эффекте Доплера основан на изменении частоты колебаний в зависимости от скорости движения источника колебаний.
Сигнал известной частоты распространяется в жидкой среде, отражается от движущихся в потоке твердых частиц, пузырьков воздуха, локальных различий в плотностях среды и т.п. Отраженный от движущихся частиц сигнал, с помощью быстрого преобразования Фурье трансформируется из временной области в частотную. Поскольку спектр отраженного сигнала достаточно широк, то находится усредненная частота. Далее вычисляется разница частоты исходного сигнала (сигнала передатчика) и полученной усредненной частоты отраженных сигналов. Эта разница частот в дальнейшем используется для определения скорости движения потока и, затем, для вычисления расхода.
Доплеровские ультразвуковые расходомеры обладают низкой точностью (2-5%) вследствие того, что выходной сигнал состоит из спектра разных частот, образующихся в результате сдвига исходной частоты большим количеством частиц, имеющих отличные скорости.
FАВ – частота излучаемого ультразвукового сигнала
FВА – частота отраженного ультразвукового сигнала
Q – расход, V – скорость потока, L – ширина канала, H - глубина
ΔF = FАВ - FВА
V = f (ΔF)
Q = f (V, L, Н)