大禹的超声波多普勒流速仪工作原理 - 声学多普勒流速仪

　　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。

h6 m! ]9 m( z$ F9 h: J4 l- ]

　　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。

, N, O( H* k/ A8 [8 K, W

　　小型多普勒流速仪的分类：

$ ^- ^1 d. Z. d* g# _5 f8 ^

超声波多普勒流速仪

2 E: P: S3 n, a6 @

　　※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。

3 |2 {9 w. D. l, ]( m! c

超声波多普勒流速仪

+ y0 q o$ }" a: x5 H; Y4 _" e5 X/ T

3 v5 C$ u1 t1 s# Y a

超声波多普勒流速仪

( M. I5 A3 |4 A, w& ]+ [

　　实例分析

% U5 A7 r% B4 j/ G5 p; B

　　检测点位：正规矩形渠道，渠道宽度为0.6米;(见图1-1)

　　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;

　　测点特点：流体速度极慢，其他流速仪、流量计无法准确测量;

　　选择产品：小型超声波多普勒流速流量仪测量低流速环境。

超声波多普勒流速仪

6 F' O f: U' ?, k8 ^7 J' ~$ t, x

" Q+ R/ X: {. x4 I4 f4 p. K

　　大致存在问题如下：

. [+ h, Q! V- P( g

　　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)

1 ]* u/ f1 S% o* N2 L: H

超声波多普勒流速仪

4 [' n. a/ h; w& D

　　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)

6 v# h/ b) K: j9 l$ a9 l

超声波多普勒流速仪

1 R. k% L2 ?" E8 R0 V

　　问题处理方式：

4 @6 |# B8 L8 G, |' `

　　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)

7 Y! h2 e9 a, [# B' v1 m

: J5 b4 f# z& w

超声波多普勒流速仪

C3 L' k! v- ^3 V2 W

! B8 C! h2 I" l1 \

　　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

& _5 u8 f( @7 X! C

: w% H8 O& C c6 E2 o0 F" A* J Y: ]

　　3、安装设置校准：

　　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)

( ], B2 g2 p5 _

2 g# c, I: z' ]

超声波多普勒流速仪

1 e* o2 j6 _0 I' O& Q+ f

　　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)

7 ~$ _4 l7 C9 R2 l8 |

+ d; C0 m+ r) \, W

超声波多普勒流速仪

6 T# r' [) M9 o0 v7 {+ `0 e- Y

1 k) q6 O2 n8 G N6 } ! i0 q" T$ r j6 ^ ! h7 ^. A1 F8 Y: F