1. Kurze Einleitung
Ein Ultraschall-Durchflussmesser besteht aus einem Rechner und einem Ultraschallsensor. Zu den gepaarten Ultraschallsensoren gehören ein berührungsloser Sensor, ein Einführsensor und ein Sensor, der an der Innenwand des Rohrs oder am Boden des Kanals angebracht wird.
Ultraschall-Durchflussmesser mit Klemmbefestigung müssen mithilfe der V-, Z- oder W-Methode an der Außenwand des Messrohrs montiert werden. Zweikanal-Ultraschall-Durchflussmesser ähneln Einkanal-Durchflussmessern. Der Unterschied besteht darin, dass Einkanal-Durchflussmesser ein Sensorpaar benötigen, Zweikanal-Durchflussmesser hingegen zwei Sensorpaare. Die Sensoren werden außen angeklemmt und erfassen den Durchfluss direkt durch die Rohrwand. Die Genauigkeit liegt zwischen 0,5 % und 1 %. Ultraschall-Durchflussmesser mit Klemmbefestigung eignen sich zur Messung von sauberen und leicht verschmutzten Flüssigkeiten.
Aufsteckbare Doppler-Ultraschallwandler müssen direkt gegenüberliegend an der Außenseite des Rohrs montiert werden und eignen sich nur zur Messung von verschmutzten Flüssigkeiten, sofern einige Partikel groß genug sind, um eine Längsreflexion zu verursachen. Die Partikel müssen einen Durchmesser von mindestens 100 Mikrometern (0,004 Zoll) und eine Größe von 40 mm bis 4000 mm aufweisen. Bei sehr klaren Flüssigkeiten funktioniert dieser Durchflussmessertyp nicht gut.
Flächengeschwindigkeitssensoren werden üblicherweise an der Innenwand von Rohren angebracht oder am Boden des Kanals installiert. Für unsere Flächengeschwindigkeitssensoren muss der Flüssigkeitsstand mindestens 20 mm über der Sensorhöhe (22 mm) liegen. Um eine hohe Messgenauigkeit zu gewährleisten, sollte der minimale Flüssigkeitsstand zwischen 40 mm und 50 mm liegen.
Um eine hohe Messgenauigkeit zu gewährleisten, benötigen beide Messgerätetypen ausreichend gerades Rohr. Üblicherweise werden mindestens 10D Rohrdurchmesser stromaufwärts und 5D Rohrdurchmesser stromabwärts benötigt, wobei D der Rohrdurchmesser ist. Krümmer, Ventile und andere Bauteile, die die laminare Strömung stören, können die Messgenauigkeit drastisch verringern.
2. Funktionsweise eines Ultraschall-Durchflussmessers mit Laufzeitmessung
Bei einem Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitmessung in vollgefüllten Rohren senden die Wandler Signale miteinander aus. Die Strömung im Rohr verursacht eine messbare Änderung der Schalllaufzeit, je nachdem, ob sich der Schall mit oder entgegen der Strömungsrichtung bewegt. Abhängig vom Rohrdurchmesser kann sich das Signal direkt zwischen den Wandlern ausbreiten oder von Wand zu Wand reflektiert werden. Ähnlich wie bei der Doppler-Technologie misst der Wandler die Strömungsgeschwindigkeit, die dem Durchfluss entspricht.
Der Flächengeschwindigkeits-Durchflussmesser DOF6000 misst die Wassergeschwindigkeit in der Nähe des Messwandlers akustisch durch Aufzeichnung der Dopplerverschiebung von Partikeln und mikroskopisch kleinen Luftblasen im Wasser. Die Wassertiefe über dem Messwandler wird mittels eines Druckwandlers erfasst, der den hydrostatischen Druck des Wassers über dem Instrument misst. Die Temperatur wird zur Verfeinerung der akustischen Messungen gemessen. Diese Werte hängen mit der Schallgeschwindigkeit in Wasser zusammen, die maßgeblich von der Temperatur beeinflusst wird. Durchflussrate und Gesamtdurchfluss werden anhand der vom Benutzer definierten Kanalabmessungen mithilfe eines Durchflussrechners berechnet.
3. Arten von Ultraschall-Durchflussmessern
Transitzeittechnologie: TF1100-EC Wandmontage oder Festmontage, TF1100-EI Einstecktyp, TF1100-CH Handgerät und TF1100-EP tragbarer Typ;
SC7/ WM9100/Ultrawater Inline-Ultraschall-Durchflussmesser inklusive Gewinde- und Flanschanschluss.
TF1100-DC Wandmontierter Klemm-Zweikanal-Ultraschall-Durchflussmesser, TF1100-DI Einsteck-Zweikanal-Ultraschall-Durchflussmesser und TF1100-DP Tragbarer batteriebetriebener Zweikanal-Ultraschall-Durchflussmesser.
Doppler-Zeit-Technologie: DF6100-EC Wandmontage oder Festinstallation, DF6100-EI Einbaugerät und DF6100-EP tragbares Gerät.
Flächengeschwindigkeitsmethode: DOF6000-W fester oder stationärer Typ und DOF6000-P tragbarer Typ;
4. Gemeinsame Merkmale
1. Ultraschalltechnologie
2. Im Allgemeinen ist ein Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitmessung präziser als ein Doppler-Durchflussmesser.
3. Flüssigkeiten mit einer Temperatur über 200℃ können nicht gemessen werden.
5. Häufige Einschränkungen
1. Bei der Laufzeitmessung und der Doppler-Vollrohr-Ultraschalldurchflussmessung muss das Rohr vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sein und darf keine Luftblasen enthalten.
2. Bei aufsteckbaren Ultraschall-Durchflussmessern müssen die Rohre aus homogenen, schallleitenden Materialien bestehen. Materialien wie Beton, GFK, kunststoffbeschichtete Metallrohre und andere Verbundwerkstoffe behindern die Schallausbreitung.
3. Bei berührungslosen Ultraschall-Durchflussmessern sollte das Rohr im Allgemeinen frei von Innenablagerungen sein und die Außenfläche im Bereich der Wandlerbefestigung sauber sein. Die Schallübertragung kann durch Auftragen von Fett oder ähnlichem Material auf die Kontaktfläche zur Rohrwand verbessert werden.
4. Bei nicht-invasiven Ultraschall-Durchflussmessern empfiehlt es sich, die Wandler seitlich am Rohr in 3- und 9-Uhr-Position zu montieren, anstatt oben und unten. Dadurch wird eine Ablagerung am Rohrboden vermieden.
Veröffentlichungsdatum: 19. Dezember 2022