一种兽用背膘检测装置及使用方法制造方法及图纸

一种兽用背膘检测装置及使用方法，属于兽用背膘检测技术领域，包括ARM控制器、超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、运放增益切换电路、电池管理单元、按键、发射驱动电路、收发开关电路、超声探头，所述ARM控制器与超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、按键、电池管理单元相连，ARM控制器通过发射模块、发射驱动电路与超声探头发射端相连。本发明专利技术可以显示各层背膘的厚度具体数值，精度有所提升，算法上采用剔除不稳定数值，对数据在一段时间内变化不大的范围内取多次测试平均值，使测试结果精确、稳定。稳定。稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种兽用背膘检测装置及使用方法


[0001]本专利技术属于兽用背膘检测
，尤其涉及一种兽用背膘检测装置及使用方法。

技术介绍

[0002]在诸如猪、牛等养殖动物的规模化养殖过程当中，背膘厚度是评价养殖动物营养状况的重要指标。对于繁育、配种、饲养调节等方面具有比较明确的指导意义。
[0003]现有的背膘检测多采用超声波技术的背膘检测仪，但是现有的背膘检测仪由于算法本身的局限导致现有背膘检测仪只能给出层数及总厚度，总厚度精度多在1mm级，精度较低，无法给出各层厚度的具体数值。另外，在检测过程中的待测动物运动可能导致读数不稳、数值跳动，现有的背膘检测仪对这种不稳定的数值没有剔除，导致最终的结果未必能准确可靠的反映实际背膘厚。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种兽用背膘检测装置及使用方法，可以显示各层背膘的厚度具体数值，精度有所提升，算法上采用剔除不稳定数值，对数据在一段时间内变化不大的范围内取多次测试平均值，使测试结果精确、稳定。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：一种兽用背膘检测装置，包括ARM控制器、超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、运放增益切换电路、电池管理单元、按键、发射驱动电路、收发开关电路、超声探头，所述超声前端检测单元包括发射模块、前置低噪声运放、可编程增益放大器、阈值检测逻辑电路，所述ARM控制器与超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、按键、电池管理单元相连，ARM控制器通过超声前端检测单元的发射模块、发射驱动电路与超声探头发射端相连，超声探头接收端依次通过收发开关电路、前置低噪声运放、可编程增益放大器、运放增益切换电路、阈值检测逻辑电路、时间数字转换器与ARM控制器相连。
[0006]进一步地，所述超声前端检测单元、时间数字转换器为集成电路。
[0007]进一步地，所述运放增益切换电路包括一运算放大器，运算放大器的正输入端通过电阻R1接地，运算放大器的负输入端通过电阻R2与IN输入相连，在运算放大器的负输入端与输出端之间并联有电阻RF1、RF2... RF
X
，其中
X
为大于等于2的正整数，所述电阻RF1、RF2... RF
X
之间设有切换开关。
[0008]进一步地，通过ARM控制器控制可编程增益放大器产生阈值电压，ARM控制器控制发射模块发射超声波经发射驱动电路发出，接收的超声信号通过收发开关电路隔离高压发射脉冲后通过前置低噪声运放进行信号放大后进入可编程增益放大器，超声信号的幅度超过设定阈值电压则输出一个脉冲信号，通过运放将信号放大后输送至阈值检测逻辑电路，时间数字转换器接收到阈值检测逻辑输出的脉冲信号时将当前的计数值暂存，ARM控制器读取时间数字转换器内被暂存的计数值进行背膘深度计算，通过OLED显示屏显示。
[0009]进一步地，所述超声信号的幅度超过设定阈值电压则输出一个脉冲信号时，若连续多个周期的超声信号幅值均超过阈值电压，则输出一个长脉冲信号。
[0010]一种采用所述装置的背膘检测方法，包括如下步骤：S01：通过按键进入初始化状态，使时间数字转换器清除对应时间数字转换器暂存的计数器值TDC_RTX_Data[RTX_NUM][MAX_PULSE]以及代表当前收发的序号；其中RTX_NUM代表收发数目，MAX_PULSE代表单次收发保存的最大脉冲数目；设置可编程增益放大器的增益值为最高；设置阈值检测门限；S02：调高阈值检测门限值，直至最大或者不能可靠检出有效层数的背膘数值为止；S03：对于多次收发得到的对应时间数字转换器暂存的计数器值TDC_RTX_Data[RTX_NUM][MAX_PULSE]计算对应背膘位置的变异度CV，针对每一层背膘独立的计算变异度，变异度CV定义为：其中，n是有效的样本数，j是背膘层数，i是超声收发的序号，在0到收发数目RTX_NUM
‑
1之间变化；AVGj为计数器数值的平均数，SDj为计数器数值的方差；S04：设置变异度CV的限值，若变异度CV大于该限值，则再行收发重新计算直至在限值范围内；S05：变异度CV在限值范围内，则输出各层背膘值BFj，其中 BFj = AVGj*V/FCLK/2其中，V是脂肪中的超声速度，FCLK是时间数字转换器的时钟频率 ，j为背膘层数。
[0011]进一步地，所述步骤S01中，MAX_PULSE取值为是5，当前收发的序号在[0, RTX_NUM
‑
1]之间取值，设置阈值检测门限为默认的150mV。
[0012]进一步地，所述步骤S02中，调高阈值检测门限值，直至最大或者不能可靠检出有效层数的背膘数值为止，此时若不是阈值的最大档位，则降低一档阈值门限；若是阈值门限已达最大，检测到的回波脉冲数目超过应有的背膘层数，则逐级降低增益直到接收到合理的脉冲数目。
[0013]进一步地，所述步骤S03中，TDC_RTX_Daat[i][j]=0代表此数值非有效，跳过不予计算；若n小于RTX_NUM的一半以下，判定CV不合规。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术的兽用背膘检测装置及使用方法，装置采用OLED显示屏作为显示器件，具有较高的分辨率；超声前端检测单元、时间数字转换器采用集成式电路，相对于传统的分立器件性能有所提升。算法上通过连续收集多次收发检测的背膘数值，仅当这些数值的变异度较低时才认为检测数值有效，提高结果的准确性。可以显示各层背
膘厚度的具体数值，算法上采用剔除不稳定数值，对数据在一段时间内变化不大的范围内取多次测试平均值，使精度提升至0.1mm，使测试结果精确、稳定。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的兽用背膘检测装置原理示意图；图2为运放增益切换电路增益切换示意图；图3为本专利技术的背膘检测流程图；图4为脉冲检测示意图。
具体实施方式
[0016]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。
[0017]本专利技术为一种兽用背膘检测装置及使用方法，如图1所示，本专利技术的一种兽用背膘检测装置包括ARM控制器、超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、运放增益切换电路、电池管理单元、按键、发射驱动电路、收发开关电路、超声探头，所述超声前端检测单元包括发射模块、前置低噪声运放（LNA）、可编程增益放大器（PGA）、阈值检测逻辑电路，所述ARM控制器与超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、按键、电池管理单元相连，ARM控制器通过超声前端检测单元的发射模块、发射驱动电路与超声探头发射端相连，超声探头接收端依次通过收发开关电路、前置低噪声运放、可编程增益放大器、运放增益切换电路、阈值检测逻辑电路、时间数字转换器与ARM控制器相连。其中，对于检测精度、稳定性等关键性能影响较为明显的超声前端检测单元、时间数字转换器均采用集成电路，相对于传统的分立器件性能有所提升。OLED显示屏优选的分辨率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兽用背膘检测装置，其特征在于，包括ARM控制器、超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、运放增益切换电路、电池管理单元、按键、发射驱动电路、收发开关电路、超声探头，所述超声前端检测单元包括发射模块、前置低噪声运放、可编程增益放大器、阈值检测逻辑电路，所述ARM控制器与超声前端检测单元、时间数字转换器、OLED显示屏、按键、电池管理单元相连，ARM控制器通过超声前端检测单元的发射模块、发射驱动电路与超声探头发射端相连，超声探头接收端依次通过收发开关电路、前置低噪声运放、可编程增益放大器、运放增益切换电路、阈值检测逻辑电路、时间数字转换器与ARM控制器相连。2.根据权利要求1所述的一种兽用背膘检测装置，其特征在于：所述超声前端检测单元、时间数字转换器为集成电路。3.根据权利要求1所述的一种兽用背膘检测装置，其特征在于：所述运放增益切换电路包括一运算放大器，运算放大器的正输入端通过电阻R1接地，运算放大器的负输入端通过电阻R2与IN输入相连，在运算放大器的负输入端与输出端之间并联有电阻RF1、RF2... RF
X
，其中
X
为大于等于2的正整数，所述电阻RF1、RF2... RF
X
之间设有切换开关。4.根据权利要求1所述的一种兽用背膘检测装置，其特征在于：通过ARM控制器控制可编程增益放大器产生阈值电压，ARM控制器控制发射模块发射超声波经发射驱动电路发出，接收的超声信号通过收发开关电路隔离高压发射脉冲后通过前置低噪声运放进行信号放大后进入可编程增益放大器，超声信号的幅度超过设定阈值电压则输出一个脉冲信号，通过运放将信号放大后输送至阈值检测逻辑电路，时间数字转换器接收到阈值检测逻辑输出的脉冲信号时将当前的计数值暂存，ARM控制器读取时间数字转换器内被暂存的计数值进行背膘深度计算，通过OLED显示屏显示。5.根据权利要求4所述的一种兽用背膘检测装置，其特征在于：所述超声信号的幅度超过设定阈值电压则输出一个脉冲信号时，若连续多个周期的超声信号幅值均超过阈值电压，则输出一个长脉冲信号。6.一种采用权利要求1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓林，
申请(专利权)人：辽宁汉德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：