超声多普勒流量传感器
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超声多普勒流量传感器(本内容源自《测试与传感技术》侯国章等编著)
简介： 超声多普勒流量传感器是利用多普勒效应进行流量检测的一种传感器， 可以对流体进 行非接触、无妨碍、无扰动的测量，在工业和医学中有着广泛的应用。例如在石油、化工工 业生产流程中流体的控制和监督； 在水利电力部门对流量的连续测定； 在水文测量工作中对 河川、海峡流速的测定；以及医学上血流的测量等。 原理：超声多普勒法是对液体中浮游物连续发射超声波，根据多普勒效应原理，测量与流速 有关的反射波频移。其原理为：发射探头以频率 f1 发射超声波，通过流体中离子反射后， 由接收头接收。这时产生多普勒频移，有如下关系 c + vcosθ f c − vcosθ 1 式中，f2 为接收频率；f1 为发射频率；v 为流速；θ为探头发射轴向与流速方向的夹角。 由于 c 远大于 v，上式可改写为 f2 = f2 ≈ 1 + 多普勒频移 fd 为 2vcosθ f1 c 下图是一连续波多普勒流量传感器框图。由振荡器、发射接收探头、射频放大器、检测器、 低通滤波器、 带通滤波器、 音频放大器、 过零检测器和低通滤波器构成一个完整的检测电路。 工作时， 低输出阻抗的振荡器驱动发射探头向运动粒子发出超声波， 粒子将多普勒频移波反 射给接收探头。加上载波辛亥的音频放大器信号被检测，并产生上式给出的频率差fd 。产生 的音频信号经一个频率-电压转换器变为送往记录器的定量输出。 每当音频信号跨越零轴时， 过零检测器就发出一个固定面积的脉冲。脉冲经低通滤波，产生与粒子速度成正比的输出。 由此，测得流速。 fd = f2 − f1 =
射频放大器
2vcosθ f1 c
振荡器
接收探头 发射 探头
检测器
低 通 滤波器
带 通 滤波器
1 θ θ 2
V
ຫໍສະໝຸດ Baidu管道或血管
颗粒或红细胞 输出至 记录器
音频放大器
低通 滤波器
过零 检测器
音频输出 至扬声器
超声多普勒流量传感器原理图
简介： 超声多普勒流量传感器是利用多普勒效应进行流量检测的一种传感器， 可以对流体进 行非接触、无妨碍、无扰动的测量，在工业和医学中有着广泛的应用。例如在石油、化工工 业生产流程中流体的控制和监督； 在水利电力部门对流量的连续测定； 在水文测量工作中对 河川、海峡流速的测定；以及医学上血流的测量等。 原理：超声多普勒法是对液体中浮游物连续发射超声波，根据多普勒效应原理，测量与流速 有关的反射波频移。其原理为：发射探头以频率 f1 发射超声波，通过流体中离子反射后， 由接收头接收。这时产生多普勒频移，有如下关系 c + vcosθ f c − vcosθ 1 式中，f2 为接收频率；f1 为发射频率；v 为流速；θ为探头发射轴向与流速方向的夹角。 由于 c 远大于 v，上式可改写为 f2 = f2 ≈ 1 + 多普勒频移 fd 为 2vcosθ f1 c 下图是一连续波多普勒流量传感器框图。由振荡器、发射接收探头、射频放大器、检测器、 低通滤波器、 带通滤波器、 音频放大器、 过零检测器和低通滤波器构成一个完整的检测电路。 工作时， 低输出阻抗的振荡器驱动发射探头向运动粒子发出超声波， 粒子将多普勒频移波反 射给接收探头。加上载波辛亥的音频放大器信号被检测，并产生上式给出的频率差fd 。产生 的音频信号经一个频率-电压转换器变为送往记录器的定量输出。 每当音频信号跨越零轴时， 过零检测器就发出一个固定面积的脉冲。脉冲经低通滤波，产生与粒子速度成正比的输出。 由此，测得流速。 fd = f2 − f1 =
射频放大器
2vcosθ f1 c
振荡器
接收探头 发射 探头
检测器
低 通 滤波器
带 通 滤波器
1 θ θ 2
V
ຫໍສະໝຸດ Baidu管道或血管
颗粒或红细胞 输出至 记录器
音频放大器
低通 滤波器
过零 检测器
音频输出 至扬声器
超声多普勒流量传感器原理图