行分析得到精确的读数并通过显示屏30502显示，解决了目前机械水表测试读数存在的人工读数有人为误差，只能用启停法，测试时间长；光电计数传感器受湿式水表表盘气泡影响大，可靠性低；摄像采集只能用启停法，测试时间长，如采用换向器法或流量时间法则对摄像系统的准确度溯源困难的问题。

作为一种优选的实施例，按下第一按钮30503连通电源，指示灯30505连通电源后亮起，按下第一按钮30503，第一按钮30503发送信号到控制器30506，控制器30506接收到信号后控制超声波发射换能器301发送超声波，超声波发射换能器301发送的超声波穿过水表100中转动的水表叶片101，水表叶片101转动对超声波信号幅度的扰动，这种幅度扰动和经过的水表叶片101相对应，超声波接收换能器302接收到超声波后，将此信号进行数字处理分离出和经过水表叶片101的叶片数成对应关系脉冲信号并发送到控制器30506，控制器30506对输入的信号进行分析并得到水表100的流量数据，并发送信号到显示屏30502，显示屏30502接收到信号后显示水表100的流量数据，解决了目前机械水表测试读数存在的人工读数有人为误差，只能用启停法，测试时间长；光电计数传感器受湿式水表表盘气泡影响大，可靠性低；摄像采集只能用启停法，测试时间长，如采用换向器法或流量时间法则对摄像系统的准确度溯源困难的问题。

本发明实施例还通过以下技术方案进行实现。

参照附图1-8所示，在本发明实施例中，调节器205包括调节座2051、调节杆2052、调节旋钮2053、第一螺杆2054和第二螺杆2055，调节座2051设置于水表100的底部，调节座2051靠近第一夹片201的一侧依次开设有第三通槽205101和第四通槽205102，调节座2051的底部开设有第一孔位205103，第三通槽205101的内壁一侧开设有第二孔位205104，第四通槽205102的内壁一侧开设有第三孔位205105，第一孔位205103与分别与第三通槽205101和第四通槽205102连通，调节杆2052设置于第一孔位205103的内部，调节旋钮2053安装于调节杆2052的一端，调节杆2052的另一端与第一孔位205103的内壁顶部转动连接，第一螺杆2054的外壁与第二孔位205104的内壁螺纹连接，第二螺杆2055的外壁与第三孔位205105的内壁螺纹连接，第一齿条203插接于第三通槽205101的内部，第二齿条204插接于第四通槽205102的内部，调节杆2052靠近第一齿条203和第二齿条204的一端表面开设有齿槽，该齿槽分别与第一齿条203和第二齿条204的齿槽啮合，第一螺杆2054靠近第一齿条203的一端与第一齿条203远离调节杆2052的一侧接触，第二螺杆2055靠近第二齿条204的一端与第二齿条204远离调节杆2052的一侧接触。

作为一种优选的实施例，调节第一夹片201与第二夹片202之间的间距用于适应不同型号的水表100时，转动第一螺杆2054，第一螺杆2054与第二孔位205104的内壁啮合，第一螺杆2054与第一齿条203分离，将第一齿条203松开，转动第二螺杆2055，第二螺杆2055与第三孔位205105的内壁啮合，第二螺杆2055与第二齿条204分离，将第二齿条204松开，转动调节旋钮2053，调节旋钮2053带动调节杆2052转动，调节杆2052分别与第一齿条203和第二齿条204啮合，带动第一齿条203和第二齿条204分别沿第三通槽205101和第四通槽205102的内壁运动，从而达到调整第一夹片201与第二夹片202之间的间距的效果，在将第一夹片201与第二夹片202条调整至合适的位置后，转动第一螺杆2054，第一螺杆2054与第二孔位205104的内壁啮合，第一螺杆2054与第一齿条203接触将第一齿条203固定，转动第二螺杆2055，第二螺杆2055与第三孔位205105的内壁啮合，第二螺杆2055与第二齿条204接触将第二齿条204固定，将尼龙扎带206的一端依次穿过第一通槽20101和第二通槽20201并与尼龙扎带206的一端固定，便于将超声波计数传感器固定在水表100处，固定夹具200能根据不同型号的水表100调节固定夹具200的大小，使超声波计数传感器能适用不同型号的水表100，增强了超声波计数传感器的通用性。

参照附图1-10所示，本发明还提出机械水表测试用超声波计数传感器的工作方法，包括以下步骤：

s1，安装，将尼龙扎带206松开，从第一通槽20101和第二通槽20201中抽出，旋转调节旋钮2053，调节旋钮2053带动调节杆2052转动，调节杆2052分别与第一齿条203和第二齿条204啮合带动第一齿条203和第二齿条204分别在第三通槽205101和第四通槽205102中滑动，通过旋转调节旋钮2053调整第一齿条203和第二齿条204插入第三通槽205101和第四通槽205102中的深度，从而调整第一夹片201和第二夹片202之间的距离，使第一夹片201和第二夹片202与水表100贴合，将尼龙扎带206插入第一通槽20101和第二通槽20201的内部并收紧固定，将固定夹片303卡接在水表100的接头处；

s2，启动电源，按下第一按钮30503连通电源，指示灯30505连通电源后亮起；

s3，测试，按下第一按钮30503，第一按钮30503发送信号到控制器30506，控制器30506接收到信号后控制超声波发射换能器301发送超声波到超声波接收换能器302，超声波接收换能器302接收到超声波后发送信号到控制器30506，控制器30506对输入的信号进行分析并得到水表100的流量数据，并发送信号到显示屏30502，显示屏30502接收到信号后显示水表100的流量数据。

具体的，根据水表100的型号调节第一夹片201与第二夹片202之间的间距用于适应不同型号的水表100，转动第一螺杆2054，第一螺杆2054与第二孔位205104的内壁啮合，第一螺杆2054与第一齿条203分离，将第一齿条203松开，转动第二螺杆2055，第二螺杆2055与第三孔位205105的内壁啮合，第二螺杆2055与第二齿条204分离，将第二齿条204松开，转动调节旋钮2053，调节旋钮2053带动调节杆2052转动，调节杆2052分别与第一齿条203和第二齿条204啮合，带动第一齿条203和第二齿条204分别沿第三通槽205101和第四通槽205102的内壁运动，从而达到调整第一夹片201与第二夹片202之间的间距的效果，在将第一夹片201与第二夹片202条调整至合适的位置后，转动第一螺杆2054，第一螺杆2054与第二孔位205104的内壁啮合，第一螺杆2054与第一齿条203接触将第一齿条203固定，转动第二螺杆2055，第二螺杆2055与第三孔位205105的内壁啮合，第二螺杆2055与第二齿条204接触将第二齿条204固定，将尼龙扎带206的一端依次穿过第一通槽20101和第二通槽20201并与尼龙扎带206的一端固定，按下第一按钮30503连通电源，指示灯30505连通电源后亮起，按下第一按钮30503，第一按钮30503发送信号到控制器30506，控制器30506接收到信号后控制超声波发射换能器301发送超声波，超声波发射换能器301发送的超声波穿过水表100中转动的水表叶片101，水表叶片101转动对超声波信号幅度的扰动，这种幅度扰动和经过的水表叶片101相对应，超声波接收换能器302接收到超声波后，将此信号进行数字处理分离出和经过水表叶片101的叶片数成对应关系脉冲信号并发送到控制器30506，控制器30506对输入的信号进行分析并得到水表100的流量数据，并发送信号到显示屏30502，显示屏30502接收到信号后显示水表100的流量数据，解决了目前机械水表测试读数存在的人工读数有人为误差，只能用启停法，测试时间长；光电计数传感器受湿式水表表盘气泡影响大，可靠性低；摄像采集只能用启停法，测试时间长，如采用换向器法或流量时间法则对摄像系统的准确度溯源困难的问题。

需要说明的是，超声波发射换能器301、超声波接收换能器302、显示屏30502、第二按钮30504和控制器30506具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

超声波发射换能器301、超声波接收换能器302、显示屏30502、第二按钮30504和控制器30506的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。