Onko Doppler-ultraäänivirtausmittarin suunnittelu niin yksinkertainen, että se on ratkaistu? Suomi

Doppler-ultraäänivirtausmittari on laite, joka käyttää Doppler-taajuussiirtymän periaatetta nesteen virtausnopeuden mittaamiseen. Siksi Doppler-ultraäänivirtausmittarit sopivat kiinteitä hiukkasia tai kuplia sisältävien nesteiden mittaamiseen, mutta eivät puhtaan veden mittaamiseen.

Työskentelemme parhaillaan Doppler-ultraäänivirtausmittarin parissa ja kirjoitamme prosessin tähän muistiin esteiden pitämiseksi mielessä:
Ensinnäkin ultraäänivirtausmittari vaatii kaksi ultraäänianturia, toinen signaalien lähettämiseen ja toinen signaalien vastaanottamiseen. Siksi piiri on jaettu kahteen osaan: toista käytetään anturin ohjaussignaalin lähettämiseen ja toista käytetään vastaanotetun signaalin käsittelyyn;
Ensinnäkin on ohjauspiiri: ensinnäkin kideoskillaattoria käytetään tuottamaan neliöaaltosignaali, ja sitten neliöaaltosignaalia käytetään vaiheensiirtimen rakentamiseen operaatiovahvistinpiirin avulla. Sitten nämä kaksi signaalia vahvistetaan operaatiovahvistinpiirin kautta ohjaussignaaliksi anturin käyttämiseksi. Lopullinen virheenkorjauksen ajosignaali näkyy seuraavassa kuvassa:

Tässä on huomioitava, että ajosignaalin amplitudi ja huipusta huippuun -arvo eivät voi olla liian pieniä, ja yleensä suositellaan, että ne ovat yli 5 V.
Yllä oleva osa on jaettu yhteensä kolmeen piiriin. Toinen on operaatiovahvistimen rakentama vaiheensiirtopiiri, toinen on seuraaja kuormituskyvyn parantamiseksi ja viimeinen on signaalinvahvistuspiiri. Ohjaamalla anturia yllä olevalla signaalilla, se voidaan ajaa onnistuneesti.
Toinen osa on vastaanotetun signaalin prosessointiosa, joka on samanlainen kuin ilmaisinsignaalien käsittely. Ensinnäkin signaali eristetään sen varmistamiseksi, että taustasignaali ei vaikuta etuilmaisimen signaaliin. Eristämisen jälkeen signaali lähetetään kaistanpäästösuodattimelle. Kaistanpäästösuodattimen keskitaajuus ja laatutekijä tulee suunnitella itse, ja keskitaajuus tulee asettaa anturin parametrien mukaan. Keskitaajuus vaihtelee anturin mukaan.

Kaistanpäästösuodattimen lähtösignaali lähetetään signaalivahvistimelle ja vahvistuskerroin asetetaan yleensä todellisten tarpeiden mukaan, mikä liittyy myös operaatiovahvistimen tehonsyöttöjännitteeseen. Vahvistettu signaali ei voi saavuttaa kylläisyyttä, mikä vaikuttaa lopullisiin testituloksiin; Sitten lisätään bias-jännite, koska ilmaisinsignaalissa on positiivisia ja negatiivisia signaaleja, jotka kuuluvat AC-signaaleihin. Siksi esijännitettä käytetään ja signaali lähetetään sitten kertojalle. Kertojan referenssisignaali käyttää edellä mainittua kideoskillaattorin lähtösignaalia differentiaalista taajuuskäsittelyä varten. Kertojan lopullinen lähtösignaali lähetetään alipäästösuodattimelle. Alipäästösuodattimen katkaisutaajuus riippuu todellisista tarpeista. Alipäästösuodattimen lähtösignaali lähetetään 555-ajastimeen, joka muunnetaan pulssisignaaliksi. Pulssisignaali lähetetään mikrokontrolleriin käsittelyä varten. Mikro-ohjaimen tulon sieppaustoimintoa käyttämällä mikro-ohjaimen tunnistustulos kalibroidaan todellisella virtausarvolla ja suoritetaan sarja muunnostoimenpiteitä halutun virtausarvon saamiseksi. Myöhemmässä vaiheessa voidaan lisätä 4-20 mA virta. Lähtö, sopii paremmin pitkän matkan lähetykseen. Seuraava kaavio esittää ohjauspiirin ja vahvistuspiirin, vastaavasti.