多普勒流量傳感器的原理及應用

多普勒流量傳感器是一種完全獨立的便攜式傳感器，可以同時記錄管道中瞬時流量、總流量、流速、pH值以及井下溫度等多種參數。其測量原理是以物理學中的多普勒效應為基礎，根據聲學多普勒效應，當聲源和觀察者之間有相對運動時，觀察者所感受到的聲頻率將不同于聲源所發出的頻率。這個因相對運動而產生的頻率變化與兩物體的相對速度成正比。

在多普勒超聲波流量測量方法中，超聲波發射器為一固定聲源，隨流體一起運動的固體顆粒起了與聲源有相對運動的“觀察者”的作用，固體顆粒把入射到其表面上的超聲波反射回接收器，發射聲波與接收聲波之間的頻率差，就是由于流體中固體顆粒運動而產生的聲波多普勒頻移。由于這個頻率差正比于流體流速，所以測量頻差可以求得流速，進而可以得到流體的流量。

目前，多普勒流量傳感器一般配合使用面積/速率傳感器，傳感器上配置有超聲波發射器和水深壓力傳感器，分別用于探測液體的瞬時流速和過水面積，進而得出瞬時流量。2006年下半年，北京排水集團管網分公司決定利用該類型流量傳感器在清河污水廠某個局部流域污水管網進行流量監測試驗，其目的是為了積累該類型流量傳感器的安裝經驗和測試其具體性能，了解和掌握污水廠流域管線在某一時期內管網污水流量增減規律，同時也為其他各流域管網水量的調查工作做計劃，并為下一步可能進行的跨流域水量調配做好準備工作。

流量監測試驗分為兩部分進行，一是嚴格按照流量傳感器的使用要求，利用固定環將面積/速率傳感器固定于管底標準位置，以便校核流量監測的準確度;二是利用流量傳感器中的“鉛魚”裝置，快速檢測管道內污水流量。