多普勒超聲波流量計的探討 二十二
2.2.2流量方程
假設,超聲波流量計超聲波束與流體運動速度的夾角為口,超聲波傳播速度為c,流體中懸浮粒子與流體流速相同,均為U。在此前提下,我們推導多普勒頻移與流體流速之間的關系式。
當超聲波束在管軸線上遇到一顆固體例子,該粒子以速度u沿管軸線運動。對超聲波發射器而言,該粒子以速度U COSa離去,所以粒子收到的超聲波頻率龜應低于發射的超聲波頻率矗,根據上節多普勒公式推導可知,這種情況可以看作是聲源不動,而觀察者在運動,故由公式(2.13)得到粒子所接收到的超聲波頻率。
固體粒子又將超聲波束散射給接收器,由于它以UCO$口的速度離開接收器,所以接收器收到的超聲波頻率f3又一次降低,這種情況可看作是聲源運動而觀察者靜止的情況,接收器收到的超聲波頻率與發射超聲波頻率之間的頻率差,由于超聲波的速度遠大于流體流速,由以上流量方程可知,當流量計、管道條件及被測介質確定以后,多普勒頻移與體積流量成正比,所以測量出頻移量鱸就可以得到流體流量礦。
超聲波流量計