Principe de fonctionnement des débitmètres à ultrasons - L'effet Doppler

Les ondes sonores sont comprimées dans une certaine mesure lorsque la voiture (l’émetteur) vient vers vous à une certaine vitesse. Cela se traduit par une fréquence plus élevée et donc une tonalité plus aiguë. De même, les ondes sonores se dilatent lorsque l’émetteur s’éloigne, ce qui donne une tonalité plus grave.

La vitesse aura donc une importance significative sur les fréquences perçues.

Considérons maintenant que ces voitures sont des particules présentes dans un fluide transitant dans une tuyauterie et installons sur cette tuyauterie un émetteur d’ondes sonores.

Le changement de fréquence étant directement lié à la vitesse des particules reflétées et en mouvement, ce décalage de fréquence permet de mesurer la vitesse d’écoulement des particules réfléchissantes (et en mouvement), et donc du fluide contenant ces particules.

Ces particules que l’on nommera discontinuités réfléchissent l‘onde ultrasonique avec une fréquence légèrement différente. Pour cette raison, notre débitmètre à effet Doppler doit mesurer des débits de liquides ayant des particules en suspensions.

Ce sont ces particules qui reflètent les ondes ultrasonores, on ne peut donc pas utiliser un débitmètre Doppler pour des liquides exempts de particules. 

Les ultrasons sont transmis dans la conduite avec le liquide en écoulement, et les discontinuités réfléchissent l’onde ultrasonique avec une fréquence légèrement différente qui est directement proportionnelle à la vitesse d’écoulement du liquide.

Cette fréquence est directement proportionnelle à la vitesse d’écoulement du liquide, en connaissant la vitesse du fluide ainsi que le diamètre intérieur de la tuyauterie, on peut aisément en extraire le débit.