一种超声波流量检测电路

摘要

本发明公开了一种超声波流量检测电路，一种超声波流量检测电路由超声波源信号产生电路，信号发送、接收电路，检波电路，检相电路，“相-压”转换电路及微处理器的12位AD模块组成。在测量过程中，超声波源信号产生电路产生一个1MHZ的信号持续整个顺、逆流测量过程，超声波换能器接收到超声波信号后，经检波电路滤除掉噪音和干扰信号，此信号经检相电路和基准信号比较后产生相位差，经过“相-压”转换电路将测量信号转化为电压信号，最后通过微处理器的高精度AD测得电压伏值。由于超声波在顺、逆流传播的速度不同，最终测得的电压幅度也不同，通过二者电压差经过换算可得到时间差，通过相应公式可计算出流量。

主权项

一种超声波流量检测电路由超声波源信号产生电路，信号发送、接收电路，检波电路，检相电路，“相‑压”转换电路及微处理器的12位A/D转换模块组成，其特征是：超声波源信号产生电路，产生一个1MHZ的信号持续整个顺、逆流测量过程；检波电路，滤除掉噪音和干扰信号检测出真正的超声波信号，检波电路中，在每次测量开始微处理器通过I/O端口输出低使三极管Q2导通给比较器U6供电，持续整个测量过程，接收换能器接收的模拟信号送给比较器U6的同相端，其反相端为基准电平，主要通过电阻R22、R21和R20对电源电压分压得到，当电源电压为3.6V时，基准电压约为1.78V，也就是说接收到的信号中只有高于1.78v脉冲才被视为有效的，低于1.78V脉冲将被滤除；检相电路，将超声波传输的时间差转换为相位差信号，由或非门U4、双D触发器U7、双D触发器U8、非门U12、异或门U13组成，相位比较的基准信号经双D触发器U8组成的4分频器分频成1MHz同步信号，由双D触发器U8的8脚分别输出给异或门U13的2脚和或非门U4的3脚，但此同步信号的产生由微处理器的I/O端口和检波输出信号来控制，信号接收时，微处理器I/O端口76脚为高电平、77脚为高电平，当检波电路检出的第一个脉冲由或非门U4反向后由其第10脚输出给双D触发器U7的11脚，此时双D触发器U7的8脚输出高电平，使经双D触发器U8产生的同步基准信号产生；“相‑压”转换电路，将 相位差信号转换为电压信号，“相‑压”转换电路通过X1、X2、X3三个PNP型的晶体管构成了一个简单的恒流源电路，C3是一个精密电容，线形度要非常好，运算放大器U2构成了一个电压跟随器，主要用于前级输入端的高阻态给电容充电，后级输出跟随前级以供微处理器AD测量；微处理器的12位A/D转换模块，对“相‑压”转换电路输出的电压信号进行模拟信号到数字信号的转换，以便微处理器根据测得的数字信号通过相应的软件算法计算出流量。