适合超声波热量表的解决方案

  从2009年开始，中国北方供热改革已经真正的迈开了脚步，在未来的几年当中，北方各地将会加快对于供热计量方面的改革力度，按热量计价收费将会成为今后北方供热供暖方面的一个重点工作。而由于其测量方式无接触部件，低压降和低能量消耗而且测量高精度，正在逐渐取代机械式的热量表，成为北方供热供暖热计量的首选。应用德国acam公司的第一代产品TDC-GP2实现的超声波热量表已经在市场被广泛的应用，而且由于其集成度高，测量性能好功耗低的优势，受到广大的热量表公司的认可。而今，acam公司进一步推出了针对超声波热量表的高级成度TDC-GP21，在性能质量，功耗及其他每个方面将全面超越TDC-GP2，成为超声波热量表的优选。

  在2010年的11月底，德国acam公司在原有的基础上，又专对于超声波热量表的一些特性，进行了更深入的研究和改进，最终推出了新一代针对超声波热量表所设计的的芯片TDC-GP21。这颗芯片为QFN32管脚的封装形式。这颗芯片而除了具备了TDC-GP2的功能以外，还额外集成了超声波热量表所需要的信号处理模拟部分，比如模拟开关，以及低噪声斩波稳定（自动进行温度电压校正）模拟信号比较器，以及内部集成了温度测量所需施密特触发器，使超声波热量表的设计开发格外的简单，大幅度的降低材料和人力成本，并且将测量质量和功耗提升到了一个前所未有的等级，实现了更高集成度，更低功耗，更高精度的超声波热量表方案。TDC-GP21所可以在一定程度上完成的性能，是TDC-GP2所无法达到的。

  上图中绿色部分，为专对于热量表所集成的单元。模拟控制部分将信号的发射接收的处理变得前所未有的简单，模拟信号和整一个流程控制直接由这个部分来处理和自动操作，而且斩波稳定比较器能够保证测量的质量; 温度部分集成了施密特触发器，直接接上温度传感器和参考电阻就能够直接进行高精度的测量，测量的性能远超于热量表所需的要求; 7x32的eeprom单元可以让客户存储整表的一些ID信息以及配置寄存器的信息。

  除了上图中的额外增加的模块外，acam公司还针对超声波热量表的特性在GP21内部进行了一些超声波必要信号在其管脚Fire_in和En_start的输出，这些输出信号，能够在一定程度上帮助客户深入分析了解超声波信号以及GP21的一些特性。下面是一些示波器的截图。