多普勒流量传感器的原理及应用

多普勒流量传感器是一种完全独立的便携式传感器，可以同时记录管道中瞬时流量、总流量、流速、pH值以及井下温度等多种参数。其测量原理是以物理学中的多普勒效应为基础，根据声学多普勒效应，当声源和观察者之间有相对运动时，观察者所感受到的声频率将不同于声源所发出的频率。这个因相对运动而产生的频率变化与两物体的相对速度成正比。

在多普勒超声波流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用，固体颗粒把入射到其表面上的超声波反射回接收器，发射声波与接收声波之间的频率差，就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。由于这个频率差正比于流体流速，所以测量频差可以求得流速，进而可以得到流体的流量。

目前，多普勒流量传感器一般配合使用面积/速率传感器，传感器上配置有超声波发射器和水深压力传感器，分别用于探测液体的瞬时流速和过水面积，进而得出瞬时流量。2006年下半年，北京排水集团管网分公司决定利用该类型流量传感器在清河污水厂某个局部流域污水管网进行流量监测试验，其目的是为了积累该类型流量传感器的安装经验和测试其具体性能，了解和掌握污水厂流域管线在某一时期内管网污水流量增减规律，同时也为其他各流域管网水量的调查工作做计划，并为下一步可能进行的跨流域水量调配做好准备工作。

流量监测试验分为两部分进行，一是严格按照流量传感器的使用要求，利用固定环将面积/速率传感器固定于管底标准位置，以便校核流量监测的准确度;二是利用流量传感器中的“铅鱼”装置，快速检测管道内污水流量。