O design do fluxômetro ultrassônico Doppler é tão simples que já foi resolvido?

O medidor de fluxo ultrassônico Doppler é um dispositivo que utiliza o princípio do deslocamento de frequência Doppler para medir a velocidade do fluxo líquido. Portanto, os medidores de fluxo ultrassônicos Doppler são adequados para medir fluidos contendo partículas sólidas ou bolhas, mas não para medir água pura.

Atualmente estamos trabalhando em um medidor de fluxo ultrassônico Doppler e anotando o processo aqui para lembrar dos obstáculos:
Primeiramente, um medidor de fluxo ultrasônico requer dois transdutores ultrasônicos, um para transmitir sinais e o outro para receber sinais. Portanto, o circuito é dividido em duas partes: uma é usada para transmitir o sinal de condução do transdutor, e a outra é usada para processar o sinal recebido;
Primeiramente, há o circuito de condução: primeiro, um oscilador cristal é usado para gerar um sinal de onda quadrada, e então o sinal de onda quadrada é usado para construir um deslocador de fase utilizando um circuito de amplificador operacional. Em seguida, os dois sinais são amplificados através do circuito de amplificador operacional como o sinal de condução para impulsionar o transdutor. O sinal de condução final depurado está mostrado na figura a seguir:

O ponto a ser observado aqui é que a amplitude e o valor pico a pico do sinal de condução não podem ser muito pequenos, e geralmente recomenda-se que seja maior que 5V.
A parte acima é dividida em três circuitos no total. Um é o circuito de deslocamento de fase construído pelo amplificador operacional, outro é o seguidor para melhorar a capacidade de carga, e o último é o circuito de amplificação de sinal. Ao impulsionar o sonda com o sinal acima, ela pode ser impulsionada com sucesso.
A segunda parte é a parte de processamento do sinal recebido, semelhante ao processamento dos sinais do detector. Primeiramente, o sinal é isolado para garantir que o sinal traseiro não afete o sinal do detector frontal. Após o isolamento, o sinal é enviado para um filtro passa-faixa. A frequência central e o fator de qualidade do filtro passa-faixa devem ser projetados por conta própria, e a frequência central deve ser definida com base nos parâmetros da sonda. A frequência central varia dependendo da sonda.

O sinal de saída do filtro de passagem de banda é enviado para o amplificador de sinal e o fator de amplificação é geralmente definido de acordo com as necessidades reais, o que também está relacionado à tensão de alimentação do amplificador operacional. O sinal amplificado não pode atingir a saturação, o que afetará os resultados finais do teste; Em seguida, uma tensão de viés é adicionada porque o sinal do detector tem sinais positivos e negativos, que pertencem aos sinais AC. Portanto, uma tensão de desvio é aplicada e o sinal é enviado para o multiplicador. O sinal de referência do multiplicador utiliza o sinal de saída do oscilador de cristal mencionado acima para processamento de frequência diferencial. O sinal de saída final do multiplicador é enviado para o filtro de passagem baixa. A frequência de corte do filtro de passagem baixa depende das necessidades reais. O sinal de saída do filtro de passagem baixa é enviado para o temporizador 555, que é convertido num sinal de pulso. O sinal de pulso é enviado para o microcontrolador para processamento. Utilizando a função de captura de entrada do microcontrolador, o resultado de reconhecimento do microcontrolador é calibrado com o valor de fluxo real e uma série de operações de conversão são realizadas para obter o valor de fluxo desejado. Na fase posterior, uma corrente de 4-20mA pode ser adicionada. Saída, mais adequada para transmissão de longa distância. O diagrama seguinte mostra o circuito de condução e o circuito de amplificação, respectivamente.