用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于超聲波流量表設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，包括波形轉(zhuǎn)換單元、調(diào)制單元，所述的波形轉(zhuǎn)換單元用于接收換能器輸出的回波信號(hào)，并對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理輸出同頻的方波信號(hào)，調(diào)制單元接收主控模塊輸出的控制信號(hào)使得波形轉(zhuǎn)換單元處于信號(hào)處理或信號(hào)屏蔽兩種狀態(tài)。本電路能夠?qū)Q能器輸出的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，便于后續(xù)電路處理，從而獲得準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)值達(dá)到流量測(cè)量的目的，同時(shí)，調(diào)制單元能夠使得本電路工作在不同狀態(tài)。
【專利說明】用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于超聲波流量表設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路。

【背景技術(shù)】
[0002]超聲波流量表是利用超聲波時(shí)差原理，來實(shí)現(xiàn)對(duì)液體或氣體流量進(jìn)行計(jì)量的裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械式計(jì)量表相比，超聲波流量計(jì)量表具有始動(dòng)流量低、高計(jì)量準(zhǔn)確度高、壓損小等優(yōu)勢(shì)，正是由于這些優(yōu)良特性，超聲波流量計(jì)量表廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、給排水等領(lǐng)域。
[0003]超聲波流量表的測(cè)量原理為:上游端換能器發(fā)出超聲波信號(hào)，經(jīng)過時(shí)間tl后被下游端換能器接收；下游端換能器發(fā)出超聲波信號(hào)，經(jīng)過時(shí)間t2后被上游端換能器接收，由于超聲波在順流和逆流中的速度不同，通過比較時(shí)間tl、t2的差值，就能換算出流體的速度，再根據(jù)流體流過截面的大小，就能得知流量?，F(xiàn)有技術(shù)中，用于激勵(lì)換能器的信號(hào)為方波信號(hào)，方波信號(hào)是由多次諧波疊加而成，摻雜高低頻信號(hào)，頻率分量太多，激勵(lì)的效果不是很理想，上游端換能器或下游端換能器發(fā)出的超聲波信號(hào)不夠強(qiáng)烈，導(dǎo)致?lián)Q能器接收到的回波信號(hào)較為微弱，由其他因素產(chǎn)生的雜波信號(hào)在回波信號(hào)中占有較大分量，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
[0004]為了解決這個(gè)不足，本公司在同日提交的專利《用于超聲波流量表的流量檢測(cè)方法及系統(tǒng)》中，提供了一種采用正弦波激勵(lì)換能器的方案，能夠避免方波激勵(lì)換能器的不足。由于第一換能器接收的是正弦波信號(hào)，故第二換能器接收到超聲波信號(hào)后輸出的回波信號(hào)也是超聲波信號(hào)，這不方便后續(xù)電路進(jìn)行計(jì)數(shù)處理，因此，需要一種能夠?qū)⒌诙Q能器輸出的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)的電路。另外，由于有的時(shí)候還需要通過這個(gè)電路進(jìn)行超聲波流速的測(cè)量、校正，需要這個(gè)電路還兼具有噪聲屏蔽的作用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，能夠?qū)⒄也ɑ夭ㄐ盘?hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)便于計(jì)數(shù)且能屏蔽噪聲。
[0006]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，包括波形轉(zhuǎn)換單元、調(diào)制單元，所述的波形轉(zhuǎn)換單元用于接收換能器輸出的回波信號(hào)，并對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理輸出同頻的方波信號(hào)，調(diào)制單元接收主控模塊輸出的控制信號(hào)使得波形轉(zhuǎn)換單元處于信號(hào)處理或信號(hào)屏蔽兩種狀態(tài)。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型存在以下技術(shù)效果:本電路能夠?qū)Q能器輸出的正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波信號(hào)，便于后續(xù)電路處理，從而獲得準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)值達(dá)到流量測(cè)量的目的，同時(shí)，調(diào)制單元能夠使得本電路工作在不同狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型的電路圖；
[0009]圖2是圖1的時(shí)序圖；
[0010]圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用的流量檢測(cè)系統(tǒng)的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合圖1-圖3，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0012]參閱圖1，一種用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，包括波形轉(zhuǎn)換單元611、調(diào)制單元612，所述的波形轉(zhuǎn)換單元611用于接收換能器輸出的回波信號(hào)，并對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理輸出同頻的方波信號(hào)，調(diào)制單元612接收主控模塊10輸出的控制信號(hào)使得波形轉(zhuǎn)換單元611處于信號(hào)處理或信號(hào)屏蔽兩種狀態(tài)。通過設(shè)置調(diào)制單元612，使得主控模塊10能夠?qū)Σㄐ无D(zhuǎn)換單元611進(jìn)行控制，當(dāng)換能器輸出回波信號(hào)時(shí)，波形轉(zhuǎn)換單元611實(shí)現(xiàn)對(duì)波形的轉(zhuǎn)換，當(dāng)換能器無波形輸出的時(shí)候，波形轉(zhuǎn)換單元611被屏蔽，防止對(duì)后續(xù)電路造成干擾。
[0013]具體來說，所述的波形轉(zhuǎn)換單元611包括電壓比較器U5，回波信號(hào)分別通過等阻值的電阻R21、R22與電壓比較器U5的同相、反相輸入端相連；電壓比較器U5的正電源端接VCC并通過電容C8接地，電壓比較器U5的負(fù)電源端接地，電壓比較器U5的輸出端作為本電路的輸出端。所述的調(diào)制單元612包括電阻R6、電容C7，電阻R6、電容C7的一端均連接電壓比較器U5的同相輸入端，電容C7的另一端接地，電阻R6的另一端與主控模塊10相連，主控模塊10輸出的控制信號(hào)包括高電平、低電平以及高阻態(tài)。
[0014]當(dāng)主控模塊10輸出的控制信號(hào)為高阻態(tài)時(shí)，電阻R6相當(dāng)于不存在，電壓比較器U5的同相輸入端通過電容C7接地，電容C7使得其同相、反相輸入端輸入的回波信號(hào)產(chǎn)生相位差，有相位差的兩路信號(hào)經(jīng)電壓比較器U5后輸出方波信號(hào)，如圖2所示。當(dāng)主控模塊10輸出高電平的時(shí)候，調(diào)制單元611能夠屏蔽回波信號(hào)比較防止電壓比較器U5比較出相關(guān)信號(hào)進(jìn)入電路，屏蔽作用的強(qiáng)弱與電阻R6的數(shù)值相關(guān)。當(dāng)主控模塊10輸出低電平的時(shí)候，同樣能夠輸出方波信號(hào)，且該方波信號(hào)中的雜波被濾除，適用于超聲波流量表進(jìn)行超聲波測(cè)速的時(shí)候，由于此時(shí)換能器輸出的回波信號(hào)周期比較多，其回波中的雜波也比較明顯，如果不進(jìn)行濾除，對(duì)后續(xù)超聲波速度的測(cè)量有所影響。
[0015]圖3為本實(shí)用新型的具體應(yīng)用電路的原理框圖:
[0016]流量檢測(cè)系統(tǒng)包括主控模塊10，主控模塊10由微處理器11、激勵(lì)信號(hào)輸出電路12構(gòu)成，微處理器11控制激勵(lì)信號(hào)輸出電路12產(chǎn)生/停止產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，激勵(lì)信號(hào)輸出至激勵(lì)信號(hào)處理模塊20。
[0017]激勵(lì)信號(hào)處理模塊20包括依次連接的激勵(lì)信號(hào)數(shù)量控制電路21、激勵(lì)信號(hào)調(diào)理電路22，激勵(lì)信號(hào)數(shù)量控制電路21根據(jù)微處理器11輸出的控制信號(hào)將激勵(lì)信號(hào)輸出電路12輸出的連續(xù)的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有8個(gè)周期數(shù)的方波信號(hào)，激勵(lì)信號(hào)調(diào)理電路22將激勵(lì)信號(hào)數(shù)量控制電路21輸出的方波信號(hào)調(diào)理為正弦波信號(hào)。
[0018]正弦波信號(hào)經(jīng)過信號(hào)放大電路30放大后通過信號(hào)通道控制電路40輸出至上游換能器51/下游換能器52，上游換能器51/下游換能器52發(fā)射超聲波；下游換能器51/上游換能器52接收到相應(yīng)的超聲波信號(hào)后輸出回波信號(hào)，回波信號(hào)經(jīng)過信號(hào)通道控制電路40輸出至信號(hào)放大電路30，信號(hào)放大電路30將回波信號(hào)放大后輸出至回波信號(hào)處理模塊60。
[0019]回波信號(hào)處理模塊60包括回波信號(hào)調(diào)理電路61、計(jì)時(shí)脈寬分割電路62、計(jì)時(shí)脈寬放大電路63以及計(jì)時(shí)電路64，回波信號(hào)調(diào)理電路61將信號(hào)放大電路30輸出的正弦波信號(hào)調(diào)理成方波信號(hào)并輸出至計(jì)時(shí)脈寬分割電路62，計(jì)時(shí)脈寬分割電路62、計(jì)時(shí)脈寬放大電路63對(duì)接收到的方波信號(hào)進(jìn)行分割、放大處理后輸出至計(jì)時(shí)電路64。計(jì)時(shí)電路64將計(jì)數(shù)值輸出至微處理器11，微處理器11根據(jù)順流和逆流計(jì)數(shù)值的差值以及管道截面、流體溫度等計(jì)算得出流量值。
[0020]流量檢測(cè)系統(tǒng)其他模塊或電路在本公司同日申請(qǐng)的其他專利中有詳細(xì)介紹，這里就不再贅述。
【權(quán)利要求】
1.一種用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于:包括波形轉(zhuǎn)換單元(611)、調(diào)制單元￠12)，所述的波形轉(zhuǎn)換單元￠11)用于接收換能器輸出的回波信號(hào)，并對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行處理輸出同頻的方波信號(hào)，調(diào)制單元(612)接收主控模塊(10)輸出的控制信號(hào)使得波形轉(zhuǎn)換單元(611)處于信號(hào)處理或信號(hào)屏蔽兩種狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于:所述的波形轉(zhuǎn)換單元￠11)包括電壓比較器U5，調(diào)制單元(612)處于信號(hào)處理狀態(tài)時(shí)使得電壓比較器U5的同相、反相輸入端輸入的回波信號(hào)產(chǎn)生相位差，有相位差的兩路信號(hào)經(jīng)電壓比較器U5后輸出方波信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于:回波信號(hào)分別通過等阻值的電阻R21、R22與電壓比較器U5的同相、反相輸入端相連；電壓比較器U5的正電源端接VCC并通過電容C8接地，電壓比較器U5的負(fù)電源端接地，電壓比較器U5的輸出端作為本電路的輸出端。
4.如權(quán)利要求2所述的用于流量檢測(cè)系統(tǒng)的回波信號(hào)調(diào)理電路，其特征在于:所述的調(diào)制單元(612)包括電阻R6、電容C7，電阻R6、電容C7的一端均連接電壓比較器U5的同相輸入端，電容C7的另一端接地，電阻R6的另一端與主控模塊(10)相連,主控模塊(10)輸出的控制信號(hào)包括高電平、低電平以及高阻態(tài)。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK204165597SQ201420633693
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】姜躍煒 申請(qǐng)人:姜躍煒