Што такое эфект Доплера ў ультрагукавым расходомеры?

Эфект Доплера ў ультрагукавым расходомеры — гэта з'ява, пры якой частата ультрагукавога сігналу змяняецца з-за руху часціц або вадкасці ў трубе. Гэта змяненне частаты выкарыстоўваецца для вызначэння хуткасці вадкасці, і па гэтым даным можна разлічыць хуткасць патоку.

Прынцып працы эфекту Доплера ў ультрагукавых расходомерах:

Ультрагукавы расходомер, які выкарыстоўвае эфект Доплера, працуе наступным чынам:

Перадача ультрагукавых хваль: расходомер перадае ультрагукавую хвалю ў вадкасць праз пераўтваральнік.

Адлюстраванне ад часціц: У многіх выпадках вадкасць не чыстая, а змяшчае ўзважаныя часціцы, бурбалкі або іншыя неаднароднасці. Калі ультрагукавыя хвалі трапляюць у гэтыя рухомыя часціцы або бурбалкі, яны адлюстроўваюцца назад да пераўтваральніка.

Зрух частаты: Рух часціц прыводзіць да зруху частаты адлюстраванай ультрагукавой хвалі:

Калі паток вадкасці рухаецца да пераўтваральніка, адлюстраваная частата будзе вышэйшай (станоўчы доплераўскі зрух).

Калі паток вадкасці аддаляецца ад пераўтваральніка, адлюстраваная частата будзе ніжэйшай (адмоўны доплераўскі зрух).

Разлік зруху частаты: Велічыня зруху частаты прама прапарцыйная хуткасці вадкасці. Чым хутчэй рухаецца вадкасць, тым большы зрух частаты.

Разлік хуткасці патоку: Вымяраючы доплераўскі зрух і ведаючы ўласцівасці вадкасці і геаметрыю трубы, расходомер можа вылічыць хуткасць вадкасці. Хуткасць патоку можна атрымаць, памнажаючы хуткасць вадкасці на плошчу папярочнага сячэння трубы.

Фактары, якія ўплываюць наЭфект Доплера ў ультрагукавых расходомерах:

Канцэнтрацыя часціц: Эфект Доплера заснаваны на наяўнасці часціц (або бурбалак) у вадкасці. Калі вадкасць вельмі чыстая або не ўтрымлівае завіслых цвёрдых рэчываў, ультрагукавыя хвалі могуць не адлюстроўвацца належным чынам, што прывядзе да недакладных або памылковых вымярэнняў.

Памер часціц: Больш буйныя часціцы або бурбалкі больш эфектыўна адлюстроўваюць ультрагукавыя хвалі, што спрашчае выяўленне доплераўскага зрушэння. Меншыя часціцы могуць не ствараць дастаткова моцнага адлюстравання, каб сістэма магла іх выявіць.

Профіль патоку: Профіль патоку (турбулентны або ламінарны) можа паўплываць на дакладнасць доплераўскіх вымярэнняў. Як правіла, доплераўскія вымяральнікі лепш падыходзяць для турбулентных патокаў, дзе часціцы рухаюцца выпадковым, хаатычным чынам.

Уласцівасці вадкасці: Хуткасць гуку ў вадкасці ўплывае на доплераўскі зрух. Прыбор можа патрабаваць каліброўкі для пэўных тыпаў вадкасцей, бо хуткасць гуку змяняецца ў залежнасці ад шчыльнасці, тэмпературы і складу вадкасці.

ТыпыДоплераўскія ультрагукавыя расходомеры:

Доплераўскія расходомеры з накладкаміГэтыя вымяральнікі не патрабуюць разразання ў трубе. Яны мацуюцца да вонкавага боку трубы і вымяраюць зрух частаты ультрагукавых хваль пры іх праходжанні праз вадкасць.

Убудаваныя доплераўскія расходомерыГэтыя лічыльнікі ўсталёўваюцца непасрэдна ў трубаправод, дзе ультрагукавыя датчыкі перадаюць і прымаюць гукавыя хвалі знутры вадкасці.