Czy projekt Dopplerowskiego ultradźwiękowego przepływomierza jest tak prosty, że problem został już rozwiązany?

Dopplerowy przepływomierz ultradźwiękowy to urządzenie wykorzystujące zasadę przesunięcia częstotliwości Dopplera do pomiaru prędkości przepływu cieczy. Dlatego przepływomierze ultradźwiękowe typu Doppler są odpowiednie do pomiaru płynów zawierających cząstki stałe lub bąbelki, ale nie do pomiaru wody czystej.

Obecnie pracujemy nad dopplerowym przepływomierzem ultradźwiękowym i zapisujemy proces tutaj, aby mieć na uwadze napotkane przeszkody:
Po pierwsze, przepływomierz ultradźwiękowy wymaga dwóch sond ultradźwiękowych, jednej do wysyłania sygnałów i drugiej do odbierania sygnałów. Dlatego też układ jest podzielony na dwie części: jedna służy do wysyłania sygnału napędzającego sondę, a druga do przetwarzania odebranego sygnału;
Po pierwsze, znajduje się obwód napędzający: najpierw wykorzystuje się kwarcowy oscylator do generowania sygnału prostokątnego, a następnie ten sygnał prostokątny służy do zbudowania przesuwnicy fazy za pomocą obwodu wzmacniacza operacyjnego. Następnie dwa sygnały są wzmacniane przez obwód wzmacniacza operacyjnego jako sygnał napędzający do sterowania sondą. Ostateczny sprawdzony sygnał napędzający przedstawiony jest na poniższym rysunku:

Ważnym punktem do uwagi jest to, że amplituda i wartość pikowa sygnału napędzającego nie mogą być zbyt małe, a ogólnie zaleca się, aby były większe niż 5V.
Wyżej wymieniona część jest podzielona na trzy obwody w sumie. Pierwszym jest obwód przesunięcia fazy zbudowany za pomocą wzmacniacza operacyjnego, drugim jest obwód zwrotny służący do poprawy zdolności obciążeniowych, a ostatnim jest obwód wzmacniający sygnał. Przez napędzenie sondy powyższym sygnałem można ją pomyślnie uruchomić.
Druga część to sekcja przetwarzania odebranego sygnału, podobna do przetwarzania sygnałów detektora. Po pierwsze, sygnał jest izolowany, aby upewnić się, że sygnał tylnej części nie wpływa na sygnał detektora przedniego. Po izolacji sygnał jest przesyłany do filtra pasmowoprzepustowego. Środkowa częstotliwość i współczynnik jakosci filtra pasmowoprzepustowego powinny być zaprojektowane samodzielnie, a środkowa częstotliwość powinna zostać ustalona na podstawie parametrów sondy. Środkowa częstotliwość różni się w zależności od sondy.

Sygnał wyjściowy filtru pasmowoprzepustowego jest przesyłany do wzmacniacza sygnału, a współczynnik wzmacniania jest ogólnie ustawiany zgodnie z rzeczywistymi potrzebami, co jest również związane z napięciem zasilania wzmacniacza operacyjnego. Wzmacniany sygnał nie może osiągnąć nasycenia, ponieważ to wpłynie na ostateczne wyniki testów; Następnie dodaje się napięcie obciążeniowe, ponieważ sygnał detektora ma sygnały dodatnie i ujemne, które należą do sygnałów AC. Dlatego stosuje się napięcie obciążeniowe, a następnie sygnał jest przesyłany do mnożnika. Sygnał odniesienia dla mnożnika używa wspomnianego wcześniej sygnału wyjściowego oscylatora kwarcowego do przetwarzania różnic częstotliwości. Ostateczny sygnał wyjściowy mnożnika jest przesyłany do filtru dolnoprzepustowego. Częstotliwość cutoff filtru dolnoprzepustowego zależy od rzeczywistych potrzeb. Sygnał wyjściowy filtru dolnoprzepustowego jest przesyłany do timera 555, który jest konwertowany na sygnał impulsowy. Sygnał impulsowy jest przesyłany do mikrokontrolera do przetwarzania. Korzystając z funkcji przechwytywania wejściowego mikrokontrolera, wynik rozpoznawania mikrokontrolera jest kalibrowany z rzeczywistą wartością przepływu, a następnie przeprowadzana jest seria operacji konwersyjnych, aby uzyskać pożądaną wartość przepływu. Na etapie późniejszym można dodać wyjście prądu 4-20mA, co jest bardziej odpowiednie do transmisji na duże odległości. Poniższy diagram przedstawia odpowiednio obwód napędowy i obwód wzmacniający.