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Ultraschall-Durchflussmesser

Einführung zu Ultraschall-Dopplerdurchflussmessern

Ein Ultraschall-Durchflussmesser (berührungsloser Dopplerdurchflussmesser) ist ein Volumendurchflussmessger?t, das für die Messung auf im Volumenstrom enthaltene Bl?schen oder Partikel angewiesen ist. Ultraschall-Durchflussmesser eignen sich ideal für den Einsatz in Abwasser oder beliebige verunreinigte, leitf?hige oder wasserbasierte Flüssigkeiten. Ultraschall-Durchflussmesser sind prinzipiell nicht für die Volumenstrommessung von destilliertem Wasser oder Trinkwasser geeignet. Eine Erfassung von reinen Flüssigkeiten ist nur m?glich, wenn diese belüftet werden und Bl?schen bilden. Darüber hinaus eignen sich Ultraschall-Durchflussmesser ideal für Anwendungen, die einen geringen Druckabfall, chemische Kompatibilit?t und einen nur geringen Wartungsaufwand verlangen.
Ultraschalldurchflussmesser für reine Flüssigkeiten

Funktionsprinzip

Vom Grundprinzip her greift das Ger?t auf die Frequenzverschiebung (Doppler-Effekt) eines von bewegten Gasblasen oder Schwebeteilchen (Diskontinuit?ten) reflektierten Ultraschallsignals zurück. Diese Messtechnik nutzt das bei der Reflektion von Schallwellen auftretende physikalische Ph?nomen einer Frequenz?nderung aus, die bei der Reflektion von in einer flie?enden Flüssigkeit vorhandenen bewegten Diskontinuit?ten entsteht.

Ultraschall-Dopplerdurchflusssensor Ultraschall-Dopplerdurchflusssensor
Durch ein von Flüssigkeit durchstr?mtes Rohr wird Ultraschall geleitet. Die in der Flüssigkeit enthaltenen Diskontinuit?ten reflektieren die Ultraschallwellen mit einer zur Ausgangsfrequenz leicht unterschiedlichen Frequenz. Dieser Frequenzunterschied ist direkt proportional zum Volumenstrom der Messflüssigkeit (Abbildung 1). Der derzeitige Stand der Technik erfordert einen Mindestanteil von 100 ppm für Bl?schen oder Schwebepartikel, die mindestens 100 µm gro? sind.

Ausw?hlen eines geeigneten Ultraschall-Durchflussmessers

Wesentliche Fragen, die bei der Auswahl eines Ultraschall-Durchflussmessers bzw. Dopplerdurchflussmessers zu beantworten sind:
  • Betr?gt der Mindestanteil der in der Flüssigkeit enthaltenen Partikel, die mindestens 100 µm gro? sind, 100 ppm?
  • Wird ein tragbares Messger?t oder eine kontinuierliche Prozessüberwachung ben?tigt?
  • Wird ein analoger Messausgang ben?tigt?
  • Wie hoch sind der minimale und maximale vom Durchflussmesser zu erfassende Durchfluss?
  • Wie hoch sind die minimale und maximale Prozesstemperatur?
  • Wie hoch sind der minimale und maximale Prozessdruck?
  • Wie gro? ist die Rohrleitung?
  • Ist die Rohrleitung kontinuierlich gefüllt?

Unterschiedliche Ausführungen

Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmesser stehen in Einzel- bzw. Dual-Sensortechnik zur Verfügung. In der Einzelsensor-Ausführung befinden sich die Sende- und Empf?ngerkristalle im selben Sensorgeh?use. Das Sensorgeh?use wird an einer bestimmten Stelle auf die Rohrleitungsoberfl?che aufgeklemmt. Zwischen Sensor und Rohrleitung muss ein Kontaktmedium aufgetragen werden, das für eine übertragung der Ultraschallwellen sorgt. In der Dual-Sensorausführung sind Sende- und Empf?ngerkristall getrennt voneinander in zwei Sensorgeh?usen untergebracht. Clamp-On-Dopplerdurchflussmesser sind neben den von der Rohrwandung selbst ausgehenden Interferenzen auch den St?reinflüssen der zwischen Sensor und Rohrwandung befindlichen Luft unterworfen. Rohrwandungen aus Edelstahl k?nnen das Sendesignal so weit leiten, dass sich eine die Messung beeintr?chtigende Verschiebung des Echosignals ergibt. Solche Verf?lschungseffekte k?nnen auch durch die akustischen Diskontinuit?ten von Kupferrohren oder beton- sowie kunststoffbeschichteten und glasfaserverst?rkten Rohrleitungen auftreten. Ihr Einfluss ist so gro?, dass entweder das Sendesignal vollst?ndig zerstreut oder das Echosignal abgeschw?cht wird. Hierdurch wird die Genauigkeit des Durchflussmessers auf nur noch ± 20 % herabgesetzt. Für innenbeschichtete Rohrleitungen sind Clamp-On-Durchflussmesser bis auf wenige Ausnahmef?lle ungeeignet.

W?hlen Sie den idealen Ultraschall-Durchflussmesser für Ihre Anwendung

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Ultraschall-Durchflussmesser mit Summierung Ultraschall-Durchflussmesser mit Summierung
Die Ultraschall-Durchflussmesser dieser Serie eignen sich für Anwendungen mit Flüssigkeiten, die einen Mindestanteil von 100 ppm an Bl?schen oder Partikeln mit einer Gr??e von mindestens 100 µm aufweisen. Sie erfordern Rohrdimensionen zwischen 6,5 mm und 3.000 mm (1/4" und 120"). Diese Durchflussmesser werden für Str?mungsgeschwindigkeiten zwischen 0,03 m/s und 9,1 m/s (0,1 und 30 ft/s) verwendet. Die Serie FD-400 ist optional mit einem Display erh?ltlich, verfügt über einen Analogausgang 4 bis 20 mA, über Ausgangsrelais und optionale 12-V-Impulsausg?nge. Die Ultraschall-Durchflussmesser der Serie FD-400 werden dort eingesetzt, wo kein Sensoreinbau im Prozess m?glich ist. Standardmodelle und erweiterte Versionen sind für partikel- oder luftblasenhaltige Flüssigkeiten verfügbar. Erh?ltlich in berührungsloser Ausführung mit fest einstellbarer Position. Die Modelle der Serie FD-400 sind die ideale L?sung für Dopplerdurchflussmessungen. Sie sind bestens geeignet für die Messung von in vollst?ndig gefüllten Rohren flie?enden Flüssigkeiten, die entweder Gasbl?schen oder einen Partikelgehalt von mindestens 100 ppm (Partikelgr??e mind. 100 µm) enthalten: Diese dienen als Schallreflektoren und sind für den Messbetrieb unerl?sslich. Ideale Einsatzgebiete sind u. a.: Durchflussmessung von Schmutzwasser, Abwasser, Prim?rschlamm, Belebtschlamm, Rücklaufschlamm, überschussschlamm, Flüssigschlamm, Roh?l, Kalkschlamm sowie Phosphate und Zellstoff.
Tragbarer Ultraschall-Durchflussmesser Tragbarer Ultraschall-Durchflussmesser
Die Ultraschall-Durchflussmesser der Serie FD610 sind mit einer erweiterten Phasenübergangs-Messtechnik ausgestattet, die eine pr?zise und zuverl?ssige Messung der Str?mungsgeschwindigkeit in geschlossenen Leitungssystemen erm?glicht. Die FD610-Serie ist mit einem besch?digungsfrei montierbaren Klemmsensor ausgestattet, der auf die Au?enseite einer Rohrleitung aufgeklemmt wird. Das 18 mm gro?e LCD-Display liefert innerhalb nur weniger Sekunden stabile Durchflusswerte in den Einheiten m/s bzw. ft/s. Das Ger?t misst in Metall- bzw. Kunststoffrohren flie?ende Flüssigkeiten, die entweder Gasbl?schen oder einen Partikelgehalt von mindestens 100 ppm (Partikelgr??e mind. 100 µm) enthalten.
Kombiniertes Ultraschall-Durchflussmessgerät Kombiniertes Ultraschall-Durchflussmessgerät
Das Dopplerverfahren wird verwendet zur Messung der Durchflussrate von Flüssigkeiten, die Partikel oder Bläschen enthalten. Das Laufzeitverfahren wird bei reinen Flüssigkeiten eingesetzt. Die Serie FDH-1 von OMEGA bietet in einem Gerät die Wahlmöglichkeit zwischen dem Doppler- und dem Laufzeitverfahren. Im Lieferumfang enthalten sind ein galvanisch getrennter Analogausgang, ein Frequenzausgang und die Möglichkeit der Datenaufzeichnung auf SD-Karte. Das FDH-1 ist mit einer menügeführten Programmierschnittstelle mit 5 Tasten und einem QVGA-LCD-Display ausgestattet.
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