Ist die Konstruktion des Doppler-Ultraschall-Flussmessers so einfach, dass es bereits gelöst wurde?

Der Doppler-Ultraschall-Flussmesser ist ein Gerät, das das Prinzip des Doppler-Frequenzverschiebungs verwendet, um die Flüssigkeitsflussgeschwindigkeit zu messen. Daher eignen sich Doppler-Ultraschall-Flussmesser zur Messung von Flüssigkeiten, die Feststoffpartikel oder Blasen enthalten, aber nicht für die Messung von reinem Wasser.

Wir arbeiten derzeit an einem Doppler-Ultraschall-Flussmesser und notieren den Prozess hier, um die Hindernisse im Gedächtnis zu behalten:
Zunächst benötigt ein ultraschallbasiertes Flussmessgerät zwei Ultraschallsonden, eine zum Senden von Signalen und die andere zum Empfangen von Signalen. Daher ist die Schaltung in zwei Teile unterteilt: einer wird zur Übertragung des Antriebssignals der Sonde verwendet, und der andere dient zur Verarbeitung des empfangenen Signals;
Zunächst gibt es die Antriebschaltung: Zuerst wird ein Quarzoszillator verwendet, um ein Rechtecksignal zu generieren, und dann wird das Rechtecksignal verwendet, um mit einer Operationsverstärkerschaltung einen Phasenverschieber aufzubauen. Anschließend werden die beiden Signale durch die Operationsverstärkerschaltung verstärkt, um als Antriebssignal die Sonde zu betreiben. Das endgültige, abgestimmte Antriebssignal ist in der folgenden Abbildung zu sehen:

Der Punkt, auf den hier zu achten ist, dass die Amplitude und der Spitzenwert des Antriebssignals nicht zu klein sein dürfen, und es wird im Allgemeinen empfohlen, dass es größer als 5V ist.
Der obige Teil ist insgesamt in drei Schaltkreise unterteilt. Einer ist der Phasenverschiebungsschaltung, die durch den Operationsverstärker gebaut wird, der andere ist der Anhänger zur Verbesserung der Lastfähigkeit und der letzte ist der Signalverstärkungsschaltung. Durch das Treiben des Sensors mit dem oben genannten Signal kann er erfolgreich angetrieben werden.
Der zweite Teil ist der Bearbeitungsabschnitt des empfangenen Signals, ähnlich der Bearbeitung von Detektorsignalen. Zunächst wird das Signal isoliert, um sicherzustellen, dass das Backend-Signal das vordere Detektorsignal nicht beeinflusst. Nach der Isolation wird das Signal an einen Bandpassfilter gesendet. Die Mittelfrequenz und der Gütefaktor des Bandpassfilters sollten selbst entworfen werden, wobei die Mittelfrequenz je nach Sondendaten eingestellt werden sollte. Die Mittelfrequenz variiert je nach Sonde.

Das Ausgangssignal des Bandpassfilters wird an die Signalverstärker gesendet, und der Verstärkungsfaktor wird im Allgemeinen je nach tatsächlichen Bedarf eingestellt, was auch mit der Versorgungsspannung des Operationsverstärkers zusammenhängt. Das verstärkte Signal darf keine Sättigung erreichen, da dies die endgültigen Testergebnisse beeinflussen würde; Anschließend wird eine Gleichspannung hinzugefügt, da das Detektorsignal sowohl positive als auch negative Signale aufweist, die zu AC-Signalen gehören. Daher wird eine Gleichspannung angewendet und das Signal dann an den Multiplikator gesendet. Das Referenzsignal des Multiplikators verwendet das oben erwähnte Quarzoszillatorsignal für Differenzfrequenzverarbeitung. Das endgültige Ausgangssignal des Multiplikators wird an den Tiefpassfilter gesendet. Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters richtet sich nach den tatsächlichen Anforderungen. Das Ausgangssignal des Tiefpassfilters wird an den 555-Taktröhren gesendet, wo es in ein ImpulsSignal umgewandelt wird. Das Impuls-Signal wird an die Mikrocontroller zur Verarbeitung gesendet. Mit der Eingangserfassungsfunktion des Mikrocontrollers wird das Erkennungsergebnis des Mikrocontrollers mit dem tatsächlichen Durchflusswert kalibriert, und eine Reihe von Umwandlungsvorgängen wird durchgeführt, um den gewünschten Durchflusswert zu erhalten. In einer späteren Phase kann eine 4-20mA-Stromausgabe hinzugefügt werden, die besser für die Fernübertragung geeignet ist. Das folgende Diagramm zeigt jeweils die Treiberschaltung und die Verstärkerschaltung.