Ultraschall in einem Rohr

[Manf]

Mit Impulsen ist es schwierig und nur mit Auswertung der gesamten Hüllkurve von 12 Impulsen ist eine Auflösung von etwa einer Periodendauer zu erreichen. (Abgesehen von speziellen Tricks, die aber sehr aufwändig sind).

Bei Auswertung der Phasenlage hat man als erstes die Möglichkeit der Amplitudenregelung und kann dann gleich die Nulldurchgänge detektieren womit man leicht auf eine zeitliche Auflösung von 1/20 Periodendauer kommt.

Die Mehrdeutigkeit ist je nach Wahrscheinlichkeit des auftretens zu betrachten. Die Zahl der Wellenlängen soll deutlich kleiner bleiben als das Verhältnis von Schall-und Mediengeschwindigkeit.
Manfred

Man sieht, dass die Diskussion Anonym mit Noname schwierig ist.
Ich kann auch selbst Namen verteilen. (Moderator).

[TicTac]

Sorry, hab vergessen mich einzuloggen.
Also du meinst das es sehr schwer ist, eine hohe Genauigkeit zu erzielen indem man die Laufzeitdifferenz von Impulsen misst?
Wieso dass denn??
Wie würdest du die Problemstellung lösen?

Mfg

[Manf]

Ich habe den Unterschied schon angesprochen, aber ich habe es sicher nicht vollständig erklärt. Lösen sollte man es so wie in *) beschrieben.

Wie mißt man die Impulslaufzeit: Man sendet einen Puls aus und versucht ihn beim Empänger zu erkennen. Die Erkennung ist auf der anseigenden Flanke des über mehrere Perioden anschwingenden Empfangswandlers. Wenn man den Endwert nicht kennt, dann nimmt man einen Schwellwert der bei der 2. oder 6. Periode liegt. Das wären grob 4 Perioden Meßunsicherheit. Es geht auch ein bisschen geschickter aber dann kommt man mehr oder weniger zur Phasenmessung.

Bei der Phasenmessung gleicht man den Empfänger auf die Amplitude ab und mißt die Phase an der steilsten Stelle (nicht der Hüllkurve sondern) des Trägersignals. Damit ist bei sauberer Ausführung auch ene Auflösung von 1/100 Periodendauer und mehr möglich. (Es kommt auch auf Störungen wie Luftwirbel, Pfeifen und Rauschen an.)

Manfred

*)http://www.om.tu-harburg.de/Lehre/Vorlesungen/ALLGEMEINE%20MESSTECHNIK%20(II)%20UND%20SENSORIK/Online/2%20Akustische%20Messtechnik/10%20Akustische%20Durchfluss-Messung.pdf

[TicTac]

Ganz hab ich das mit der Phasenmessung noch nicht verstanden.
Den Link den du gepostet hast verstehe ich auch nicht ganz. Das sind ja beide US Sender+Empfänger oder?
Ich frage mich wie der auf die Flussgeschwindigkeit kommt und wozu man 2 von diesen US Sender/Empfängern braucht?

Mfg

[Manf]

In dem Link steht "Differenzmessung"
1->2.....: phi12 = omega L / (c + v); (da fehlt ein omega)
2->1.....: phi21 = omega L / (c - v)

Daraus kann man v bestimmen und c eliminieren. Das ist gut, denn c ist temperaturabhängig.

Akzeptiert man c in der Bestimmung von v, dann reicht es, in einer Richtung zu messen.
Manfred

[TicTac]

Ich verstehe nicht wie man das mittels einem Sender/Empfänger feststellen kann??
Die Variationen der Durchflussmessung die ich bis jetzt gefunden habe funktionieren immer mit 2. Ich muss doch irgendeine Differenz bilden oder, selbst wenn c noch dabei ist!!!

Mfg

[Manf]

Die Bemerkung habe ich nicht verstanden.

Die Wandler werden im Wechsel als Sender und als Empfänger betrieben.

Es ist aber schon klar wie man die Gleichungen auflöst, um c zu eliminieren?
Manfred

[TicTac]

Es ist klar wie man c eliminieren kann

Akzeptiert man c in der Bestimmung von v, dann reicht es, in einer Richtung zu messen.

Wie meinst du in eine Richtung messen?? Darauf kann ich doch nicht auf den Flow schließen??

Mfg

[Manf]

1->2.....: phi12 = omega L / (c + v);
2->1.....: phi21 = omega L / (c - v)

Wenn phi12 gemessen wird und

omega, die Anregungskreisfrequenz
L die Länge
c die Schallgeschwindigkeit

bekannt sind. Dann hat man v und braucht phi21 nicht mehr zu messen. Omega und L ändern sich ohnehin nicht. Wenn c als konstant angenommen wird, dann braucht man es nicht laufend zu messen.

Man sollte es trotzdem tun, um bei sich änderndem c keine Genauigkeit zu verlieren. Es geht wohl um den Unterschied zwischen der anfänglichen Bestimmung der Größen und der laufenden Messung während des Betriebs.
Manfred