專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波儀表及其檢測(cè)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)試領(lǐng)域，具體而言，涉及一種超聲波儀表及其檢測(cè)方法和裝置。
背景技術(shù)：
換能器是指能夠從一個(gè)系統(tǒng)接收信號(hào)而向另一系統(tǒng)輸出信號(hào)，接收信號(hào)與輸出信號(hào)屬于不同的能量形式，但輸出信號(hào)能表現(xiàn)輸入信號(hào)某些特征的器件。超聲波換能器的固有頻率位于超聲范圍內(nèi)，可以高效率地將與其固有頻率一致的超聲電脈沖轉(zhuǎn)換為超聲機(jī)械振蕩。采用超聲波換能器的超聲水表具有精度高、可靠性好、無(wú)任何活動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛替代傳統(tǒng)的機(jī)械式水表。圖I是一個(gè)常見(jiàn)的超聲波水表的結(jié)構(gòu)，如圖I所示，超聲水表由主控模塊10和安裝了兩個(gè)超聲波換能器A和B的測(cè)量管件組成，圖中附圖標(biāo)記表示為10-主控模塊；20_超聲脈沖發(fā)生器；30_時(shí)間測(cè)量模塊；40_窗口邏輯電路；50_參考電壓發(fā)生器；60_比較器；Sa、Sb、Sc-模擬開(kāi)關(guān)；A-第一換能器；B_第二換能器；Da_第一驅(qū)動(dòng)器；Db-第二驅(qū)動(dòng)器；Ca_第一電容；Cb_第二電容；該超聲波水表流速測(cè)量的原理是超聲波在水中傳播的時(shí)間會(huì)受水的流速影響而出現(xiàn)變化。在測(cè)量時(shí)，換能器A和換能器B互為收發(fā)，測(cè)量超聲脈沖從一個(gè)換能器發(fā)出，到達(dá)另一個(gè)換能器的延遲。由于超聲波換能器與主控模塊的連接用到外部導(dǎo)線，需要對(duì)換能器連接的可靠性進(jìn)行檢測(cè)，現(xiàn)有技術(shù)有兩種斷線檢測(cè)方法一是跨接電阻法，具體如圖2所示，在換能器的兩極跨接一個(gè)電阻R1，關(guān)閉換能器驅(qū)動(dòng)器D的輸出驅(qū)動(dòng)，加弱上拉電阻R2 (上拉電阻R2的阻值遠(yuǎn)大于所跨接的電阻Rl的阻值)，隨后用輸入緩沖器b將換能器與主控模塊10連線上電壓轉(zhuǎn)換為邏輯輸入值，如果檢測(cè)到換能器的輸出值與預(yù)設(shè)的輸出值相符合則表明換能器與主控模塊之間沒(méi)有斷線。此種方法其實(shí)是對(duì)換能器與主控模塊之間的連線加上電阻之后是否斷開(kāi)，并非只是單純地對(duì)換能器與主控模塊之間的連線是否斷開(kāi)的檢測(cè)，容易造成判斷結(jié)果并不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否。并且此種檢測(cè)方法在換能器與主控模塊之間的連線出現(xiàn)短路時(shí)，無(wú)法檢測(cè)出短路故障。二是不加任何器件，直接通過(guò)判斷接收端的換能器接收到超聲波與否來(lái)判斷，如果在接收端的換能器檢測(cè)不到超聲波，則認(rèn)為換能器與主控模塊之間的連線出現(xiàn)故障。但是此種測(cè)量方法無(wú)法將換能器的具體故障情況(比如空管、短路、斷路等)進(jìn)行區(qū)分，分辨能力不夠，不利于精確定位故障的原因。如果另外增加空管檢測(cè)電路，則還會(huì)增加硬件成本。針對(duì)相關(guān)技術(shù)中利用跨接電阻和上拉電阻不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種超聲波儀表及其檢測(cè)方法和裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中利用跨接電阻和上拉電阻不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種超聲波儀表的檢測(cè)方法，超聲波儀表包括超聲波換能器、儲(chǔ)能電容和主控模塊，其中，儲(chǔ)能電容的第一端和主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送端分別與超聲波換能器相連接，檢測(cè)方法包括對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，使儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電；發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后，比較儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大??；以及在比較出儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。進(jìn)一步地，第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值。進(jìn)一步地，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通包括計(jì)算驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻或開(kāi)始發(fā)送的時(shí)刻與第一時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)，得到第一時(shí)長(zhǎng)，其中，第一時(shí)刻為比較出第一電平值大于第二預(yù)設(shè)值的時(shí)刻；判斷第一時(shí)長(zhǎng)是否等于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍，其中，預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)為超聲波脈沖的半周期；以及在判斷出第一時(shí)長(zhǎng)等于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。進(jìn)一步地，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通包括獲取第一時(shí)刻和第二時(shí)刻，其中，第一時(shí)刻和第二時(shí)刻均為比較出第一電平值大于第二預(yù)設(shè)值的時(shí)刻，并且第二時(shí)刻為第一時(shí)刻之后的時(shí)刻；計(jì)算第二時(shí)刻與第一時(shí)刻之間的時(shí)差，得到第二時(shí)長(zhǎng)；判斷第二時(shí)長(zhǎng)是否等于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍，其中，預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)為超聲波脈沖的半周期；以及在判斷出第二時(shí)長(zhǎng)等于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。 進(jìn)一步地，超聲波儀表還包括比較器和參考電壓發(fā)生器，其中，通過(guò)將儲(chǔ)能電容第二端連接至比較器的第一輸入端，以及將參考電壓發(fā)生器的輸出電壓連接至比較器的第二輸入端來(lái)比較儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，檢測(cè)方法還包括在第一預(yù)設(shè)時(shí)刻接收比較器的輸出信號(hào)，其中，第一預(yù)設(shè)時(shí)刻與驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻之間的間隔為第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；判斷接收到的輸出信號(hào)是否為高電平信號(hào)或低電平信號(hào)；以及在判斷接收到的輸出信號(hào)為高電平信號(hào)或低電平信號(hào)時(shí)，確定超聲波換能器出現(xiàn)空管。進(jìn)一步地，超聲波儀表還包括比較器和參考電壓發(fā)生器，其中，通過(guò)將儲(chǔ)能電容第二端連接至比較器的第一輸入端，以及將參考電壓發(fā)生器的輸出電壓連接至比較器的第二輸入端來(lái)比較儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，檢測(cè)方法還包括在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)接收比較器的輸出信號(hào)，其中，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的起始時(shí)刻為驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻；統(tǒng)計(jì)接收到的輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)；比較上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)與第三預(yù)設(shè)值的大??；以及在比較出上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)小于第三預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間出現(xiàn)斷線。進(jìn)一步地，檢測(cè)方法還包括比較上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)與第四預(yù)設(shè)值的大小，其中，第四預(yù)設(shè)值大于第三預(yù)設(shè)值；以及在比較出上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)大于第四預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器出現(xiàn)空管。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種超聲波儀表，包括第一超聲波換能器；第二超聲波換能器；主控模塊；第一電阻；第二電阻；第一驅(qū)動(dòng)器，輸入端與主控模塊相連接，輸出端通過(guò)第一電阻與第一超聲波換能器相連接；第二驅(qū)動(dòng)器，輸入端與主控模塊相連接，輸出端通過(guò)第二電阻與第二超聲波換能器相連接；第三電阻；第四電阻；CN 102944275 A
書(shū)
明
說(shuō)
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第一儲(chǔ)能電容，第一端通過(guò)第三電阻連接至第一節(jié)點(diǎn)，其中，第一節(jié)點(diǎn)為第一電阻與第一超聲波換能器之間的節(jié)點(diǎn)；第二儲(chǔ)能電容，第一端通過(guò)第四電阻連接至第二節(jié)點(diǎn)，其中，第二節(jié)點(diǎn)為第二電阻與第二超聲波換能器之間的節(jié)點(diǎn)；比較器；第一開(kāi)關(guān)，連接在第一儲(chǔ)能電容的第二端與比較器的第一輸入端之間，第一開(kāi)關(guān)的控制端與主控模塊相連接；第二開(kāi)關(guān)，連接在第二儲(chǔ)能電容的第二端與比較器的第一輸入端之間，第二開(kāi)關(guān)的控制端與主控模塊 相連接；參考電壓發(fā)生器，與比較器的第二輸入端相連接；第三開(kāi)關(guān)，連接在比較器的第一輸入端與比較器的第二輸入端之間，第三開(kāi)關(guān)的控制端與主控模塊相連接；第一鉗位模塊，第一端連接至第三節(jié)點(diǎn)，第二端接地，其中，第三節(jié)點(diǎn)為第一儲(chǔ)能電容與第三電阻之間的節(jié)點(diǎn)；以及第二鉗位模塊，第一端連接至第四節(jié)點(diǎn)，第二端接地，其中，第四節(jié)點(diǎn)為第二儲(chǔ)能電容與第四電阻之間的節(jié)點(diǎn)，其中，主控模塊通過(guò)步驟Sll至S41判斷第一超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路是否正常導(dǎo)通=Sll :控制第一開(kāi)關(guān)閉合、第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)閉合以使參考電壓發(fā)生器對(duì)第一儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電；S21 :在第一儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到參考電壓發(fā)生器輸出的第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制第三開(kāi)關(guān)斷開(kāi)并驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；S31 :在停止驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖后，比較第一儲(chǔ)能電容第二端的電平值與參考電壓發(fā)生器輸出的第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系；以及S41 :在比較出第一儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定第一超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通，主控模塊通過(guò)步驟S12至S42判斷第二超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路是否正常導(dǎo)通S12 :控制第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、第二開(kāi)關(guān)閉合和第三開(kāi)關(guān)閉合以使參考電壓發(fā)生器對(duì)第二儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電；S22 :在第二儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到參考電壓發(fā)生器輸出的第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制第三開(kāi)關(guān)斷開(kāi)并驅(qū)動(dòng)第二超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；S32 :在停止驅(qū)動(dòng)第二超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖后，比較第二儲(chǔ)能電容第二端的電平值與參考電壓發(fā)生器輸出的第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系；以及S42 :在比較出第二儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定第二超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。進(jìn)一步地，第一鉗位模塊包括第一二極管，第一二極管的陽(yáng)極連接至第三節(jié)點(diǎn)，第一二極管的陰極接地，第二鉗位模塊包括第二二極管，第二二極管的陽(yáng)極連接至第四節(jié)點(diǎn)，第二二極管的陰極接地。進(jìn)一步地，超聲波儀表還包括計(jì)數(shù)模塊，第一端與比較器的輸出端相連接，第二端與主控模塊相連接，用于在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)接收比較器的輸出信號(hào)，并對(duì)接收到的輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的起始時(shí)刻為停止驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器或第二超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖的時(shí)刻。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種超聲波儀表的檢測(cè)裝置，超聲波儀表包括超聲波換能器、儲(chǔ)能電容和主控模塊，其中，儲(chǔ)能電容的第一端和主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送端分別與超聲波換能器相連接，檢測(cè)裝置包括充電單元，用于對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，使儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電；驅(qū)動(dòng)單元，用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；比較單元，用于在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后，比較儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大??；以及確定單元，用于在比較出儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。
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進(jìn)一步地，檢測(cè)裝置還包括計(jì)算單元，連接在比較單元與確定單元之間，用于在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)接收比較單元的輸出信號(hào)，并對(duì)接收到的輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中，第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的起始時(shí)刻為驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻，其中，確定單元還用于比較計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)與第三預(yù)設(shè)值的大小，并在比較出計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出
的個(gè)數(shù)小于第三預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間出現(xiàn)斷線，和/或確定單元還用于比較計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)與第四預(yù)設(shè)值的大小，并在比較出計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)大于第四預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器出現(xiàn)空管，其中，第四預(yù)設(shè)值大于第三預(yù)設(shè)值。通過(guò)本發(fā)明，采用對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，使儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電；發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后，比較儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大?。灰约霸诒容^出儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。通過(guò)先對(duì)超聲波換能器的儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)了在對(duì)換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)激勵(lì)前控制儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值，在發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器后，換能器會(huì)將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，若換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通則可以檢測(cè)到儲(chǔ)能電容第二端的電平值升高，實(shí)現(xiàn)根據(jù)換能器傳回的電信號(hào)判斷換能器與主控模塊之間的連線狀態(tài)，此種對(duì)超聲波儀表中超聲波換能器與主控模塊之間斷線與否的檢測(cè)方法不需要添加任何外界硬件，只依賴(lài)于超聲波換能器與主控模塊之間的相連接線路和組成元件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)斷線與否的檢測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用跨接電阻和上拉電阻不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高斷線檢測(cè)的精確度和真實(shí)性的效果。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的超聲波水表的不意圖；圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的跨接電阻法的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超聲波儀表的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的超聲波儀表的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法進(jìn)行余振檢測(cè)的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法進(jìn)行空管檢測(cè)的示意圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種超聲波儀表，以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的超聲波儀表進(jìn)行具體介紹圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超聲波儀表的示意圖，如圖3所示，該實(shí)施例的超聲波儀表包括第一超聲波換能器A、第二超聲波換能器B、第一驅(qū)動(dòng)器Da、第二驅(qū)動(dòng)器Db、電阻RU R2、R3和R4、儲(chǔ)能電容Ca和Cb、模擬開(kāi)關(guān)Sa、Sb和Sc、主控模塊10、超聲脈沖發(fā)生器20、時(shí)間測(cè)量模塊30、窗口邏輯電路40、參考電壓發(fā)生器50、比較器60、第一鉗位模塊7和第二鉗位模塊8。 其中，第一驅(qū)動(dòng)器Da連接在第一超聲波換能器A與主控模塊10之間，在第一驅(qū)動(dòng)器Da與第一超聲波換能器A之間還連接有第一電阻Rl ;第二驅(qū)動(dòng)器Db連接在第二超聲波換能器B與主控模塊10之間，在第二驅(qū)動(dòng)器Db與第二超聲波換能器B之間還連接有第二電阻R2 ;第一儲(chǔ)能電容Ca的第一端通過(guò)第三電阻R3連接至第一節(jié)點(diǎn)，其中，第一節(jié)點(diǎn)為第一電阻Rl與第一超聲波換能器A之間的節(jié)點(diǎn)；第二儲(chǔ)能電容Cb的第一端通過(guò)第四電阻R4連接至第二節(jié)點(diǎn)，其中，第二節(jié)點(diǎn)為第二電阻R2與第二超聲波換能器B之間的節(jié)點(diǎn)；第一開(kāi)關(guān)Sa連接在第一儲(chǔ)能電容Ca的第二端與比較器60的第一輸入端之間,第一開(kāi)關(guān)Sa的控制端與主控模塊10相連接；第二開(kāi)關(guān)Sb連接在第二儲(chǔ)能電容Cb的第二端與比較器60的第一輸入端之間，第二開(kāi)關(guān)Sb的控制端與主控模塊I0相連接；參考電壓發(fā)生器50與比較器60的第二輸入端相連接；第三開(kāi)關(guān)Sc連接在比較器60的第一輸入端與比較器60的第二輸入端之間，第三開(kāi)關(guān)Sc的控制端與主控模塊10相連接；第一鉗位模塊7的第一端連接至第三節(jié)點(diǎn)，第二端接地，第三節(jié)點(diǎn)為第一儲(chǔ)能電容Ca與第三電阻R3之間的節(jié)點(diǎn)；第二鉗位模塊8的第一端連接至第四節(jié)點(diǎn)，第二端接地，第四節(jié)點(diǎn)為第二儲(chǔ)能電容Cb與第四電阻R4之間的節(jié)點(diǎn)。其中，主控模塊10通過(guò)步驟Sll至S41判斷第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連接線路是否正常導(dǎo)通Sll :主控模塊10通過(guò)發(fā)送控制信號(hào)至各個(gè)開(kāi)關(guān)控制第一開(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)Sc閉合以使參考電壓發(fā)生器50對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca進(jìn)行充電，此時(shí)，參考電壓發(fā)生器50輸出標(biāo)準(zhǔn)參考電壓(以下稱(chēng)第一預(yù)設(shè)值)，主控模塊10還控制第一驅(qū)動(dòng)器Da輸出驅(qū)動(dòng)為低，S卩，控制第三電阻R3與第一驅(qū)動(dòng)器Da之間的節(jié)點(diǎn)的電平為0，實(shí)現(xiàn)由參考電壓發(fā)生器50、主控模塊10、第一驅(qū)動(dòng)器Da、第一電阻R1、第三電阻R3和第一儲(chǔ)能電容Ca構(gòu)成一個(gè)回路為第一儲(chǔ)能電容Ca充電；S21 :在第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值達(dá)到參考電壓發(fā)生器輸出的第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)并控制第一超聲波換能器A發(fā)射超聲波脈沖。具體地，當(dāng)?shù)谝粌?chǔ)能電容Ca第二端的電平值等于參考電壓發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓時(shí)，可由超聲脈沖發(fā)生器20發(fā)送脈沖信號(hào)經(jīng)主控模塊10、第一驅(qū)動(dòng)器Da和第一電阻Rl后驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器A按照驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)輸出相應(yīng)個(gè)數(shù)的超聲波脈沖。其中，對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值是否等于參考電壓發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的判斷既可以通過(guò)直接檢測(cè)第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值，也可以通過(guò)對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca的充電時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)判斷充電時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間來(lái)確定第二端的電平值是否等于標(biāo)準(zhǔn)參考電壓；S31 :在主控模塊10控制第一開(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)，并且驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器A發(fā)射超聲波脈沖的驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的情況下，比較第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值與參考電壓發(fā)生器輸出的第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，由于第一超聲波換能器A在接收脈沖信號(hào)的激勵(lì)進(jìn)行超聲波脈沖輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，激勵(lì)停止后，第一超聲波換能器A會(huì)停止發(fā)波，但是第一超聲波換能器A仍然會(huì)有余振產(chǎn)生，如果第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連線正常導(dǎo)通的話，此時(shí)第一超聲波換能器A會(huì)將余振振動(dòng)換轉(zhuǎn)為電信號(hào)輸出，使得第三電阻R3與第一驅(qū)動(dòng)器Da之間節(jié)點(diǎn)的電平升高,在第一儲(chǔ)能電容Ca兩端電壓不變的情況下，第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值也會(huì)升高，進(jìn)而可以通過(guò)判斷第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值是否發(fā)生變化來(lái)判斷第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連線是否正常導(dǎo)通，其中，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)時(shí)，第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值會(huì)接入比較器60的第一輸入端，參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓會(huì)接入比較器60的第二輸入端,假設(shè)第一輸入端為正相輸入端,貝U在第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值大于參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓時(shí)，比較器60輸出高電平，假設(shè)第一輸入端為反相輸入端，則在第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值大于參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓時(shí)，比較器60輸出低電平。優(yōu)選地，參考電壓發(fā)生器50輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，因?yàn)榧幢阍跓o(wú)脈沖信號(hào)的激勵(lì)下，由于超聲波儀表所處的環(huán)境會(huì)存在振動(dòng)，第一超聲波換能器仍有可能產(chǎn)生電信號(hào)使得第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值升高，所以，通過(guò)控制參考電壓輸出器輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，達(dá)到了避免環(huán)境干擾影響判斷第一超聲波換能器與主控模塊之間連線狀態(tài)。其中，第二預(yù)設(shè)值與第一預(yù)設(shè)值的差可以根據(jù)超聲波儀表的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，在本發(fā)明實(shí)施例中可以將第二預(yù)設(shè)值設(shè)置為比第一預(yù)設(shè)值高20mV的電壓。 S41 :在比較出第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連接線路正常導(dǎo)通。主控模塊10通過(guò)步驟S12至S42判斷第二超聲波換能器B與主控模塊10之間的連接線路是否正常導(dǎo)通S12 :主控模塊10通過(guò)發(fā)送控制信號(hào)至各個(gè)開(kāi)關(guān)控制第一開(kāi)關(guān)Sa斷開(kāi)、第二開(kāi)關(guān)Sb閉合和第三開(kāi)關(guān)Sc閉合以使參考電壓發(fā)生器對(duì)第二儲(chǔ)能電容Cb進(jìn)行充電，此時(shí)，參考電壓發(fā)生器50輸出第一預(yù)設(shè)值，主控模塊10還控制第二驅(qū)動(dòng)器Db輸出驅(qū)動(dòng)為低，即，控制第四電阻R4與第二驅(qū)動(dòng)器Db之間的節(jié)點(diǎn)的電平為0，實(shí)現(xiàn)由參考電壓發(fā)生器50、主控模塊10、第二驅(qū)動(dòng)器Db、第二電阻R2、第四電阻R4和第二儲(chǔ)能電容Cb構(gòu)成一個(gè)回路為第二儲(chǔ)能電容Cb充電；S22 :在第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值達(dá)到參考電壓發(fā)生器輸出的第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)并控制第二超聲波換能器B發(fā)射超聲波脈沖。具體地，當(dāng)?shù)诙?chǔ)能電容Cb第二端的電平值等于參考電壓發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓時(shí)，可由超聲脈沖發(fā)生器20發(fā)送脈沖信號(hào)經(jīng)主控模塊10和第二驅(qū)動(dòng)器Db和第二電阻R2后驅(qū)動(dòng)第二超聲波換能器B按照驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)輸出相應(yīng)個(gè)數(shù)的超聲波脈沖。其中，對(duì)第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值是否等于參考電壓發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的判斷既可以通過(guò)直接檢測(cè)第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值，也可以通過(guò)對(duì)第二儲(chǔ)能電容Cb的充電時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)判斷充電時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間來(lái)確定第二端的電平值是否等于標(biāo)準(zhǔn)參考電壓；S32 :在主控模塊10控制第一開(kāi)關(guān)Sa斷開(kāi)、第二開(kāi)關(guān)Sb閉合和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)，并且驅(qū)動(dòng)第二超聲波換能器B發(fā)射超聲波脈沖的驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的情況下，比較第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值與參考電壓發(fā)生器輸出的第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，由于第二超聲波換能器B在接收脈沖信號(hào)的激勵(lì)進(jìn)行超聲波脈沖輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，激勵(lì)停止后，第二超聲波換能器B會(huì)停止發(fā)波，但是第二超聲波換能器B仍然會(huì)有余振產(chǎn)生，如果第二超聲波換能器B與主控模塊10之間的連線正常導(dǎo)通的話，此時(shí)第二超聲波換能器B會(huì)將余振振動(dòng)換轉(zhuǎn)為電信號(hào)輸出，使得第四電阻R4與第二驅(qū)動(dòng)器Db之間節(jié)點(diǎn)的電平升高，在第二儲(chǔ)能電容Cb兩端電壓不變的情況下，第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值也會(huì)升高，進(jìn)而可以通過(guò)判斷第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值是否發(fā)生變化來(lái)判斷第二超聲波換能器B與主控模塊10之間的連線是否正常導(dǎo)通，其中，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)Sa斷開(kāi)、第二開(kāi)關(guān)Sb閉合和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)時(shí)，第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值會(huì)接入比較器60的第一輸入端，參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓會(huì)接入比較器60的第二輸入端,假設(shè)第一輸入端為正相輸入端,貝U在第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值大于參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓時(shí)，比較器60輸出高電平，假設(shè)第一輸入端為反相輸入端，則在第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值大于參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓時(shí)，比較器60輸出低電平。優(yōu)選地，參考電壓發(fā)生器50輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，因?yàn)榧幢阍跓o(wú)脈沖信號(hào)的激勵(lì)下，由于超聲波儀表所處的環(huán)境會(huì)存在振動(dòng)，第二超聲波換能器仍有可能產(chǎn)生電信號(hào)使得第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值升高，所以，通過(guò)控制參考電壓輸出器輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，達(dá)到了避免環(huán)境干擾影響判斷第二超聲波換能器與主控模塊之間連線狀態(tài)。其中，第二預(yù)設(shè)值與第一預(yù)設(shè)值的差可以根據(jù)超聲波儀表的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，在本發(fā)明實(shí)施例中可以將第二預(yù)設(shè)值設(shè) 置為比第一預(yù)設(shè)值高20mV的電壓；S42 :在比較出第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定第二超聲波換能器B與主控模塊10之間的連接線路正常導(dǎo)通。本發(fā)明實(shí)施例的主控模塊通過(guò)先對(duì)一個(gè)超聲波換能器的儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)了在對(duì)這個(gè)換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)激勵(lì)前控制儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到一個(gè)預(yù)設(shè)值，在發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至這個(gè)超聲波換能器后，換能器會(huì)將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，若換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通則可以檢測(cè)到儲(chǔ)能電容第二端的電平值升高，實(shí)現(xiàn)根據(jù)換能器傳回的電信號(hào)判斷換能器與主控模塊之間的連線狀態(tài)，此種對(duì)超聲波儀表中超聲波換能器與主控模塊之間斷線與否的檢測(cè)方法不需要添加任何外界硬件，只依賴(lài)于超聲波換能器與主控模塊之間的相連接線路和組成元件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)斷線與否的檢測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用跨接電阻和上拉電阻不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高斷線檢測(cè)的精確度和真實(shí)性的效果。進(jìn)一步地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖的驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送時(shí)，若換能器與主控模塊正常導(dǎo)通的話，理想情況下，儲(chǔ)能電容第二端的電平值會(huì)升高，但是如果在換能器與主控模塊非正常導(dǎo)通的話，因?yàn)槠渌既灰蛩厮斐傻膬?chǔ)能電容第二端的電平值升高，則同樣會(huì)檢測(cè)到儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值，進(jìn)而導(dǎo)致誤檢測(cè)出換能器與主控模塊正常導(dǎo)通，在本發(fā)明實(shí)施例中，由主控模塊10通過(guò)時(shí)間測(cè)量模塊30來(lái)控制窗口邏輯電路40的打開(kāi)或關(guān)閉的時(shí)刻，來(lái)實(shí)現(xiàn)在什么時(shí)候?qū)Ρ容^器60輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，可以采用在超聲波脈沖發(fā)送結(jié)束(即，驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送結(jié)束)后，控制窗口邏輯電路40打開(kāi)，然后測(cè)量比較器60輸出的連續(xù)幾個(gè)脈沖沿(上沿或下沿)距離驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻或發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻的時(shí)長(zhǎng)，即，測(cè)量第一時(shí)刻與驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻或發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)，其中，所謂的第一時(shí)刻指比較出儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值的時(shí)刻，假設(shè)測(cè)量得到的脈沖沿距離發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻的若干時(shí)間值為T(mén)l、T2、T3，如果Tl、T2和T3均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，則確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通，其中，當(dāng)Tl、T2和T3為距離驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻的時(shí)長(zhǎng)時(shí)，同樣滿足如果Tl、T2和T3均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，則確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。進(jìn)一步地，還可以判斷Λ Τ1、Λ Τ2、Λ Τ3是否均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，并在Λ ΤΚΔΤ2和Λ Τ3均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通，其中，Λ Ti為T(mén)l、Τ2和Τ3中任意兩個(gè)時(shí)長(zhǎng)之間的差值，即，可以為Δ Τ1=Τ2-Τ1，Λ Τ2=Τ3-Τ2，Λ Τ3=Τ3-Τ1 ;也可以為Δ Τ1=Τ3_Τ1，Δ Τ2=Τ3-Τ2,Λ Τ3=Τ2-Τ1。當(dāng)儲(chǔ)能電容第二端的電平值并非因偶然因素造成出現(xiàn)瞬間升高時(shí)，儲(chǔ)能電容第二端的電平值升高的信號(hào)會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)都能夠被比較器檢測(cè)到，比較器在檢測(cè)到這一信號(hào)后會(huì)連續(xù)輸出高電平(或低電平)信號(hào)，并且輸出的這些高電平(或低電平)信號(hào)的脈沖沿與驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻或發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)滿足超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，本發(fā)明實(shí)施例正是基于以上原因?qū)Ρ容^器輸出的連續(xù)幾個(gè)脈沖沿與發(fā)送開(kāi)始(或截止)時(shí)刻之間的時(shí)差進(jìn)行獲取，并和預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行對(duì)比來(lái)實(shí)現(xiàn)精確檢測(cè)超聲波儀表與主控模塊之間的連接狀態(tài)，避免因偶然因素造成的出現(xiàn)錯(cuò)誤檢測(cè)結(jié)果。
進(jìn)一步地，通過(guò)在超聲波儀表中第一超聲波換能器與主控模塊之間的S a線路的輸入處設(shè)置第一鉗位模塊7以及在第二超聲波換能器與主控模塊之間的S b線路的輸入處設(shè)置第二鉗位模塊8，防止超聲波換能器在振動(dòng)期間產(chǎn)生過(guò)高的電壓，因?yàn)樯鲜鏊a(chǎn)生的過(guò)高電壓會(huì)造成模擬開(kāi)關(guān)Sa、Sb和Sc中的一個(gè)或多個(gè)出現(xiàn)漏電(即，模擬開(kāi)關(guān)關(guān)不嚴(yán))，在模擬開(kāi)關(guān)漏電的情況下會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致在第一儲(chǔ)能電容Ca充電結(jié)束至第一超聲波換能器A接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)的這段時(shí)間內(nèi)，第一儲(chǔ)能電容Ca發(fā)生放電，或?qū)е略诘诙?chǔ)能電容Cb充電結(jié)束至第二超聲波換能器B接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)的這段時(shí)間內(nèi)，第二儲(chǔ)能電容Cb發(fā)生放電，第一儲(chǔ)能電容Ca發(fā)生放電的現(xiàn)象會(huì)造成無(wú)法正確比較出第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，第二儲(chǔ)能電容Cb發(fā)生放電的現(xiàn)象會(huì)造成無(wú)法正確比較出第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法正確檢測(cè)超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路是否正常導(dǎo)通，通過(guò)設(shè)定鉗位模塊對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca和第二儲(chǔ)能電容Cb兩端的電壓進(jìn)行限定，有效避免了超聲波換能器在振動(dòng)期間產(chǎn)生過(guò)高的電壓所造成的儲(chǔ)能電容Ca和Cb中的一個(gè)或兩個(gè)個(gè)出現(xiàn)放電的現(xiàn)象，進(jìn)而達(dá)到了保證對(duì)超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常與否的準(zhǔn)確檢測(cè)。其中，第一鉗位模塊7和第二鉗位模塊8均可以是二極管鉗位電路，或者還均可以是三極管鉗位電路，優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，第一鉗位模塊7可以為一個(gè)二極管(以下稱(chēng)第一二極管)，第二鉗位模塊8也可以為一個(gè)二極管(以下稱(chēng)第二二極管)，第一二極管的陽(yáng)極連接至第三節(jié)點(diǎn)，第一二極管的陰極接地，第二二極管的陽(yáng)極連接至第四節(jié)點(diǎn)，第二二極管的陰極接地，通過(guò)將這兩個(gè)鉗位模塊均設(shè)計(jì)為分別由一個(gè)二極管組成的形式，達(dá)到了簡(jiǎn)化電路、降低電路成本的效果。需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例所提供的超聲波儀表可以為應(yīng)用在氣體流量檢測(cè)的超聲波氣表，也可以是應(yīng)用在液體流量檢測(cè)的超聲波水表，以下以超聲波水表為例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的超聲波儀表其中，窗口邏輯電路40連接在比較器60與時(shí)間測(cè)量模塊30之間，時(shí)間測(cè)量模塊30與超聲脈沖發(fā)生器20和主控模塊10均相連接，當(dāng)超聲波儀表具體為應(yīng)用超聲波換能器的超聲波水表時(shí)，主控模塊10可以通過(guò)時(shí)間測(cè)量模塊30來(lái)控制窗口邏輯電路40的打開(kāi)時(shí)亥|J，實(shí)現(xiàn)在什么時(shí)候檢測(cè)比較器輸出的高電平信號(hào)或低電平信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能夠區(qū)分判斷換能器的具體故障情況。具體地，由于超聲波換能器的余振時(shí)間與管道狀態(tài)相關(guān)，有水時(shí)余振時(shí)間短，反之則長(zhǎng)。所以，在本發(fā)明實(shí)施例中可以通過(guò)以下兩種方式來(lái)檢測(cè)超聲波水表是否出現(xiàn)空管方式一在超聲波換能器發(fā)波結(jié)束后延遲一段時(shí)間再控制窗口邏輯電路40打開(kāi)，如果還能夠檢測(cè)到比較器輸出高電平信號(hào)或低電平信號(hào)，即，能夠檢測(cè)到余振，則說(shuō)明超聲波水表出現(xiàn)空管。方式二 從驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻開(kāi)始，在一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)統(tǒng)計(jì)比較器輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)，并比較統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)與第四預(yù)設(shè)值的大小，在比較出統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)大于第四預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波水表出現(xiàn)空管，其中，第四預(yù)設(shè)值可以根據(jù)超聲波儀表的具體工況環(huán)境以及其振動(dòng)衰減情況進(jìn)行具體設(shè)定，假設(shè)超聲波儀表在正常狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)信號(hào)停止對(duì)超聲波換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)后，超聲波換能器能夠輸出的余振個(gè)數(shù)為N，則第四預(yù)設(shè)值可以設(shè)置為大于N的某個(gè)數(shù)值，具體數(shù)據(jù)根據(jù)具體工況環(huán)境以及超聲波換能器的振動(dòng)衰減情況進(jìn)行具體設(shè)定。 圖4是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的超聲波儀表的示意圖，如圖4所示，該優(yōu)選實(shí)施例的超聲波儀表與圖3中示出的本發(fā)明實(shí)施例的超聲波儀表相比，二者區(qū)別在于，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的超聲波儀表還包括計(jì)數(shù)模塊70，其中，計(jì)數(shù)模塊70的第一端與比較器60的輸出端相連接，計(jì)數(shù)模塊70的第二端與主控模塊10相連接。本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的超聲波儀表對(duì)超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路是否正常導(dǎo)通的檢測(cè)原理為第一主控模塊10通過(guò)發(fā)送控制信號(hào)至各個(gè)開(kāi)關(guān)控制第一開(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb閉合和第三開(kāi)關(guān)Sc閉合以使參考電壓發(fā)生器50對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca和第二儲(chǔ)能電容Cb同時(shí)進(jìn)行充電，此時(shí)，參考電壓發(fā)生器50輸出第一預(yù)設(shè)值,主控模塊10還控制第一驅(qū)動(dòng)器Da和第二驅(qū)動(dòng)器Db輸出驅(qū)動(dòng)為低，即，控制第三電阻R3與第一驅(qū)動(dòng)器Da之間的節(jié)點(diǎn)的電平為0，實(shí)現(xiàn)由參考電壓發(fā)生器50、主控模塊10、第一驅(qū)動(dòng)器Da、第一電阻R1、第三電阻R3和第一儲(chǔ)能電容Ca構(gòu)成一個(gè)回路為第一儲(chǔ)能電容Ca充電；控制第四電阻R4與第二驅(qū)動(dòng)器Db之間的節(jié)點(diǎn)的電平為0，實(shí)現(xiàn)由參考電壓發(fā)生器50、主控模塊10、第二驅(qū)動(dòng)器Db、第二電阻R2、第四電阻R4和第二儲(chǔ)能電容Cb構(gòu)成一個(gè)回路為第二儲(chǔ)能電容Cb充電；第二 當(dāng)?shù)谝怀暡〒Q能器A作為發(fā)射端，第二超聲波換能器B作為接收端時(shí)，則在第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值和第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值均達(dá)到參考電壓發(fā)生器輸出的第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制第二開(kāi)關(guān)Sb和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)并控制第一超聲波換能器A發(fā)射超聲波脈沖，即，當(dāng)?shù)谝粌?chǔ)能電容Ca第二端的電平值和第二儲(chǔ)能電容Cb第二端的電平值均等于參考電壓發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓時(shí)，由超聲脈沖發(fā)生器20發(fā)送脈沖信號(hào)經(jīng)主控模塊10、第一驅(qū)動(dòng)器Da和第一電阻Rl后驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器A按照驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)輸出相應(yīng)個(gè)數(shù)的超聲波脈沖，其中，對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值是否等于參考電壓發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓的判斷既可以通過(guò)直接檢測(cè)第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值，也可以通過(guò)對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca的充電時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)判斷充電時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間來(lái)確定第二端的電平值是否等于標(biāo)準(zhǔn)參考電壓；第三在主控模塊10控制第一開(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)，并且第一超聲波換能器A輸出超聲波脈沖結(jié)束后的情況下，由于從第一超聲波換能器A發(fā)射超聲波脈沖到第二超聲波換能器B接收到A發(fā)射的超聲波脈沖需要一段時(shí)間的延遲，在這段延遲時(shí)間內(nèi)，通過(guò)余振計(jì)數(shù)器70對(duì)比較器輸出的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)判斷第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連接線路是否正常導(dǎo)通。具體地，由于第一超聲波換能器A在接收脈沖信號(hào)的激勵(lì)進(jìn)行超聲波脈沖輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，激勵(lì)停止后，第一超聲波換能器A會(huì)停止發(fā)波，但是第一超聲波換能器A仍然會(huì)有余振產(chǎn)生，如果第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連線正常導(dǎo)通的話，此時(shí)第一超聲波換能器A會(huì)將余振振動(dòng)換轉(zhuǎn)為電信號(hào)輸出，使得第三電阻R3與第一驅(qū)動(dòng)器Da之間節(jié)點(diǎn)的電平升高，在第一儲(chǔ)能電容Ca兩端電壓不變的情況下，第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值也會(huì)升高，進(jìn)而可以通過(guò)判斷第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值是否發(fā)生變化來(lái)判斷第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連線是否正常導(dǎo)通，其中，當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)時(shí)，第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值會(huì)接入比較器60的第一輸入端,參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓會(huì)接入比較器60的第二輸入端,假設(shè)第一輸入端為正相輸入端,則在第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值大于參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓時(shí)，比較器60輸出高電平,假設(shè)第一輸入端為反相輸入端，則在第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值大于參考電壓發(fā)生器50的輸出電壓時(shí)，比較器60輸出低電平。第四若在上述一段延遲時(shí)間內(nèi)，余振計(jì)數(shù)器70能夠統(tǒng)計(jì)到高低電平信號(hào)，則確定第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連接線路正常導(dǎo)通，并且，若余振計(jì)數(shù)器70統(tǒng)計(jì)到的脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)大于第一超聲波換能器A在非空管狀態(tài)下的余振個(gè)數(shù)，則確定于第一超聲波換能器A出現(xiàn)空管。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)诙暡〒Q能器B作為發(fā)射端，第一超聲波換能器A作為接收端時(shí)，對(duì)第二超聲波換能器B與主控模塊10之間的連接線路是否正常導(dǎo)通以及第二超聲波換能器B是否出現(xiàn)空管的判斷與上述對(duì)第一超聲波換能器A的判斷原理相同。
在對(duì)余振進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，圖3中示出的超聲波儀表利用時(shí)間測(cè)量模塊30控制窗口邏輯電路40的打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)刻來(lái)對(duì)余振進(jìn)行檢測(cè)的方式占用了時(shí)間測(cè)量模塊30的檢測(cè)功能，使得超聲波儀表無(wú)法在進(jìn)行連線正常與否及空管與否檢測(cè)的同時(shí)還正常工作，即，沒(méi)法同時(shí)對(duì)超聲波換能器的狀態(tài)和兩個(gè)換能器之間的時(shí)差進(jìn)行測(cè)量，圖4示出的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的超聲波儀表通過(guò)增加計(jì)數(shù)模塊70來(lái)對(duì)余振脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來(lái)判斷，無(wú)需占用時(shí)間測(cè)量模塊30的時(shí)差測(cè)量功能，實(shí)現(xiàn)了在超聲波儀表正常工作的情況下仍能夠?qū)ζ涑暡〒Q能器進(jìn)行連線正常與否及空管與否的檢測(cè)。優(yōu)選地，參考電壓發(fā)生器50輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，因?yàn)榧幢阍跓o(wú)脈沖信號(hào)的激勵(lì)下，由于超聲波儀表所處的環(huán)境會(huì)存在振動(dòng)，超聲波換能器仍有可能產(chǎn)生電信號(hào)使得儲(chǔ)能電容第二端的電平值升高，所以，通過(guò)控制參考電壓輸出器輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，達(dá)到了避免環(huán)境干擾影響判斷超聲波換能器與主控模塊之間連線狀態(tài)。其中，第二預(yù)設(shè)值與第一預(yù)設(shè)值的差可以根據(jù)超聲波儀表的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中可以將第二預(yù)設(shè)值設(shè)置為比第一預(yù)設(shè)值高20mV的電壓。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種超聲波儀表的檢測(cè)方法，以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的超聲波儀表的檢測(cè)方法進(jìn)行具體介紹圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法的流程圖，該檢測(cè)方法可以通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例上述內(nèi)容所提供的任一種超聲波儀表來(lái)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)多超聲波儀表中各個(gè)換能器與主控模塊之間連線正常與否的依次檢測(cè)，在本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法中以對(duì)第一超聲波換能器與主控模塊的連線狀態(tài)為例進(jìn)行具體說(shuō)明，具體地，如圖5所示，該實(shí)施例所提供的超聲波儀表的檢測(cè)方法包括如下步驟S501至S504 S501 :對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，使儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電，具體地，可以由超聲波儀表中的主控模塊10發(fā)送控制信號(hào)至各個(gè)開(kāi)關(guān)控制第一開(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)Sc閉合，以及控制第一驅(qū)動(dòng)器Da輸出驅(qū)動(dòng)為低，即，控制第三電阻R3與第一驅(qū)動(dòng)器Da之間的節(jié)點(diǎn)的電平為0，實(shí)現(xiàn)由參考電壓發(fā)生器50、主控模塊10、第一驅(qū)動(dòng)器Da、第一電阻R1、第三電阻R3和第一儲(chǔ)能電容Ca構(gòu)成一個(gè)回路為第一儲(chǔ)能電容Ca充電；S502 :在儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值時(shí)，控制第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)并發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖，即，當(dāng)?shù)谝粌?chǔ)能電容Ca兩端的電壓等于參考電壓發(fā)生器輸出的標(biāo)準(zhǔn)參考電壓時(shí)，由超聲脈沖發(fā)生器20發(fā)送脈沖 信號(hào)經(jīng)主控模塊10、第一驅(qū)動(dòng)器Da和第一電阻Rl后驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器A按照驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào)輸出相應(yīng)個(gè)數(shù)的超聲波脈沖；S503 :在主控模塊10控制第一開(kāi)關(guān)Sa閉合、第二開(kāi)關(guān)Sb斷開(kāi)和第三開(kāi)關(guān)Sc斷開(kāi)，并且驅(qū)動(dòng)第一超聲波換能器A輸出超聲波脈沖的驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的情況下，比較儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，由于第一超聲波換能器A在接收脈沖信號(hào)的激勵(lì)進(jìn)行超聲波脈沖輸出時(shí)會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，激勵(lì)停止后，第一超聲波換能器A會(huì)停止發(fā)波，但是第一超聲波換能器A仍然會(huì)有余振產(chǎn)生,如果第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連線正常導(dǎo)通的話，此時(shí)第一超聲波換能器A會(huì)將余振振動(dòng)換轉(zhuǎn)為電信號(hào)輸出，使得第三電阻R3與第一驅(qū)動(dòng)器Da之間節(jié)點(diǎn)的電平升高，在第一儲(chǔ)能電容Ca兩端電壓不變的情況下，第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值也會(huì)升高，進(jìn)而可以通過(guò)判斷第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值是否發(fā)生變化來(lái)判斷第一超聲波換能器A與主控模塊10之間的連線是否正常導(dǎo)通；S504 :在比較出儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。通過(guò)先對(duì)超聲波換能器的儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)了在對(duì)換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)激勵(lì)前控制儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到一個(gè)預(yù)設(shè)值，在發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器后，換能器會(huì)將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，若換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通則可以檢測(cè)到儲(chǔ)能電容第二端的電平值升高，實(shí)現(xiàn)根據(jù)換能器傳回的電信號(hào)判斷換能器與主控模塊之間的連線狀態(tài)，此種對(duì)超聲波儀表中超聲波換能器與主控模塊之間斷線與否的檢測(cè)方法不需要添加任何外界硬件，只依賴(lài)于超聲波換能器與主控模塊之間的相連接線路和組成元件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)斷線與否的檢測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用跨接電阻和上拉電阻不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高斷線檢測(cè)的精確度和真實(shí)性的效果O其中，可以通過(guò)將儲(chǔ)能電容第二端的電平值接入比較器的一個(gè)輸入端，第一預(yù)設(shè)值接入比較器的另一輸入端來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)這兩個(gè)電平值大小的比較，還可以通過(guò)對(duì)第一儲(chǔ)能電容Ca的充電時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)判斷充電時(shí)間是否達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間來(lái)確定第二端的電平值是否等于標(biāo)準(zhǔn)參考電壓。
優(yōu)選地，參考電壓發(fā)生器50輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，因?yàn)榧幢阍跓o(wú)脈沖信號(hào)的激勵(lì)下，由于超聲波儀表所處的環(huán)境會(huì)存在振動(dòng)，第一超聲波換能器仍有可能產(chǎn)生電信號(hào)使得第一儲(chǔ)能電容Ca第二端的電平值升高，所以，通過(guò)控制參考電壓輸出器輸出的第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，達(dá)到了避免環(huán)境干擾影響判斷第一超聲波換能器與主控模塊之間連線狀態(tài)。其中，第二預(yù)設(shè)值與第一預(yù)設(shè)值的差可以根據(jù)超聲波儀表的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行設(shè)定，在本發(fā)明實(shí)施例中可以將第二預(yù)設(shè)值設(shè)置為比第一預(yù)設(shè)值高20mV的電壓。其中，對(duì)第二電平值的檢測(cè)是在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后進(jìn)行檢測(cè)，具體地，如圖6所示，在超聲波脈沖發(fā)送結(jié)束(即，驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送結(jié)束)后，控制窗口邏輯電路打開(kāi)，然后測(cè)量比較器輸出的連續(xù)幾個(gè)脈沖沿(上沿或下沿)距離驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻或發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻的時(shí)長(zhǎng)，假設(shè)測(cè)量得到的脈沖沿距離發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻的若干時(shí)間值為T(mén)l、T2、T3，如果Tl、T2和T3均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，則確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通，其中，當(dāng)Tl、T2、T3為距離驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻的時(shí)長(zhǎng)時(shí)，同樣滿足如果T1、T2和Τ3均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，則確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。 優(yōu)選地，在超聲波脈沖發(fā)送結(jié)束后，控制窗口邏輯電路打開(kāi)，然后測(cè)量比較器輸出的連續(xù)幾個(gè)脈沖沿(上沿或下沿)距離驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻或發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻的時(shí)長(zhǎng)，假設(shè)測(cè)量得到的脈沖沿距離發(fā)送開(kāi)始時(shí)刻的若干時(shí)間值為T(mén)l、Τ2、Τ3，如果Λ Τ1、Λ Τ2、Λ Τ3(Δ Τ1=Τ2-Τ1，Λ Τ2=Τ3-Τ2，Λ Τ3=Τ3-Τ1)均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，則確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通；同樣，當(dāng)Τ1、Τ2、Τ3為具體驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻的時(shí)長(zhǎng)時(shí)，同樣滿足如果Λ Τ1、Λ Τ2、Λ Τ3均為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，則確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。由于從超聲波脈沖發(fā)送至比較器會(huì)存在傳播延遲，此種傳播延遲可能會(huì)造成Tl、Τ2、Τ3無(wú)法嚴(yán)格為超聲波脈沖的半周期的正整數(shù)倍，此時(shí)通過(guò)求取Τ1、Τ2、Τ3之間的時(shí)間差值，由于有求差運(yùn)算，抵消了傳播延遲，達(dá)到了提高對(duì)超聲波換能器與主控模塊之間連接線路正常導(dǎo)通與否的檢測(cè)精確度。優(yōu)選地，本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)方法還包括在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后延遲一段時(shí)間對(duì)比較器的輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，由于超聲波換能器的余振時(shí)間與管道狀態(tài)相關(guān)，有水時(shí)余振時(shí)間短，反之則長(zhǎng)。所以，如果在超聲波換能器發(fā)波結(jié)束后延遲一段時(shí)間再控制窗口邏輯電路打開(kāi)，如果還能夠檢測(cè)到比較器輸出高電平信號(hào)或低電平信號(hào)，即，能夠檢測(cè)到余振，則說(shuō)明出現(xiàn)空管。優(yōu)選地，對(duì)出現(xiàn)空管與否的檢測(cè)還可以通過(guò)以下方式進(jìn)行如圖7所示，從驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送截止時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，由余振計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)接收到比較器輸出的余振脈沖的個(gè)數(shù)，在對(duì)余振進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，圖6中示出的超聲波儀表利用時(shí)間測(cè)量模塊控制窗口邏輯電路的打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)刻來(lái)對(duì)余振進(jìn)行檢測(cè)的方式占用了超聲波儀表中時(shí)間測(cè)量模塊的檢測(cè)功能，使得超聲波儀表無(wú)法在進(jìn)行連線正常與否及空管與否檢測(cè)的同時(shí)還正常工作，即，沒(méi)法同時(shí)對(duì)超聲波換能器的狀態(tài)和兩個(gè)換能器之間的時(shí)差進(jìn)行測(cè)量，圖7示出的優(yōu)選的檢測(cè)方式通過(guò)對(duì)余振脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來(lái)判斷，無(wú)需占用時(shí)間測(cè)量模塊的時(shí)差測(cè)量功能，實(shí)現(xiàn)了在超聲波儀表正常工作的情況下仍能夠?qū)ζ涑暡〒Q能器進(jìn)行連線正常與否及空管與否的檢測(cè)。其中，若余振計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)出的余振脈沖的個(gè)數(shù)小于第三預(yù)設(shè)值時(shí)，則確定超聲波儀表與主控模塊之間的連接線路出現(xiàn)斷線；若余振計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)出的余振脈沖的個(gè)數(shù)大于或等于第三預(yù)設(shè)值，并且小于或等于第四預(yù)設(shè)值時(shí)，則確定超聲波儀表與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通；若余振計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)出的余振脈沖的個(gè)數(shù)大于第四預(yù)設(shè)值時(shí)，則確定超聲波儀表出現(xiàn)空管。其中，第三預(yù)設(shè)值和第四預(yù)設(shè)值可以根據(jù)超聲波儀表的具體工況環(huán)境以及其振動(dòng)衰減情況進(jìn)行具體設(shè)定，在本發(fā)明實(shí)施例中可以將第三預(yù)設(shè)值和第四預(yù)設(shè)值分別設(shè)為3和10。需要說(shuō)明的是，上述延遲的一段時(shí)間和預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)均可以根據(jù)超聲波水表應(yīng)用環(huán)境的不同進(jìn)行實(shí)際設(shè)定。通過(guò)上述兩個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲波水表出現(xiàn)空管與否的檢測(cè)。此外，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種超聲波儀表的檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置可用于執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例上述內(nèi)容所提供的任一種超聲儀表的檢測(cè)方法，具體地，如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)裝置包括充電單元、驅(qū)動(dòng)單元、比較單元和確定單元，其中，充電單元用于對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，并將儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電；驅(qū)動(dòng)單元用于在儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值時(shí)，發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器以驅(qū) 動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；比較單元用于在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后比較儲(chǔ)能電容第二端與第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系；確定單元用于在比較出儲(chǔ)能電容第二端大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)裝置通過(guò)先對(duì)超聲波換能器的儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，實(shí)現(xiàn)了在對(duì)換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)激勵(lì)前控制儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到一個(gè)預(yù)設(shè)值，在發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器后，換能器會(huì)將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，若換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通則可以檢測(cè)到儲(chǔ)能電容第二端的電平值升高，實(shí)現(xiàn)根據(jù)換能器傳回的電信號(hào)判斷換能器與主控模塊之間的連線狀態(tài)，此種對(duì)超聲波儀表中超聲波換能器與主控模塊之間斷線與否的檢測(cè)方法不需要添加任何外界硬件，只依賴(lài)于超聲波換能器與主控模塊之間的相連接線路和組成元件即可實(shí)現(xiàn)對(duì)斷線與否的檢測(cè)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用跨接電阻和上拉電阻不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高斷線檢測(cè)的精確度和真實(shí)性的效果。進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)裝置還包括計(jì)數(shù)單元，該計(jì)數(shù)單元連接在比較單元和確定單元之間，用于從驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送時(shí)刻開(kāi)始，在一段時(shí)長(zhǎng)內(nèi)接收比較單元的輸出信號(hào)，并統(tǒng)計(jì)輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)，其中，確定單元還用于分別獲同時(shí)執(zhí)行以下步驟比較計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)與第三預(yù)設(shè)值的大小，并在比較出計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)小于第三預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間出現(xiàn)斷線；比較計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)與第四預(yù)設(shè)值的大小，并在比較出計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)大于第四預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器出現(xiàn)空管，其中，所述第四預(yù)設(shè)值大于所述第三預(yù)設(shè)值。通過(guò)在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后的一段時(shí)間內(nèi)對(duì)輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并和預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超聲波換能器的具體故障情況進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)于超聲波儀表檢測(cè)裝置的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，可參見(jiàn)以上各實(shí)施例的具體描述，在此不再贅述。需要說(shuō)明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)?！?br> 權(quán)利要求
1.一種超聲波儀表的檢測(cè)方法,其特征在于,超聲波儀表包括超聲波換能器、儲(chǔ)能電容和主控模塊，其中，所述儲(chǔ)能電容的第一端和所述主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送端分別與所述超聲波換能器相連接，所述檢測(cè)方法包括對(duì)所述儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，使所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電；發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)所述超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后，比較所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大小；以及在比較出所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于所述第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述第二預(yù)設(shè)值大于所述第一預(yù)設(shè)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通包括計(jì)算所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻或開(kāi)始發(fā)送的時(shí)刻與第一時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)，得到第一時(shí)長(zhǎng)，其中，所述第一時(shí)刻為比較出所述第一電平值大于所述第二預(yù)設(shè)值的時(shí)刻；判斷所述第一時(shí)長(zhǎng)是否等于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍，其中，所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)為所述超聲波脈沖的半周期；以及在判斷出所述第一時(shí)長(zhǎng)等于所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍時(shí)，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測(cè)方法，其特征在于，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通包括獲取第一時(shí)刻和第二時(shí)刻，其中，所述第一時(shí)刻和所述第二時(shí)刻均為比較出所述第一電平值大于所述第二預(yù)設(shè)值的時(shí)刻，并且所述第二時(shí)刻為所述第一時(shí)刻之后的時(shí)刻；計(jì)算所述第二時(shí)刻與所述第一時(shí)刻之間的時(shí)差，得到第二時(shí)長(zhǎng)；判斷所述第二時(shí)長(zhǎng)是否等于預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍，其中，所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)為所述超聲波脈沖的半周期；以及在判斷出所述第二時(shí)長(zhǎng)等于所述預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的正整數(shù)倍時(shí)，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述超聲波儀表還包括比較器和參考電壓發(fā)生器，其中，通過(guò)將所述儲(chǔ)能電容第二端連接至所述比較器的第一輸入端，以及將所述參考電壓發(fā)生器的輸出電壓連接至所述比較器的第二輸入端來(lái)比較所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值與所述第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，所述檢測(cè)方法還包括在第一預(yù)設(shè)時(shí)刻接收所述比較器的輸出信號(hào)，其中，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)刻與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻之間的間隔為第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)；判斷接收到的輸出信號(hào)是否為高電平信號(hào)或低電平信號(hào)；以及在判斷接收到的輸出信號(hào)為所述高電平信號(hào)或所述低電平信號(hào)時(shí)，確定所述超聲波換能器出現(xiàn)空管。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述超聲波儀表還包括比較器和參考電壓發(fā)生器，其中，通過(guò)將所述儲(chǔ)能電容第二端連接至所述比較器的第一輸入端，以及將所述參考電壓發(fā)生器的輸出電壓連接至所述比較器的第二輸入端來(lái)比較所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值與所述第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系，所述檢測(cè)方法還包括在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)接收所述比較器的輸出信號(hào)，其中，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的起始時(shí)刻為所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻；統(tǒng)計(jì)接收到的輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)；比較所述上升沿和/或所述下降沿的個(gè)數(shù)與第三預(yù)設(shè)值的大?。灰约霸诒容^出所述上升沿和/或所述下降沿的個(gè)數(shù)小于所述第三預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間出現(xiàn)斷線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法還包括比較所述上升沿和/或所述下降沿的個(gè)數(shù)與第四預(yù)設(shè)值的大小，其中，所述第四預(yù)設(shè)值大于所述第三預(yù)設(shè)值；以及在比較出所述上升沿和/或所述下降沿的個(gè)數(shù)大于所述第四預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述超聲波換能器出現(xiàn)空管。
8.—種超聲波儀表,其特征在于,包括第一超聲波換能器；第二超聲波換能器；主控模塊；第一電阻；第二電阻；第一驅(qū)動(dòng)器，輸入端與所述主控模塊相連接，輸出端通過(guò)所述第一電阻與所述第一超聲波換能器相連接；第二驅(qū)動(dòng)器，輸入端與所述主控模塊相連接，輸出端通過(guò)所述第二電阻與所述第二超聲波換能器相連接；第三電阻；第四電阻；第一儲(chǔ)能電容，第一端通過(guò)所述第三電阻連接至第一節(jié)點(diǎn)，其中，所述第一節(jié)點(diǎn)為所述第一電阻與所述第一超聲波換能器之間的節(jié)點(diǎn)；第二儲(chǔ)能電容，第一端通過(guò)所述第四電阻連接至第二節(jié)點(diǎn)，其中，所述第二節(jié)點(diǎn)為所述第二電阻與所述第二超聲波換能器之間的節(jié)點(diǎn)；比較器；第一開(kāi)關(guān)，連接在所述第一儲(chǔ)能電容的第二端與所述比較器的第一輸入端之間，所述第一開(kāi)關(guān)的控制端與所述主控模塊相連接；第二開(kāi)關(guān)，連接在所述第二儲(chǔ)能電容的第二端與所述比較器的第一輸入端之間，所述第二開(kāi)關(guān)的控制端與所述主控模塊相連接；參考電壓發(fā)生器，與所述比較器的第二輸入端相連接；第三開(kāi)關(guān)，連接在所述比較器的第一輸入端與所述比較器的第二輸入端之間，所述第三開(kāi)關(guān)的控制端與所述主控模塊相連接；第一鉗位模塊，第一端連接至第三節(jié)點(diǎn)，第二端接地，其中，所述第三節(jié)點(diǎn)為所述第一儲(chǔ)能電容與所述第三電阻之間的節(jié)點(diǎn)；以及第二鉗位模塊，第一端連接至第四節(jié)點(diǎn)，第二端接地，其中，所述第四節(jié)點(diǎn)為所述第二儲(chǔ)能電容與所述第四電阻之間的節(jié)點(diǎn)，其中，所述主控模塊通過(guò)步驟Sll至S41判斷所述第一超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路是否正常導(dǎo)通511:控制所述第一開(kāi)關(guān)閉合、所述第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)和所述第三開(kāi)關(guān)閉合以使所述參考電壓發(fā)生器對(duì)所述第一儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電；S21 :在所述第一儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到所述參考電壓發(fā)生器輸出的第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述第三開(kāi)關(guān)斷開(kāi)并驅(qū)動(dòng)所述第一超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；531:在停止驅(qū)動(dòng)所述第一超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖后，比較所述第一儲(chǔ)能電容第二端的電平值與所述參考電壓發(fā)生器輸出的第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系；以及S41 :在比較出所述第一儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于所述第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述第一超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通，所述主控模塊通過(guò)步驟S12至S42判斷所述第二超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路是否正常導(dǎo)通512:控制所述第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、所述第二開(kāi)關(guān)閉合和所述第三開(kāi)關(guān)閉合以使所述參考電壓發(fā)生器對(duì)所述第二儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電；S22:在所述第二儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到所述參考電壓發(fā)生器輸出的第一預(yù)設(shè)值時(shí)控制所述第三開(kāi)關(guān)斷開(kāi)并驅(qū)動(dòng)所述第二超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；532:在停止驅(qū)動(dòng)所述第二超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖后，比較所述第二儲(chǔ)能電容第二端的電平值與所述參考電壓發(fā)生器輸出的第二預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系；以及S42:在比較出所述第二儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于所述第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述第二超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超聲波儀表，其特征在于，所述第一鉗位模塊包括第一二極管，所述第一二極管的陽(yáng)極連接至所述第三節(jié)點(diǎn)，所述第一二極管的陰極接地，所述第二鉗位模塊包括第二二極管，所述第二二極管的陽(yáng)極連接至所述第四節(jié)點(diǎn)，所述第二二極管的陰極接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的超聲波儀表，其特征在于，所述超聲波儀表還包括計(jì)數(shù)模塊，第一端與所述比較器的輸出端相連接，第二端與所述主控模塊相連接，用于在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)接收所述比較器的輸出信號(hào)，并對(duì)接收到的輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的起始時(shí)刻為停止驅(qū)動(dòng)所述第一超聲波換能器或所述第二超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖的時(shí)刻。
11.一種超聲波儀表的檢測(cè)裝置，其特征在于，超聲波儀表包括超聲波換能器、儲(chǔ)能電容和主控模塊，其中，所述儲(chǔ)能電容的第一端和所述主控模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送端分別與所述超聲波換能器相連接，所述檢測(cè)裝置包括充電單元，用于對(duì)所述儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，使所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電；驅(qū)動(dòng)單元，用于發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至所述超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)所述超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；比較單元，用于在所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后，比較所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大?。灰约按_定單元，用于在比較出所述儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于所述第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置還包括計(jì)算單元，連接在所述比較單元與所述確定單元之間，用于在第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)接收所述比較單元的輸出信號(hào)，并對(duì)接收到的輸出信號(hào)中上升沿和/或下降沿的個(gè)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)長(zhǎng)的起始時(shí)刻為所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送的時(shí)刻，其中，所述確定單元還用于比較所述計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)與第三預(yù)設(shè)值的大小，并在比較出所述計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)小于所述第三預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述超聲波換能器與所述主控模塊之間出現(xiàn)斷線，和/或所述確定單元還用于比較所述計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)與第四預(yù)設(shè)值的大小，并在比較出所述計(jì)數(shù)單元統(tǒng)計(jì)出的個(gè)數(shù)大于所述第四預(yù)設(shè)值時(shí)，確定所述超聲波換能器出現(xiàn)空管，其中，所述第四預(yù)設(shè)值大于所述第三預(yù)設(shè)值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超聲波儀表及其檢測(cè)方法和裝置。其中，超聲波儀表的檢測(cè)方法包括對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，使儲(chǔ)能電容第二端的電平值達(dá)到第一預(yù)設(shè)值后停止充電；發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至超聲波換能器以驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射超聲波脈沖；在驅(qū)動(dòng)信號(hào)截止發(fā)送之后，比較儲(chǔ)能電容第二端的電平值與第二預(yù)設(shè)值的大小；以及在比較出儲(chǔ)能電容第二端的電平值大于第二預(yù)設(shè)值時(shí)，確定超聲波換能器與主控模塊之間的連接線路正常導(dǎo)通。通過(guò)本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中利用跨接電阻和上拉電阻不能真實(shí)地反應(yīng)換能器與主控模塊之間斷線與否的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高斷線檢測(cè)的精確度和真實(shí)性的效果。
文檔編號(hào)G01F1/66GK102944275SQ201210445199
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者蘇孟豪, 張成旭 申請(qǐng)人:龍芯中科技術(shù)有限公司