多普勒超声波流量计基本流量方程式(一)
多普勒超声波流量计的原理如图所示。
在多普勒超声波流量测量方法中,超声波发射器和接收器的位置是固定不变的,超声波发射器和接收器的位置是固定不变的,而散射粒子是随被测流体一起运动的,它的作用是把入射到其上的超声波反射回接收器。因此可以把上述过程看作是两次多普勒效应来考虑:
(1)超声波从发射换能器到散射粒子。此时发射换能器为固定声源,随流体一起运动的散射粒子相当于与声源有相对运动的观察者。
设入射超声波与流体运动速度的夹角为θ,散射粒子与被测流体一起以速度v沿管道运动。当频率为fT的入射超声波遇到粒子时,粒子相对超声波发射器器以vcosθ的速度离去。所以散射粒子接收到的超声波频率f'应低于fT,其值为
式中 f'——散射粒子接收到的超声波频率,1/s;
fT——发射超声波的频率,1/s;
c——流体中的声速,m/s;
v——流体中的声速,m/s;
θ——入射超声波与流体速度方向的夹角。 |