壁挂式超声波多普勒流量计

什么是多普勒流量计？多普勒流量计是一种利用多普勒效应原理监测液体流速的流量计。

多普勒流量计利用反射超声波测量流体速度。通过测量流体中运动粒子散射的声波的多普勒频移，即可获得流体速度。配合内置压力水位计，采用速度面积法，即可测量液体流量。适用于明渠、河流以及各种全明渠和半明渠的流量测量。

多普勒流量计的特点

• 所有功能集成于一体。可同时测量平均流量、水深和水温。
• 采用速度面积法测量流量，无水头损失，无需建造标准堰。
• 利用超声波多普勒原理测量流速，测量精度高，初始速度低。
• 无机械转子结构，不影响水流状态，测量精度更高。
• 配备 温度传感器，可补偿水温对声速的影响。
• 可测量瞬时流量和累计流量。
• 采用频域多普勒分析算法，数据稳定可靠，实时性强。
• 安装简便，无需辅助工程设施。

多普勒流量计规格

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多普勒流量计工作原理

对于流速测量，首先要解释的是多普勒频移。当波源和观测者之间存在相对运动时，观测者接收到的频率与波源的真实频率不同。接收信号频率与声源频率之差称为多普勒频移，其大小取决于两者之间的相对速度。这种物理现象称为多普勒效应。

测量流速时，探头发出的波会遇到悬浮物、固体颗粒、气泡，甚至介质中随波传播的不稳定涡旋和扰动。这些都会产生偏离发射频率的反射波，从而导致多普勒频移。这种效应与反射体的运动速度成正比。

接收探头接收来自各点的反射波。经过复杂的信号处理、动态频谱分析和精度计算后，即可获得管道段内流体的流速。

流量计算

多普勒速度传感器（换能器）发出的超声波束遇到流体中运动的颗粒或气泡，反射回来后被多普勒流量传感器（换能器）接收。发射信号和接收信号的多普勒频移与流体速度成正比。

其中：
u 为通道流量，
f1 为传感器的工作频率，
δfd 为多普勒频移。

流量计算

声学多普勒流量计采集实时流速和水位数据。
数据采集处理单元接收流量和水位数据，计算瞬时流量并记录为 Qs；
然后计算累计流量并记录为 Q；其流量可按以下公式计算：

Qs=AV

公式中，A 为管道的截面积，V 为该断面的平均流速。

Q = QsT

公式中，Qs 为瞬时流量，T 为累计时间（单位：小时）。

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超声波多普勒流量计的优缺点

超声波多普勒流量计的优缺点

超声波多普勒流量计的优点：

1. 接触式测量。可精确测量流体的流量；
2. 应用范围广。可测量河流、渠道、不畅管道以及城市地下管网污水等场景的流速；
3. 安装简便。无需挡板或堰槽。只需将传感器与流体直接接触即可测量数据；
4. 低功耗，供电方式多样，标配6V电源。可选配外接电源、电池供电或太阳能供电；

超声波多普勒流量计的缺点：

1. 无法测量受压管道、封闭管道和高温环境；
2. 水深小于10cm时无法测量；
3. 只有在水流稳定的地方才能获得稳定的测量数据，对安装位置的选择有一定的要求；
4. 对于浊度较大的地点，其效果不如漂浮物、垃圾和底部淤泥较多的地点，无法测量准确的数据；

超声波多普勒流量计的应用

超声波多普勒流量计的应用

固定式多普勒超声波流量计

主要用于城市污水处理厂、排水泵站以及矿业、油田、冶金、化工、炼油、造纸、食品等行业的环境检测。

可测量城市排水、工业废水、生活污水、泥浆、纸浆、油水混合物等的流量。

适用于钢管、硬质塑料管等硬质管道。

可测量各种管径和壁厚管道中含有悬浮固体颗粒或气泡的两相液体的流量。

多普勒流量计明渠测量

多普勒流量计明渠测量

明渠水流量的监测方法有很多，其中水位流量法和流速面积法最为常用。前者使用超声波 明渠流量计 进行测量，后者使用多普勒流量计进行测量。

不同明渠的测量方法有所不同。本文主要讨论多普勒流量计在明渠中进行测量时需要满足的条件。

多普勒流量计通过流量传感器与水体完全接触，实时测量流量。将明渠的宽度、形状和水深输入主机，主机采用流速面积法将实时流量转换为流速面积。

因此，为了获得更精确的数据，需要一定的水深使传感器完全浸没。

根据超声波测量原理，多普勒流量计在明渠中的测量需满足以下条件：

1. 水流速度应均匀，无平流（为保证测量条件，测量地点应为长度为渠道宽度15倍的直线渠道）。
2. 水深要求：无传感器（宇征多普勒流量计要求水深≥13cm）。
3. 明渠宽度≥50cm。
4. 水流速度要求为0.04m/s～10.00m/s。流速过快会导致测量不准确。
5. 明渠中不得有垃圾和大型漂浮物。
6. 明渠中的水质不宜过纯净，例如，纯水无法进行测量。

以上六点是多普勒流量计在明渠中进行测量需同时满足的条件。当然，在测量之前，安装方式的选择和安装点的选择也至关重要。

如果您仍有疑问，可以联系中信仪器技术顾问，他们将为您详细解答。

延伸阅读：让超声波明渠流量计为您服务

超声波多普勒流量计在灌区的应用

超声波多普勒流量计在灌区的应用

1.检查水位和流速曲线

便携式多普勒超声波流量计可放置于灌区渠道中。在上游泄流过程中，测量水位、流速和流量的变化，并生成水位、流速和流量数据。

后续计算中，可直接使用超声波水位计或 雷达 水位计进行在线监测。结合已有的水位、流速和流量关系，即可得到当前水位下的流量值。

当灌区上下游渠道发生变化时，需要重新测量。此方法适用于对成本要求较高且需要大规模监测的灌区。

2.长期在线监测

使用配备遥测终端的LSX-1型多普勒超声波流量计。采用市电或太阳能供电。将流量计固定在渠道中。遥测终端定期采集流量计数据，并通过GPRS远程发送至服务器。用户可通过WEB平台查看这些数据。

便携式多普勒流量计

便携式多普勒流量计 利用声波在流体中传播的多普勒效应进行流量测量。手持式设计，适用于手持式涉水流量测量。

便携式多普勒流量计（型号：LSX-2）通过测量流体中运动粒子散射声波的多普勒频移来获取流体速度。结合内置压力水位计，可采用速度面积法测量液体流量。适用于明渠、河流、管道以及难以建造的标准断面的流量测量。单次充电可连续工作12小时以上。

时差式 vs 多普勒式流量计

超声波流量计有两种类型：时差式和多普勒式。许多用户往往只了解其中一种。

这里，我们做一个简单的比较，以便您选择合适的型号。

1.测量原理不同。

时差式流量计的主要原理是，当超声波束在液体中传播时，液体的流动会引起传播时间的微小变化。传播时间的变化与液体的流量成正比。

在零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同。这是唯一能够真正测量零流量的技术。

当液体流动时，逆流方向的声波传播时间比顺流方向的传播时间更长。多普勒式流量计利用了超声波在传播路径中遇到微小固体颗粒或气泡时会发生散射的特性。

2.适用介质不同。

时差式超声波流量计只能测量洁净液体。当液体中含有较多固体颗粒或气泡时，其测量效果不佳。

多普勒法利用超声波的散射特性进行测量。因此，多普勒法适用于测量含有固体颗粒或气泡的流体，但无法测量洁净液体。

3.测量精度不同。

时差法的测量精度较高，而多普勒法的测量精度较低。

由于散射颗粒或气泡随机存在，流体的声波传播性能也不同。对于声波传播性能较差的流体，散射在靠近管壁的低速区域更为强烈。

然而，对于声波传播性能良好的流体，散射主要集中在高速区域，这使得多普勒法的测量精度较低。

尽管多普勒法采用了发射换能器和接收换能器分离的结构，但这种方法只能接收速度剖面中间区域的散射信号。然而，与时差法相比，其测量精度仍然较低。

4.工作条件不同。

时差法适用于全管道测量。
多普勒法适用于测量全管道、部分管道、明渠等的流量。

OMEGA Engineering 对多普勒法与渡越时间法有很好的解释。我们一起来看看。

视频来源：https://www.youtube.com/watch?v=NQWNYARWmB8

更多特色超声波流量计

Sino-Inst，专业生产超声波多普勒流量计。该流量计可测量单一声导液体介质，包括水、海水、油和泥浆等多种液体。

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KimGuo11

吴鹏出生于1980年，是一位备受尊敬且成就卓著的男性工程师，在自动化领域拥有丰富的经验。凭借20多年的行业经验，吴鹏在学术和工程领域都做出了卓越的贡献。

在其职业生涯中，吴鹏参与了许多国内外工程项目。他最著名的项目包括炼油厂智能控制系统的开发、石化厂尖端分布式控制系统的设计以及天然气管道控制算法的优化。