一种超声波流量计峰值检测方法及补偿系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超声波流量计峰值检测方法及补偿系统,能够动态补偿峰值检波电路中的二极管压降，使其能够测到精确的超声波信号峰值，从而能够应用于超声波流量计精确运算过程的检测方法及补偿系统。该方法包括下述步骤：提供一个基准电压，测量电容上的电压，并计算该电压与基准电压之差，得到二极管正向导通压降；在正常超声波信号峰值测量时，将所述电容上检测到的电压加上得到的二极管正向导通压降，作为信号峰值电压计算流量。本发明专利技术的方法及系统能够动态补偿峰值检波电路中的二极管压降，使其能够测到精确的超声波信号峰值，从而能够应用于超声波流量计精确运算过程，提高了流量计的精确度。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波流量计峰值检测方法及补偿系统
本专利技术涉及超声波流量计测量领域，尤其涉及一种超声波流量计峰值检测方法及超声波流量计峰值检测的补偿系统。
技术介绍
超声波流量计是通过超声波信号在流体中传播的时间差值或频率差值来测量流量的流量计，其最重要的部分就是对超声波信号的处理及测量，而超声波信号的峰值检测是超声波信号处理常用的一种测量方式。目前，对于超声波信号的峰值检测，大都用简单的峰值检测电路，即利用二极管的单向导通特性，利用电容存储超声波信号的峰值，再测量电容存储的电压值作为超声波信号的峰值。这种方法有明显不足:1.二极管在单向导通时，存在正向导通压降，所以电容存储的电压值与超声波信号的真正峰值相差二极管的正向导通压降；2.二极管由于型号、批次的不同，正向导通压降也不尽相同，而且在温度有变化时，二极管的单向导通压降存在严重的温漂。所以这种简单测量方法，测得的超声波峰值是一个不精确的值，仅能用于粗略运算。
技术实现思路
本专利技术是为了解决超声波流量计峰值检波电路中由二极管的正向导通压降及其存在严重温漂造成的测量不精确问题，而提供一种能够动态补偿峰值检波电路中的二极管压降，使其能够测到精确的超声波信号峰值，从而能够应用于超声波流量计精确运算过程的超声波流量计峰值检测方法。 本专利技术的另一个目的是提供一种能够动态补偿峰值检波电路中的二极管压降，使其能够测到精确的超声波信号峰值，从而能够应用于超声波流量计精确运算过程的超声波流量计峰值检测的补偿系统。 为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是: 一种超声波流量计峰值检测方法，包括下述步骤: (I)提供一个基准电压，测量电容上的电压，并计算该电压与基准电压之差，得到二极管正向导通压降； (2)在正常超声波信号峰值测量时，将所述电容上检测到的电压加上步骤(I)得到的二极管正向导通压降，作为信号峰值电压计算流量。 一种超声波流量计峰值检测的补偿系统，包括MCU模块Ul、二极管Dl、电子开关U2、电容Cl、二极管D2、电阻Rl和A/D转换模块U3，超声波信号源SI 一端接地，另一端与所述电子开关U2的常开端相联接，所述电子开关U2的常闭端接基准电压V+，所述电子开关U2的公共端与所述二极管Dl正极联接，所述电子开关U2的控制端与所述MCU模块Ul的控制输出端联接，所述二极管Dl的负极分别与所述电容Cl 一端、所述电阻Rl —端及所述AD转换模块U3的输入端联接，所述电容Cl另一端接地，所述电阻Rl另一端与所述二极管D2的正极联接，所述二极管D2的负极与所述MCU模块Ul的1 口相联接，所述AD转换模块U3的输出端与所述MCU模块Ul的输入端相联接；所述MCU模块Ul控制所述二极管D2的负极为高电平，并控制所述电子开关U2切换至常闭端，使所述二极管Dl的正极接基准电压V+;所述MCU模块Ul控制所述AD转换模块U3进行AD转换，测得所述电容Cl上的电压值V1,所述MCU模块Ul计算得二极管Dl的正向导通压降Vf为:Vf = Vt-V1 ;所述MCU模块Ul控制所述二极管D2的负极为低电平，将所述电容Cl的电压泄放，再控制所述二极管D2的负极为高电平，并控制所述电子开关U2切换至常开端，使所述二极管Dl正极接超声波信号源SI,信号通过所述二极管Dl，峰值电压存储到所述电容Cl上，所述MCU模块Ul控制所述AD转换模块U3进行AD转换，测得所述电容Cl上的电压值V2,计算得信号的峰值电压Vp为:Vp = V2+Vf，作为超声波信号峰值电压值计算流量。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是: 1、本专利技术的检测方法通过基准电压与检测电压的差值，得到二极管的正向导通压降，在正常超声波信号测量时补偿二极管的正向导通压降，得到准确的信号峰值电压，消除了由于二极管型号、批次不同或温度漂移造成的测量不准问题，使测量到的超声波信号峰值能够应用于精确计算过程中，提高了流量计的精确度。 2、通过本专利技术的补偿系统能够动态补偿峰值检波电路中的二极管压降，使其能够测到精确的超声波信号峰值，从而能够应用于超声波流量计精确运算过程，结构简单，实用性强。 【附图说明】 图1所示为本专利技术的超声波流量计峰值检测的补偿系统的电路原理图。 【具体实施方式】 以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。 本专利技术的超声波流量计峰值检测方法包括下述步骤: (I)提供一个基准电压，测量电容上的电压，并计算该电压与基准电压之差，得到二极管正向导通压降； (2)在正常超声波信号峰值测量时，将所述电容上检测到的电压加上步骤(I)得到的二极管正向导通压降，作为信号峰值电压计算流量。 本专利技术实现上述检测方法的超声波流量计峰值检测的补偿系统的原理图如图1所示，包括MCU模块U1、二极管D1、电子开关U2、电容Cl、二极管D2、电阻Rl和A/D转换模块U3，其中，MCU模块可以采用TI公司的MSP430系列单片机MSP430F249TPM或同系列其他型号，也可以采用MCS-51系列、AVR系列或PIC系列等MCU，超声波信号源SI —端接地，另一端与所述电子开关U2的常开端相联接，所述电子开关U2的常闭端接基准电压V+，所述电子开关U2的公共端与所述二极管Dl正极联接，所述电子开关U2的控制端与所述MCU模块Ul的控制输出端联接，所述二极管Dl的负极分别与所述电容Cl 一端、所述电阻Rl —端及所述AD转换模块U3的输入端联接，所述电容Cl另一端接地，所述电阻Rl另一端与所述二极管D2的正极联接，所述二极管D2的负极与所述MCU模块Ul的1 口相联接，所述AD转换模块U3的输出端与所述MCU模块Ul的输入端相联接；所述MCU模块Ul控制所述二极管D2的负极为高电平，并控制所述电子开关U2切换至常闭端，使所述二极管Dl的正极接基准电压v+ ;所述MCU模块Ul控制所述AD转换模块U3进行AD转换，测得所述电容Cl上的电压值V1，所述MCU模块Ul计算得二极管Dl的正向导通压降Vf为:Vf = Vt-V1 ;所述MCU模块Ul控制所述二极管D2的负极为低电平，将所述电容Cl的电压泄放，再控制所述二极管D2的负极为高电平，并控制所述电子开关U2切换至常开端，使所述二极管Dl正极接超声波信号源SI，信号通过所述二极管Dl，峰值电压存储到所述电容Cl上，所述MCU模块Ul控制所述AD转换模块U3进行AD转换，测得所述电容Cl上的电压值V2,计算得信号的峰值电压Vp为:VP = V2+Vf，作为超声波信号峰值电压值计算流量。 本专利技术的检测方法通过基准电压与检测电压的差值，得到二极管的正向导通压降，在正常超声波信号测量时补偿二极管的正向导通压降，得到准确的信号峰值电压，消除了由于二极管型号、批次不同或温度漂移造成的测量不准问题，使测量到的超声波信号峰值能够应用于精确计算过程中。 以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出的是，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波流量计峰值检测方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)提供一个基准电压，测量电容上的电压，并计算该电压与基准电压之差，得到二极管正向导通压降；(2)在正常超声波信号峰值测量时，将所述电容上检测到的电压加上步骤(1)得到的二极管正向导通压降，作为信号峰值电压计算流量。

【技术特征摘要】
1.一种超声波流量计峰值检测方法，其特征在于，包括下述步骤: (1)提供一个基准电压，测量电容上的电压，并计算该电压与基准电压之差，得到二极管正向导通压降； (2)在正常超声波信号峰值测量时，将所述电容上检测到的电压加上步骤(I)得到的二极管正向导通压降，作为信号峰值电压计算流量。2.一种实现权利要求1所述检测方法的超声波流量计峰值检测的补偿系统，其特征在于，包括MCU模块U1、二极管D1、电子开关U2、电容Cl、二极管D2、电阻Rl和A/D转换模块U3，超声波信号源SI —端接地，另一端与所述电子开关U2的常开端相联接，所述电子开关U2的常闭端接基准电压V+，所述电子开关U2的公共端与所述二极管Dl正极联接，所述电子开关U2的控制端与所述MCU模块Ul的控制输出端联接，所述二极管Dl的负极分别与所述电容Cl 一端、所述电阻Rl —端及所述AD转换模块U3的输入端联接，所述电容Cl另一端接地，所述电阻Rl另一端与所述二极管D2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蕊，董旭，李长奇，丛萌，郭桂梅，梁艳书，
申请(专利权)人：天津商业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12