Ultraschall-Durchflussmesser arbeiten weitestgehend unabhängig von den spezifischen Eigenschaften des zu messenden Produktes wie bspw. Druck, Temperatur, Viskosität oder Leitfähigkeit. Aufgrund dieser Vorteile ist ihr Einsatz in verschiedensten Anwendungsbereichen möglich. Ein weiterer Vorteil dieser Systeme besteht darin, dass diese über keine mechanischen Teile verfügen und somit weniger wartungsanfällig sind, als andere Durchflussmesser.
Prinzip der UltraschallmessungDie Grundlage der ultraschallbasierten Durchflussmessung stellt ein aus zwei Sensoren bestehendes System dar, welches direkt miteinander kommuniziert. Gemäß DIN-Norm 1319 besteht die Durchflussmesseinrichtung aus zwei Teilen: dem eigentlichen Messaufnehmer in Form des Ultraschallsensors und dem Messumformer oder Transmitter als Auswerteeinheit.
Für die Messung wird ein Ultraschallimpuls (Schallwellen) zwischen den beiden Sensoren, durch das zu messende Medium, in einer Leitung gesendet. Hierbei werden die Laufzeiten in Flussrichtung und gegen die Flussrichtung kontinuierlich gemessen.
Er misst den Unterschied in der Laufzeit dieser Impulse in Fließrichtung und entgegen der Fließrichtung.
Ohne Wasserdurchfluss sind die Signallaufzeiten in Fließrichtung und umgekehrt identisch. Wird die Messtrecke mit Wasser durchströmt, ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwellen in Fließrichtung beschleunigt und entgegen der Fließrichtung verzögert.
Die Laufzeitdifferenz der beiden Ultraschallwellen eines Datenpaares ist direkt proportional zur mittleren Fließgeschwindigkeit. Zur Ermittlung des Durchflussvolumen bezogen auf eine fest definierte Zeitspanne (Sekunde, Minute, Stunde) wird die mittlere Fließgeschwindigkeit mit dem jeweiligen Rohrquerschnitt des verwendeten Messaufnehmers multipliziert. Das sogenannte Laufzeitdifferenzverfahren ist ein bewährtes und im industriellen Umfeld weit verbreitetes Messverfahren zur Erfassung von Durchflussvolumina.
Im Ergebnis zeigt der Zähler den genauen Wasserverbrauch an, unabhängig davon, ob der Durchfluss hoch, niedrig, konstant oder variabel ist.
Beim Einsatz von ultraschallbasierten Durchflussmessern, welche auf Basis des Laufzeitdifferenzverfahren arbeiten, ist darauf zu achten, dass das zu messende Medium weitestgehend homogen ist und nur einen sehr geringen Feststoff- oder Gasanteil aufweist.
