Doppler ultrasonik akış göstergesinin tasarımı bu kadar basit mi ki çözülmüş sayılabilir?

Doppler ultra sesli akış ölçer, sıvı akış hızını ölçmek için Doppler frekans kayması prensibini kullanan bir cihazdır. Bu nedenle, Doppler ultra sesli akış ölçümü aletleri, katı parçacıklar veya kabarcıklar içeren sıvıları ölçmek için uygundur, ancak saf suyu ölçmek için uygun değildir.

Şu anda bir Doppler ultra sesli akış ölçer üzerinde çalışıyoruz ve süreçleri burada yazarak engelleri unutmamak için not alıyoruz:
Öncelikle, bir ultra sesli akış ölçeri iki ultra sesli proba gerektirir; biri sinyalleri göndermek için, diğeri ise sinyalleri almak için. Bu nedenle, devre ikiye bölünür: biri probun sürüş sinyalini göndermek için kullanılır, diğeri ise alınan sinyali işlemek için kullanılır;
Öncelikle, sürüş devresi var: önce bir kristal osilatörü kullanılarak kare dalga sinyali oluşturulur ve ardından bu kare dalga sinyali, bir operasyonel放大器 devresi kullanılarak faz kaydırıcı oluşturmak için kullanılır. Daha sonra, iki sinyal de operasyonel放大器 devresi aracılığıyla büyütmeye alınır ve bu da sondayı çalıştırmak için kullanılan sürüş sinyali olarak işlev görür. Nihai ayarlanmış sürüş sinyali aşağıdaki şekilde gösterilmiştir:

Burada dikkat edilmesi gereken nokta, sürüş sinyalinin genliği ve zirve-zirve değeri çok küçük olmamalıdır ve genellikle 5V'den büyük olması önerilir.
Yukarıdaki bölüm, toplamda üç devreye ayrılmıştır. Birincisi, operasyonel放大器 tarafından oluşturulan faz kaydırma devresidir, ikincisi yükleme kapasitesini artırmak için kullanılan takipçidir ve sonuncusu ise sinyal büyütme devresidir. Yukarıdaki sinyal ile sondayı çalıştırarak, başarıyla hareket ettirebilirsiniz.
İkinci bölüm, alınan sinyalin işlenme bölümüdür ve detektör sinyallerinin işlenmesine benzer. Öncelikle, sinyal, ön taraftaki detektör sinyalini etkilememesi için izole edilir. İzole edildikten sonra, sinyal bir bant geçişi filtresine gönderilir. Bant geçişi filtresinin merkez frekansı ve kalite faktörü kendiniz tarafından tasarlanmalıdır ve merkez frekans, sondajın parametrelerine göre ayarlanmalıdır. Merkez frekans, sondaja bağlı olarak değişir.

Bandgeçirici filtrein çıkışı sinyal amplifikatörüne gönderilir ve genellikle amplifyasyon faktörü gerçek gereklere göre ayarlanır ki bu aynı zamanda operasyonel amplifikatörün güç kaynağı gerilimine bağlıdır. Amplifik edilen sinyal doymaya ulaşmamalıdır, aksi takdirde sonuçtaki test sonuçları etkilenir; Daha sonra bir bias gerilimi eklenir çünkü algılayıcı sinyali pozitif ve negatif sinyallere sahiptir ve bunlar AC sinyallerine aittir. Bu nedenle bir bias gerilimi uygulanır ve sinyal daha sonra çarpana gönderilir. Çarpanın referans sinyali yukarıda bahsedilen kristal salınıcığı çıkış sinyalini kullanır ve frekans farkı işleme için kullanılır. Çarpanın son çıkış sinyali düşük geçiren filtreye gönderilir. Düşük geçiren filtrein kesme frekansı gerçek gereklere bağlı olarak değişir. Düşük geçiren filtrein çıkış sinyali 555 zamanlayıcıya gönderilir ve burada bir pulse sinyala dönüştürülür. Pulse sinyali mikrodenetleyiciye gönderilir ve burada işlenir. Mikrodenetleyicinin giriş yakalama fonksiyonu kullanılarak, mikrodenetleyicinin tanıyıcı sonucu gerçek akış değeri ile kalibrasyon yapılır ve bir dizi dönüşüm işlemi yapılıp istenen akış değeri elde edilir. Sonraki aşamada 4-20mA akımı eklenebilir. Çıkış, uzun mesafe aktarım için daha uygun hale gelir. Aşağıdaki diyagram sırasıyla sürücü devresini ve amplifyasyon devresini göstermektedir.