IND05 Doppler-Durchflussmessung

Durch die Abhängigkeit der Dopplerfrequenzverschiebung von der Strömungsgeschwindigkeit und die Proportionalität zwischen Volumenfluss und mittlerer Geschwindigkeit in einem festen Querschnitt kann der Dopplereffekt zur Flussmessung genutzt werden. Die Voraussetzung ist, dass die Flüssigkeit eine ausreichende Anzahl an Streuern aufweist, bei denen der Streuwinkel ungleich 90° ist. Im ersten Teil des Versuches wird die Dopplerfrequenzverschiebung für verschiedene Flüsse der festen Messanordnung bestimmt, die mit Hilfe der Pumpendrehzahlen erzeugt werden. Aus der gefundenen Abhängigkeit zwischen Fluss und Dopplerfrequenzverschiebung ergibt sich ein Kalibrierungsfaktor für einen einfachen Durchflussmesser. Im zweiten Teil des Versuches werden mit der Pumpe verschiedene Flüsse erzeugt, die jeweilige Dopplerfrequenzverschiebung gemessen und mit Hilfe des Kalibrierungsfaktors der Volumenfluss für die jeweilige Pumpeneinstellung berechnet.

Zusammenhang von Volumenstrom und Pumpendrehzahl

Dopplerfrequenzverschiebung in Abhängigkeit vom Volumenstrom

Im Versuch wurde ein linearer Zusammenhang zwischen Dopplerfrequenzverschiebung und Volumenstrom gefunden. Aus dem Anstieg der linearen Regressionsgeraden kann ein Kalibrierungsfaktor abgeleitet werden, über den sich der Volumenstrom bei einer beliebigen gemessenen Dopplerfrequenzverschiebung berechnen lässt.