文档介绍：超声波燃气表技术报告
超声波燃气表优点
量程宽
精度高
超声波燃气表精度高(分界流量点以上精度±%,分界流量点以下精度±1%以内),重复性好,特别是在分界流量点下的计量精度,与膜式燃气表相比,有较大改善。
寿命长
免维护超声波燃气表由于其全电子结构特点,无机械传动部分,运行无机械噪音,计量部件无磨损,长期使用计量精度不劣化,耐久性好,使用寿命长。
防窃用
超声波燃气表采用时差计量,不分左右表,自动识别气体流动方向,倒装表仍可高精度计量,同时记录时间及用量。表具有拆表检测功能,根据超声波在不同介质中的传播速度不同,超声波表可识别异常拆表动作,记录拆表时间。表具有防计数器破坏功能,超声波表具不存在任何机械运动部件,没有机械计数轮,用户用于普通膜式表的破坏计数器盗气手段无法应用。超声波表具有防打孔功能,超声波燃气表计量方式为速测试,不存在普通皮膜表的气室,因而打孔盗气无可能。
无磁感元件
超声波燃气表为全电子表,计量不易受磁场影响。
更安全
超声波燃气表可内置安全功能模块,可检测异常流量(超大及超小流量、恒流超时使用等),增强了燃气表使用安全性。燃气表在使用中自动判断出现的异常流量及持续时间,实现超大及超小流量检测、恒流超时判断功能,针对突发过流、脱管、长时间的非正常使用、胶管断裂或老化而导致的各类流量异常现象实现瞬间自动关闭,加强户内燃气使用安全,提高燃气表在使用过程中的安全性能。
总结:与机械表相比在体积、精度、重复性以及寿命、维护、智能化扩展方面都有优势。
超声波燃气表现状
1、总体情况
到目前为止国内还没有真正采用国内技术方案的家用超声波燃气表出现。走在前沿的几家公司,多数使用松下的方案,也就是买松下的电路板+超声波家用燃气表换能器,自己配外壳组装。有数据称2013年全年销量约8-9万台。
2、主要技术难题
供电电压限制
因为供电限制(电池供电,一般用3-4节碱性电池,-6V的供电电压),电路发射电压在5V-24V。造成信号很小,电路放大要得很好。
补偿修正复杂
因为燃气是气体,是可以压缩的。在我国各地用的燃气成分(又称组分)会有差别,不同成分的燃气,他的热值不一样,密度不一样,那么声速就是不一样的。硬件在测量过程中,检测到的信号会忽大忽小,在这样不稳定的信号下,用常规的单片机+AD的方式来做,难度很大。而且同样的发射和接收距离,在燃气中的信号要比空气中小很多。也就是说燃气,不光要做单一的温度补偿,压力补偿,还要根据不同的组分做复合的温度补偿和压力补偿,这样就把补偿变得复杂了
气源适应性
一般家用超声波燃气表是测量天然气或者煤气,这两种气体密度比空气低。跟空气中对比,信号要更小。不同密度的气体通过超声波换能器,信号的波形会很不稳定。这样处理难度大大增加。家用超声波燃气表要想进入家庭,广泛使用,对气源的适应性是需要经过的最重要一关。
超声波探头
超声波家用燃气表换能器,也就是俗称的超声波探头,在超声波燃气表工作环境下,常常是接收到的第二个回波高度不够。一般在超声波燃气表的内管道上,两个燃气表换能器之间的距离在50-70毫米之间。要求燃气表
换能器的带宽达到±10%以上,测量到的第二个发射波的高度要尽可能高,理想状态是能够达到100mV以上。
成本问题
因为家用超声波燃气表的前辈