Главная | Обратная связь

Доплеровский расходомер

НаРис. 15.20 показан принцип действия Доплеровского рас­ходомера. Излучатель посылает ультразвуковую волну с часто­той f и скоростью с ее распространения в жидкости. Она отража­ется от пузырьков, частиц или маленьких вихрей в жидкости, ко­торые двигаются со скоростью потока ν. Скорость ультразвуко­вой волны относительно таких частиц равна (с + νсоsθ), и, таким образом, видимая частота будет равна (с + νcosθ)f/c. Частицы, отражающие ультразвуковые волны, действуют как передатчик, движущийся со скоростью ν относительно приемника. Скорость этих волн относительно приемника равна (с - νсоsθ), а их види­мая частота определяется выражением:

Величина ν/с относительно мала, так что вторыми и более высокими ее степенями можно пренебречь. Тогда выражение уп­рощается:

Разность частот здесь пропорциональна скорости потока и, сле­довательно, также объемному расходу.

Ультразвуковые расходомеры относительно дешевые. Их точность в лучшем случае достигает ±5%. Поэтому такие уст­ройства чаще используются просто для индикации потока или его появления.

Времяпролетный расходомер

Прибор состоит из пары ультразвуковых приемопередатчиков по одному с каждой стороны трубы, через которую протекает жид­кость(Рис. 15.21). Скорость ультразвуковой волны в одном на­правлении равна (с + усо8б), а в другом направлении — (с - νсоsθ), где с — скорость звука в покоящейся жидкости. Время, необходи­мое для прохода ультразвукового импульса в одном направлении, равно L/(с + νсоsθ), а в другом направлении — L/(с - νсоsθ). Если приход импульса использовать для включения передачи следую­щего импульса, то частота, с которой эти импульсы излучаются в каждом направлении, будет равна (с + + νсоsθ)/L и (с – νсоsθ)/L. Разницу этих частот, таким образом, можно определить как:

Эта величина и используется для определения скорости по­тока жидкости.

Времяпролетный расходомер может применяться для труб диаметром 75... 1500 мм. Диапазон измеряемых скоростей 0.2 ... 12 м/с при точности порядка ±1%. Такое устройство использу­ется для измерения скорости потоков открытых каналов и рек.