[發明專利]流量計量電路

在審

• 申請號: 202011636608.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112747797A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 陳榕;陳正海;饒志建
• 申請（專利權）人: 金卡智能集團股份有限公司
• 主分類號: G01F1/66
• 分類號: G01F1/66
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 虞浩;臧建明

本申請提供一種流量計量電路。本申請實施例提供的流量計量電路，通過一級放大電路將超聲回波信號放大處理為第一輸出信號，再利用飽和放大電路將第一輸出信號放大處理為波形斜率符合預設斜率條件的第二輸出信號，然后，再利用過零比較電路對第二輸出信號進行處理以確定目標時間窗口，并且利用閾值比較電路對第一輸出信號進行處理以確定結束信號波形，最后，在處理電路中利用閾值比較電路與過零比較電路所輸出的結果確定結束信號，并通過該結束信號的脈沖上升沿確定超聲燃氣表的飛行時間，從而提升了整體的測量精度。

技術領域

本申請涉及計量技術領域，尤其涉及一種流量計量電路。

背景技術

隨著計量技術的快速發展，在燃氣表行業已經普遍采用自動計量的方式對流量進行計量，其中，根據采集超聲波傳播時間，進行測試流量的計量技術，憑借其結構簡單、計量精度高、無傳動齒輪、無磨損等等優點，越來越被目前主流的氣表廠商、燃氣公司以及用戶認可與信任。

在測量超聲波傳播時間時，基本都是利用專門的時間數字轉換器(Time-to-Digital Converter，TDC)芯片記錄超聲波傳播起始時刻與結束時刻來進行計算，其中，TDC芯片測量結束時刻都是判斷結束信號脈沖的上升沿。結束信號脈沖都是由超聲信號經過比較器閾值后產生，比較器的閾值電壓一般通過分壓電阻產生。

然而，當電源電壓發生波動時，通過分壓電阻的方式，會導致比較器的閾值電平也會同步波動，此時對于相同的超聲回波大小，比較器閾值電平的波動會導致通過比較器產生的結束時刻方波的時間存在波動，進而會影響飛行時間的測量精度。

申請內容

本申請實施例提供一種流量計量電路，以避免比較器閾值電平隨電源電壓發生波動而導致飛行時間的測量精度降低的問題。

第一方面，本申請實施例提供一種流量計量電路，基于超聲波傳感器輸出的超聲回波信號進行流量計量，所述電路，包括：

一級放大電路，用于將所述超聲回波信號放大處理為第一輸出信號；

飽和放大電路，用于將所述第一輸出信號放大處理為第二輸出信號，所述第二輸出信號的波形斜率符合預設斜率條件；

所述一級放大電路的輸出端連接有對所述第一輸出信號進行比較的閾值比較電路，所述飽和放大電路的輸出端連接有對所述第二輸出信號進行比較的過零比較電路；

處理電路，用于根據所述閾值比較電路與所述過零比較電路輸出的結果確定結束信號，其中，所述結束信號的脈沖上升沿用于確定超聲燃氣表的飛行時間。

在一種可能的設計中，所述閾值比較電路以及所述過零比較電路的信號參考電平均由同一電源提供。

在一種可能的設計中，所述閾值比較電路包括比較器U17；

所述比較器U17的反向輸入端經電阻R62以及電阻R64連接至所述電源，所述電阻R62以及所述電阻R64之間的節點經相互并聯的電阻R64以及電容C64連接至地，以向所述比較器U17的反向輸入端提供閾值電平；

所述第一輸出信號經相互并聯的電阻R59以及電容C58連接至所述比較器U17的正向輸入端，所述電源經電阻R56以及電阻R57連接至所述比較器U17的正向輸入端，所述電阻R56以及所述電阻R57之間的節點經相互并聯的電容C59以及電阻R55連接至地，以向所述比較器U17的正向輸入端提供第一參考電平；

所述比較器U17的輸出端用于輸出第三輸出信號，所述第三輸出信號為所述閾值比較電路輸出的結果。

在一種可能的設計中，所述過零比較電路包括比較器U20；