[實用新型]超聲流量計

有效

• 申請號: 201721141964.3
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN207335794U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 雷戰勝;姜超;李冰雨;王景帥
• 申請（專利權）人: 上海一諾儀表有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

1.一種超聲流量計，包括測量管道和至少一對超聲換能器，其特征在于，還包括超聲流量計變送器，其中，

所述至少一對超聲換能器，安裝于所述測量管道的管壁上，并與所述超聲流量計變送器連接，用于發射超聲波信號和接收超聲回波信號，并將所述超聲回波信號轉換成回波電信號傳輸至所述超聲流量計變送器；

所述超聲流量計變送器包括：程控放大及自動增益控制模塊、控制模塊和分析模塊，所述程控放大及自動增益控制模塊分別與所述控制模塊、所述分析模塊連接，其中，

所述程控放大及自動增益控制模塊，用于利用兩級自適應增益調整回路，自適應調節所述超聲換能器接收到的所述回波電信號的幅值；

所述控制模塊，用于輔助所述程控放大及自動增益控制模塊完成所述回波電信號的兩級自適應增益調整；

所述分析模塊，用于接收所述程控放大及自動增益控制模塊發送的信號，并對所述信號進行分析，以得到所述測量管道內介質的傳播流速及瞬時流量數據。

2.根據權利要求1所述的超聲流量計，其特征在于，所述程控放大及自動增益控制模塊，包括：信號接收電路、初級放大電路、次級放大電路、峰值采樣保持電路、模/數轉換器、數/模轉換器、電壓調整電路、自增益控制芯片、自適應式閉環反饋電路和檢波電路，所述信號接收電路、初級放大電路、次級放大電路、峰值采樣保持電路、模/數轉換器、控制模塊、數/模轉換器、電壓調整電路、自增益控制芯片、自適應式閉環反饋電路和檢波電路依次連接，其中，

所述信號接收電路，用于接收所述超聲換能器發送的所述回波電信號；

所述初級放大電路，用于對所述回波電信號進行前置放大；

所述次級放大電路，用于對經過前置放大后的回波電信號進行次級放大；

所述峰值采樣保持電路，還與所述自適應式閉環反饋電路連接，用于在模/數轉換器對經過兩級放大后的回波電信號進行采樣的過程中，使所述經過兩級放大后的回波電信號的幅值保持平穩，同時將所述幅值平穩的回波電信號發送至所述自適應式閉環反饋電路；

所述模/數轉換器，用于將所述幅值平穩的回波電信號轉換為第一數字信號，并接收所述檢波電路反饋的上一次采樣過程中的回波電信號，并將上一次采樣過程中的回波電信號轉換為第二數字信號，以使所述控制模塊能夠利用預設算法對所述第一數字信號和所述第二數字信號進行相應處理；

所述控制模塊，用于對所述第一數字信號進行第一比例-微分-積分調整，并利用預設算法和所述第二數字信號對經過第一比例-微分-積分調整后的數字信號進行反饋修正，得到第二比例-微分-積分調整信號；

所述數/模轉換器，用于將第二比例-微分-積分調整信號轉換為模擬信號，并將所述模擬信號傳輸至所述電壓調整模塊；

所述電壓調整電路，用于調節所述模擬信號的電壓幅值，以適應所述自增益控制芯片的輸入信號的增益控制電壓；

所述自增益控制芯片，用于對經過電壓幅值調節后的模擬信號進行電壓自動增益控制；

所述自適應式閉環反饋電路，還與所述分析模塊連接，用于以接收到的幅值平穩的回波電信號作為參考，利用預設方式對所述自增益控制芯片輸出的信號進行自適應增益調整，實現回波電信號的一級自適應增益調整控制，并將經過自適應增益調整后的信號發送至所述分析模塊；

所述檢波電路，還與所述分析模塊和所述模/數轉換器連接，用于將經過自適應增益調整后的信號進行處理后，發送至所述分析模塊；并將經過處理后的信號反饋至所述模/數轉換器，以便對下一次采樣過程中的回波電信號進行第二比例-微分-積分調整，實現回波電信號的二級自適應增益調整控制。

3.根據權利要求1所述的超聲流量計，其特征在于，所述超聲流量計變送器還包括：信號調理與采集模塊，所述信號調理與采集模塊，與所述超聲換能器和所述控制模塊連接，用于產生高壓超聲波激勵電信號以激勵所述超聲換能器產生所述超聲波信號，并且控制同一通道內的兩個超聲換能器在發射功能與接收功能之間進行切換以及隨信號通道切換電路控制各通道之間進行切換。

4.根據權利要求1所述的超聲流量計，其特征在于，所述控制模塊包括ARM控制芯片。

5.根據權利要求1所述的超聲流量計，其特征在于，所述分析模塊包括現場可編程門陣列CPLD芯片。