超聲波多普勒流量計的檢測原理 

       多普勒流量計

     流量監(jiān)控是制造過程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一。 流量監(jiān)測的準(zhǔn)確性直接影響現(xiàn)場過程能否高效運行。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各種原理的流量計數(shù)量增多，測量精度不斷提高。 基于超聲波信號的檢測方法逐漸演變?yōu)榱髁繖z測技術(shù)的一個重要發(fā)展方向。 在眾多超聲波流量檢測技術(shù)中，超聲波多普勒流量計脫穎而出。 其優(yōu)點：整個系統(tǒng)無運動部件，安裝拆卸方便，不影響現(xiàn)場工藝流程。 使用時不受管徑限制，應(yīng)用范圍廣。

  超聲波多普勒流量計

        一對超聲波換能器對稱安裝在管道外側(cè)。 換能器與管道的夾角為θ1和θ2。 通常，θ1=θ2=45°。 在檢測過程中，用于發(fā)射的發(fā)射器不斷發(fā)射固定頻率的超聲波信號。 當(dāng)超聲波信號進(jìn)入管道中的流體介質(zhì)時，會產(chǎn)生大量反射和部分折射的信號波，接收換能器會接收到大量的反射信號波。 通過將接收換能器接收到的超聲回波信號的頻率與發(fā)射換能器發(fā)射的固定頻率進(jìn)行比較，得到多普勒頻移，從而實現(xiàn)對流體流動的檢測。

       系統(tǒng)主要由電源模塊、MK60主控模塊、信號處理模塊、人機(jī)交互模塊和通訊輸出模塊組成。 本設(shè)計選用ARM核MK60系列單片機(jī)作為主控模塊CPU，實現(xiàn)模塊間的通信和檢測數(shù)據(jù)的處理。 正文主要介紹信號處理模塊。 該模塊主要包括超聲信號的發(fā)射和接收以及超聲回波信號的濾波和放大。

      超聲波多普勒流量計使用的發(fā)射和接收換能器的中心頻率為1MHz。  MK60主控模塊通過控制發(fā)射電路驅(qū)動超聲波換能器發(fā)射1MHz連續(xù)方波信號。 連續(xù)方波信號從管道中的被測介質(zhì)反射到超聲波接收換能器，最后將處理后的頻移信號返回給主控制模塊進(jìn)行后續(xù)的流量和流量計算。