Inhaltsverzeichnis
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4.2
Höhenmessung über Wasserultraschall
4.3
Höhenmessung über Druck
4.4
Fließgeschwindigkeitserfassung
Seite 16
®
In Abhängigkeit des gewählten Sensortyps können im Wasserultraschall-
Kombisensor bis zu zwei Höhenstandsmessung integriert sein:
Wasserultraschall und
hydrostatische Füllstandmessung
Bei der Höhenmessung über Wasserultraschall arbeitet der waagerecht
liegende Sensorkristall nach dem Ultraschalllaufzeitverfahren. Gemessen wird
die Zeit zwischen Senden und Empfangen eines an der Wasseroberfläche
reflektierenden Impulses.
h
c
•
t
=
l
h
c
l
2
t
1
Die Schallaufzeit in Wasser beträgt bei einer Mediumstemperatur von 20° C:
1480 m/s. Die temperaturabhängige Abweichung beträgt 0,23 % pro Kelvin.
Um eine millimetergenaue Höhenmessung zu realisieren wird deshalb ständig
die Mediumstemperatur ermittelt und die Schallaufzeit zur Berechnung korrigiert.
Zum ermittelten von Wert h
kristallmontage bestimmt ist, addiert. Es ergibt sich die Gesamtfließhöhe h.
In Abhängigkeit vom eingesetzten Sensortyp kann im Kombisensor eine
zusätzliche hydrostatische Füllstandsmessung integriert sein.
Der piezoresistive Drucksensor arbeitet nach dem Relativdruckprinzip. Der
Druck der ruhenden Wassersäule über dem Sensor ist dabei direkt proportional
zum Füllstand. Durch diesen Sensor sind Fließhöhenbestimmungen bei außer-
mittiger Kombisensormontage realisierbar.
Der Drucksensor wird bei der Inbetriebnahme durch Eingabe eines manuell
ermittelten Referenzwertes abgeglichen. Eine durch die Sensormontage
bedingte Höhe wird ebenfalls addiert.
Der in Fließrichtung geneigte Piezokristall arbeitet als Geschwindigkeitssensor.
Dazu wird ein kurzes Ultraschallsignalbündel mit einem definierten Winkel in das
Messmedium eingestrahlt. Alle in dem Messpfad befindlichen Teilchen (Luft,
Schmutz) reflektieren geringe Mengen des Ultraschallsignals. Je nach Größe
und Form des Teilchens entsteht dabei ein spezielles Reflexionssignal. Die
Vielzahl der reflektierten Signale ergibt damit eine Art Reflexionsmuster (siehe
Abb. 4-6). Dieses Signalmuster wird in einen digitalen Signalprozessor (DSP)
geladen.
= Füllhöhe
= Schallaufzeit
= Zeit zwischen Sende- und Empfangssignal
wird der feste Höhenwert, der durch die Sensor-
1
Betriebsanleitung
PCM 4
PCM 4 - Rev. 05 vom 16.07.2012
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