Il design del misuratore di portata a ultrasuoni Doppler è così semplice da essere stato risolto? Italia

Il misuratore di portata ad ultrasuoni Doppler è un dispositivo che utilizza il principio dello spostamento di frequenza Doppler per misurare la velocità del flusso del liquido. Pertanto, i misuratori di portata a ultrasuoni Doppler sono adatti per misurare fluidi contenenti particelle solide o bolle, ma non per misurare acqua pura.

Attualmente stiamo lavorando su un misuratore di portata a ultrasuoni Doppler e stiamo scrivendo qui il processo per tenere a mente gli ostacoli:
Innanzitutto, un misuratore di portata ad ultrasuoni richiede due sonde ad ultrasuoni, una per trasmettere i segnali e l'altra per riceverli. Pertanto il circuito è diviso in due parti: una serve per trasmettere il segnale di pilotaggio della sonda, l'altra serve per elaborare il segnale ricevuto;
Innanzitutto c'è il circuito di pilotaggio: prima viene utilizzato un oscillatore a cristallo per generare un segnale a onda quadra, quindi il segnale a onda quadra viene utilizzato per costruire uno sfasatore utilizzando un circuito amplificatore operazionale. Quindi, i due segnali vengono amplificati attraverso il circuito dell'amplificatore operazionale come segnale di pilotaggio per pilotare la sonda. Il segnale di guida finale sottoposto a debug è mostrato nella figura seguente:

Il punto da notare qui è che l'ampiezza e il valore da picco a picco del segnale di pilotaggio non possono essere troppo piccoli e generalmente si consiglia che siano superiori a 5 V.
La parte sopra è divisa in tre circuiti in totale. Uno è il circuito di sfasamento costruito dall'amplificatore operazionale, l'altro è l'inseguitore per migliorare la capacità di carico e l'ultimo è il circuito di amplificazione del segnale. Guidando la sonda con il segnale di cui sopra, è possibile guidarla con successo.
La seconda parte è la parte di elaborazione del segnale ricevuto, simile all'elaborazione dei segnali del rilevatore. Innanzitutto, il segnale è isolato per garantire che il segnale backend non influisca sul segnale del rilevatore anteriore. Dopo l'isolamento, il segnale viene inviato ad un filtro passa banda. La frequenza centrale e il fattore di qualità del filtro passa-banda dovrebbero essere progettati dall'utente e la frequenza centrale dovrebbe essere impostata in base ai parametri della sonda. La frequenza centrale varia a seconda della sonda.

Il segnale di uscita del filtro passa-banda viene inviato all'amplificatore di segnale e il fattore di amplificazione viene generalmente impostato in base alle effettive esigenze, che è anche correlato alla tensione di alimentazione dell'amplificatore operazionale. Il segnale amplificato non può raggiungere la saturazione, il che influenzerà i risultati finali del test; Quindi, viene aggiunta una tensione di polarizzazione poiché il segnale del rilevatore presenta segnali positivi e negativi, che appartengono ai segnali CA. Pertanto, viene applicata una tensione di polarizzazione e il segnale viene quindi inviato al moltiplicatore. Il segnale di riferimento del moltiplicatore utilizza il segnale di uscita dell'oscillatore a cristallo menzionato sopra per l'elaborazione della frequenza differenziale. Il segnale di uscita finale del moltiplicatore viene inviato al filtro passa-basso. La frequenza di taglio del filtro passa basso dipende dalle effettive necessità. Il segnale di uscita del filtro passa basso viene inviato al timer 555, che viene convertito in un segnale a impulsi. Il segnale dell'impulso viene inviato al microcontrollore per l'elaborazione. Utilizzando la funzione di acquisizione dell'ingresso del microcontrollore, il risultato del riconoscimento del microcontrollore viene calibrato con il valore di flusso effettivo e vengono eseguite una serie di operazioni di conversione per ottenere il valore di flusso desiderato. Nella fase successiva è possibile aggiungere una corrente di 4-20 mA. Uscita, più adatta per la trasmissione a lunga distanza. Lo schema seguente mostra rispettivamente il circuito di pilotaggio e il circuito di amplificazione.