¿Es el diseño del flujo ultrasonido Doppler tan simple que ya ha sido resuelto?

El flujo ultrasonido Doppler es un dispositivo que utiliza el principio de desplazamiento de frecuencia Doppler para medir la velocidad del flujo de líquidos. Por lo tanto, los flujómetros ultrasonido Doppler son adecuados para medir fluidos que contienen partículas sólidas o burbujas, pero no para medir agua pura.

Actualmente estamos trabajando en un flujómetro ultrasonido Doppler y anotamos el proceso aquí para tener en cuenta los obstáculos:
Primero, un flujómetro ultrasónico requiere dos sondas ultrasónicas, una para transmitir señales y la otra para recibir señales. Por lo tanto, el circuito se divide en dos partes: una se usa para transmitir la señal de impulso de la sonda, y la otra se usa para procesar la señal recibida;
En primer lugar, está el circuito de conducción: primero, se utiliza un oscilador de cristal para generar una señal cuadrada, y luego la señal cuadrada se utiliza para construir un desplazador de fase mediante un circuito con amplificador operacional. Luego, las dos señales se amplifican a través del circuito de amplificador operacional como señal de conducción para conducir la sonda. La señal de conducción depurada final se muestra en la siguiente figura:

El punto a tener en cuenta aquí es que la amplitud y el valor pico a pico de la señal de conducción no pueden ser demasiado pequeños, y generalmente se recomienda que sea mayor a 5V.
La parte anterior se divide en tres circuitos en total. Uno es el circuito de desplazamiento de fase construido por el amplificador operacional, otro es el seguidor para mejorar la capacidad de carga, y el último es el circuito de amplificación de señal. Al conducir la sonda con la señal anterior, se puede conducir con éxito.
La segunda parte es la parte de procesamiento de la señal recibida, similar al procesamiento de las señales del detector. En primer lugar, la señal se aísla para asegurar que la señal posterior no afecte a la señal del detector frontal. Después de la aislar, la señal se envía a un filtro pasa banda. La frecuencia central y el factor de calidad del filtro pasa banda deben diseñarse por uno mismo, y la frecuencia central debe configurarse según los parámetros de la sonda. La frecuencia central varía dependiendo de la sonda.

La señal de salida del filtro pasa banda se envía al amplificador de señales, y el factor de amplificación generalmente se configura según las necesidades reales, lo cual también está relacionado con el voltaje de alimentación del amplificador operacional. La señal amplificada no debe alcanzar la saturación, ya que esto afectará los resultados finales de las pruebas; Luego, se añade un voltaje de polarización porque la señal del detector tiene señales positivas y negativas, que pertenecen a señales de corriente alterna. Por lo tanto, se aplica un voltaje de polarización y la señal se envía luego al multiplicador. La señal de referencia del multiplicador utiliza la señal de salida del oscilador cristal mencionado anteriormente para el procesamiento de frecuencia diferencial. La señal de salida final del multiplicador se envía al filtro paso bajo. La frecuencia de corte del filtro paso bajo depende de las necesidades reales. La señal de salida del filtro paso bajo se envía al temporizador 555, que se convierte en una señal de pulso. La señal de pulso se envía al microcontrolador para su procesamiento. Usando la función de captura de entrada del microcontrolador, el resultado de reconocimiento del microcontrolador se calibra con el valor real de flujo, y se realizan una serie de operaciones de conversión para obtener el valor de flujo deseado. En una etapa posterior, se puede agregar una salida de corriente de 4-20mA, más adecuada para la transmisión a larga distancia. El siguiente diagrama muestra respectivamente el circuito de conducción y el circuito de amplificación.