超声多普勒测速仪在液-固和气-液两相流测量中的应用

This work aims to investigate the application of ultrasound Doppler velocimetry in multiphase flow.The experimental results show that in the homogeneous liquid-solid system,the amplitude of the received echo energy decreases exponentially with measurement depth,and attenuation rate increases with increase of solid holdup monotonously.A model based on the ultrasound reflection and refraction law and scatter characteristics of particles is proposed to predict the relationship between received echo energy and solid holdup.In the gas-liquid system,liquid velocity and bubble rise velocity can be directly obtained from the velocity profile by Dop 2000 when the bubble number is small,while in medium gas velocity range,FFT must be executed to calculate velocity distribution, resulting in a two-peak distribution,which in turn can be used to obtain liquid velocity and bubble velocity by further data processing.

运用多普勒效应规律巧解超声波测速仪类高考题

若波源或观察者或它们二者均相对介质运动，则感觉到的频率厂和波源的真实频率一般并不相同，这个现象称为多普勒效应。

基于多普勒的车辆测速仪

将船舰测速经验应用于陆地车辆中,利用多普勒效应和超声波传感器,设计了一种基于多普勒效应的车辆超声测速系统。以TMS320F28035为主控制器,搭建相应的硬件电路及应用软件,研制出了样机,并用跑车实验验证了设计方案的可行性。

用于生产测井的新型超声波井下测速仪（UDV）

该仪器是由挪威IKU Sintef集团开发的先进生产测井仪，96年底被美国《世界石油杂志》宣布为石油行业的先进技术。

车辆超声测速仪

为车辆超声测速仪的硬件设计、制作、调试和实验,研制出了一台车辆超声测速仪原理样机。设计了采用TMS320F28035为主控制器的超声波测速仪各部分的硬件电路并对硬件电路进行调试,最后用跑车实验验证了设计方案的可行性。

超声键合换能系统的非稳态特性试验

测得超声键合振动系统的输入电流、电压,用激光多普勒测速仪测得换能杆系统的响应速度,研究了超声引线键合工艺中超声振动系统的非稳态动力学特性。据此对超声加卸载过程分段,进行频谱分析和非稳态特性建模,并研究了相关的试验方法。结果表明,振动系统拟共振态腹点的速度均方值可作为系统机械能的等效量,供系统动力学特性试验研究；快速键合时系统惯性使功率源的开关不等同于键合机超声振动系统的启停。这些均有助于键合机换能系统的工艺建模和优化。

液固循环流化床中的颗粒速度场

利用超声多普勒测速仪 (UDV)对液固循环流化床中颗粒流场进行了系统的实验研究 .实验测定了不同轴向位置处的颗粒速度分布 ,得到了较完整的颗粒速度场 ,分析了入口区对流场分布的影响 ,考察了表观液速和颗粒循环速率等操作条件对颗粒速度场分布特点的影响 。

基于掺长理论的淹没柔性植被水流流速分布研究

采用PVC薄片对柔性植被进行了模拟,并用三维Micro ADV对淹没柔性植被恒定水流进行了实验测量,获得了水流纵向流速和Reynolds切应力的分布.实验结果表明,淹没柔性植被水流植被层和非植被层的水力特性有显著不同.在非植被层,Reynolds应力为直线分布,而时均流速则符合经典的对数律分布.基于新"河床"的概念,首次提出用河道压缩参数来表示植被对水流的影响,并合理假设了一个新的混合长度公式,由此得到的时均流速公式相比前人的成果有所需参数少、计算简单及实用性强等优点.

液固循环流化床中颗粒轴向速度的实验研究

利用超声多普勒测速仪实验测量了液固循环流化床中不同径向位置处颗粒瞬态轴向速度,研究了其概率密度分布特征。采用瞬态速度的标准偏差衡量瞬态速度的波动程度,考察了不同操作形式下的颗粒时均轴向速度的径向分布以及表观液速和颗粒循环速率等操作条件对速度波动程度和速度均值径向分布的影响。利用相间作用力对两种分布的特点进行了机理分析,并对液固和气固循环流化床中颗粒的流动行为进行了比较。

管内垂直下降液膜速度与厚度分布特性

对洗涤冷却管内垂直降膜的流动特性进行研究,采用超声波多普勒测速仪对管内不同周向以及轴向位置的液膜厚度和速度进行了无接触式的测量,液膜Reynolds数范围为1.0×10~4~3.1×10~4。结果表明：在0°周向位置上液膜厚度与速度均达到最大值,导致该位置局部液膜厚度过大而不能保持稳定,部分液体脱离液膜表面,此外还造成了8°和16°位置的液膜厚度激增。在轴向上,当Reynolds数小于2.0×10~4时,液膜速度在重力作用下随流动距离增加而增加,反之,液膜速度因为流动阻力会随距离增加而减小。随着Reynolds数的增大,液膜平均厚度和速度呈增大趋势。此外,Reynolds数的增大还会使得液膜更加不稳定。

螺旋折流板换热器壳程流动特性

可视化实验研究了透明螺旋折流板换热器的壳程速度分布特征,重点研究了轴向速度的分布规律及对应的机理。结果表明,轴向速度按照折流板的螺旋周期呈周期性变化,不同流量下同一测点的轴向速度分布规律相似。轴向速度在换热器壳程周边区域分布比较均匀,沿轴向变化幅度较小,流动相对稳定,湍流度较低。由于受三角区漏流的影响,管束中心区域轴向流速急剧增大,沿轴向变化幅度较大,稳定性差,湍流强度较高。中心区域轴向速度平均值明显高于外围区域,离换热器中心越近,轴向速度越大。随着壳程流量的增大,中心区域轴向速度的增幅高于外围区域。管束中心处轴向速度波动剧烈,壳程流量较小时,中心处轴向流速平均值最大,随着流量的增加,湍流度增大,流体返混现象明显,中心处轴向流速平均值逐渐减小。

线性电磁搅拌下钢包炉内卷渣临界速度的模拟研究

在钢包精炼炉旁配备了电磁搅拌系统,并利用多普勒超声波测速仪对线性电磁搅拌方式下金属液与模拟熔渣的界面流速分布状况进行了测定及分析;确定了卷渣临界流速等重要冶金参数,并根据相似原理对实际钢包精炼炉的对应参数进行了分析.研究发现,电磁搅拌可以有效促进金属液的内部流动,从而显著改善金属液内部的动力学条件,是提高钢包精炼效率的有效手段.在生产中,可以卷渣临界流速为依据,针对不同的精炼工艺要求采用不同的电磁搅拌强度.

含双重植物明渠水流特性研究

以典型沉水植物狐尾藻和挺水植物菖蒲为研究对象,采用三维多普勒超声测速仪(ADV)对含双重植物明渠恒定水流的水力特性进行了试验研究,分析了含双重植物明渠水流的水力学特性及阻力特性并得出其曼宁糙率n的变化规律。结果表明,含双重植物的垂向流速分布基本呈"3"型分布,其紊流具有明显的各向异性特性,底层狐尾藻仅对其高度区域内的流速有较大影响,对高于其植物高度区域的断面流速影响不大。

节能技术之三十 循环水流量荧光示踪检测方法

以水质不洁、大管径和大流量为特征的循环水流量测量是机组冷端系统参数测试的难点之一，直接关系到相关设备性能评价及运行优化调整等工作。问题提出：以300Mw等级机组为例，循环水管径在1800mm左右，额定工况下每小时流量达3．2万t左右，并且由于水源携带泥沙、冷塔填料脱落物等影响，流量测量不能采用传统的节流孔板或流量喷嘴等方式测量。目前常用方法有3种，一是测速法，二是超声波法，三是能量平衡法。其中测速法多使用Fechheimer和Keil皮托静压型传感器以及掺入型的光纤激光多普勒测速仪（LDV），对流量角测量要求非常高；超声波法采用超声波流量计，一般需要在循环水设计和施工阶段就做好循环水管中安装超声波测量系统的准备。

烟道流量计量标准装置

为了解决我国烟道流量计的量值溯源问题,中国计量科学研究院建立了烟道流量计量标准装置。装置使用可溯源至标准转盘的激光多普勒测速仪作为原级标准器,采用激光多普勒流速剖面扫描和超声流量计波动修正的方式测量标准流量,经校准的8声道超声流量计为工作级标准表,具备了908~104 840 m^3/h的测量能力,扩展不确定度为0. 62%(k=2),可对最大口径为1 m的流量计进行校准。装置下游测试段包括圆形管段和矩形管段,能够开展烟道流量计测量性能的研究。

气液降膜流动厚度及流速分布特性

对洗涤冷却管内垂直降膜的流动特性进行了研究,采用超声波多普勒测速仪,对气相影响下液膜的厚度和速度进行了无接触式的测量,实验液膜雷诺数为2.04×10~4,气相雷诺数范围0~6.83×10~4。结果表明:液膜在洗涤冷却管流动发展过程中明显存在中央液膜向两边铺展的现象,铺展规律受气相雷诺数及出口槽缝尺度影响显著。管内周向角8和16°处局部液膜波动较其余周向位置剧烈并有增厚的趋势,且气相雷诺数和槽缝宽度的增大均使这两处液膜增厚位置向后延迟,使得管内初始段膜厚变薄。此外,气相雷诺数增大加强气液两相间的剪切作用,整体上加剧了液膜波动幅度,液膜速度波动趋势更加显著。

一道上海高考题的三种解法

这道高考题是这样的：如图所示，图1是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测物体的速度，图2中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1，p2由汽车反射回来的信号。

从有效复习的视角审视“超声波测速问题”——一道经典高考试题的评议

2011年上海市高考物理试卷考查了"利用超声波测量速度",本文即从这道试题谈起。一、试题2001年上海市高考物理试题第13题:图1是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度。图2中P1、P2是测速仪发出的超声波信号,n1、n2是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔△t=1.0s。

UDV非接触式测量的壁效应及其校正模型

为了校正商用超声 Doppler测速仪由于没有考虑壁效应而在 Doppler角度和测量位置的确定上引起的较大误差 ,对超声 Doppler测速仪 (UDV)在非接触式测量的壁效应进行了实验研究。从超声传播和界面折射的基本规律以及测量体积的基本概念出发 ,利用系统提供的时间信息 ,建立了壁效应的校正模型。应用此模型对系统软件给出的Doppler角度和测量位置进行校正 。