一種超聲波流量計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種流量計(jì)，具體涉及一種基于數(shù)字儀器的超聲波流量計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]流量計(jì)，用以測(cè)量管路中流體流量(單位時(shí)間內(nèi)通過的流體體積)的儀表。目前，國(guó)內(nèi)面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的機(jī)械式流量計(jì)，面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的機(jī)械式流量計(jì)，例如差壓式流量計(jì)、容積式流量計(jì)和變面積式流量計(jì)，已經(jīng)處于普及化階段，價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，利潤(rùn)空間日益減少，技術(shù)革新較少，市場(chǎng)相對(duì)成熟。實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化和定制化生產(chǎn)是生產(chǎn)商在成熟市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中的一個(gè)重要突破點(diǎn)。新技術(shù)流量計(jì)不斷被引入各個(gè)行業(yè)的同時(shí)，快速有效的售后服務(wù)對(duì)生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)同樣至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出了一種新型的流量計(jì)，具體涉及一種基于數(shù)字儀器的超聲波流量計(jì)。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
一種超聲波流量計(jì)，包括信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理模塊，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生器連接有超聲波換能器，超聲波換能器經(jīng)過濾波器、放大器將信號(hào)傳輸至示波器，所述示波器輸出端為上位機(jī)；所述上位機(jī)通過測(cè)量電路連接有控制開關(guān)和數(shù)字電位器。
[0005]上述信號(hào)源與示波器均與上位機(jī)連接。
[0006]上述上位機(jī)采用采用圖形化編程工具LabVIEw7.1。
[0007]上述信號(hào)發(fā)生器選用Agilent 33220A信號(hào)源。
[0008]上述示波器選用Agilent DS06012A雙通道示波器。
[0009]本發(fā)明有益的技術(shù)效果:
本發(fā)明運(yùn)用上位機(jī)的應(yīng)用程序控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生超聲波信號(hào)，并控制示波器采集和存儲(chǔ)超聲波換能器接收到的信號(hào)，將其傳送至上位機(jī)。信號(hào)源和示波器一般都配置有標(biāo)準(zhǔn)的RS232、USB、以太網(wǎng)/ LAN或GPIB接口，可以通過上位機(jī)進(jìn)行程控，不僅方便、高效，同時(shí)可以獲得專業(yè)儀器的較高性能指標(biāo)。本發(fā)明成本低、靈活性強(qiáng)、功能便于擴(kuò)展，可根據(jù)需要顯示、保存各種信息以便作復(fù)雜分析，其測(cè)量周期可達(dá)到ms級(jí)，因此能有效地滿足實(shí)驗(yàn)研究的要求。
【具體實(shí)施方式】
[0010]一種超聲波流量計(jì)，包括信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理模塊，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生器連接有超聲波換能器，超聲波換能器經(jīng)過濾波器、放大器將信號(hào)傳輸至示波器，所述示波器輸出端為上位機(jī)；所述上位機(jī)通過測(cè)量電路連接有控制開關(guān)和數(shù)字電位器；所述信號(hào)源與示波器均與上位機(jī)連接。
[0011]具體地說(shuō)，本發(fā)明超聲波流量計(jì)的關(guān)鍵是要獲得順流傳播和逆流傳播的超聲波信號(hào)，求出它們之間的時(shí)差。
[0012]超聲波流量計(jì)，包括信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)發(fā)生器連接有超聲波換能器，超聲波換能器經(jīng)過濾波器、放大器將信號(hào)傳輸至示波器，所述示波器輸出端為上位機(jī)；所述上位機(jī)通過測(cè)量電路連接有控制開關(guān)和數(shù)字電位器；所述信號(hào)源與示波器均與上位機(jī)連接。信號(hào)發(fā)生器選用Agilent 33220A信號(hào)源。示波器選用Agilent DS06012A雙通道示波器。超聲波轉(zhuǎn)換器選用兩個(gè)交替地用作發(fā)射和接收，Agilent 33220A信號(hào)源產(chǎn)生激勵(lì)脈沖，33220A可發(fā)生頻率上限至20 Ml-1z的正弦波和方波信號(hào)，并提供脈沖、掃描等多種模式，因此可以完成不同頻率超聲波換能器的多種形式激勵(lì)。換能器接收到的超聲波信號(hào)經(jīng)過帶通濾波、放大環(huán)節(jié)后即送入數(shù)據(jù)采集和處理部分，系統(tǒng)利用示波器AgilentDS06012A進(jìn)行超聲波信號(hào)采集和觀測(cè)，采集到的波形數(shù)據(jù)送入上位機(jī)處理。DS06012A為雙通道數(shù)字示波器，帶寬100 MHz，具有I Mpts標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)深度，最高采樣率可達(dá)2 GSa / S，因此可高分辨率地探測(cè)和采集超聲波信號(hào)，其采樣時(shí)間、采樣頻率、觸發(fā)模式等設(shè)置參數(shù)可以通過軟件控制。系統(tǒng)測(cè)量中需要通過切換模擬開關(guān)來(lái)控制超聲波信號(hào)順流或逆流傳播，上位機(jī)通過并口與測(cè)量電路連接，提供開關(guān)控制信號(hào)，同時(shí)讀寫電路中的數(shù)字電位器，實(shí)現(xiàn)超聲波信號(hào)的變?cè)鲆婵刂?，還可以通過并口讀入壓力、溫度等信息供誤差修正計(jì)算使用。
[0013]信號(hào)源和示波器一般都配置有標(biāo)準(zhǔn)的RS232、USB、以太網(wǎng)/ LAN或GPIB接口，可以通過上位機(jī)進(jìn)行程控，不僅方便、高效，同時(shí)可以獲得專業(yè)儀器的較高性能指標(biāo)。
[0014]上位機(jī)采用采用圖形化編程工具LabVIEw7.1 ;用以與數(shù)字儀器間的數(shù)據(jù)傳輸和對(duì)測(cè)最電路的控制。信號(hào)源33220A和示波器DS06012A均配有USB、LAN和GPIB接口，支持VISA庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)。由于USB接口與計(jì)算機(jī)連接方便，傳輸速率高，而VISA包含了 GPIB儀器、VXI儀器和USB儀器等各類儀器的控制操作，所以本系統(tǒng)通過USB端口連接上位機(jī)與示波器，采用VISA庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)控制操作，其主要控制過程如下:1)實(shí)現(xiàn)DS06012A與計(jì)算機(jī)的聯(lián)接并獲取設(shè)備地址；2)調(diào)用VISA Open函數(shù)打開對(duì)應(yīng)示波器地址的儀器通道；3)調(diào)用VISAWrite函數(shù)向示波器發(fā)送字符命令；4)調(diào)用VISA Read函數(shù)讀取示波器狀態(tài)或采集到的數(shù)據(jù)，讀入的結(jié)果為字符型，可根據(jù)需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換；5)調(diào)用VISAClose函數(shù)關(guān)閉對(duì)應(yīng)示波器地址的儀器通道。以上過程即實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與示波器的通信。
[0015]上位機(jī)通過并口與測(cè)量電路通信，一方面節(jié)省了高成本的I / O接口卡，另一方面便于軟件編程控制。目前計(jì)算機(jī)并口一般支持SPP(Normal)、EPP和ECP三種模式，SPP即標(biāo)準(zhǔn)并行接口(Standard Parallel Port),兼容性最好,它可以同時(shí)向外傳送8位信息，因此滿足一般系統(tǒng)的控制要求；從外設(shè)到PC的輸入采用4位組模式，每次傳送一個(gè)字節(jié)的4位，雖然速度較慢，但能滿足一般場(chǎng)合的要求。
[0016]本發(fā)明運(yùn)用上位機(jī)的應(yīng)用程序控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生超聲波信號(hào)，并控制示波器采集和存儲(chǔ)超聲波換能器接收到的信號(hào)，將其傳送至上位機(jī)。信號(hào)源和示波器一般都配置有標(biāo)準(zhǔn)的RS232、USB、以太網(wǎng)/ LAN或GPIB接口，可以通過上位機(jī)進(jìn)行程控，不僅方便、高效，同時(shí)可以獲得專業(yè)儀器的較高性能指標(biāo)。本發(fā)明成本低、靈活性強(qiáng)、功能便于擴(kuò)展，可根據(jù)需要顯示、保存各種信息以便作復(fù)雜分析，其測(cè)量周期可達(dá)到ms級(jí)，因此能有效地滿足實(shí)驗(yàn)研究的要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲波流量計(jì)，包括信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理模塊，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生器連接有超聲波換能器，超聲波換能器經(jīng)過濾波器、放大器將信號(hào)傳輸至示波器，所述示波器輸出端為上位機(jī)；所述上位機(jī)通過測(cè)量電路連接有控制開關(guān)和數(shù)字電位器。2.如權(quán)利要求書I所述一種超聲波流量計(jì)，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生器與示波器均與上位機(jī)連接。3.如權(quán)利要求書I所述一種超聲波流量計(jì)，其特征在于:所述上位機(jī)采用采用圖形化編程工具LabVIEw7.1。4.如權(quán)利要求書I或2所述一種超聲波流量計(jì)，其特征在于:所述信號(hào)發(fā)生器選用Agilent 33220A 信號(hào)源。5.如權(quán)利要求書I或2所述一種超聲波流量計(jì)，其特征在于:所述示波器選用AgilentDS06012A雙通道示波器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種流量計(jì)，具體涉及一種基于數(shù)字儀器的超聲波流量計(jì)，包括信號(hào)源、數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理模塊，信號(hào)發(fā)生器連接有超聲波換能器，超聲波換能器經(jīng)過濾波器、放大器將信號(hào)傳輸至示波器，示波器輸出端為上位機(jī)；上位機(jī)通過測(cè)量電路連接有控制開關(guān)和數(shù)字電位器。上位機(jī)的應(yīng)用程序控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生超聲波信號(hào)，并控制示波器采集和存儲(chǔ)超聲波換能器接收到的信號(hào)，將其傳送至上位機(jī)。本發(fā)明成本低、靈活性強(qiáng)、功能便于擴(kuò)展，可根據(jù)需要顯示、保存各種信息以便作復(fù)雜分析，其測(cè)量周期可達(dá)到ms級(jí)，因此能有效地滿足實(shí)驗(yàn)研究的要求。
【IPC分類】G01F1/66
【公開號(hào)】CN105526982
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410575438
【發(fā)明人】張淑芬
【申請(qǐng)人】陜西啟源科技發(fā)展有限責(zé)任公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2014年10月25日