Arbeitsweise Und Systemaufbau; Messprinzip; Messeinrichtung - Endress+Hauser Teqwave F Technische Information

Messprinzip

Messeinrichtung

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Arbeitsweise und Systemaufbau

Kern des Messgeräts ist ein akustischer Wellenleiter für die präzise und schnelle Messung von Flüssig-
keitskonzentrationen mit akustischen Oberflächenwellen.
Ein piezoelektrischer Interdigitalwandler (1) regt diese hochfrequenten Schallwellen an, die sich
dadurch in der Wandung des Messgeräts (A und B) ausbreiten. Ein weiterer piezoelektrischer Interdi-
gitalwandler (2) dient als Empfänger.
Kommen die Schallwellen mit Flüssigkeit in Kontakt, findet eine Auskopplung der Wellen in die Flüs-
sigkeit statt. Dabei handelt es sich um eine Modenkonversion unter dem Rayleigh-Winkel (Θ
Winkel ist abhängig vom Verhältnis der Schallgeschwindigkeit der Oberflächenwellen und der Flüssig-
keit.
Die Doppelanordnung mit einem Wandler als Sender und einem Wandler als Empfänger ermöglicht
eine äußerst präzise Auswertung der Transmissionszeiten und Amplituden der Schallwellen.
θ
R
1
Das Messgerät bestimmt bei diesem Vorgang neben der Schallgeschwindigkeit auch die akustische
Impedanz und die akustische Dichte der Flüssigkeit. Ein weiterer Sensor misst zudem die Temperatur.
Die Kombination all dieser Kenngrößen und die Berücksichtung der Konzentrations-App ermöglicht
die Bestimmung der Stoffkonzentrationen in einem Flüssigkeitsgemisch.
Konzentrationsmessung
Aus gemessener Schallgeschwindigkeit, Temperatur und akustischer Dichte berechnet das Messgerät
die Konzentration der Flüssigkeit.
Temperaturmessung
Ein Temperatursensor misst die Temperatur der Flüssigkeit. Aufgrund der Position und der guten
Wärmeleitung erfasst er auch schnelle Temperaturänderungen sicher. Ist das Kalman-Filter aktiviert,
verwendet das Messgerät zusätzlich Informationen aus der Laufzeit der akustischen Welle. Das Mess-
gerät gibt die Temperatur als eigene Messgröße aus. Darüber hinaus dient sie aber auch der Konzent-
rationsberechnung der Flüssigkeit.
Schallgeschwindigkeitsmessung
Das Messgerät bestimmt die Schallgeschwindigkeit berührungslos über die Ausbreitung der akusti-
schen Wellen im Wellenleiter.
Dichtemessung
Das Messgerät berechnet die akustische Dichte der Flüssigkeit direkt über die Schallgeschwindigkeit
und der akustischen Impedanz. Bei der akustisch bestimmten Dichte wird darüber hinaus noch die
Änderung der Absorptionseigenschaft mit erfasst.
Das Messgerät besteht aus einem Messumformer und einem Messaufnehmer. Zur Auswertung sendet
der Messaufnehmer die gemessenen Signale an den Messumformer. Über eine Ethernet-Schnittstelle
überträgt der Messumformer die Messwerte an das Bedientool "Teqwave Viewer", das die Messwerte
visualisiert. Dabei arbeitet das Messgerät mit sogenannten Konzentrations-Apps, die individuell auf
die Messaufgabe zugeschnitten und auf die Seriennummer des jeweiligen Messumformers codiert
sind.
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Endress+Hauser
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R
A
B
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