一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路，输入超声波信号，输出超声波峰值电压波形信号，包括依次电性连接的电压抬升电路、输入缓冲电路、峰值采样电路、输出缓冲电路，所述的超声波信号经过电压抬升电路、输入缓冲电路进行升压，所述的峰值采样电路包括峰值保持电路、电压泄放电路，所述峰值采样电路采集升压后超声波信号的峰值信号，所述的峰值信号经过输出缓冲电路得到超声波峰值电压波形信号。本实用新型专利技术可以根据超声波换能器波形特点合理控制峰值检测时间，避免误采样到波形的盲区，进而确保超声波流量计的正常计量。

A peak value detection circuit of ultrasonic wave with sampling control

The utility model discloses an ultrasonic wave peak detection circuit with sampling control, which inputs an ultrasonic signal and outputs an ultrasonic peak voltage waveform signal, including a sequentially electrically connected voltage rise circuit, an input buffer circuit, a peak sampling circuit and an output buffer circuit. The ultrasonic signal is boosted by a voltage rise circuit and an input buffer circuit The peak sampling circuit includes a peak holding circuit and a voltage discharging circuit. The peak sampling circuit collects the peak signal of the ultrasonic signal after boosting, and the peak signal obtains the ultrasonic peak voltage waveform signal through the output buffer circuit. The utility model can reasonably control the peak detection time according to the waveform characteristics of the ultrasonic transducer, avoid sampling to the blind area of the waveform by mistake, thus ensuring the normal measurement of the ultrasonic flowmeter.

【技术实现步骤摘要】
一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路
本技术涉及超声波检测
，尤其涉及一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路。
技术介绍
随着近年来人们对环境保护意识的提高，天然气作为一种清洁优质能源得到越来越多的应用，天然气行业的发展也越来越快。天然气行业主要计量仪表以罗茨表与涡轮表为主，但是这些传统仪表具有对计量气质要求高、维护频繁、维护费用高、智能化程度低等缺点，这些弱点都会制约天然气行业的快速发展。气体超声波流量计与差压式仪表、容积式仪表以及传统速度式仪表等相比，具有宽量程比、智能化、易安装，低成本、高精度、使用寿命长、低维护成本等优点。目前被广泛应用于以下领域：1)天然气高压长输管线及省、市级分输站计量管理；2)城市燃气计量管理；3)天然气煤层气开采利用；4)液化天然气及液化石油气；5)大型工业用气计量管理；6)高炉煤气和焦炉煤气计量；7)其它节能减排气体排放计量等。在实际工况中，一方面，超声波信号强度会随着被测流体的流速变化而变化。另一方面，随着超声波换能器本身老化信号强度也会有所变化。为了使超声波流量计能够正常计量，需要根据超声波信号强度及时调节信号幅度，当前大部分的超声波流量计都是采用超声波波形峰值检测电路获取信号强度并进行控制。如果超声波换能器产生的超声波信号盲区比较大，普通的不带波形采样控制的峰值检测电路很容易采样到波形的盲区，从而导致超声波流量计AGC(信号自动增益控制)失效，进而影响流量计正常计量。
技术实现思路
本技术是针对普通的不带波形采样控制的峰值检测电路很容易采样到波形的盲区的问题，提供一种带波形采样控制的峰值检测电路，此电路可以根据超声波换能器波形特点合理控制峰值检测时间，避免误采样到波形的盲区，进而确保超声波流量计的正常计量。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案，一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路，输入超声波信号，输出超声波峰值电压波形信号，包括依次电性连接的电压抬升电路、输入缓冲电路、峰值采样电路、输出缓冲电路，所述的超声波信号经过电压抬升电路、输入缓冲电路进行升压，所述的峰值采样电路包括峰值保持电路、电压泄放电路，所述峰值采样电路采集升压后超声波信号的峰值信号，所述的峰值信号经过输出缓冲电路得到超声波峰值电压波形信号。作为优选，所述的电压抬升电路包括耦合电容C313、滤波电容C314、分压电阻R303、分压电阻R318，其中分压电阻R303和分压电阻R318串联，分压电阻R303和分压电阻R318的连接端连接输入缓冲电路，分压电阻R318的另一端连接到3.3V电源，分压电阻R303的另一端连接到AGND。作为优选，所述的输入缓冲电路包括运放U301、滤波电容C301、滤波电容303、二极管D300，其中运放U301正向输入端连接电压抬升电路，运放U301的负向输入端经过二极管D300连接到运放U301的第一引脚输出端，二极管D301的阳极接到U301的一脚输出端，二极管D301的阴极连接输出缓冲电路，运放U301的第五和第六引脚接3.3V电源，运放U301的第二引脚接AGND，运放U301的第一引脚输出端连接峰值采样电路。作为优选，所述的峰值采样电路的峰值保持电路包括二极管D301、电容C304、电阻R301，所述峰值采样电路的电压泄放电路包括电阻R304、三极管Q300，其中二极管D301的阳极连接输入缓冲电路，电容C304的一端连接二极管D301的阴极，电容C304的另一端接地，二极管D301的阴极同时串联电阻R301后连接输出缓冲电路；电阻R304的一端连接到外部处理器，电阻R304的另一端连接到三极管Q300的基极，三极管Q300的集电极连接到D301的阴极，三级管Q300的发射极连接到AGND。本方案三极管Q300的基极通过电阻R304电性连接到外部处理器(CPU)管脚，方便处理合理控制峰值采样的时间点，外部CPU可以采用ARM、DSP、单片机等各类处理芯片。作为优选，所述的输出缓冲电路包括电阻R300、电容C300、电容C302、运放U300，其中运放U301的第四引脚负向输入端通过电阻R300连接输入缓冲电路，运放U301的第四引脚负向输入端还与运放U301的第一引脚输出端连接，运放U301的第三引脚正向输入端连接峰值采样电路，运放U300的第五和第六引脚接3.3V电源，运放U300的第二引脚接AGND，运放U300的第一引脚输出端输出超声波峰值电压波形信号。作为优选，所述的电压抬升电路、输入缓冲电路输出的升压后超声波信号升压值为0.58V。本方案3.3V电压(VDD3V3)被R303和R318分压成0.58V的抬升电压。本方案超声波波形轮廓线检测电路的输入是纯净的130K超声波信号，超声波波形峰值检测电路的输出是输入超声波信号的峰值电压波形，输入和输出的差别是输出的波形是输入超声波的峰值电压波形。本方案U301、U300均采用带宽高和高输入阻抗的运放SGM8053。因此，本技术具有如下有益效果：可以根据超声波换能器波形特点合理控制峰值检测时间，避免误采样到波形的盲区，进而确保超声波流量计的正常计量。附图说明图1是本技术的电路结构示意图。图中：1、电压抬升电路2、输入缓冲电路3、峰值采样电路4、输出缓冲电路。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的描述。如图1所示，一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路，输入超声波信号，输出超声波峰值电压波形信号，包括依次电性连接的电压抬升电路1、输入缓冲电路2、峰值采样电路3、输出缓冲电路4，超声波信号经过电压抬升电路1、输入缓冲电路2进行升压，峰值采样电路3包括峰值保持电路、电压泄放电路，峰值采样电路3采集升压后超声波信号的峰值信号，峰值信号经过输出缓冲电路4得到超声波峰值电压波形信号；电压抬升电路1包括耦合电容C313、滤波电容C314、分压电阻R303、分压电阻R318，其中分压电阻R303和分压电阻R318串联，分压电阻R303和分压电阻R318的连接端连接输入缓冲电路2，分压电阻R318的另一端连接到3.3V电源，分压电阻R303的另一端连接到AGND；输入缓冲电路2包括运放U301、滤波电容C301、滤波电容303、二极管D300，其中运放U301正向输入端连接电压抬升电路1，运放U301的负向输入端经过二极管D300连接到运放U301的第一引脚输出端，二极管D301的阳极接到U301的一脚输出端，二极管D301的阴极连接输出缓冲电路，运放U301的第五和第六引脚接3.3V电源，运放U301的第二引脚接AGND，运放U301的第一引脚输出端连接峰值采样电路3；峰值采样电路3的峰值保持电路包括二极管D301、电容C304、电阻R301，峰值采样电路3的电压泄放电路包括电阻R304、三极管Q300，其中二极管D301的阳极连接输入缓冲电路，电容C304的一端连接二极管D301的阴极，电容C304的另一端接地，二极管D301的阴极同时串联电阻R301后连接输出缓冲电路4；电阻R304的一端连接到外部处理器，电阻R304的另一端连接到三极管Q300的基极，三极管Q300的集电极连接到D301的阴极，三级管Q300的发射极连接到AGND；输出缓冲电路4包括电阻R300、电容C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路，输入超声波信号，输出超声波峰值电压波形信号，其特征在于，包括依次电性连接的电压抬升电路、输入缓冲电路、峰值采样电路、输出缓冲电路，所述的超声波信号经过电压抬升电路、输入缓冲电路进行升压，所述的峰值采样电路包括峰值保持电路、电压泄放电路，所述峰值采样电路采集升压后超声波信号的峰值信号，所述的峰值信号经过输出缓冲电路得到超声波峰值电压波形信号。

【技术特征摘要】
1.一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路，输入超声波信号，输出超声波峰值电压波形信号，其特征在于，包括依次电性连接的电压抬升电路、输入缓冲电路、峰值采样电路、输出缓冲电路，所述的超声波信号经过电压抬升电路、输入缓冲电路进行升压，所述的峰值采样电路包括峰值保持电路、电压泄放电路，所述峰值采样电路采集升压后超声波信号的峰值信号，所述的峰值信号经过输出缓冲电路得到超声波峰值电压波形信号。2.根据权利要求1所述的一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路，其特征是，所述的电压抬升电路包括耦合电容C313、滤波电容C314、分压电阻R303、分压电阻R318，其中分压电阻R303和分压电阻R318串联，分压电阻R303和分压电阻R318的连接端连接输入缓冲电路，分压电阻R318的另一端连接到3.3V电源，分压电阻R303的另一端连接到AGND。3.根据权利要求1所述的一种带采样控制的超声波波形峰值检测电路，其特征是，所述的输入缓冲电路包括运放U301、滤波电容C301、滤波电容303、二极管D300，其中运放U301正向输入端连接电压抬升电路，运放U301的负向输入端经过二极管D300连接到运放U301的第一引脚输出端，二极管D301的阳极接到U301的一脚输出端，二极管D301的阴极连接输出缓冲电路，运放U301的第五和第六引脚接3.3V电源，运放U301的第二引脚接AGND，运放U301的第一引...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建峰，
申请(专利权)人：杭州晶锐仪器仪表有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33