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超声水表和电磁水表的原理及其技术特点,浙江省计量科学研究院赵建亮2015年6月,电子水表的种类,按传感原理分类机械传感电子水表超声波水表电磁水表射流水表科里奥列力式其它,超声波水表,什么是声波?机械振动声波是怎么传播的？能在真空中传播吗？声波的传播速度是多少？空气中：大约340m/s水中：大约1500m/s,超声波水表,什么是超声波?人耳为什么听不到超声波？,超声波水表,为什么选择超声波?束射性好方向性好能量密度大本底干扰小,超声波水表,怎样产生超声波?利用压电元件的压力电压效应常用材料：压电陶瓷,超声换能器：材料、工艺、理论、设计、小型化,超声波水表,怎样利用超声波测量流量？为什么顺流而下与逆流而上的时间不同？,超声波水表,超声波水表的测量原理,无流动t=0,流动产生t,传播时间差法原理,超声波水表,超声波水表的结构,测量管,换能器,计算器,四声道超声,超声波水表,超声波水表的优点低功耗全电子化设计，无机械运动部件能实现较宽的量程比（R400以上）高准确度设计（电子修正，优于1级）无阻流件设计（压力损失小）任意角度安装双向计量,超声波水表,超声波水表的缺点对流场的敏感高跟踪流量变化能力弱低功耗下外壳防护（IP）设计难度高,超声波水表,怎样提高超声波水表的性能？多声道设计优化流场数学模型牺牲压力损失优点，入口加装整流器采用高精度的时间测量电路采用高可靠性和稳定性的换能器提高电池的续航能力提高外壳防护能力,超声波水表,超声波水表的前景户用表（小口径）成本：劣势性价比：劣势性能：无优势功能：无优势,超声波水表,超声波水表的前景工商业表（中大口径）成本：无优势性价比：高性能：有优势功能：有优势环境适应性：弱,市场接受度高改进劣势规避劣势使用,电磁水表,电磁水表的结构,电磁水表,工作原理法拉第电磁感应定律,e=KBDve感应电动势K仪表常数B磁感应强度D管道内径（导体长度）v流体流速（导体运动速度）,电磁水表,电磁水表的技术关键传感器设计和加工线圈导磁结构密封工艺转换器设计低功耗励磁信号处理：放大，滤波，采样数据处理。,电磁水表,电磁水表的优点全电子化设计，无机械运动部件线性度好，可实现高准确度设计（电子修正，优于1级）能实现很宽的量程比（R800以上）无阻流件（压力损失小）任意角度安装双向计量流场敏感度不高（与超声水表比）,电磁水表,电磁水表的缺点测量工作（励磁）电流大，电池续航难低功耗下外壳防护（IP）设计难度高流量变化响应慢环境适应性弱，防电磁干扰能力弱（避免安装在变压器、变电站的中心线接地桩附近）,电磁水表,电磁水表应用前景户用表（小口径）制造工艺复杂成本高电池额定寿命低市场接受度低,电磁水表,电磁水表应用前景工商业表（中大口径）技术含量：高制造工艺：复杂成本：高性能：好功能：强电池额定寿命：低环境适应能力：弱,市场接受度低电池续航能力是焦点问题,电子类水表的共性问题,环境适应性外壳防护能力（低功耗条件下）电池的续航能力超声优于电磁工艺一致性批量生产电子修正,电子类水表的共性问题,可靠性元器件结构材料工艺校表方法和设备宽量程流量稳定性效率,结论,电子类水表仍在起步阶段，还有很长的路要走。电子水表并不完全代表先进，机械水表也并不完全落后，二者各有优缺点，各有改进余地和发展空间。当前户用水表中机械水表或者带电子装置的机械水表仍然占领绝对性的主导，乃至今后很长一段时间。工商业水表中已经为电子类水表打开了一条门，开始快速增长，前景看好。用户使用水表的理念仍有待进步。,感谢聆听,浙江省计量科学研究院赵建亮18857146188zhaojl61882015年6月,
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