[實(shí)用新型]超聲波氣體流量計(jì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520252662.8
• 申請日: 2015-04-23
• 公開（公告）號: CN205002814U
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宏亮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信卓電子科技實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 夏平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種氣體流量計(jì)，尤其涉及一種超聲波氣體流量計(jì)，屬于新型測量器械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)既可進(jìn)行氣體流量計(jì)量工作,也可用于過程控制領(lǐng)域。HKTMF型引進(jìn)美國先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)，無須溫壓補(bǔ)償，直接測出流體的質(zhì)量流量。它的突出特點(diǎn)是：沒有可動部件；壓力損失小；量程比寬；精度高；可靠性高；安裝簡單，操作方便。可以在所有領(lǐng)域全面替代孔板和差壓式流量計(jì)。特別是計(jì)量精確，不受壓力及環(huán)境溫度變化的影響，屬更新?lián)Q代產(chǎn)品。從而克服了第一代機(jī)械渦輪式流量計(jì)易磨損，渦輪停轉(zhuǎn)或滯轉(zhuǎn)及計(jì)量精度差(尤其是醫(yī)院集中供氧總表與分表計(jì)量不吻合)等致命缺欠。結(jié)構(gòu)簡單，傳感器內(nèi)空無一物，無附加阻力損失堅(jiān)固耐用抗磨損、可長周期保持足夠高的測量精度，結(jié)合智能型二次儀表使用，彎管流量計(jì)完全可以用來作為計(jì)量考核儀表使用重現(xiàn)精度高，這個特點(diǎn)特別適用于過程流量和控制流量的測量焊接式安裝方式，保證彎管傳感器長周期、無泄露安全運(yùn)行對直管段要求低，十分方便在狹小的裝置內(nèi)使用，適應(yīng)性強(qiáng)配合不同的彎管材質(zhì)和合適的幾何尺寸，彎管流量計(jì)可以適應(yīng)制堿系統(tǒng)絕大多數(shù)工藝介質(zhì)和工藝條件的流量測量。

但是，現(xiàn)有氣體流量計(jì)量程較小，成本較高，不能完全滿足工業(yè)化的需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種超聲波氣體流量計(jì)，實(shí)現(xiàn)超聲波氣體的寬量程測量，并且可以測到很低的流量，在大口徑測量時，大大降低了成本。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種超聲波氣體流量計(jì)，包括超聲波發(fā)射電路、超聲波換能器、模擬開關(guān)、前置放大電路、帶通濾波電路、自動增益控制電路、電壓調(diào)整電路、單片機(jī)、峰值采樣電路、電壓調(diào)整電路、電壓比較電路、鍵盤與顯示模塊、溫度測量模塊、壓力測量模塊和系統(tǒng)電源；

其中，單片機(jī)控制超聲波發(fā)射電路產(chǎn)生并發(fā)射超聲波信號，通過超聲波換能器將超聲波轉(zhuǎn)換成模擬信號傳遞給模擬開關(guān)，經(jīng)過前置放大電路放大處理后，通過帶通濾波電路濾波并進(jìn)入自動增益控制電路進(jìn)行增益處理，通過峰值采樣電路采樣超聲波接收信號后將采樣信號發(fā)送給單片機(jī)模塊的A/D接收引腳，由單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換處理，單片機(jī)的D/A轉(zhuǎn)換發(fā)送處理后的信號通過電壓調(diào)整電路，進(jìn)入自動增益控制電路；

自動增益控制電路發(fā)送超聲波信號給電壓比較電路，電壓比較電路將超聲波接收信號的幅值與給定幅值比較，判斷超聲波的接收情況，并將停止計(jì)時的信號發(fā)送給單片機(jī)；

鍵盤與顯示模塊完成流量計(jì)的輸入和輸出。

進(jìn)一步的，所述單片機(jī)為MSP430單片機(jī)，控制鍵盤及顯示模塊、溫度測量模塊。

進(jìn)一步的，所述超聲波發(fā)射電路包括74HCT00芯片、TC4427A芯片、驅(qū)動MOS管、脈沖變壓器和換能器，單片機(jī)產(chǎn)生的超聲波發(fā)射電路脈沖信號與控制信號通過74HCT00芯片，經(jīng)TC4427A芯片升壓后，驅(qū)動MOS管工作，經(jīng)脈沖變壓器升壓，將峰值為300V以上的電壓加在換能器兩端，發(fā)射出超聲波信號。

進(jìn)一步的，所述前置放大電路由AD620芯片搭建。

進(jìn)一步的，所述帶通濾波電路為貝塞爾濾波器，由NE5532芯片搭建，理論增益為2，中心頻率為125kHz，通頻帶為8kHz。

進(jìn)一步的，所述自動增益控制電路由VCA810芯片搭建。

進(jìn)一步的，所述峰值采樣電路由NE5532芯片搭建，峰值采樣電路采樣超聲波接收信號，并將采樣信號發(fā)送給單片機(jī)。

進(jìn)一步的，所述電壓調(diào)整電路由LM258芯片搭建。

進(jìn)一步的，所述電壓比較路由LM311芯片搭建，將超聲波接收信號的幅值與給定幅值比較，判斷超聲波的接收情況，并將停止計(jì)時的信號發(fā)送給單片機(jī)。

進(jìn)一步的，所述壓力測量模塊包括傳感器和信號放大電路；傳感器為電阻應(yīng)變式壓力傳感器，信號放大電路由OP07運(yùn)算放大器搭建。

本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、與傳統(tǒng)測量方式相比，尤其是大口徑測量時，大大降低了成本。

2、儀表的量程比很寬，可以測到很低的流量。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的功能框圖。

圖2是本實(shí)用新型的超聲波發(fā)射電路。

圖3是本實(shí)用新型的前置放大電路。

圖4是本實(shí)用新型的帶通濾波電路。

圖5是本實(shí)用新型的自動增益控制電路。

圖6是本實(shí)用新型的峰值采樣電路。

圖7是本實(shí)用新型的電壓調(diào)整電路。