多普勒超聲波流量計的探討 十九
2.1.1聲源運動,觀察者相對靜止
P為觀察者,處于靜止?fàn)顟B(tài),振動頻率為f的聲源Q以速度u沿x軸正向運動。設(shè)聲源行至Rl時的聲振動需要經(jīng)過時間tl后被觀察者接收到,經(jīng)過很短的時間At后聲源行至R2,此處的聲振動需要時間t2后被觀察者收到,如果設(shè)聲速為c,R1P=一,R2P=f2,則有tl----rl/C,t2=re/c (式2-1)經(jīng)R2向RlP做垂線交RlP與點A,由于所取的時間At很小,其中口為fl與X軸正向的夾角。
設(shè)&’為聲源由R1點運動到R2的過程中接收者接收到的聲振動的持續(xù)時間,則在時間軸上有下式成立At‘=At—t,+t2 (式2-3)
考慮到(2.1.1),(2.1.2),(2.1.3),因此觀察者在出’時間內(nèi)所接收到聲源的總振動次數(shù)為,所以由頻率定義及式(2-1_4)可得到觀察者所接收的聲音的頻率。
討論:
(a)當(dāng)垃一O,則RlR1一O,式(2.5)就是聲源運動到Rl點時,觀察者接收到的瞬時頻率廠’,它隨著口而變化,即隨著聲源在X軸的不同點、不同時刻而變化。
(b)當(dāng)口為0時,就是聲源向著觀察者運動的情況,此時觀察者所接收的頻率為
(c)當(dāng)口為石時,就是聲源背著觀察者運動的情況,此時觀察者所接收到(式2-7)
超聲波流量計