Неужели конструкция доплеровского ультразвукового расходомера настолько проста, что ее удалось решить? Россия

Доплеровский ультразвуковой расходомер — это устройство, которое использует принцип доплеровского сдвига частоты для измерения скорости потока жидкости. Поэтому ультразвуковые расходомеры Доплера подходят для измерения жидкостей, содержащих твердые частицы или пузырьки, но не для измерения чистой воды.

В настоящее время мы работаем над ультразвуковым доплеровским расходомером и описываем процесс здесь, чтобы иметь в виду препятствия:
Во-первых, для ультразвукового расходомера требуется два ультразвуковых зонда: один для передачи сигналов, а другой для приема сигналов. Поэтому схема разделена на две части: одна используется для передачи управляющего сигнала зонда, а другая — для обработки принятого сигнала;
Во-первых, это управляющая схема: сначала кварцевый генератор используется для генерации прямоугольного сигнала, а затем прямоугольный сигнал используется для создания фазовращателя с использованием схемы операционного усилителя. Затем два сигнала усиливаются через схему операционного усилителя в качестве управляющего сигнала для возбуждения зонда. Окончательный отлаженный управляющий сигнал показан на следующем рисунке:

Здесь следует отметить, что амплитуда и пиковое значение управляющего сигнала не могут быть слишком маленькими, и обычно рекомендуется превышать 5 В.
Вышеупомянутая часть разделена всего на три контура. Одна представляет собой схему фазосдвигания, построенную на операционном усилителе, другая — повторитель для повышения нагрузочной способности, а последняя — схему усиления сигнала. Управляя зондом вышеуказанным сигналом, его можно успешно управлять.
Вторая часть — это часть обработки принятого сигнала, аналогичная обработке сигналов детектора. Во-первых, сигнал изолируется, чтобы гарантировать, что внутренний сигнал не влияет на сигнал переднего детектора. После изоляции сигнал отправляется на полосовой фильтр. Центральная частота и добротность полосового фильтра должны быть спроектированы самостоятельно, а центральная частота должна быть установлена ​​в соответствии с параметрами зонда. Центральная частота варьируется в зависимости от зонда.

Выходной сигнал полосового фильтра отправляется на усилитель сигнала, а коэффициент усиления обычно устанавливается в соответствии с фактическими потребностями, что также связано с напряжением питания операционного усилителя. Усиленный сигнал не может достичь насыщения, что повлияет на окончательные результаты испытаний; Затем добавляется напряжение смещения, поскольку сигнал детектора имеет положительные и отрицательные сигналы, которые принадлежат сигналам переменного тока. Поэтому прикладывается напряжение смещения, а затем сигнал отправляется на умножитель. Опорный сигнал умножителя использует упомянутый выше выходной сигнал кварцевого генератора для дифференциальной частотной обработки. Конечный выходной сигнал умножителя отправляется на фильтр нижних частот. Частота среза фильтра нижних частот зависит от реальных потребностей. Выходной сигнал фильтра нижних частот поступает на таймер 555, который преобразуется в импульсный сигнал. Импульсный сигнал отправляется на обработку микроконтроллеру. Используя функцию захвата входных данных микроконтроллера, результат распознавания микроконтроллера калибруется по фактическому значению расхода, и выполняется серия операций преобразования для получения желаемого значения расхода. На более позднем этапе можно добавить ток 4–20 мА. Выход, более подходящий для передачи на большие расстояния. На следующей схеме показаны схема управления и схема усиления соответственно.