การออกแบบเครื่องวัดอัตราการไหลอุลตร้าโซนิค Doppler เรียบง่ายจนสามารถแก้ไขได้หรือไม่? ประเทศไทย

เครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิก Doppler เป็นอุปกรณ์ที่ใช้หลักการของการเปลี่ยนความถี่ Doppler เพื่อวัดความเร็วการไหลของของเหลว ดังนั้นเครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิก Doppler จึงเหมาะสำหรับการวัดของเหลวที่มีอนุภาคหรือฟองที่เป็นของแข็ง แต่ไม่ใช่สำหรับการวัดน้ำบริสุทธิ์

ขณะนี้เรากำลังพัฒนาเครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิก Doppler และเขียนขั้นตอนที่นี่เพื่อคำนึงถึงอุปสรรคต่างๆ:
ประการแรก เครื่องวัดการไหลแบบอัลตราโซนิกต้องใช้โพรบอัลตราโซนิกสองตัว อันหนึ่งสำหรับส่งสัญญาณและอีกอันหนึ่งสำหรับรับสัญญาณ ดังนั้นวงจรจึงถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน: ส่วนหนึ่งใช้สำหรับส่งสัญญาณการขับขี่ของโพรบ และอีกส่วนใช้สำหรับประมวลผลสัญญาณที่ได้รับ
ประการแรก มีวงจรขับเคลื่อน ประการแรก คริสตัลออสซิลเลเตอร์จะใช้เพื่อสร้างสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม จากนั้นสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมจะใช้เพื่อสร้างตัวเปลี่ยนเฟสโดยใช้วงจรขยายสัญญาณในการปฏิบัติงาน จากนั้นสัญญาณทั้งสองจะถูกขยายผ่านวงจรขยายการทำงานเป็นสัญญาณขับเคลื่อนในการขับเคลื่อนโพรบ สัญญาณการขับขี่ที่แก้ไขจุดบกพร่องขั้นสุดท้ายจะแสดงในรูปต่อไปนี้:

ประเด็นที่ควรทราบคือ แอมพลิจูดและค่าจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุดของสัญญาณขับขี่ต้องไม่เล็กเกินไป และโดยทั่วไปแนะนำให้มากกว่า 5V
ส่วนข้างต้นแบ่งออกเป็นสามวงจรทั้งหมด หนึ่งคือวงจรเปลี่ยนเฟสที่สร้างขึ้นโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงาน อีกอันคือวงจรติดตามเพื่อปรับปรุงความจุโหลด และสุดท้ายคือวงจรขยายสัญญาณ โดยการขับเคลื่อนโพรบด้วยสัญญาณข้างต้นก็สามารถขับเคลื่อนได้สำเร็จ
ส่วนที่สองเป็นส่วนประมวลผลของสัญญาณที่ได้รับคล้ายกับการประมวลผลสัญญาณตัวตรวจจับ ประการแรก สัญญาณจะถูกแยกออกเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณแบ็คเอนด์ไม่ส่งผลกระทบต่อสัญญาณของตัวตรวจจับด้านหน้า หลังจากแยกสัญญาณแล้ว สัญญาณจะถูกส่งไปยังตัวกรองแบนด์พาส ความถี่กลางและปัจจัยด้านคุณภาพของตัวกรองแบนด์พาสควรได้รับการออกแบบด้วยตัวเอง และควรตั้งค่าความถี่กลางตามพารามิเตอร์ของโพรบ ความถี่กลางจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับโพรบ

สัญญาณเอาท์พุตของตัวกรองแบนด์พาสจะถูกส่งไปยังเครื่องขยายสัญญาณ และโดยทั่วไปปัจจัยการขยายจะถูกตั้งค่าตามความต้องการที่แท้จริง ซึ่งเกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟของแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานด้วย สัญญาณที่ขยายไม่สามารถเข้าถึงความอิ่มตัว ซึ่งจะส่งผลต่อผลการทดสอบขั้นสุดท้าย จากนั้นแรงดันไบแอสจะถูกเพิ่มเข้าไปเนื่องจากสัญญาณของเครื่องตรวจจับมีสัญญาณบวกและลบซึ่งเป็นของสัญญาณ AC ดังนั้นจึงใช้แรงดันไบแอส จากนั้นสัญญาณจะถูกส่งไปยังตัวคูณ สัญญาณอ้างอิงของตัวคูณใช้สัญญาณเอาท์พุตคริสตัลออสซิลเลเตอร์ที่กล่าวถึงข้างต้นสำหรับการประมวลผลความถี่ดิฟเฟอเรนเชียล สัญญาณเอาต์พุตสุดท้ายของตัวคูณจะถูกส่งไปยังตัวกรองความถี่ต่ำผ่าน ความถี่คัตออฟของฟิลเตอร์โลว์พาสขึ้นอยู่กับความต้องการที่แท้จริง สัญญาณเอาท์พุตของฟิลเตอร์โลว์พาสจะถูกส่งไปยังตัวจับเวลา 555 ซึ่งจะถูกแปลงเป็นสัญญาณพัลส์ สัญญาณพัลส์จะถูกส่งไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อประมวลผล ด้วยการใช้ฟังก์ชันการจับอินพุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ ผลลัพธ์การรู้จำของไมโครคอนโทรลเลอร์จะถูกปรับเทียบกับค่าการไหลจริง และดำเนินการแปลงชุดต่างๆ เพื่อให้ได้ค่าการไหลที่ต้องการ ในระยะต่อมาสามารถเพิ่มกระแสได้ 4-20mA เอาต์พุตเหมาะสำหรับการส่งสัญญาณทางไกลมากขึ้น แผนภาพต่อไปนี้แสดงวงจรขับและวงจรขยายตามลำดับ