大禹的超声波多普勒流速仪工作原理 - 声学多普勒流速仪

4 ^( `/ _; }7 L. o1 @$ ?

　　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。

; e0 ^/ r3 r* Z- x0 k! O

　　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。

0 b. ^! B' S! h. w. j

　　小型多普勒流速仪的分类：

$ P+ n2 n7 _% _7 h& Z- o X

9 E3 `9 C# A2 ]8 v# |) Z. O

超声波多普勒流速仪

# T+ S8 s; c3 x+ B/ p

　　※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。

5 B. r5 P; E/ g4 N6 G( [

超声波多普勒流速仪

) g4 o; N3 {- _6 h `6 v

超声波多普勒流速仪

$ E" u7 D7 s) Y. O% _7 o% x

　　实例分析

6 [! a. p% D* l4 ^' p+ 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;

　　测点特点：流体速度极慢，其他流速仪、流量计无法准确测量;

6 W1 b: N8 U- i* |4 c4 R$ f

　　选择产品：小型超声波多普勒流速流量仪测量低流速环境。

2 y1 T4 F" ~) [! ]. w# N

超声波多普勒流速仪

& w) c+ i$ ~1 [: Y7 {- b; H9 n

　　大致存在问题如下：

0 u+ o6 I# d; I4 }+ R

　　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)

& K& j) J0 k9 o6 c

' l' j; D: y, E/ R4 m0 a4 l( C% p

超声波多普勒流速仪

' {# q1 }/ Y: E+ E3 u$ j- ]; T0 I

　　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)

7 Y8 P/ G" S- ^' z

超声波多普勒流速仪

. l& P# I+ j/ P, I' E0 l' N# d- F) K

　　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)

, }$ c; K1 q$ N$ T

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)

超声波多普勒流速仪

6 T8 g$ ^+ w# X% B8 d

　　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)

, K: E7 }+ I2 l1 b! i

超声波多普勒流速仪

+ j3 h6 ?4 L; F6 j3 l

　　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

! h; w$ Q) R& m: X& `

. b+ [' a- M. p8 y+ i3 @1 f; A # V. n$ _" I6 G) Y. z5 d* T