Trzy metody
Pierwsza z nich to pomiar dopplerowski bez pomiaru czasu powrotu odbitej fali, druga – pomiar dopplerowski z pomiarem czasu powrotu odbitej fali i trzecia – metoda korelacji krzyżowej.

We wszystkich tych metodach oprócz pomiaru prędkości przepływu mierzona jest wysokość napełnienia ściekami kanału.

Najtańsze rozwiązanie
Sonda Dopplerowska pracuje na sygnałach odbitych o mierzonej jedynie częstotliwości. Tak więc znana jest stosunkowo dobrze prędkość zawieszonej w ściekach cząstki, ale nie wiadomo na jakiej wysokości doszło do odbicia. Można poszukiwać wartości średniej prędkości odebranych sygnałów, wartości największej i przypisać jej 0,8 pomierzonej wysokości napełnienia przekroju poprzecznego, albo najsilniejszego sygnału, który wystąpi najprawdopodobniej zaraz za strefą martwą pomiaru. Ponieważ jest to najtańsze rozwiązanie więc zazwyczaj nie ma dużego wyboru spośród tych opcji i większość sygnałów zbierana jest z odległości nieznacznie przekraczającej 30 centymetrów.

Pomiar czasu
W drugim rozwiązaniu mierzona jest nie tylko częstotliwość odbitej fali ultradźwiękowej, ale również czas, który upłynął od chwili wysłania sygnału. Z budowy sondy znany jest również kąt pod którym sygnał wysłany został w stosunku do poziomu. Tak więc znana jest nie tylko prędkość cząstki od której doszło do odbicia, ale również wiadomo na jakiej była ona wysokości. To zwiększa znacznie dokładność obliczeń wartości natężenia przepływu.

Najdokładniejsza metoda
Trzecie rozwiązanie charakteryzuje się tym, że sygnał wysyła jedna sonda, a następnie jest od odbierany przez kilkanaście sond w taki sposób, że gdy jedna zaprzestaje odbioru to rozpoczyna następna. W ten sposób znane są prędkości cząstek od których doszło do odbicia w poszczególnych wysokościach strumienia ścieków. To pozwala stosunkowo dokładnie określić prędkości na granicy górnej każdego okna czasowego i dolnej następnego. Znając kąt wysłania sygnału ultradźwiękowego, znane są więc prędkości cząstek na granicach okien. Metoda ta pozwala również na śledzenie torów poszczególnych cząstek od których odbijają się sygnały ultradźwiękowe, co pozwala na najdokładniejsze obliczenie natężenia przepływu.

Fot.: www.freeimages.com/

Literatura

[1] Dąbrowski W., Teufel M., Woźniak R., Ultradźwiękowe techniki pomiarowe stosowane w monitoringu kanalizacji, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2010, luty, 29-35
[2] Jiwani R., Lucas S., Methods of flow measurement for Water and Wastewater, NIVUS GmbH 2001, wydanie 2, 45 str. (poradnik dostępny również w internecie w wersji angielskiej http://www.nivus.de/ximages/18685_flow.pdf)
[3] Śliwiński A., Ultradźwięki i ich zastosowanie, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2001, wydanie 2
[4] Waluś S., Przepływomierze Ultradźwiękowe – Metodyka Stosowania, Podręcznik Akademicki, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 1997