Doppler cu ultrasunete este o tehnică utilizată pentru a măsura fluxul de lichide prin reflectarea undelor sonore. Astronomul Christian Doppler a sugerat pentru prima dată efectul Doppler în anii 1840, când a descoperit că anumite stele aveau culori diferite decât se aștepta. El a propus că diferențele de culoare se datorau faptului că stelele se mișcau spre sau se îndepărtau de observator, schimbându-și culorile vizibile. Deși Doppler studia lumina stelelor, oamenii de știință credeau că efectul a avut loc și cu sunetul.
Un experiment ulterior folosind muzicieni într-un tren în mișcare și observatori care stăteau pe un peron a confirmat teoria lui Doppler folosind sunetul. Pe măsură ce un obiect se mișcă către un observator staționar sau nemișcat, undele sonore sunt ușor comprimate, rezultând o înălțime mai mare decât sunetul real. După ce obiectul ajunge la observator și se îndepărtează, sunetul aparent devine mai scăzut, deoarece undele sonore sunt ușor întinse.
Undele sonore mai lungi au înălțimea mai scăzută, iar rezultatul este un sunet care pare mai scăzut decât cel real. Experimentul este ușor de reprodus, ascultând un vehicul care vine spre un observator, apoi trece și se îndepărtează. Dacă vehiculul sună claxonul, claxonul vehiculului care se apropie are o înălțime mai mare, care se va schimba la o înclinație mai mică pe măsură ce vehiculul trece și se îndepărtează.
Acest efect Doppler poate fi utilizat într-un dispozitiv de măsurare a debitului cu ultrasunete. Sunetele ultrasunete sunt frecvențe foarte înalte peste intervalul de auz uman. Ele pot trece prin multe lichide și țesuturi umane înainte de a fi absorbite, ceea ce le face utile în diagnosticarea medicală și aplicațiile industriale. O măsurare a vitezei Doppler cu ultrasunete profită de schimbarea frecvenței atunci când undele sonore sunt reflectate de lichidele în mișcare.
Cele mai bune rezultate se obțin atunci când o unitate doppler cu ultrasunete măsoară un lichid care conține bule sau particule solide. Sunetele ultrasunete nu se reflectă bine din lichidele limpezi sau foarte groase, deoarece este necesară o anumită reflectare a sunetului înapoi la un receptor pentru a măsura viteza fluxului de lichid. Dispozitivul trimite impulsuri scurte de sunet de înaltă frecvență și compară semnalul de întoarcere cu cel de ieșire. Orice diferență de frecvență poate fi calculată pentru a obține viteza lichidului.
Aplicațiile timpurii ale măsurării cu ultrasunete Doppler au fost în domeniul medical, unde măsurătorile de sunet au fost folosite pentru a verifica fluxul de sânge în artere și vene fără a fi nevoie să efectuați o intervenție chirurgicală. De asemenea, au fost dezvoltate aplicații pentru a verifica un făt în timpul sarcinii, uitându-se la inima care bate și la vasele de sânge. Dispozitivele dezvoltate la sfârșitul secolului al XX-lea ar putea arăta mișcarea vizibilă a valvelor cardiace pentru a diagnostica defectele și blocajele.
Într-o aplicație industrială, măsurarea Doppler cu ultrasunete funcționează cel mai bine dacă sunetul este trimis în lichid la un unghi diferit de 90°. Particulele sau bulele din lichid trebuie să se deplaseze către sau să se îndepărteze de dispozitiv pentru ca acesta să măsoare cu precizie viteza. Pentru o măsurare corectă este necesară o conductă plină, deoarece un sistem parțial umplut nu va returna un semnal sonor utilizabil pentru a măsura viteza.