多普勒超聲波流量計(jì)

    顧名思義，多普勒超聲波流量計(jì)是利用多普勒效應(yīng)而產(chǎn)生的一種測(cè)流裝置。現(xiàn)今，它已是一種測(cè)量工業(yè)用水、污水流量的重要儀表，見(jiàn)表4.3。實(shí)際應(yīng)用有便攜式、固定式。超聲波換能器多為非侵人式的。測(cè)量管徑12~5000mm；精確度在±1%~±5%。與時(shí)差法相比要低得多，甚至一些產(chǎn)品僅給出重復(fù)性，±0.5%~±1%，而沒(méi)有精確度指標(biāo)。

工作原理

多普勒超聲波流量計(jì)的工作原理如圖4.15所示。發(fā)射換能器T輻射一定頻率的超聲波，從流動(dòng)著液體內(nèi)的氣泡和固體顆粒上產(chǎn)生的散射波被接收換能器R所接收，其頻率變化與粒子（或氣泡）的移動(dòng)速度成正比。多普勒頻移fd和流速v的關(guān)系如下式所示

若將發(fā)射頻率取得高些，如3MHz左右，對(duì)于所需要測(cè)量的流速，就能得到足夠的分辨率fd。當(dāng)把多普勒效應(yīng)用于超聲波測(cè)流時(shí)，可用如圖4.16所示來(lái)說(shuō)明。把換能器T、R分別設(shè)置在與液體流動(dòng)方向垂直的y軸上，并且對(duì)原點(diǎn)o來(lái)說(shuō)是對(duì)稱的位置上。設(shè)置換能器T、R的指向方向與x軸的夾角分別為θ。那么，接收到的頻率fr為