[發明專利]超聲波測速裝置及其測速方法

有效

• 申請號: 201611122535.1
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106643936B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 湯江遜;趙琮;熊沁
• 申請（專利權）人: 深圳市銳能微科技股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陽開亮

1.一種超聲波測速裝置，其特征在于，所述超聲波測速裝置包括時間數字轉換模塊、超聲波換能器、補償調整模塊、比較器、屏蔽模塊以及脈沖寬度檢測模塊；

所述時間數字轉換模塊的輸出端連接所述超聲波換能器的輸入端，所述超聲波換能器的輸出端連接所述屏蔽模塊的輸入端，所述屏蔽模塊的輸出端連接所述比較器的第一輸入端，所述比較器的輸出端連接所述脈沖寬度檢測模塊的輸入端和所述時間數字轉換模塊的輸入端，所述脈沖寬度檢測模塊的輸出端連接所述補償調整模塊的輸入端，所述補償調整模塊的輸出端連接所述比較器的第二輸入端，所述比較器的輸出端連接所述時間數字轉換模塊的輸入端；

所述時間數字轉換模塊向所述超聲波換能器輸出開始信號并開始計時；所述超聲波換能器根據所述開始信號向所述屏蔽模塊輸出超聲波正弦波信號；

所述屏蔽模塊通過設置屏蔽窗對所述超聲波正弦波信號進行屏蔽；

所述比較器將經過屏蔽的超聲波正弦波與所述補償調整模塊輸出的第一補償信號進行比較后輸出方波信號；

所述補償調整模塊根據所述補償調整信號輸出第二補償信號給所述比較器；

所述脈沖寬度檢測模塊根據所述方波信號獲取首波脈沖半波寬度和脈沖半波最大寬度；

當判定所述首波脈沖半波寬度與所述脈沖半波最大寬度之間的比值低于預設值時，輸出補償調整信號；

所述比較器將經過屏蔽的超聲波正弦波與所述第二補償信號進行比較，以對所述方波信號進行過濾以獲取首波信號，并輸出首波信號與其后面的方波信號構成的序列方波給所述時間數字轉換模塊；

所述時間數字轉換模塊根據所述開始信號和所述序列方波獲取超聲波傳播時間差。

2.如權利要求1所述的超聲波測速裝置，其特征在于，所述超聲波換能器包括第一超聲波換能器和第二超聲波換能器；

所述屏蔽模塊根據所述第一超聲波換能器和第二超聲波換能器之間的距離以及聲音在所述超聲波測速裝置所在的介質中的傳播速度調整屏蔽窗的屏蔽時間，以對所述超聲波正弦波進行屏蔽。

3.如權利要求2所述的超聲波測速裝置，其特征在于，所述脈沖寬度檢測模塊根據所述方波信號獲取首波脈沖半波寬度和脈沖半波最大寬度，具體為：

所述脈沖寬度檢測模塊檢測到所述方波信號中方波信號的高電平時開始計數，檢測到低電平時停止計數，以獲取首波脈沖半波寬度和脈沖半波最大寬度。

4.如權利要求1所述的超聲波測速裝置，其特征在于，所述補償調整模塊包括電流源、多個電阻以及多個開關器件，所述電流源與所述多個電阻依次串聯，每一電阻并聯一個開關器件；

所述補償調整模塊根據所述補償調整信號輸出第二補償信號給所述比較器，具體為：

所述補償調整模塊根據所述補償調整信號通過調節所述多個開關獲取第二補償信號。

5.如權利要求1所述的超聲波測速裝置，其特征在于，所述時間數字轉換模塊根據所述開始信號和所述序列方波獲取超聲波傳播時間差，具體為：

所述時間數字轉換模塊根據所述開始信號和所述序列方波信號中相同序列的脈沖信號獲取超聲波傳播時間差。