大禹的超声波多普勒流速仪工作原理 - 声学多普勒流速仪

/ Y1 F" N" O* Y+ a# ~( M6 X

　　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。

$ u1 m6 n$ y$ E) v

　　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：

1 a' i- q. J3 n6 _5 v

超声波多普勒流速仪

% R8 ^6 p2 N4 o2 I

9 C. K8 ~3 W' `) j* q" @

　　※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。

3 }/ W( e8 F: `- v: Z- @3 C/ `3 @

超声波多普勒流速仪

# `6 m, F6 ~- P0 F, C& c4 C

6 O0 p& Q9 }( S, M6 J: @% L+ P$ 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)

" d9 ]8 D* ]. _+ C

　　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;

% S& |; s" n4 Q9 z# p

　　测点特点：流体速度极慢，其他流速仪、流量计无法准确测量;

: u6 \- `, n8 [6 f, Q* i: i' D/ C! q

　　选择产品：小型超声波多普勒流速流量仪测量低流速环境。

* H+ _3 R& y3 O2 p M

超声波多普勒流速仪

. @' |* ~: N* {: _

　　大致存在问题如下：

p) c, C8 O D4 y( t, e

　　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)

* P+ q- K3 Q0 \4 h8 [7 Z: Q

+ M! I% K& b ^% J( Y' R# l% G

超声波多普勒流速仪

6 N2 V- S: H+ @5 w

　　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)

超声波多普勒流速仪

9 V7 l( {, W* k. f4 Z9 l& Z3 e

　　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)

# ^6 j' S. T/ w! |

S+ A5 X5 o. v+ U6 w1 U

超声波多普勒流速仪

. |) ?$ b4 k$ b& [0 P

　　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)

* M. s9 |* j! P% g, l0 i: G U

超声波多普勒流速仪

　　3、安装设置校准：

: U0 S; x2 N$ I0 }9 x% `3 j

　　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)

0 @: S9 ^! _* t8 C2 m! q9 b

超声波多普勒流速仪

' ~& {! B/ M2 l, E

- o3 @# C7 U' w) Z5 m8 S( x& r

　　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)

超声波多普勒流速仪

( i1 B1 Y4 ?' C: u5 a3 Q9 G

# V) v+ g: ]% }' @) I3 w& ]4 u % |& w) P6 K: i/ w9 g