Co to jest przepływomierz dopplerowski?

Przepływomierz Dopplera jest rodzajem przepływomierza ultradźwiękowego. Urządzenia te wykorzystują naukową zasadę zwaną efektem Dopplera do pomiaru przepływu objętościowego przez rurę. Działa to w taki sposób, że przepływomierz Dopplera jest zaciśnięty na zewnętrznej stronie rury, aby nie zakłócał przepływu, jak jest to wymagane w przypadku innych rodzajów przepływomierzy.

Przepływomierze dopplerowskie wykorzystują częstotliwość wiązki ultradźwiękowej do określania prędkości przepływu cieczy. Pomiar ten jest możliwy dzięki efektowi Dopplera odkrytemu przez austriackiego naukowca Christiana Johanna Dopplera na początku 1800 roku. Zasadniczo efekt Dopplera stwierdza, że ​​częstotliwość fal dźwiękowych zmienia się w zależności od ruchu odbiornika dźwięku lub źródła dźwięku w stosunku do medium, w którym dźwięk się przemieszcza. W tym przypadku, medium, którym podróżuje fala w to ciecz przepływająca przez rurę.

Aby przepływomierz Dopplera działał poprawnie, ciecz musi zawierać cząsteczki lub pęcherzyki, więc dobrze działa w przypadku brudnych cieczy, ale nie jest bardzo skuteczna w przypadku czystej wody. Przepływomierz przesyła sygnał ultradźwiękowy, a sygnał jest odbijany przez cząsteczki i pęcherzyki, co powoduje przesunięcie częstotliwości sygnału. To przesunięcie częstotliwości jest mierzone przez przepływomierz.

Przepływomierz dopplerowski przekształca zmierzone przesunięcie częstotliwości na objętościowe natężenie przepływu. Prędkość przepływu w rurze jest obliczana na podstawie przesunięcia częstotliwości, pierwotnej częstotliwości sygnału ultradźwiękowego, prędkości dźwięku przez materiał nadajnika oraz sinusa kąta, pod jakim sygnał wchodzi do cieczy. Gdy prędkość jest znana, objętościowe natężenie przepływu można łatwo obliczyć, mnożąc prędkość przez powierzchnię rury.

Przepływomierze dopplerowskie mogą mieć jeden lub dwa czujniki. Oba typy zawierają zarówno nadajnik, jak i odbiornik, ale w jednoczujnikowym przepływomierzu Dopplera są one zawarte w jednym czujniku. Cząstki odblaskowe w cieczy odbijają przesyłany sygnał z powrotem do odbiornika. W dwuczujnikowym przepływomierzu nadajnik i odbiornik są przymocowane do przeciwnych stron rury.

Przepływomierze dopplerowskie mogą być dobrą opcją monitorowania, ponieważ nie zakłócają przepływu i wymagają niewielkiej konserwacji. Ponadto mogą wykonywać szybkie i dokładne pomiary przepływu wielu rodzajów cieczy w różnych temperaturach i warunkach przepływu. Z drugiej strony ciecz musi zawierać bąbelki lub cząstki, aby miernik działał poprawnie, a rury wyłożone lub ze stali nierdzewnej mogą zakłócać sygnał nadajnika, zmniejszając dokładność pomiarów.