Werkingsprincipe van ultrasone debietmeters - Het Doppler-effect
Definitie van het Doppler-effect
Het Doppler-effect, ook bekend als de dopplerverschuiving, is een veelvoorkomend verschijnsel. Wat merk je als een auto met hoge snelheid langs de kant van een tweebaansweg rijdt?
Het geluid van de auto is hoger als de auto dichterbij komt (hogere geluidsfrequentie) en wordt plotseling lager als de auto van je af beweegt (lagere geluidsfrequentie).
De reden voor dit alles?
Geluidsgolven worden tot op zekere hoogte samengedrukt wanneer de auto (de zender) met een bepaalde snelheid op je afkomt. Dit resulteert in een hogere frequentie en dus een hogere toonhoogte. Op dezelfde manier breiden geluidsgolven zich uit naarmate de zender verder weg staat, wat een diepere toon oplevert.
Snelheid heeft daarom een grote invloed op de waargenomen frequenties.
Laten we nu eens aannemen dat deze auto’s deeltjes zijn in een vloeistof die door een pijp stroomt, en laten we een geluidszender op de pijp installeren.
Aangezien de verandering in frequentie direct gekoppeld is aan de snelheid van de gereflecteerde en bewegende deeltjes, maakt deze frequentieverschuiving het mogelijk om de stroomsnelheid te meten van de reflecterende (en bewegende) deeltjes, en dus van de vloeistof die deze deeltjes bevat.
Deze deeltjes, bekend als discontinuïteiten, weerkaatsen de ultrasone golf op een iets andere frequentie.Daarom moet onze dopplerstromingsmeter stromen meten van vloeistoffen met zwevende deeltjes.
Het zijn deze deeltjes die de ultrageluidsgolven weerkaatsen, dus een dopplerstromingsmeter kan niet worden gebruikt voor vloeistoffen zonder deeltjes.
Ultrasoon geluid wordt samen met de stromende vloeistof de pijp ingestuurd en de discontinuïteiten reflecteren de ultrasone golf met een iets andere frequentie die recht evenredig is met de stroomsnelheid van de vloeistof.
Deze frequentie is recht evenredig met de stroomsnelheid van de vloeistof. Als we de snelheid van de vloeistof en de binnendiameter van de pijp kennen, kunnen we gemakkelijk de stroomsnelheid afleiden.
Doppler-stromingsmeter van Georg Fischer: Type UD 2100
Daarom moet onze dopplerstromingsmeter stromen meten van vloeistoffen met zwevende deeltjes. De GF-technologie vereist deeltjes of bellen met een minimale grootte van 100 micron en een minimale concentratie van 75 ppm (deeltjes per miljoen).
- De GF ultrasone debietmeter is een debietmeter met één sensor.
- Het is bidirectioneel
- Verkrijgbaar in vaste of draagbare versies
- Herhaalbaarheid: +/- 0,25%, lineariteit +/- 0,5%.
- Doorstroombereik: +/- 0,075 tot 12,2 m/sec in de meeste toepassingen
- Pijpdiameter: 12,5 mm tot 4,5 m (1/2” tot 180” ID)
- Display: momentele doorstroming, totaalteller, bedrijfsmodus en kalibratiemenu.
- Datalogging : Een capaciteit van 300.000 programmeerbare gegevenspunten
In deze versie met één sensor zitten de zend- en ontvangstkristallen in hetzelfde sensorlichaam, dat op één punt op het oppervlak van de pijp is bevestigd.
De clamp-on ultrasone Doppler debietmeter kan gevoelig zijn voor interferentie van de pijpwand zelf en voor de aanwezigheid van een luchtfilm tussen de wand en de vloeistof.
Bepaalde coatings, zoals epoxyverf of glasvezelversterkte buizen, kunnen akoestische discontinuïteiten genereren. Deze discontinuïteiten kunnen het uitgezonden signaal volledig verstrooien of het retoursignaal verzwakken.
Dit zal de meting veranderen. Voor een nauwkeurige meting hoeft alleen de coating te worden verwijderd en als dit niet mogelijk is, wordt een deel van de leiding zonder coating gevonden.
