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Eine homogene Flüssigkeit kann mit dem Laufzeit-Differenz-Messverfahren
eines Ultraschallimpulses der durch den Mitnahmeeffekt beschleunigt
oder verlangsamt wird gemessen werden. Die Laufzeit ergibt sich aus
den geometrischen Daten des Schallweges, der Strömungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit und der Schallgeschwindigkeit des Medium. Die Messung
in und gegen die Strömungsrichtung bedingt eine Unabhängigkeit der Messung
von der Flüssigkeit und der Temperatur. Die gemessene Laufzeit deltat
ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Das ausgebildete Strömungsprofil
(laminar oder turbulent) hat unter Umständen einen Einfluss auf
die Messgenauigkeit.
Obenstehende Grafik zeigt eine Schräg-V Anordung
mit Vor-und Rücklaufmessung,
um den Einfluss des jeweils ausgebildeten Strömungsprofiles zu
eleminieren.
Die Strömungsgeschwindigkeit ergibt sich zu:
vm = (1 / tdn
- 1 / tup) * L / 2 * cos a Dt
= (tdn - tup)
| deltat |
Differenzzeit |
s |
| tup |
Schallgeschwindigkeit in Strömungsrichtung |
m/s |
| tdn |
Schallgeschwindigkeit gegen Strömungsrichtung |
m/s |
| cos a |
Einstrahlwinkel in der Flüssigkeit |
Grad° |
| L |
Länge des Schallweges |
mm |
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