Ein Ultraschallflussmesser ist ein Instrument, das den Flüssigkeits- oder Gasfluss durch Ultraschalltechnik misst.Es funktioniert auf der Grundlage, dass die Geschwindigkeit, mit der sich Schallwellen durch eine Flüssigkeit bewegen, je nach Richtung und Geschwindigkeit des Flüssigkeitsflusses ändertUltraschall-Durchflussmesser werden in Industrie, Petrochemie, Wasserversorgungssystem und Umwelttechnik und anderen Bereichen weit verbreitet.
Arbeitsprinzip
Ultraschalldurchflussmessgeräte verwenden in der Regel folgende zwei Arbeitsprinzipien:
1.Zeitdifferenzmethode(auch als Verbreitungszeitmethode bezeichnet): Diese Methode stützt sich auf die Zeitdifferenz der Ultraschallsignalverbreitung in der Flüssigkeit zur Messung der Durchflussrate.Nehmen wir an, es gibt zwei Paar UltraschallsensorenDie Ultraschallsignale bewegen sich zu unterschiedlichen Zeiten sowohl in der vor- als auch in der nachgelagerten Richtung:
a.Abwärtsrichtung: Das Ultraschallsignal bewegt sich in Richtung des Flüssigkeitsflusses und seine Ausbreitungsgeschwindigkeit wird beschleunigt.
b.Gegenströmungsrichtung: Das Ultraschallsignal bewegt sich gegen die Strömungsrichtung der Flüssigkeit und seine Ausbreitungsgeschwindigkeit wird verlangsamt.
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Durch Messung der Reisezeit in diese beiden Richtungen kann die Durchflussrate der Flüssigkeit berechnet werden.
Vorteile:
• Hohe Genauigkeit: Besonders geeignet für einzelne, saubere Flüssigkeiten, die besten Ergebnisse erzielen, wenn die Flüssigkeit keine Verunreinigungen oder Blasen enthält.
• Weite Anwendung: Geeignet für die Messung verschiedener Rohrdurchmesser.
Nachteile:
• Abhängig von den akustischen Eigenschaften der Flüssigkeit: sie wird stark von Verunreinigungen oder Blasen in der Flüssigkeit beeinflusst.
• Die Genauigkeit verschlechtert sich bei Flüssigkeitsturbulenzen oder ungleichmäßiger Verteilung der Durchflussgeschwindigkeit.
2.Doppler-Effektmethode: Diese Methode verwendet den Doppler-Effekt zur Messung des Flusses. Die Doppler-Effektmethode verwendet Änderungen der Frequenz von Schallwellen zur Messung der Geschwindigkeit.Reflexionen treten auf, wenn Ultraschallwellen durch die Flüssigkeit wandern und Suspensionspartikel oder Blasen treffenWenn die Flüssigkeit in Bewegung ist, unterscheidet sich die reflektierte Ultraschallfrequenz von der emittierten Frequenz, und diese Frequenzänderung ist der Doppler-Effekt.
• Wenn sich die Flüssigkeit zum Sensor bewegt, steigt die Frequenz der reflektierten Welle.
• Wenn sich die Flüssigkeit vom Sensor entfernt, verringert sich die Frequenz der reflektierten Welle.
Durch Messung der Frequenzunterschiede zwischen den übertragenen und empfangenen Wellen kann die Durchflussrate v berechnet werden.
Vorteile:
• Ideal für die Messung von Flüssigkeiten, die Suspensionspartikel oder Blasen enthalten: nicht durch die Reinheit der Flüssigkeit begrenzt.
• Weite Anwendungsbereiche: kann zur Messung schmutziger Flüssigkeiten oder hoher Blasengehalte von Flüssigkeiten verwendet werden.
Nachteile:
• Abhängig von zerstreuten Partikeln oder Blasen in der Flüssigkeit: Für die Messung sind ausreichend reflektierende Partikel in der Flüssigkeit erforderlich.
• Niedrige relative Genauigkeit: Die Messergebnisse sind empfindlicher auf Lärm und Durchflussbedingungen.
Kanalkonzept
In Ultraschall-Durchflussmessern beziehen sich Kanäle auf die Anzahl der Pfade, durch die sich Ultraschallsignale ausbreiten.Die Verwendung mehrerer Kanäle kann die Genauigkeit und Stabilität der Messung verbessernZu den gängigen Kanalkonfigurationen gehören Einzelkanal-, Doppelkanal- und Vierkanalkonfigurationen.
Einkanal (1 Kanal) : Der Durchflussmesser verwendet nur ein Sensorpaar, um einen Messweg zu bilden.Vor allem bei ungleichmäßiger Flüssigkeitsverteilung.
Doppelkanal (2-Kanal): zwei Sensorpaare bilden zwei Messwege.Die Zwei-Kanal-Konfiguration verbessert die Messgenauigkeit erheblich, da die Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit an verschiedenen Stellen geprüft werden kann, wodurch die Auswirkungen einer ungleichmäßigen Durchflussverteilung auf die Messergebnisse verringert werden.
• Vier Kanäle (4 Kanäle): Vier Sensorpaare bilden vier Messwege.Diese Konfiguration bietet eine höhere Messgenauigkeit und Stabilität für Anwendungen, für die hochechte Messungen erforderlich sindDie Vierkanalkonfiguration kann die Flussgeschwindigkeitsverteilung der Flüssigkeit besser widerspiegeln und Fehler reduzieren.
- Ich danke Ihnen.
