专利名称：同步收发时差式超声波流量计的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种时差式超声波流量计，尤其是涉及一种同步收发时差 式超声波流量计。
背景技术：
超声波流量计与传统流量计相比，无可动部件、无压损、溯源性好、成本 对口径变动不敏感，因此在中大管径流量测量方面具有明显优势。
目前国内外使用的时差式超声波流量计，正向传播时间和逆向传播时间的 测量是分时实现的，正向传播时间和逆向传播时间之间的切换不可避免地具有 一定延时，若流速变化很快时，这一延时将产生流速测量上的误差，若使用多 声路测量大型水电站或输供水系统，这一误差将继续扩大。
另外，为了使接收机能接收到有效超声波信号，在发射机端的发射脉冲电
压将高达400V甚至1000V,如此高的电压对电路板设计与元器件选择都带来很 大压力，也增加了发射机发生故障的频率。虽然如此，时差式超声波流量计在 复杂环境中信号仍有可能被环境噪声淹没，传统阈值法和过零法结合测量时差 将难以实现。
发明内容
1、发明目的
针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是4是供一种信号同步收发时差式超声波流量计，即正逆向换能器同时发射超声波信号， 经一定延时后同时打开信号接收机，利用互相关技术对接收到的信号进行处理， 一次性得到正向传播时间和逆向传播时间。此实用新型简化了测量方法，降低 了对发射电压的要求，减小了由延时带来的测量误差。
2、 技术方案
为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案如下 本实用新型包括，换能器、超声波信号收发转换电路、信号滤波放大电路、 A/D转换电路、MCU、发射电路。
其中，换能器用于向对端发射超声波；
超声波信号收发转换电路，用于接收换能器的超声波信号并接收发射电路 的脉冲信号；
信号滤波放大电路，用于减小输出的波动并放大输出信号； A/D转换电路，用于将模拟信号转换为数字信号； MCU，用于读取数字信号并将其发送至发射电路； 发射电路，用于接收MCU发送的信号和发射脉冲。
3、 有益效果
本实用新型具有的有益效果是
1) 本实用新型只需进行一次信号收发工作即可获得正逆向传播时间，从而 获得流速和流量信息。与分时测量正逆向传纟番时间方法相比，本实用新 型测量更简单、测量速度更快，更能真实地反映出测量时刻的流速和流 量信息。
2) 提高了装置的抗干扰能力，降低了对发射电压的要求，即使发射信号被 淹没在环境噪声中，亦能通过相关技术获得有用信息。3)节省了运算时间和硬件资源，实现更加方便筒捷。

附图是本实用新型的示意图，其中A、 B是换能器。
具体实施方式

本实用新型同时向对端传感器发出超声波信号，在超声波信号到达对端前同 时打开接收电路，并用相关算法获取正逆向传播时间，从而获得流速和流量信 息。此实用新型简化测量方法、减小测量误差以及显著降低对信号信噪比的要求。
实施步骤如下
1) 如附图所示，发射机打开，换能器A和换能器B同时向对端发射超声波； 对于杂质较多的流体，可以使用双脉冲或三脉冲形成的波形来提高测量 精度。
2) 经过一定延时，在超声波信号到达对端前打开两传感器接收电路，接收 波形，波形中有环境噪声。
3) 接收波形与发射波形进行相关运算，通过相应计算即可得正向传播时间 (对应第一个波峰)和逆向传播时间(对应第二个波峰)，进而获得流速和 流量信息。
若流速很慢时，在波形数据上只能查到一个波峰(正向发射波形与逆向发射 波形部分重叠)，与流体静止时的波形相似，此时给流速测量带来困难。如果就 此认为流体静止，明显误差较大，为解决此问题有两种解决方法
1)提高换能器工作频率；2) A换能器发出超声波后，B换能器经一定延时再发射，其余操作方法与步 骤不变，只是在计算逆向传播时间时要扣除此延时才能得到正真的逆向 传播时间。
权利要求1、一种同步收发时差式超声波流量计，其特征在于，包括换能器用于向对端发射超声波；超声波信号收发转换电路，用于接收换能器的超声波信号并接收发射电路的脉冲信号；信号滤波放大电路，用于减小输出的波动并放大输出信号；A/D转换电路，用于将模拟信号转换为数字信号；MCU，用于读取数字信号并将其发送至发射电路；发射电路，用于接收MCU发送的信号和发射脉冲。
专利摘要本实用新型公开了一种同步收发时差式超声波流量计。本实用新型包括换能器用于向对端发射超声波；超声波信号收发转换电路，用于接收换能器的超声波信号并接收发射电路的脉冲信号；信号滤波放大电路，用于减小输出的波动并放大输出信号；A/D转换电路，用于将模拟信号转换为数字信号；MCU，用于读取数字信号并将其发送至发射电路；发射电路，用于接收MCU发送的信号和发射脉冲。本实用新型测量更简单、测量速度更快，更能真实地反映出测量时刻的流速和流量信息。
文档编号G01F1/66GK201255644SQ20082003852
公开日2009年6月10日 申请日期2008年8月8日 优先权日2008年8月8日
发明者洲 夏, 浩 朱, 郑慧娟 申请人:国网电力科学研究院;南京南瑞自动控制有限公司