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  7. IND09 Transit-Time-Durchflussmessung (Ultraschall-Laufzeitverfahren)

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Artikel-Nr. VK-IND09

IND09 Transit-Time-Durchflussmessung (Ultraschall-Laufzeitverfahren)

Durchführung von Durchflussmessungen mit Hilfe des Ultraschall-Transit-Time-Verfahrens

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Gegenstand des Versuchs

Der Versuch vermittelt die Durchführung von Durchflussmessungen mit Hilfe des Ultraschall-Transit-Time-Verfahrens. Dabei wird der Zusammenhang zwischen Ultraschalllaufzeitdifferenz bei Messung mit und entgegen der Strömungsrichtung und der Strömungsgeschwindigkeit ermittelt und mittels Ausliterns der Volumenfluss kalibriert.

Keywords: Ultraschallgeschwindigkeit, Laufzeitmessung, Transmissionsverfahren, Kontinuitätsgleichung, Flussgeschwindigkeit, Volumenfluss

Theoretische und praktische Aspekte zum Versuch

Läuft eine Ultraschallwelle durch ein bewegtes Medium, überlagern sich die Geschwindigkeiten der Schallwelle und des Mediums vektoriell. Bewegt sich das Medium vom Ultraschallsender zum Empfänger, addieren sich die Geschwindigkeiten und die Schalllaufzeit ist kürzer als im ruhenden Medium. Fließt das Medium vom Empfänger zum Sender, verlängert sich die Laufzeit. Aus der Laufzeitdifferenz kann für eine bekannte Schallgeschwindigkeit die mittlere Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit berechnet werden.
Mit dieser lässt sich der Volumenfluss berechen. Im Versuch wird für eine vorgegebene Messstrecke die Abhängigkeit der Laufzeit und damit des Volumenflusses von der Pumpendrehzahl und so die Gerätekonstante des Transit-Time-Durchflussmessers ermittelt. Das Verfahren ist für beliebige Gase und Flüssigkeiten geeignet, ohne dass diese streuende Partikel aufweisen müssen, wie sie für die Dopplermessung (z.B. PHY13 und IND05) notwendig sind.

Ergebnis

Im Diagramm ist die gemessene Laufzeitdifferenz für Messungen mit und entgegen der Strömungsrichtung in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl dargestellt.

Laufzeitdifferenz-Pumpendrehzahl-Diagramm

Laufzeitdifferenz-Pumpendrehzahl-Diagramm

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