Technische Daten; Messprinzip; Laufzeit-Messprinzip - KROHNE ALTOSONIC 5 Handbuch

ALTOSONIC 5

9.1 Messprinzip

Die Funktionsweise des Ultraschall-Durchflussmessgeräts für Flüssigkeiten basiert auf dem
Prinzip der Laufzeitdifferenzmessung. Von der Differenz der Laufzeit einer Schallwelle in
Durchflussrichtung und der Laufzeit der Schallwelle, die in die entgegengesetzte Richtung läuft,
wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit abgeleitet. Der von der Schallwelle zurückgelegte Weg
zwischen den Ultraschallwandlern ist der sogenannte Ultraschallpfad.

9.2 Laufzeit-Messprinzip

Abbildung 9-1: Laufzeit-Messprinzip
1 Richtung des Durchflusses
2 Geschwindigkeitskomponente in der Richtung des Messpfads
In einem Rohrleitungsabschnitt erzeugen zwei Signalwandler A und B einen Ultraschallpfad –
das obige Beispiel zeigt einen einzelnen Pfad. Dieser Pfad ist der Abstand zwischen
Signalwandler A und B und besitzt Länge L. Der Pfad schneidet sich im Winkel φ mit der
Mittellinie der Rohrleitung.
Beide Signalwandler übertragen und empfangen Ultraschallsignale. Dabei arbeitetet
abwechselnd jeweils ein Signalwandler als Sender und der andere als Empfänger. Die Laufzeit
eines Ultraschallsignals entlang eines Messpfads wird durch die Geschwindigkeit des
Durchflusses (v) beeinflusst. Bei einem Gasdurchfluss von Null entspricht die Laufzeit von
Signalwandler A zu B der Laufzeit von Signalwandler B zu A (bestimmt durch die
Schallgeschwindigkeit in der Flüssigkeit).
Wenn die Flüssigkeit mit Geschwindigkeit v strömt und c die Schallgeschwindigkeit in der
Flüssigkeit ist, gilt Folgendes:
v.cos(φ) ist die Geschwindigkeitskomponente in der Richtung des Messpfads.
Diese Komponente erhöht oder verringert die Laufzeit (Laufzeitdifferenz einer akustischen
Wellenform) bei ihrem Lauf von einem Signalwandler zum anderen. Die Laufzeit von A zu B (t
beträgt:
In der Gegenrichtung von B zu A beträgt die Laufzeit (t
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