Che cos'è un misuratore di portata Doppler?

Un misuratore di portata Doppler è un tipo di misuratore di portata ad ultrasuoni. Questi dispositivi usano un principio scientifico chiamato effetto Doppler per misurare il flusso volumetrico attraverso un tubo. Funziona in modo tale che il flussometro Doppler sia bloccato all'esterno del tubo, in modo da non interrompere il flusso, come richiesto per altri tipi di flussometro.

I misuratori di portata Doppler utilizzano la frequenza di un raggio ultrasonico per determinare la portata di un liquido. Questa misurazione è possibile grazie all'effetto Doppler, scoperto dallo scienziato austriaco Christian Johann Doppler all'inizio del 1800. In sostanza, l'effetto Doppler afferma che la frequenza delle onde sonore varia a seconda del movimento del ricevitore del suono o della sorgente del suono rispetto al mezzo in cui il suono viaggia. In questo caso, il mezzo che l'onda viaggia in è il liquido che scorre attraverso il tubo.

Affinché un flussometro Doppler funzioni correttamente, il liquido deve contenere particelle o bolle, quindi uno funziona bene per liquidi sporchi ma non è molto efficace per acqua pulita. Il misuratore di portata trasmette un segnale ad ultrasuoni e il segnale viene riflesso dalle particelle e dalle bolle, causando lo spostamento della frequenza del segnale. Questo spostamento di frequenza è ciò che viene misurato dal misuratore di portata.

Un misuratore di portata Doppler converte lo spostamento di frequenza misurato in una portata volumetrica. La velocità del flusso nel tubo viene calcolata utilizzando lo spostamento di frequenza, la frequenza originale del segnale ultrasonico, la velocità del suono attraverso il materiale del trasmettitore e il seno dell'angolo in cui il segnale è entrato nel liquido. Una volta che la velocità è nota, la portata volumetrica può essere facilmente calcolata moltiplicando la velocità per l'area del tubo.

I flussometri Doppler possono avere uno o due sensori. Entrambi i tipi contengono sia un trasmettitore che un ricevitore, ma in un flussometro Doppler a un sensore sono contenuti in un sensore. Le particelle riflettenti nel liquido riflettono il segnale trasmesso al ricevitore. In un flussimetro a due sensori, il trasmettitore e il ricevitore sono fissati ai lati opposti del tubo.

I flussometri Doppler possono essere una buona opzione di monitoraggio perché non disturbano il flusso e richiedono poca manutenzione. Inoltre, possono effettuare misurazioni del flusso rapide e accurate su molti tipi di liquidi in una varietà di condizioni di temperatura e flusso. D'altra parte, il liquido deve contenere bolle o particelle affinché il misuratore funzioni correttamente e tubi rivestiti o in acciaio inossidabile possono interferire con il segnale del trasmettitore, diminuendo l'accuratezza delle misurazioni.