基于TDC芯片的超声波换能器检测方法与流程

本发明涉及一种超声波换能器的检测方法，具体地说是一种基于tdc芯片的超声波换能器检测方法。

背景技术：

1、在超声波水表行业中，换能器是起到决定性作用的一环，它是超声波计量的基础，决定了计量的准确性。

2、目前，超声波换能器的检测主要是依靠换能器厂家在产品出厂前的检测。如此，超声波水表的产品质量很大程度上依赖于换能器厂家对于换能器的检测，对于超声波水表厂家而言，这样的情况使其无法完全把控产品的质量。然而，超声波水表厂家若对换能器进行检测，需要付出的代价也较高，需要对应的示波器、频谱仪、万用表等多项工具，且时间成本上较高，人工和时间成本较大，不适合超声波水表企业全检换能器，容易重复上游产业的工作。因此，行业亟待一种成本低的换能器检测方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述存在的问题，提供一种基于tdc芯片的超声波换能器检测方法。

2、为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

3、一种基于tdc芯片的超声波换能器检测方法，包括：

4、s100、将tdc芯片分别与待测换能器、标准换能器通信连接，形成回路；

5、s102、初始化tdc芯片的首波阈值；

6、s104、tdc芯片向待测换能器或标准换能器发送激励信号；

7、s106、tdc芯片接收标准换能器或待测换能器返回的回波信号；

8、s108、利用以下公式计算出tdc芯片接收到的回波信号中首个幅值超过首波阈值的正弦波的幅值a；

9、

10、

11、式中，a为幅值，wave_set为首波阈值，wwave_set为首波阈值对应的脉宽，w0为tdc芯片接收到的回波信号的标准半波脉宽；

12、s110、增加tdc芯片的首波阈值，执行步骤s104，直至产生tdc芯片超时；

13、s112、对于计算所得幅值中数值相同或相近的幅值，仅保留其中一个幅值，记录余下幅值的数量，以反映待测换能器的起振速率。

14、优选的，所述方法还包括：

15、s114、记录tdc芯片接收到的回波信号中每个正弦波的到达时间，从首个幅值超过首波阈值的正弦波开始，计算出相邻两个正弦波到达时间的时间差，若各时间差的值均相等，则判定待测换能器的工作频率符合标准。

16、优选的，所述方法还包括：

17、s116、将步骤s112中余下幅值中数值最大的幅值作为待测换能器能够振荡的最大幅值。

18、优选的，所述步骤s110中，首波阈值的增加量为1-5mv。

19、本发明的有益效果在于：

20、1、本发明利用三角函数原理计算tdc芯片接收到的回波信号中首个幅值超过首波阈值的正弦波的幅值a，并通过不断地改变tdc芯片的首波阈值就可以获取到多个不同的幅值a，直至产生tdc芯片超时，对于计算所得幅值中数值相同或相近的幅值，仅保留其中一个幅值，记录余下幅值的数量，这些余下幅值的数量就可以反映出待测换能器的起振速率，余下幅值中数值最大的幅值即为待测换能器能够振荡的最大幅值。这种检测方式相较于现有技术，使用的工具更少，检测过程更简单，检测成本更低，检测效率更高。

21、2、此方案针对性较强，适合采用tdc芯片的超声波水表厂家使用，且非常符合tdc芯片的计量波形原理，同时可以通过上位机显示出波形的幅值，波形起振到产生tdc芯片超时过程中幅值的数量(所得幅值中数值相同或相近的幅值，仅保留其中一个幅值)，相邻两个正弦波到达时间的时间差等重要参数，帮助人为分析数据。

技术特征：

1.一种基于tdc芯片的超声波换能器检测方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的基于tdc芯片的超声波换能器检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的基于tdc芯片的超声波换能器检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的基于tdc芯片的超声波换能器检测方法，其特征在于：所述步骤s110中，首波阈值的增加量为1-5mv。

技术总结
本发明涉及超声波换能器检测方法技术领域，特别是一种基于TDC芯片的超声波换能器检测方法。本发明的技术方案：将TDC芯片分别与待测换能器、标准换能器通信连接，形成回路；初始化TDC芯片的首波阈值；TDC芯片向待测换能器或标准换能器发送激励信号；TDC芯片接收标准换能器或待测换能器返回的回波信号；计算TDC芯片接收到的回波信号中首个幅值超过首波阈值的正弦波的幅值A；增加TDC芯片的首波阈值，直至产生TDC芯片超时；对于计算所得幅值中数值相同或相近的幅值，仅保留其中一个幅值，记录余下幅值的数量，以反映待测换能器的起振速率。这种检测方式使用的工具更少，检测过程更简单，检测成本更低，检测效率更高。

技术研发人员：张丹,项家祺,童景顺
受保护的技术使用者：宁波泽联科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12