Doplerio efektas ultragarsiniame srauto matuoklyje yra reiškinys, kai ultragarsinio signalo dažnis keičiasi dėl dalelių ar skysčio judėjimo vamzdyje. Šis dažnio pokytis naudojamas skysčio greičiui nustatyti, o pagal tai galima apskaičiuoti srauto greitį.
Doplerio efekto veikimo principas ultragarsiniuose srauto matuokliuose:
Ultragarsiniame srauto matuoklyje, naudojant Doplerio efektą, sistema veikia taip:
Ultragarsinių bangų perdavimas: Srauto matuoklis perduoda ultragarsinę bangą į skystį per keitiklį.
Atspindys nuo dalelių: daugeliu atvejų skystis nėra grynas, bet jame yra suspenduotų dalelių, burbuliukų ar kitų nehomogeniškumų. Kai ultragarso bangos pasiekia šias judančias daleles ar burbuliukus, jos atsispindi atgal į keitiklį.
Dažnio poslinkis: dalelių judėjimas sukelia atspindėtos ultragarsinės bangos dažnio poslinkį:
Jei skysčio srautas juda link keitiklio, atspindėtas dažnis bus didesnis (teigiamas Doplerio poslinkis).
Jei skysčio srautas tolsta nuo keitiklio, atspindėtas dažnis bus mažesnis (neigiamas Doplerio poslinkis).
Dažnio poslinkio skaičiavimas: Dažnio poslinkio dydis yra tiesiogiai proporcingas skysčio greičiui. Kuo greičiau juda skystis, tuo didesnis dažnio poslinkis.
Srauto greičio apskaičiavimas: matuodamas Doplerio poslinkį ir žinodamas skysčio savybes bei vamzdžio geometriją, srauto matuoklis gali apskaičiuoti skysčio greitį. Tada srauto greitį galima gauti padauginus skysčio greitį iš vamzdžio skerspjūvio ploto.
Veiksniai, darantys įtakąDoplerio efektas ultragarsiniuose srauto matuokliuose:
Dalelių koncentracija: Doplerio efektas priklauso nuo dalelių (arba burbuliukų) buvimo skystyje. Jei skystis yra labai švarus arba jame nėra suspenduotų kietųjų dalelių, ultragarso bangos gali būti nepakankamai atspindėtos, todėl matavimai gali būti netikslūs arba klaidingi.
Dalelių dydis: didesnės dalelės arba burbuliukai efektyviau atspindi ultragarso bangas, todėl Doplerio poslinkį lengviau aptikti. Mažesnės dalelės gali nesukurti pakankamai stipraus atspindžio, kad sistema jas aptiktų.
Srauto profilis: Srauto profilis (turbulentiškas ar laminarinis) gali turėti įtakos Doplerio matavimo tikslumui. Paprastai Doplerio matuokliai geriau tinka turbulentiniam srautui matuoti, kai dalelės juda atsitiktinai, chaotiškai.
Skysčio savybės: Garso greitis skystyje turi įtakos Doplerio poslinkiui. Matuoklį gali tekti kalibruoti konkretiems skysčių tipams, nes garso greitis kinta priklausomai nuo skysčio tankio, temperatūros ir sudėties.
TipaiDoplerio ultragarsiniai srauto matuokliai:
Užspaudžiami Doplerio srauto matuokliaiŠiems matuokliams nereikia pjauti vamzdžio. Jie tvirtinami prie vamzdžio išorės ir matuoja ultragarsinių bangų dažnio poslinkį joms sklindant per skystį.
Integruoti Doplerio srauto matuokliaiŠie skaitikliai montuojami tiesiai į vamzdyną, kur ultragarsiniai jutikliai perduoda ir priima garso bangas iš skysčio vidaus.
Įrašo laikas: 2024 m. gruodžio 31 d.