[发明专利]一种低功耗超声波传输时间的测量方法及电路

摘要

本发明公开了一种低功耗超声波传输时间的测量方法及电路。传统的超声波传输时间测量方法采用硬件阈值法，功耗大，测量精度不高。本发明包括超声换能器A、超声换能器B、模拟开关单元、带通滤波单元、比较单元、驱动单元、电源控制稳压单元、时间测量单元、温度检测单元以及单片机单元。本发明的低功耗超声波传输时间的测量方法利用可变延时的滤波方法，通过对阈值的设定，准确的捕捉回波信号的到达时间，精确的计算出超声波的传输时间，通过软件和硬件电路的设计，降低整个系统的功耗，节省了装置的成本。

主权项

1.低功耗超声波传输时间的测量方法，该方法所使用的装置包括超声换能器A、超声换能器B、模拟开关单元、带通滤波单元、比较单元、驱动单元、电源控制稳压单元、时间测量单元、温度检测单元以及单片机单元；超声换能器A、超声换能器B安装于管道的同侧；换能器A的输入端与模拟开关第一通道电路的源端连接；模拟开关第一通道的一个子端与驱动单元的输出端连接；模拟开关第一通道的另一个子端与带通滤波单元的输入端连接；模拟开关第一通道的使能端与单片机的I/O口连接；换能器B的输入端与模拟开关第二通道电路的源端连接；模拟开关第二通道的一个子端与驱动单元的输出端连接；模拟开关第二通道的另一个子端与带通滤波单元的输入端连接；模拟开关第二通道的使能端与单片机的I/O口连接；带通滤波单元的输出端与比较单元的正输入端连接；比较单元的负输入端与阈值检测信号连接；比较单元的输出端与时间检测单元的计时停止脚连接；电源控制稳压单元的使能端与单片机的I/O口连接；电源控制稳压单元的输入端与+3V连接；电源控制稳压单元的输入端分别与带通滤波芯片、比较单元芯片的电源端连接；驱动单元的输入端与时间检测单元的计时启动脚连接；驱动单元的输出端与时间检测单元的激励信号发射端连接；温度检测单元的输入端跟温度传感器及参考电阻连接；温度检测的输出端与时间检测单元的温度检测端连接；时间检测单元的使能脚、数据输入脚、数据输出脚与单片机的I/O口连接；其特征在于：当回波信号传播时，比较器单元不打开，直到延时等于Tyi， Tyi是从脉冲计量信号产生开始，到靠近回波信号最大的峰值的位置的前一个峰值的波谷位置为止的时间，该时间与流体温度有关；这时通过单片机单元使能电源控制稳压单元，给比较器单元和带通滤波单元提供电源，开始把回波信号处理成脉冲信号；当收到设定数量的脉冲信号后，再通过单片机单元控制电源控制稳压单元，关闭比较器单元和带通滤波单元的电源。