大禹的超声波多普勒流速仪工作原理 - 声学多普勒流速仪

　　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。

　　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：

超声波多普勒流速仪

　　※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。

. c/ S: p2 o+ x0 v9 e

& R& E) i# G- [0 ~6 [' y, n. G0 r) ]

超声波多普勒流速仪

6 K' |9 p9 n% N1 `9 c! q

+ @, G2 E) L G

超声波多普勒流速仪

l' F1 A% R0 v ^4 }5 i3 Y1 V

/ W1 |7 }6 s3 T2 f6 k7 U; F

　　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)

　　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;

　　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

: e$ a) K' s' g1 Q

　　大致存在问题如下：

　　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)

7 r/ f0 g2 l0 {7 I. E) x6 _, r' G4 M; Q1 Q

超声波多普勒流速仪

/ F, p9 ?, `! V, t& w

7 z& j3 q# ]: r5 M9 o1 d

　　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)

& ?! f, {+ Z+ E, u0 y, }6 S

! F+ B2 t+ Y F$ u4 R

超声波多普勒流速仪

5 `! i' ]- u& r1 k6 S

　　问题处理方式：

, ?( B$ y! g1 W2 m7 [! w" n

　　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)

; O- ^ [! d) V! D7 p

6 z3 \, ^$ D, i

超声波多普勒流速仪

# Z# `4 _% h3 X, a- N# t

　　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)

8 Q, _5 j# B5 Q& G- K0 r, m

# N% Z8 ~8 P0 T+ f

超声波多普勒流速仪

　　3、安装设置校准：

6 Z; h t7 U1 E. c. W, ?2 v+ \

　　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)

4 O2 [5 N, F3 Y! ^( m( s4 Q

超声波多普勒流速仪

5 T- `5 }8 C T4 }* J

　　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

. }9 w& e( O0 B! d, \7 f3 W

4 p& l' a2 {: {5 d' m 3 ?$ u9 I; u# o+ w4 D9 v ; c8 d" ^3 o# R7 c: n( X& q 2 E3 ]" p4 L6 z% P @