具体实施方式

以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。

如图1所示，本发明实施例的一种用于水管的超声流量计大范围温度测量设备，包括热敏电阻1、可视化温度仪表2和N组超声波装置，所述热敏电阻1均匀布设在管道侧壁上；所述可视化温度仪表2与热敏电阻1一一对应连接，并布设在管道外壁上；每组所述超声波装置包括超声波发射装置4和超声波接收装置3；N组超声波装置均匀布设在管道内壁上；N为大于等于2的整数。

其中，热敏电阻1利用不同温度下电阻值的不同，间接表示水流的温度，热敏电阻1经过一定时间之后，可以根据水温无法突变的性质，间接表征水温，由于水温的升高有一个过程，在一定时间内，热敏电阻1可以准确地反应水温的变化，以及最终水的温度。同时，还设置了N组超声波装置作为辅助，同时测量水流温度，超声波装置利用声音在不同温度液体，或者是不同温度气体中传播速度的不同，来进行温度的表征。使用超声波装置，能够减弱液体带来的影响，并且超声波装置能够测量的温度范围大，能够完整覆盖一般水温范围0～100℃。

需要说明的是，本发明实施例选择采用可视化温度仪表2对热敏电阻1进行监控检测，根据热阻阻值的变化，结合热敏电阻1不同阻值对应的温度，间接的进行了转化，把热敏电阻1在某一个温度下的阻值用它对应的温度来表示。一般情况下，热敏电阻1所呈现的电阻值如果不去查表或者是看仪表参数，很难判断温度的高低。反之，把电阻值直接转换为温度来显示，所有专业和非专业的人员都能够很直观的判断温度的高低，提高了工作效率。

上述实施例的一种用于水管的超声流量计大范围温度测量设备中，优选的，还包括金属薄片5，所述管道中安装有电池正极9和负极10，所述电池正极9和负极10分别与外接装置连接；所述管道内壁上部和下部布设有轨道，所述金属薄片5嵌在轨道上；工作时，所述金属薄片5受水流冲击沿轨道滑动，与电池正极9和负极10接通或断开。通过设置电池正极9、负极10和金属薄片5，当金属薄片5受到水流冲击在轨道上正向滑动时，接通电池正极9和负极10，向外接装置产生电流，表示水流方向为正向；当水流发生逆流，金属薄片5不和电池正负极连通，从而不产生电流，外接装置以此判断水流方向此时为反向，对管道进行检修。

优选的，所述金属薄片5上还包括叶轮6，所述叶轮6通过支架连接在金属薄片5上；工作时，叶轮6随水流转动，并推动金属薄片5沿轨道滑动。通过在金属薄片5上设置叶轮6，使得叶轮6在水流中转动时，产生沿水流方向的动力，推动金属薄片5；同时，外接装置根据叶轮6转速，能够测得此时水流流速。

优选的，一种用于水管的超声流量计大范围温度测量设备还包括阻隔板8、外接装置、信号发射器和挡板7，所述阻隔板8一端和挡板7一端分别和金属薄片5固定连接；所述挡板7另一端位于叶轮6的叶片之间；所述挡板7与电源连接，所述阻隔板8与信号发送器连接，所述挡板7与阻隔板8平行倾斜布设；工作时，若水流反向流动，叶轮6推动挡板7与阻隔板8碰触连通，为信号发送器供电，信号发送器向外接装置发送信号。阻隔板8与挡板7放置时为不接触状态，当水流正向流动时，叶轮6正向转动，碰触到挡板7，但不影响正常工作；当水流反向流动时，叶轮6反向转动，带动挡板7与阻隔板8连通，同时挡板7位于叶轮6叶片之间，使叶轮6卡死，无法继续转动，挡板7与阻隔板8连通后，为信号发送器供电，信号发送器向外接装置发送信号，表示叶轮6锁死，水流反向，需要检修。

优选的，所述金属薄片5等距布设在水管中。通过将金属薄片5等距布设在水管中，能过将水管分割成若干部分，当水管发生爆裂等情况时，爆裂处上游和下游的水流流向相反，通过金属薄片5能够即时显示水流反向流动情况，从而找到爆裂处，对水管进行及时检修。

优选的，所述外接装置包括处理器，所述处理器与叶轮6、可视化温度仪表2、N组超声波装置和电池连接；所述处理器用于采集数据并进行实时分析。通过设置处理器，对采集到的水流温度、水流速度数据进行计算并处理，对采集到的信号进行即时反馈，根据处理器反馈结果，对管道进行检修。

优选的，所述金属薄片5的宽度为0.5-3mm，厚度为0.5-1mm，由不锈钢材料制成。通过限制金属薄片5的厚度与宽度，保证了金属薄片5在水中不会发生不动、断裂或跑偏等情况。

另一方面，本发明实施例还提供一种利用权利要求1中超声流量计大范围温度测量设备的温度测量方法，所述测量方法具体包括以下步骤：

步骤10)测量热敏电阻1的阻值，根据热敏电阻1的电阻值和温度关系式，计算得到热敏电阻1的温度，并将温度显示在可视化温度仪表2上；对所有热敏电阻1的温度计算算数平均值，作为水流的第一温度值；

步骤20)根据超声波接收装置3与超声波发射装置4之间的超声波传递时间，计算超声波在水流中的速度；根据超声波在水流中的速度，计算所述超声波装置测得的水流温度；对所有超声波装置测得的水流温度计算算数平均值，作为水流的第二温度值；

步骤30)若第一温度值和第二温度值的差值绝对值小于阈值，则将第一温度值作为水流的实际温度值；若第一温度值和第二温度值的差值绝对值大于等于阈值，则对管道进行检修。

通过设置热敏电阻1，利用不同温度下电阻值的不同，计算得到水流的温度。热敏电阻1经过一定时间之后，可以根据水温无法突变的性质，间接表征水温。由于水温的升高有一个过程，在一定时间内，热敏电阻1可以准确地反应水温的变化，以及最终水的温度。同时，还设置了N组超声波装置作为辅助，同时测量计算水流温度。超声波装置利用声音在不同温度液体，或者是不同温度气体中传播速度的不同，来进行温度的表征。使用超声波装置，能够减弱液体带来的影响，并且超声波装置能够测量的温度范围大，能够完整覆盖一般水温范围0～100℃。通过同时计算第一温度值和第二温度值，并计算二者差值，与阈值比较，保证了温度测量的精度，并且能及时对管道异常进行显示，及时对管道进行检修，尽可能减少损失。

优选的，所述热敏电阻1的电阻值和温度关系式，具体包括：

若热敏电阻1为金属热电阻，所述电阻值和温度关系式如式(1)所示:

R_t＝R_t0[1+α(t-t₀)] 式(1)

其中，R_t表示温度t时的阻值；R_t0表示温度t₀时对应电阻值；α表示温度系数；

若热敏电阻1为半导体材料制成的半导体热敏电阻，所述电阻值和温度关系式如式(2)所示：

R_t＝AeB/t 式(2)

其中，R_t表示温度t时的阻值，A表示半导体材料的第一结构常数，B表示半导体材料的第二结构常数，e表示常数。优选的，e＝2.718282。

相比较而言，热敏电阻1的温度系数更大，常温下的电阻值更高，通常能够达到数千欧以上，但互换性较差，非线性严重，测温范围只有-50～300℃左右，大量用于家电和汽车用温度检测和控制。金属热电阻一般适用于-200～500℃范围内的温度测量，其特点是测量准确、稳定性好、性能可靠，在程控制中的应用极其广泛。

优选的，所述根据超声波在水流中的速度，计算水流的第二温度值，包括根据式(3)计算水流的第二温度值：

C_t＝331.6+0.6t₁ 式(3)

其中，C_t表示第二温度值t₁时的声音传播速度。

上述实施例的具体工作过程为：安装完成后，通过观察可视化温度仪表2，可以看到单一热敏电阻1测得的水流的即时温度，然后通过处理器，能够得到测得的第一温度值和第二温度值，以第二温度值作为参考，保证第一温度值的准确性，若两者差值大于阈值，则对管道进行检修；同时，通过金属薄片5检测水流的流动情况，正常流动时，处理器会接收到电池正负极接通带来的电流，若水流发生逆流，挡板7和阻隔板8接通，处理器会接收到信号发射器发射的逆流信号，此时对管道进行检修；金属薄片5上的叶轮6，随水流流动进行转动，一方面根据转动速度，得到水流此时的流动速度，另一方面，叶轮6转动产生的动力推动金属薄片5滑动；最后处理器根据得到的水流速度和水流温度，结合管道尺寸，计算得到管道此时的整体供暖量。

与现有技术相比，采用本发明的一种用于水管的超声流量计大范围温度测量设备和方法，通过同时使用多个热敏电阻对水流进行温度测量，并对所有热敏电阻的温度计算算数平均值，提高单一设备的测温精度；同时，结合多个超声波装置测得的水流温度作为参考值，进一步提高测温精度。使用测得的温度进行热量计算，从而实现精细化计量取暖量或供暖量。

本发明中所述具体实施案例仅为本发明的优选实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。