[实用新型]一种相位差式超声波流量计量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种相位差式超声波流量计量装置，特别是一种利用超声波原理检测流体流量或流量控制的超声波流量计量装置。

背景技术

超声波在某一测量介质中的传播速度与在此介质中的声速及流体速度有关，超声波流量计量装置是利用超声波在顺水和逆水中的传播速度不一致的载流效应原理来测量流体流速的。随着电子元件的成本和超声技术的成熟，超声波流量计量装置的制造成本大大降低，并且这种仪表具有非接触式测量、测量范围宽、安装维护方便等特点，使广大用户越来越关注该新型的流量计量方式。现有的超声波流量计仪表，多采用进口集成时差法芯片来实现流量的计量，该方法成本高、对单片机的要求高，且受信号强弱影响大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种相位差式超声波流量计量装置。它计量方便，不易受信号强弱影响，且对单片机的要求比较低。

本实用新型的技术方案：一种相位差式超声波流量计量装置，其特征在于：包括安装在管道内或者管道边缘的超声波换能器A和超声波换能器B；超声波换能器A和超声波换能器B经过被单片机控制的多路选择器或者模拟开关与被单片机控制的超声波发射驱动电路和超声波相位差法接收处理电路相连。

前述的相位差式超声波流量计量装置中，所述超声波发射驱动电路包括：

分频电路，与单片机相连，用于给超声波换能器A或超声波换能器B提供工作频率；

负压产生电路和正弦波发生电路，用于将分频电路提供的工作频率转化为驱动超声波换能器A或超声波换能器B工作的正弦信号；

多路选择器或者模拟开关，与单片机相连，用于控制超声波换能器A和超声波换能器B的工作状态。

所述的分频电路可以是任何具有分频功能的电路或集成芯片；所述的负压产生电路可以是任何具有能产生负电压功能的电路或集成芯片；所述的正弦波发生电路可以是任何具有能产生正弦波信号的电路或集成芯片。

前述的相位差式超声波流量计量装置中，所述超声波相位差法接收处理电路包括：

鉴相器电路，用于获取超声波换能器B或超声波换能器A接收到的信号S1和与驱动超声波换能器A或超声波换能器B发射工作相同的信号S2之间的相位差信号F1或F2；

F/V转换电路，将鉴相器电路得出的相位差信号转化为一个稳定的电压，并经过ADC模数转换电路与单片机相连；

分频电路，用于给鉴相器电路提供与驱动超声波换能器A或超声波换能器B发射工作相同的信号S2；

多路选择器或者模拟开关，与单片机相连，用于控制超声波换能器B和超声波换能器A的工作状态。

前述的鉴相器电路可以是任何具有同鉴相器功能类似的电路或者集成芯片；所述的F/V转换电路可以是任何具有能将脉宽的时间(频率)信号转换为电压的电路或者集成芯片；所述的ADC模数转换电路可以是任何具有模拟信号转换为数字信号功能的电路或者集成芯片，也包括内置ADC模数转换功能的单片机。

前述的相位差式超声波流量计量装置中，所述超声波换能器A和超声波换能器B为具有超声波发射和接收功能的传感装置。

与现有技术相比，本实用新型使用分立器件实现一种相位差式的超声波流量计量，不仅计量方便，不易受信号强弱影响，对单片机的要求比较低，而且具有低成本、低功耗优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电路结构框图；

图2为超声波换能器发射驱动电路结构框图；

图3为超声波相位差法接收处理电路结构框图；

图4为实现超声波相位差法测流速的信号波形示意图。

附图中的标记为：

1-单片机，2-超声波发射驱动电路，3-超声波换能器A，4-超声波换能器B，5-超声波相位差法接收处理电路，6-管道，7-分频电路，8-负压产生电路，9-正弦波发生电路，10-多路选择器或者模拟开关，11-鉴相器电路，12-F/V转换电路，13-ADC模数转换电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。