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19 Funktionsprinzipien
19.1
Fließgeschwindigkeitsmessung
Die Ermittlung der Fließgeschwindigkeit erfolgt durch das Ultraschall-Laufzeitdifferenz-Prinzip.
1
2
a
t
1
t
2
L
Abb. 19-1
Dieses Messprinzip beruht auf der direkten Messung der Laufzeit eines akustischen Signals
zwischen zwei Ultraschallsensoren. Diese Sensoren bezeichnet man auch als hydroakustische
Wandler.
Beim Laufzeitdifferenzverfahren wird nicht die mittlere Pfadgeschwindigkeit bestimmt, son-
dern die effektive Geschwindigkeit der Schallausbreitung stromaufwärts (durch die Strömung
gebremst) und stromabwärts (durch die Strömung beschleunigt).
Zwei Schallimpulse werden jeweils nacheinander gesendet und die unterschiedlichen Laufzei-
ten zwischen Sender und Empfänger gemessen.
Der stromabwärts gerichtete Schall erreicht den Empfänger in kürzerer Zeit als der stromauf-
wärts gesendete Schall. Die Differenz dieser Laufzeiten verhält sich proportional zur mittleren
Pfadgeschwindigkeit (Fließgeschwindigkeit im Messpfad).
Erhalten beide Sensoren die gesendeten Ultraschallpulse zur gleichen Zeit, dann gibt es keine
Laufzeitdifferenz. Es liegt keine Strömung vor.
Das NivuFlow 600 arbeitet sowohl mit Clamp-On Sensoren als auch mit benetzten Sensoren.
Die Clamp-On Sensoren werden von außen am Rohr angebracht. Hierbei wird zusätzlich die
Durchstrahlung des Rohrmaterials berechnet und berücksichtigt.
Um den Durchfluss bestimmen zu können, müssen der Querschnitt und die Strömungsgeome-
trie des Rohres, Kanals oder des Gewässers bekannt sein.
Hierzu dient die Formel:
v =
mit:
•
•
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Sensor 1
Sensor 2
Definierter Winkel
Zeit des Impulses entgegen der Fließrichtung
Zeit des Impulses mit der Fließrichtung
Pfadlänge
Prinzip Laufzeitmessung bei einem Pfad
Der Impuls stromaufwärts benötigt eine Zeit t
ƒ
Der Impuls stromabwärts benötigt eine kürzere Zeit t
ƒ
L
1
1
·
-
2
t
t
2
1
L = Länge des akustischen Messpfades zwischen den Sensoren 1 und 2
v = Mittelwert der Pfadgeschwindigkeit zwischen den Sensoren 1 und 2 entlang des
Messpfades
Betriebsanleitung
NivuFlow 600
.
1
.
2
NF 600 - Rev. 03 / 25.09.2019
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