Hva er en Doppler-strømningsmåler?
En Doppler-strømningsmåler er en type ultralydstrømningsmåler. Disse enhetene bruker et vitenskapelig prinsipp kalt Doppler-effekten for å måle den volumetriske strømmen gjennom et rør. Dette fungerer på en slik måte at Doppler-strømningsmåleren klemmes på utsiden av røret, slik at den ikke forstyrrer strømningen, slik det er nødvendig for andre typer strømningsmåler.
Doppler-strømningsmåler bruker frekvensen til en ultralydstråle for å bestemme strømningen av en væske. Denne målingen er mulig på grunn av Doppler-effekten, oppdaget av den østerrikske forskeren Christian Johann Doppler på begynnelsen av 1800-tallet. I hovedsak sier Doppler-effekten at frekvensen av lydbølger varierer avhengig av bevegelsen til mottakeren av lyden, eller kilden til lyden i forhold til mediet som lyden beveger seg i. I dette tilfellet er mediet som bølgen reiser i er væsken som strømmer gjennom røret.
For at en Doppler-strømningsmåler skal fungere ordentlig, må væsken inneholde partikler eller bobler, så en fungerer bra for skitne væsker, men er lite effektiv for rent vann. Strømmåleren sender et ultralydsignal, og signalet reflekteres av partiklene og boblene, noe som får frekvensen til signalet til å skifte. Dette frekvensskiftet er det som måles av strømningsmåleren.
En Doppler-strømningsmåler konverterer det målte frekvensskiftet til en volumetrisk strømningshastighet. Hastigheten til strømmen i røret beregnes ved å bruke frekvensforskyvningen, den opprinnelige frekvensen til ultralydsignalet, lydhastigheten gjennom sendermaterialet og sinusen til vinkelen som signalet kom inn i væsken. Når hastigheten er kjent, kan den volumetriske strømningshastigheten lett beregnes ved å multiplisere hastigheten med rørets område.
Doppler-strømningsmåler kan ha en eller to sensorer. Begge typene inneholder både en sender og en mottaker, men i en Doppler-strømningsmåler med en sensor er de inneholdt i en sensor. Refleksive partikler i væsken reflekterer det sendte signalet tilbake til mottakeren. I en to-sensor strømningsmåler klemmes senderen og mottakeren til motsatte sider av røret.
Doppler-strømningsmåler kan være et godt overvåkingsalternativ fordi de ikke forstyrrer strømmen og krever lite vedlikehold. I tillegg kan de gjøre raske og nøyaktige strømningsmålinger på mange typer væsker under en rekke temperatur- og strømningsforhold. På den annen side må væsken inneholde bobler eller partikler for at måleren skal fungere ordentlig, og forede eller rustfrie stålrør kan forstyrre sendersignalet, noe som reduserer målingens nøyaktighet.