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3 Grundlagen
3.1 Messprinzip
Akustischer Kalibrierfaktor k
c
k
=
----------- -
a
sin
Der akustische Kalibrierfaktor k
schwindigkeit c innerhalb des Sensors und dem Einstrahlwinkel ergibt. Der Ausbrei-
tungswinkel im angrenzenden Fluid oder Rohrmaterial ergibt sich nach dem Brechungs-
gesetz:
c
c
k
=
=
=
----------- -
----------- -
a
sin
sin
Strömungsmechanischer Kalibrierfaktor k
Mit dem strömungsmechanischen Kalibrierfaktor k
strahls gemessene Wert der Strömungsgeschwindigkeit auf den Wert der Strömungsge-
schwindigkeit über der gesamten Rohrquerschnittsfläche umgerechnet. Bei einem voll
ausgebildeten Strömungsprofil hängt der strömungsmechanische Kalibrierfaktor nur von
der Reynoldszahl und der Rauigkeit der Rohrinnenwand ab. Der strömungsmechanische
Kalibrierfaktor wird vom Messumformer für jede Messung neu berechnet.
·
Volumenstrom
V
·
V
= v · A
Das Volumen des Fluids, das in einer bestimmten Zeit durch das Rohr fließt. Der Volu-
menstrom ergibt sich aus dem Produkt der Strömungsgeschwindigkeit v und der Rohr-
querschnittsfläche A.
m ·
Massenstrom
·
m ·
=
V
· ρ
Die Masse des Fluids, die in einer bestimmten Zeit durch das Rohr fließt. Der Massen-
strom ergibt sich aus dem Produkt des Volumenstroms
Wärmestrom
Die Wärmemenge, die in einer bestimmten Zeit übertragen wird. Für die Berechnung des
Wärmestroms siehe Kapitel 21.
3.1.2
Messen der Strömungsgeschwindigkeit im TransitTime-Modus
Die Signale werden von einem Sensorpaar abwechselnd in und entgegen der Flussrich-
tung gesendet und empfangen. Wenn das Fluid, in dem sich die Signale ausbreiten,
fließt, werden die Signale mit dem Fluid mitgeführt.
Diese Verschiebung bewirkt beim Signal in Flussrichtung eine Verkürzung und beim Sig-
nal entgegen der Flussrichtung eine Verlängerung des Schallwegs (siehe Abb. 3.1 und
Abb. 3.2).
Dadurch ändern sich auch die Laufzeiten. Die Laufzeit des Signals in Flussrichtung ist
kürzer als entgegen der Flussrichtung. Die Laufzeitdifferenz ist proportional zur mittleren
Strömungsgeschwindigkeit.
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a
ist ein Sensorparameter, der sich aus der Schallge-
a
c
---------- -
sin
Re
wird der im Bereich des Schall-
Re
·
V
und der Dichte ρ.
2020-05-29, UMFLUXUS_F60xV5-3DE
FLUXUS F60x
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