專(zhuān)利名稱(chēng)：多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)量流體流量的裝置，詳細(xì)講是一種多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我們知道，多普勒超聲波流量計(jì)是在發(fā)射探頭向管道內(nèi)的流體發(fā)射超聲波信號(hào)，接收探頭將接收到的管道內(nèi)懸浮于流體中的散射體所散射的載有流速信息的多普勒信號(hào)輸入信號(hào)放大檢波電路，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大檢波后，將得到的流速頻率信號(hào)輸入信號(hào)采集電路，經(jīng)信號(hào)采集電路采樣后，輸入顯示器顯示出所測(cè)管道內(nèi)的流量。這種多普勒超聲波流量計(jì)，由于沒(méi)有信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)流體處于管道中的不同位置而呈現(xiàn)不同的流速場(chǎng)不能識(shí)別，因此要求有較長(zhǎng)的測(cè)量直管段，因不能顯示管道內(nèi)部的流速情況，在不具備較長(zhǎng)測(cè)量直管段的情況下，對(duì)測(cè)量點(diǎn)的選擇帶有盲目性，難以判斷選擇的測(cè)量點(diǎn)的流速場(chǎng)是否適宜測(cè)量，不能保證測(cè)量的精度，測(cè)量的數(shù)據(jù)可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是，解決不能顯示管道內(nèi)部的流速情況，在不具備較長(zhǎng)測(cè)量直管段的情況下，對(duì)測(cè)量點(diǎn)的選擇帶有盲目性，難以判斷選擇的測(cè)量點(diǎn)的流速場(chǎng)是否適宜測(cè)量，不能保證測(cè)量的精度，測(cè)量的數(shù)據(jù)可靠性差的問(wèn)題，提供一種能夠顯示管道內(nèi)部的流速情況，自動(dòng)判斷測(cè)量點(diǎn)的流速場(chǎng)是否適宜測(cè)量，不硬性規(guī)定測(cè)量管道的長(zhǎng)短，選擇測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確，保證測(cè)量精度，測(cè)量的數(shù)據(jù)可靠性高的多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，發(fā)射探頭向管道內(nèi)的流體發(fā)射超聲波信號(hào)，接收探頭將接收到的管道內(nèi)懸浮于流體中的散射體所散射的載有流速信息的多普勒信號(hào)加至信號(hào)放大檢波電路，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大檢波后，將得到的流速頻率信號(hào)加至信號(hào)采集電路，經(jīng)信號(hào)采集電路采樣后，加至顯示器顯示出所測(cè)管道內(nèi)的流量，主要特點(diǎn)是，在信號(hào)放大檢波電路和信號(hào)采集電路之間設(shè)有信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)。
信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)是，信號(hào)放大檢波電路將信號(hào)放大檢波后的流體流速頻率信號(hào)分成二路，一路加至信號(hào)門(mén)控電路的輸入端準(zhǔn)備輸出給信號(hào)采集電路；另一路經(jīng)信號(hào)識(shí)別電路加至信號(hào)門(mén)控電路，信號(hào)識(shí)別電路對(duì)流速頻率信號(hào)進(jìn)行識(shí)別判斷，如果信號(hào)是連續(xù)信號(hào)，則打開(kāi)信號(hào)輸出門(mén)控，使加至信號(hào)門(mén)控電路輸入端待輸出的信號(hào)加至信號(hào)采集電路，如果不連續(xù)，則關(guān)閉信號(hào)輸出門(mén)控，并將不連續(xù)信號(hào)加至不連續(xù)信號(hào)時(shí)間積分電路，對(duì)不連續(xù)信號(hào)時(shí)間進(jìn)行積分，將積分結(jié)果加至流量信號(hào)分析電路，經(jīng)過(guò)流量信息分析后，將結(jié)果加至流量信號(hào)分析窗顯示。
信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)的電路是經(jīng)放大檢波電路(3)得到的流體流速頻率信號(hào)分成三路，第一路接入信號(hào)門(mén)控電路(5)的輸入端IN端等待輸出，第二路接入頻率/電壓轉(zhuǎn)換器(IC1)的輸入端，第三路經(jīng)電阻(R3)接入比較器(IC2)的2腳，比較器(IC2)的2腳經(jīng)電阻(R4)接地；電源電壓(Vcc)經(jīng)電阻(R1)接入比較器(IC2)的3腳和比較器(IC3)的2腳，比較器(IC2)的3腳和比較器(IC3)的2腳經(jīng)電阻(R2)接地；比較器(IC2)的4腳分三路，第一路接入比較器(IC3)的3腳，第二路經(jīng)電阻(R5)和電位器(R6)接入頻率/電壓轉(zhuǎn)換器(IC1)的輸出端，第三路經(jīng)電容(C1)接地；比較器(IC3)的4腳分二路，一路接入觸發(fā)器(IC5)的R端，另一路接入反向器(IC4)的輸入端，反向器(IC4)的輸出端接入觸發(fā)器(IC5)的S端；觸發(fā)器(IC5)的輸出端Q端接入信號(hào)門(mén)控電路(5)的控制端G端，觸發(fā)器(IC5)的輸出端Q端經(jīng)電阻(R8)接入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(IC7)的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(IC7)的輸入端經(jīng)電阻(R9)接地，電阻(R9)并聯(lián)電容(C2)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(IC7)的輸出端接入驅(qū)動(dòng)器(IC8)的輸入端，驅(qū)動(dòng)器(IC8)的輸出端接入流量信號(hào)分析窗(9)。
流量信號(hào)分析窗(9)是從左到右分若干個(gè)光標(biāo)方塊。
本發(fā)明的有益效果是，由于在信號(hào)放大檢波電路和信號(hào)采集電路之間設(shè)有信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，能夠顯示管道內(nèi)部流速情況，自動(dòng)判斷測(cè)量點(diǎn)的流速場(chǎng)是否適宜測(cè)量，不硬性規(guī)定測(cè)量管道的長(zhǎng)短，選擇測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確，保證測(cè)量精度，測(cè)量的數(shù)據(jù)可靠性高。本發(fā)明適用于多普勒超聲波流量計(jì)。


圖1是本發(fā)明的流程框圖；圖2是本發(fā)明的電路圖。
實(shí)施方式從圖1中可以看出，發(fā)射探頭1向管道內(nèi)的流體發(fā)射超聲波信號(hào)，接收探頭2將接收到的管道內(nèi)懸浮于流體中的散射體所散射的載有流速信息的多普勒信號(hào)加至信號(hào)放大檢波電路3，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大檢波后，將得到的流速頻率信號(hào)加至信號(hào)采集電路6，經(jīng)信號(hào)采集電路6采樣后，加至顯示器7顯示出所測(cè)管道內(nèi)的流量，在信號(hào)放大檢波電路3和信號(hào)采集電路6之間設(shè)有信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)4。信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)4是，信號(hào)放大檢波電路3將信號(hào)放大檢波后的流體流速頻率信號(hào)分成二路，一路加至信號(hào)門(mén)控電路5的輸入端準(zhǔn)備輸出給信號(hào)采集電路6；另一路經(jīng)信號(hào)識(shí)別電路11，加至信號(hào)門(mén)控電路5。信號(hào)識(shí)別電路11對(duì)流速頻率信號(hào)進(jìn)行識(shí)別判斷，如果信號(hào)是連續(xù)信號(hào)，則打開(kāi)信號(hào)輸出門(mén)控，使加至信號(hào)門(mén)控電路5輸入端待輸出的信號(hào)加至信號(hào)采集電路6；如果不連續(xù)，則關(guān)閉信號(hào)輸出門(mén)控，并將不連續(xù)信號(hào)加至不連續(xù)信號(hào)時(shí)間積分電路10，對(duì)不連續(xù)信號(hào)時(shí)間進(jìn)行積分，將積分結(jié)果加至流量信號(hào)分析電路8，經(jīng)過(guò)流量信息分析后，將結(jié)果加至流量信號(hào)分析窗9顯示。流量信號(hào)分析窗9是從左到右分若干個(gè)光標(biāo)方塊表示信號(hào)的質(zhì)量狀況，光標(biāo)可根據(jù)信號(hào)的質(zhì)量停留在某一光標(biāo)塊上，可以規(guī)定光標(biāo)在最右側(cè)光標(biāo)塊上為理想的多普勒信號(hào)狀況，當(dāng)光標(biāo)在最左側(cè)光標(biāo)塊上為最差狀況，光標(biāo)越靠右側(cè)越好。如果流量信號(hào)分析窗9內(nèi)無(wú)光標(biāo)顯示，說(shuō)明流體壓力紊亂，需重新安裝探頭。
從圖2中可以看出，信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)的電路是經(jīng)放大檢波電路3得到的流體流速頻率信號(hào)分成三路，第一路接入信號(hào)門(mén)控電路5的輸入端IN端等待輸出；第二路接入頻率/電壓轉(zhuǎn)換器IC1的輸入端，使流速頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成與此頻率成正比的直流電壓信號(hào)；第三路經(jīng)電阻R3接入比較器IC2的2腳，比較器IC2的2腳經(jīng)電阻R4接地，電阻R3與電阻R4對(duì)地分壓衰減，分壓的作用是防止信號(hào)幅值過(guò)大使比較器IC2飽合。電源電壓Vcc經(jīng)電阻R1接入比較器IC2的3腳和比較器IC3的2腳，比較器IC2的3腳和比較器IC3的2腳經(jīng)電阻R2接地，電源電壓Vcc經(jīng)電阻R1與電阻R2對(duì)地分壓產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓做為門(mén)檻電平V2，門(mén)檻電平V2加至比較器IC2的3腳及比較器IC3的2腳為比較器IC2和比較器IC3提供比較基準(zhǔn)電壓。比較器IC2的4腳分三路，第一路接入比較器IC3的3腳；第二路經(jīng)電阻R5和電位器R6接入頻率/電壓轉(zhuǎn)換器IC1的輸出端；第三路經(jīng)電容C1接地。比較器IC2的2腳輸入的經(jīng)衰減的流速頻率信號(hào)與加在比較器IC2的3腳的門(mén)檻電平V2進(jìn)行比較，比較器IC2根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生與流速頻率信號(hào)同頻的方波，該方波與頻率/電壓轉(zhuǎn)換器IC1輸出的電平信號(hào)及電阻R5、電位器R6、電容C1共同作用的結(jié)果是在比較器IC2的4腳產(chǎn)生與流速信號(hào)同頻的鋸齒波，該鋸齒波加在比較器IC3的3腳將與門(mén)檻電平V2進(jìn)行比較。比較器IC3的4腳分二路，一路接入觸發(fā)器IC5的R端，另一路接入反向器IC4的輸入端，反向器IC4的輸出端接入觸發(fā)器IC5的S端。在信號(hào)連續(xù)時(shí)，調(diào)整電位器R6，保證加至比較器IC3的3腳的鋸齒波的幅值小于門(mén)檻電平V2，使比較器IC3的4腳輸出低電平，該低電平使觸發(fā)器IC5的R端為低電平，S端為高電平，在R端與S端的共同作用下，使觸發(fā)器IC5的輸出端Q端為高電平。觸發(fā)器IC5的輸出端Q端接入信號(hào)門(mén)控電路5的控制端G端，使信號(hào)門(mén)控電路5輸入端等待的流速頻率信號(hào)得以輸出。電位器R6的調(diào)整還要保證當(dāng)流速頻率信號(hào)波形出現(xiàn)不連續(xù)時(shí)，加在比較器IC3的3腳的由不連續(xù)點(diǎn)產(chǎn)生的鋸齒波的幅值大于門(mén)檻電平V2，使比較器IC3的4腳輸出為高電平。觸發(fā)器IC5的輸出端Q端經(jīng)電阻R8接入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC7的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC7的輸入端經(jīng)電阻R9接地，電阻R9并聯(lián)電容C2。當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)不連續(xù)點(diǎn)而使比較器IC3的4腳出現(xiàn)高電平時(shí)，觸發(fā)器IC5的R端為高電平，而觸發(fā)器IC5的S端為低電平，該狀態(tài)有以下二個(gè)作用，一是可以使觸發(fā)器IC5的輸出端Q端為低電平，去關(guān)閉信號(hào)門(mén)控電路5，使信號(hào)門(mén)控電路5輸入信號(hào)與輸出信號(hào)斷開(kāi)，并使信號(hào)門(mén)控電路5輸出端與地相連；二是可以使觸發(fā)器IC5的輸出端Q端為高電平，此電平通過(guò)電阻R8對(duì)電容C2充電，電阻R8與電阻R9起到限幅作用。觸發(fā)器IC5的輸出端Q端與電阻R8、電阻R9、電容C2共同組成了對(duì)不連續(xù)信號(hào)時(shí)間的積分電路。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC7的輸出端接入驅(qū)動(dòng)器IC8的輸入端，驅(qū)動(dòng)器IC8的輸出端接入流量信號(hào)分析窗9。當(dāng)融發(fā)器IC5的輸出端Q端為高電平時(shí)，表明流速信號(hào)不連續(xù)，不連續(xù)點(diǎn)越多，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，電容C2上的電平就越高；當(dāng)信號(hào)連續(xù)時(shí)，觸發(fā)器IC5的輸出端Q端為低電平使電容C2進(jìn)行放電，電容C2上的電平下降；當(dāng)信號(hào)一直是連續(xù)時(shí)，電容C2的電平降為零，電容C2上的電平反映了信號(hào)的連續(xù)程度。電容C2上的電平輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC7，由模數(shù)轉(zhuǎn)換電路IC7進(jìn)行識(shí)別后輸入驅(qū)動(dòng)器IC8驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器IC8驅(qū)動(dòng)后再輸入流量信號(hào)分析窗9進(jìn)行顯示。流量信號(hào)分析窗9中的光標(biāo)根據(jù)流量信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行左右移動(dòng)。光標(biāo)在最右側(cè)時(shí)，表明信號(hào)最好；在最左側(cè)時(shí)，表明信號(hào)最差；無(wú)光標(biāo)顯示時(shí)，說(shuō)明流體壓力紊亂，需重新安裝探頭。
權(quán)利要求
1.一種多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，發(fā)射探頭向管道內(nèi)的流體發(fā)射超聲波信號(hào)，接收探頭將接收到的管道內(nèi)懸浮于流體中的散射體所散射的載有流速信息的多普勒信號(hào)加至信號(hào)放大檢波電路，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大檢波后，將得到的流速頻率信號(hào)加至信號(hào)采集電路，經(jīng)信號(hào)采集電路采樣后，加至顯示器顯示出所測(cè)管道內(nèi)的流量，主要特點(diǎn)是，在信號(hào)放大檢波電路和信號(hào)采集電路之間設(shè)有信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，其特征是，所說(shuō)的信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)是，信號(hào)放大檢波電路將信號(hào)放大檢波后的流體流速頻率信號(hào)分成二路，一路加至信號(hào)門(mén)控電路的輸入端準(zhǔn)備輸出給信號(hào)采集電路；另一路經(jīng)信號(hào)識(shí)別電路加至信號(hào)門(mén)控電路，信號(hào)識(shí)別電路對(duì)流速頻率信號(hào)進(jìn)行識(shí)別判斷，如果信號(hào)是連續(xù)信號(hào)，則打開(kāi)信號(hào)輸出門(mén)控，使加至信號(hào)門(mén)控電路輸入端待輸出的信號(hào)加至信號(hào)采集電路，如果不連續(xù)，則關(guān)閉信號(hào)輸出門(mén)控，并將不連續(xù)信號(hào)加至不連續(xù)信號(hào)時(shí)間積分電路，對(duì)不連續(xù)信號(hào)時(shí)間進(jìn)行積分，將積分結(jié)果加至流量信號(hào)分析電路，經(jīng)過(guò)流量信息分析后，將結(jié)果加至流量信號(hào)分析窗顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，其特征是，所說(shuō)的信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)的電路是，信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)的電路是經(jīng)放大檢波電路(3)得到的流體流速頻率信號(hào)分成三路，第一路接入信號(hào)門(mén)控電路(5)的輸入端IN端等待輸出，第二路接入頻率/電壓轉(zhuǎn)換器(IC1)的輸入端，第三路經(jīng)電阻(R3)接入比較器(IC2)的2腳，比較器(IC2)的2腳經(jīng)電阻(R4)接地；電源電壓(Vcc)經(jīng)電阻(R1)接入比較器(IC2)的3腳和比較器(IC3)的2腳，比較器(IC2)的3腳和比較器(IC3)的2腳經(jīng)電阻(R2)接地；比較器(IC2)的4腳分三路，第一路接入比較器(IC3)的3腳，第二路經(jīng)電阻(R5)和電位器(R6)接入頻率/電壓轉(zhuǎn)換器(IC1)的輸出端，第三路經(jīng)電容(C1)接地；比較器(IC3)的4腳分二路，一路接入觸發(fā)器(IC5)的R端，另一路接入反向器(IC4)的輸入端，反向器(IC4)的輸出端接入觸發(fā)器(IC5)的S端；觸發(fā)器(IC5)的輸出端Q端接入信號(hào)門(mén)控電路(5)的控制端G端，觸發(fā)器(IC5)的輸出端Q端經(jīng)電阻(R8)接入模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(IC7)的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(IC7)的輸入端經(jīng)電阻(R9)接地，電阻(R9)并聯(lián)電容(C2)；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(IC7)的輸出端接入驅(qū)動(dòng)器(IC8)的輸入端，驅(qū)動(dòng)器(IC8)的輸出端接入流量信號(hào)分析窗(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，其特征是，所說(shuō)的流量信號(hào)分析窗(9)是從左到右分若干個(gè)光標(biāo)方塊。
全文摘要
一種多普勒超聲波流量計(jì)信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，涉及測(cè)量流體流量的裝置，發(fā)射探頭向管道內(nèi)的流體發(fā)射超聲波信號(hào)，接收探頭將接收到的管道內(nèi)懸浮于流體中的散射體所散射的載有流速信息的多普勒信號(hào)加至信號(hào)放大檢波電路，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大檢波后，將得到的流速頻率信號(hào)加至信號(hào)采集電路，經(jīng)信號(hào)采集電路采樣后，加至顯示器顯示出所測(cè)管道內(nèi)的流量，在信號(hào)放大檢波電路和信號(hào)采集電路之間設(shè)有信號(hào)品質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，能夠顯示管道內(nèi)部流速情況，自動(dòng)判斷測(cè)量點(diǎn)的流速場(chǎng)是否適宜測(cè)量，不硬性規(guī)定測(cè)量管道的長(zhǎng)短，選擇測(cè)量點(diǎn)準(zhǔn)確，保證測(cè)量精度，測(cè)量的數(shù)據(jù)可靠性高，適用于多普勒超聲波流量計(jì)。
文檔編號(hào)G01F1/66GK1737508SQ20051004434
公開(kāi)日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月29日
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