[其他]信号质量保证电路

说明书

本发明涉及一种准确测量超声信号从发射传感器发射，穿过液体传播，到被接收传感器接收的传输时间的超声测流装置。

超声测量装置有两组传感器沿着液体流动方向放置，一组在另一组的上游方向，每组传感器有一个或多个传感器，两组传感器之间，各传感器两两相向成对放置。在每一次测试循环中，依次作为发送端及接收端工作，从发射传感器向接收传感器通过流体逆流和顺流发送超声信号，这些信号从发射到接收的传输时间由一定时器分别测定，随后这些数据由超声测流装置的处理器按时差法或频差法处理，求得管道中液体的流速。

该类型装置要求系统定时器必须在正确的时刻启动和停止。当发射机发出脉冲激励发射传感器时，可以同时送出脉冲去启动定时器。因此，发射超声信号与启动定时器间的同步能容易地得到解决。但使定时器在接收传感器接收到信号后，在准确的时刻上停止则是困难的。现有的解决办法如美国专利4028938所示，接收到的信号进入第一和第二门限检波器，第二门限检波器的门限电平基本上符合于正常信号的第一负峰的峰值电平，第一门限检波器的门限电平则较小，第一门限检波器以传统的方法产生停止定时器的停止脉冲。第二门限检波器则可以监视接收信号的第一负峰是否至少有预定的正常电平还是在穿过液体传播时，由于杂质汽泡或与反射信号间的干涉而过分衰减或畸变，其输出与第一检波器的输出一起通过逻辑电路，相应产生指明接收的信号是正常的还是异常的标志信号。该种处理线路能剔除坏信号，但是对由接收的信号所产生的停止信号，在定时方面的精度没有更大的提高，在抗干扰方面也不理想。

本发明的任务是提出一种能解决以上问题的测量装置。

本发明的要点是为超声波测流装置提供一种信号质量保证电路。

该信号质量保证电路接在流量测量装置的接收机后，包括设定在不同门限电平上的由高速比较器构成的三个门限检波器。分压网络使三个门限检波器分别响应在接收的信号波形的不同电平上，响应在最小幅度的第一门限检波器在信号的第一个由负到正的过零点处产生一定时窗口，响应在较高幅度的第二门限检波器，用以在第一门限检波器规定的定时窗口内产生一停止定时器的停止信号，响应在最高幅度的第三门限检波器用以鉴别第一检波器是否响应在接收信号的第一个由负向正的过零点处。

本发明的优点是：由于本电路能在接收到的信号波形予先选定的部分处产生停止定时器的脉冲，于是就可将该欲选定的部分选在峰值较高、上升较陡的信号部分，这样即使信号由于受到种种原因衰减也使由此引起的定时误差可以忽略，从而提高测时精度。

由于电路可以保证总是在每一次接收到的信号波形上的选定的部分产生停止定时器的脉冲，从而有效地防止由于种种原因使信号衰减或其它的干扰波引起错误触发生成的错误读数，提高设备的抗干扰能力，保证测量的正确性。

本发明的具体结构由以下的实施例及附图给出。

图1本发明电路的原理图

图2超声波信号及电路动作时序图

下面结合附图详细说明本发明实施例的细节及工作情况。

由发射传感器穿过液体传送的超声信号被接收传感器接收转换为电信号经过放大器放大进入图1所示电路。

该电路包括分别设定在不同门限电平E₁、E₂、E₃上的三个高速比较器（1）、（2）、（3）；由比较器（2）输出的正脉冲上升沿同时触发的两个单稳态多谐振荡器（4）、（5）；连接到（4）、（5）输出的异或门（6）；连接到（6）及（3）输出的与门（7）；连接到（7）的输出的单稳态多多谐振荡器（8）及分压电阻网络等各部分。

参照图二已接收的典型的超声信号具有一系列正向和负向的峰，这些峰由大然后衰减到零，这种波形是由于发射和接收传感器的共振特性产生的。

每种信号有一个周期T，这也是由传感器的特性决定的，从而相继两个过零点间的时间（即 1/2 T）在从一处穿过液体到另一处时是相对稳定的。相继传播的各信号间，它们每个信号波形中各峰间的相对大小也是相对稳定的，也就是说，尽管信号可能受到种种原因造成衰减，然而信号波形各峰值间的比实质上是常数，这也是由传感器的特性决定的。