流体多参数测量仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种流体多参数测量仪，包括四个超声波换能器、温度传感器、信号处理电路、超声波能量驱动电路、声道切换电路和通道切换电路；所述超声波换能器具有超声波发射器和超声波接收器，各超声波换能器分别与信号处理电路电连接；四个超声波换能器两两相对设置在被测介质的容器上，且相对设置的两个超声波换能器形成一声道；所述温度传感器与信号处理电路电连接；超声波能量驱动电路分别与信号处理电路和声道切换电路电连接；所述声道切换电路分别与各超声波换能器和信号处理电路电连接；所述通道切换电路分别与各超声波换能器和信号处理电路电连接。本实用新型专利技术能够同时测量流体体积、密度和质量流量。

Fluid multiparameter meter

The utility model discloses a fluid multi parameter measuring instrument, which comprises four ultrasonic transducers, a temperature sensor, a signal processing circuit, an ultrasonic energy driving circuit, a sound channel switching circuit and a channel switching circuit; the ultrasonic transducer has an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver, and each ultrasonic transducer is respectively electrically connected with a signal processing circuit; four ultrasonic transducers The two transducers are relatively arranged on the container of the measured medium, and the two ultrasonic transducers are relatively arranged to form a sound channel; the temperature sensor is electrically connected with the signal processing circuit; the ultrasonic energy driving circuit is electrically connected with the signal processing circuit and the sound channel switching circuit; the sound channel switching circuit is electrically connected with each ultrasonic transducer and the signal processing circuit; and The channel switching circuit is electrically connected with each ultrasonic transducer and signal processing circuit respectively. The utility model can simultaneously measure the volume, density and mass flow of fluid.

【技术实现步骤摘要】
流体多参数测量仪
本技术属于精密传感器和检测
，具体涉及一种流体多参数测量仪。
技术介绍
流体的基本参数包括流体的温度、流量和密度等，对这些参数的测量不仅仅存在于流体力学中，还出现在工厂、科研单位和检验部门。对于流体的每个参数而言，都有一些对应的测量方法。传统的仪器设备中，通常使用热电偶、热电阻和红外测温仪等来测量温度，使用浮子式、振动式和光学式等密度计来测量密度，流量则通过差压式流量计等测量仪器来测量。这些测量方法普遍存在测量精度不高的缺点。随着测量环境、测量条件、测量要求的不断提高，现有的测量方式已经不能满足实际的生产需要。为了适应日益复杂的现代工业生产，满足对许多参数高精度测量的要求，超声波检测技术得到了发展。超声波技术是近些年发展起来的一种新型测量技术，因其低功耗、高精度和宽量程等优势被广泛应用于测量领域，广泛的应用促使各种超声波产品，如超声波温度计、超声波密度计和超声波流量计等出现在市场中，极大地推动了测量技术的发展。然而，在自动化水平不断发展的今天，人们已经不仅仅局限于超声波测量仪对单一参数的测试，还希望仪表能够同时测量众多的参数，流体参数的检测方向已经开始从单参数到多参数发展。纵观国内外，鲜有用超声波技术测量多参数的研究报告。因此，有必要开发一种流体多参数测量仪。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种流体多参数测量仪，能同时测量流体体积、密度和质量流量。本技术所述的流体多参数测量仪，包括四个超声波换能器、温度传感器、信号处理电路、超声波能量驱动电路、声道切换电路和通道切换电路；所述超声波换能器具有超声波发射器和超声波接收器，各超声波换能器分别与信号处理电路电连接；四个超声波换能器两两相对设置在被测介质的容器上，且相对设置的两个超声波换能器形成一声道；每一声道的两个超声波换能器分别沿被测介质的流动方向间隔设置，且每一声道具有顺流模式和逆流模式；所述顺流模式为上游的超声波换能器用于发射超声波，下游的超声波换能器用于接收回波信号；所述逆流模式为下游的超声波换能器用于发射超声波，上游的超声波换能器用于接收回波信号；所述温度传感器用于采集被测介质的温度，该温度传感器与信号处理电路电连接；所述超声波能量驱动电路用于驱动各超声波换能器发射超声波，该超声波能量驱动电路分别与信号处理电路和声道切换电路电连接；所述声道切换电路用于声道的切换，该声道切换电路分别与各超声波换能器和信号处理电路电连接；所述通道切换电路用于声道的顺流模式和逆流模式的切换，该通道切换电路分别与各超声波换能器和信号处理电路电连接。进一步，所述信号处理电路包括滤波电路、信号放大电路、模数转换器、现场可编程门列阵和中央处理单元；所述滤波电路分别与信号放大电路、温度传感器以及各超声波换能器电连接；所述信号放大电路与模数转换器电连接；所述模数转换器与现场可编程门列阵电连接；所述现场可编程门列阵与中央处理单元电连接。进一步，所述超声波能量驱动电路包括功率放大电路和数模转换器；所述功率放大电路分别与数模转换器和声道切换电路电连接；进一步，还包括显示模块，该显示模块与中央处理单元电连接。进一步，还包括键盘，该键盘与中央处理单元电连接。进一步，还包括RS-485接口，该RS-485接口与中央处理单元电连接。本技术具有以下优点：采用非接触式多声道测量头安装方式，降低了被测介质对材质的要求。测量仪采用分时工作方式多信号输出，避免了多声道同时工作时各信号相互干扰的情况，减少了工作的难度。将被测对象作为超声波传播的介质，将温度传感器直接浸入被测流体中，流体的温度值能够直接读出，并参与到流体测量参数的计算。采用高分辨率的模数转换器和高速的现场可编程门列阵采集，保证了超声波传输时间的精密测量，提高了不同测量参数的精度。附图说明图1为本技术中超声波换能器的安装结构示意图；图2为本技术中多声道传感器声道布置示意图；图3为本技术中的原理框图；图4为本技术中现场可编程门列阵的结构框图；图5为本技术中超声波传播时间示意图；其中：1、温度传感器，2、滤波电路，3、信号放大电路，4、模数转换器，5、信号处理电路，6、中央处理单元，7、超声波能量驱动电路，8、功率放大器，9、数模转换器，10、超声波换能器，11、声道切换电路，12、通道切换电路，13、现场可编程门列阵，14、键盘，15、显示模块，16、RS-485接口。具体实施方式以下将结合附图对本技术的具体实现方式进一步说明：如图3所示，一种流体多参数测量仪，包括四个超声波换能器10、温度传感器1、信号处理电路5、超声波能量驱动电路7、声道切换电路11和通道切换电路12。所述超声波换能器10具有超声波发射器和超声波接收器，各超声波换能器10分别与信号处理电路5电连接；四个超声波换能器10两两相对设置在被测介质的容器上，且相对设置的两个超声波换能器10形成一声道；每一声道的两个超声波换能器10分别沿被测介质的流动方向间隔设置，且每一声道具有顺流模式和逆流模式；所述顺流模式为上游的超声波换能器10用于发射超声波，下游的超声波换能器10用于接收回波信号；所述逆流模式为下游的超声波换能器10用于发射超声波，上游的超声波换能器10用于接收回波信号。所述温度传感器1用于采集被测介质的温度，该温度传感器1与信号处理电路5电连接。所述超声波能量驱动电路7用于驱动各超声波换能器10发射超声波，该超声波能量驱动电路7分别与信号处理电路5和声道切换电路11电连接。所述声道切换电路11用于声道的切换，该声道切换电路11分别与各超声波换能器10和信号处理电路5电连接。所述通道切换电路12用于声道的顺流模式和逆流模式的切换，该通道切换电路12分别与各超声波换能器10和信号处理电路5电连接。如图3所示，本实施例中，所述超声波能量驱动电路7包括数模转换器9和功率放大电路8，所述功率放大电路8分别与数模转换器9和声道切换电路11电连接；所述数模转换器9与现场可编程门列阵13电连接。数模转换器9用于把现场可编程门列阵13发出的数字正弦信号转换为模拟正弦信号，功率放大电路8用于放大该正弦信号的功率，驱动超声波换能器10发出超声波信号。经数模转换器9转换后的模拟信号相对较小，不足以驱动发射换能器工作，而功率信号放大电路3则用来放大该模拟信号，以保证超声波换能器10正常工作。如图3所示，本实施例中，所述信号处理电路5包括滤波电路2、信号放大电路3、模数转换器4、现场可编程门列阵13和中央处理单元6；所述滤波电路2分别与信号放大电路3、温度传感器1以及各超声波换能器10电连接；所述信号放大电路3与模数转换器4电连接；所述模数转换器4与现场可编程门列阵13电连接；所述现场可编程门列阵13与中央处理单元6电连接。所述滤波电路2用于去除振动、流动脉动、电子干扰等因素引起回波信号出现的噪声信号的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体多参数测量仪，其特征在于：包括四个超声波换能器（10）、温度传感器（1）、信号处理电路（5）、超声波能量驱动电路（7）、声道切换电路（11）和通道切换电路（12）；/n所述超声波换能器（10）具有超声波发射器和超声波接收器，各超声波换能器（10）分别与信号处理电路（5）电连接；四个超声波换能器（10）两两相对设置在被测介质的容器上，且相对设置的两个超声波换能器（10）形成一声道；每一声道的两个超声波换能器（10）分别沿被测介质的流动方向间隔设置，且每一声道具有顺流模式和逆流模式；所述顺流模式为上游的超声波换能器（10）用于发射超声波，下游的超声波换能器（10）用于接收回波信号；所述逆流模式为下游的超声波换能器（10）用于发射超声波，上游的超声波换能器（10）用于接收回波信号；/n所述温度传感器（1）用于采集被测介质的温度，该温度传感器（1）与信号处理电路（5）电连接；/n所述超声波能量驱动电路（7）用于驱动各超声波换能器（10）发射超声波，该超声波能量驱动电路（7）分别与信号处理电路（5）和声道切换电路（11）电连接；/n所述声道切换电路（11）用于声道的切换，该声道切换电路（11）分别与各超声波换能器（10）和信号处理电路（5）电连接；/n所述通道切换电路（12）用于声道的顺流模式和逆流模式的切换，该通道切换电路（12）分别与各超声波换能器（10）和信号处理电路（5）电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种流体多参数测量仪，其特征在于：包括四个超声波换能器（10）、温度传感器（1）、信号处理电路（5）、超声波能量驱动电路（7）、声道切换电路（11）和通道切换电路（12）；
所述超声波换能器（10）具有超声波发射器和超声波接收器，各超声波换能器（10）分别与信号处理电路（5）电连接；四个超声波换能器（10）两两相对设置在被测介质的容器上，且相对设置的两个超声波换能器（10）形成一声道；每一声道的两个超声波换能器（10）分别沿被测介质的流动方向间隔设置，且每一声道具有顺流模式和逆流模式；所述顺流模式为上游的超声波换能器（10）用于发射超声波，下游的超声波换能器（10）用于接收回波信号；所述逆流模式为下游的超声波换能器（10）用于发射超声波，上游的超声波换能器（10）用于接收回波信号；
所述温度传感器（1）用于采集被测介质的温度，该温度传感器（1）与信号处理电路（5）电连接；
所述超声波能量驱动电路（7）用于驱动各超声波换能器（10）发射超声波，该超声波能量驱动电路（7）分别与信号处理电路（5）和声道切换电路（11）电连接；
所述声道切换电路（11）用于声道的切换，该声道切换电路（11）分别与各超声波换能器（10）和信号处理电路（5）电连接；
所述通道切换电路（12）用于声道的顺流模式和逆流模式的切换，该通道切换电路（12）分别与各超声波换能器（10）和信号处理电路（5）电连接。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：成守花，沈云，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：新型
国别省市：重庆;50