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普勒超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì),如此簡(jiǎn)單就被解決了?
發(fā)布時(shí)間:2025-05-15 瀏覽:1467次


多普勒超聲波流量計(jì)是利用多普勒頻移原理來測(cè)量液體流速的。因此多普勒超聲波流量計(jì)正適合測(cè)量含固體顆粒或氣泡的流體,不適合測(cè)量純凈水。

目前正在做一個(gè)多普勒超聲波流量計(jì),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(jì)需要兩個(gè)超聲波探頭,一個(gè)用來發(fā)射信號(hào),另外一路用來接收信號(hào),那么電路就分為兩個(gè)部分:一個(gè)是用在發(fā)射探頭的驅(qū)動(dòng)信號(hào),另外一個(gè)用在接收信號(hào)的的處理部分;

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

此處的注意點(diǎn)就是,驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(gè)電路,一個(gè)是運(yùn)放搭建的移相電路,另外一個(gè)就是跟隨器,提高帶負(fù)載能力,最后一個(gè)就是信號(hào)放大電路。將上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)探頭,可以成功驅(qū)動(dòng)。

第二部分就是接收信號(hào)的處理部分,類似于探測(cè)器信號(hào)的處理,首先將信號(hào)進(jìn)行隔離處理,隔離的目的就是為了后端信號(hào)不影響前邊的探測(cè)器信號(hào),隔離完之后,將信號(hào)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(jì)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(hào),送給信號(hào)放大器,一般放大倍數(shù)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定,當(dāng)然也跟運(yùn)算放大器的供電電壓有關(guān),不能讓放大的信號(hào)達(dá)到飽和,這樣會(huì)影響最終的測(cè)試結(jié)果;然后再加上偏置電壓,因?yàn)樘綔y(cè)器信號(hào)有正有負(fù),屬于交流信號(hào),所以要加偏置電壓,然后將信號(hào)在送給乘法器,乘法器的參考信號(hào)采用上邊提到的晶振輸出信號(hào),做差頻處理,最終乘法器輸出信號(hào)送給低通濾波器,低通濾波器的截止頻率去取決于實(shí)際需要,低通濾波器的輸出信號(hào)送給555定時(shí)器,將其轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào),脈沖信號(hào)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(shí)別結(jié)果與實(shí)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(dòng)電路和放大電路。

超聲波流量計(jì)


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