本實(shí)用新型涉及一種傳感器，特別涉及一種超聲波流量傳感器，屬于液體測(cè)量領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

相關(guān)的產(chǎn)品主要有轉(zhuǎn)子式流量傳感器，光電式流量傳感器等，這些產(chǎn)品存在以下不足:1、水流壓力影響較大，水壓低時(shí)甚至不工作。2、精度不高，輸出精度一般高達(dá)10％。3、造成的水流壓損偏大。4、需要另外提供一個(gè)溫度傳感器測(cè)試水溫。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有流量傳感器受水流壓力影響較大，甚至在水壓低時(shí)不工作，造成的水流壓損偏大，而且精度不高，輸出精度一般高達(dá)10％。另外需要提供一個(gè)溫度傳感器測(cè)試水溫的缺陷，提供一種超聲波流量傳感器，從而解決上述問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案：

本實(shí)用新型一種超聲波流量傳感器，包括傳感器本體，設(shè)置在所述傳感器本體上的線路控制盒和換能裝置，所述線路控制盒設(shè)置在所述傳感器本體的中心處，所述線路控制盒頂部設(shè)置有密封膠，所述密封膠密封電路板，所述電路板設(shè)置在所述密封膠底部，所述電路板上設(shè)置有MCU和時(shí)間測(cè)量芯片，所述MCU與所述時(shí)間測(cè)量芯片相連，所述時(shí)間測(cè)量芯片通過信號(hào)線電連接換能裝置，所述信號(hào)線穿過線孔進(jìn)入所述線路控制盒連接到所述電路板上，所述線孔設(shè)置在所述換能裝置上，所述換能裝置包括兩個(gè)換能器，兩個(gè)換能器之間通過所述信號(hào)線與所述時(shí)間測(cè)量芯片相連接，所述MCU通過排線連通外界控制端。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述密封膠和所述電路板連接處設(shè)置有所述排線，所述電路板通過所述排線連接外界電源。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，兩個(gè)所述換能器為兩個(gè)壓電陶瓷片，所述換能器設(shè)置在所述換能裝置內(nèi)，所述換能裝置底部厚度1.8mm。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述傳感器本體上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口和所述出水口對(duì)稱設(shè)置在所述線路控制盒兩端，所述進(jìn)水口和所述出水口分別連接兩個(gè)所述換能器。

作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述傳感器本體頂部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有固定孔，所述固定孔設(shè)置在所述換能裝置的頂部。

本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是：本實(shí)用新型一種超聲波流量傳感器，超聲波溫度流量傳感器是基于超聲波進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量部分不接觸水，對(duì)水流幾乎不產(chǎn)生壓損，對(duì)水流的壓力不敏感，解決傳統(tǒng)流量傳感器受水壓影響，測(cè)量精度不高甚至無法測(cè)量的問題；可以同時(shí)提供水流溫度數(shù)值(小于55度)，節(jié)省一個(gè)溫度傳感器，同時(shí)避免傳統(tǒng)溫度傳感器反應(yīng)滯后的問題，同步輸出溫度，在應(yīng)用中簡(jiǎn)化溫度測(cè)量電路；同時(shí)直接輸出數(shù)字信號(hào)，簡(jiǎn)化了應(yīng)用設(shè)計(jì)，測(cè)量精度高。

附圖說明

附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型一種超聲波流量傳感器整體結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖2是本實(shí)用新型一種超聲波流量傳感器整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型電路板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、傳感器本體；2、進(jìn)水口；3、出水口；4、線路控制盒；5、密封膠；6、電路板；7、MCU；8、時(shí)間測(cè)量芯片；9、排線；10、固定孔；11、線孔；12、信號(hào)線；13、換能裝置；14、換能器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

實(shí)施例

如圖1-3所示，一種超聲波流量傳感器，包括傳感器本體1，設(shè)置在傳感器本體1上的線路控制盒4和換能裝置13，線路控制盒4設(shè)置在傳感器本體1的中心處，線路控制盒4頂部設(shè)置有密封膠5，密封膠5密封電路板6，電路板6設(shè)置在密封膠5底部，電路板6上設(shè)置有MCU7和時(shí)間測(cè)量芯片8，MCU7與時(shí)間測(cè)量芯片8相連，時(shí)間測(cè)量芯片8通過信號(hào)線12電連接換能裝置13，信號(hào)線12穿過線孔11進(jìn)入線路控制盒4連接到電路板6上，線孔11設(shè)置在換能裝置13上，換能裝置13包括兩個(gè)換能器14，兩個(gè)換能器14之間通過信號(hào)線與時(shí)間測(cè)量芯片8相連接，MCU7通過排線9連通外界控制端。

進(jìn)一步地，密封膠5和電路板6連接處設(shè)置有排線9，電路板6通過排線9連接外界電源，兩個(gè)換能器14為兩個(gè)壓電陶瓷片，換能器14設(shè)置在換能裝置13內(nèi)，換能裝置13底部厚度1.8mm，傳感器本體1上設(shè)置有進(jìn)水口2和出水口3，進(jìn)水口2和出水口3對(duì)稱設(shè)置在線路控制盒4兩端，進(jìn)水口2和出水口3分別連接兩個(gè)換能器14，傳感器本體1頂部兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有固定孔10，固定孔10設(shè)置在換能裝置13的頂部。

具體的，本實(shí)用新型為管道一體成型，換能器部分、管道水流部分的尺寸均根據(jù)換能器的中心頻率、水流要求和安裝要求做設(shè)計(jì)。進(jìn)水口2和出水口3綜合考慮水流大小、換能器14大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，其垂直部分內(nèi)徑4.7mm，水平部分內(nèi)徑10mm，常壓下水流最大流速可達(dá)1900mL/min；換能裝置13的設(shè)計(jì)考慮到換能器14的中心頻率一般為1M，換能裝置13底部厚度1.8mm，輸出波形頻率在1M左右達(dá)到最大幅值。信號(hào)線12通過線孔11進(jìn)入線路控制盒4連接到電路板6上，密封膠5密封電路板6，僅留排線9輸出串口、電源線和地線等。固定孔10用來固定流量傳感器的。

本實(shí)用新型采用超聲波測(cè)量技術(shù)完成整個(gè)測(cè)量。超聲波溫度流量傳感器U型的兩端各有換能器14，兩個(gè)換能器14均為壓電陶瓷片制成的，分別表示為換能器A和換能器B，中心頻率均為1MHz或2MHz?？刂瓢蹇刂茡Q能器A發(fā)出超聲波由換能器B接收，換能器B發(fā)出超聲波由換能器A接收。換能器A和換能器B之間距離確定，控制板得到超聲波在換能器A和換能器B之間的傳播時(shí)間得到流速，再根據(jù)超聲波在不同溫度的水中超聲波傳播速度不同這一特性，計(jì)算出水的溫度?？刂瓢逋瑫r(shí)測(cè)得超聲波從換能器A到換能器B和換能器B到換能器A的時(shí)間，通過時(shí)間差得到水的流速。再根據(jù)水的流速和溫度做補(bǔ)償修正，得到水流的真實(shí)流速。

控制板主要由半導(dǎo)體制成的MCU7和時(shí)間測(cè)量芯片8組成，外接電源通過排線9輸入電路板6，經(jīng)濾波和低壓差線性穩(wěn)壓器輸出穩(wěn)定的3V電壓給MCU7和時(shí)間測(cè)量芯片8，MCU7同時(shí)為時(shí)間測(cè)量芯片8提供一個(gè)32.768kHz的時(shí)鐘輸入，供時(shí)間測(cè)量芯片8校準(zhǔn)4M陶瓷晶振。陶瓷晶振的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)速度快，功耗小，但精度不高，所以必須用32.768kHz去校準(zhǔn)。時(shí)間測(cè)量芯片8通過信號(hào)線12連接到換能器14出來的信號(hào)線12的接口上。MCU7控制時(shí)間測(cè)量芯片8發(fā)出1M的正弦激勵(lì)信號(hào)激勵(lì)換能器A，換能器A發(fā)出超聲波，由另一個(gè)換能器B接收，時(shí)間測(cè)量芯片8獲取超聲波的飛行時(shí)間。同理，時(shí)間測(cè)量芯片8可以獲取超聲波從換能器B到A的飛行時(shí)間。根據(jù)時(shí)間計(jì)算出水流溫度，同時(shí)根據(jù)時(shí)間差來得到水流的速度。經(jīng)過溫度和流速修正，計(jì)算出真實(shí)水流速度。MCU7從時(shí)間測(cè)量芯片8取得這些數(shù)據(jù)，計(jì)算出溫度，流速；最后通過排線9輸出信號(hào)。

本實(shí)用新型一種超聲波流量傳感器，超聲波溫度流量傳感器是基于超聲波進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量部分不接觸水，對(duì)水流幾乎不產(chǎn)生壓損，對(duì)水流的壓力不敏感，解決傳統(tǒng)流量傳感器受水壓影響，測(cè)量精度不高甚至無法測(cè)量的問題；可以同時(shí)提供水流溫度數(shù)值(小于55度)，節(jié)省一個(gè)溫度傳感器，同時(shí)避免傳統(tǒng)溫度傳感器反應(yīng)滯后的問題，同步輸出溫度，在應(yīng)用中簡(jiǎn)化溫度測(cè)量電路；同時(shí)直接輸出數(shù)字信號(hào)，簡(jiǎn)化了應(yīng)用設(shè)計(jì)，測(cè)量精度高。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。