Je li dizajn Doppler ultrazvučnog mjerača protoka toliko jednostavan da je riješen?

Doppler ultrazvučni mjerač protoka je uređaj koji koristi princip Dopplerovog pomaka frekvencije za mjerenje brzine protoka tekućine. Stoga su Doppler ultrazvučni mjerači protoka prikladni za mjerenje tekućina koje sadrže čvrste čestice ili mjehuriće, ali ne i za mjerenje čiste vode.

Trenutno radimo na Doppler ultrazvučnom mjeraču protoka i ovdje zapisujemo proces kako bismo imali na umu prepreke:
Prvo, ultrazvučni mjerač protoka zahtijeva dvije ultrazvučne sonde, jednu za prijenos signala, a drugu za prijem signala. Stoga je sklop podijeljen na dva dijela: jedan se koristi za prijenos pogonskog signala sonde, a drugi za obradu primljenog signala;
Prvo, tu je pogonski krug: prvo se kristalni oscilator koristi za generiranje pravokutnog signala, a zatim se kvadratni signal koristi za izgradnju faznog pomicača pomoću kruga operacijskog pojačala. Zatim se dva signala pojačavaju kroz krug operacijskog pojačala kao pogonski signal za pokretanje sonde. Konačni otklonjeni signal vožnje prikazan je na sljedećoj slici:

Važno je napomenuti da amplituda i vrijednost od vrha do vrha pogonskog signala ne mogu biti premali i općenito se preporučuje da budu veći od 5V.
Gornji dio podijeljen je na ukupno tri kruga. Jedan je krug faznog pomaka izgrađen od strane operacijskog pojačala, drugi je sljedbenik za poboljšanje kapaciteta opterećenja, a posljednji je krug pojačanja signala. Pokretanjem sonde s gornjim signalom, može se uspješno pokrenuti.
Drugi dio je dio obrade primljenog signala, sličan obradi signala detektora. Prvo, signal je izoliran kako bi se osiguralo da pozadinski signal ne utječe na signal prednjeg detektora. Nakon izolacije, signal se šalje u pojasni filtar. Središnju frekvenciju i faktor kvalitete pojasnog filtra treba dizajnirati sam, a središnju frekvenciju treba postaviti prema parametrima sonde. Središnja frekvencija varira ovisno o sondi.

Izlazni signal pojasnog filtra šalje se u pojačalo signala, a faktor pojačanja općenito se postavlja prema stvarnim potrebama, što je također povezano s naponom napajanja operacijskog pojačala. Pojačani signal ne može doseći zasićenje, što će utjecati na konačne rezultate testa; Zatim se dodaje prednapon jer signal detektora ima pozitivne i negativne signale, koji spadaju u AC signale. Stoga se primjenjuje prednapon i signal se zatim šalje množitelju. Referentni signal množitelja koristi gore spomenuti izlazni signal kristalnog oscilatora za obradu diferencijalne frekvencije. Konačni izlazni signal množitelja šalje se niskopropusnom filtru. Granična frekvencija niskopropusnog filtra ovisi o stvarnim potrebama. Izlazni signal niskopropusnog filtra šalje se na mjerač vremena 555, koji se pretvara u impulsni signal. Impulsni signal se šalje mikrokontroleru na obradu. Koristeći funkciju hvatanja ulaza mikrokontrolera, rezultat prepoznavanja mikrokontrolera se kalibrira sa stvarnom vrijednošću protoka i provodi se niz operacija pretvorbe kako bi se dobila željena vrijednost protoka. U kasnijoj fazi može se dodati struja od 4-20 mA. Izlaz, pogodniji za prijenos na velike udaljenosti. Sljedeći dijagram prikazuje pogonski krug odnosno krug pojačanja.