多普勒法超聲波流量計工作原理

    多普勒（效應）法是利用聲學(xué)多普勒原理確定流體流量的。多普勒效應是當聲源和目標之間有相對運動(dòng)時(shí)，會(huì )引起聲波在頻率上的變化。這種頻率變化正比于運動(dòng)的目標和靜止的發(fā)射換能器之間的相對速度。圖2是多普勒流量計測量時(shí)的示意圖。

圖1 多普勒法超聲波流量計測量示意圖

    如圖1所示，超聲波流量計的傳感器探頭A和B安裝在管道外，其中A為發(fā)射探頭，B為接受探頭。A向流體發(fā)出頻率為fA的連續超聲波，經(jīng)照射域內液體中散射體懸浮顆�；驓馀萆⑸�，散射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移f_d，探頭B接收到頻率為f_B的超聲波，可知：

        （1）

    式中　V—散射體運動(dòng)的速度，m/s；

    C—超聲波在靜止流體中的傳播速度，m/s；

    θ—聲道角。

    由于液體的聲速為1500m/s左右，被測流速僅僅為每秒數米，即C遠遠大于V，由此式（1）可以簡(jiǎn)化為：

        （2）

    多普勒頻移f_d正比于散射體流動(dòng)速度，即：

        （3）

    由式（3）可知，

        （4）

    多普勒超聲波流量計就是通過(guò)以上原理測量管道中流體流速的。