डॉप्लर अल्ट्रासोनिक प्रवाहमापीको डिझाइन के ऐसो साधारण छ कि यसले समाधान गर्दैछ?

डॉप्लर अल्ट्रासोनिक प्रवाहमापी डॉप्लर बारोटी फ्रिक्वेन्सीको सिद्धान्तलाई खोज्न भएको तरिकाले तरल पदार्थको प्रवाह वेग माप्दछ। त्यसैले, डॉप्लर अल्ट्रासोनिक प्रवाहमापीहरू ठोस कणहरू वा बुलबुलाहरू समाविष्ट गर्ने तरल पदार्थहरू माप्न उपयुक्त छन्, तर शुद्ध पानी माप्न सक्दैन।

हाल माथियाँ आइएका डॉप्लर अल्ट्रासोनिक प्रवाहमापीमा काम गरिरहेका छौँ र यहाँ प्रक्रिया लेख्दै छौँ किनकि यादगर्न बाधाहरू रहेका छन्:
पहिले, एक अल्ट्रासोनिक प्रवाहमापीलाई दुई अल्ट्रासोनिक संकेत प्रदान गर्ने र संकेत प्राप्त गर्ने गर्ने प्रोबको आवश्यकता पर्दछ। तसो, सर्किटलाई दुई भागमा विभाजित गरिएको छ: एक प्रोबको ड्राइविंग संकेत प्रदान गर्न र अर्को प्राप्त संकेत प्रोसेस गर्न ब्रुको।
पहिले, ड्राइविंग सर्किट छ: पहिले, क्रिस्टल ओसिलेटरले एक चौकोनीय तरंग संकेत उत्पादन गर्दछ, र त्यसपछि चौकोनीय तरंग संकेतलाई ऑपरेशनल एम्प्लिफायर सर्किट प्रयोग गरेर एक फेझ शिफ्टर निर्माण गर्दछ। त्यसपछि, दुई संकेतहरूलाई ऑपरेशनल एम्प्लिफायर सर्किट द्वारा ड्राइविंग संकेतको रूपमा बढाइएको छ जसले प्रोबलाई ड्राइव गर्दछ। अन्तिम डिबग गरिएको ड्राइविंग संकेत तलको चित्रमा दिइन्छ:

यहाँ ध्यान दिनु पर्ने बिषय यो हो कि ड्राइविंग संकेतको आयाम र शिखर ते शिखरको मान थोरै हुनु पर्दैन, र यो आमतौर पर 5V भन्दा बढी हुनु पर्दछ।
उपरको भागलाई तीन परिपथमा विभाजन गरिएको छ। एक परिपथ ऑपरेशनल अम्प्लिफायरले बनाएको फेझ शिफ्टिङ्ग परिपथ हो, दूस्रो परिपथ लोड क्षमतालाई सुधार्ने फॉलोअर हो, र अन्तिम परिपथ सिग्नल अम्प्लिफिकेसन परिपथ हो। उपरको सिग्नलले प्रोबलाई ड्राइव गर्दा, यो सफलतापूर्वक ड्राइव हुन्छ।
दोस्रो भाग प्राप्त सिग्नलको प्रोसेसिङ्ग भाग हो, जो डिटेक्टर सिग्नलको प्रोसेसिङ्गसँग अनुरूप हुन्छ। पहिले, सिग्नललाई पछाडि प्रभाव न हुने गरि अलग गरिन्छ। अलग गरिएपछि, सिग्नललाई बैंडपास फिल्टरमा पठाइन्छ। बैंडपास फिल्टरको केन्द्रीय आवृत्ति र गुणाङ्कलाई आफ्नै द्वारा डिझाइन गर्नु पर्दछ, र केन्द्रीय आवृत्तिलाई प्रोबको पैरामिटरहरूबाट सेट गर्नु पर्दछ। केन्द्रीय आवृत्ति प्रोबपर्देको अनुसार भिन्न भएको हुन सक्छ।

बैंडपास फिल्टरको आउटपुट सिग्नललाई सिग्नल अम्प्लिफायरमा पठाइन्छ, र अम्प्लिफिकेशन गुणांकलाई आम्तानीको आवश्यकताप्रदर्शक रूपमा सेट गरिन्छ, जसलाई ऑपरेशनल एम्प्लिफायरको विद्युत् वोल्टजसँग पनि सम्बन्धित छ। अम्प्लिफाय गरिएको सिग्नल सैटुरेशनमा पुग्न सक्दैन, जसले अन्तिम परिक्षण परिणामलाई प्रभावित गर्न सक्छ; त्यसपछि, डिटेक्टर सिग्नलमा धनात्मक र नकारात्मक सिग्नलहरू छन्, जसले AC सिग्नलमा आउन्छ। त्यसैले, बायस वोल्टज लगाइएको छ र त्यसपछि सिग्नललाई मल्टिप्लायरमा पठाइन्छ। मल्टिप्लायरको संदर्भ सिग्नलमा उल्लेखित क्रिस्टल ओसिलेटर आउटपुट सिग्नल प्रयोग गरिएको छ अन्तर बार्न प्रसेसिङ्गको लागि। मल्टिप्लायरको अन्तिम आउटपुट सिग्नललाई निम्न-गुजर फिल्टरमा पठाइन्छ। निम्न-गुजर फिल्टरको गणना आम्तानीको आवश्यकताप्रदर्शक रूपमा निर्भर छ। निम्न-गुजर फिल्टरको आउटपुट सिग्नललाई 555 टाइमरमा पठाइन्छ, जसले पल्स सिग्नलमा परिवर्तित गर्दछ। पल्स सिग्नललाई माइक्रोकन्ट्रोलरमा प्रसेस गरिन्छ। माइक्रोकन्ट्रोलरको इनपुट कॅप्चर फलन प्रयोग गरेर, माइक्रोकन्ट्रोलरको पहचान परिणामलाई आम्तानी प्रवाह मानसँग समायोजन गरिन्छ र आवश्यक प्रवाह मान प्राप्त गर्नको लागि एक श्रृंखला परिवर्तन संचालन गरिन्छ। बादमा, 4-20mA विद्युत जोड्न सकिन्छ। आउटपुट, जो दूरीमा प्रसारणको लागि अधिक उपयुक्त हुन्छ। तलको चित्रमा ड्राइविङ्ग सर्किट र अम्प्लिफिकेशन सर्किट अनुक्रममा दिइएको छ।