CN109724658B - 流量计量电路及流量计量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流量计量电路及流量计量装置。本发明通过设置高频探头、射频接收电路以及微控制器，形成了一种流量计量电路。其中，流量计量电路通过高频探头发射高频电磁波信号，通过预先设置的预设金属片发射该高频电磁波信号而得到反射波信号，通过射频接收电路接收该发射波信号，进而处理该反射波信号以判断流体的流向。明显地，基于反射波信号的差异性可以较为准确地得出流体的流向，也就解决掉了无法较好地判断流体流向的技术问题。

Description

流量计量电路及流量计量装置

技术领域

本发明涉及流体计量技术领域，尤其涉及流量计量电路及流量计量装置。

背景技术

流量计是一种测量流体状态的仪器。常见的流量计往往会利用电磁感应原理，从而根据感生出的电动势来测量流体的流动状态，比如，可得出水流的流速等参数。

但是，往往该种流量计无法较为准确地判断出水流的流向信息。

所以，可认为，存在着无法较好地判断流体流向的技术问题。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种流量计量电路，旨在解决无法较好地判断流体流向的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种流量计量电路，所述流量计量电路包括高频探头、射频接收电路以及微控制器；其中，

所述高频探头，用于发射高频电磁波信号；

所述射频接收电路，用于接收反射波信号，并将所述反射波信号输入至所述微控制器，所述反射波信号为所述高频电磁波信号经预设金属片反射后的电磁波信号；

所述微控制器，用于根据所述反射波信号判断流体的流向，以进行流量计量。

优选地，所述高频探头包括第一电容与主天线；其中，

所述微控制器与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述主天线的第一端连接，所述主天线的第二端接地。

优选地，所述射频接收电路包括位于第一预设区域的第一象限接收电路、位于第二预设区域的第二象限接收电路、位于第三预设区域的第三象限接收电路以及位于第四预设区域的第四象限接收电路；其中，

所述第一象限接收电路，用于接收所述第一预设区域处的第一反射波信号，并将所述第一反射波信号输入至所述微控制器；

所述第二象限接收电路，用于接收所述第二预设区域处的第二反射波信号，并将所述第二反射波信号输入至所述微控制器；

所述第三象限接收电路，用于接收所述第三预设区域处的第三反射波信号，并将所述第三反射波信号输入至所述微控制器；

所述第四象限接收电路，用于接收所述第四预设区域处的第四反射波信号，并将所述第四反射波信号输入至所述微控制器；

所述微控制器，还用于根据所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号判断流体的流向，以进行流量计量。

优选地，所述第一象限接收电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第一发射线圈以及第一接收线圈；其中，

所述第二电容的第一端与所述微控制器连接，所述第二电容的第二端分别与所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端以及所述第一发射线圈的第一端连接，所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端以及所述第一发射线圈的第二端接地；

所述第一接收线圈的第一端与第二端分别与所述微控制器连接。

优选地，所述微控制器，还用于读取第一预设电压值、第二预设电压值、第三预设电压值以及第四预设电压值；

将所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号对应的电压值分别与所述第一预设电压值、所述第二预设电压值、所述第三预设电压值以及所述第四预设电压值进行比较；

在所述第一反射波信号对应的电压值小于所述第一预设电压值、所述第二反射波信号对应的电压值小于所述第二预设电压值、所述第三反射波信号对应的电压值大于所述第三预设电压值、所述第四反射波信号对应的电压值大于所述第四预设电压值时，基于预设象限排列顺序确定流体的流向为预设流向，以进行流量计量。

优选地，所述流量计量电路还包括象限天线选用电路，所述第一象限接收电路、所述第二象限接收电路、所述第三象限接收电路以及所述第四象限接收电路分别与所述象限天线选用电路连接，所述象限天线选用电路与所述微控制器连接；其中，

所述第一象限接收电路，用于将所述第一反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述第二象限接收电路，用于将所述第二反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述第三象限接收电路，用于将所述第三反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述第四象限接收电路，用于将所述第四反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述微控制器，用于获取象限天线选用信号，将所述象限天线选用信号输入至所述象限天线选用电路；

所述象限选用电路，用于根据所述象限天线选用信号从所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号中选用任一反射波信号，将选用的反射波信号输入至所述微控制器。

优选地，所述象限天线选用电路包括多路复用器；其中，

所述多路复用器的信号输入引脚分别与所述第一象限接收电路、所述第二象限接收电路、所述第三象限接收电路以及所述第四象限接收电路连接；

所述多路复用器的选用引脚与所述微控制器连接。

优选地，所述流量计量电路还包括信号放大电路，所述象限选用电路与所述信号放大电路连接，所述信号放大电路与所述微控制器连接。

优选地，所述微控制器，还用于根据所述反射波信号确定所述预设金属片的旋转周数，根据所述旋转周数确定流体的流速，以进行流量计量。

本发明还提出一种流量计量装置，所述流量计量装置包括如上所述的流量计量电路。

本发明技术方案通过设置高频探头、射频接收电路以及微控制器，形成了一种流量计量电路。该流量计量电路通过高频探头发射高频电磁波信号，通过预先设置的预设金属片发射该高频电磁波信号而得到反射波信号，通过射频接收电路接收该发射波信号，进而处理该反射波信号以判断流体的流向。明显地，基于反射波信号的差异性可以较为准确地得出流体的流向，也就解决掉了无法较好地判断流体流向的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明流量计量电路一实施例的功能模块图；

图2为本发明流量计量电路一实施例的结构示意图；

图3为本发明第一象限至第四象限的象限示意图；

图4为预设金属片与射频接收电路之间的相对位置示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种流量计量电路。

参照图1，在本发明实施例中，该流量计量电路，包括高频探头100、射频接收电路200以及微控制器(Micro Control Unit，MCU)300；其中，

所述高频探头100，用于发射高频电磁波信号；

所述射频接收电路200，用于接收反射波信号，并将所述反射波信号输入至所述微控制器300，所述反射波信号为所述高频电磁波信号经预设金属片400反射后的电磁波信号；

所述微控制器300，用于根据所述反射波信号判断流体的流向，以进行流量计量。

需要说明的是，为了对流体进行流量计量，考虑到运动状态下的水流会影响高频电磁波信号的传播进程，所以，可先让高频探头100发射高频电磁波信号，让射频接收电路200接收被水流影响到的反射波信号，而同样的高频电磁波信号经过不同状态的水流后会导致最终接收到的反射波信号存在着差异性。故而，可通过反射波信号得出水流的流速以及流向等流体状态。其中，流体的流向可为正向或反向，至于该正向的实际朝向可预先规定。

至于反射波信号的获取，可预先设置一预设金属片400，该预设金属片400为独立于流量计量电路的器件，将与流量计量电路搭配使用。该预设金属片400可为半圆金属片，当存在着运动状态下的流体时，该预设金属片400会进行旋转，旋转状态下的预设金属片400将对高频探头100发射的高频电磁波信号进行反射从而得到反射波信号。

本发明技术方案通过设置高频探头100、射频接收电路200以及微控制器300，形成了一种流量计量电路。该流量计量电路通过高频探头100发射高频电磁波信号，通过预先设置的预设金属片400发射该高频电磁波信号而得到反射波信号，通过射频接收电路200接收该发射波信号，进而处理该反射波信号以判断流体的流向。明显地，基于反射波信号的差异性可以较为准确地得出流体的流向，也就解决掉了无法较好地判断流体流向的技术问题。

进一步地，所述高频探头100包括第一电容C1与主天线M；其中，

所述微控制器300与所述第一电容C1的第一端连接，所述第一电容C1的第二端与所述主天线M的第一端连接，所述主天线M的第二端接地。

需要说明的是，PIN0至PIN16表示用于线路连接的连接符号，以防止电路连接时电线连接混乱，相同的连接符号表示线路连在一起。比如，微控制器300上的一引脚上记有PIN11，而第一电容C1的第一端上也记有PIN11，为相同的连接符号，则表示微控制器300上的该引脚与第一电容C1的第一端进行连接。

具体地，可参见图2，高频探头100中的主天线M将发射该高频电磁波信号。第一电容C1的电容值为100nF。

该微控制器300将包括第一脉冲信号输出端PWM1至第五脉冲信号输出端PWM5，以输出脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号。至于微控制器300与所述第一电容C1的第一端连接，实际上，第一电容C1的第一端与所述微控制器的第一脉冲信号输出端PWM1连接，第一脉冲信号输出端PWM1将输出PWM信号，以发射该高频电磁波信号。

进一步地，所述射频接收电路200包括位于第一预设区域的第一象限接收电路201、位于第二预设区域的第二象限接收电路202、位于第三预设区域的第三象限接收电路203以及位于第四预设区域的第四象限接收电路204；其中，

所述第一象限接收电路201，用于接收所述第一预设区域处的第一反射波信号，并将所述第一反射波信号输入至所述微控制器300；

所述第二象限接收电路202，用于接收所述第二预设区域处的第二反射波信号，并将所述第二反射波信号输入至所述微控制器300；

所述第三象限接收电路203，用于接收所述第三预设区域处的第三反射波信号，并将所述第三反射波信号输入至所述微控制器300；

所述第四象限接收电路204，用于接收所述第四预设区域处的第四反射波信号，并将所述第四反射波信号输入至所述微控制器300；

所述微控制器300，还用于根据所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号判断流体的流向，以进行流量计量。

具体地，射频接收电路200由分属于四个象限的四个象限接收电路构成，部署的方位不同。可参见图3的象限示意图，第一象限接收电路201与第一象限的方位对应，接收到达第一象限的区域位置即第一预设区域的第一反射波信号；第二象限接收电路202与第二象限的方位对应，接收到达第二象限的区域位置即第二预设区域的第二反射波信号；第三象限接收电路203与第三象限的方位对应，接收到达第三象限的区域位置即第三预设区域的第三反射波信号；第四象限接收电路204与第四象限的方位对应，接收到达第四象限的区域位置即第四预设区域的第四反射波信号。明显地，在使得射频接收电路200分区域接收反射波信号后，由于预设金属片400在某一时刻会遮挡部分象限的区域位置，而不会同时遮挡全部象限的区域位置，也就导致了第一反射波信号、第二反射波信号、第三反射波信号以及第四反射波信号并不会全部相同，会存在被遮挡而反射电磁波的情况，也会存在不被遮挡的情况。

需要说明的是，正是因为不同象限的区域位置存在着变化，也就可以准确地识别出预设金属片400的旋转方向。

进一步地，所述第一象限接收电路201包括第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一发射线圈L1以及第一接收线圈L5；其中，

所述第二电容C2的第一端与所述微控制器300连接，所述第二电容C2的第二端分别与所述第三电容C3的第一端、所述第四电容C4的第一端以及所述第一发射线圈L1的第一端连接，所述第三电容C3的第二端、所述第四电容C4的第二端以及所述第一发射线圈L1的第二端接地；

所述第一接收线圈L5的第一端与第二端分别与所述微控制器300连接。

具体地，以第一象限接收电路201为例，第二电容C2的电容值为120nF，且第二电容C2的第一端与所述微控制器的第四脉冲信号输出端PWM4连接，第四脉冲信号输出端PWM4将输出PWM信号。而第三电容C3的电容值为22nF，第四电容C4的电容值为5.6nF，第一发射线圈L1与第一接收线圈L5构成了第一象限感应天线并用于接收第一反射波信号。

同理，所述第二象限接收电路202包括第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第二发射线圈L2以及第二接收线圈L6；其中，

所述第五电容C5的第一端与所述微控制器300连接，所述第五电容C5的第二端分别与所述第六电容C6的第一端、所述第七电容C7的第一端以及所述第二发射线圈L2的第一端连接，所述第六电容C6的第二端、所述第七电容C7的第二端以及所述第二发射线圈L2的第二端接地；

所述第二接收线圈L6的第一端与第二端分别与所述微控制器300连接。

具体地，以第二象限接收电路202为例，第五电容C5的电容值为120nF，且第五电容C5的第一端与所述微控制器的第五脉冲信号输出端PWM5连接，第五脉冲信号输出端PWM5将输出PWM信号。第六电容C6的电容值为22nF，第七电容C7的电容值为5.6nF，第二发射线圈L2与第二接收线圈L6构成了第二象限感应天线并用于接收第二反射波信号。

同理，所述第三象限接收电路203包括第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第三发射线圈L3以及第三接收线圈L7；其中，

所述第八电容C8的第一端与所述微控制器300连接，所述第八电容C8的第二端分别与所述第九电容C9的第一端、所述第十电容C10的第一端以及所述第三发射线圈L3的第一端连接，所述第九电容C9的第二端、所述第十电容C10的第二端以及所述第三发射线圈L3的第二端接地；

所述第三接收线圈L7的第一端与第二端分别与所述微控制器300连接。

具体地，以第三象限接收电路203为例，第八电容C8的电容值为120nF，且第八电容C8的第一端与所述微控制器的第二脉冲信号输出端PWM2连接，第二脉冲信号输出端PWM2将输出PWM信号。第九电容C9的电容值为22nF，第十电容C10的电容值为5.6nF，第三发射线圈L3与第三接收线圈L7构成了第三象限感应天线并用于接收第三反射波信号。

同理，所述第四象限接收电路204包括第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第四发射线圈L4以及第四接收线圈L8；其中，

所述第十一电容C11的第一端与所述微控制器300连接，所述第十一电容C11的第二端分别与所述第十二电容C12的第一端、所述第十三电容C13的第一端以及所述第四发射线圈L4的第一端连接，所述十二电容的第二端、所述第十三电容C13的第二端以及所述第四发射线圈L4的第二端接地；

所述第四接收线圈L8的第一端与第二端分别与所述微控制器300连接。

具体地，以第四象限接收电路204为例，第十一电容C11的电容值为120nF，且第十一电容C11的第一端与所述微控制器的第三脉冲信号输出端PWM3连接，第三脉冲信号输出端PWM3将输出PWM信号。第十二电容C12的电容值为22nF，第十三电容C13的电容值为5.6nF，第四发射线圈L4与第四接收线圈L8构成了第四象限感应天线并用于接收第四反射波信号。

明显地，第一象限感应天线至第四象限感应天线处于不同的象限，分别进行振荡，由于在预设金属片的配合下形成了不同能量的象限区域，也就可将获取到不同的能量。

进一步地，所述微控制器300，还用于读取第一预设电压值、第二预设电压值、第三预设电压值以及第四预设电压值；

将所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号对应的电压值分别与所述第一预设电压值、所述第二预设电压值、所述第三预设电压值以及所述第四预设电压值进行比较；

在所述第一反射波信号对应的电压值小于所述第一预设电压值、所述第二反射波信号对应的电压值小于所述第二预设电压值、所述第三反射波信号对应的电压值大于所述第三预设电压值、所述第四反射波信号对应的电压值大于所述第四预设电压值时，基于预设象限排列顺序确定流体的流向为预设流向，以进行流量计量。

具体地，为了判断流体的流向，可先存储上一时刻的各个反射波信号，比如，可将第一象限接收电路201上一时刻接收到的反射波信号对应的电压值记为第一预设电压值，将第二象限接收电路202上一时刻接收到的反射波信号对应的电压值记为第二预设电压值，将第三象限接收电路203上一时刻接收到的反射波信号对应的电压值记为第三预设电压值，将第四象限接收电路204上一时刻接收到的反射波信号对应的电压值记为第四预设电压值。然后，再通过比较上一时刻的电压值与当前时刻的电压值来获得流体的流向。具体而言，分别将所述第一反射波信号与所述第一预设电压值比较、将所述第二反射波信号与所述第二预设电压值比较、将所述第三反射波信号与所述第三预设电压值比较以及将所述第四反射波信号与所述第四预设电压值比较。

需要说明的是，可参见图4，图4中记录了上一时刻以及下一时刻的预设金属片400与射频接收电路200之间的相对位置，半圆形的阴影部分为半圆形的预设金属片400，被预设金属片400覆盖的完整圆形为射频接收电路200，而每一象限的象限接收电路分别占据四分之一个圆形。比如，在上一时刻，第一象限的象限接收电路被全部覆盖以反射电磁波，第一预设电压值为3V；第二象限的象限接收电路被覆盖了八分之一个圆以部分反射电磁波，第二预设电压值为1.5V；第三象限的象限接收电路未被覆盖，第三预设电压值为0；第四象限的象限接收电路被覆盖了八分之一个圆，第四预设电压值为1.5V。在当前时刻，第一象限的象限接收电路被覆盖了八分之一个圆，第一反射波信号对应的电压值为1.5V；第二象限的象限接收电路未被覆盖，第二反射波信号对应的电压值为0；第三象限的象限接收电路被覆盖了八分之一个圆，第三反射波信号对应的电压值为1.5V；第四象限的象限接收电路被全部覆盖，第四反射波信号对应的电压值为3V。

可见，第一反射波信号对应的电压值1.5V小于第一预设电压值3V、第二反射波信号对应的电压值0小于第二预设电压值1.5V、第三反射波信号对应的电压值1.5V大于第三预设电压值0、第四反射波信号对应的电压值3V大于第四预设电压值1.5V，则可基于图3描述的第一象限至第四象限的预设象限排列顺序确定流体的流向为正向。其中，流体正向可对应于预设金属片400的顺时针方向，可理解为，从上一时刻至当前时刻，预设金属片400进行了顺时针方向的旋转，此时可认为水流的流向为正向。

此外，除了上述流向判断方式外，还基于本电路结构实现其他的流向判断方式。比如，所述微控制器300，还用于在第五预设信号对应的象限为第一象限时，将所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号对应的电压值分别与第五预设电压值进行比较；

在所述第四反射波信号对应的电压值大于等于所述第五预设电压值时，确定所述第四反射波信号对应的第四象限；

基于预设象限排列顺序确定所述第四象限为所述第一象限在顺时针方向上的下一象限，以确定流体的流向为正向。

具体地，第五预设信号的第五预设电压值为上一时刻的4个象限中的最大电压值，即第一象限的象限接收电路被全部覆盖。

进一步地，所述流量计量电路还包括象限天线选用电路500，所述第一象限接收电路201、所述第二象限接收电路202、所述第三象限接收电路203以及所述第四象限接收电路204分别与所述象限天线选用电路500连接，所述象限天线选用电路500与所述微控制器300连接；其中，

所述第一象限接收电路201，用于将所述第一反射波信号输入至所述象限天线选用电路500；

所述第二象限接收电路202，用于将所述第二反射波信号输入至所述象限天线选用电路500；

所述第三象限接收电路203，用于将所述第三反射波信号输入至所述象限天线选用电路500；

所述第四象限接收电路204，用于将所述第四反射波信号输入至所述象限天线选用电路500；

所述微控制器300，用于获取象限天线选用信号，将所述象限天线选用信号输入至所述象限天线选用电路500；

所述象限选用电路，用于根据所述象限天线选用信号从所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号中选用任一反射波信号，将选用的反射波信号输入至所述微控制器300。

需要说明的是，还可额外引入象限选用电路，同一时刻可以向微控制器300的选用信号输入引脚ADC中输入一路反射波信号，进而实现了间歇式振荡扫描模式，使得功耗处于较低的水平。

进一步地，所述象限天线选用电路500包括多路复用器501；其中，

所述多路复用器501的信号输入引脚分别与所述第一象限接收电路201、所述第二象限接收电路202、所述第三象限接收电路203以及所述第四象限接收电路204连接；

所述多路复用器501的选用引脚与所述微控制器300连接。

具体地，多路复用器501的型号可为74HC4051PW，多路复用器501的8个信号输入引脚从第一信号输入引脚Y0至第八信号输入引脚Y7分别依次与第一象限接收电路201中的第一接收线圈L5的第一端、第二象限接收电路202中的第二接收线圈L6的第一端、第二接收线圈L6的第二端、第一接收线圈L5的第二端、第三接收线圈L7的第一端、第四接收线圈L8的第一端、第三接收线圈L7的第二端、第四接收线圈L8的第二端连接，以接收第一反射波信号至第四反射波信号。多路复用器501的3个选用引脚与微控制器300连接，以接收微控制器300侧输入的象限天线选用信号。明显地，通过3个选用引脚可给出多种象限天线选用信号的组合，进而根据象限天线选用信号选用8路信号中的任一路信号。

需要说明的是，多路复用器501的3个选用引脚与微控制器300连接，而微控制器300将包括第一选用信号输出引脚X1至第三选用信号输出引脚X3，则多路复用器501的第一选用引脚A与微控制器300的第一选用信号输出引脚X1连接，多路复用器501的第二选用引脚B与微控制器300的第二选用信号输出引脚X2连接，多路复用器501的第三选用引脚C与微控制器300的第三选用信号输出引脚X3连接。

进一步地，所述流量计量电路还包括信号放大电路600，所述象限选用电路与所述信号放大电路600连接，所述信号放大电路600与所述微控制器300连接。

需要说明的是，还可额外引入信号放大电路600，通过信号放大电路600可对选用的一路信号进行放大，可放大近100倍，然后，再将放大后的一路信号输入至微控制器300，以用于后续的流量计量操作。

具体地，所述信号放大电路600包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、运算放大器601、第十四电容C14、第十五电容C15以及第十六电容C16；其中，

所述多路复用器501的信号输出引脚Z输出选用的反射波信号，所述多路复用器501的信号输出引脚Z与所述第一电阻R1的第一端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述运算放大器601的同相输入端连接；

所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端接地；

所述第二电阻R2的第一端与所述第十四电容C14的第一端连接，所述第十四电容C14的第二端接地；

所述第十四电容C14的第一端与所述第三电阻R3的第一端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第十五电容C15的第一端连接，所述第十五电容C15的第二端接地，所述第十五电容C15的第一端与电源VCC连接且与所述运算放大器601的第一输入端连接；

所述运算放大器601的反相输入端与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与所述运算放大器601的第二输入端连接，所述第四电阻R4的第二端接地；

所述运算放大器601的反相输入端与所述第五电阻R5的第一端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述运算放大器601的输出端连接，所述运算放大器601的输出端与所述第十六电容C16的第一端连接，所述第十六电容C16的第二端连接；

所述运算放大器601的输出端与所述微控制器300连接。

具体地，运算放大器601的型号可为LMV321TP-TR，第一电阻R1的电阻值为1欧、第二电阻R2的电阻值为3千欧、第三电阻R3的电阻值为270千欧、第四电阻R4的电阻值为1千欧、第五电阻R5的电阻值为100千欧、第十四电容C14的电容值为220nF、第十五电容C15的电容值为1μF以及第十六电容C16的电容值为0.1μF。

进一步地，所述微控制器300，还用于根据所述反射波信号确定所述预设金属片400的旋转周数，根据所述旋转周数确定流体的流速，以进行流量计量。

需要说明的是，还可根据预设时间段内半圆形的预设金属片400旋转的周数来计算出流体的流速。

此外，通过将反射波信号表现为方波信号，可统计方波信号中的方波数量，进而根据方波数量获得流体的流速。

进一步地，所述象限选用电路还包括第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第一二极管W1、第二二极管W2以及第六电阻R6；其中，所述多路复用器501的负电压供电引脚VEE分别与所述第十七电容C17的第一端以及所述第十八电容C18的第一端连接，所述第十七电容C17的第二端与所述第十八电容C18的第二端接地；

所述多路复用器501的负电压供电引脚VEE与所述第一二极管W1的第一端连接，所述第一二极管W1的第二端与所述第二二极管W2的第一端连接，所述第二二极管W2的第二端接地；

所述第二二极管W2的第一端与所述第十九电容C19的第一端连接，所述第十九电容C19的第二端与所述第六电阻R6的第一端连接，所述第六电阻R6的第二端与所述多路复用器501的控制端INH连接。

具体地，第十七电容C17的电容值为0.1μF、第十八电容C18的电容值为0.1μF、第十九电容C19的电容值为0.1μF以及第六电阻R6的电阻值为200欧。

本发明还提出一种流量计量装置，该流量计量装置包括如上所述的流量计量电路，该流量计量电路的具体结构参照上述实施例，由于本流量计量装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，流量计量装置的组成元件中无磁性材料，也不受外来磁场的干扰，因此，流量计量装置也可称为无磁计量模块。当然，该流量计量装置可表现为流量计。

具体地，该流量计量装置的模块体积小，功耗低，穿透能力强；元器件集成度高，使用寿命长；结构简单，线圈直接在电路板上蚀刻；感应距离远，可以达到9mm以上的感应距离；抗干扰能力强，可在强磁(10000高斯强磁场)、复杂电磁环境下可靠工作。而且，还可以准确判断正反转，通过独立正反脉冲信号线可以旋转一周输出一个正或负脉冲；可实现高精度的双向计量，即正向计量和反向计量。

此外，该流量计量装置还可在异常时，进行复位；复位后仍然工作不正常，即可上报异常，及时更换。并且，可保证异常复位不影响脉冲数据。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种流量计量电路，其特征在于，包括高频探头、射频接收电路以及微控制器；其中，

所述高频探头，用于发射高频电磁波信号；

所述射频接收电路，用于接收反射波信号，并将所述反射波信号输入至所述微控制器，所述反射波信号为所述高频电磁波信号经预设金属片反射后的电磁波信号；

所述微控制器，用于根据所述反射波信号判断流体的流向，以进行流量计量；

所述射频接收电路包括位于第一预设区域的第一象限接收电路、位于第二预设区域的第二象限接收电路、位于第三预设区域的第三象限接收电路以及位于第四预设区域的第四象限接收电路；其中，

所述第一象限接收电路，用于接收所述第一预设区域处的第一反射波信号，并将所述第一反射波信号输入至所述微控制器；

所述第二象限接收电路，用于接收所述第二预设区域处的第二反射波信号，并将所述第二反射波信号输入至所述微控制器；

所述第三象限接收电路，用于接收所述第三预设区域处的第三反射波信号，并将所述第三反射波信号输入至所述微控制器；

所述第四象限接收电路，用于接收所述第四预设区域处的第四反射波信号，并将所述第四反射波信号输入至所述微控制器；

当存在运动状态的流体时，所述预设金属片进行旋转，对所述高频电磁波信号进行反射；

所述金属片进行旋转时，遮挡部分象限对应的区域位置，而不会同时遮挡全部象限对应的区域位置，使得第一反射波信号、第二反射波信号、第三反射波信号以及第四反射波信号不全部相同；

所述微控制器，还用于根据所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号判断流体的流向，以进行流量计量。

2.如权利要求1所述的流量计量电路，其特征在于，所述高频探头包括第一电容与主天线；其中，

所述微控制器与所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端与所述主天线的第一端连接，所述主天线的第二端接地。

3.如权利要求1所述的流量计量电路，其特征在于，所述第一象限接收电路包括第二电容、第三电容、第四电容、第一发射线圈以及第一接收线圈；其中，

所述第二电容的第一端与所述微控制器连接，所述第二电容的第二端分别与所述第三电容的第一端、所述第四电容的第一端以及所述第一发射线圈的第一端连接，所述第三电容的第二端、所述第四电容的第二端以及所述第一发射线圈的第二端接地；

所述第一接收线圈的第一端与第二端分别与所述微控制器连接。

4.如权利要求1所述的流量计量电路，其特征在于，所述微控制器，还用于读取第一预设电压值、第二预设电压值、第三预设电压值以及第四预设电压值；

将所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号对应的电压值分别与所述第一预设电压值、所述第二预设电压值、所述第三预设电压值以及所述第四预设电压值进行比较；

在所述第一反射波信号对应的电压值小于所述第一预设电压值、所述第二反射波信号对应的电压值小于所述第二预设电压值、所述第三反射波信号对应的电压值大于所述第三预设电压值、所述第四反射波信号对应的电压值大于所述第四预设电压值时，基于预设象限排列顺序确定流体的流向为预设流向，以进行流量计量。

5.如权利要求1所述的流量计量电路，其特征在于，所述流量计量电路还包括象限天线选用电路，所述第一象限接收电路、所述第二象限接收电路、所述第三象限接收电路以及所述第四象限接收电路分别与所述象限天线选用电路连接，所述象限天线选用电路与所述微控制器连接；其中，

所述第一象限接收电路，用于将所述第一反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述第二象限接收电路，用于将所述第二反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述第三象限接收电路，用于将所述第三反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述第四象限接收电路，用于将所述第四反射波信号输入至所述象限天线选用电路；

所述微控制器，用于获取象限天线选用信号，将所述象限天线选用信号输入至所述象限天线选用电路；

所述象限选用电路，用于根据所述象限天线选用信号从所述第一反射波信号、所述第二反射波信号、所述第三反射波信号以及所述第四反射波信号中选用任一反射波信号，将选用的反射波信号输入至所述微控制器。

6.如权利要求5所述的流量计量电路，其特征在于，所述象限天线选用电路包括多路复用器；其中，

所述多路复用器的信号输入引脚分别与所述第一象限接收电路、所述第二象限接收电路、所述第三象限接收电路以及所述第四象限接收电路连接；

所述多路复用器的选用引脚与所述微控制器连接。

7.如权利要求5所述的流量计量电路，其特征在于，所述流量计量电路还包括信号放大电路，所述象限选用电路与所述信号放大电路连接，所述信号放大电路与所述微控制器连接。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的流量计量电路，其特征在于，所述微控制器，还用于根据所述反射波信号确定所述预设金属片的旋转周数，根据所述旋转周数确定流体的流速，以进行流量计量。

9.一种流量计量装置，其特征在于，所述流量计量装置包括如权利要求1至8中的任一项所述的流量计量电路。

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