[发明专利]超声波测速装置及其测速方法

权利要求书

1.一种超声波测速装置，其特征在于，所述超声波测速装置包括时间数字转换模块、超声波换能器、补偿调整模块、比较器、屏蔽模块以及脉冲宽度检测模块；

所述时间数字转换模块的输出端连接所述超声波换能器的输入端，所述超声波换能器的输出端连接所述屏蔽模块的输入端，所述屏蔽模块的输出端连接所述比较器的第一输入端，所述比较器的输出端连接所述脉冲宽度检测模块的输入端和所述时间数字转换模块的输入端，所述脉冲宽度检测模块的输出端连接所述补偿调整模块的输入端，所述补偿调整模块的输出端连接所述比较器的第二输入端，所述比较器的输出端连接所述时间数字转换模块的输入端；

所述时间数字转换模块向所述超声波换能器输出开始信号并开始计时；所述超声波换能器根据所述开始信号向所述屏蔽模块输出超声波正弦波信号；

所述屏蔽模块通过设置屏蔽窗对所述超声波正弦波信号进行屏蔽；

所述比较器将经过屏蔽的超声波正弦波与所述补偿调整模块输出的第一补偿信号进行比较后输出方波信号；

所述补偿调整模块根据所述补偿调整信号输出第二补偿信号给所述比较器；

所述脉冲宽度检测模块根据所述方波信号获取首波脉冲半波宽度和脉冲半波最大宽度；

当判定所述首波脉冲半波宽度与所述脉冲半波最大宽度之间的比值低于预设值时，输出补偿调整信号；

所述比较器将经过屏蔽的超声波正弦波与所述第二补偿信号进行比较，以对所述方波信号进行过滤以获取首波信号，并输出首波信号与其后面的方波信号构成的序列方波给所述时间数字转换模块；

所述时间数字转换模块根据所述开始信号和所述序列方波获取超声波传播时间差。

2.如权利要求1所述的超声波测速装置，其特征在于，所述超声波换能器包括第一超声波换能器和第二超声波换能器；

所述屏蔽模块根据所述第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的距离以及声音在所述超声波测速装置所在的介质中的传播速度调整屏蔽窗的屏蔽时间，以对所述超声波正弦波进行屏蔽。

3.如权利要求2所述的超声波测速装置，其特征在于，所述脉冲宽度检测模块根据所述方波信号获取首波脉冲半波宽度和脉冲半波最大宽度，具体为：

所述脉冲宽度检测模块检测到所述方波信号中方波信号的高电平时开始计数，检测到低电平时停止计数，以获取首波脉冲半波宽度和脉冲半波最大宽度。

4.如权利要求1所述的超声波测速装置，其特征在于，所述补偿调整模块包括电流源、多个电阻以及多个开关器件，所述电流源与所述多个电阻依次串联，每一电阻并联一个开关器件；

所述补偿调整模块根据所述补偿调整信号输出第二补偿信号给所述比较器，具体为：

所述补偿调整模块根据所述补偿调整信号通过调节所述多个开关获取第二补偿信号。

5.如权利要求1所述的超声波测速装置，其特征在于，所述时间数字转换模块根据所述开始信号和所述序列方波获取超声波传播时间差，具体为：

所述时间数字转换模块根据所述开始信号和所述序列方波信号中相同序列的脉冲信号获取超声波传播时间差。