大禹的超声波多普勒流速仪工作原理 - 声学多普勒流速仪

5 N' x( Z. F4 M! ~

　　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。

: ~- |9 q4 V6 y p# V' n6 m& x' M5 Y/ b. G

　　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。

　　小型多普勒流速仪的分类：

. i7 E# \, W$ o* ]9 v

超声波多普勒流速仪

6 j, B4 n9 ]- n5 f

　　※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。

超声波多普勒流速仪

$ f* _. x7 b `) C

超声波多普勒流速仪

3 n! z: _. w- l9 J8 @

　　实例分析

　　检测点位：正规矩形渠道，渠道宽度为0.6米;(见图1-1)

7 i& r6 l' D0 E2 l

　　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;

) y# ^* H: x+ ?& S" {4 b6 e

　　测点特点：流体速度极慢，其他流速仪、流量计无法准确测量;

- ~5 Z) l- t! o6 _% j) X+ o

　　选择产品：小型超声波多普勒流速流量仪测量低流速环境。

0 C* R, Q- @8 ^2 L0 B; L0 U/ }

# z0 o: W2 W( _4 P; l6 \7 o

超声波多普勒流速仪

& M( J+ D" |! V

　　大致存在问题如下：

2 `4 c' Q( u p) f4 K. C! H4 w

　　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; s$ Y- ~0 `" s( ?

" J1 a: v+ e5 H; k

超声波多普勒流速仪

8 B: X' x4 J9 q; v

4 ]- R& H$ ~$ R6 ^! T

　　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)

W8 |6 z; W t6 C

1 ^, y1 J, e6 K2 X7 S

超声波多普勒流速仪

' e. l6 q' d2 a% O

6 z; f! I5 v: C- ^ a5 ^

　　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)

) a2 a0 R" [) T# @4 v. c

超声波多普勒流速仪

g; c2 \9 K; r

　　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

. {8 L& b) {+ O/ v. ?

　　3、安装设置校准：

4 C) V$ Z+ M9 \9 P. B3 X

　　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)

超声波多普勒流速仪

1 d3 i9 G- V# ~- O+ O* j3 j! e

! o* W1 j% {7 y$ Y2 m

　　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

8 o) y9 u1 W* \8 A$ n% s) z

4 S; r+ ^- l/ x8 N & L @# X) E% ^( I 2 S5 ~' b6 v. c" V% y: M- t