一種液體超聲波流量計自動增益調(diào)節(jié)的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種液體超聲波流量計自動增益調(diào)節(jié)的控制方法。本控制方法采取記錄上一次測得的信號幅值大小，通過比較本次測得信號幅值、上一次測得的信號幅值、信號幅值的低位閾值和信號幅值的高位閾值之間的大小關系，判斷調(diào)節(jié)過程是否達到預期目的，使回波信號的幅值達到最佳，確保測量結果的穩(wěn)定。采用本控制方法能根據(jù)測得的信號幅值，自動地調(diào)整需要的信號增益，結合具體的信號放大電路能使回波信號經(jīng)放大后幅值更加穩(wěn)定，更有利于后續(xù)電路的處理。
【專利說明】一種液體超聲波流量計自動增益調(diào)節(jié)的控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及超聲波流量計，特別涉及一種液體超聲波流量計自動增益調(diào)節(jié)的控制方法。

【背景技術】
[0002]液體超聲波流量計的回波信號一般需經(jīng)過濾波、放大、包絡檢波等信號處理電路，進而通過過電壓比較和過零比較確定回波檢測點、計算傳播時間，根據(jù)正逆程時間差，實現(xiàn)流量測量的功能。液體超聲波流量計的信號發(fā)射幅值一般不大，在幾V到十幾V ;經(jīng)過介質(zhì)傳播后，信號幅值一般會衰減到十幾HiV到幾十mV，所以必須經(jīng)過信號的放大處理，才能夠穩(wěn)定可靠地進行后續(xù)的檢波和比較等信號處理，放大后的信號幅值一般在幾百mV到幾V。信號放大電路中，如果放大倍數(shù)過大，就會引入過大的噪聲或者產(chǎn)生回波信號失真現(xiàn)象；如果放大倍數(shù)過小，就會使回波檢測點的測量不穩(wěn)定。檢測電路中，回波信號強度一般通過幅值檢測電路，經(jīng)過AD采樣，測得信號幅值。
[0003]一般自動增益調(diào)節(jié)的控制方法是通過檢測回波信號幅值，調(diào)整放大倍數(shù)至提前設定的閾值范圍內(nèi)即算完成了增益調(diào)節(jié)。為了防止在兩次連續(xù)調(diào)節(jié)后，一次測得幅值比低位閾值小，另一次測得幅值比高位閾值大，由此產(chǎn)生調(diào)節(jié)過程的震蕩情況，因此閾值設定的范圍一般都比較大。這種增益調(diào)節(jié)方法的缺點在于，由于閾值范圍大，調(diào)節(jié)后的信號幅值也會因不同的調(diào)整方向等因素而變化較大，這對后續(xù)測量的穩(wěn)定性能會產(chǎn)生影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于上述現(xiàn)有的技術狀況，本發(fā)明提供一種液體超聲波流量計自動增益調(diào)節(jié)的控制方法。其原理是記錄上一次測得的信號幅值大小，通過比較本次測得幅值、上一次測得的幅值、低位閾值和高位閾值之間的大小關系，判斷調(diào)節(jié)過程是否達到預期目的，使回波信號的幅值達到最佳，確保測量結果的穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明采取的技術方案是:一種液體超聲波流量計自動增益調(diào)節(jié)的控制方法，其特征在于，該控制方法是:根據(jù)液體超聲波流量計電路信號，初始化設定好信號幅值的低位閾值和高位閾值；每次檢測信號幅值后，先與低位閾值和高位閾值作比較，如果檢測的信號幅值小于低位閾值，則信號增益階加1，記錄本次檢測的信號幅值，進行下一次檢測信號幅值比較；如果檢測的信號幅值大于高位閾值，則信號增益階減1，記錄本次檢測的信號幅值，進行下一次檢測信號幅值比較；如果測得的信號幅值在低位閾值與高位閾值之間，則將上一次測得的信號幅值與低位閾值作比較，若上一次測得的信號幅值大于低位閾值，則信號增益階減1，記錄本次檢測的信號幅值，進行下一次檢測信號幅值比較；若上一次測得的信號幅值小于等于低位閾值，則自動增益調(diào)節(jié)結束。
[0006]信號增益階可以理解為在某一具體信號放大調(diào)節(jié)電路中，其信號增益階加I或信號增益階減1，會使得信號被放大后增加或減少的幅值是最小的。信號增益階越大，信號放大倍數(shù)會越大，信號幅度越大。
[0007]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:能根據(jù)測得的信號幅度，自動地調(diào)整需要的信號增益，結合具體的信號放大電路能使回波信號經(jīng)放大后幅值更加穩(wěn)定，更有利于后續(xù)電路的處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的控制程序流程圖；
圖2為本發(fā)明的液體超聲波流量計電路原理框圖；
圖3為圖2中信號放大電路原理圖。

【具體實施方式】
[0009]以下結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
本控制方法初始化中，依據(jù)具體液體超聲波流量計電路的檢測電路和放大電路特性，首先設置電路信號幅值的低位閾值和高位閾值大小。如圖2所示，回波信號通過信號放大電路后，一方面經(jīng)過包絡檢波電路進行后續(xù)信號處理，一部分通過幅值檢測電路，經(jīng)過AD采樣，測得信號幅值到中央處理單元。中央處理單元根據(jù)本控制方法確定增益調(diào)整值，控制信號放大電路的增益，實現(xiàn)液體超聲波流量計的增益控制過程。
[0010]如圖3所不，圖中SI表不輸入的回波信號，SO表不輸出的放大后信號。電容Cl和電容C2的作用是去除直流分量，IC1A、IC1B、IC3A和IC3B為模擬開關，控制其引腳KZl、KZ2、KZ3、KZ4與中央處理器連接，分別通過控制模擬開關的開關狀態(tài)，由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8組合出16種不同的信號增益階，用于調(diào)整信號增益。其中3.0V為供電電壓，1.5V的作用是提供直流分量。
[0011]如圖1所示，本控制方法的具體步驟如下:
1、檢測信號幅值，判斷信號幅值是不是小于低位閾值，若是，跳轉到步驟2 ;若不是，跳轉到步驟3。
[0012]2、將信號增益階加1，并記錄本次幅值，進行下一次檢測信號幅值比較，跳轉到步驟I。
[0013]3、判斷檢測的信號幅值是不是大于高位閾值，若是，跳轉到步驟4;若不是，跳轉到步驟5。
[0014]4、將信號增益階減1，并記錄本次幅值，進行下一次檢測信號幅值比較，跳轉到步驟I。
[0015]5、判斷上一次幅值是不是大于低位閾值，若是，跳轉到步驟4 ;若不是，自動增益調(diào)節(jié)結束。
[0016]根據(jù)上述說明，結合本領域技術可實現(xiàn)本發(fā)明方案。
【權利要求】
1.一種液體超聲波流量計自動增益調(diào)節(jié)的控制方法，其特征在于，該控制方法是:根據(jù)液體超聲波流量計電路信號，初始化設定好信號幅值的低位閾值和高位閾值；每次檢測信號幅值后，先與低位閾值和高位閾值作比較，如果檢測的信號幅值小于低位閾值，則信號增益階加1，記錄本次檢測的信號幅值，進行下一次檢測信號幅值比較；如果檢測的信號幅值大于高位閾值，則信號增益階減1，記錄本次檢測的信號幅值，進行下一次檢測信號幅值比較；如果測得的信號幅值在低位閾值與高位閾值之間，則將上一次測得的信號幅值與低位閾值作比較，若上一次測得的信號幅值大于低位閾值，則信號增益階減1，記錄本次檢測的信號幅值，進行下一次檢測信號幅值比較；若上一次測得的信號幅值小于等于低位閾值，則自動增益調(diào)節(jié)結束。
【文檔編號】G01F1/66GK104362993SQ201410651473
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權日:2014年11月17日
【發(fā)明者】林存藝, 楊彬, 李強, 孟丹丹, 冀青 申請人:中環(huán)天儀股份有限公司