CN211042350U - 一种超声波流量计接收和发射通道切换电路 - Google Patents
一种超声波流量计接收和发射通道切换电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种超声波流量计接收和发射通道切换电路；包括信号方向切换电路和通道选择电路；本实用新型通过控制通道选择开关的切换，从而实现换能器交替发射和接收超声波信号。考虑到控制模拟通道开关较为简单，且操作时无电气干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超声波流量计接收和发射通道切换电路。
背景技术
超声波流量计内部电路需要两个超声波换能器，两个超声波换能器分别负责接收和发送超声波，并且为了减少超声波流量计的制作成本，所以需要将两个超声波换能器的信号和通道进行切换，以便超声波接收和发送能够准确传入同一个DSP处理器。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种超声波流量计接收和发射通道切换电路。
本实用新型通过以下技术方案得以实现。
本实用新型提供的一种超声波流量计接收和发射通道切换电路；包括信号方向切换电路和通道选择电路；
信号方向切换电路通过继电器K1的双刀双掷触点实现超声波信号接收和发送的切换；
通道选择电路通过继电器K1两路常开触点实现两个换能器交替发射和接收超声波信号；
所述信号方向选择电路中的双刀双掷触点与通道选择电路中的两路常开触点分别对应串联。
所述继电器K1与二极管D1并联，二极管D1的负极与24V电源连接，二极管D1的正极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与电阻R4连接，电阻R4的另一极与控制器的I/O口连接，所述三极管Q1 的基极还与电阻R3连接后与其发射极共同接地。
所述信号方向切换电路包括继电器K1的双刀双掷触点，双刀双掷触点中每个动触点对应的两个静触点分别与接收线路和发送线路连接。
所述通道选择电路包括继电器K1的两个常开触点，继电器K1的两个常开触点分别与继电器K1的双刀双掷触点的动触点连接，两个常开触点的另一端分别连接超声波换能器P1和超声波换能器P2。
所述两个常开触点还分别与电容和电阻串联后的串联线路并联。
所述接收线路和发送线路分别连接超声波发射电路和超声波接收电路。
本实用新型的有益效果在于：通过控制通道选择开关的切换，从而实现换能器交替发射和接收超声波信号。考虑到控制模拟通道开关较为简单，且操作时无电气干扰。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的系统结构示意图；
具体实施方式
下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种超声波流量计接收和发射通道切换电路；包括信号方向切换电路和通道选择电路；
信号方向切换电路通过继电器K1的双刀双掷触点实现超声波信号接收和发送的切换；
通道选择电路通过继电器K1两路常开触点实现两个换能器交替发射和接收超声波信号；
所述信号方向选择电路中的双刀双掷触点与通道选择电路中的两路常开触点分别对应串联。
所述继电器K1与二极管D1并联，二极管D1的负极与24V电源连接，二极管D1的正极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与电阻R4连接，电阻R4的另一极与控制器的I/O口连接，所述三极管Q1 的基极还与电阻R3连接后与其发射极共同接地。
所述信号方向切换电路包括继电器K1的双刀双掷触点，双刀双掷触点中每个动触点对应的两个静触点分别与接收线路和发送线路连接。
所述通道选择电路包括继电器K1的两个常开触点，继电器K1的两个常开触点分别与继电器K1的双刀双掷触点的动触点连接，两个常开触点的另一端分别连接超声波换能器P1和超声波换能器P2。
所述两个常开触点还分别与电容和电阻串联后的串联线路并联。
所述接收线路和发送线路分别连接超声波发射电路和超声波接收电路。
本发明中超声波换能器采用型号为US200-18A，该换能器具有收发一体的特点，其技术参数为：带宽为16.0KHz，灵敏度：-60dB min，最小并联阻抗：600欧姆±30％，静态电容：400Pf±20％，最高输入电压：500Vp-p，方向角：7°±2°(-6dB)，检测范围：0.1～2m(反射)，防护等级：IP65，工作温度：-40℃～80℃，储存温度：-40℃～85℃，外壳材料：铝壳，该换能器使用起来稳定且便捷。
如图1所示，超声波流量计通过DSP处理器I/O口输出高低电平，控制通道选择开关的切换，从而实现换能器交替发射和接收超声波信号。考虑到控制模拟通道开关较为简单，且操作时无电气干扰，因此本设计中采用继电器对模拟信号进行切换控制。此外，由于继电器的使用功率应与电路中的电源功率相等，因此设计中选择使用 OMRON公司的24V供电电源继电器，我们使用到了继电器中的两个双刀双掷的开关以及两路开关通道。在流量测量过程中，接收和发送超声波信号是通过DSP处理器I/O端口输出高低电平来控制继电器的通断实现的，当I/O口输出为低电平时，继电器两端具有一定的压降，继电器处理“常开”状态，从而使得触点1和4分别选通2和 5号引脚，于是接收信号由1号开关线路传送，发送信号由2号开关线路传送。图2为开关通道选择换能器的原理图，当I/O口输出为低电平时，继电器处于“常开”状态，从而使得开关1和2都吸和，于是 1号开关路线对应换能器P1，2号开关路线对应换能器P2，由之前的分析可知，换能器P1接收超声波信号，而换能器P2则发送超声波信号。
Claims (6)
1.一种超声波流量计接收和发射通道切换电路，其特征在于：包括信号方向切换电路和通道选择电路；
信号方向切换电路通过继电器K1的双刀双掷触点实现超声波信号接收和发送的切换；
通道选择电路通过继电器K1两路常开触点实现两个换能器交替发射和接收超声波信号；
所述信号方向选择电路中的双刀双掷触点与通道选择电路中的两路常开触点分别对应串联。
2.如权利要求1所述的超声波流量计接收和发射通道切换电路，其特征在于：所述继电器K1与二极管D1并联，二极管D1的负极与24V电源连接，二极管D1的正极与三极管Q1的集电极连接，三极管Q1的基极与电阻R4连接，电阻R4的另一极与控制器的I/O口连接，所述三极管Q1的基极还与电阻R3连接后与其发射极共同接地。
3.如权利要求1所述的超声波流量计接收和发射通道切换电路，其特征在于：所述信号方向切换电路包括继电器K1的双刀双掷触点，双刀双掷触点中每个动触点对应的两个静触点分别与接收线路和发送线路连接。
4.如权利要求1所述的超声波流量计接收和发射通道切换电路，其特征在于：所述通道选择电路包括继电器K1的两个常开触点，继电器K1的两个常开触点分别与继电器K1的双刀双掷触点的动触点连接，两个常开触点的另一端分别连接超声波换能器P1和超声波换能器P2。
5.如权利要求4所述的超声波流量计接收和发射通道切换电路，其特征在于：所述两个常开触点还分别与电容和电阻串联后的串联线路并联。
6.如权利要求3所述的超声波流量计接收和发射通道切换电路，其特征在于：所述接收线路和发送线路分别连接超声波发射电路和超声波接收电路。
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