一种超声波冗余流量计制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超声波冗余流量计，属于仪器仪表技术领域，包括MBUS电路、时间测量电路、存储电路、锂电池电路和主控芯片电路，解决了在高精度时间测量电路中采用自行选择通信模块式的MBUS通信电路进行超声波流量计量的技术问题，本实用新型专利技术采用三组电源设计，对每一组电源都进行单独的滤波，实现了电源之间的隔离，为时间测量芯片的测量提供了纯净的环境，保证其测量受到的干扰减小的最小；本实用新型专利技术采用自动选择收发功能的MBUS电路，实现了采用一根线实现MBUS通信，本实用新型专利技术对MBUS电路单独供电，保证了MBUS电路通信时不会对其他电路产生干扰，也保证了MBUS电路通信的通畅性。

An ultrasonic redundant flowmeter

The utility model discloses an ultrasonic redundant flowmeter, which belongs to the technical field of instrumentation, including MBUS circuit, time measurement circuit, storage circuit, lithium battery circuit and main control chip circuit. It solves the problem of using MBUS communication circuit with self-selected communication module to carry out ultrasonic flow in high precision time measurement circuit. The utility model adopts three sets of power supply designs, filters each set of power sources separately, realizes the isolation between power sources, provides a pure environment for the measurement of time measurement chips, and ensures that the interference of measurement is minimized; the utility model adopts MB with automatic selection of receiving and receiving functions. The US circuit realizes MBUS communication by using one wire. The utility model provides separate power supply to the MBUS circuit, which ensures that the communication of the MBUS circuit will not interfere with other circuits, and also ensures the smoothness of the communication of the MBUS circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种超声波冗余流量计
本技术属于仪器仪表
，特别涉及一种超声波冗余流量计。
技术介绍
根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。时差式超声流量计通过检测并计算超声脉冲在流体顺向和逆向速度的差异来测定流量。当声波在流体中的传播速度已知时，只要测出声波传输的时间差，便可求出流速，进而就能求出流量。因为超声波顺流和逆流的时差十分微小，测量时间的精度要求很高，测量时间的精度又直接影响到了流量计的精度，因此时间间隔测量在整个超声波流量计系统中占有非常重要的地位，这就需要一种高精度计时的电路来实现超声波流量计量。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种超声波冗余流量计，解决了在高精度时间测量电路中采用自行选择通信模块式的MBUS通信电路进行超声波流量计量的技术问题。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种超声波冗余流量计，包括MBUS电路、时间测量电路、存储电路、锂电池电路和主控芯片电路；主控芯片电路包括主控芯片、晶振XT1、电容C11和电容C12，晶振XT1、电容C11和电容C12构成了主控芯片的外围电路；所述主控芯片的型号为EFM32TG84X；锂电池电路包括锂电池、VCC电源输出电路、VIO电源输出电路和GP_VSG电源输出电路，VCC电源输出电路包括电阻R3、电容C10和电容E4，电阻R3的一端连接锂电池的正极，另一端输出VCC电源，电容C10和电容E4为VCC电源上的滤波电容；VIO电源输出电路包括电阻R1、电容C43、电容E3_0和电E3，电阻R1的一端连接锂电池的正极，另一端输出VIO电源，电容C43、电容E3_0和电E3为VIO电源的滤波电容；GP_VSG电源输出电路包括电阻R2、电容C40、电容E2_0、电容E2和电容C41，电阻R2的一端连接锂电池的正极，另一端输出GP_VSG电源，电容C40、电容E2_0、电容E2和电容C41为GP_VSG电源的滤波电容；高精度时间测量电路包括电阻R39、电阻R35、电阻R34、电阻R30、电阻R31、电阻R38、电阻R40、电阻R39、电阻R37、电容C36和时间测量芯片U30，电阻R39、电阻R30、电阻R31、电阻R38、电阻R40、电阻R39、电阻R37和电容C36构成了时间测量芯片U30的外围电路，时间测量芯片U30的5脚、6脚、30脚和27脚连接外部超声波传感器，电阻R35和电阻R34作为限流匹配电阻分别串联在时间测量芯片U30的6脚和5脚上，电容C34和电容C35分别串联在时间测量芯片U30的30脚和27脚上；所述时间测量芯片U30为高精度时间测量芯片TDC-GP2。时间测量芯片U30的24脚、23脚、20脚、19脚和18脚均连接外部温度传感器；时间测量芯片U30的8～16脚与主控芯片通信；GP_VSG电源为时间测量芯片U30供电，VIO电源为时间测量芯片U30提供参考电源；存储电路包括存储芯片U4、电阻R12和电阻R13，存储芯片U4的5脚和6脚与主控芯片通信，VCC电源为存储电路和主控芯片电路供电。所述存储芯片为EEPROM存储器，其具体型号为24C64-EEPROM。所述三端稳压器U51为3.6V输出的三端稳压器。MBUS电路包括电源电路和通信电路，电源电路包括TVS管D51、电阻R52、电阻R51、电阻R53、三极管T51、三极管T53、二极管D53、电阻R54、电容C51、三端稳压器U51、电容C52和电容C53，TVS管D51的两端构成了MBUS接口，TVS管D51的一端通过电阻R51连接地线，另一端通过电阻R52连接三极管T51的集电极，三极管T51的发射极连接三端稳压器U51的输入端，三极管T51的基极连接三极管T53的集电极，电阻R53并联在三极管T51的集电极和基极之间，三极管T53的发射极连接二极管D53的负极，二极管D53的正极连接地线，电阻R54并联在三极管D53的基极和发射极之间，电容C51作为滤波电容并联在三端稳压器U51的输入端，三端稳压器U51的GND端连接地线、输出端输出3.6V电源，电容C52和电容C53为滤波电路并联在三端稳压器U51的输出端；通信电路包括电阻R59、电阻R61、电阻R70、电阻R55、电阻R57、电阻R58、电阻R56、电阻R62、电容C54、电容C55、比较器U52A、二极管D54、三极管T52、二极管D55、电阻R63、电阻R68、电阻R69、电阻R67、电阻R65、电容C56、比较器U52B、电阻R68、电阻R69、电阻R67、光耦U53、光耦U54、电阻R42和电阻R41，三极管T51的集电极通过电阻R55和电阻R57连接比较U52A的正输入端，三极管T51的集电极还通过串联连接的电阻R59和电阻R61连接三极管T52的集电极，三极管T52的发射极通过R63连接地线，三极管T52的基极连接比较器U52B的输出端，比较器U52A的正输入端还通过串联连接的电阻R57和电阻R56连接地线，比较器U52A的负输入端通过电阻R58连接二极管D54的负极,二极管D54的正极通过电阻R57连接比较器U52A的正输入端，比较器U52A的负输入端还通过电阻R62连接地线，电容C54与电阻R62并联，比较器U52A的输出端通过电容C55连接比较器U52A的正输入端，比较器U52A的输出端还通过电阻R65连接光耦U53的2脚，光耦U53的1脚连接3.6V电源，比较器U52A的正输入端还通过电阻R70连接二极管D55的负极，二极管D55的正极连接比较器U52B的输出端，比较器U52B的输出端还通过电容C56连接比较器U52B的正输入端，比较器U52B的正输入端连接光耦U54的3脚，电阻R67并联在比较器U52B的正输入端与地线之间，比较器U52B的负输入端通过电阻R69连接地线，电阻R68的一端连接3.6V电源，另一端连接比较器U52B的负输入端，光耦U54的4脚连接3.6V电源，光耦U53的4脚连接主控芯片的一个IO口，电阻R42为光耦U53的4脚上的上拉电阻，电阻R42连接VCC电源，光耦R54的1脚通过电阻R41连接VCC电源；光耦R54的2脚连接主控芯片的一个IO口。本技术所述的一种超声波冗余流量计，解决了在高精度时间测量电路中采用自行选择通信模块式的MBUS通信电路进行超声波流量计量的技术问题，本技术采用三组电源设计，对每一组电源都进行单独的滤波，实现了电源之间的隔离，为时间测量芯片的测量提供了纯净的环境，保证其测量受到的干扰减小的最小；本技术采用自动选择收发功能的MBUS电路，实现了采用一根线实现MBUS通信，本技术对MBUS电路单独供电，保证了MBUS电路通信时不会对其他电路产生干扰，也保证了MBUS电路通信的通畅性。附图说明图1是本技术的MBUS电路的电路图；图2是本技术的锂电池电路的电路图；图3是本技术的时间测量电路的电路图；图4是本技术的存储电路的电路图；图5是本技术的主控芯片电路的电路图。具体实施方式如图1-图5所示的一种超声波冗余流量计，包括MBUS电路、时间测量电路、存储电路、锂电池电路和主控芯片电路；主控芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波冗余流量计，其特征在于：包括MBUS电路、时间测量电路、存储电路、锂电池电路和主控芯片电路；主控芯片电路包括主控芯片、晶振XT1、电容C11和电容C12，晶振XT1、电容C11和电容C12构成了主控芯片的外围电路；锂电池电路包括锂电池、VCC电源输出电路、VIO电源输出电路和GP_VSG电源输出电路，VCC电源输出电路包括电阻R3、电容C10和电容E4，电阻R3的一端连接锂电池的正极，另一端输出VCC电源，电容C10和电容E4为VCC电源上的滤波电容；VIO电源输出电路包括电阻R1、电容C43、电容E3_0和电E3，电阻R1的一端连接锂电池的正极，另一端输出VIO电源，电容C43、电容E3_0和电E3为VIO电源的滤波电容；GP_VSG电源输出电路包括电阻R2、电容C40、电容E2_0、电容E2和电容C41，电阻R2的一端连接锂电池的正极，另一端输出GP_VSG电源，电容C40、电容E2_0、电容E2和电容C41为GP_VSG电源的滤波电容；MBUS电路包括电源电路和通信电路，电源电路包括TVS管D51、电阻R52、电阻R51、电阻R53、三极管T51、三极管T53、二极管D53、电阻R54、电容C51、三端稳压器U51、电容C52和电容C53，TVS管D51的两端构成了MBUS接口，TVS管D51的一端通过电阻R51连接地线，另一端通过电阻R52连接三极管T51的集电极，三极管T51的发射极连接三端稳压器U51的输入端，三极管T51的基极连接三极管T53的集电极，电阻R53并联在三极管T51的集电极和基极之间，三极管T53的发射极连接二极管D53的负极，二极管D53的正极连接地线，电阻R54并联在三极管D53的基极和发射极之间，电容C51作为滤波电容并联在三端稳压器U51的输入端，三端稳压器U51的GND端连接地线、输出端输出3.6V电源，电容C52和电容C53为滤波电路并联在三端稳压器U51的输出端；通信电路包括电阻R59、电阻R61、电阻R70、电阻R55、电阻R57、电阻R58、电阻R56、电阻R62、电容C54、电容C55、比较器U52A、二极管D54、三极管T52、二极管D55、电阻R63、电阻R68、电阻R69、电阻R67、电阻R65、电容C56、比较器U52B、电阻R68、电阻R69、电阻R67、光耦U53、光耦U54、电阻R42和电阻R41，三极管T51的集电极通过电阻R55和电阻R57连接比较U52A的正输入端，三极管T51的集电极还通过串联连接的电阻R59和电阻R61连接三极管T52的集电极，三极管T52的发射极通过R63连接地线，三极管T52的基极连接比较器U52B的输出端，比较器U52A的正输入端还通过串联连接的电阻R57和电阻R56连接地线，比较器U52A的负输入端通过电阻R58连接二极管D54的负极,二极管D54的正极通过电阻R57连接比较器U52A的正输入端，比较器U52A的负输入端还通过电阻R62连接地线，电容C54与电阻R62并联，比较器U52A的输出端通过电容C55连接比较器U52A的正输入端，比较器U52A的输出端还通过电阻R65连接光耦U53的2脚，光耦U53的1脚连接3.6V电源，比较器U52A的正输入端还通过电阻R70连接二极管D55的负极，二极管D55的正极连接比较器U52B的输出端，比较器U52B的输出端还通过电容C56连接比较器U52B的正输入端，比较器U52B的正输入端连接光耦U54的3脚，电阻R67并联在比较器U52B的正输入端与地线之间，比较器U52B的负输入端通过电阻R69连接地线，电阻R68的一端连接3.6V电源，另一端连接比较器U52B的负输入端，光耦U54的4脚连接3.6V电源，光耦U53的4脚连接主控芯片的一个IO口，电阻R42为光耦U53的4脚上的上拉电阻，电阻R42连接VCC电源，光耦R54的1脚通过电阻R41连接VCC电源；光耦R54的2脚连接主控芯片的一个IO口；高精度时间测量电路包括电阻R39、电阻R35、电阻R34、电阻R30、电阻R31、电阻R38、电阻R40、电阻R39、电阻R37、电容C36和时间测量芯片U30，电阻R39、电阻R30、电阻R31、电阻R38、电阻R40、电阻R39、电阻R37和电容C36构成了时间测量芯片U30的外围电路，时间测量芯片U30的5脚、6脚、30脚和27脚连接外部超声波传感器，电阻R35和电阻R34作为限流匹配电阻分别串联在时间测量芯片U30的6脚和5脚上，电容C34和电容C35分别串联在时间测量芯片U30的30脚和27脚上；时间测量芯片U30的24脚、23脚、20脚、19脚和18脚均连接外部温度传感器；时间测量芯片U30的8～16脚与主控芯片通信；GP_VSG电源为时间测量芯片U30供电，VIO电...

【技术特征摘要】
1.一种超声波冗余流量计，其特征在于：包括MBUS电路、时间测量电路、存储电路、锂电池电路和主控芯片电路；主控芯片电路包括主控芯片、晶振XT1、电容C11和电容C12，晶振XT1、电容C11和电容C12构成了主控芯片的外围电路；锂电池电路包括锂电池、VCC电源输出电路、VIO电源输出电路和GP_VSG电源输出电路，VCC电源输出电路包括电阻R3、电容C10和电容E4，电阻R3的一端连接锂电池的正极，另一端输出VCC电源，电容C10和电容E4为VCC电源上的滤波电容；VIO电源输出电路包括电阻R1、电容C43、电容E3_0和电E3，电阻R1的一端连接锂电池的正极，另一端输出VIO电源，电容C43、电容E3_0和电E3为VIO电源的滤波电容；GP_VSG电源输出电路包括电阻R2、电容C40、电容E2_0、电容E2和电容C41，电阻R2的一端连接锂电池的正极，另一端输出GP_VSG电源，电容C40、电容E2_0、电容E2和电容C41为GP_VSG电源的滤波电容；MBUS电路包括电源电路和通信电路，电源电路包括TVS管D51、电阻R52、电阻R51、电阻R53、三极管T51、三极管T53、二极管D53、电阻R54、电容C51、三端稳压器U51、电容C52和电容C53，TVS管D51的两端构成了MBUS接口，TVS管D51的一端通过电阻R51连接地线，另一端通过电阻R52连接三极管T51的集电极，三极管T51的发射极连接三端稳压器U51的输入端，三极管T51的基极连接三极管T53的集电极，电阻R53并联在三极管T51的集电极和基极之间，三极管T53的发射极连接二极管D53的负极，二极管D53的正极连接地线，电阻R54并联在三极管D53的基极和发射极之间，电容C51作为滤波电容并联在三端稳压器U51的输入端，三端稳压器U51的GND端连接地线、输出端输出3.6V电源，电容C52和电容C53为滤波电路并联在三端稳压器U51的输出端；通信电路包括电阻R59、电阻R61、电阻R70、电阻R55、电阻R57、电阻R58、电阻R56、电阻R62、电容C54、电容C55、比较器U52A、二极管D54、三极管T52、二极管D55、电阻R63、电阻R68、电阻R69、电阻R67、电阻R65、电容C56、比较器U52B、电阻R68、电阻R69、电阻R67、光耦U53、光耦U54、电阻R42和电阻R41，三极管T51的集电极通过电阻R55和电阻R57连接比较U52A的正输入端，三极管T51的集电极还通过串联连接的电阻R59和电阻R61连接三极管T52的集电极，三极管T52的发射极通过R63连接地线，三极管T52的基极连接比较器U52B的输出端，比较器...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞尧辉，
申请(专利权)人：南京西奥仪表测控有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32