多普勒超聲波流量計的潛在誤差

連續式多普勒系統連續、同步收發(fā)的運行方式，其中一個(gè)影響稱(chēng)為范圍偏置。由于傳輸的信號與系統的距離越來(lái)越弱，因此距離傳感器較近的粒子的聲學(xué)反射對接收信號的影響將大于距離較遠的信號。如果通道中的速度分布均勻，則靠近傳感器的散射粒子的影響就無(wú)關(guān)緊要了。但如前所述，通道中的速度通常不均勻。位于發(fā)射端附近的散射顆粒產(chǎn)生的更強信號影響，會(huì )導致對離系統更近的聲波反射產(chǎn)生范圍偏差。

由于聲傳輸損耗（衰減、吸收），測距偏差問(wèn)題隨著(zhù)渠道深度的增加而增加。

由于最大速度通常出現在水面下方，連續波系統的最大渠道深度會(huì )受到限制。

例如，在水面附近可能存在對實(shí)際總流量有著(zhù)重大影響的高流速情況，但是來(lái)自近水面速度的信號輸入可能比來(lái)自靠近底部的較慢速度的信號輸入要弱。

通常情況是，底部沉積物濃度較高或顆粒較大，因此具有較強的反射特性。更為復雜的是，這種偏差會(huì )隨著(zhù)時(shí)間和條件而變化。散射顆粒通常在整個(gè)水柱中分布不均勻，并且不同材料的顆粒將具有不同的反射特性。例如，礦物沉積物將具有不同于絮凝劑的散射和反射特性，并且水柱中是否存在沉積物云團及其位置都能夠引起幅值不斷變化的偏差。在高動(dòng)態(tài)的環(huán)境條件下。

即使在不同流量下校準連續波系統的做法，也可能無(wú)法解釋和滿(mǎn)足存在的眾多未知變量。

脈沖多普勒系統不受測距偏差的影響。由于系統專(zhuān)為測量精確定時(shí)的、以空間為參考的速度數據而設計，因此諸如SonTek-IQ類(lèi)的脈沖多普勒系統通常會(huì )提供更高的速度精度、更高的速度范圍和深度范圍，從而可以計算出準確的排放量（流量）數據。

脈沖多普勒系統被認為在更大范圍的條件下，尤其在因水力學(xué)、水質(zhì)、顆粒大小和成分而變化的環(huán)境中，有更高的可靠性。

多普勒流量計（如圖所示的SonTek-IQ）根據從水中顆粒反射回來(lái)的信號來(lái)測量水流速度。通常，水流速度（由箭頭表示）隨深度和與邊界的距離而變化，從而形成速度（流量）剖面（由曲線(xiàn)表示）。對于諸如SonTek-IQ之類(lèi)的脈沖多普勒系統，顆粒的形狀、大小和在水中的分布不會(huì )使速度測量結果產(chǎn)生偏差，因為每個(gè)測量結果均由在水柱中多個(gè)已知位置進(jìn)行的多次測量組成。

即使條件發(fā)生變化，脈沖多普勒系統也會(huì )捕獲速度剖面信息。當流量發(fā)生變化或顆粒濃度隨每日、季節性或運行因素而變化時(shí)，這將獲得更精確的測量結果。由于連續波系統缺乏檢測流量剖面的能力，因此通常依賴(lài)于流量校準，對于每種新的流量或顆粒條件，都可能需要重新校準。

SonTek-IQ在意大利普利亞地區Vasca Tavoliere的部署示例。該定制安裝架是由Consorzio di Bonifica della Capitanata設計的，旨在安全高效地維護儀器。

聲學(xué)多普勒流量計的典型硬件組件。

連續波 (CW) 和脈沖多普勒系統均可采用一體或分體式配置。脈沖多普勒SonTek-IQ（左圖）由包含傳感器、處理和通訊電子設備的單個(gè)單元組成。大多數連續波系統由兩個(gè)組件組成，傳感器通過(guò)電纜連接到裝有處理和通信電子設備的頂盒。