UDV簡介與技術(shù)特點
工作原理：UDV 技術(shù)背景
超聲多普勒技術(shù)40多年前起源于醫(yī)療領(lǐng)域。超聲波的脈沖發(fā)射技術(shù)近年的快速發(fā)展使也給流體力學(xué)新的測量技術(shù)打開了一扇大門。超聲多普勒流速儀（下稱UDV）這個名字，會讓人認為UDV和激光多普勒測速儀一樣，原理是多普勒效應(yīng)，也就是測量多普勒頻率的變化。事實上卻不竟然，多普勒效應(yīng)只起到了一個很小的作用。UDV主要的原理是測量脈沖之間的相位變化。被誤導(dǎo)的原因是幾乎所有的文獻都沒有對兩種原理做根本上的區(qū)分。文獻中那些似是而非的解釋混淆了大家對兩種物理效應(yīng)的認識。
4-2.jpeg
UDV主要是采用脈沖的發(fā)射方式，取代了連續(xù)的發(fā)射方式。發(fā)射器不斷的發(fā)射周期性的小脈沖，連續(xù)的接收來至目標物反射的回聲。利用采集到的回聲和發(fā)送的脈沖做比較，計算出相位的改變，從而得到目標運動速度的大小。
技術(shù)特性：
  • 非接觸式技術(shù)。
  • 不透明液體測量，如泥漿，液態(tài)金屬，油，醬汁等。
  • 安裝方便，一般情況下可以做穿墻探測。
  • 量程可達數(shù)米/秒。
  • 靈敏度高，可檢測到0.1mm/s的速度和速度變化。
  • 可同時測量正負流向的速度。
  • 較高的距離和時間分辨率，精確到0.1毫米，毫秒級。
  • 可輸出瞬時信息和平均信息。
  • 可以從分布圖中計算分析得到統(tǒng)計結(jié)果，空間相互關(guān)系，頻譜線和其它相關(guān)數(shù)據(jù)。
  • 可繪制出全范圍流速分布圖。
  • 使用方便，體積小，便于移動。適合多應(yīng)用對象測量。
流速儀使用
世界上所有流場測量系統(tǒng)都是通過測量流體內(nèi)部微小顆粒運動情況來反應(yīng)流體運動情況的。UDV 也是一樣，通過捕捉流體中所含有的顆粒的運動狀態(tài)來測量流場。所以，待測試液體必須含有一定顆粒。并且顆粒尺寸有一下兩個要求：
  • 顆粒直徑應(yīng)小于超聲波長以防止散射現(xiàn)象。
  • 顆粒濃度必須適中
顆粒可以是微小的固體顆粒也可以是微小氣泡。根據(jù)實際情況，液體中顆粒濃度必須適中。不可過低，否則無法測量準確的流速情況；也不可過高，否則會引起嚴重的超聲波衰減。通常情況下，示蹤試驗示蹤對象的大小和濃度是滿足條件的。如果不能滿足，我們可以提供不同的試驗示蹤粒子，并指導(dǎo)進行濃度配比。

? ? ? ?顆?？梢允俏⑿〉墓腆w顆粒也可以是微小氣泡。根據(jù)實際情況，液體中顆粒濃度必須適中。不可過低，否則無法測量準確的流速情況；也不可過高，否則會引起嚴重的超聲波衰減。通常情況下，示蹤試驗示蹤對象的大小和濃度是滿足條件的。如果不能滿足，我們可以提供不同的試驗示蹤粒子，并指導(dǎo)進行濃度配比。

? ? 超聲探頭可以直接插入試驗液體或者通過超聲凝膠和試驗容器接觸。由于超聲波在空氣中衰減非常嚴重，所以在穿透試驗容器壁是需要使用該凝膠用于幫助超聲波束順利通過試驗容器壁。 該儀器最重要的部分是超聲探頭的選擇，其有以下幾個因素：
  • 待測量速度范圍
  • 待測量深度范圍
  • 超聲波束衰減
所有超聲波束參數(shù)(超聲頻率, 脈沖重復(fù)頻率 – PRF, 時間增益控制放大 – TGC..)和處理條件(通道數(shù)量，濾波器) 可以用戶自行設(shè)定或者由DOP3010軟件UDOP輔助設(shè)定。可選儀器智能觸發(fā)功能，支持同步采集任何周期或非周期信號。數(shù)據(jù)以二進位或ASCII格式保存。

? ? ? ?系統(tǒng)支持Windows 98，XP或Vista Win7 environment，UDOP軟件通過USB接口和DOP3010通訊并控制設(shè)備，支持各種功能應(yīng)用。
UDV技術(shù)的獨特優(yōu)點
  • UDV可以測量幾乎任何液體的內(nèi)部流速。這是PIV,LDV等光學(xué)測速儀無法達到的；
  • UDV可同時測量多個位置，并且可測量多個示蹤粒子的運動狀態(tài)。而LDV只可以做單點單粒子的測量；
  • UDV可以測量固、氣含率很高的流體
  • UDV可以穿透不透明容器壁進行測量
  • UDV使用安裝非常方便，只需在對應(yīng)地點安裝探頭。無需像PIV,LDV光路調(diào)整等繁瑣的安裝過程。