Ultraschall-Durchflussmesser bieten eine nicht-invasive Clamp-On-Lösung zur Messung des Durchflusses von Flüssigkeiten, ohne den Anwendungsprozess zu unterbrechen. Die beiden Haupttypen sind: Doppler und Transit Time.
Beide verwenden hochfrequente Schallwellen zur Bestimmung der Durchflussrate, basieren jedoch auf unterschiedlichen physikalischen Prinzipien und eignen sich für unterschiedliche Arten von Flüssigkeiten.
Die Wahl der richtigen Technologie hängt von den Eigenschaften der Anwendungen ab, insbesondere von ihrer Klarheit und dem Vorhandensein von Partikeln oder Blasen.
Was ist ein Doppler-Ultraschall-Durchflussmesser?
- Minimale Partikel: 80–100 mg/l Feststoffe (+75 µm) oder 100–200 mg/l Blasen (75–150 µm)
- Ideal für: Schlämme, Abwasser, Belebtschlamm, Bergbauabwässer
- Nicht empfohlen für: saubere oder blasenfreie Flüssigkeiten
Doppler-Ultraschall-Durchflussmesser arbeiten nach dem Doppler-Effekt, der erstmals 1842 vom österreichischen Physiker Christian Doppler beschrieben wurde. Der Doppler-Effekt besagt, dass sich die Frequenz einer Schallwelle in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen der Quelle und dem Beobachter ändert. Denken Sie daran, wie sich die Tonhöhe einer Autohupe ändert, wenn das Auto vorbeifährt.
In einem Doppler-Durchflussmesser
- Ein Wandler sendet ein Ultraschallsignal in den Strömungsstrom
- Wenn die Flüssigkeit Schwebeteilchen oder Luftblasen enthält, reflektieren diese Diskontinuitäten das Signal
- Ein zweiter Wandler erfasst die durch die Bewegung der Partikel verursachte Frequenzverschiebung
- Die Verschiebung ist direkt proportional zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit
Gleichung für die Strömungsgeschwindigkeit
- f 0 = Übertragungsfrequenz
- f 1 = Reflektierte Frequenz
- K = Konstante (basierend auf Geometrie und Schallgeschwindigkeit)
Was ist ein Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitmessung?
- Am besten geeignet für: saubere, homogene Flüssigkeiten ohne feste/gasförmige Verunreinigungen
- Verwendung in: Rohöl, viskosen Flüssigkeiten und Kryotechnik (z. B. LN₂, Argon, Helium)
- Herausforderungen: Kann bei übermäßigen Luftblasen oder Feststoffen unterdurchschnittliche Leistung zeigen.
- Genauigkeit: bis zu ±0,1 %, wenn Temperatur und Dichte stabil sind
Ultraschall-Durchflussmessgeräte mit Laufzeitmessung funktionieren anders als Doppler-Ultraschall-Durchflussmessgeräte. Anstatt sich auf Schall zu verlassen, messen sie, wie lange ein Ultraschallimpuls benötigt, um eine Rohrleitung zu durchlaufen – sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts.
Bei vorhandenem Durchfluss:
- Das Signal, das sich mit dem Durchfluss bewegt, ist schneller
- Das Signal, das sich gegen den Durchfluss bewegt, ist langsamer
- Die Differenz in der Laufzeit korreliert mit der Durchflussgeschwindigkeit
Laufzeit-Geschwindigkeits-Gleichung
- V f = Flüssigkeitsgeschwindigkeit
- K = Faktor für die Kalibrierung von Volumen- und Zeiteinheiten
- dt = Zeitdifferenz zwischen stromaufwärts und stromabwärts gerichteten Signalen
- T L = Laufzeit bei Null-Durchfluss
Ausgewählte Lösungen von DwyerOmega
Doppler-Ultraschall-Durchflussmesser der Serie FD-400
Für Anwendungen, die eine genaue, nicht-invasive Durchflussüberwachung von Flüssigkeiten mit Schwebstoffen oder Gasblasen erfordern, bietet der Doppler-Ultraschall-Durchflussmesser der Serie FD-400 eine robuste und zuverlässige Leistung in einem breiten Messbereich von industriellen Umgebungen.
Dieser fortschrittliche Durchflussmesser misst die Geschwindigkeit von Flüssigkeiten, die Schallreflektoren enthalten – wie Partikel oder mitgerissene Luftblasen, die größer als 100 Mikrometer sind – unter Verwendung des Doppler-Effekts. Ultraschallsignale werden durch die Rohrwand oder die Sondenspitze übertragen und von diesen sich bewegenden Partikeln zurückgeworfen. Die resultierende Frequenzverschiebung ist direkt proportional zur Strömungsgeschwindigkeit, die der FD-400 über sein integriertes LCD-Display in benutzerdefinierte Strömungseinheiten umwandelt.
Wichtigste Merkmale:
- Nicht-invasive oder Einsteckoptionen: Wählen Sie zwischen dem FD-400C-Klemmwandler, der sich ideal für Metall- und Kunststoffrohre ohne Systemunterbrechung eignet, oder der FD-400I-Einstecksonde, die für Anwendungen entwickelt wurde, bei denen eine Durchdringung der Rohrwand erforderlich ist.
- Großer Messbereich: Misst von 0,05 bis 9 mps (0,15 bis 30 fps) mit einer Genauigkeit von ±2 % FS über den Bereich der Kalibrierung
- Flexible Konfiguration: Die Tastatur auf der Vorderseite und das 2-zeilige hintergrundbeleuchtete LCD-Display ermöglichen eine intuitive Einrichtung und Echtzeitüberwachung in verschiedenen technischen Einheiten – Gallonen, Liter, Barrel, Pfund und mehr.
- Robuste Konstruktion: Gehäuse gemäß NEMA 4X (IP66) für den Monitor und NEMA 6P (IP68) für den Standard-Klemmwandler gewährleisten langfristige Zuverlässigkeit, selbst in rauen Umgebungen
- Mehrere Ausgänge: Optionale 4-20-mA-Analogausgänge, Frequenzimpulse und zwei Relais ermöglichen eine nahtlose Integration in bestehende Steuerungssysteme.
- Ferninstallation: Die Messumformer können in einer Entfernung von bis zu 305 Metern (1000 Fuß) vom Display-Gehäuse montiert werden, wodurch sich der FD-400 ideal für große oder schwer zugängliche Systeme eignet.
FDT7000-Serie Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmesser mit Laufzeitmessung für saubere Flüssigkeiten
Unter Verwendung der Ultraschall-Laufzeitmessungstechnologie liefert die FDT7000-Serie genaue, wiederholbare Durchflussmessungen – ohne jemals mit der Flüssigkeit in Berührung zu kommen.
Der FDT7000 ist für eine einfache Installation und langfristige Zuverlässigkeit ausgelegt. Dank seiner aufsteckbaren Klemmenkonstruktion sind weder Rohrschnitte noch Systemausfallzeiten erforderlich, sodass er sich ideal für Nachrüstungsprojekte oder Prozessmodernisierungen eignet. Da er keine beweglichen Teile aufweist und keine Probleme hinsichtlich Druckverlust oder Flüssigkeitskompatibilität bestehen, eignet sich dieser Durchflussmesser für eine Vielzahl von Anwendungen mit PVC-U- und PP-R-Rohrleitungssystemen, die wasserbasierte Flüssigkeiten transportieren.
Wichtigste Merkmale:
- Nicht-invasive Klemmkonstruktion: Die Sensoren werden außen am Rohr montiert – keine Prozessunterbrechung, kein Risiko für Verunreinigungen
- Zuverlässige Genauigkeit: Misst Durchflussraten von 0,3 bis 19 ft/s (0,1 bis 6,0 m/s) mit einer Genauigkeit von ±1,5 % des Skalenendwerts und einer Wiederholbarkeit von 0,3 %.
- Kompakt und langlebig: Leichtes ABS-Kunststoffgehäuse gemäß NEMA 3 (IP54), das einer relativen Luftfeuchtigkeit von bis zu 99 % in nicht kondensierenden Umgebungen standhält
- Einfache Integration: Standardausgang 4 bis 20 mA (für Rohre mit einem Durchmesser von 2 Zoll und kleiner) und RS485-Modbus®-Kommunikation für Fernüberwachung und -steuerung
- Effiziente Stromversorgung: Betrieb mit 10 bis 36 VDC bei geringem Stromverbrauch, was die Systemkompatibilität vereinfacht
- Benutzerfreundliche Bedienerschnittstelle: Integriertes LCD-Display zur übersichtlichen Anzeige der Durchflussrate direkt am Gerät
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