曾踩坑無數(shù)的多普勒超聲波流量計設(shè)計，如此簡單就被解決了？

時間：2021-01-06 09:54:11

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[導(dǎo)讀]多普勒超聲波流量計是利用多普勒頻移原理來測量液體流速的。因此多普勒超聲波流量計正適合測量含固體顆?；驓馀莸牧黧w，不適合測量純凈水。目前正在做一個多普勒超聲波流量計，將過程寫在這里，以此謹(jǐn)記其中的坎坷。

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多普勒超聲波流量計是利用多普勒頻移原理來測量液體流速的。因此多普勒超聲波流量計正適合測量含固體顆?；驓馀莸牧黧w，不適合測量純凈水。目前正在做一個多普勒超聲波流量計，將過程寫在這里，以此謹(jǐn)記其中的坎坷：

首先，超聲波流量計需要兩個超聲波探頭，一個用來發(fā)射信號，另外一路用來接收信號，那么電路就分為兩個部分：一個是用在發(fā)射探頭的驅(qū)動信號，另外一個用在接收信號的的處理部分；

首先是驅(qū)動電路：首先是利用晶振產(chǎn)生方波信號，然后將該方波信號利用運放電路搭建移相器，然后經(jīng)過運放電路將兩路信號放大，以此作為驅(qū)動信號驅(qū)動探頭，最終調(diào)試的驅(qū)動信號如下圖所示：

此處的注意點就是，驅(qū)動信號的幅值和峰峰值不能太小，一般建議大于5V即可。

上述部分一共分為3個電路，一個是運放搭建的移相電路，另外一個就是跟隨器，提高帶負(fù)載能力，最后一個就是信號放大電路。將上述信號驅(qū)動探頭，可以成功驅(qū)動。

第二部分就是接收信號的處理部分，類似于探測器信號的處理，首先將信號進(jìn)行隔離處理，隔離的目的就是為了后端信號不影響前邊的探測器信號，隔離完之后，將信號送給帶通濾波器，帶通濾波器的中心頻率和品質(zhì)因數(shù)自己要設(shè)計好，中心頻率根據(jù)探頭的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，探頭不一樣，中心頻率不一樣。帶通濾波器的輸出信號，送給信號放大器，一般放大倍數(shù)根據(jù)實際需要設(shè)定，當(dāng)然也跟運算放大器的供電電壓有關(guān)，不能讓放大的信號達(dá)到飽和，這樣會影響最終的測試結(jié)果；然后再加上偏置電壓，因為探測器信號有正有負(fù)，屬于交流信號，所以要加偏置電壓，然后將信號在送給乘法器，乘法器的參考信號采用上邊提到的晶振輸出信號，做差頻處理，最終乘法器輸出信號送給低通濾波器，低通濾波器的截止頻率去取決于實際需要，低通濾波器的輸出信號送給555定時器，將其轉(zhuǎn)換為脈沖信號，脈沖信號送給單片機(jī)做處理，利用單片機(jī)的輸入捕獲功能，將單片機(jī)的識別結(jié)果與實際流量值做校準(zhǔn)，進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)換操作，最終將得到我們想要的流量值，后期可以加上4-20mA的電流輸出，更適合于遠(yuǎn)距離傳輸。下圖分別為驅(qū)動電路和放大電路。