超声波流量计高分辨率A/D转换电路设计与实现

针对高精度时差法超声波流量计的时间差信号采集问题,采用一款双通道12位低功耗单片CMOS模拟数字转换器ADC12DL040芯片设计并实现了超声波流量计ns级时间差的高分辨率数据采集,给出了A/D芯片外围引脚电路设计,软件流程图和关键代码,实现了400 kHz输入频率,8 MHz采样频率的超声波时间差高分辨率实时采样.     

双路低功耗超声明渠流量计的研制

针对超声波明渠流量测量中液位面波动对测量精度的影响,以及电池供电的问题,提出了一种双路低功耗超声明渠流量计的设计方法。采用2个超声波传感器,设计了基于MSP430单片机为核心的低功耗超声明渠流量计,实验表明该流量计测量精度高,功耗低。     

大口径超声波流量计高精度低功耗方案设计

针对影响超声波流量计测量精度和功耗的关键环节——超声波时差测量,设计了以超低功耗处理器EFM32G880F128为控制核心,以高精度、低功耗的超声波模拟前端芯片TDC1000和数字转换芯片TDC7200构成时差测量电路的控制系统,较好地控制了在回波信号的放大及接收过程中产生的误差及功耗,有效地提高了电池供电、大口径超声波流量计的测量精度,降低了产品功耗。经过检验,其测量误差低于1%,能够满足市场需求,具有良好的应用前景。     

超低功耗、高精度矿用超声波气体流量计系统研究

针对传统超声波流量计测量精度低、功耗偏高等问题,对流量测量原理、低压驱动换能器、信号接收发送、系统功耗等方面进行了研究,提出了基于时差法的测量电路、前端激励信号驱动放大电路以及后端信号处理电路的具体实现方案,同时归纳了流量测量精度和系统功耗的影响因素,提出了相应针对措施,设计了一种以超低功耗单片机EFM32和高精度时间测量芯片TDC-GP22为核心元件的新型超声波流量计,利用流量标定装置对该新型超声波流量计进行了标定实验。研究结果表明,该新型超声波流量计能实时采集气体流量、浓度、气压和温度等参数,且测量精度较高、功耗极低,有一定的实际推广应用价值。     

基于MSP430F4152单片机的超声波热量表的设计

一种采用时差法超声波测量流量的超声波热量表的设计,采用了低功耗单片机MSP430F4152为控制器和高精度计时芯片TDC-GP21对时间的测量来实现对温度的测量,使其成为一种具有高精度、低功耗、测量误差小和对水质要求低的新一代产品。     

一种低功耗自诊断双阈值超声波传播时间检测法

针对低功耗阈值检测法时差法超声波流量计出现的跳波问题,提出了一种低功耗自诊断双阈值超声波传播时间检测法。采用低功耗RS触发器、单稳态触发器、延时芯片和逻辑芯片把双阈值产生的脉冲信号转化成计时脉冲和诊断窗口,用于诊断跳波和筛选计时数据。实验结果表明,该方法能有效解决跳波,提高测量可靠性。     

TDC-GP2高精度时间测量芯片在时差法超声波流量计中的应用

叙述高精度时间测量芯片TDC—GP2在时差法超声波流量计中的应用。详细介绍了测时芯片TDC—GP2的结构和功能原理,以及在超声波流量计时间测量模块中系统硬件部分的实现。     

一款基于TDC-GP21的低功耗热量表设计与实现

介绍了一款基于高精度时间测量芯片TDC-GP21的超声波式热量表的具体设计。热量表中热水流量采用超声波时差法原理进行测量,超声波换能器采用V型安装方式。利用低功耗MSP430单片机的休眠模式等方法,大幅降低了测量系统的功耗。     

低功耗高精度超声波热量表的设计与实现

本文设计了一款低功耗高精度的超声波热量表。热量表MCU选用低功耗MSP430系列芯片;时间测量芯片选用了高精度计时芯片TDC-GP22,配合超声波换能器测量水的流速,配合Pt1000测量入水口和出水口的水温;通信模块有红外通信和M_BUS两种通信方式。本文从原理、基表设计、硬件电路以及软件方面对设计进行了详细的阐述,最后通过测试结果说明了所设计的热表具有高的精确度,极低的功耗和良好的稳定性。     

基于改进时差法的超声流量计

利用时差法的改进算法设计出超声流量计,从测量原理上提高了流量测量的精度,同时给出以MSP430单片机为核心的流量测量系统的硬件电路设计,着重叙述了超声波发射与接收电路的具体实现,并提出低功耗的设计方法.     

基于MSP430的超声波热量表的设计

设计以超低功耗单片机MSP430F4371为主要控制器的小管道热量表。采用高精度时间测量芯片TDC-GP21实现温度测量并通过超声波实现管道液体流量测量;采用M-BUS和红外实现通信并数据加密,可实现现场手持仪抄表和远程抄表;采用汉显,方便居民查看。通过校表台试验,本产品功耗低、误差小于1%且稳定。     

基于DSP和FPGA的便携式超声波流量计设计

设计一种新型时差法超声波检测系统,以XC3S200为基础构建了一个采样率高达40MS/s的双通道数据采样系统,采用高性能的TMS320VC5509来实时处理数字信号。相对于传统的超声波流量计,该系统有效克服了测量精度低和不能测量小管径、低流速流体的缺点,提高了流量测量的分辨率和精度;具有抗干扰能力强、工作稳定可靠、准确度高、实时性好、简单便携、功耗低等特点。     

选带细化超声流量计试验分析

文中研究一种用于工业密闭管道流体流量测量的新型超声波多普勒流量计。采用中频调制为基础提取流体流速的方向信息，引入选带细化频谱分析技术（Z00M—FFT）对解调后的超声波多普勒信号进行频谱估计，并以此为基础计算管道流量。该方法能判断流速的方向；降低流速测量下限；提高了流速测量的动态响应速度、实时性以及稳定性。实验表明选通细化超声流量计准确度等级为1．5级。     

Development of a high-precision and wide-range ultrasonic water meter

Ultrasonic water meters offer a number of advantages such as non-intrusiveness, low pressure loss, high accuracy, low power consumption and long service life, which make them a viable option for the next generation of smart water meters. However, the existing ultrasonic water meters have difficulties in balancing the range and accuracy. Therefore, in order to address this issue, this study proposes a novel ultrasonic water meter featured with high-precision and wide-range. First of all, the flow measurement principle of the ultrasonic time difference method is investigated, and a flow measurement model that includes the parameter of radial transit time ($T_D$) is developed. The ultrasonic water meter is designed based on comprehensive consideration of the three aspects of hardware, software and algorithms, and a series of experiments are conducted to verify the performance of the water meter. Eighteen verification test points with the flow range of 0.015–4.509 m³/h are carried out, the results of which suggest that the accuracy level of the ultrasonic water meter reaches 0.5, with the repeatability of 0.09%, and the range ratio of 300:1, indicating the achievement of the design goal of high-precision and wide-range.     

低成本低功耗超声波热量表的研制

介绍基于单片机MSP430F4152和数字电位器MCP41010的超声波热量表设计方案。采用超声波时差法原理,以MCP41010构成增益可调的超声波回波信号放大电路,利用MSP430F4152实现流体流量和温度差的测量,既测量精度,又降低了成本和功耗。     

基于DSP的超声波流量计的设计

主要介绍了一种用专门的数据处理芯片TMS320LF2407型DSP作为控制处理芯片的超声波流量计的设计,并重点介绍该流量计的工作原理、硬件系统构成、软件控制流程以及高频声波信号的控制处理方法.流量计采用时差测量法,根据所测得的时差计算出流体的瞬时流量,再通过积分求得累积流量.由于流量计对测量系统的精确性和实时性要求较高,所以采用专门的数据处理芯片和数字鉴相技术.     

超声波技术在核电厂给水流量测量中的应用

为了解决差压式流量计在主给水流量测量中存在的问题,将超声波技术应用到主给水流量测量中。开展了主给水流量精度对于核电厂反应堆热功率计算及其不确定度影响的分析,总结了国内外核电厂通过提高主给水流量测量精度的方式进行核电厂小幅度功率提升的研究成果和实践经验。分析了国内在建的AP1000核电厂中,通过采用超声波流量计进行主给水流量测量以及进行小幅度功率提升项目的意义、可行性、需要开展的工作以及实施该项目潜在的收益和风险。研究结果表明,基于超声波技术完成主给水流量测量,可以实现AP1000核电厂的小幅度功率提升,同时可以使核电厂更加安全、稳定和有效地运行。     

温压补偿型超声气体质量流量计

对超声时差法进行算法改进后，结合气体密度公式推导出超声质量流量方程，据此设计出温压补偿型超声气体质量流量计，给出了流量计核心系统及温压补偿部分的硬件设计。将只用于流体体积流量测量的超声流量计推广到气体质量流量测量领域，使超声流量计趋向理想化。经实验证明此流量计在测量常压空气时精度可达1．42％。     

TDC-GP21在超声波热量表中的应用

介绍了基于增强型高精度时间数字转换芯片TDC-GP21的超声波热量表的具体设计方案。流量测量采用超声波时差法原理,利用MSP430F4152单片机控制TDC-GP21进行超声波传播时间和流体温度差的测量,提高了系统的测量精度,大幅降低了系统的功耗和成本。通过流量标定,系统测量结果可达热量表行业标准2级表要求。     

基于MSC1211的电磁流量计的硬件设计

介绍了电磁流量计的测量原理,给出了硬件设计的总体框图,详细阐述了励磁信号电路、信号处理电路、显示键盘以及通讯接口的设计。电路设计以高性能的混合信号芯片MSC1211为核心,从而简化了外围硬件电路的设计,实现了液体流量的测量和累积。系统具有结构简单、高精度和低功耗等特点。