超聲波流量計整個系統主要包括硬件和軟件兩部分,其中硬件設計是基礎,硬件設計關系到系統的精度。此套流量計的硬件部分分為兩個部分電路系統和超聲波換能器。電路系統包括控制電路、發射電路、接收電路和電源電路等。其中控制電路主要是和單片機, 外圍有一液晶顯示, 鍵盤控制,串口通信, 實時時鐘。發射電路主要是驅動換能器, 而接收電路主要是信號的放大, 比較處理。電源電路是提供整個電路的供電。如圖是整個硬件系統的框圖。
硬件電路工作過程是由控制電路產生一個觸發信號,由產生順流方向的長脈沖發射信號,經過放大驅動超聲波換能器,超聲波換能器發出的超聲波穿過管道中的流體,另一個超聲波流量計換能器將超聲信號轉化為電信號,接收放大電路將小信號放大到可檢測的幅值,由過零檢測器和峰值檢測器形成數字信號送至計數器電路,計數器電路得到順流方向接收信號的到達時刻,計算出順流方向接收信號時間,順流次木設計畢。然后接著在逆流方向發射一個同樣的長脈沖超聲信號,得到逆流方向接收信號的到達時刻,計算出逆流方向接收信號的時間逆流次也是。計算次逆流和順流的時間差, 控制電路進行流速、流量的計算,并可由液晶進行實時顯示。得到的流速數據還可以通過串口輸出,也可以模擬量的形式送到上位機, 以便進行工業控制。超聲波流量計的初始參數可以通過鍵盤進行設置,設置完成后可進行參數的存儲。 |
