ഒരു അൾട്രാസോണിക് ഫ്ലോ മീറ്ററിലെ ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം എന്താണ്?

ഒരു അൾട്രാസോണിക് ഫ്ലോ മീറ്ററിലെ ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം എന്നത് പൈപ്പിനുള്ളിലെ കണികകളുടെയോ ദ്രാവകത്തിന്റെയോ ചലനം കാരണം ഒരു അൾട്രാസോണിക് സിഗ്നലിന്റെ ആവൃത്തി മാറുന്ന ഒരു പ്രതിഭാസമാണ്. ആവൃത്തിയിലെ ഈ മാറ്റം ദ്രാവകത്തിന്റെ പ്രവേഗം നിർണ്ണയിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇതിൽ നിന്ന് ഒഴുക്ക് നിരക്ക് കണക്കാക്കാൻ കഴിയും.

അൾട്രാസോണിക് ഫ്ലോ മീറ്ററുകളിലെ ഡോപ്ലർ ഇഫക്റ്റിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വം:

ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു അൾട്രാസോണിക് ഫ്ലോ മീറ്ററിൽ, സിസ്റ്റം ഇതുപോലെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു:

അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങളുടെ പ്രക്ഷേപണം: ഫ്ലോ മീറ്റർ ഒരു ട്രാൻസ്ഡ്യൂസർ വഴി ദ്രാവകത്തിലേക്ക് ഒരു അൾട്രാസോണിക് തരംഗത്തെ കടത്തിവിടുന്നു.

കണികകളിൽ നിന്നുള്ള പ്രതിഫലനം: പല സന്ദർഭങ്ങളിലും, ദ്രാവകം ശുദ്ധമല്ല, പക്ഷേ അതിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത കണികകൾ, കുമിളകൾ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് അസമത്വങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങൾ ഈ ചലിക്കുന്ന കണികകളിലോ കുമിളകളിലോ പതിക്കുമ്പോൾ, അവ ട്രാൻസ്ഡ്യൂസറിലേക്ക് തിരികെ പ്രതിഫലിക്കുന്നു.

ആവൃത്തിയിലെ മാറ്റം: കണങ്ങളുടെ ചലനം പ്രതിഫലിക്കുന്ന അൾട്രാസോണിക് തരംഗത്തിന്റെ ആവൃത്തിയിലെ മാറ്റത്തിന് കാരണമാകുന്നു:

ദ്രാവക പ്രവാഹം ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസറിലേക്ക് നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ, പ്രതിഫലിക്കുന്ന ആവൃത്തി കൂടുതലായിരിക്കും (പോസിറ്റീവ് ഡോപ്ലർ ഷിഫ്റ്റ്).

ട്രാൻസ്‌ഡ്യൂസറിൽ നിന്ന് ദ്രാവക പ്രവാഹം അകന്നുപോകുകയാണെങ്കിൽ, പ്രതിഫലിക്കുന്ന ആവൃത്തി കുറവായിരിക്കും (നെഗറ്റീവ് ഡോപ്ലർ ഷിഫ്റ്റ്).

ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് കണക്കുകൂട്ടൽ: ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റിന്റെ അളവ് ദ്രാവകത്തിന്റെ പ്രവേഗത്തിന് നേർ അനുപാതത്തിലാണ്. ദ്രാവകം വേഗത്തിൽ നീങ്ങുമ്പോൾ ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് വർദ്ധിക്കും.

ഫ്ലോ റേറ്റ് കണക്കുകൂട്ടൽ: ഡോപ്ലർ ഷിഫ്റ്റ് അളക്കുന്നതിലൂടെയും ദ്രാവകത്തിന്റെ ഗുണങ്ങളും പൈപ്പിന്റെ ജ്യാമിതിയും അറിയുന്നതിലൂടെയും, ഫ്ലോ മീറ്ററിന് ദ്രാവകത്തിന്റെ വേഗത കണക്കാക്കാൻ കഴിയും. തുടർന്ന് ദ്രാവക വേഗതയെ പൈപ്പിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷണൽ ഏരിയ കൊണ്ട് ഗുണിച്ചുകൊണ്ട് ഫ്ലോ റേറ്റ് ലഭിക്കും.

ബാധിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾഅൾട്രാസോണിക് ഫ്ലോ മീറ്ററുകളിലെ ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം:

കണിക സാന്ദ്രത: ഡോപ്ലർ പ്രഭാവം ദ്രാവകത്തിനുള്ളിലെ കണികകളുടെ (അല്ലെങ്കിൽ കുമിളകളുടെ) സാന്നിധ്യത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ദ്രാവകം വളരെ ശുദ്ധമാണെങ്കിൽ അല്ലെങ്കിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഖരപദാർത്ഥങ്ങൾ ഇല്ലെങ്കിൽ, അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങൾ വേണ്ടത്ര പ്രതിഫലിച്ചേക്കില്ല, ഇത് കൃത്യമല്ലാത്തതോ പരാജയപ്പെട്ടതോ ആയ അളവുകളിലേക്ക് നയിച്ചേക്കാം.

കണിക വലിപ്പം: വലിയ കണികകൾ അല്ലെങ്കിൽ കുമിളകൾ അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങളെ കൂടുതൽ ഫലപ്രദമായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ഡോപ്ലർ ഷിഫ്റ്റ് കണ്ടെത്തുന്നത് എളുപ്പമാക്കുന്നു. ചെറിയ കണികകൾ സിസ്റ്റത്തിന് കണ്ടെത്താൻ കഴിയുന്നത്ര ശക്തമായ പ്രതിഫലനം സൃഷ്ടിച്ചേക്കില്ല.

ഫ്ലോ പ്രൊഫൈൽ: ഫ്ലോ പ്രൊഫൈൽ (ടർബുലന്റ് അല്ലെങ്കിൽ ലാമിനാർ) ഡോപ്ലർ അളവിന്റെ കൃത്യതയെ സ്വാധീനിക്കും. സാധാരണയായി, ഡോപ്ലർ മീറ്ററുകൾ ടർബുലന്റ് ഫ്ലോയ്ക്ക് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്, അവിടെ കണികകൾ ക്രമരഹിതമായും കുഴപ്പമില്ലാത്ത രീതിയിലും നീങ്ങുന്നു.

ദ്രാവക ഗുണങ്ങൾ: ദ്രാവകത്തിലെ ശബ്ദത്തിന്റെ വേഗത ഡോപ്ലർ ഷിഫ്റ്റിനെ ബാധിക്കുന്നു. ദ്രാവകത്തിന്റെ സാന്ദ്രത, താപനില, ഘടന എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് ശബ്ദത്തിന്റെ വേഗത വ്യത്യാസപ്പെടുന്നതിനാൽ, പ്രത്യേക തരം ദ്രാവകങ്ങൾക്കായി മീറ്റർ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യേണ്ടി വന്നേക്കാം.

തരങ്ങൾഡോപ്ലർ അൾട്രാസോണിക് ഫ്ലോ മീറ്ററുകൾ:

ക്ലാമ്പ്-ഓൺ ഡോപ്ലർ ഫ്ലോ മീറ്ററുകൾ: ഈ മീറ്ററുകൾക്ക് പൈപ്പിലേക്ക് മുറിക്കൽ ആവശ്യമില്ല. അവ പൈപ്പിന്റെ പുറത്ത് ഘടിപ്പിക്കുകയും ദ്രാവകത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുമ്പോൾ അൾട്രാസോണിക് തരംഗങ്ങളുടെ ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റ് അളക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഇൻലൈൻ ഡോപ്ലർ ഫ്ലോ മീറ്ററുകൾ: ഈ മീറ്ററുകൾ പൈപ്പ്‌ലൈനിലേക്ക് നേരിട്ട് സ്ഥാപിക്കുന്നു, അവിടെ അൾട്രാസോണിക് സെൻസറുകൾ ദ്രാവകത്തിനുള്ളിൽ നിന്ന് ശബ്ദ തരംഗങ്ങൾ കൈമാറുകയും സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.