[實用新型]一種超聲波流量計

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820152770.1
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN207798171U
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉明;高海娟;張志利
• 申請（專利權(quán)）人: 天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

1.一種超聲波流量計，其特征在于，包括FPGA芯片、ARM芯片以及超聲波模塊；所述ARM芯片通過I2C總線連接FPGA芯片，所述FPGA芯片連接用于監(jiān)測管道中流體介質(zhì)溫度的溫度傳感器；所述ARM芯片以及FPGA芯片分別連接超聲波模塊，分別用于控制所述超聲波模塊發(fā)射超聲波以及同步接收超聲波，并由所述FPGA芯片根據(jù)超聲波以及溫度傳感器獲得的實時溫度數(shù)據(jù)計算出管道中流體介質(zhì)的流量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波流量計，其特征在于，所述FPGA芯片包括鎖相環(huán)電路、計數(shù)器、算術(shù)平均電路、三態(tài)電路、第一脈沖采集電路、中斷發(fā)生電路、第二脈沖采集電路、同步電路、溫度校正電路及I2C電路；

所述鎖相環(huán)電路，用于輸入80MHz時鐘，輸出160MHz且相差為90度的四路時鐘，所輸出的四路時鐘為第二脈沖采集電路提供時鐘信號，輸出的第一路時鐘作為其它電路的時鐘信號；

第一脈沖采集電路，用于采集ARM芯片輸入FPGA芯片的用于同步所述FPGA芯片內(nèi)部的計數(shù)器開始計數(shù)的脈沖的上升沿；

第二脈沖采集電路，用于用四路時鐘信號采集超聲波模塊發(fā)送出的超聲波信號的上升沿，并在采集到超聲波信號的上升沿后通知同步電路；

同步電路，用于收到第二脈沖采集電路傳來的通知信號后，消除第二脈沖采集電路因異步時鐘帶來的亞穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，然后再將通知信號發(fā)送給計數(shù)器和中斷發(fā)生電路；

計數(shù)器，用于在第一脈沖采集電路采集到ARM芯片輸入FPGA芯片的脈沖的上升沿時開始計時，在收到同步電路的通知信號后停止計時，將當(dāng)前計數(shù)值存儲在FPGA芯片的RAM中；

中斷發(fā)生電路，用于在收到同步電路的通知信號后發(fā)送中斷信號給ARM芯片；

三態(tài)電路，用于將ARM芯片輸入FPGA芯片的脈沖傳遞給第一脈沖采集電路，以及將中斷發(fā)生電路的中斷信號傳遞給ARM芯片，以通知ARM芯片開始超聲波收發(fā)反轉(zhuǎn)，開始新的一次超聲波收發(fā)；

溫度校正電路，用于根據(jù)溫度傳感器的信號校正后，輸出溫度校正結(jié)果到算術(shù)平均電路；

算術(shù)平均電路，用于根據(jù)讀取的RAM中存儲的數(shù)據(jù)與溫度校路輸出的溫度校正結(jié)果，計算出管道中流體介質(zhì)的流量；

I2C電路，用于將算術(shù)平均電路輸出的流量結(jié)果通過I2C總線傳輸給ARM芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波流量計，其特征在于，所述ARM芯片通過RS232接口與上位機連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波流量計，其特征在于，所述FPGA芯片采用Xilinx公司的XC6VLX75T-FFG484，ARM芯片采用ST公司的STM32F103VE。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述超聲波流量計，其特征在于，所述超聲波模塊包括超聲波控制電路以及與所述超聲波控制電路連接的發(fā)送/接收電路A和發(fā)送/接收電路B。