超聲波流量計(jì)整個(gè)系統(tǒng)主要包括硬件和軟件兩部分,其中硬件設(shè)計(jì)是基礎(chǔ),硬件設(shè)計(jì)關(guān)系到系統(tǒng)的精度。此套流量計(jì)的硬件部分分為兩個(gè)部分電路系統(tǒng)和超聲波換能器。電路系統(tǒng)包括控制電路、發(fā)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(jī), 外圍有一液晶顯示, 鍵盤控制,串口通信, 實(shí)時(shí)時(shí)鐘。發(fā)射電路主要是驅(qū)動(dòng)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(gè)電路的供電。如圖是整個(gè)硬件系統(tǒng)的框圖。
硬件電路工作過程是由控制電路產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號,由產(chǎn)生順流方向的長脈沖發(fā)射信號,經(jīng)過放大驅(qū)動(dòng)超聲波換能器,超聲波換能器發(fā)出的超聲波穿過管道中的流體,另一個(gè)超聲波流量計(jì)換能器將超聲信號轉(zhuǎn)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(shù)字信號送至計(jì)數(shù)器電路,計(jì)數(shù)器電路得到順流方向接收信號的到達(dá)時(shí)刻,計(jì)算出順流方向接收信號時(shí)間,順流次木設(shè)計(jì)畢。然后接著在逆流方向發(fā)射一個(gè)同樣的長脈沖超聲信號,得到逆流方向接收信號的到達(dá)時(shí)刻,計(jì)算出逆流方向接收信號的時(shí)間逆流次也是。計(jì)算次逆流和順流的時(shí)間差, 控制電路進(jìn)行流速、流量的計(jì)算,并可由液晶進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。得到的流速數(shù)據(jù)還可以通過串口輸出,也可以模擬量的形式送到上位機(jī), 以便進(jìn)行工業(yè)控制。超聲波流量計(jì)的初始參數(shù)可以通過鍵盤進(jìn)行設(shè)置,設(shè)置完成后可進(jìn)行參數(shù)的存儲(chǔ)。 |
