一种卡片式超声波流量计的制作方法

1.本实用新型涉及流量计技术领域，特别是涉及一种卡片式超声波流量计。


背景技术：

2.超声波流量测量技术作为一种利用超声波信号在流体中传播时所载流体的流速信息来测量流体流量的新的测量技术，以其非接触、易于安装维护、不会改变流体的流动状态、不产生附加阻力等优点在工业、民用等多领域获得了广泛的应用。现有的卡片式超声波流量计智能化程度高，同时可配置电磁阀进行定速定量的排水，显示器内部设置的信号发射器可用于远距离监测与操控，节约人力，节省时间；例如申请号为202020858096.6、名称为“一种卡片式超声波流量计”的实用新型专利，包括显示器、超声波换能器和防漏密封圈，管道内液体流经本流量计时，由超声波换能器所发出的超声波受流体影响，增加或减慢了超声波的接收时间，由超声波换能器转换的信号经由集成处理器计算后，将结果呈现于触摸显示屏上；但在实际使用过程中，由于超声波换能器应用过程中受到外界高频干扰影响，且换能器感应到的检测信号较为微弱，很容易湮没在有害噪声中，严重影响流量计的检测精度。
3.所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。


技术实现要素：

4.针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种卡片式超声波流量计。
5.其解决的技术方案是：一种卡片式超声波流量计，包括超声波换能器、信号调理单元和微处理器，所述超声波换能器用于对流体流量进行感应检测，其检测信号送入所述信号调理单元中进行处理，所述信号调理单元包括补偿调节电路和陷波调节电路，所述补偿调节电路的输入端连接所述超声波换能器的信号输出端，所述补偿调节电路的输出端连接所述陷波调节电路的输入端，所述陷波调节电路的输出端连接所述微处理器。
6.优选的，所述补偿调节电路包括运放器ar1，运放器ar1的同相输入端通过电容c1连接所述超声波换能器的信号输出端，并通过电阻r1接地，运放器ar1的反相输入端通过并联的电阻r2与电容c2连接运放器ar1的输出端，并通过电阻r3接地。
7.优选的，所述陷波调节电路包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端通过电阻r4连接运放器ar1的输出端，运放器ar2的反相输入端通过陷波网络组件连接运放器ar2的输出端，运放器ar2的输出端连接稳压二极管dz1的阴极、电容c5的一端和所述微处理器，稳压二极管dz1的阳极与电容c5的另一端并联接地。
8.优选的，所述陷波网络组件包括电阻r5、r6与电容c3、c4，电阻r5和电容c3的一端连接运放器ar2的反相输入端，电阻r5的另一端通过电容c4接地，并通过电阻r6连接电容c3的另一端和运放器ar2的输出端。
9.优选的，所述微处理器选用stm32f103c8t6型mcu。
10.通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：本实用新型通过设置信号调理单元来对超声波换能器的检测信号进行处理，通过补偿调节电路来对检测信号进行增强处理，并有效改善检测信号输出波形，保证信号检测处理精度；陷波调节电路对检测信号进行陷波降噪处理，有效抑制外部高频有害噪声的侵扰，提升流量计的检测精度。
附图说明
11.图1为本实用新型的补偿调节电路原理图。
12.图2为本实用新型的陷波调节电路原理图。
具体实施方式
13.有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图2对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
14.下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
15.一种卡片式超声波流量计，包括超声波换能器、信号调理单元和微处理器，超声波换能器用于对流体流量进行感应检测，其检测信号送入所述信号调理单元中进行处理，所述信号调理单元包括补偿调节电路和陷波调节电路，所述补偿调节电路的输入端连接所述超声波换能器的信号输出端，所述补偿调节电路的输出端连接所述陷波调节电路的输入端，所述陷波调节电路的输出端连接所述微处理器。
16.如图1所示，补偿调节电路包括运放器ar1，运放器ar1的同相输入端通过电容c1连接所述超声波换能器的信号输出端，并通过电阻r1接地，运放器ar1的反相输入端通过并联的电阻r2与电容c2连接运放器ar1的输出端，并通过电阻r3接地。
17.如图2所示，陷波调节电路包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端通过电阻r4连接运放器ar1的输出端，运放器ar2的反相输入端通过陷波网络组件连接运放器ar2的输出端，运放器ar2的输出端连接稳压二极管dz1的阴极、电容c5的一端和所述微处理器，稳压二极管dz1的阳极与电容c5的另一端并联接地。
18.其中，陷波网络组件包括电阻r5、r6与电容c3、c4，电阻r5和电容c3的一端连接运放器ar2的反相输入端，电阻r5的另一端通过电容c4接地，并通过电阻r6连接电容c3的另一端和运放器ar2的输出端。
19.本实用新型在具体使用时，超声波换能器的检测信号送入信号调理单元中进行处理，具体处理流程如下：首先，补偿调节电路采用电容c1与电阻r1组成的rc高通滤波器对超声波换能器的检测信号进行滤波，消除直流量干扰因素；然后再由运放器ar1利用同相放大原理对检测信号进行放大，并在放大过程中引入负反馈补偿，利用阻容相位补偿原理可以有效改善检测信号输出波形，在提升检测信号强度的同时可以有效保证放大精度；其次，采用陷波调节电路对运放器ar1的输出信号进一步处理，其中，电阻r5、r6与电容c3、c4组成rc陷波网络，在运放器ar2的驱动下对检测信号进行陷波降噪处理，有效抑制外部高频有害噪声的侵扰，极大地提升了检测信号的精准度，最后再经稳压二极管dz1与电容c5对检测信号进行稳定处理后送入微处理器中，保证微处理器对超声波换能器的检测信号接收准确有效；具体设置时，微处理器选用stm32f103c8t6型mcu，利用mcu成熟的数据处理技术对检测
信号进行内部运算处理，从而计算出实时流量。
20.综上所述，本实用新型通过设置信号调理单元来对超声波换能器的检测信号进行处理，通过补偿调节电路来对检测信号进行增强处理，并有效改善检测信号输出波形，保证信号检测处理精度；陷波调节电路对检测信号进行陷波降噪处理，有效抑制外部高频有害噪声的侵扰，提升流量计的检测精度。
21.以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。


技术特征：
1.一种卡片式超声波流量计，包括超声波换能器、信号调理单元和微处理器，其特征在于：所述超声波换能器用于对流体流量进行感应检测，其检测信号送入所述信号调理单元中进行处理，所述信号调理单元包括补偿调节电路和陷波调节电路，所述补偿调节电路的输入端连接所述超声波换能器的信号输出端，所述补偿调节电路的输出端连接所述陷波调节电路的输入端，所述陷波调节电路的输出端连接所述微处理器。2.根据权利要求1所述的卡片式超声波流量计，其特征在于：所述补偿调节电路包括运放器ar1，运放器ar1的同相输入端通过电容c1连接所述超声波换能器的信号输出端，并通过电阻r1接地，运放器ar1的反相输入端通过并联的电阻r2与电容c2连接运放器ar1的输出端，并通过电阻r3接地。3.根据权利要求2所述的卡片式超声波流量计，其特征在于：所述陷波调节电路包括运放器ar2，运放器ar2的同相输入端通过电阻r4连接运放器ar1的输出端，运放器ar2的反相输入端通过陷波网络组件连接运放器ar2的输出端，运放器ar2的输出端连接稳压二极管dz1的阴极、电容c5的一端和所述微处理器，稳压二极管dz1的阳极与电容c5的另一端并联接地。4.根据权利要求3所述的卡片式超声波流量计，其特征在于：所述陷波网络组件包括电阻r5、r6与电容c3、c4，电阻r5和电容c3的一端连接运放器ar2的反相输入端，电阻r5的另一端通过电容c4接地，并通过电阻r6连接电容c3的另一端和运放器ar2的输出端。5.根据权利要求1-4任一所述的卡片式超声波流量计，其特征在于：所述微处理器选用stm32f103c8t6型mcu。

技术总结
本实用新型公开了一种卡片式超声波流量计，包括超声波换能器、信号调理单元和微处理器，所述超声波换能器用于对流体流量进行感应检测，其检测信号送入所述信号调理单元中进行处理，所述信号调理单元包括补偿调节电路和陷波调节电路，所述补偿调节电路的输入端连接所述超声波换能器的信号输出端，所述补偿调节电路的输出端连接所述陷波调节电路的输入端，所述陷波调节电路的输出端连接所述微处理器；本实用新型通过补偿调节电路来对检测信号进行增强处理，有效改善检测信号输出波形，保证信号检测处理精度；陷波调节电路对检测信号进行陷波降噪处理，有效抑制外部高频有害噪声的侵扰，提升流量计的检测精度。提升流量计的检测精度。提升流量计的检测精度。


技术研发人员：王士朋
受保护的技术使用者：开封贝斯特仪表有限公司
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/3/6