Разве конструкция доплеровского ультразвукового расходомера так проста, что проблема уже решена?

Ультразвуковой расходомер Допплера — это устройство, которое использует принцип смещения частоты Допплера для измерения скорости потока жидкости. Следовательно, ультразвуковые расходомеры Допплера подходят для измерения жидкостей, содержащих твердые частицы или пузырьки, но не для измерения чистой воды.

В данный момент мы работаем над ультразвуковым расходомером Допплера и записываем процесс здесь, чтобы помнить о препятствиях:
Прежде всего, ультразвуковой расходомер требует двух ультразвуковых датчиков: один для передачи сигналов, другой для их приема. Поэтому схема делится на две части: одна используется для передачи сигнала управления датчиком, а другая — для обработки принятого сигнала;
Во-первых, есть цепь управления: сначала используется кварцевый генератор для создания прямоугольного волнового сигнала, затем этот сигнал используется для построения фазового сдвигателя с помощью операционного усилителя. Затем два сигнала усиливаются через цепь операционного усилителя как сигнал управления для привода датчика. Итоговый отлаженный сигнал управления показан на следующем рисунке:

Обратите внимание, что амплитуда и значение пик-к-пику сигнала управления не должны быть слишком маленькими, обычно рекомендуется, чтобы они превышали 5V.
Вышеуказанная часть делится на три цепи в целом. Одна из них — это цепь сдвига фазы, построенная на операционном усилителе, другая — это повторитель для повышения нагрузочной способности, и последняя — это цепь усиления сигнала. При подаче на зонд вышеуказанного сигнала он может быть успешно запущен.
Вторая часть — это блок обработки принятого сигнала, аналогичный обработке сигналов детектора. Во-первых, сигнал изолируется для обеспечения того, чтобы задние сигналы не влияли на сигнал переднего детектора. После изоляции сигнал направляется в полосовой фильтр. Центральная частота и коэффициент качества полосового фильтра должны проектироваться самостоятельно, а центральная частота должна устанавливаться согласно параметрам зонда. Центральная частота различается в зависимости от типа зонда.

Сигнал выхода полосового фильтра отправляется в усилитель сигнала, а коэффициент усиления обычно устанавливается в зависимости от реальных потребностей, что также связано с напряжением питания операционного усилителя. Усиленный сигнал не должен достигать насыщения, так как это повлияет на конечные результаты измерений; Затем добавляется смещение напряжения, поскольку сигнал детектора имеет положительные и отрицательные значения, которые относятся к сигналам переменного тока. Поэтому применяется смещение напряжения, после чего сигнал направляется в умножитель. Ссылочный сигнал для умножителя использует сигнал кварцевого генератора, упомянутый выше, для обработки дифференциальной частоты. Конечный выходной сигнал умножителя отправляется в нижнепроходящий фильтр. Частота среза нижнепроходящего фильтра зависит от конкретных требований. Выходной сигнал нижнепроходящего фильтра поступает в таймер 555, где преобразуется в импульсный сигнал. Импульсный сигнал отправляется в микроконтроллер для обработки. С помощью функции захвата входного сигнала микроконтроллера результат распознавания микроконтроллера калибруется с фактическим значением расхода, и проводится серия преобразовательных операций для получения желаемого значения расхода. На последнем этапе может быть добавлен выход тока 4-20 mA, что более подходит для передачи на дальние расстояния. Ниже приведена схема приводного и усилительного цепей соответственно.