Kamstrup MULTICAL 403 Technische Beschreibung Seite 96

MULTICAL® 403
Für die Berechnung der Laufzeitdifferenz wird nur ein einfaches Beispiel mit dem Schallweg parallel zum Messrohr
betrachtet. Der Signalweg entlang des Durchflusses ist wirksam und die Laufzeit für den Messabstand
sich als:
l
=
t
±
c v
wobei:
t
die Laufzeit vom Sender zum Empfänger für das Schallsignal entlang des Messabstandes l [s] ist.
der Messabstand [m] ist.
l
die Schallgeschwindigkeit in stehendem Wasser [m/s] ist.
c
die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit des Wassers [m/s] ist.
v
Die Laufzeitdifferenz kann ausgedrückt werden als der Unterschied zwischen der Absolutzeit des Signals, das
entgegen der Strömung (-), und der Absolutzeit des Signals, das in Richtung der Strömung (+) gesendet wird.
l l
∆ = −
t
− +
c v c v
was auch ausgedrückt werden kann als:
+ − −
( c v ) ( c v )
∆ =
t l
− +
( c v )( c v )
c 〉〉
2 2
v
Da , kann v vernachlässigt werden, und der Ausdruck kann vereinfacht werden zu:
2
∆ ×
2
t c
=
v
2 l
Somit kennen wir den grundlegenden Zusammenhang zwischen der durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit
und der Laufzeitdifferenz.
Der Laufzeitdifferenz in einem Durchflusssensor ist sehr klein (Nanosekunden). Um die notwendige Präzision zu
erzielen, wird der Zeitunterschied deshalb als Phasendifferenz zwischen den beiden 1 MHz-Schallsignalen gemessen.
Darüber hinaus wird im MULTICAL® 403 der Einfluss der Wassertemperatur berücksichtigt, d. h. der eingebaute ASIC
verwendet für die Durchflussberechnungen die Schallgeschwindigkeit bei der aktuellen Wassertemperatur.
Der Durchfluss (Volumenstrom) wird folglich dadurch bestimmt, dass die Laufzeitdifferenz gemessen wird, die
durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit berechnet wird und mit der Querschnittsfläche des Messrohres
multipliziert wird.
= ×
q v A
wobei:
q der Durchfluss (Volumenstrom) ist
die Querschnittsfläche des Messrohres ist
A
Das durchfließende Volumen
Durchflusses (bei konstantem Querschnitt) mit der Zeit) berechnet.
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2 v
⇒ ∆ =
t l
−
2 2
c v

m


h
wird schließlich als eine zeitliche Integration über den Durchfluss (Multiplikation des
V

3


[ ]
2
m
Kamstrup A/S · Technische Beschreibung · 5512-1690_F1_DE_08.2019
errechnet
l