מהו אפקט דופלר במד זרימה אולטרסאונד?

אפקט דופלר במד זרימה אולטרסאונד הוא תופעה שבה תדירות האות האולטרסאונד משתנה עקב תנועת חלקיקים או הנוזל בתוך הצינור. שינוי זה בתדירות משמש לקביעת מהירות הנוזל, ומכאן ניתן לחשב את קצב הזרימה.

עקרון העבודה של אפקט דופלר במדי זרימה אולטרסאונד:

במד זרימה אולטרסאונד המשתמש באפקט דופלר, המערכת פועלת באופן הבא:

העברת גלי אולטרסאונד: מד הזרימה מעביר גל אולטרסאונד לתוך הנוזל דרך מתמר.

השתקפות מחלקיקים: במקרים רבים, הנוזל אינו טהור אלא מכיל חלקיקים מרחפים, בועות או אי-הומוגניות אחרות. כאשר גלי האולטרסאונד פוגעים בחלקיקים או בועות נעות אלה, הם מוחזרים חזרה למתמר.

שינוי בתדר: תנועת החלקיקים גורמת לתדר של גל האולטרסאונד המוחזר להשתנות:

אם זרימת הנוזל נעה לכיוון המתמר, התדר המוחזר יהיה גבוה יותר (הסטה דופלר חיובית).

אם זרימת הנוזל מתרחקת מהמתמר, התדר המוחזר יהיה נמוך יותר (הסטה שלילית דופלר).

חישוב שינוי תדר: כמות שינוי התדר היא ביחס ישר למהירות הנוזל. ככל שהנוזל נע מהר יותר, כך שינוי התדר גדול יותר.

חישוב קצב זרימה: על ידי מדידת היסט דופלר והכרת תכונות הנוזל והגיאומטריה של הצינור, מד הזרימה יכול לחשב את מהירות הנוזל. לאחר מכן ניתן לגזור את קצב הזרימה על ידי הכפלת מהירות הנוזל בשטח החתך של הצינור.

גורמים המשפיעים עלאפקט דופלר במדי זרימה אולטרסאונדים:

ריכוז חלקיקים: אפקט דופלר מסתמך על נוכחות חלקיקים (או בועות) בתוך הנוזל. אם הנוזל נקי מאוד או שאין בו מוצקים מרחפים, גלי האולטרסאונד עלולים לא להיות מוחזרים כראוי, מה שיוביל למדידות לא מדויקות או כושלות.

גודל חלקיקים: חלקיקים או בועות גדולים יותר מחזירים גלי אולטרסאונד בצורה יעילה יותר, מה שמקל על גילוי היסט דופלר. חלקיקים קטנים יותר עשויים לא לייצר השתקפות חזקה מספיק כדי שיזוהו על ידי המערכת.

פרופיל זרימה: פרופיל הזרימה (טורבולנטי או למינרי) יכול להשפיע על דיוק מדידת הדופלר. בדרך כלל, מדי דופלר מתאימים יותר לזרימה טורבולנטית, שבה חלקיקים נעים בצורה אקראית וכאוטית.

תכונות נוזל: מהירות הקול בנוזל משפיעה על היסט דופלר. ייתכן שיהיה צורך לכייל את המונה עבור סוגים ספציפיים של נוזלים, מכיוון שמהירות הקול משתנה בהתאם לצפיפות, לטמפרטורה ולהרכב הנוזל.

סוגימדי זרימה אולטרסאונד דופלר:

מדי זרימה דופלר עם קלאמפמדי מכשיר אלה אינם דורשים חיתוך בצינור. הם נצמדים לחלקו החיצוני של הצינור ומודדים את שינוי התדר של גלי האולטרסאונד כשהם עוברים דרך הנוזל.

מדי זרימה דופלר מוטבעיםמדי מכשיר אלה מותקנים ישירות בצינור, שם חיישני האולטרסאונד משדרים ומקבלים גלי קול מתוך הנוזל.