[实用新型]一种超声波燃气表信号处理电路及系统

说明书

一种超声波燃气表信号处理电路及系统，包括运算放大器U3、传感器J1、传感器J2、芯片U1、芯片U2、单片机U4与阻抗匹配电路，传感器J1、传感器J2均与芯片U1与芯片U2连接，芯片U1还与电容C4、单片机U4连接，芯片U2还单片机U4、运算放大器U3连接，运算放大器U3与单片机U4连接，运算放大器U3上连接相互串联电阻R6与电容C6以及相互联接的电阻R7与电容C5，阻抗匹配电路包括电容C4、与电容C4串联的电阻R1以及分别与电容C4并联的电容C3、电阻R2以及电阻R3，电容C4与芯片U1连接，使传感器J1与传感器J2的阻抗与运算放大器U3相同，使单片机U4获得最超声波信号的波峰值，实现了超声波信号的最优化传输，提高了单片机U4的采集精度，使燃气测量工作高效进行。

技术领域

本实用新型属于超声波燃气表测量天燃气流量领域，具体涉及一种阻抗匹配电路、超声波燃气表信号处理电路及系统。

背景技术

伴随国家节能减排、保卫蓝天大规模推广和应用，天然气的使用越来越广，通过超声波燃气表测量天然气流量已成为目前应用较为广泛的一种计量方式。

超声波计量的原理是通过在天然气流道的上游与下游分别设置两个超声波传感器，通过单片机的AD信号采样功能获得两个超声波传感器之间的顺流和逆流传播时的超声波信号的时间差来间接测量流体的速度，再通过流速来计算流量，在测量传播时间差时，往往直接通过单片机AD采样传感器的超声波信号时因传感器的超声波信号微弱进而影响采样数据的准确性，现有的技术中通过采用运算放大器将mV级超声波信号放大到V级超声波信号后输出后供到单片机采集，这种方式，一方面会因运算放大器在接收超声波信号时需要加入电阻分压以及电容稳压，电阻与电容的引入使运算放大器的阻抗与超声波传感器的阻抗不同，如果阻抗匹配不好，造成波形异常，造成单片机AD采样不能获得最优的超声波信号，对测量结果带来偏差，另一方面，超声波传感器的脉冲激励频率大概从200K-500K范围，所以该频率范围外的高频谐波对超声波信号的采集带来干扰，影响采集精度。

单片机作为一种微控制器，通过多样化数据采集与控制系统能够让单片机完成各项运算与数据传输，广泛的应用在通讯设备、实时工控、导航系统以及家用电器等中。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种超声波燃气表信号处理电路及系统，解决现有的技术中通过采用运算放大器对超声波信号放大后输出到单片机采集的方式，一方面会因运算放大器的阻抗与超声波传感器的阻抗不同而使单片机AD采样不能够获得最优的超声波信号，对测量结果带来偏差，另一方面，运算放大器会产生高频谐波对超声波信号的采集带来干扰，影响采集精度的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种超声波燃气表信号处理电路，包括运算放大器U3、传感器J1、传感器J2、芯片U1、芯片U2、单片机U4与阻抗匹配电路，所述传感器J1、传感器J2均与芯片U1与芯片U2连接，芯片U1还与电容C4、单片机U4连接，芯片U2还单片机U4、运算放大器U3连接，运算放大器U3还与单片机U4连接，所述运算放大器U3上还连接相互串联电阻R6与电容C6以及相互联接的电阻R7与电容C5；所述阻抗匹配电路包括电容C4、与电容C4串联的电阻R1以及分别与电容C4并联的电容C3、电阻R2以及电阻R3，所述电容C4与芯片U1连接。

进一步的，所述超声波燃气表信号处理电路还包括分压滤波电路，包括与运算放大器U3连接的电阻R14、并联在电阻R14上的电容C14、电阻R15、电阻R13。

进一步的，所述超声波燃气表信号处理电路还包括电源去耦电路，包括连接在运算放大器U3上相互联接电容C13与电容C7。

进一步的，所述超声波燃气表信号处理电路还包括电阻R4与电阻R5，所述电阻R4与电容C4连接，所述电阻R5与芯片U2连接。