超聲波多普勒流量計(jì)的檢測(cè)原理 

       多普勒流量計(jì)

     流量監(jiān)控是制造過(guò)程中不可或缺的重要環(huán)節(jié)之一。 流量監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性直接影響現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程能否高效運(yùn)行。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，各種原理的流量計(jì)數(shù)量增多，測(cè)量精度不斷提高。 基于超聲波信號(hào)的檢測(cè)方法逐漸演變?yōu)榱髁繖z測(cè)技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。 在眾多超聲波流量檢測(cè)技術(shù)中，超聲波多普勒流量計(jì)脫穎而出。 其優(yōu)點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，安裝拆卸方便，不影響現(xiàn)場(chǎng)工藝流程。 使用時(shí)不受管徑限制，應(yīng)用范圍廣。

  超聲波多普勒流量計(jì)

        一對(duì)超聲波換能器對(duì)稱(chēng)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(cè)過(guò)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(hào)。 當(dāng)超聲波信號(hào)進(jìn)入管道中的流體介質(zhì)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量反射和部分折射的信號(hào)波，接收換能器會(huì)接收到大量的反射信號(hào)波。 通過(guò)將接收換能器接收到的超聲回波信號(hào)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(shí)現(xiàn)對(duì)流體流動(dòng)的檢測(cè)。

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

      超聲波多普勒流量計(jì)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(guò)控制發(fā)射電路驅(qū)動(dòng)超聲波換能器發(fā)射1MHz連續(xù)方波信號(hào)。 連續(xù)方波信號(hào)從管道中的被測(cè)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(hào)返回給主控制模塊進(jìn)行后續(xù)的流量和流量計(jì)算。