[发明专利]检测超声波渡越时间的方法及其装置

权利要求书

1.一种检测超声波渡越时间的方法，其特征在于：由超声波发生器(6)产生占空比为50％的方形波超声波脉冲串激励信号，该超声波脉冲串激励信号所含方形脉冲个数以接收到的超声波脉冲串波形仍呈“菱形”为上限，在该超声波脉冲串激励信号的最后一个方形脉冲的下降沿启动一个计时器，该超声波脉冲串激励信号经超声波发射头高电压差分驱动模块(7)的功率放大后驱动超声波发射头(8)发射超声波，将超声波接收头(9)接收到的超声波脉冲串，送入差分放大器(10)，经差分放大后，送入增益控制放大器(11)，经增益控制放大后，送入高Q值带通滤波器(12)，经高Q值带通滤波后，送入半波整流器(13)进行半波整流，去掉负半周后，送入变指数放大器(14)，作为一个固定电压的指数对该固定电压进行变指数放大，在不改变剩下的正半周各脉冲峰值点相对时间位置的情况下，拉开各脉冲峰值点的振幅差距，同时使各脉冲峰值点两侧更加陡峭，经变指数放大后，送入门限比较模块(15)进行门限检测，找出振幅最大的脉冲后，送入微分和过零检测模块(16)进行微分和过零检测，找出振幅最大脉冲的峰值点，在该峰值点上关闭上述计时器，该计时器记录的时间值即为超声波渡越时间值。

2.一种检测超声波渡越时间的装置，其特征在于：检测装置包括以下各部分：超声波发射间隔控制模块(1)，计数启、闭控制模块(2)，计数用振荡器(3)，计数、显示模块(4)，超声波脉冲个数控制设置模块(5)，超声波发生器(6)，超声波发射头高电压差分驱动模块(7)，超声波发射头(8)，超声波接收头(9)，差分放大器(10)，增益控制放大器(11)，高Q值带通滤波器(12)，半波整流器(13)，变指数放大器(14)，门限比较模块(15)，微分和过零检测模块(16)， 

检测装置各部分连接关系如下：超声波发射间隔控制模块(1)的输出端分别与计数启、闭控制模块(2)和超声波脉冲个数控制设置模块(5)相连接，计数启、闭控制模块(2)的输出端和计数、显示模块(4)相连接，计数用振荡器(3)的输出端和计数启、闭控制模块(2)相连接，超声波脉冲个数控制设置模块(5)的输出端分别与计数启、闭控制模块(2)和超声波发生器(6)相连接，超声波发生器(6)的输出端和超声波发射头高电压差分驱动模块(7)相连接，超声波发射头高电压差分驱动模块(7)的输出端和超声波发射头(8)相连接，超声波接收头(9)的输出端和差分放大器(10)相连接，差分放大器(10)的输出端和增益控制放大器(11)相连接，增益控制放大器(11)的输出端和高Q值带通滤波器(12)相连接，高Q值带通滤波器(12)的输出端和半波整流器(13)相连接，半波整流器(13)的输出端和变指数放大器(14)相连接，变指数放大器(14)的输出端和门限比较模块(15)相连接，门限比较模块(15)的输出端与微分和过零检测模块(16)相连接，微分和过零检测模块(16)的输出端和计数启、闭控制模块(2)相连接。

3.根据权利要求2所述的检测超声波渡越时间的装置，其特征在于：在检测装置中，超声波发射间隔控制模块(1)按时间间隔发出启动信号，该启动信号分为两路，该启动信号的一路启动超声波脉冲个数控制设置模块(5)控制超声波发生器(6)产生占空比为50％方形波的一组超声波脉冲串激励信号，该组超声波脉冲串激励信号包含的脉冲个数由超声波脉冲个数控制设置模块(5)预先设定，设定个数以接收到的超声波脉冲串波形呈“菱形”为原则；该启动信号的另一路送入计数启、闭控制模块(2)，启动信号直接解除计数启、闭控制模块(2)的计数启动控制部分的复位状态进入工作状态，等 待该组超声波脉冲串激励信号最后一个方形脉冲的下降沿通过计数启、闭控制模块(2)的计数启动控制部分启动计数、显示模块(4)的计数器计数，在计数启、闭控制模块(2)的内部由该启动信号的上升沿触发产生一个被展宽了的复位信号，使计数启、闭控制模块(2)的计数关闭控制部分复位，超声波脉冲个数控制设置模块(5)在控制超声波发生器(6)产生上述一组超声波脉冲串激励信号的同时，在该组超声波脉冲串激励信号最后一个方形脉冲的下降沿通过计数启、闭控制模块(2)的计数启动控制部分启动计数、显示模块(4)的计数器计数，该组超声波脉冲串激励信号经超声波发射头高电压差分驱动模块(7)的功率放大后，送入超声波发射头(8)，驱动超声波发射头(8)发射超声波，将超声波接收头(9)接收到的超声波脉冲串，送入差分放大器(10)，经差分放大后，送入增益控制放大器(11)，经增益控制放大后，送入高Q值带通滤波器(12)，经高Q值带通滤波后，送入半波整流器(13)进行半波整流，去掉负半周后，送入变指数放大器(14)，作为一个固定电压的指数对该固定电压进行变指数放大，在不改变剩下的正半周各脉冲峰值点相对时间位置的情况下，拉开各脉冲峰值点的振幅差距，同时使各脉冲峰值点两侧更加陡峭，经变指数放大后，送入门限比较模块(15)进行门限检测，找出振幅最大的脉冲后，送入微分和过零检测模块进行微分和过零检测，找出振幅最大脉冲的峰值点，在该峰值点上，通过计数启、闭控制模块(2)的计数关闭控制部分关闭计数、显示模块(4)的计数器计数，计数、显示模块(4)的计数器计数值乘以计数用振荡器(3)的振荡周期就是超声波渡越时间值。