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Artikel-Nr. VK-IND05

IND05 Doppler-Durchflussmessung

Untersuchung der Abhängigkeit der Dopplerfrequenz vom Fluss für eine feste Messanordnung in Bezug auf Rohrdurchmesser und Dopplerwinkel

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Gegenstand des Versuchs

Im Versuch wird die Abhängigkeit der Dopplerfrequenz vom Fluss für eine feste Messanordnung in Bezug auf Rohrdurchmesser und Dopplerwinkel untersucht. Mit der bestimmten Abhängigkeit wird ein einfacher Durchflussmesser kalibriert und der Fluss bei Verwendung einer Pumpe gemessen.

Keywords: Doppler-Effekt, Dopplerfrequenzverschiebung, Dopplerwinkel, Durchflussmessung

Theoretische und praktische Aspekte zum Versuch

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.

Ergebnis

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.

Zusammenhang von Volumenstrom und Pumpendrehzahl

Zusammenhang von Volumenstrom und Pumpendrehzahl


Dopplerfrequenzverschiebung in Abhängigkeit vom Volumenstrom

Dopplerfrequenzverschiebung in Abhängigkeit vom Volumenstrom

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