Ultraschall-Durchflussmesser haben viele Anwendungen, vom Prozessfluss bis zum Depotfluss. Es ist auch gängige Praxis, einen tragbaren Ultraschall-Durchflussmesser zu verwenden, um andere Durchflussmesser zu überprüfen oder sie für vorübergehende Messungen zu verwenden. Der Artikel erklärt alles, was Sie über Ultraschallflussmessungen und deren Anwendungen wissen müssen.

In diesem Prinzip finden sich zwei Konzepte: Dopplermethode und Transit-Zeit. Aber zuerst erfahren wir mehr über das Prinzip selbst. Dann können wir eingehende Variationen und typische Anwendungen durchgehen. Später werden wir die Vor- und Nachteile hervorheben und Beispiele für Marken auf dem Markt geben.

Was sind Ultraschall-Durchflussmesser?

Der Ultraschall-Durchflussmesser ist ein volumetrisches Durchflussmessgerät mit einer Vielzahl von Anwendungen für Flüssigkeiten und Gase.

Ich würde den Ultraschall zwischen dem magnetisch-induktiven und dem Vortexfluss-Messer positionieren.  Aber überlegen Sie: Wenn wir keinen magnetisch induktiven Durchflussmesser einsetzen können, dann ist ein Ultraschall eine ausgezeichnete zweite Option. Und wenn das Produkt Ultraschall nicht unterstützt, dann nimmt man wahrscheinlich den Vortex.

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Ultraschall-Durchflussmessertypen

Wie bereits erwähnt misst ein Ultraschall-Durchflussmesser mit einer von zwei Methoden, Dopplermethode oder Transit-Zeit. Anbieter können beide Lösungen in ihren Portfolios oder nur eine anbieten. Natürlich haben beide Optionen gute und schlechte Punkte, so dass die beste Wahl von der Anwendung abhängt.

Dopplermethode

Normalerweise, wenn man den Doppler-Effekt erklärt, benutzt man einen Krankenwagen als Beispiel. Daher benutzen wir ein anderes Beispiel – das Polizeiauto! Wenn das Auto näher an uns heranfährt, klingt seine Sirene lauter (Tonfrequenz), obwohl sich die Lautstärke nicht wirklich erhöht. Wenn es sich von uns entfernt, verschwindet die Sirene. Wir nennen diese Frequenzverschiebungen den Doppler-Effekt.

Die Doppler-Methode benötigt Partikel oder Blasen in der Flüssigkeit. Wenn der Sender sein Ultraschallsignal sendet, reflektiert das Signal die durch das Rohr bewegten Blasen oder Partikel und ändert seine Frequenz. Der Sender liest dann diese Änderungen aus und berechnet daraus den Durchfluss.

Diese reflektierte Frequenzverschiebung ist proportional zur Geschwindigkeit der Partikel/Blasen, und wir gehen davon aus, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Partikelgeschwindigkeit entspricht. In einer realen Anwendung können viele Partikel oder Blasen unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen. Wir müssen auch daran denken, dass ein von einem Partikel reflektiertes Signal auf ein anderes Partikel oder eine Blase treffen kann, bevor es zurückkehrt.

Transit-Zeit-Methode

Im Gegensatz zur Doppler-Methode darf das Fluid in einem Prozess nach der Transit-Zeit-Methode keine Partikel oder Blasen aufweisen. Normalerweise haben Sie einen Mindestprozentsatz an Blasen und Partikeln, mit denen Sie zurechtkommen können, aber mehr als das wird die Messung beeinflussen.

Dieses Verfahren arbeitet auf der Grundlage der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen. Stellen Sie sich vor, Sie befinden sich inmitten einer nordwärts gerichteten Menschenmenge und wollen nach Süden gehen. Also, entweder setzen Sie mehr Energie darauf, gegen den Strom zu gehen, als mit ihm, oder Sie gehen langsamer.

Bei diesem Verfahren verfügt der Ultraschallmesser über zwei Sensoren, die gleichzeitig Signale senden und empfangen.  Wenn Sie mit Nulldurchfluss beginnen, dann haben Sie keine Laufzeitverzögerung zwischen beiden Sensoren. Sie senden und empfangen Signale gleichermaßen. Beim Durchfluss in der Rohrleitung empfängt der Sensor, der das Signal in Strömungsrichtung aussendet, sein Signal jedoch früher als der Sensor, der gegen den Strom aussendet. Wenn Sie den Abstand zwischen beiden Sensoren kennen, können Sie die Strömungsgeschwindigkeit aus der Laufzeitdifferenz berechnen.

Je nach Modell und Hersteller können Sie mehr als zwei Sensoren im Gerät haben. Sie können auch Inline- oder Clamp-On-Meter zur Messung des Durchflusses an der Rohrwand oder Modelle zur Messung des Gasdurchflusses haben.

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Clamp-on Ultraschall-Durchflussmesser

Einige Industrien verwenden Clamp-On-Ultraschall mehr als Inline. Sie sparen viel Zeit bei der Installation, verlieren aber etwas an Genauigkeit. Wenn Ihre Anwendung jedoch keine hohe Genauigkeit erfordert, sollten Sie auch eine Klemmbefestigung verwenden.

Wie funktioniert es? Nun, die Schallwellen können durch die Rohre laufen und nichts beschädigen oder gar verändern. Wie gesagt, in einigen Anwendungen klingt ein berührungsloser Durchflussmesser wie die beste Wahl.

Auf der anderen Seite müssen Sie das Rohr für die Aufnahme des Sensors vorbereiten, die Dicke und das Material des Rohres kennen und sicherstellen, dass keine Verkrustungen vorhanden sind. Dennoch können Sie ein Clamp-On mit einem lokalen Durchflusstransmitter oder einem tragbaren Ultraschall-Durchflussmesser installieren.

Tragbare Ultraschall-Durchflussmesser

Der tragbare Ultraschall-Durchflussmesser ist eine ausgezeichnete Option, um temporären Durchfluss zu messen und andere Zähler zu überprüfen. Ich habe jedoch einige Dienstleistungsunternehmen gesehen, die Kalibrierdienstleistungen mit Klemmgeräten anbieten. Ganz ehrlich – wie kann man einen Durchflussmesser mit einer Genauigkeit von +-0,05 Prozent mit einem anderen Durchflussmesser mit einer Genauigkeit von +-2 Prozent kalibrieren? Es geht nicht, oder?

Auf der Oberseite ist es ein großartiges Werkzeug, um andere Messgeräte zu überprüfen, wenn Sie eine Frage zu ihrer Genauigkeit haben, oder um kurzzeitig den Durchfluss zu messen.

Um mehr über Ultraschall-Wasserdurchflussmesser zu erfahren, lesen Sie  den Visaya-Artikel 

Vorteile und Nachteile von Überschall-Durchflussmesser

Vorteile

  • Kein Druckverlust
  • Kein Kontakt mit der Flüssigkeit notwendig
  • Kleine bis große Nenndurchmesser

Nachteile

  • Einige Temperaturbegrenzungen
  • Ablagerungen im Sensor oder Rohr können die Messung beeinflussen
  • Die Ergebnisse hängen vom Durchflussprofil ab

Um mehr über Ultraschall-Durchflussmesser zu erfahren,  wenden Sie sich an unsere Ingenieure. Sie werden Ihnen gerne helfen.

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