[发明专利]一种超声波计量传感器信号检测电路

说明书

本发明公开了一种超声波计量传感器信号检测电路，包括：激励电路，将激励信号进行电平转换得到激励驱动信号；传感器将所述激励驱动信号进行电压转换得到超声波信号，超声波信号在被测介质中传输一定时间后，传感器电路将所述超声波信号进行压电转换，得到超声回波电信号；放大电路对所述超声回波电信号进行滤波、放大处理，得到放大回波信号；抗扰电路用于消除传感器电路中的余振及串扰信号。本发明的抗扰电路通过将抗扰信号对地释放，从而提高超声回波电信号信噪比、计量性能、传感器回波接收灵敏度以及检测准确度。

技术领域

本发明涉及计量技术领域，具体涉及一种超声波计量传感器信号检测电路。

背景技术

随着流体计量技术的发展，超声波在流体计量的运用越来越广泛，在天然气计量领域，超声波燃气表作为一种新型的电子计量技术，正在逐步替代传统膜式燃气表和涡轮燃气流量计。超声波燃气表是一种利用超声波传播技术来实现流体流量计量的技术，通过测量超声波信号在流体中顺流和逆流传播时速度之差来反映流体的流速，通过流速计算得到流体流量数据。但现实中超声波计量技术，仍然存在很多因素，影响计量准确性，如温度对零点误差影响造成零点偏移，导致小流计量不准确和误计量；超声波信号在流体中传播(尤其气体)衰减过快，导致传感器接收到回波信号幅度很小，外接干扰和激励串扰，都会导致回波信号的信噪比不高，导致的检测系统对信号有效性识别困难，产生误判和不计量情况；超声波计量传感器，俗称换能器(机械能与电信号能量转换器)，是个压电转换器件，自身的特性，导致电信号激励后，无法立即停止振动，机械振动导致传感器内部产生电荷，降低了接收灵敏度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的超声波计量仪表中检测信号不准确的缺陷，从而提供一种超声波计量传感器信号检测电路。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明实施例提供一种超声波计量传感器信号检测电路，包括：激励电路、传感器电路、抗扰电路、放大电路及电源电路，其中，激励电路，其输入端与外接激励源连接，用于对接收的激励信号进行处理，得到激励驱动信号；传感器电路置于被测介质中，且其输入端与激励电路的输出端连接，用于将激励驱动信号进行电压转换，得到超声波信号，超声波信号在被测介质中传输一定时间后，传感器电路将超声波信号进行压电转换，得到超声回波电信号；放大电路，其输入端与传感器电路的输出端连接，用于对超声回波电信号进行滤波、放大处理，得到放大回波信号；抗扰电路，其输入端与传感器电路连接，其输出端接地，用于消除传感器电路中的余振和/或串扰信号；电源电路，用于为所述激励电路、放大电路和抗扰电路提供电源。

在一实施例中，超声波计量传感器信号检测电路还包括：回路切换电路，其分别与激励电路、放大电路、传感器电路连接，用于控制传感器电路的工作模式。

在一实施例中，超声波计量传感器信号检测电路还包括：阻抗匹配电路，其第一输入端分别与激励电路及回路切换电路连接，其第二输入端分别与回路切换电路、放大电路连接，其输出端接地，用于控制传感器电路的输出阻抗与输出阻抗保持一致。

在一实施例中，激励电路包括：逻辑门电路，其输入端分别与外接激励连接，其输出端与回路切换电路的输入端连接，用于对接收的激励信号进行处理，得到激励驱动信号。

在一实施例中，传感器电路包括：两个超声计量传感器，其中，回路切换电路控制任意一个超声计量传感器为发射换能器，另一个超声计量传感器为接收换能器；作为发射换能器的超声计量传感器的第一端通过回路切换电路分别与阻抗匹配电路及激励电路连接，其第二端接地，用于接收激励驱动信号，并对其进行电压转换，得到超声波信号；作为接收换能器的超声计量传感器的第一端通过回路切换电路分别与阻抗匹配电路及放大电路连接，其第二端接地，用于对超声波信号进行压电转换，得到超声回波电信号。