高精度流量检测系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高精度流量检测系统包括：节流装置、驱动单元、调节单元、滤波单元、模数转换单元，节流装置用于使待测流体节流并形成压差；所述驱动单元包括压差流量传感器和恒流源电路，压差流量传感器用于采集流经节流装置的压差信号，恒流源电路用于驱动压差流量传感器；所述调理单元包括差分放大电路，差分放大电路用于放大压差流量传感器采集到的压差信号；所述滤波单元为二阶低通滤波器，用于过滤干扰信号；所述模数转换单元包括模数转换器和处理器，模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号；处理器用于接收所述数字信号，并将所述数字信号转换成流量数据。本发明专利技术提供的流量检测系统，响应时间快、分辨率高、抗干扰能力强。强。强。

【技术实现步骤摘要】
高精度流量检测系统


[0001]本专利技术涉及流量检测术领域，具体涉及一种高精度压差式流量检测系统。

技术介绍

[0002]流量检测技术是工业测量领域的常规检测方法，目前也经常用于医疗器械领域。例如肺功能检测是呼吸系统疾病的必要检查方法之一，主要用于检测呼吸道的通畅程度、肺容量大小等，对于早期检出肺、气道病变，评估疾病的病情严重程度及预后，评估对手术的耐受力或劳动强度耐受力等方面有着重要的临床价值。这一系列的检测手段都是通过检测患者呼吸情况确定的，具体地，是通过检测患者呼吸流量的方法确定的。与工业测量领域的流量检测不同，用于医疗器械上的流量检测通常需要满足一定精度要求。
[0003]现有医疗器械用流量检测系统中的流量传感器通常是选用数字量压力传感器，它可以直接读取压力信号，但存在响应时间不够快、分辨率不够高以及抗干扰能力弱等缺陷。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种高精度流量检测系统，解决了现有医疗器械用流量检测系统检测精度低、响应时间慢的问题。
[0005]本专利技术提供了一种高精度流量检测系统，包括：节流装置、驱动单元、调节单元、滤波单元、模数转换单元，所述节流装置用于使待测流体节流并形成压差；所述驱动单元包括压差流量传感器和恒流源电路，所述压差流量传感器用于采集流经所述节流装置的压差信号，所述恒流源电路用于驱动所述压差流量传感器；所述调理单元包括差分放大电路，所述差分放大电路用于放大所述压差流量传感器采集到的压差信号；所述滤波单元为二阶低通滤波器，用于过滤干扰信号；所述模数转换单元包括模数转换器和处理器，所述模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号；所述处理器用于接收所述数字信号，并将所述数字信号转换成流量数据。
[0006]进一步地，所述流量检测系统还包括供电单元，所述供电单元用于为所述流量检测系统中的电路元件供电；所述供电单元包括电源连接端、开关稳压器、线性稳压器和串联基准电压源，所述电源连接端用于连接供电电源，所述供电电源经所述电源连接端输入15V至24V的供电电压；所述开关稳压器用于将所述供电电压调节至
±
12.5V；所述线性稳压器连接所述开关稳压器的输出端，用于将电压调节至
±
12V；所述串联基准电压源与所述线性稳压器+12V的电流输出端连接，用于将+12V电压调节至+10V。
[0007]进一步地，所述供电单元为外接电源或内置电源。
[0008]进一步地，所述流量检测系统还包括补偿单元，所述补偿单元包括温度补偿电路和电压补偿电路，所述温度补偿电路用于采集温度补偿信号，所述温度补偿信号是因电路元件温度升高产生的误差信号；所述电压补偿电路用于采集电压补偿信号，所述电压补偿信号是温漂和零漂误差信号；所述调理单元还包括同相加法器电路，所述同相加法器电路用于将流量检测系统中的温度补偿信号和压力补偿信号叠加到压差传感器输出的压差信
号中。
[0009]进一步地，所述压差流量传感器为模拟量输出压差传感器。
[0010]进一步地，所述压差流量传感器包括输入端脚1、输入端脚3、输出端脚2和输出端脚4；所述恒流源电路包括电阻R1和运算放大器U2A，所述电阻R1的一端连接到所述串联基准电压源U1的输出端，另一端连接到所述运算放大器U2A的反相输入端和所述压差传感器的输入端脚1；运算放大器U2A的输出端连接到所述压差传感器的输入端脚3，同相输入端连接GND；所述差分放大电路包括差分运算放大器U3，所述差分运算放大器U3的两个输入相分别连接所述压差流量传感器的输出端脚2和输出端脚4，REF参考端连接GND，输出端通过电阻R10连接所述同相加法器电路。
[0011]进一步地，所述同相加法器电路包括运算放大器U4、电容C7、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述运算放大器U4的反相输入端通过电阻R10连接所述差分运算放大器U3的输出端，通过电阻R14连接到其输出端，其输出端分别通过电阻R11、电阻R12、电阻R13连接补偿单元，其同相输入端连接GND；电容C7并联在所述电阻R14的两端。
[0012]进一步地，所述温度补偿电路包括温度传感器Temp、运算放大器U3A、运算放大器U3B、电容C5、电容C6、电阻R、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R8和电阻R9；温度传感器Temp的输入端通过电阻R连接所述串联基准电压源U1的输出端，通过R4连接运算放大器U3A的反相输入端和电阻R5的一端；电阻R2一端连接所述串联基准电压源U1的输出端，另一端连接运算放大器U3A的同相输入端；电阻R3一端连接电阻R2和运算放大器U3A的同相输入端，另一端连接GND；电阻R5一端连接电阻R4和运算放大器U3A的反相输入端，另一端连接运算放大器U3A的输出端；电容C5并联在电阻R5的两端；运算放大器U3A的输出端通过电阻R12连接同相加法器电路；电阻R8的一端连接所述运算放大器U3A的输出端，另一端连接运算放大器U3B的反相输入端；电阻R9一端连接电阻R8和运算放大器U3B的反相输入端，另一端连接运算放大器U3B的输出端；电容C6并联在电阻R9的两端；运算放大器U3B的正相输入端连接GND，输出端通过电阻R11连接同相加法器电路；所述电压补偿电路包括运算放大器U2B、电容C7、电阻R6和电阻R7，电阻R6的一端连接所述串联基准电压源U1的输出端，另一端连接运算放大器U2B的反相输入端；电阻R7的一端连接电阻R6和运算放大器U2B的反相输入端，另一端连接运算放大器U2B的输出端；电容C7并联在电阻R5两端；运算放大器U2B的正相输入端连接GND，输出端通过电阻R13连接同相加法器电路。
[0013]进一步地，所述滤波单元包括运算放大器U5A、U5B、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4；电阻R15一端连接所述同相加法器电路运算放大器U4的输出端，另一端分别连接电阻R16和电容C1；电阻R16与电阻R15连接端相对的一端连接分别连接运算放大器U5A的反相输入端和电容C2的一端；电容C2的另一端连接GND；电容C1与电阻R15连接端相对的一端连接运算放大器U5A的输出端；运算放大器U5A同相输入端与其输出端相连；电阻R17一端连接运算放大器U5A的输出端，另一端连接电阻R18和电容C3；电阻R18与电阻R17连接端相对的一端分别连接运算放大器U5B的反相输入端和电容C4的一端；电容C4的另一端连接GND；电容C3与电阻R17连接端相对的一端连接运算放大器U5A的输出端；运算放大器U5B同相输入端与其输出端相连。
[0014]进一步地，所述模数转换器ADC的输入端连接所述运算放大器U5B的输出端。
[0015]本专利技术采用模拟量输出的压差流量传感器进行流量检测，响应时间快、分辨率高、抗干扰能力强；通过恒流源电路驱动，能够减少因电路元件升温造成的温差；通过设置补偿单元，能够进一步提高流量检测的准确性。
附图说明
[0016]图1是本专利技术第一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度流量检测系统，其特征在于，包括：节流装置、驱动单元、调节单元、滤波单元、模数转换单元，所述节流装置用于使待测流体节流并形成压差；所述驱动单元包括压差流量传感器和恒流源电路，所述压差流量传感器用于采集流经所述节流装置的压差信号，所述恒流源电路用于驱动所述压差流量传感器；所述调理单元包括差分放大电路，所述差分放大电路用于放大所述压差流量传感器采集到的压差信号；所述滤波单元为二阶低通滤波器，用于过滤干扰信号；所述模数转换单元包括模数转换器和处理器，所述模数转换器用于将模拟信号转换成数字信号；所述处理器用于接收所述数字信号，并将所述数字信号转换成流量数据。2.根据权利要求1所述的高精度流量检测系统，其特征在于，所述流量检测系统还包括供电单元，所述供电单元用于为所述流量检测系统中的电路元件供电；所述供电单元包括电源连接端、开关稳压器、线性稳压器和串联基准电压源，所述电源连接端用于连接供电电源，所述供电电源经所述电源连接端输入+15V至+24V的供电电压；所述开关稳压器用于将所述供电电压调节至
±
12.5V；所述线性稳压器连接所述开关稳压器的输出端，用于将电压调节至
±
12V；所述串联基准电压源与所述线性稳压器+12V的电流输出端连接，用于将+12V电压调节至+10V。3.根据权利要求2所述的高精度流量检测系统，其特征在于，所述供电单元为外接电源或内置电源。4.根据权利要求2所述的高精度流量检测系统，其特征在于，所述流量检测系统还包括补偿单元，所述补偿单元包括温度补偿电路和电压补偿电路，所述温度补偿电路用于采集温度补偿信号，所述温度补偿信号是因电路元件温度升高产生的误差信号；所述电压补偿电路用于采集电压补偿信号，所述电压补偿信号是温漂和零漂误差信号；所述调理单元还包括同相加法器电路，所述同相加法器电路用于将流量检测系统中的温度补偿信号和压力补偿信号叠加到压差传感器输出的压差信号中。5.根据权利要求1所述的高精度流量检测系统，其特征在于，所述压差流量传感器为模拟量输出压差传感器。6.根据权利要求4所述的高精度流量检测系统，其特征在于，所述压差流量传感器包括输入端脚1、输入端脚3、输出端脚2和输出端脚4；所述恒流源电路包括电阻R1和运算放大器U2A，所述电阻R1的一端连接到所述串联基准电压源U1的输出端，另一端连接到所述运算放大器U2A的反相输入端和所述压差传感器的输入端脚1；运算放大器U2A的输出端连接到所述压差传感器的输入端脚3，同相输入端连接GND；所述差分放大电路包括差分运算放大器U3，所述差分运算放大器U3的两个输入相分别连接所述压差流量传感器的输出端脚2和输出端脚4，REF参考端连接GND，输出端通过电阻R10连接所述同相加法器电路。7.根据权利要求6所述的高精度流量检测系统，其特征在于，所述同相加法器电路包括运算放大器U4、电容C7、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述运算放大器U4的反相输...

【专利技术属性】
技术研发人员：周运钢，许伟，熊小川，周道福，袁峰，迟奇峰，谭景霞，
申请(专利权)人：深圳市美好创亿医疗科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：