अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर में डॉप्लर प्रभाव क्या होता है?

अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर में डॉप्लर प्रभाव एक ऐसी घटना है जिसमें पाइप के भीतर कणों या द्रव की गति के कारण अल्ट्रासोनिक सिग्नल की आवृत्ति बदल जाती है। आवृत्ति में इस परिवर्तन का उपयोग द्रव के वेग को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, और इससे प्रवाह दर की गणना की जा सकती है।

अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर में डॉप्लर प्रभाव का कार्य सिद्धांत:

डॉप्लर प्रभाव का उपयोग करने वाले अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर में, सिस्टम निम्नानुसार कार्य करता है:

अल्ट्रासोनिक तरंगों का संचरण: फ्लो मीटर एक ट्रांसड्यूसर के माध्यम से द्रव में अल्ट्रासोनिक तरंग संचारित करता है।

कणों से परावर्तन: कई मामलों में, द्रव शुद्ध नहीं होता बल्कि उसमें निलंबित कण, बुलबुले या अन्य असमानताएं मौजूद होती हैं। जब अल्ट्रासोनिक तरंगें इन गतिशील कणों या बुलबुलों से टकराती हैं, तो वे ट्रांसड्यूसर की ओर वापस परावर्तित हो जाती हैं।

आवृत्ति में परिवर्तन: कणों की गति के कारण परावर्तित अल्ट्रासोनिक तरंग की आवृत्ति में परिवर्तन होता है:

यदि द्रव प्रवाह ट्रांसड्यूसर की ओर बढ़ रहा है, तो परावर्तित आवृत्ति अधिक होगी (सकारात्मक डॉप्लर शिफ्ट)।

यदि द्रव का प्रवाह ट्रांसड्यूसर से दूर जा रहा है, तो परावर्तित आवृत्ति कम होगी (नकारात्मक डॉप्लर शिफ्ट)।

आवृत्ति परिवर्तन की गणना: आवृत्ति परिवर्तन की मात्रा द्रव के वेग के सीधे समानुपाती होती है। द्रव जितनी तेज़ी से गति करेगा, आवृत्ति परिवर्तन उतना ही अधिक होगा।

प्रवाह दर की गणना: डॉप्लर विस्थापन को मापकर और द्रव के गुणों तथा पाइप की ज्यामिति को जानकर, प्रवाह मीटर द्रव के वेग की गणना कर सकता है। फिर द्रव के वेग को पाइप के अनुप्रस्थ काट क्षेत्रफल से गुणा करके प्रवाह दर निकाली जा सकती है।

प्रभावित करने वाले कारकअल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर में डॉप्लर प्रभाव:

कण सांद्रण: डॉप्लर प्रभाव द्रव में कणों (या बुलबुलों) की उपस्थिति पर निर्भर करता है। यदि द्रव बहुत साफ है या उसमें कोई निलंबित ठोस पदार्थ नहीं हैं, तो अल्ट्रासोनिक तरंगें पर्याप्त रूप से परावर्तित नहीं हो सकती हैं, जिससे माप गलत या विफल हो सकते हैं।

कण का आकार: बड़े कण या बुलबुले पराबैंगनी तरंगों को अधिक प्रभावी ढंग से परावर्तित करते हैं, जिससे डॉप्लर शिफ्ट का पता लगाना आसान हो जाता है। छोटे कण शायद इतना मजबूत परावर्तन उत्पन्न न कर पाएं कि सिस्टम द्वारा उनका पता लगाया जा सके।

प्रवाह प्रोफ़ाइल: प्रवाह प्रोफ़ाइल (अशांत या स्तरित) डॉप्लर माप की सटीकता को प्रभावित कर सकती है। आमतौर पर, डॉप्लर मीटर अशांत प्रवाह के लिए बेहतर उपयुक्त होते हैं, जहाँ कण अनियमित और अव्यवस्थित तरीके से गति करते हैं।

द्रव के गुणधर्म: द्रव में ध्वनि की गति डॉप्लर विस्थापन को प्रभावित करती है। ध्वनि की गति द्रव के घनत्व, तापमान और संरचना के आधार पर भिन्न होती है, इसलिए मीटर को विशिष्ट प्रकार के द्रवों के लिए कैलिब्रेट करने की आवश्यकता हो सकती है।

प्रकार केडॉप्लर अल्ट्रासोनिक फ्लो मीटर:

क्लैम्प-ऑन डॉप्लर फ्लो मीटरइन मीटरों को पाइप में काटने की आवश्यकता नहीं होती है। ये पाइप के बाहरी हिस्से पर क्लैंप से लग जाते हैं और तरल पदार्थ से गुजरते समय अल्ट्रासोनिक तरंगों की आवृत्ति में होने वाले परिवर्तन को मापते हैं।

इनलाइन डॉप्लर फ्लो मीटरये मीटर सीधे पाइपलाइन में स्थापित किए जाते हैं, जहां अल्ट्रासोनिक सेंसर तरल पदार्थ के भीतर से ध्वनि तरंगों को संचारित और प्राप्त करते हैं।