1.本技术涉及传感测量技术领域，具体涉及一种超声波流量信号调制电路。
背景技术：2.为了测量内载有液体的管体流动状态，通常采用超声波检测方法，在管体内部分别安装有一组超声波收发装置，超声波收发装置可以分别工作于接收超声波和发射超声波的状态，例如其中一个超声波收发装置发射出超声波信号，另一个超声波收发装置接收超声波信号，根据超声波信号的发射时间和接收时间计算获取超声波的飞行时间，根据该飞行时间判断管体内的流动状态。但是现有的超声波收发装置的驱动电压通常为3.3v，3.3v的驱动电压施加至超声波振子端，超声波振子端基于3.3v电压形成的超声波功率相对较小，功率较小的超声波无法实现大口径管体的测量。因为功率较小的超声波行程相对较短，无法于大口径管体内形成反射的超声波，即另一个超声波无法接收到发射单元发出的超声波信号，进而无法计算超声波于管体内的飞行时间，基于此，现有的超声波检测装置无法实现大口径管体的工作状态检测。
技术实现要素：3.针对现有技术的缺陷，本技术提供一种超声波流量信号调制电路，具体地：
4.一种超声波流量信号调制电路，其中，包括：
5.脉冲单元，包括第一输入/输出端和第二输出/输入端；
6.第一调整单元，输入端连接所述第一输入/输出端，第一调整单元的第一输出端连接第一超声波振子，第一调整单元的第二输出端连接所述第一输入/输出端；
7.第二调整单元，输入端连接所述第二输出/输入端，第二调整单元的第一输出端连接第二超声波振子，第二调整单元的第二输出端连接所述第二输出/输入端。
8.优选地，上述的一种超声波流量信号调制电路，其中：
9.所述第一调整单元包括第一发射电压跟随电路和第一发射升压电路，第一接收电压跟随电路和第一接收降压电路；
10.所述第一发射电压跟随电路的输入端连接所述第一输入/输出端，所述第一发射电压跟随电路的输出端连接所述第一发射升压电路的输入端，所述第一发射升压电路的输出端形成所述第一调整单元的第一输出端，所述第一发射升压电路的输出端连接所述第一超声波振子的输入端；所述第一超声波振子的输出端连接所述第一接收电压跟随电路的输入端，所述第一接收电压跟随电路的输出端连接所述第一接收降压电路的输入端，所述第一接收降压电路输出端形成所述第一调整单元的第二输出端。
11.优选地，上述的一种超声波流量信号调制电路，其中，所述第二调整单元包括第二发射电压跟随电路和第二发射升压电路，第二接收电压跟随电路和第二接收降压电路；
12.所述第二发射电压跟随电路的输入端连接所述第二输出/输入端，所述第二发射电压跟随电路的输出端连接所述第二发射升压电路的输入端，所述第二发射升压电路的输
出端形成所述第二调整单元的第一输出端，所述第二发射升压电路的输出端连接所述第二超声波振子的输入端；所述第二超声波振子的输出端连接所述第二接收电压跟随电路的输入端，所述第二接收电压跟随电路的输出端连接所述第二接收降压电路的输入端，所述第二接收降压电路输出端形成所述第二调整单元的第二输出端。
13.优选地，上述的一种超声波流量信号调制电路，其中，还包括控制单元，所述控制单元连接所述脉冲单元。
14.优选地，上述的一种超声波流量信号调制电路，其中，所述脉冲单元由时间-数字信号转换芯片形成。
15.优选地，上述的一种超声波流量信号调制电路，其中，所述控制单元由arm7处理器stm32f103cbt6形成。
16.优选地，上述的一种超声波流量信号调制电路，其中，所述第一超声波振子和第二超声波振子均为1mhz的陶瓷式超声振子形成。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型中，通过第一调整单元、第二调整单元将3.3v的电压信号升压至12v电压信号至超声波振子，以使得超声波振子基于12v 电压信号形成功率较大的超声波信号，大功率的超声波信号的行程距离较大，能够于大口径的管体内形成超声波反射以实现测量目的。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例提供的一种超声波流量信号调制电路的电路连接示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的一种超声波流量信号调制电路中第一超声波振子和第二超声波振子于管体内的安装示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1-2所示，一种超声波流量信号调制电路，其中，包括：
23.脉冲单元u1，包括第一输入/输出端us_up和第二输出/输入端 us_dn；其中所述脉冲单元u1由时间-数字信号转换芯片形成。采用 tdc原理，用于测量芯片发射到接收的时间差，tdc精度为11ps，17 位数字分辨率。可以将时间差信号转化为述子信号。
24.第一调整单元u2，输入端连接所述第一输入/输出端us_up，第一调整单元u2的第一输出端连接第一超声波振子s1，第一调整单元 u2的第二输出端连接所述第一输入/输出端us_up；
25.第二调整单元u3，输入端连接所述第二输出/输入端us_dn，第二调整单元u3的第一输出端连接第二超声波振子s2，第二调整单元 u3的第二输出端连接所述第二输出/输入端us_dn。
26.其中，所述第一超声波振子s1和第二超声波振子s2均为1mhz 的陶瓷式超声振子形成。其中所述第一超声波振子s1和第二超声波振子s2均安装于管体上的预定位置，该预定位置根据实际情况确定，此处不做具体限制，其仅需要所述第一超声波振子s1和第二超声波振子s2能够实现收发超声波信号目的即可。
27.进一步地，所述第一调整单元u1包括第一发射电压跟随电路 u2-1和第一发射升压电路u1-1，第一接收电压跟随电路u1-2和第一接收降压电路u2-2；
28.所述第一发射电压跟随电路u2-1的输入端连接所述第一输入/输出端us_up，所述第一发射电压跟随电路u2-1的输出端连接所述第一发射升压电路u1-1的输入端，所述第一发射升压电路u1-1的输出端形成所述第一调整单元的第一输出端，所述第一发射升压电路u1-1 的输出端连接所述第一超声波振子s1的输入端；所述第一超声波振子s1的输出端连接所述第一接收电压跟随电路u1-2的输入端，所述第一接收电压跟随电路u1-2的输出端连接所述第一接收降压电路 u2-2的输入端，所述第一接收降压电路u2-2输出端形成所述第一调整单元u2的第二输出端。
29.进一步地，所述第二调整单元包括第二发射电压跟随电路u2-3 和第二发射升压电路u1-3，第二接收电压跟随电路u1-4和第二接收降压电路u2-4；
30.所述第二发射电压跟随电路u2-3的输入端连接所述第二输出/输入端us_dn，所述第二发射电压跟随电路u2-3的输出端连接所述第二发射升压电路u1-3的输入端，所述第二发射升压电路u1-3的输出端形成所述第二调整单元u3的第一输出端，所述第二发射升压电路 u1-3的输出端连接所述第二超声波振子s2的输入端；所述第二超声波振子s2的输出端连接所述第二接收电压跟随电路u1-4的输入端，所述第二接收电压跟随电路u1-4的输出端连接所述第二接收降压电路u2-4的输入端，所述第二接收降压电路u2-4输出端形成所述第二调整单元u3的第二输出端。
31.第一发射电压跟随电路u2-1、所述第一接收降压电路u2-2、第二发射电压跟随电路u2-3和所述第二接收降压电路u2-4均由轨到轨运算放大器opa4313形成，opa4313为低压运算放大器。
32.所述第一发射升压电路u1-1、第一接收电压跟随电路u1-2、第二发射升压电路u1-3进而第二接收电压跟随电路u1-4由高电压运算放大器tl084形成。
33.脉冲单元u1的包括第一输入/输出端us_up和第二输出/输入端 us_dn周期性地发射1mhz的脉冲信号，脉冲的电压幅值为3.3v。第一输入/输出端us_up工作于输出脉冲信号的状态下，第二输出/输入端us_dn则工作元输入脉冲信号的状态。反之第一输入/输出端 us_up工作于输入脉冲信号的状态下，第二输出/输入端us_dn则工作元输出脉冲信号的状态。第一输入/输出端us_up与第二输出/输入端us_dn的工作状态处于相互联动配合状态。
34.本公开的一种超声波流量信号调制电路的具体工作原理：
35.脉动单元的第一输入/输出端us_up输出1mhz的脉冲信号，脉冲的电压幅值为3.3v，3.3v的1mhz脉冲信号经过第一发射电压跟随电路u2-1传输至第一发射升压电路u1-1，第一发射电压跟随电路 u2-1对3.3v的1mhz脉冲信号做稳定隔离处理，第一发射升压电路 u1-1对3.3v的1mhz脉冲信号做升压处理以形成12v的1mhz脉冲信号输出，第一超声波振子s1接收到第一发射升压电路u1-1输出 12v的1mhz脉冲信号，第一超声波振子s1将12v的1mhz脉冲信号转化为超声波信号传输至管体内的液体或介质中，超声波信号经过管体的管
壁做反射处理，反射后的超声波信号被第二超声波振子s2接收。第二超声波振子s2将接收的超声波信号转化为12v的1mhz脉冲信号传输至第二接收电压跟随电路u1-4，第二接收电压跟随电路 u1-4将12v的1mhz脉冲信号传输至第二接收降压电路u2-4，第二接收降压电路u2-4根据12v的1mhz脉冲信号形成3.3v的1mhz脉冲信号，3.3v的1mhz脉冲信号被传输至脉冲单元的第二输出/输入端us_dn，脉冲单元根据第二输出/输入端us_dn根据接收到脉冲信号的时间形成第一飞行时间tof1。同时脉冲单元的第二输出/输入端us_dn输出3.3v的1mhz脉冲信号，3.3v的1mhz脉冲信号经过第二发射电压跟随电路u2-3和第二发射升压电路u1-3形成12v的 1mhz脉冲信号，12v的1mhz脉冲信号被第二超声波振子s2转化为超声波信号传输至管体介质中，超声波信号经管壁反射被第一超声波振子s1接收，第一超声波振子s1将超声波信号转化为12v的1mhz 脉冲信号输出至第一接收电压跟随电路u1-2、第一接收降压电路 u2-2，第一接收降压电路u2-2根据12v的1mhz脉冲信号形成3.3v 的1mhz脉冲信号被传输至脉冲单元的第一输入/输出端us_up，脉冲单元根据第一输入/输出端us_up接收到脉冲信号的时间形成第二飞行时间tof2。
36.根据第一飞行时间tof1和第二飞行时间tof2形成飞行时间差 (飞行时间差td＝tof2-tof1)，脉冲单元将时间差信号转化为数字信号传输至控制单元u4。时间差td会随着介质流速的增大而增大，且是线性变化的关系。通过时间差信号获取管体内液体或介质的流动状态。
37.本实用新型中，通过第一调整单元u1、第二调整单元u2将3.3v 的电压信号升压至12v电压信号至超声波振子，以使得超声波振子基于12v电压信号形成功率较大的超声波信号，大功率的超声波信号的行程距离较大，能够于大口径的管体内形成超声波反射以实现测量目的。
38.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种超声波流量信号调制电路，其特征在于，包括：脉冲单元，包括第一输入/输出端和第二输出/输入端；第一调整单元，输入端连接所述第一输入/输出端，第一调整单元的第一输出端连接第一超声波振子，第一调整单元的第二输出端连接所述第一输入/输出端；第二调整单元，输入端连接所述第二输出/输入端，第二调整单元的第一输出端连接第二超声波振子，第二调整单元的第二输出端连接所述第二输出/输入端。2.根据权利要求1所述的一种超声波流量信号调制电路，其特征在于：所述第一调整单元包括第一发射电压跟随电路和第一发射升压电路，第一接收电压跟随电路和第一接收降压电路；所述第一发射电压跟随电路的输入端连接所述第一输入/输出端，所述第一发射电压跟随电路的输出端连接所述第一发射升压电路的输入端，所述第一发射升压电路的输出端形成所述第一调整单元的第一输出端，所述第一发射升压电路的输出端连接所述第一超声波振子的输入端；所述第一超声波振子的输出端连接所述第一接收电压跟随电路的输入端，所述第一接收电压跟随电路的输出端连接所述第一接收降压电路的输入端，所述第一接收降压电路输出端形成所述第一调整单元的第二输出端。3.根据权利要求1所述的一种超声波流量信号调制电路，其特征在于：所述第二调整单元包括第二发射电压跟随电路和第二发射升压电路，第二接收电压跟随电路和第二接收降压电路；所述第二发射电压跟随电路的输入端连接所述第二输出/输入端，所述第二发射电压跟随电路的输出端连接所述第二发射升压电路的输入端，所述第二发射升压电路的输出端形成所述第二调整单元的第一输出端，所述第二发射升压电路的输出端连接所述第二超声波振子的输入端；所述第二超声波振子的输出端连接所述第二接收电压跟随电路的输入端，所述第二接收电压跟随电路的输出端连接所述第二接收降压电路的输入端，所述第二接收降压电路输出端形成所述第二调整单元的第二输出端。4.根据权利要求1所述的一种超声波流量信号调制电路，其特征在于：还包括控制单元，所述控制单元连接所述脉冲单元。5.根据权利要求1所述的一种超声波流量信号调制电路，其特征在于：所述脉冲单元由时间-数字信号转换芯片形成。6.根据权利要求4所述的一种超声波流量信号调制电路，其特征在于：所述控制单元由arm7处理器stm32f103cbt6形成。7.根据权利要求1所述的一种超声波流量信号调制电路，其特征在于：所述第一超声波振子和第二超声波振子为1mhz的陶瓷式超声振子形成。
技术总结本申请涉及传感测量技术领域，具体涉及一种超声波流量信号调制电路，包括：脉冲单元，包括第一输入/输出端和第二输出/输入端；第一调整单元，输入端连接所述第一输入/输出端，第一调整单元的第一输出端连接第一超声波振子，第一调整单元的第二输出端连接所述第一输入/输出端；第二调整单元，输入端连接所述第二输出/输入端，第二调整单元的第一输出端连接第二超声波振子，第二调整单元的第二输出端连接所述第二输出/输入端。第二输出/输入端。第二输出/输入端。
技术研发人员：焦爽民 张小军 罗军 胡仰
受保护的技术使用者：上海艾络格电子技术有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/7/5
