[發(fā)明專(zhuān)利]一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法及補(bǔ)償系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410680831.8
• 申請(qǐng)日: 2014-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104406641B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李蕊;董旭;李長(zhǎng)奇;叢萌;郭桂梅;梁艷書(shū)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01F1/66
• 分類(lèi)號(hào): G01F1/66;G01H11/06
• 代理公司: 天津市三利專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司12107
• 代理人: 肖莉麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超聲波流量計(jì)測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法及超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超聲波流量計(jì)是通過(guò)超聲波信號(hào)在流體中傳播的時(shí)間差值或頻率差值來(lái)測(cè)量流量的流量計(jì)，其最重要的部分就是對(duì)超聲波信號(hào)的處理及測(cè)量，而超聲波信號(hào)的峰值檢測(cè)是超聲波信號(hào)處理常用的一種測(cè)量方式。目前，對(duì)于超聲波信號(hào)的峰值檢測(cè)，大都用簡(jiǎn)單的峰值檢測(cè)電路，即利用二極管的單向?qū)ㄌ匦裕秒娙荽鎯?chǔ)超聲波信號(hào)的峰值，再測(cè)量電容存儲(chǔ)的電壓值作為超聲波信號(hào)的峰值。這種方法有明顯不足：1.二極管在單向?qū)〞r(shí)，存在正向?qū)▔航担噪娙荽鎯?chǔ)的電壓值與超聲波信號(hào)的真正峰值相差二極管的正向?qū)▔航担?.二極管由于型號(hào)、批次的不同，正向?qū)▔航狄膊槐M相同，而且在溫度有變化時(shí)，二極管的單向?qū)▔航荡嬖趪?yán)重的溫漂。所以這種簡(jiǎn)單測(cè)量方法，測(cè)得的超聲波峰值是一個(gè)不精確的值，僅能用于粗略運(yùn)算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決超聲波流量計(jì)峰值檢波電路中由二極管的正向?qū)▔航导捌浯嬖趪?yán)重溫漂造成的測(cè)量不精確問(wèn)題，而提供一種能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過(guò)程的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過(guò)程的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)方法，包括下述步驟：

(1)提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，測(cè)量電容上的電壓，并計(jì)算該電壓與基準(zhǔn)電壓之差，得到二極管正向?qū)▔航担?/p>

(2)在正常超聲波信號(hào)峰值測(cè)量時(shí)，將所述電容上檢測(cè)到的電壓加上步驟(1)得到的二極管正向?qū)▔航担鳛樾盘?hào)峰值電壓計(jì)算流量。

一種超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)，包括MCU模塊U1、二極管D1、電子開(kāi)關(guān)U2、電容C1、二極管D2、電阻R1和A/D轉(zhuǎn)換模塊U3，超聲波信號(hào)源S1一端接地，另一端與所述電子開(kāi)關(guān)U2的常開(kāi)端相聯(lián)接，所述電子開(kāi)關(guān)U2的常閉端接基準(zhǔn)電壓V₊，所述電子開(kāi)關(guān)U2的公共端與所述二極管D1正極聯(lián)接，所述電子開(kāi)關(guān)U2的控制端與所述MCU模塊U1的控制輸出端聯(lián)接，所述二極管D1的負(fù)極分別與所述電容C1一端、所述電阻R1一端及所述A/D轉(zhuǎn)換模塊U3的輸入端聯(lián)接，所述電容C1另一端接地，所述電阻R1另一端與所述二極管D2的正極聯(lián)接，所述二極管D2的負(fù)極與所述MCU模塊U1的IO口相聯(lián)接，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊U3的輸出端與所述MCU模塊U1的輸入端相聯(lián)接；所述MCU模塊U1控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開(kāi)關(guān)U2切換至常閉端，使所述二極管D1的正極接基準(zhǔn)電壓V₊；所述MCU模塊U1控制所述A/D轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容C1上的電壓值V₁，所述MCU模塊U1計(jì)算得二極管D1的正向?qū)▔航礦_f為：V_f＝V₊-V₁；所述MCU模塊U1控制所述二極管D2的負(fù)極為低電平，將所述電容C1的電壓泄放，再控制所述二極管D2的負(fù)極為高電平，并控制所述電子開(kāi)關(guān)U2切換至常開(kāi)端，使所述二極管D1正極接超聲波信號(hào)源S1，信號(hào)通過(guò)所述二極管D1，峰值電壓存儲(chǔ)到所述電容C1上，所述MCU模塊U1控制所述A/D轉(zhuǎn)換模塊U3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，測(cè)得所述電容C1上的電壓值V₂，計(jì)算得信號(hào)的峰值電壓V_P為：V_p＝V₂+V_f，作為超聲波信號(hào)峰值電壓值計(jì)算流量。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的檢測(cè)方法通過(guò)基準(zhǔn)電壓與檢測(cè)電壓的差值，得到二極管的正向?qū)▔航担谡３暡ㄐ盘?hào)測(cè)量時(shí)補(bǔ)償二極管的正向?qū)▔航担玫綔?zhǔn)確的信號(hào)峰值電壓，消除了由于二極管型號(hào)、批次不同或溫度漂移造成的測(cè)量不準(zhǔn)問(wèn)題，使測(cè)量到的超聲波信號(hào)峰值能夠應(yīng)用于精確計(jì)算過(guò)程中，提高了流量計(jì)的精確度。

2、通過(guò)本發(fā)明的補(bǔ)償系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)補(bǔ)償峰值檢波電路中的二極管壓降，使其能夠測(cè)到精確的超聲波信號(hào)峰值，從而能夠應(yīng)用于超聲波流量計(jì)精確運(yùn)算過(guò)程，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

圖1所示為本發(fā)明的超聲波流量計(jì)峰值檢測(cè)的補(bǔ)償系統(tǒng)的電路原理圖。