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多普勒流量計經(jīng)點流速模擬管網(wǎng)測量實時斷面的方法

多普勒流量計基于多普勒效應(yīng)進行流量測量。測量的先決條件是介質(zhì)中包含有微小顆粒(礦物資或氣泡),特殊實用于生涯污水、工業(yè)廢水等介質(zhì)的流體測量。城市地下管網(wǎng)雨污水中都含有肯定數(shù)量的雜質(zhì)渺小顆?;驓馀?,它們以與水體雷同的速度移動。

傳感器浸入流體/水中(已知聲速)并發(fā)送頻率為f0的超聲波。吸收器(此處為反射器)以與活動雷同的速度U移動。發(fā)送器只能測量徑向速度Ur。反射器檢測具備多普勒效應(yīng)的特定頻率反射器特征并且與速度Ur和聲速C兩者成正比的聲響。粒子以多普勒效應(yīng)的特定頻率f1向發(fā)送者反向散射。頻率f1對應(yīng)于 (BS-ISO 15769,2010):

通過假如流體/水的速度與聲速相對比小,能夠運用泰勒級數(shù)簡化上述方程。發(fā)送和吸收波之間的頻率差別與徑向速度Ur直接相干。假如速度的垂直分量與水平分量相比能夠疏忽不計,則徑向速度與主速度和傳感器與底部之間的角度α成比例。因而,速度U為:

所以說,多普勒流量計向水中發(fā)射延續(xù)超聲波,超聲波碰到水中顆粒后反射;多普勒流量計吸收到的反射波的頻率將發(fā)作變更。多普勒流量計將記載這個頻率的變更值,并依據(jù)多普勒效應(yīng)盤算出顆粒的運動速度。多普勒流量計具備易于裝置等特征。但也有如下的缺陷:

測量精度受顆粒濃度影響;實踐為點流速,而非斷面流速;信號穿透深度受奈奎斯特限制影響,通常不倡議運用大于DN800的管道中;流速由統(tǒng)計肯定zui終結(jié)果,而非實踐測量結(jié)果;須要穩(wěn)固的流場條件;須要定期校對,通過對比測量進行校準(zhǔn)。

 

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