Il design del flussimetro ultrasonico Doppler è così semplice da essere stato risolto?

Il flussimetro ultrasonico a Doppler è un dispositivo che utilizza il principio di spostamento di frequenza Doppler per misurare la velocità di flusso del liquido. Pertanto, i flussimetri ultrasonici a Doppler sono adatti alla misura di fluidi contenenti particelle solide o bolle, ma non per misurare acqua pura.

Attualmente stiamo lavorando su un flussimetro ultrasonico a Doppler e stiamo scrivendo qui il processo per tenere a mente gli ostacoli:
Prima di tutto, un flussimetro ad ultrasuoni richiede due sonde ad ultrasuoni, una per trasmettere segnali e l'altra per riceverli. Pertanto, il circuito è diviso in due parti: una viene utilizzata per trasmettere il segnale di accensione della sonda, e l'altra viene utilizzata per elaborare il segnale ricevuto;
In primo luogo, c'è il circuito di accensione: innanzitutto, si utilizza un oscillatore cristallino per generare un segnale a forma d'onda quadra, quindi si utilizza il segnale a forma d'onda quadra per costruire uno spostatore di fase utilizzando un circuito con amplificatore operazionale. Successivamente, i due segnali vengono amplificati tramite il circuito con amplificatore operazionale come segnale di accensione per azionare la sonda. Il segnale di accensione finale debuggato è mostrato nella figura seguente:

Il punto da notare qui è che l'ampiezza e il valore picco-picco del segnale di accensione non devono essere troppo bassi, e generalmente si consiglia che sia superiore a 5V.
La parte sopra indicata è divisa in un totale di tre circuiti. Uno è il circuito di spostamento di fase costruito con il amplificatore operazionale, l'altro è il seguitore per migliorare la capacità di carico e l'ultimo è il circuito di amplificazione del segnale. Attraverso la guida del sonda con il suddetto segnale, essa può essere azionata con successo.
La seconda parte è la sezione di elaborazione del segnale ricevuto, simile all'elaborazione dei segnali del rilevatore. Innanzitutto, il segnale viene isolato per garantire che il segnale posteriore non influenzi il segnale del rilevatore anteriore. Dopo l'isolamento, il segnale viene inviato a un filtro passa-banda. La frequenza centrale e il fattore di qualità del filtro passa-banda devono essere progettati autonomamente, e la frequenza centrale deve essere impostata in base ai parametri della sonda. La frequenza centrale varia a seconda della sonda.

Il segnale di uscita del filtro a passaggio di banda viene inviato all'amplificatore di segnale, e il fattore di amplificazione è generalmente impostato in base alle esigenze reali, che è anche correlato alla tensione di alimentazione dell'amplificatore operazionale. Il segnale amplificato non deve raggiungere la saturazione, altrimenti influenzerà i risultati finali dei test; Successivamente, viene aggiunta una tensione di polarizzazione poiché il segnale del rilevatore ha segnali positivi e negativi, che appartengono ai segnali AC. Quindi, viene applicata una tensione di polarizzazione e il segnale viene poi inviato al moltiplicatore. Il segnale di riferimento del moltiplicatore utilizza il segnale di output dell'oscillatore cristallino menzionato sopra per l'elaborazione della differenza di frequenza. Il segnale di uscita finale del moltiplicatore viene inviato al filtro passa-basso. La frequenza di taglio del filtro passa-basso dipende dalle esigenze reali. Il segnale di uscita del filtro passa-basso viene inviato al timer 555, che viene convertito in un segnale impulsivo. Il segnale impulsivo viene inviato al microcontrollore per l'elaborazione. Utilizzando la funzione di cattura di ingresso del microcontrollore, il risultato di riconoscimento del microcontrollore viene calibrato con il valore reale del flusso, e vengono eseguite una serie di operazioni di conversione per ottenere il valore di flusso desiderato. In una fase successiva, può essere aggiunta un'uscita corrente di 4-20mA, più adatta per la trasmissione a lunga distanza. La figura seguente mostra rispettivamente il circuito di guida e il circuito di amplificazione.