Die Ultraschall-Durchflussmessung basiert auf dem Sende- und Empfangsprinzip von Schallwellen mit inhärenten Eigenschaften, die von den meisten Objekten, ob Feststoffen, Flüssigkeiten oder Gasen, abprallen. Diese Technologie unterscheidet sich deutlich von traditionellen Strömungstechnologien 3D-Messtechnik, die Turbinen oder thermische Sensoren verwenden, um die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids zu messen.
Die Nachfrage der Industrie nach höherer Genauigkeit und niedrigeren Kosten hat zur Entwicklung von Ultraschall-Durchflussmesstechnik geführt, die die Anforderungen einer Vielzahl von Anwendungen und Prozessen erfüllt. Derzeit sind viele verschiedene Technologien für die Ultraschallmessung auf dem Markt erhältlich, aber sie können grob in vier Typen eingeteilt werden: Diese Klassifizierungen basieren auf den Prinzipien, die diesen Technologien zugrunde liegen.
Laufzeit Technologie
Dies ist eine einzigartige Ultraschalltechnologie, die für die Durchflussmessung von Flüssigkeiten entwickelt wurde. Diese Technik verwendet die Zeit, die eine Schallwelle zurücklegt, um ihre Geschwindigkeit zu messen. Ein auf dieser Technologie basierender Ultraschall-Durchflussmesser verfügt über zwei Ultraschallwandler. Diese Wandler fungieren als Sender und Empfänger von Ultraschallwellen. Um die Durchflussrate oder Geschwindigkeit einer Flüssigkeit (Gas oder Flüssigkeit, die durch ein Rohr fließt) zu messen, sendet und empfängt ein Durchflussmesser Ultraschallimpulse durch einen Wandler. Die Zeit, die Schallwellen benötigen, um vom sendenden Wandler zum empfangenden Wandler zu gelangen, liefert eine genaue Ablesung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Rohr.
Ultraschall-Doppler-Technologie
Diese Technologie arbeitet mit zwei Ultraschall-Akustikwandlern. Im Gegensatz zur Transit-Time-Technologie verwendet Doppler jedoch einen Wandler als kontinuierlichen Sender von Ultraschallwellen. Ein weiterer Wandler fungiert als Dauerempfänger. In die Strömung eingeführte Schallwellen werden von schwebenden Partikeln oder Blasen in der Flüssigkeit reflektiert oder gestreut und von einem empfangenden Wandler eingefangen.
Reflexionen verursachen eine Frequenzverschiebung in Schallwellen, die als Doppler-Effekt bekannt ist. Durch Messen dieser Frequenzverschiebung kann die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids im Rohr bestimmt werden. Diese Geschwindigkeit ergibt die Strömungsgeschwindigkeit der Rohrströmung, wenn sie als Querschnittsfläche des Rohrs berechnet wird.
Messtechnik der Kreuzkorrelation
Die Kreuzkorrelations-Messtechnik arbeitet nach dem Prinzip, dass eine turbulente Strömung eines Fluids Wirbel mit nahezu gleichbleibenden Eigenschaften über einen kleinen Querschnitt der Strömung bildet. Dies wird als Korrelationslänge bezeichnet. Basierend auf der Kreuzkorrelationsmesstechnik verfügt der Durchflussmesser über zwei Ultraschallsensoren, die entlang der Fließrichtung der Flüssigkeit angeordnet sind.
