Ультрадыбыстық ағын өлшегіштегі Допплер эффектісі - бұл құбыр ішіндегі бөлшектердің немесе сұйықтықтың қозғалысына байланысты ультрадыбыстық сигналдың жиілігі өзгеретін құбылыс. Жиіліктің бұл өзгерісі сұйықтықтың жылдамдығын анықтау үшін қолданылады және осыған сүйене отырып, ағын жылдамдығын есептеуге болады.
Ультрадыбыстық ағын өлшегіштердегі Доплер эффектінің жұмыс принципі:
Доплер эффектісін қолданатын ультрадыбыстық ағын өлшегіште жүйе келесідей жұмыс істейді:
Ультрадыбыстық толқындардың берілуі: Ағын өлшегіш ультрадыбыстық толқынды түрлендіргіш арқылы сұйықтыққа жібереді.
Бөлшектерден шағылысу: Көп жағдайда сұйықтық таза емес, бірақ құрамында аспалы бөлшектер, көпіршіктер немесе басқа біртекті емес заттар болады. Ультрадыбыстық толқындар осы қозғалатын бөлшектерге немесе көпіршіктерге тигенде, олар түрлендіргішке қайта шағылысады.
Жиіліктің ығысуы: Бөлшектердің қозғалысы шағылысқан ультрадыбыстық толқынның жиілігінің ығысуына әкеледі:
Егер сұйықтық ағыны түрлендіргішке қарай жылжыса, шағылысқан жиілік жоғарырақ болады (оң Допплер ығысуы).
Егер сұйықтық ағыны түрлендіргіштен алыстаса, шағылысқан жиілік төмен болады (теріс Допплер ығысуы).
Жиілік ығысуын есептеу: Жиілік ығысуының мөлшері сұйықтықтың жылдамдығына тура пропорционалды. Сұйықтық неғұрлым жылдам қозғалса, жиілік ығысуы соғұрлым үлкен болады.
Ағын жылдамдығын есептеу: Допплер ығысуын өлшеу және сұйықтықтың қасиеттері мен құбырдың геометриясын білу арқылы ағын өлшегіш сұйықтықтың жылдамдығын есептей алады. Содан кейін ағын жылдамдығын сұйықтық жылдамдығын құбырдың көлденең қимасының ауданына көбейту арқылы алуға болады.
Әсер ететін факторларУльтрадыбыстық ағын өлшегіштердегі Доплер эффектісі:
Бөлшектердің концентрациясы: Допплер эффектісі сұйықтықтағы бөлшектердің (немесе көпіршіктердің) болуына байланысты. Егер сұйықтық өте таза болса немесе қалқымалы қатты заттар болмаса, ультрадыбыстық толқындар жеткілікті түрде шағылыспауы мүмкін, бұл дәл емес немесе сәтсіз өлшеулерге әкеледі.
Бөлшектердің өлшемі: Үлкен бөлшектер немесе көпіршіктер ультрадыбыстық толқындарды тиімдірек шағылыстырады, бұл Доплер ығысуын анықтауды жеңілдетеді. Кішігірім бөлшектер жүйе анықтайтындай күшті шағылысу тудырмауы мүмкін.
Ағын профилі: Ағын профилі (турбулентті немесе ламинарлы) Доплер өлшеу дәлдігіне әсер етуі мүмкін. Әдетте, Доплер өлшегіштері бөлшектер кездейсоқ, хаотикалық түрде қозғалатын турбулентті ағынға жақсырақ сәйкес келеді.
Сұйықтық қасиеттері: Сұйықтықтағы дыбыс жылдамдығы Допплер ығысуына әсер етеді. Дыбыс жылдамдығы сұйықтықтың тығыздығына, температурасына және құрамына байланысты өзгеретіндіктен, өлшеуішті белгілі бір сұйықтық түрлері үшін калибрлеу қажет болуы мүмкін.
ТүрлеріДоплерлік ультрадыбыстық ағын өлшегіштер:
Қысқыш допплерлік ағын өлшегіштерБұл өлшегіштер құбырды кесуді қажет етпейді. Олар құбырдың сыртына бекітіліп, сұйықтық арқылы өткен кезде ультрадыбыстық толқындардың жиілік ығысуын өлшейді.
Кіріктірілген Допплер ағын өлшегіштеріБұл есептегіштер тікелей құбырға орнатылады, онда ультрадыбыстық сенсорлар сұйықтықтың ішінен дыбыс толқындарын жібереді және қабылдайды.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 31 желтоқсан