专利名称：多功能超声波测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪器，尤其是一种利用超声波对速度、距离、厚度、液位等多种参数进行测量的测量仪。
背景技术：
利用回波检测以及多普勒效应，超声波已经被广泛的应用在测速、测距、测厚以及探伤等诸多领域当中。但是现有的超声波测量设备都是针对某些领域所设计的，如超声波探伤设备、超声波测速仪、超声波测距仪等等，不能通用，如果需要对多种参数进行测量时只能配备不同的仪器，因此对于某些用户而言非常不方便而且使用成本也相对较高。
发明内容为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多功能超声波测量仪。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是多功能超声波测量仪，由超声波产生模块、超声波接收处理模块以及中央数据处理模块组成，超声波产生模块、超声波接收处理模块分别与中央数据处理模块的相应端口相连，其特征在于所述中央数据处理模块包括计数器模块、功能选择模块、超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块以及后处理模块，超声波接收处理模块的输出端通连接计数器模块，计数器模块的输出端通过功能选择模块分别与超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块和超声测液位处理子模块相连，后处理模块与超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块的输出端相连。其中，还包括超声补偿测量变送模块，其由温度传感器以及变送电路组成，温度传感器与变送电路输入端相连，变送电路输出端分别与中央数据处理模块中的超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块和超声测液位处理子模块相连。其中，所述超声波产生模块由双稳态多谐振荡器触发电路、相移电路、信号驱动电路以及超声波信号发射电路组成，双稳态多谐振荡器触发电路的输入端与中央数据处理模块相连，双稳态多谐振荡器触发电路的输出端依次连接相移电路、信号驱动电路以及超声波信号发射电路。其中，所述超声波接收处理模块由依次相连的超声波信号检测电路、信号滤波放大电路、半波整流电路、超声波信号检测电路以及信号整形保持电路组成，信号整形保持电路的输出端与计数器模块相连。其中，后处理模块由数据存储及显示电路组成。本实用新型的有益效果是本测量仪同时将超声波速度、距离、厚度、液位等多种参数测量集合在一起，通过设定和切换就可以选择不同的测量功能，使用更加方便快捷，而且能够节约重复投入不同超声波测量仪器的资金，另外为了提高测量精度，本测量仪还加入了补偿设计以校准在不同条件下所产生的误差。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明

图1是本实用新型的方框图原理；图2是中央数据处理模块的方框图原理；图3是中央数据处理模块的工作流程图。
具体实施方式
多功能超声波测量仪，由超声波产生模块、超声波接收处理模块以及中央数据处理模块组成，超声波产生模块、超声波接收处理模块分别与中央数据处理模块的相应端口相连，所述中央数据处理模块包括计数器模块、功能选择模块、超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块以及后处理模块，超声波接收处理模块的输出端通连接计数器模块，计数器模块的输出端通过功能选择模块分别与超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块和超声测液位处理子模块相连， 后处理模块与超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块的输出端相连，本测量仪同时将超声波速度、距离、厚度、液位等多种参数测量集合在一起，通过设定和切换就可以选择不同的测量功能，使用更加方便快捷，而且能够节约重复投入不同超声波测量仪器的资金。下面结合原理方框图对本实用新型作进一步详细描述，参照图1和图2:1、中央数据处理模块，是整个测量仪器的中央控制部分以及计算部分。按照逻辑可以将中央数据处理模块划分为计数器模块、功能选择模块、超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块以及后处理模块。当然这些子模块完全可以利用一片单片机即可实现，也就是通过程序设计达到上述各子模块的功能。 其中计数器模块主要是计算由中央数据处理模块向超声波产生模块发出超声波控制信号后经过超声波接收处理模块送回相应的超声波回波信号进行时间计算，即计算所发出超声波与超声波回波之间的时间差。由于对于各个子模块对各个参数的算法有所差别，因此获得时间差后需要通过功能选择模块来选定所需的子模块进行计算以获得相应的测量参数。 当然不同的子模块之间对超声波的发射也会有不同的要求，这些都是根据用户通过功能选择模块选择相应的功能后由不同的子模块进行相应的处理的。而后处理模块则是对获得的数据结果进行保存、显示、传输等等，一般可以由数据存储及显示电路组成，当然还可以根据需要增加一些相应的模块进行后处理。2、超声波产生模块，用于根据是需要产生各种频率的超声波。其由双稳态多谐振荡器触发电路、相移电路、信号驱动电路以及超声波信号发射电路组成。双稳态多谐振荡器触发电路，用于根据中央数据处理模块发出的数字信号产生振荡形成超声波，双稳态多谐振荡器触发电路的输入端与中央数据处理模块相连。相移电路是对上一级电路所产生的振荡波形进行移相处理。信号驱动电路是对信号进行功率放大使其满足一定的传输距离。最后放大后的信号经超声波信号发射电路发射出去。3、超声波接收处理模块，用于接收超声波的反射回波，同时对检测信号进行处理以获得相应的数字信号。其由依次相连的超声波信号检测电路、信号滤波放大电路、半波整流电路、超声波信号检测电路以及信号整形保持电路组成，超声波检测电路主要由超声波传感器及其外围电路组成，将声波转换为电信号。由于经过反射回来的超声波回波较弱， 因此需要对信号滤波放大器对电信号进行放大，然后通过半波整流电路获得相应的脉冲信号，最后由超声波信号检测电路从脉冲中检出与超声波回波相应的脉冲信号并通过信号整形电路对该信号进行整形获得与中央数据处理模块向兼容的电平并保持该电平以便于中央数据处理模块能够接收处理，信号整形保持电路的输出端与计数器模块相连。 参照图3是中央数据处理模块的整个工作流程。
权利要求1.多功能超声波测量仪，其特征在于由超声波产生模块、超声波接收处理模块以及中央数据处理模块组成，超声波产生模块、超声波接收处理模块分别与中央数据处理模块的相应端口相连，其特征在于所述中央数据处理模块包括计数器模块、功能选择模块、超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块以及后处理模块，超声波接收处理模块的输出端通连接计数器模块，计数器模块的输出端通过功能选择模块分别与超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块和超声测液位处理子模块相连，后处理模块与超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块的输出端相连。
2.根据权利要求1所述的多功能超声波测量仪，其特征在于还包括超声补偿测量变送模块，其由温度传感器以及变送电路组成，温度传感器与变送电路输入端相连，变送电路输出端分别与中央数据处理模块中的超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块和超声测液位处理子模块相连。
3.根据权利要求1所述的多功能超声波测量仪，其特征在于所述超声波产生模块由双稳态多谐振荡器触发电路、相移电路、信号驱动电路以及超声波信号发射电路组成，双稳态多谐振荡器触发电路的输入端与中央数据处理模块相连，双稳态多谐振荡器触发电路的输出端依次连接相移电路、信号驱动电路以及超声波信号发射电路。
4.根据权利要求1所述的多功能超声波测量仪，其特征在于所述超声波接收处理模块由依次相连的超声波信号检测电路、信号滤波放大电路、半波整流电路、超声波信号检测电路以及信号整形保持电路组成，信号整形保持电路的输出端与计数器模块相连。
5.根据权利要求1所述的多功能超声波测量仪，其特征在于后处理模块由数据存储及显示电路组成。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能超声波测量仪，由超声波产生模块、超声波接收处理模块以及中央数据处理模块组成，所述中央数据处理模块包括计数器模块、功能选择模块、超声测速处理子模块、超声测距处理子模块、超声测厚度子模块、超声测液位处理子模块以及后处理模块。本测量仪同时将超声波速度、距离、厚度、液位等多种参数测量集合在一起，通过设定和切换就可以选择不同的测量功能，使用更加方便快捷，而且能够节约重复投入不同超声波测量仪器的资金，另外为了提高测量精度，本测量仪还加入了补偿设计以校准在不同条件下所产生的误差。
文档编号G01B17/02GK202066962SQ20112015108
公开日2011年12月7日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者李兴春 申请人:五邑大学