Vad är en Doppler-flödesmätare?

En Doppler-flödesmätare är en typ av ultraljudsmätare. Dessa enheter använder en vetenskaplig princip som kallas Doppler-effekten för att mäta det volumetriska flödet genom ett rör. Detta fungerar på ett sådant sätt att Doppler-flödesmätaren kläms fast på utsidan av röret, så att det inte stör flödet, vilket krävs för andra typer av flödesmätare.

Dopplerflödesmätare använder frekvensen för en ultraljudstråle för att bestämma flödeshastigheten för en vätska. Denna mätning är möjlig på grund av Doppler-effekten som upptäcktes av den österrikiska forskaren Christian Johann Doppler i början av 1800-talet. I huvudsak säger Doppler-effekten att frekvensen för ljudvågor varierar beroende på rörelsen hos ljudmottagaren eller källan till ljudet relativt mediet som ljudet rör sig i. I detta fall är mediet som vågen rör sig i är vätskan som strömmar genom röret.

För att en Doppler-flödesmätare ska fungera ordentligt måste vätskan innehålla partiklar eller bubblor, så en fungerar bra för smutsiga vätskor men är inte särskilt effektiv för rent vatten. Flödesmätaren sänder en ultraljudssignal och signalen reflekteras av partiklarna och bubblorna, vilket får signalens frekvens att växla. Denna frekvensförskjutning mäts med flödesmätaren.

En Doppler-flödesmätare omvandlar den uppmätta frekvensskiftet till en volymström. Hastigheten för flödet i röret beräknas med hjälp av frekvensförskjutningen, den ursprungliga frekvensen för ultraljudssignalen, ljudets hastighet genom sändarmaterialet och sinus för vinkeln vid vilken signalen kom in i vätskan. När väl hastigheten är känd kan den volymetriska flödeshastigheten lätt beräknas genom att multiplicera hastigheten med rörets area.

Dopplerflödesmätare kan ha antingen en eller två sensorer. Båda typerna innehåller både en sändare och en mottagare, men i en Doppler-flödesmätare med en sensor finns de i en sensor. Reflekterande partiklar i vätskan reflekterar den överförda signalen tillbaka till mottagaren. I en flödesmätare med två sensorer fastklämms sändaren och mottagaren på motsatta sidor av röret.

Dopplerflödesmätare kan vara ett bra övervakningsalternativ eftersom de inte stör flödet och kräver lite underhåll. Dessutom kan de göra snabba och exakta flödesmätningar på många typer av vätskor under olika temperatur- och flödesförhållanden. Å andra sidan måste vätskan innehålla bubblor eller partiklar för att mätaren ska fungera korrekt, och fodrade eller rostfria rör kan störa sändarsignalen, vilket minskar mätnoggrannheten.