CN2919199Y - 超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路 - Google Patents
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Abstract
超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路，它克服了已有流量计的检测电路测量范围小，当流体流速缓慢时测量精度低的缺陷。它包括小信号放大电路、低频信号检波电路、两级信号检波放大电路和CPU电路，小信号放大电路的输出端连接低频信号检波电路的输入端，低频信号检波电路的输出端连接两级信号检波放大电路的输入端，两级信号检波放大电路的输出端连接CPU电路的输入端。由于本实用新型把输入的信号进行交流放大，扩大了波形的幅值，有利于计数波形变化。在测量气体时，包括了本实用新型检测电路的旋涡流量计与压电和电容式旋涡流量计相比，测量范围由1∶20扩展到1∶30，小流量测量由6米/秒扩展至1.8米/秒。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路。
背景技术
目前有一种测量流体流速的流量计，它的工作原理如图1所示，在流体流过的管路12中设置旋涡发生装置11，在旋涡发生装置11下游的管路12两侧分别设置超声波发射装置13和超声波接收装置14，超声波接收装置14实时接收超声波发射装置13所发出的穿透流体的超声波，由于流体中携带旋涡发生装置11所产生的旋涡，旋涡会对超声波造成扰动，通过连接在超声波接收装置14信号输出端的检测电路15计量超声波在单位时间内所受扰动的次数就可以计算液体的流速。但是该已有流量计的检测电路15采用的是调相检测电路，测量范围小，对流体的测量范围(最低流体速度与最高流体速度之比)最多达到1∶20，当流体流速缓慢时测量精度低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路，以克服已有流量计的检测电路测量范围小，当流体流速缓慢时测量精度低的缺陷。它包括小信号放大电路1、低频信号检波电路2、两级信号检波放大电路4和CPU电路5，小信号放大电路1的输出端连接低频信号检波电路2的输入端，低频信号检波电路2的输出端连接两级信号检波放大电路4的输入端，两级信号检波放大电路4的输出端连接CPU电路5的输入端。本实用新型工作时，小信号放大电路1的输入端连接超声波接收装置以输入待处理信号并进行交流放大，然后进行低频检波和进一步放大，最后输出到CPU电路5中累计单位时间内的波形变化，从而得出流体流量。由于本实用新型把输入的信号进行交流放大，扩大了波形的幅值，有利于计数波形变化。在测量气体时，包括了本实用新型检测电路的旋涡流量计与压电和电容式旋涡流量计相比，测量范围由1∶20扩展到1∶30，小流量测量由6米/秒扩展至1.8米/秒。
附图说明
图1是已有流量计的测量原理示意图，图2是本实用新型实施方式一的结构示意图，图3是实施方式二和实施方式三的电路结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式由小信号放大电路1、低频信号检波电路2、两级信号检波放大电路4和CPU电路5组成，小信号放大电路1的输出端连接低频信号检波电路2的输入端，低频信号检波电路2的输出端连接两级信号检波放大电路4的输入端，两级信号检波放大电路4的输出端连接CPU电路5的输入端。
具体实施方式二：下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是：小信号放大电路1由一号信号接入点A、二号信号接入点B、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R19、滑动电阻RW2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电感线圈L、三极管U2C、三极管U2D、三极管U2E和三极管U2A组成，一号信号接入点A连接电阻R15的一端和电容C13的一端，二号信号接入点B接地，电容C13的另一端连接三极管U2C的基极，电阻R15的另一端和三极管U2C的发射极接地，三极管U2C的集电极连接电容C14的一端、电感线圈L的一端和电容C12的一端，电感线圈L的另一端连接电容C12的另一端、电阻R7的一端和电容C10的正极，电容C10的负极接地，电阻R7的另一端连接电容C9的正极、电阻R10的一端、电阻R9的一端、电容C15的正极、电容C8的正极和电阻R6的一端，电容C8的负极接地，电容C15的负极连接电阻R9的另一端、电阻R14的一端和三极管U2E的发射极，电阻R14的另一端连接电容C14的另一端和三极管U2D的基极，三极管U2D的发射极连接电阻R10的另一端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接电容C9的负极，三极管U2D的集电极连接电阻R13的一端和三极管U2E的基极，电阻R13的另一端接地，三极管U2E的集电极连接电阻R12的一端和三极管U2A的基极，电阻R12的另一端连接滑动电阻RW2的一端和滑动电阻RW2的滑动触头，滑动电阻RW2的另一端接地，三极管U2A的发射极通过电阻R17连接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接地，三极管U2A的集电极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电阻R6的另一端、电阻R5的一端和电容C7的正极，电容C7的负极接地，电阻R5的另一端接电源VCC。工作时，从一号信号接入点A与二号信号接入点B间接入交流信号，通过四级交流放大后向下传输。
低频信号检波电路2由电容C17、电容C18、电容C20和电阻R21组成，电容C17的一端连接电阻R21的一端和小信号放大电路1的三极管U2A的发射极，电阻R21的另一端连接电容C18的一端和电容C20的负极，电容C18的另一端连接电容C17的另一端并接地。
两级信号检波放大电路4由电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C19、电容C21、集成运算放大器U3A和集成运算放大器U1B组成，电阻R24的一端连接低频信号检波电路2中电容C20的正极，电阻R24的另一端连接电阻R25的一端和集成运算放大器U3A的反相输入端，集成运算放大器U3A的同相输入端连接电阻R26的一端、电阻R27的一端、电容C19的正极和集成运算放大器U1B的同相输入端，电阻R26的另一端接电源VCC，电阻R27的另一端连接电容C19的负极并接地，电阻R25的另一端连接集成运算放大器U3A的输出端、集成运算放大器U1B的反相输入端、电阻R28的一端和电容C21的一端，电容C21的另一端连接电阻R28的另一端、集成运算放大器U1B的输出端和电阻R29的一端。电阻R29的另一端连接CPU电路5的输入端。电源VCC选用+5V。两个集成运算放大器选用LM358型号。
具体实施方式三：下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式二的不同点是：它还包括负反馈自动增益电路3，负反馈自动增益电路3由电阻R16、电阻R18、电阻R22、电阻R23、电容C16和三极管U2B组成，电阻R16的一端连接电阻R18的一端并连接电源VCC，电阻R16的另一端连接电阻R17的另一端、电阻R19的一端和电阻R23的一端，电阻R23的另一端连接电容C16的正极和三极管U2B的基极，电容C16的负极连接三极管U2B的发射极并接地，三极管U2B的集电极连接电阻R18的另一端和电阻R22的一端，电阻R22的另一端连接小信号放大电路1中三极管U2C的基极。本实施方式通过把放大后的交流信号反馈到放大电路的前级，提高信号的稳定性。
Claims (5)
1、超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路，其特征在于它包括小信号放大电路(1)、低频信号检波电路(2)、两级信号检波放大电路(4)和CPU电路(5)，小信号放大电路(1)的输出端连接低频信号检波电路(2)的输入端，低频信号检波电路(2)的输出端连接两级信号检波放大电路(4)的输入端，两级信号检波放大电路(4)的输出端连接CPU电路(5)的输入端。
2、根据权利要求1所述的超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路，其特征在于小信号放大电路(1)由一号信号接入点(A)、二号信号接入点(B)、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R17、电阻R19、滑动电阻RW2、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电感线圈(L)、三极管U2C、三极管U2D、三极管U2E和三极管U2A组成，一号信号接入点(A)连接电阻R15的一端和电容C13的一端，二号信号接入点(B)接地，电容C13的另一端连接三极管U2C的基极，电阻R15的另一端和三极管U2C的发射极接地，三极管U2C的集电极连接电容C14的一端、电感线圈(L)的一端和电容C12的一端，电感线圈(L)的另一端连接电容C12的另一端、电阻R7的一端和电容C10的正极，电容C10的负极接地，电阻R7的另一端连接电容C9的正极、电阻R10的一端、电阻R9的一端、电容C15的正极、电容C8的正极和电阻R6的一端，电容C8的负极接地，电容C15的负极连接电阻R9的另一端、电阻R14的一端和三极管U2E的发射极，电阻R14的另一端连接电容C14的另一端和三极管U2D的基极，三极管U2D的发射极连接电阻R10的另一端和电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接电容C9的负极，三极管U2D的集电极连接电阻R13的一端和三极管U2E的基极，电阻R13的另一端接地，三极管U2E的集电极连接电阻R12的一端和三极管U2A的基极，电阻R12的另一端连接滑动电阻RW2的一端和滑动电阻RW2的滑动触头，滑动电阻RW2的另一端接地，三极管U2A的发射极通过电阻R17连接电阻R19的一端，电阻R19的另一端接地，三极管U2A的集电极连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接电阻R6的另一端、电阻R5的一端和电容C7的正极，电容C7的负极接地，电阻R5的另一端接电源(VCC)。
3、根据权利要求2所述的超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路，其特征在于它还包括负反馈自动增益电路(3)，负反馈自动增益电路(3)由电阻R16、电阻R18、电阻R22、电阻R23、电容C16和三极管U2B组成，电阻R16的一端连接电阻R18的一端并连接电源(VCC)，电阻R16的另一端连接电阻R17的另一端、电阻R19的一端和电阻R23的一端，电阻R23的另一端连接电容C16的正极和三极管U2B的基极，电容C16的负极连接三极管U2B的发射极并接地，三极管U2B的集电极连接电阻R18的另一端和电阻R22的一端，电阻R22的另一端连接小信号放大电路(1)中三极管U2C的基极。
4、根据权利要求2所述的超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路，其特征在于低频信号检波电路(2)由电容C17、电容C18、电容C20和电阻R21组成，电容C17的一端连接电阻R21的一端和小信号放大电路(1)的三极管U2A的发射极，电阻R21的另一端连接电容C18的一端和电容C20的负极，电容C18的另一端连接电容C17的另一端并接地。
5、根据权利要求4所述的超声波气体流量计的旋涡调幅波检测电路，其特征在于两级信号检波放大电路(4)由电阻R24、电阻R25、电阻R26、电阻R27、电阻R28、电阻R29、电容C19、电容C21、集成运算放大器U3A和集成运算放大器U1B组成，电阻R24的一端连接低频信号检波电路(2)中电容C20的正极，电阻R24的另一端连接电阻R25的一端和集成运算放大器U3A的反相输入端，集成运算放大器U3A的同相输入端连接电阻R26的一端、电阻R27的一端、电容C19的正极和集成运算放大器U1B的同相输入端，电阻R26的另一端接电源(VCC)，电阻R27的另一端连接电容C19的负极并接地，电阻R25的另一端连接集成运算放大器U3A的输出端、集成运算放大器U1B的反相输入端、电阻R28的一端和电容C21的一端，电容C21的另一端连接电阻R28的另一端、集成运算放大器U1B的输出端和电阻R29的一端。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN103471669A (zh) * | 2013-09-22 | 2013-12-25 | 杭州蛇杖科技有限公司 | 一种超声旋涡流量计 |
| CN107806909A (zh) * | 2017-09-13 | 2018-03-16 | 南京农业大学 | 一种冲量式谷物流量传感器信号采集处理装置 |
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