فلومتر اولتراسونیک داپلر​

در این روش یک پرتو موج فراصوتی با فرکانس مشخص از طریق سنسور به درون لوله ارسال شده و مقداری از این انرژی فراصوتی از ذرات داخل سیال با فرکانس متفاوت از فرکانس اولیه به سمت سنسور بازمی گردد. اختلاف بین سیگنال اولیه و سیگنال بازگشتی با سرعت سیال متناسب است.

در این نوع فلومتر یک سنسور ارسال و دریافت کننده سیگنال، موج های فراصوتی را با فرکانس بین تقریبا 1 تا 5 مگاهرتز به صورت زاویه ای به ذرات متحرک در سیال ارسال میکند. امواج فراصوتی به ذرات متحرک در سرعت \(V_{p}\) برخورد می کنند. موج در فرکانس \(f_{1}\) دارای طول موجی برابر \(\lambda _{1}\) خواهد بود.

\(\lambda _{1}=c/f_{1}\)

به دلیل سرعت حرکت \(V_{p}\)، ذرات متحرک با طول موج \(\lambda _{1}\) دور می شوند.

\(\lambda _{1}=(c-v_{p}\times cos \alpha )/f_{1}\)

در مرحله بعدی، فرکانس بازگشتی از درون سیال سنسور فرستنده درون سیال را سنس می کند، از آنجا که ذرات بازگشتی با گذشت زمان بیشتر دور می شوند، طول موج مطابق فرمول زیر تغییر می کند:

برای \(v_{p\ll c}\) می توان گفت:

\(f_{2}=\frac{f_{1}\times c}{c-2\times v_{p}\times cos \alpha }\)

درنتیجه اختلاف فرکانس بین سیگنال رفت و برگشت می تواند اندازه گیری خطی نرخ حرکت ذرات یا به عبارتی سرعت حرکت سیال باشد.

\(f_{2}-f_{1}=\Delta f=\frac{2\times v_{p}\times f_{1}\times cos \alpha }{c}\)

\(f_{2}\): فرکانس سیگنال دریافتی توسط سنسور گیرنده(بر حسب هرتز)

\(f_{1}\): فرکانس سیگنال ارسالی توسط سنسور فرستنده(برحسب هرتز): اختلاف \(\Delta f\):فرکانس ارسالی و دریافتی(بر حسب هرتز)

\(v_{p}\):سرعت حرکت سیال(بر حسب متر بر ثانیه)

\(\alpha \):زاویه ارسال موج به سمت سیال ( برحسب درجه)