多普勒流量计的一些知识点

2022年07月04日

多普勒流量计是一种流量检测技术,利用多普勒频移获得流体速度数据,然后根据原始速度和液位数据,通过数学模型计算出平均横截面速度,乘以流体的横截面积,得到流量(流量的基本公式:流量Q=平均速度V*横截面积A)。因此,多普勒流量计的流量测量过程可以具体为:测量流量、计算平均流量、计算截面积、计算流量。后两项是简单的几何/数学计算。

多普勒流量计厂家认为对于测速,首先要说明的是多普勒频移。当波源与观测者之间存在相对运动时,观测者接收到的频率与波源的真实频率不同。接收信号的频率与声源的频率之差称为多普勒频移,其大小由二者的相对速度决定。这种物理现象被称为多普勒效应。

多普勒流量计在测量流速时,探头发出的波遇到介质中漂浮的悬浮物、固体颗粒、气泡,甚至非定常涡旋和扰动,都会产生偏离发射频率的反射波,产生多普勒频率变化。这种效应与反射体的移动流速成正比。接收探头接收每个点的反射波,通过复杂的信号处理、动态频谱分析和精度计算,可以得到管段内流体的流速。

目前,多普勒流量计常用的波是超声波和雷达波,而采用任意波作为测量波的多普勒流量计,是利用多普勒频移原理来定量流量的。基本上可以认为,在这种原理下,在某一点或测量范围内测量速度的精度没有本质区别,基本上在1-2%左右。

多普勒流量计厂家认为超声波和雷达波在电流测量上的区别在于,超声波通常用于欠液测量,而后者一般用于过液测量。因此,超声波通过采集和分析不同时刻回波的多普勒频移,可以获得流体中不同深度的速度数据。而雷达波由于安装在液体上方,只能获得流体表面的速度数据。在安装方面,雷达波不需要安装在液体下,不仅方便安装和维护,也降低了仪器的故障率。

无论是超声波多普勒流量计还是雷达多普勒流量计,探头本身发出的声波和雷达波的覆盖范围都是极其有限的。实际上,直接测出整个过水断面的平均流速是不可能的。因此,如何通过探头获得的有限的原始速度数据获得平均截面速度就显得非常重要。

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