大禹的超声波多普勒流速仪工作原理 - 声学多普勒流速仪

/ r1 u9 _5 H7 H* I

　　超声波多普勒流速仪测量原理：超声波多普勒流速仪测量基于多普勒效应，探头斜向上(或向前)发出一束超声波，超声波在流体中传播，流体中会含有气泡或者颗粒等杂质(可以认为流体中的杂质和水流的速度一致)，当超声波接触到流体中的杂质时会使反射的超声波产生多普勒频移Δf， 多普勒频移Δf正比于流速。通过测量多普勒频移Δf 即可测量出流体的流速。

3 Y! B5 {" b2 J8 t! y; M9 s

　　产品特点：以超声波探测流速，测量点在探头的前方，不破坏流场，具有测量精度高，量程宽，可测弱流也可测强流，分辨率高，响应速度快。同时嵌入压力传感器和温度传感器，可测量水深和水温，并通过 RS485 上传流速、水位、温度。

　　小型超声波多普勒流量计：是基于流速仪检测的流速、水位信息，根据断面的截面积计算一秒钟的瞬时流量，再累加获得累计流量。

　　小型多普勒流速仪的分类：

8 \- z# @* L! l7 l& n2 O0 y

超声波多普勒流速仪

3 N+ x0 T; l w" b: u7 x

X2 z, @1 R$ R' N* i3 b

　　※Z 型最低水位要求：由于超声波多普勒流速仪的仰角为 0°，需要满足传感器底部往上5cm 的水位高度即可测量，必须保证传感器正前方至少 2m 长度的直线段，0.7米内无任何障碍物。

2 u q- k/ O5 }, E( \4 |6 W8 n

超声波多普勒流速仪

0 O# ~! r0 F) f4 l2 ?. o, L

超声波多普勒流速仪

　　实例分析

　　检测点位：正规矩形渠道，渠道宽度为0.6米;(见图1-1)

! n, g" Q& l* r6 B; h

　　测量目标：通过测量矩形渠道中流体的流速及水位计算流量;

7 L2 ?* i% H# E5 `: y9 _# l0 J

　　测点特点：流体速度极慢，其他流速仪、流量计无法准确测量;

　　选择产品：小型超声波多普勒流速流量仪测量低流速环境。

超声波多普勒流速仪

z' Q$ a3 B/ H/ c) A( T l

　　大致存在问题如下：

4 S8 V) M0 [5 R f9 G

　　1、因小型多普勒流速仪出厂设置剔除低流速计量，当流速低于0.03m/s时，流量变送器不计量;(如图1-2)

4 n0 [1 O$ W: ^; m" _, K

超声波多普勒流速仪

7 ]) c2 t! o, F& H/ ]

　　2、流速仪安装需避开泥层，流速传感器正前方0.7米内无任何障碍物遮挡;(如图1-3)

) c% T7 l2 f: r1 J, `2 a

超声波多普勒流速仪

0 r; | n% p1 S2 M

; X4 N2 {' A6 {

　　问题处理方式：

　　1、流速仪固定安装支架加高，以完全避开淤泥层为准;清理测点前3米，后2米淤泥层及石块。(如图1-4)

超声波多普勒流速仪

I/ V/ s$ U( _ w! f

　　2、通过软件连机多普勒流速仪，解除低流速锁定值，使得0.01~0.03m/s均可测量。(如图1-5)

! w9 k8 M; E% ]

7 A. W$ `2 X; X" t

超声波多普勒流速仪

8 y5 l, B2 I8 v

* B+ @: `% a6 J- O- t

　　3、安装设置校准：

　　多普勒流速仪固定于支架上测量，压力水位传感器距离水底有一定距离，此时需要测量压力水位传感器的位置到水底的高度，校正流量变送器参数设置。(见图1-6)

/ [ V- i+ F' A# d3 ~

2 H: k3 u9 p9 L+ O* u* I

超声波多普勒流速仪

& T; |2 j' k1 y+ C

　　通过对流道清理，设备安装支架调整，设备低流速限制解除，水位校正等一系列的操作，超声波多普勒流量计计量准确，数据稳定无误，达到测量目标。(如图1-7)

" j" v3 z0 J# w1 C* h

超声波多普勒流速仪

; G, e( y, v, p

8 N; K! h5 Q3 R2 o. Y % t8 \& c$ a& t$ Q$ j - K6 t( F& I% c4 @1 Y0 J% B