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多普勒流量计经点流速模拟管网测量实时断面的方法

多普勒流量计基于多普勒效应进行流量测量。测量的先决条件是介质中包含有微小颗粒(矿物资或气泡),特殊实用于生涯污水、工业废水等介质的流体测量。城市地下管网雨污水中都含有肯定数量的杂质渺小颗粒或气泡,它们以与水体雷同的速度移动。

传感器浸入流体/水中(已知声速)并发送频率为f0的超声波。吸收器(此处为反射器)以与活动雷同的速度U移动。发送器只能测量径向速度Ur。反射器检测具备多普勒效应的特定频率反射器特征并且与速度Ur和声速C两者成正比的声响。粒子以多普勒效应的特定频率f1向发送者反向散射。频率f1对应于 (BS-ISO 15769,2010):

通过假如流体/水的速度与声速相对比小,能够运用泰勒级数简化上述方程。发送和吸收波之间的频率差别与径向速度Ur直接相干。假如速度的垂直分量与水平分量相比能够疏忽不计,则径向速度与主速度和传感器与底部之间的角度α成比例。因而,速度U为:

所以说,多普勒流量计向水中发射延续超声波,超声波碰到水中颗粒后反射;多普勒流量计吸收到的反射波的频率将发作变更。多普勒流量计将记载这个频率的变更值,并依据多普勒效应盘算出颗粒的运动速度。多普勒流量计具备易于装置等特征。但也有如下的缺陷:

测量精度受颗粒浓度影响;实践为点流速,而非断面流速;信号穿透深度受奈奎斯特限制影响,通常不倡议运用大于DN800的管道中;流速由统计肯定zui终结果,而非实践测量结果;须要稳固的流场条件;须要定期校对,通过对比测量进行校准。

 

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