超声波明渠流量计污水测量的设计与探讨  十六

3．3．3流速方程

假设，超声波波束与流体运动速度的夹焦为移，超声波传播速度为c，流体孛悬粒子运动速度与流体流速楣露，均为y。现以超声波束在一颗固体粒子上的反射为铡，导出声波多普勒频差与流速的关系式。

线运动。对超声波发射器而言，该粒子以vcosO的速度离去，所以粒子收到的超声波频率／应低于发射的超声波频率， 固体粒子又将超声波束散射给接收器，由于它以vcosO的速度离开接收器，所以接收器收到的超声波频率又一次降低，由于液体的声速为1500m／s左右被测流速仅每秒数米，所以声速c远大于流体速度v，故上式中平方项可以略去，接收器收到的超声波频率与发射超声波频率之差，即多普勒频移af，发射换能器T辐射一定频率的超声波，从流动着液体内的气泡和固体颗粒上产生的散射波被接收换能器R所接收，其频率变化与粒子(或气泡)的移动速度成正比。根据这一点我们也可以直接得如发射频率和接收频率的关系。若将发射频率≯取得高些，如3MHz左右。对于所需要测量的流速，就能得到足够的分辨率鲈，当把多普勒效应用于超声测流时，如图3—3，把换能器T、R分别设置在与液体流动方向垂直的‘Y轴上，并且对原点来说是对称的位置上，设置换能器T、R的指向方向与X轴的夹角也同样分别为秽，那么，根据速度的比值直接就得到接收到的频率。

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