該實驗提供了基于聲學或超聲多普勒效應(yīng)的流量測量的基礎(chǔ)知識,并檢驗其對流速和多普勒角度的依賴性。
實驗內(nèi)容
頻移,散射,多普勒效應(yīng),多普勒角,多普勒超聲檢查,流量測量。
術(shù)語解析
“多普勒效應(yīng)”是指當發(fā)射機和接收機相對運動時,感知到的波的頻率的變化。這種效果用于圖像移動結(jié)構(gòu)。例如,可以使用超聲波來確定液體流的流速。
工作原理
這里,以特定的多普勒角耦合到液體流中的超聲波的頻率偏移是通過在諸如雜質(zhì)的小顆粒上的波的散射來測量的。在實驗中,通過泵浦功率,發(fā)射頻率和發(fā)射頻率的變化,研究了多普勒頻移Δf對流速v(散射粒子的移動速度)和多普勒角α的依賴關(guān)系,用于不同的基頻f0入射角。對于具有一個超聲波探頭的脈沖回波系統(tǒng),應(yīng)用以下關(guān)系:簡化形式:Δf?f0 v cos(α)
典型實驗數(shù)據(jù)
結(jié)果分析
圖形顯示頻率偏移和比率Δf/ cos(α),依賴于傳輸頻率2 MHz時的不同多普勒角度的泵浦功率。 確定的多普勒頻移隨著轉(zhuǎn)速的升高而增加,隨著多普勒角變小。 對于均勻的泵浦功率,系數(shù)Δf/ cos(α)(流速v)是恒定的,即不發(fā)生角度相關(guān)的故障測量。
部件型號
50400,超聲波脈沖多普勒FlowDop200
10151,超聲波探頭1 MHz
10152,超聲波探頭2 MHz
10154,超聲波探頭4 MHz
50130,離心泵MultiFlow
50140,多普勒液體
50201,流量測量儀
70200,超聲波凝膠