Τι είναι ο μετρητής ροής Doppler;

Ο μετρητής ροής Doppler είναι ένας τύπος μετρητή ροής υπερήχων. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούν μια επιστημονική αρχή που ονομάζεται φαινόμενο Doppler για τη μέτρηση της ογκομετρικής ροής μέσω ενός σωλήνα. Αυτό λειτουργεί με τέτοιο τρόπο ώστε ο μετρητής ροής Doppler να στερεώνεται στο εξωτερικό του σωλήνα, έτσι ώστε να μην διακόπτει τη ροή, όπως απαιτείται για άλλους τύπους ροόμετρου.
Οι μετρητές ροής Doppler χρησιμοποιούν τη συχνότητα μιας δέσμης υπερήχων για τον προσδιορισμό του ρυθμού ροής ενός υγρού. Αυτή η μέτρηση είναι δυνατή λόγω του φαινομένου Doppler, που ανακαλύφθηκε από τον Αυστριακό επιστήμονα Christian Johann Doppler στις αρχές του 1800. Ουσιαστικά, το φαινόμενο Doppler δηλώνει ότι η συχνότητα των ηχητικών κυμάτων ποικίλλει ανάλογα με την κίνηση του δέκτη του ήχου ή την πηγή του ήχου σε σχέση με το μέσο στο οποίο περνά ο ήχος. Σε αυτήν την περίπτωση, το μέσο που ταξιδεύει το κύμα μέσα είναι το υγρό που ρέει μέσω του σωλήνα.

Για να λειτουργεί σωστά ένας μετρητής ροής Doppler, το υγρό πρέπει να περιέχει σωματίδια ή φυσαλίδες, επομένως κάποιος λειτουργεί καλά για βρώμικα υγρά, αλλά δεν είναι πολύ αποτελεσματικός για καθαρό νερό. Ο μετρητής ροής μεταδίδει ένα σήμα υπερήχων και το σήμα ανακλάται από τα σωματίδια και τις φυσαλίδες, γεγονός που προκαλεί τη μετατόπιση της συχνότητας του σήματος. Αυτή η μετατόπιση συχνότητας είναι αυτή που μετράται από το ροόμετρο.

Ένας μετρητής ροής Doppler μετατρέπει τη μετρούμενη μετατόπιση συχνότητας σε ογκομετρικό ρυθμό ροής. Η ταχύτητα της ροής στο σωλήνα υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τη μετατόπιση συχνότητας, την αρχική συχνότητα του υπερηχητικού σήματος, την ταχύτητα του ήχου μέσω του υλικού του πομπού και το ημίτονο της γωνίας στην οποία το σήμα εισήλθε στο υγρό. Μόλις γίνει γνωστή η ταχύτητα, ο ογκομετρικός ρυθμός ροής μπορεί εύκολα να υπολογιστεί πολλαπλασιάζοντας την ταχύτητα με την περιοχή του σωλήνα.

Οι μετρητές ροής Doppler μπορεί να έχουν είτε έναν είτε δύο αισθητήρες. Και οι δύο τύποι περιέχουν και πομπό και δέκτη, αλλά σε έναν μετρητή ροής Doppler ενός αισθητήρα, περιέχονται σε έναν αισθητήρα. Τα ανακλαστικά σωματίδια στο υγρό αντανακλούν το μεταδιδόμενο σήμα πίσω στον δέκτη. Σε ένα ροόμετρο δύο αισθητήρων, ο πομπός και ο δέκτης στερεώνονται σε αντίθετες πλευρές του σωλήνα.

Οι μετρητές ροής Doppler μπορούν να είναι μια καλή επιλογή παρακολούθησης επειδή δεν διαταράσσουν τη ροή και απαιτούν λίγη συντήρηση. Επιπλέον, μπορούν να κάνουν γρήγορες και ακριβείς μετρήσεις ροής σε πολλούς τύπους υγρών κάτω από ποικίλες συνθήκες θερμοκρασίας και ροής. Από την άλλη πλευρά, το υγρό πρέπει να περιέχει φυσαλίδες ή σωματίδια για να λειτουργεί σωστά ο μετρητής και οι σωλήνες με επένδυση ή από ανοξείδωτο χάλυβα μπορεί να επηρεάσουν το σήμα του πομπού, μειώνοντας την ακρίβεια των μετρήσεων.