超声波流量计整个系统主要包括硬件和软件两部分,其中硬件设计是基础,硬件设计关系到系统的精度。此套流量计的硬件部分分为两个部分电路系统和超声波换能器。电路系统包括控制电路、发射电路、接收电路和电源电路等。其中控制电路主要是和单片机, 外围有一液晶显示, 键盘控制,串口通信, 实时时钟。发射电路主要是驱动换能器, 而接收电路主要是信号的放大, 比较处理。电源电路是提供整个电路的供电。如图是整个硬件系统的框图。
硬件电路工作过程是由控制电路产生一个触发信号,由产生顺流方向的长脉冲发射信号,经过放大驱动超声波换能器,超声波换能器发出的超声波穿过管道中的流体,另一个超声波流量计换能器将超声信号转化为电信号,接收放大电路将小信号放大到可检测的幅值,由过零检测器和峰值检测器形成数字信号送至计数器电路,计数器电路得到顺流方向接收信号的到达时刻,计算出顺流方向接收信号时间,顺流次木设计毕。然后接着在逆流方向发射一个同样的长脉冲超声信号,得到逆流方向接收信号的到达时刻,计算出逆流方向接收信号的时间逆流次也是。计算次逆流和顺流的时间差, 控制电路进行流速、流量的计算,并可由液晶进行实时显示。得到的流速数据还可以通过串口输出,也可以模拟量的形式送到上位机, 以便进行工业控制。超声波流量计的初始参数可以通过键盘进行设置,设置完成后可进行参数的存储。 |
