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  行业资讯
多普勒超声波流量计的测量以物理学中的多普勒为基础
2012-3-27 14:33:51

  多普勒超声波流量计的测量原别是以物理学中的多普勒效应为基础的。根据声学多普勒效应,当声源和观察者之间有相对运动时,观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比.

     在多普勒超声波流量计测量方法中,超声波发射器为一固定声源,随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用,当然它仅仅是把入射到固体 颗粒上的超声波反射回接收据.发射声波与接收声波之间的频率差,就是由于流体中固体颗粒运动而产少的声波多普勒频移.由于这个频率差正比于流体流速,所以 测量频差可以求得流速.进而可以得到流体的流量.因此,超声波多普勒流量测量的一个必要的条件是:被测流体介质应是含有一定数量能反射声波的固体粒子或气泡等的两相介质.这个工作条件实际上也是它的一大 优点,即这种流量测量方法适宜于对两相流的测量,这是其它流量计难以解决的问题.因此,作为一种极有前途的两相流测量方法和流量计,超声波多普勒流量测量 方法目前正日益得到应用.


多普勒超声波流量计采用声学多普勒原理丈量液体流量,即可丈量多相流(污浊的液体,如市政污水、产业废水、原油、油水混合物、泥浆、矿浆、纸浆、果汁等),又可丈量单相流(较纯净的液体,如自来水、江河原水、海水、化工液体等),应用范围较为广泛。 丈量多相流时,因液体中含有气泡、固体颗粒、悬浮物质等反射粒子,多普勒信号是较窄频带的流速,当它是一确定的均匀值时(足够的直管段可确保其流速分布较稳定),可以获得较高的丈量正确度。丈量单相流时,液体含有的反射粒子较少,这时与丈量多相流时多普勒信号相比,则有较大的不同。  通常,清洁的液体流通弯头、三通、半开阀时,流速分布湍急而紊乱,称为紊流状态;通过直管段时,流速趋于稳定。这样从湍急到稳定的活动过程中天生界面,此界面被称为压力界面或剪断波界面。在弯头、三通、半开阀等四周(1~2倍管道内径的长度),这个界面的速度是不稳定的。当离开弯头、三通、半开阀等(4~5倍管道内径的长度)时,界面流速与流体的均匀流速基本相同。当离开10倍以上管道内径的长度时,这个界面消失,成为流态稳定的流速分布。 丈量单相流时,可将丈量点选在4~5倍管道内径的长度位置上,此时,压力界面可以获取多普勒信号。但这个信号较弱,频带较宽,有必要制作特殊的频谱分析电路、增幅运算电路,即可保证多普勒超声波流量计丈量单相流时的丈量精度。