【技术实现步骤摘要】
本技术涉及超声波换能器配对筛选，具体涉及一种用于超声波换能器配对筛选的控制电路与装置。
技术介绍
1、在水、燃气及热量等流量计量中，超声波测量技术已经得到了广泛应用，其中时差法是最常用的测量方法。该方法需要使用成对的换能器且对换能器的参数匹配度要求较高，如果换能器的参数不匹配，那么在获取超声波信号在流道中的飞行时间时将产生误差，且随着时间的推移产生的误差将越来越大，最终可能导致计量结果无法接受，在使用过程中带来的误差将成为严重的系统误差。由于超声波换能器属于能量转换器件，它能够把接收到的电压激励信号转换成超声波信号，同时也能将接收到的超声波信号转变为微弱的电信号，因此，超声波换能器的电气特性的一致性将成为换能器配对的重要依据。
2、然而，在实际使用过程中，对于换能器的配对通常都是由厂家直接提供匹配好的换能器供现场使用或采用阻抗分析仪对超声波换能器的参数进行测试；由厂家直接提供时，当其中一个换能器出现问题不能使用时，往往需要丢弃掉另外一个与之配对的换能器，造成极大的浪费；当采用阻抗分析仪测试时，阻抗分析仪体积较大不便移动、价格昂贵、操作复杂，一般需要由专人维护和使用，维护成本高，且阻抗分析仪无法进行换能器配对，只能进行部分参数的测试，然后由人工记录、手动匹配，由于人工的参与，测试匹配的流程十分复杂，对操作人员的基本素质要求很高，操作过程时间长，一旦出错很难发现，同时由于没有统一的章程和参考标准，测试人员通常依赖于超声波换能器的标称频率来判定能否配对，但是实际电路设计中，涉及到阻抗匹配、指向角度、激励损耗、使用寿命等因素
3、对于超声波换能器性能不匹配，包括换能器输出幅值相似度低、谐振频率不一致等问题，对流量计量将产生很严重的影响。目前国内生产换能器的厂家所执行的标准不统一，生产的换能器参数性能参差不齐，所以在使用不同厂家生产的换能器时并不建议直接配对，对于同一厂家生产的换能器，由于工艺的问题，也会出现性能不一致的现象，因此在使用换能器时需要对换能器的性能参数进行测试，只有两个换能器的参数性能基本一致时才能进行配对使用，因此迫切需求一种用于超声波换能器配对筛选的控制电路与装置。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足之处，本技术提供了一种用于超声波换能器配对筛选的控制电路与装置。
2、本技术公开了一种用于超声波换能器配对筛选的控制电路，包括mcu电路、电源电路和至少两套测试电路；每套所述测试电路均包括信号调理电路和激励驱动电路；
3、所述mcu电路与每套所述测试电路连接，用于获取多个超声波换能器的谐振频率、反谐振频率、谐振阻抗、反谐振阻抗、静态电容和灵敏度的参数值，并基于上述参数值进行多个所述超声波换能器的配对筛选；
4、所述电源电路用于转化调整电压以及为所述mcu电路和每套所述测试电路供电；
5、所述信号调理电路包括频率测试电路、灵敏度测量电路和静态电容测量电路，所述频率测试电路与超声波换能器相连，用于为超声波换能器提供频率可变的激励电压，测量所述超声波换能器的谐振阻抗、反谐振阻抗、谐振频率和反谐振频率；所述灵敏度测量电路与所述超声波换能器相连，用于对所述超声波换能器的灵敏度进行检测；所述静态电容测量电路与所述超声波换能器相连，用于对所述超声波换能器的静态电容进行测量；
6、所述激励驱动电路与所述超声波换能器相连，用于为所述超声波换能器提供固定频率的激励电压，以用于所述超声波换能器的灵敏度测量。
7、作为本技术的进一步改进，所述频率测试电路包括信号发生电路、电阻r1、电阻r2和a/d采样电路；
8、所述信号发生电路包括ad9833芯片和有源晶振，所述有源晶振的输出端与所述ad9833芯片的mclk引脚连接，所述ad9833芯片的输出端与所述电阻r1的一端并联后与所述超声波换能器的正极连接，所述超声波换能器的负极、所述电阻r1的另一端和所述ad9833芯片的agnd引脚、dgnd引脚并联后接gnd；所述ad9833芯片的sclk引脚、sdata引脚和fsync引脚分别与所述mcu电路连接；
9、所述a/d采样电路包括ad9224arsz芯片，所述ad9224arsz芯片的引脚23电连接在所述电阻r2的正极，以对所述电阻r2的两端的电压进行测量，所述ad9224arsz芯片的引脚2-引脚13分别与所述mcu电路连接。
10、作为本技术的进一步改进，所述灵敏度测量电路包括光滑挡板和与所述频率测试电路共用的所述a/d采样电路；
11、所述光滑挡板置于所述超声波换能器的发射面一侧，且垂直于所述超声波换能器的发射面；
12、所述光滑挡板与所述超声波换能器的间距为40-60mm。
13、作为本技术的进一步改进，所述静态电容测量电路包括c/v转换电路和真有效值转换电路；
14、其中，所述c/v转换电路包括tl082idr运算放大器，所述tl082idr运算放大器的引脚6与所述超声波换能器电连接，所述tl082idr运算放大器的引脚7与所述真有效值转换电路的输入端连接，所述真有效值转换电路的输出端与所述ad9224arsz芯片的引脚23连接。
15、作为本技术的进一步改进，所述真有效值转换电路包括ad736芯片，所述ad736芯片的引脚2与所述tl082idr运算放大器的引脚7电连接，所述ad736芯片的输出端与所述ad9224arsz芯片的引脚23连接。
16、作为本技术的进一步改进，所述激励驱动电路包括tmux8211芯片，所述tmux8211芯片的sel1、sel2、sel3和sel4引脚分别与所述mcu电路连接，所述tmux8211芯片的d1、d2、d3和d4引脚并立联后与所述超声波换能器的正极相连。
17、作为本技术的进一步改进，所述激励驱动电路可输出电压20vpp-30vpp的方波信号，且可连续输出3-5个周期波形。
18、作为本技术的进一步改进，所述mcu电路包括mcu芯片，所述mcu芯片包括采集模块、加权求和模块和比较模块；
19、所述采集模块用于获取多个所述超声波换能器的谐振频率、反谐振频率、谐振阻抗、反谐振阻抗、静态电容和灵敏度的参数值；
20、所述加权求和模块用于对上述参数值进行求和；
21、所述比较模块用于对多个所述超声波换能器的求和结果进行比较。
22、作为本技术的进一步改进，还包括lcd12864液晶屏，所述lcd12864液晶屏与所述mcu电路连接。
23、本技术还公开了一种用于超声波换能器配对筛选的控制装置，包括上述的控制电路。
24、与现有技术相比，本技术的有益效果为：
25、本技术通过设置mcu电路、电源电路和至少两本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于超声波换能器配对筛选的控制电路，其特征在于，包括MCU电路、电源电路和至少两套测试电路；每套所述测试电路均包括信号调理电路和激励驱动电路；
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述频率测试电路包括信号发生电路、电阻R1、电阻R2和A/D采样电路；
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述灵敏度测量电路包括光滑挡板和与所述频率测试电路共用的所述A/D采样电路；
4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述静态电容测量电路包括C/V转换电路和真有效值转换电路；
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述真有效值转换电路包括AD736芯片，所述AD736芯片的引脚2与所述TL082IDR运算放大器的引脚7电连接，所述AD736芯片的输出端与所述AD9224ARSZ芯片的引脚23连接。
6.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述激励驱动电路包括TMUX8211芯片，所述TMUX8211芯片的SEL1、SEL2、SEL3和SEL4引脚分别与所述MCU电路连接，所述TMUX821
7.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述激励驱动电路可输出电压20VPP-30VPP的方波信号，且可连续输出3-5个周期波形。
8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述MCU电路包括MCU芯片，所述MCU芯片包括采集模块、加权求和模块和比较模块；
9.根据权利要求1所述的用于超声波换能器配对筛选的控制电路，其特征在于，还包括LCD12864液晶屏，所述LCD12864液晶屏与所述MCU电路连接。
10.一种用于超声波换能器配对筛选的控制装置，包括：如权利要求1-9任一项所述的控制电路。
...【技术特征摘要】
1.一种用于超声波换能器配对筛选的控制电路，其特征在于，包括mcu电路、电源电路和至少两套测试电路；每套所述测试电路均包括信号调理电路和激励驱动电路；
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述频率测试电路包括信号发生电路、电阻r1、电阻r2和a/d采样电路；
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述灵敏度测量电路包括光滑挡板和与所述频率测试电路共用的所述a/d采样电路；
4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述静态电容测量电路包括c/v转换电路和真有效值转换电路；
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述真有效值转换电路包括ad736芯片，所述ad736芯片的引脚2与所述tl082idr运算放大器的引脚7电连接，所述ad736芯片的输出端与所述ad9224arsz芯片的引脚23连接。
6.根据权利要求2所...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐玉旺，黄双峰，梁力水，秦凯，刘晓光，
申请(专利权)人：廊坊新奥智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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