Was sind Ultraschalldurchflussmesser?

Ultraschall-Durchflussmesser messen Wasser oder andere Flüssigkeiten und in einigen Fällen Gase, die durch Rohre strömen. Diese Messgeräte können sowohl die Geschwindigkeit als auch den Volumenstrom einer Flüssigkeit messen. Sie sind einfach zu bedienen, da Ultraschall-Durchflussmesser im Gegensatz zu den meisten anderen Zählertypen nicht in den Rohren installiert, sondern an den Rohren befestigt werden, sodass der Durchfluss für die Installation nicht unterbrochen werden muss.

Es gibt zwei Haupttypen von Ultraschall-Durchflussmessern: Laufzeit-Durchflussmessgeräte und Doppler-Durchflussmessgeräte. Beide Typen klemmen an der Außenseite der Rohre, unterscheiden sich jedoch in der Methode zur Durchflussmessung. Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Laufzeit-Durchflussmesser eignen sich besser für saubere Flüssigkeiten, die nicht viele Luftblasen oder feste Partikel aufweisen. Doppler-Durchflussmesser erfordern dagegen, dass sich in der Flüssigkeit Blasen oder Partikel befinden, um den Durchfluss zu messen, sie erfordern jedoch auch, dass sich die Flüssigkeit mit oder über einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt.

Transit-Time-Ultraschall-Durchflussmesser, auch Transmissions-Durchflussmesser genannt, verwenden ein Prinzip, das als Phasenverschiebung bezeichnet wird. Zwei Schallwandler, die Ultraschallenergiestrahlen senden und empfangen, sind in einiger Entfernung voneinander auf dem Rohr angeordnet. Das Messgerät misst die Zeit, die die Energie benötigt, um sich in jede Richtung zu bewegen, und ermittelt die Differenz zwischen den beiden Zeiten. Diese Differenz ist direkt proportional zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die vom Durchflussmesser bei jeder Messung berechnet wird.

Doppler-Ultraschall-Durchflussmesser nutzen den Doppler-Effekt, der besagt, dass die Frequenz der Schallwellen davon abhängt, wie sich sowohl die Schallquelle als auch der Schallbeobachter bewegen. Wie Laufzeitmesser verwenden Doppler-Varianten zwei Wandler, wobei ein Wandler nur sendet und der andere nur empfängt. Der sendende Wandler sendet Ultraschallenergiestrahlen aus, und Partikel oder Blasen in der Flüssigkeit bewirken, dass sich die Frequenz der Strahlen ändert. Diese Frequenzverschiebung wird vom Empfangswandler gemessen und ist proportional zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit.

Ultraschall-Durchflussmesser sind vielseitig einsetzbar, da sie den Durchfluss verschiedener Flüssigkeiten messen können, darunter nicht nur Wasser, sondern auch Abwasser, Öle und Flüssigkeiten, die durch industrielle Prozesse hergestellt werden. Diese Messgeräte werden am häufigsten zum Messen des Durchflusses in Rohren verwendet, können jedoch auch zum Messen in offenen Kanälen verwendet werden. Dazu wird der Wasserstand im Kanal gemessen, der dann mit dem Volumenstrom in Beziehung gesetzt werden kann.