Napakasimple ba ng disenyo ng Doppler ultrasonic flowmeter na ito ay nalutas na?

Ang Doppler ultrasonic flowmeter ay isang aparato na gumagamit ng prinsipyo ng Doppler frequency shift upang sukatin ang bilis ng daloy ng likido. Samakatuwid, ang Doppler ultrasonic flow meter ay angkop para sa pagsukat ng mga likido na naglalaman ng mga solidong particle o bula, ngunit hindi para sa pagsukat ng purong tubig.

Kasalukuyan kaming nagtatrabaho sa isang Doppler ultrasonic flow meter at isinusulat ang proseso dito upang isaisip ang mga hadlang:
Una, ang isang ultrasonic flowmeter ay nangangailangan ng dalawang ultrasonic probes, isa para sa pagpapadala ng mga signal at ang isa para sa pagtanggap ng mga signal. Samakatuwid, ang circuit ay nahahati sa dalawang bahagi: ang isa ay ginagamit para sa pagpapadala ng signal ng pagmamaneho ng probe, at ang isa ay ginagamit para sa pagproseso ng natanggap na signal;
Una, mayroong circuit sa pagmamaneho: una, ang isang kristal na oscillator ay ginagamit upang makabuo ng isang square wave signal, at pagkatapos ay ang square wave signal ay ginagamit upang bumuo ng isang phase shifter gamit ang isang operational amplifier circuit. Pagkatapos, ang dalawang signal ay pinalakas sa pamamagitan ng operational amplifier circuit bilang signal sa pagmamaneho upang himukin ang probe. Ang huling na-debug na signal sa pagmamaneho ay ipinapakita sa sumusunod na figure:

Ang puntong dapat tandaan dito ay ang amplitude at peak hanggang peak na halaga ng signal sa pagmamaneho ay hindi maaaring masyadong maliit, at karaniwang inirerekomenda na mas mataas sa 5V.
Ang bahagi sa itaas ay nahahati sa tatlong circuit sa kabuuan. Ang isa ay ang phase shifting circuit na binuo ng operational amplifier, ang isa ay ang tagasunod upang mapabuti ang kapasidad ng pagkarga, at ang huli ay ang signal amplification circuit. Sa pamamagitan ng pagmamaneho ng probe na may signal sa itaas, maaari itong matagumpay na mamaneho.
Ang pangalawang bahagi ay ang bahagi ng pagproseso ng natanggap na signal, katulad ng pagproseso ng mga signal ng detector. Una, ang signal ay nakahiwalay upang matiyak na ang backend signal ay hindi makakaapekto sa front detector signal. Pagkatapos ng paghihiwalay, ang signal ay ipinadala sa isang bandpass filter. Ang center frequency at quality factor ng bandpass filter ay dapat na idinisenyo ng sarili, at ang center frequency ay dapat itakda ayon sa mga parameter ng probe. Ang dalas ng gitna ay nag-iiba depende sa probe.

Ang output signal ng bandpass filter ay ipinadala sa signal amplifier, at ang amplification factor ay karaniwang itinakda ayon sa aktwal na mga pangangailangan, na nauugnay din sa power supply boltahe ng operational amplifier. Hindi maabot ng pinalakas na signal ang saturation, na makakaapekto sa mga resulta ng huling pagsubok; Pagkatapos, ang isang bias na boltahe ay idinagdag dahil ang signal ng detector ay may positibo at negatibong mga signal, na nabibilang sa mga signal ng AC. Samakatuwid, ang isang bias na boltahe ay inilapat at ang signal ay ipinadala sa multiplier. Ang reference signal ng multiplier ay gumagamit ng crystal oscillator output signal na binanggit sa itaas para sa differential frequency processing. Ang huling output signal ng multiplier ay ipinapadala sa low-pass na filter. Ang cutoff frequency ng low-pass na filter ay depende sa mga aktwal na pangangailangan. Ang output signal ng low-pass filter ay ipinadala sa 555 timer, na na-convert sa isang pulse signal. Ang signal ng pulso ay ipinadala sa microcontroller para sa pagproseso. Gamit ang input capture function ng microcontroller, ang resulta ng pagkilala ng microcontroller ay na-calibrate sa aktwal na halaga ng daloy, at isang serye ng mga operasyon ng conversion ay isinasagawa upang makuha ang nais na halaga ng daloy. Sa huling yugto, maaaring magdagdag ng 4-20mA current. Output, mas angkop para sa long-distance transmission. Ipinapakita ng sumusunod na diagram ang driving circuit at amplification circuit, ayon sa pagkakabanggit.