Este design-ul fluxmetrului ultrasonic Doppler atât de simplu încât problema a fost rezolvată?

Flowmetrul ultrasonic Doppler este un dispozitiv care folosește principiul deplasării frecvenței Doppler pentru a măsura viteza curgerii unui lichid. Prin urmare, flowmetrele ultrasunice Doppler sunt potrivite pentru măsurarea lichidelor care conțin particule solide sau burge, dar nu și pentru măsurarea apei pure.

În prezent lucrăm la un flowmetru ultrasonic Doppler și notăm procesul aici pentru a ne aminti de obstacole:
În primul rând, un contor de flux ultrasonic necesită două probe ultrasonice, una pentru transmiterea semnalelor și cealaltă pentru recepția semnalelor. Prin urmare, circuitul este împărțit în două părți: una se folosește pentru transmiterea semnalului de conducere al probei, iar cealaltă se folosește pentru procesarea semnalului primit;
În primul rând, există circuitul de conducere: mai întâi, un oscilator cristalin este folosit pentru a genera un semnal de undă patrată, iar apoi semnalul de undă patrată este folosit pentru a construi un derulator de fază folosind un circuit cu amplificator operational. Apoi, cele două semnale sunt amplificate prin circuitul cu amplificator operational ca semnal de conducere pentru a conduce proba. Semnalul final de conducere testat este prezentat în figura de mai jos:

Lucrul de reținut aici este că amplitudinea și valoarea creșterii și scăderii semnalului de conducere nu pot fi prea mici, și este de obicei recomandat să fie mai mare de 5V.
Partea de mai sus este împărțită în total în trei circuite. Unul este circuitul de derutare a fazei construit cu amplificatorul operational, celălalt este următorul pentru a îmbunătăți capacitatea de sarcină, iar ultimul este circuitul de amplificare a semnalului. Prin conducerea sonda cu semnalul de mai sus, aceasta poate fi condusă cu succes.
A doua parte este cea a procesării semnalului primit, similară cu procesarea semnalului detectorului. În primul rând, semnalul este izolat pentru a se asigura că semnalul din partea de spate nu afectează semnalul detectorului din față. După izolare, semnalul este trimis către un filtru bandă pasantă. Frecvența centrală și factorul de calitate al filtrului bandă pasantă ar trebui să fie proiectate de sine stăpân, iar frecvența centrală ar trebui să fie setată în funcție de parametrii sonda. Frecvența centrală variază în funcție de sondă.

Semnalul de ieșire al filtrului de bandă este trimis către amplificatorul de semnal, iar factorul de amplificare este setat, în general, în funcție de nevoile practice, ceea ce este, de asemenea, legat de tensiunea de alimentare a amplificatorului operational. Semnalul amplificat nu trebuie să ajungă la saturare, ceea ce ar afecta rezultatele finale de test; Apoi, se adaugă o tensiune de polarizare, deoarece semnalul detectorului are semnale pozitive și negative, care aparțin semnalurilor alternative (AC). Prin urmare, se aplică o tensiune de polarizare și semnalul este apoi trimis către multiplicator. Semnalul de referință al multiplicatorului folosește semnalul de ieșire al oscilatorului cu cristal menționat mai sus pentru procesarea diferenței de frecvență. Semnalul final de ieșire al multiplicatorului este trimis către filtrul trece jos. Frecventa de taiere a filtrului trece jos depinde de nevoile practice. Semnalul de ieșire al filtrului trece jos este trimis către cronometru 555, care este convertit într-un semnal impuls. Semnalul impuls este trimis către microcontroler pentru prelucrare. Folosind funcția de captură a intrărilor a microcontrolerului, rezultatul de recunoaștere al microcontrolerului este calibrat cu valoarea reală a debitului, și sunt efectuate o serie de operațiuni de conversie pentru a obține valoarea dorită a debitului. În etapa ulterioară, se poate adăuga o curentă de 4-20mA la ieșire, mai potrivită pentru transmiterea pe distanțe mari. Următoarea diagramă prezintă circuitele de conducere și de amplificare, respectiv.