Толкова ли е прост дизайнът на доплеровия ултразвуков разходомер, че да е решен?

Доплеровият ултразвуков разходомер е устройство, което използва принципа на доплеровото изместване на честотата за измерване на скоростта на потока на течността. Следователно Доплеровите ултразвукови разходомери са подходящи за измерване на течности, съдържащи твърди частици или мехурчета, но не и за измерване на чиста вода.

В момента работим върху доплеров ултразвуков разходомер и записваме процеса тук, за да имаме предвид пречките:
Първо, ултразвуковият разходомер изисква две ултразвукови сонди, едната за предаване на сигнали, а другата за приемане на сигнали. Следователно веригата е разделена на две части: едната се използва за предаване на управляващия сигнал на сондата, а другата се използва за обработка на получения сигнал;
Първо, има задвижващата верига: първо, кристален осцилатор се използва за генериране на сигнал с правоъгълна вълна, а след това сигналът с квадратна вълна се използва за изграждане на фазов превключвател с помощта на верига на операционен усилвател. След това двата сигнала се усилват чрез веригата на операционния усилвател като управляващ сигнал за задвижване на сондата. Окончателният управляващ сигнал за отстраняване на грешки е показан на следната фигура:

Тук трябва да се отбележи, че амплитудата и стойността от пик до пик на управляващия сигнал не могат да бъдат твърде малки и обикновено се препоръчва да бъдат по-големи от 5V.
Горната част е разделена общо на три кръга. Едната е веригата за фазово изместване, изградена от операционния усилвател, другата е последовател за подобряване на капацитета на натоварване, а последната е веригата за усилване на сигнала. Чрез задвижване на сондата с горния сигнал, тя може да бъде управлявана успешно.
Втората част е частта за обработка на получения сигнал, подобна на обработката на сигналите на детектора. Първо, сигналът е изолиран, за да се гарантира, че задният сигнал няма да повлияе на сигнала на предния детектор. След изолиране сигналът се изпраща към лентов филтър. Централната честота и коефициентът на качество на лентовия филтър трябва да се проектират сами, а централната честота трябва да се настрои според параметрите на сондата. Централната честота варира в зависимост от сондата.

Изходният сигнал на лентовия филтър се изпраща към усилвателя на сигнала и коефициентът на усилване обикновено се настройва според действителните нужди, което също е свързано със захранващото напрежение на операционния усилвател. Усиленият сигнал не може да достигне насищане, което ще повлияе на крайните резултати от теста; След това се добавя преднапрежение, тъй като сигналът на детектора има положителни и отрицателни сигнали, които принадлежат към AC сигнали. Следователно се прилага преднапрежение и след това сигналът се изпраща към умножителя. Референтният сигнал на умножителя използва изходния сигнал на кристалния осцилатор, споменат по-горе, за диференциална честотна обработка. Крайният изходен сигнал на умножителя се изпраща към нискочестотния филтър. Честотата на срязване на нискочестотния филтър зависи от действителните нужди. Изходният сигнал на нискочестотния филтър се изпраща към таймера 555, който се преобразува в импулсен сигнал. Импулсният сигнал се изпраща към микроконтролера за обработка. Използвайки функцията за улавяне на входа на микроконтролера, резултатът от разпознаването на микроконтролера се калибрира с действителната стойност на потока и се извършват поредица от операции за преобразуване, за да се получи желаната стойност на потока. В по-късен етап може да се добави ток 4-20 mA. Изход, по-подходящ за предаване на дълги разстояния. Следващата диаграма показва съответно управляващата верига и веригата на усилване.