[发明专利]应用于低功耗超声波流量计的超声波信号幅值检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声波信号幅值检测方法，涉及一种应用于低功耗超声波流量计的超声波信号幅值检测方法。

背景技术

随着电子科技的快速发展，超声波流量计以其无压损、宽量程、高精度等优异性能和卓越表现已在流量计量领域得以应用，其中，时差式超声波流量计以其测量原理实现简单而得到了最为广泛的应用。

时差式超声波流量计通过测量超声波信号沿同一路径的顺逆流传播时间差来计算流体流量。在时差式超声波流量计测量技术中，超声波信号幅值检测技术是最重要的技术之一。超声波信号幅值检测技术不仅是提升时差式超声波流量计测量精度的关键，也是实现时差式超声波流量计自诊断功能的重要技术之一。超声波信号幅值检测是指采用运算放大器、二极管和电容设计一个超声波信号幅值检测电路，通过电容的充电实现在输入的超声波信号幅值不断增大时输出信号跟随输入的超声波信号幅值变化，输入的超声波信号幅值下降时输出信号幅值维持在输入的超声波信号幅值的最大值处，从而实现对超声波信号幅值的检测。

目前市场上存在的时差式超声波流量计均由外电源供电，对于此类时差式超声波流量计而言，超声波信号幅值检测电路消耗的功耗不予以考虑。但对于仪表电池供电的时差式超声波流量计而言，超声波信号幅值检测电路消耗的能量直接关系到流量计的使用年限，由此可见实现低功耗的超声波信号幅值检测对于仪表电池供电的时差式超声波流量计具有重要意义。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种应用于低功耗超声波流量计的超声波信号幅值检测方法，适用于电池供电的时差式超声波流量计。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

包括建立由运算放大器、二极管和充电电容组成的超声波信号幅值检测电路，通过充电电容的充电使得超声波信号幅值检测电路的超声波输出信号在超声波输入信号幅值不断增大时，跟随超声波输入信号增大；并在超声波输入信号幅值下降时，超声波输出信号幅值维持在超声波输入信号幅值的最大值处，进行对超声波信号幅值的检测，方法还具体包括：

对连续多个超声波输入信号进行幅值检测时，完成第一次超声波信号幅值检测后，随后的每次超声波信号幅值检测过程中对充电电容的电荷释放量进行控制，使得后续超声波信号幅值检测过程中需要的充电电量减少，同时通过对超声波信号幅值检测电路中芯片的工作模式进行控制，缩短随后的每次超声波信号幅值检测过程中的工作时间，延长随后相邻两次超声波信号幅值检测过程之间的休眠时间；

在随后的每次超声波信号幅值检测过程中，将超声波信号幅值检测电路的输入端连接第一比较器的正端，将充电电容的正端连接第二比较器的负端，根据超声波信号的峰值，对第一比较器负端和第二比较器正端的比较电压进行调整，实现超声波流量计信号幅值检测电路的自适应调整功能。

所述的充电电容的电荷释放量控制为前一次超声波信号幅值检测过程中充电电容的存储电量的20％-30％。

所述的随后的每次超声波信号幅值检测过程中的工作时间缩短为5％-10％。

所述的随后的相邻两次超声波信号幅值检测过程之间的休眠时间延长为160％-165％。

所述的对第一比较器负端和第二比较器正端的比较电压按照以下步骤进行调整：

1)若当前超声波信号幅值检测过程中的超声波信号峰值大于前一次超声波信号幅值检测过程中的第二比较器正端的比较电压，且小于前一次超声波信号峰值时，将第一比较器负端的比较电压下调10-20mv，将第二比较器正端的比较电压下调10-20mv；

2)若当前超声波信号幅值检测过程中的超声波信号峰值大于前一次超声波信号幅值检测过程中的第二比较器正端的比较电压，且大于前一次超声波信号峰值时，将第一比较器负端的比较电压上调10-20mv，将第二比较器正端的比较电压上调10-20mv；

3)若当前超声波信号幅值检测过程中的超声波信号峰值等于前一次超声波信号幅值检测过程中的第二比较器正端的比较电压时，将第一比较器负端和第二比较器正端的比较电压同时逐次下调20-30mv，直至出现步骤1)或步骤2)的情况，然后进行步骤1)或步骤2)再进行调整；

其中，第二比较器正端的比较电压逐次下调的最小值设定为50mv，逐次下调过程中仍未出现步骤1)或步骤2)的情况，则不进行调整。

本发明具有的有益效果是：