一种超声波流量计的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种流量计，具体涉及一种基于数字仪器的超声波流量计。
【背景技术】
[0002]流量计，用以测量管路中流体流量(单位时间内通过的流体体积)的仪表。目前，国内面临的挑战传统的机械式流量计，面临的挑战传统的机械式流量计，例如差压式流量计、容积式流量计和变面积式流量计，已经处于普及化阶段，价格竞争激烈，利润空间日益减少，技术革新较少，市场相对成熟。实现产品的差异化和定制化生产是生产商在成熟市场的激烈竞争中的一个重要突破点。新技术流量计不断被引入各个行业的同时，快速有效的售后服务对生产商来说同样至关重要。
【发明内容】
[0003]本发明提出了一种新型的流量计，具体涉及一种基于数字仪器的超声波流量计。
[0004]本发明是通过以下技术方案来实现:
一种超声波流量计，包括信号源、数据采集和信号处理模块，其特征在于:所述信号发生器连接有超声波换能器，超声波换能器经过滤波器、放大器将信号传输至示波器，所述示波器输出端为上位机；所述上位机通过测量电路连接有控制开关和数字电位器。
[0005]上述信号源与示波器均与上位机连接。
[0006]上述上位机采用采用图形化编程工具LabVIEw7.1。
[0007]上述信号发生器选用Agilent 33220A信号源。
[0008]上述示波器选用Agilent DS06012A双通道示波器。
[0009]本发明有益的技术效果:
本发明运用上位机的应用程序控制信号发生器产生超声波信号，并控制示波器采集和存储超声波换能器接收到的信号，将其传送至上位机。信号源和示波器一般都配置有标准的RS232、USB、以太网/ LAN或GPIB接口，可以通过上位机进行程控，不仅方便、高效，同时可以获得专业仪器的较高性能指标。本发明成本低、灵活性强、功能便于扩展，可根据需要显示、保存各种信息以便作复杂分析，其测量周期可达到ms级，因此能有效地满足实验研究的要求。
【具体实施方式】
[0010]一种超声波流量计，包括信号源、数据采集和信号处理模块，其特征在于:所述信号发生器连接有超声波换能器，超声波换能器经过滤波器、放大器将信号传输至示波器，所述示波器输出端为上位机；所述上位机通过测量电路连接有控制开关和数字电位器；所述信号源与示波器均与上位机连接。
[0011]具体地说，本发明超声波流量计的关键是要获得顺流传播和逆流传播的超声波信号，求出它们之间的时差。
[0012]超声波流量计，包括信号源、数据采集和信号处理模块，所述信号发生器连接有超声波换能器，超声波换能器经过滤波器、放大器将信号传输至示波器，所述示波器输出端为上位机；所述上位机通过测量电路连接有控制开关和数字电位器；所述信号源与示波器均与上位机连接。信号发生器选用Agilent 33220A信号源。示波器选用Agilent DS06012A双通道示波器。超声波转换器选用两个交替地用作发射和接收，Agilent 33220A信号源产生激励脉冲，33220A可发生频率上限至20 Ml-1z的正弦波和方波信号，并提供脉冲、扫描等多种模式，因此可以完成不同频率超声波换能器的多种形式激励。换能器接收到的超声波信号经过带通滤波、放大环节后即送入数据采集和处理部分，系统利用示波器AgilentDS06012A进行超声波信号采集和观测，采集到的波形数据送入上位机处理。DS06012A为双通道数字示波器，带宽100 MHz，具有I Mpts标准存储深度，最高采样率可达2 GSa / S，因此可高分辨率地探测和采集超声波信号，其采样时间、采样频率、触发模式等设置参数可以通过软件控制。系统测量中需要通过切换模拟开关来控制超声波信号顺流或逆流传播，上位机通过并口与测量电路连接，提供开关控制信号，同时读写电路中的数字电位器，实现超声波信号的变增益控制，还可以通过并口读入压力、温度等信息供误差修正计算使用。
[0013]信号源和示波器一般都配置有标准的RS232、USB、以太网/ LAN或GPIB接口，可以通过上位机进行程控，不仅方便、高效，同时可以获得专业仪器的较高性能指标。
[0014]上位机采用采用图形化编程工具LabVIEw7.1 ;用以与数字仪器间的数据传输和对测最电路的控制。信号源33220A和示波器DS06012A均配有USB、LAN和GPIB接口，支持VISA库标准。由于USB接口与计算机连接方便，传输速率高，而VISA包含了 GPIB仪器、VXI仪器和USB仪器等各类仪器的控制操作，所以本系统通过USB端口连接上位机与示波器，采用VISA库函数实现控制操作，其主要控制过程如下:1)实现DS06012A与计算机的联接并获取设备地址；2)调用VISA Open函数打开对应示波器地址的仪器通道；3)调用VISAWrite函数向示波器发送字符命令；4)调用VISA Read函数读取示波器状态或采集到的数据，读入的结果为字符型，可根据需要进行转换；5)调用VISAClose函数关闭对应示波器地址的仪器通道。以上过程即实现计算机与示波器的通信。
[0015]上位机通过并口与测量电路通信，一方面节省了高成本的I / O接口卡，另一方面便于软件编程控制。目前计算机并口一般支持SPP(Normal)、EPP和ECP三种模式，SPP即标准并行接口(Standard Parallel Port),兼容性最好,它可以同时向外传送8位信息，因此满足一般系统的控制要求；从外设到PC的输入采用4位组模式，每次传送一个字节的4位，虽然速度较慢，但能满足一般场合的要求。
[0016]本发明运用上位机的应用程序控制信号发生器产生超声波信号，并控制示波器采集和存储超声波换能器接收到的信号，将其传送至上位机。信号源和示波器一般都配置有标准的RS232、USB、以太网/ LAN或GPIB接口，可以通过上位机进行程控，不仅方便、高效，同时可以获得专业仪器的较高性能指标。本发明成本低、灵活性强、功能便于扩展，可根据需要显示、保存各种信息以便作复杂分析，其测量周期可达到ms级，因此能有效地满足实验研究的要求。
【主权项】
1.一种超声波流量计，包括信号源、数据采集和信号处理模块，其特征在于:所述信号发生器连接有超声波换能器，超声波换能器经过滤波器、放大器将信号传输至示波器，所述示波器输出端为上位机；所述上位机通过测量电路连接有控制开关和数字电位器。2.如权利要求书I所述一种超声波流量计，其特征在于:所述信号发生器与示波器均与上位机连接。3.如权利要求书I所述一种超声波流量计，其特征在于:所述上位机采用采用图形化编程工具LabVIEw7.1。4.如权利要求书I或2所述一种超声波流量计，其特征在于:所述信号发生器选用Agilent 33220A 信号源。5.如权利要求书I或2所述一种超声波流量计，其特征在于:所述示波器选用AgilentDS06012A双通道示波器。
【专利摘要】本发明涉及一种流量计，具体涉及一种基于数字仪器的超声波流量计，包括信号源、数据采集和信号处理模块，信号发生器连接有超声波换能器，超声波换能器经过滤波器、放大器将信号传输至示波器，示波器输出端为上位机；上位机通过测量电路连接有控制开关和数字电位器。上位机的应用程序控制信号发生器产生超声波信号，并控制示波器采集和存储超声波换能器接收到的信号，将其传送至上位机。本发明成本低、灵活性强、功能便于扩展，可根据需要显示、保存各种信息以便作复杂分析，其测量周期可达到ms级，因此能有效地满足实验研究的要求。
【IPC分类】G01F1/66
【公开号】CN105526982
【申请号】CN201410575438
【发明人】张淑芬
【申请人】陕西启源科技发展有限责任公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年10月25日