超聲波流量計的超聲波發射接收電路結構-江蘇兄弟儀表廠
2018/8/29 16:08:29??????點擊：
超聲波流量計的超聲波發射接收電路結構
新型超聲波發射接收電路由發射電路,電壓調整電路,程控放大電路,接收電路,數字濾波電路,MCU控制器,數/模轉換器（DAC),壓控放大器,模/數轉換器(ADC),檢波電路,溫度檢測電路,壓力檢測電路,流量計運算單元,聲時電路,可編程邏輯器(FPGA,時鐘門構成。
新型超聲波發射接收電路由發射電路,電壓調整電路,程控放大電路,接收電路,數字濾波電路,MCU控制器,數/模轉換器（DAC),壓控放大器,模/數轉換器(ADC),檢波電路,溫度檢測電路,壓力檢測電路,流量計運算單元,聲時電路,可編程邏輯器(FPGA,時鐘門構成。
發射電路由MCU控制器產生脈沖驅動高壓去激發換能器,觸發電壓可以調整,提高發射信號的強度和接收信號的信噪比;接收電路由MCU控制器和流量計運算單元通信獲得超聲探頭從管道內壓力和溫度信號,經過模/數轉換器(AυC)模糊算法確定前置程控放大倍數,MU控制器通過檢波電路跟蹤采集檢波信號輸岀至數/模轉換器(DAC)控制壓控放大器鎖定信號幅值,可編程邏輯器(PGA)根據檢波信號鎖定峰值,并鎖定峰值對應的超聲波波峰,時鐘門是頻率為100z的低溫漂高精度高穩定度的時鐘,利用超聲波的波峰過零檢測確定精度的聲時,包絡檢波對應的超聲波波峰正好是超聲波的中心頻率,使得這種超聲波接收處理比采用 波接收電路處理的精度要高。電路中:壓控放大器和檢波電路組成實時跟蹤的PID內閉環自動增益系統和溫度檢測電路、壓力檢測電路、電壓調整電路、壓控放大器控制范圍組成模/數轉換器(ADC)的外閉環自動增益系統,從而構成自適應式雙閉環數字自動增益控制,雙自動增益的實現,可以使流量計針對表體的變換、溫度、壓力的變換而不需要調整電路參數,提高了超聲波發射和接收的電路適用范圍,實現了寬壓力、寬溫度、寬聲程范圍的自適應,而且提高了檢測控制精度。峰值跟蹤型過零點檢測,保證了聲時接收信號的準確性,以超聲波信號的中心頻率波的過零檢測作為聲時的控制,聲時門可控制在25nS以內,再配以100Mz時鐘頻率的低溫漂高精度高穩定度的時鐘和多次測量取平均值法,可以進一步將聲時門準確到10nS的聲時精度。本實用新型生產和使用方便,電路的自適應能力強,測量精度高,可廣泛適用在超聲波流量計上,提高檢測流量精度和量程范圍,也可以適用于液體濃度測量、氣體組分分析儀
新型超聲波發射接收電路由發射電路,電壓調整電路,程控放大電路,接收電路,數字濾波電路,MCU控制器,數/模轉換器OAC),壓控放大器,模/數轉換器(ADC,檢波電路,溫度檢測電路,壓力檢測電路,流量計運算單元,聲時電路,可編程邏輯器(FPGA),時鐘門構成
MCU控制器經電壓調整電路與發射電路連接,MCU控制器產生脈沖驅動高壓經電壓調整電路調整后由發射電路激發換能器以提高發射信號的強度和接收信號的信噪比;溫度檢測電路和壓力檢測電路分別與將超聲探頭連接并經流量計運算單元與MCU控制器電路連接,將超聲探頭從檢測管道內測得的壓力和溫度信號傳輸給MU控制器;MCU控制器經程控放大電路與接收電路電路連接,由通信獲得超聲探頭從管道內壓力和溫度信號;接收電路經數字濾波電路、壓控放大器與可編程邏輯器(FPGA電路連接;時鐘門采用頻率為100z的低溫漂高精度高穩定度的0CⅪO時鐘,時鐘門與可編程邏輯器(FPA)電路連接,壓控放大器經檢波電路、模/數轉換器(ADC)與MCU控制器電路連接,組成實時跟蹤的PID內閉環自動增益系統;MCU控制器經數/模轉換器(DAC)與壓控放大器電路連接;可編程邏輯器(FPGA)電路經聲時電路與MCU控制器電路連接;檢波電路與可編程邏輯器(FPGA)電路。溫度檢測電路、壓力檢測電路、電壓調整電路、壓控放大器控制范圍組成模/數轉換器(ADC)的外閉環自動增益系統,從而在電路中構成自適應雙閉環數字自動增益控制,實現了寬壓力、寬溫度、寬聲程范圍的自適應,使流量計針對表體的變換、溫度、壓力的變換而不需要調整電路參數,提高了超聲波發射和接收的電路適用范圍,從而提高了超聲檢測控制精度。采用峰值跟蹤型過零點檢測,以保證聲時接收信號的準確性,以超聲波信號的中心頻率波的過零檢測作為聲時的控制,聲時門可控制在25nS以內,再配以100MHz時鐘頻率的低溫漂高精度髙穩定度的時鐘和多次測量取平均值法,可以進一步將聲時門準確到10nS的聲時精度。
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