[發(fā)明專(zhuān)利]智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710125805.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106706055A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸寶鈞;羅健忠;陳雄生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海中核維思儀器儀表有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01F1/66
• 分類(lèi)號(hào): G01F1/66;G01F15/04
• 代理公司: 上海海貝律師事務(wù)所31301
• 代理人: 范海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)量芯片，具體地說(shuō)是一種智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片。

背景技術(shù)

在天然氣的工業(yè)、商用、家用體積計(jì)量上主要是采用渦輪、羅茨、皮膜等流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，這些流量計(jì)都是機(jī)械式的，有壓力損耗和機(jī)械的磨損，另外計(jì)量精度和量程比上都有嚴(yán)重的不足，使用超聲波時(shí)差法進(jìn)行氣體流量計(jì)量慢慢成為未來(lái)的主流。目前超聲波氣體流量計(jì)設(shè)計(jì)中需要多采用集成電路、運(yùn)放、分列元器件組成，我們利用多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)集成度高的超聲波氣體流量專(zhuān)用芯片，降低超聲波氣體流量計(jì)設(shè)計(jì)的一系列難度。基于此，本申請(qǐng)方案設(shè)計(jì)了一種新型的智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是提供一種智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片，其中，具體技術(shù)方案為：

包括智能檢波模塊，所述智能檢波模塊連接同步測(cè)量計(jì)時(shí)模塊、接收解調(diào)模塊、信號(hào)處理模塊和自動(dòng)增益控制模塊；所述智能檢波模塊、同步測(cè)量計(jì)時(shí)模塊、接收解調(diào)模塊、信號(hào)處理模塊和自動(dòng)增益控制模塊連接計(jì)算和邏輯運(yùn)算單元；所述計(jì)算和邏輯運(yùn)算單元連接壓力傳感器接口、溫度傳感器接口、通信接口和時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器；

所述計(jì)算和邏輯運(yùn)算單元連接發(fā)射編碼調(diào)制模塊，所述同步測(cè)量計(jì)時(shí)模塊連接超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口，所述發(fā)射編碼調(diào)制模塊連接超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口，所述自動(dòng)增益控制模塊連接超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口和超聲波信號(hào)接收接口。

上述的智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片，其中：智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片中設(shè)置觸發(fā)余震自動(dòng)消除電路，K1和K4導(dǎo)通、K3和K2斷開(kāi)時(shí)，發(fā)射正脈沖；K1和K4斷開(kāi)，K3和K2斷開(kāi)時(shí)，發(fā)射正脈沖；K1和K3斷開(kāi)，K2和K4導(dǎo)通時(shí)，處于余振消除狀態(tài)，為支持余振消除效果，K5和K6也處于導(dǎo)通狀態(tài)。

上述的智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片，其中：所述壓力傳感器接口包括SCL控制線(xiàn)和SDA控制線(xiàn)，所述溫度傳感器接口包括RTD1數(shù)據(jù)線(xiàn)和RTD2數(shù)據(jù)線(xiàn)，所述通信接口包括RX數(shù)據(jù)線(xiàn)和TX數(shù)據(jù)線(xiàn)，所述時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器包括CLKIN數(shù)據(jù)線(xiàn)和CLKOUT數(shù)據(jù)線(xiàn)。

上述的智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片，其中：所述超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口包括超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口1和超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口2，所述超聲波信號(hào)接收接口包括超聲波信號(hào)接收接口1和超聲波信號(hào)接收接口2，所述超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口1、超聲波信號(hào)接收接口1設(shè)置Fi1接口，所述超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口2、超聲波信號(hào)接收接口2設(shè)置Fi2接口。

上述的智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片，其中：還包括超聲波傳感器公共端和電源管理端。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果：

1)全橋脈沖觸發(fā)可以實(shí)現(xiàn)相位換向發(fā)射；

2)發(fā)射和接收抗組自動(dòng)變換，主動(dòng)發(fā)射余振消除電路；

3)發(fā)射脈沖支持從1-16個(gè)數(shù)配置，每個(gè)脈沖都有兩個(gè)配置參數(shù)；開(kāi)啟或者關(guān)閉，正脈沖或者負(fù)脈沖；

4)可以同時(shí)接收16個(gè)完整波形的上升和下降過(guò)零的時(shí)間數(shù)據(jù)，用戶(hù)可以配置和讀取使用，實(shí)現(xiàn)每個(gè)檢測(cè)波形的寬度檢測(cè)情況，并以此判斷相位偏移情況和自動(dòng)增益依據(jù)；

5)軟式雙自動(dòng)增益控制，外環(huán)跟蹤信號(hào)幅度、內(nèi)環(huán)跟蹤前三個(gè)接收波脈沖跨度。

附圖說(shuō)明

圖1為智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片應(yīng)用框圖。

圖2為智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3為觸發(fā)余震自動(dòng)消除電路的示意圖。

圖4為脈沖觸發(fā)開(kāi)關(guān)控制的示意圖。

圖5為脈沖觸發(fā)換向控制的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明提供了一種智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片，包括智能檢波模塊，所述智能檢波模塊連接同步測(cè)量計(jì)時(shí)模塊、接收解調(diào)模塊、信號(hào)處理模塊和自動(dòng)增益控制模塊；所述智能檢波模塊、同步測(cè)量計(jì)時(shí)模塊、接收解調(diào)模塊、信號(hào)處理模塊和自動(dòng)增益控制模塊連接計(jì)算和邏輯運(yùn)算單元；所述計(jì)算和邏輯運(yùn)算單元連接壓力傳感器接口、溫度傳感器接口、通信接口和時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器；

所述計(jì)算和邏輯運(yùn)算單元連接發(fā)射編碼調(diào)制模塊，所述同步測(cè)量計(jì)時(shí)模塊連接超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口，所述發(fā)射編碼調(diào)制模塊連接超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口，所述自動(dòng)增益控制模塊連接超聲波發(fā)射驅(qū)動(dòng)接口和超聲波信號(hào)接收接口。

智慧超聲波氣體流量測(cè)量芯片中設(shè)置觸發(fā)余震自動(dòng)消除電路，K1和K4導(dǎo)通、K3和K2斷開(kāi)時(shí)，發(fā)射正脈沖；K1和K4斷開(kāi)，K3和K2斷開(kāi)時(shí)，發(fā)射正脈沖；K1和K3斷開(kāi)，K2和K4導(dǎo)通時(shí)，處于余振消除狀態(tài)，為支持余振消除效果，K5和K6也處于導(dǎo)通狀態(tài)。