El disseny del cabalímetre ultrasònic Doppler és tan senzill que s'ha resolt?

El cabalímetre ultrasònic Doppler és un dispositiu que utilitza el principi del canvi de freqüència Doppler per mesurar la velocitat del flux de líquid. Per tant, els mesuradors de cabal ultrasònic Doppler són adequats per mesurar fluids que contenen partícules sòlides o bombolles, però no per mesurar aigua pura.

Actualment estem treballant en un mesurador de cabal ultrasònic Doppler i escrivint el procés aquí per tenir en compte els obstacles:
En primer lloc, un mesurador de cabal ultrasònic requereix dues sondes ultrasòniques, una per transmetre senyals i l'altra per rebre senyals. Per tant, el circuit es divideix en dues parts: una s'utilitza per transmetre el senyal de conducció de la sonda i l'altra s'utilitza per processar el senyal rebut;
En primer lloc, hi ha el circuit de conducció: primer, s'utilitza un oscil·lador de cristall per generar un senyal d'ona quadrada, i després el senyal d'ona quadrada s'utilitza per construir un canvi de fase mitjançant un circuit amplificador operacional. A continuació, els dos senyals s'amplifiquen a través del circuit amplificador operacional com a senyal de conducció per conduir la sonda. El senyal de conducció depurat final es mostra a la figura següent:

El punt a tenir en compte aquí és que l'amplitud i el valor de pic a pic del senyal de conducció no poden ser massa petits i, en general, es recomana que sigui superior a 5 V.
La part anterior es divideix en tres circuits en total. Un és el circuit de canvi de fase construït per l'amplificador operacional, l'altre és el seguidor per millorar la capacitat de càrrega i l'últim és el circuit d'amplificació del senyal. Si condueix la sonda amb el senyal anterior, es pot conduir amb èxit.
La segona part és la part de processament del senyal rebut, similar al processament dels senyals del detector. En primer lloc, el senyal s'aïlla per garantir que el senyal de fons no afecti el senyal del detector frontal. Després de l'aïllament, el senyal s'envia a un filtre passabanda. La freqüència central i el factor de qualitat del filtre de pas de banda han de ser dissenyats per un mateix i la freqüència central s'ha de configurar segons els paràmetres de la sonda. La freqüència central varia segons la sonda.

El senyal de sortida del filtre de pas de banda s'envia a l'amplificador de senyal i el factor d'amplificació generalment s'estableix segons les necessitats reals, que també està relacionada amb la tensió d'alimentació de l'amplificador operacional. El senyal amplificat no pot arribar a la saturació, cosa que afectarà els resultats finals de la prova; Aleshores, s'afegeix una tensió de polarització perquè el senyal del detector té senyals positius i negatius, que pertanyen a senyals de CA. Per tant, s'aplica una tensió de polarització i el senyal s'envia al multiplicador. El senyal de referència del multiplicador utilitza el senyal de sortida de l'oscil·lador de cristall esmentat anteriorment per al processament de freqüència diferencial. El senyal de sortida final del multiplicador s'envia al filtre de pas baix. La freqüència de tall del filtre de pas baix depèn de les necessitats reals. El senyal de sortida del filtre de pas baix s'envia al temporitzador 555, que es converteix en un senyal de pols. El senyal de pols s'envia al microcontrolador per processar-lo. Mitjançant la funció de captura d'entrada del microcontrolador, el resultat del reconeixement del microcontrolador es calibra amb el valor de flux real i es duen a terme una sèrie d'operacions de conversió per obtenir el valor de flux desitjat. En l'etapa posterior, es pot afegir un corrent de 4-20 mA. Sortida, més adequada per a la transmissió a llarga distància. El diagrama següent mostra el circuit de conducció i el circuit d'amplificació, respectivament.