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Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitmessung im Vergleich zu Doppler-Ultraschall-Durchflussmessern: Funktionsprinzip, Genauigkeit und Auswahl

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Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitmessung im Vergleich zu Doppler-Ultraschall-Durchflussmessern: Funktionsprinzip, Genauigkeit und Auswahl

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Die Flüssigkeit bestimmt, ob die Laufzeitmessung oder die Doppler-Messung geeignet ist.
Sowohl Laufzeitmessgeräte als auch Doppler-Messgeräte nutzen Ultraschall, stützen sich jedoch auf unterschiedliche Informationen aus dem Rohr. Bei der Laufzeitmessung wird die Ausbreitungszeit des Schalls in stromaufwärtser und stromabwärtser Richtung verglichen. Die Doppler-Messung erfasst eine Frequenzverschiebung durch sich bewegende Reflektoren wie Schwebstoffe oder Blasen. Eine Flüssigkeit, die für die eine Methode geeignet ist, kann für die andere ungeeignet sein.

Beschreiben Sie zunächst die Prozessflüssigkeit über ihren gesamten Betriebsbereich hinweg. Berücksichtigen Sie dabei Feststoffe, Blasen, Viskosität, Temperatur, Druck, Rohrmaterial, Auskleidung, Durchmesser, Durchflussbereich und ob das Rohr stets gefüllt ist. Die Auswahl allein anhand der Rohrgröße reicht nicht aus.

So funktioniert ein Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitmessung
Zwei Wandler tauschen Impulse entlang eines akustischen Pfades durch das Rohr aus. Der Durchfluss verkürzt die Laufzeit in stromabwärtsgerichteter Richtung und verlängert die in stromaufwärtsgerichteter Richtung. Das Messgerät wandelt die Differenz in die Axialgeschwindigkeit und anschließend, unter Verwendung der konfigurierten Rohrquerschnittsfläche und eines Strömungsprofilmodells, in den Volumenstrom um.

Die Laufzeitmessung liefert in der Regel die besten Ergebnisse bei relativ sauberen, homogenen Flüssigkeiten, die ein stabiles Signal übertragen. Zu viele Blasen oder Feststoffe können den Impuls streuen und dämpfen. Die genaue Toleranz hängt jedoch von der Weglänge, der Frequenz, der Signalverarbeitung und dem jeweiligen Messgerät ab.