大禹的超声波多普勒流速仪工作原理 - 声学多普勒流速仪

3 _- `0 A1 v" k+ ]

　　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。

9 F( |8 @; L- y# }

　　小型多普勒流速仪的分类：

0 Y" \. L2 d' k6 l

; c: \) ~# V$ X) n8 D7 R

超声波多普勒流速仪

$ W) X! X& r- }2 }

　　※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。

; g: D" A, X2 |2 o

超声波多普勒流速仪

1 w" ?: |, F& R$ E

超声波多普勒流速仪

　　实例分析

- M: U7 B2 K3 J- u8 [' _( o( ?

　　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;

6 x: E$ o/ N; e

　　测点特点：流体速度极慢，其他流速仪、流量计无法准确测量;

$ U2 q2 w0 X3 M0 J! c0 {

　　选择产品：小型超声波多普勒流速流量仪测量低流速环境。

' {4 K9 [: I' t E# f a" q

超声波多普勒流速仪

! d4 B) {' |: y# p

9 a( O+ }0 ?& k2 _+ Z

　　大致存在问题如下：

8 U7 R5 R2 F1 l5 c& O! H9 {

　　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)

& T8 N) x; J, i" j+ G i+ {! P

超声波多普勒流速仪

' Z5 S) I7 C* n$ b% ~; H& l9 Z1 H/ a

　　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

. f M! ]: |' p; t% z

　　问题处理方式：

* J) }8 o6 R) B% e

　　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)

: \" e, M4 \' ^$ `* t* L

超声波多普勒流速仪

　　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)

3 I# S1 o6 B Z$ r

超声波多普勒流速仪

' d5 e7 M: s/ H

- o0 l+ Z9 j, I: l9 L

　　3、安装设置校准：

+ d" _4 O: A: q7 Z* }, O& b3 S

　　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 C7 p" c1 v* m% g

超声波多普勒流速仪

% m" f9 ~- b# D, g3 o/ |6 z8 n

　　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)

+ }- B" Q% @3 j! C

超声波多普勒流速仪

# b }& ~" k) K( W% k8 M* ^ ( T- |' h- r; P- n% ] l