[发明专利]一种气体超声波流量计的防错波检测装置

权利要求书

1.一种气体超声波流量计的防错波检测装置，其特征在于，包括接收换能器、可控增益放大电路、第一阈值检测电路、第一计时电路、第二阈值检测电路、第二计时电路、模数转换电路和检测运算单元，其中：

接收换能器，用于接收超声波信号，然后发送给可控增益放大电路；

可控增益放大电路，与接收换能器相连接，用于对所述接收换能器发来的超声波信号进行放大处理后，再同时分别发送给第一阈值检测电路、第二阈值检测电路和模数转换电路；

第一阈值检测电路，与可控增益放大电路相连接，用于将所述可控增益放大电路发来的经过放大处理的超声波信号，转换为第一方波信号，然后再发送给第一计时电路；

第二阈值检测电路，与可控增益放大电路相连接，用于将所述可控增益放大电路发来的经过放大处理的超声波信号，转换为第二方波信号，然后再发送给第二计时电路；

第二阈值检测电路的阈值电压比第一阈值检测电路的阈值电压，低预设电压值；

第一计时电路，与第一阈值检测电路相连接，用于将第一阈值检测电路发来的方波信号，转换为对应的第一时间值，然后发送给检测运算单元；

第二计时电路，与第二阈值检测电路相连接，用于将第二阈值检测电路发来的方波信号，转换为对应的第二时间值，然后发送给检测运算单元；

模数转换电路，与可控增益放大电路相连接，用于将所述可控增益放大电路发来的经过放大处理的超声波信号，转换为对应的数字信号，然后发送给检测运算单元；

检测运算单元，分别与第一计时电路、第二计时电路和模数转换电路相连接，用于接收第一计时电路发来的第一时间值和第二计时电路发来的第二时间值，以及接收模数转换电路发来的数字信号，然后根据预设的运算规则，最终获得超声波信号的渡越时间值；

对于所述检测运算单元，所述预设的运算规则，具体包括：

首先，检测运算单元通过模数转换电路，读取超声波信号在全部周期波形内的每个峰值；

然后，计算超声波信号在全部周期波形内的每个错波的最大峰值，并将全部错波的最大峰值中的最大值，作为错波临界最大峰值，以及计算获取超声波信号在全部周期波形内、位于阈值电压检测范围内的正常波最大峰值；

接着，根据正常波最大峰值，计算获得错波补偿时间值；

最后，将错波补偿时间值和阈值检测时间进行求和，获得超声波信号的渡越时间值；

其中，当错波临界最大峰值与正常波最大峰值之间的差值，小于预设值时，将第二计时电路发来的第二时间值作为阈值检测时间；而当大于或者等于预设值时，将第一计时电路发来的第一时间值作为阈值检测时间;

其中，各错波的最大峰值的具体计算公式为：

V_M=V_阈*V_X/V_N ；

在上述公式中，V_N为超声波信号中各周期波形的峰值，N=1，2，3……X ；V_M为各错波的最大峰值，M=1，2，3……X ；V_阈为阈值电压值，X为超声波的周期数；

其中，V_X是第X周期波形的峰值；V_N为超声波信号中各周期波形的峰值，通过模数转换电路获得，N=1，2，3……X；V_阈为第一阈值检测电路具有的第一阈值电压值；

其中，在实时检测的信号中，通过模数转换电路来测量得到正常波最大峰值V，通过判断与错波临界最大峰值数组成员的大小关系，哪一个符合V_M[K]VV_M[K+1]的关系，即为K的值；

检测获得的正常波的最大峰值为V，经过计算V_M[K]VV_M[K+1]，超声波的周期为T，则错波补偿时间T_补为：T_补=T*（X/2-K）。

2.如权利要求1所述的防错波检测装置，其特征在于，第二阈值检测电路的阈值电压比第一阈值检测电路的阈值电压低20mV。

3.如权利要求1或2所述的防错波检测装置，其特征在于，在检测运算单元通过模数转换电路读取超声波信号在全部周期波形内的每个峰值之前，执行静态调校操作，所述静态调校操作具体为：设置可控增益放大电路的增益值。

4.如权利要求1所述的防错波检测装置，其特征在于，所述检测运算单元为可编程控制器PLC、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP或者单片机MCU。