Workshop "Meßtechnik für stationäre und transiente ...

nicht unmittelbar den Prozeßbedingungen ausgesetzt. Die Ultraschallfrequenz liegt
in der Regel zwischen I MHz und 15 MHz.
Die Sendeimpulse durchdringen das strömende Medium und werden ggf. an Pha-
sengrenzen oder auch an Blasen bzw. Partikeln reflektiert, die sich in der Ausbrei-
tungsrichtung des Schallfeldes befinden. Außerdem erreicht ein Teil der Schall-
wellen die gegenüberliegende Wand der Rohrleitung oder des Behälters und wird
dort reflektiert. Die reflektierten Schallwellen werden vom gleichen Ultraschallsen-
der, der auch als Schallempfänger arbeitet, als Echos empfangen und vom Ultra-
schall-Prüfgerät mit dem Sendeburst synchronisiert dargestelit. Das Prüfgerät ist
aus der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung bekannt. In der Regel können kommer-
ziell verfügbare Geräte verwendet werden.
_ * - XB ---L -
DR !
Ultraschall-Prüfkopf
Phasenarenze
@B. Blase, Partikel)
Zweiphasenströmung
Ultraschallfeld
Rückwand
Rohr, Behälter
Sendeimpuls
Monitor I
Rückwandecho
Monitor 2
Phasenarenzen-Echo
Schall-Laufzeit, Abstand X
I;
I
1. I tg =2+/cF
/ ~RW=~DR/C+
? I
Bild I: Prinzip des Ultraschall-lmpulsecho-Verfahrens für Strömungsmessungen in
Rohren oder Behältern (a - Versuchsaufbau, 6 - Echogramm)
Auf Grund der unterschiedlichen Schallaufzeiten für das Phasengrenzen-Echo unci
das Rückwand-Echo können diese im Echogramm (A-Bild) mittels sog. Monitore
getrennt ausgewertet werden. Die Monitore sind nach Position, Breite und An-
sprechschwelle elektronisch auf einfache Weise variierbar. Jeder Monitor entspricht
somit einer Sonde, die je nach Einstellung die Strömung mehr oder weniger punkt-
förmig oder über nahezu den gesamten Echobereich des Uttraschallstrahles @.B.
Rohr-Durchmesser) abtastet.
ober die gemessene Laufzeit t~ der Ultraschallwelten ist die Position x~ der Phasen-
grenze (auch einer Blase oder eines Partikels) in bekannter Weise bestimmbar
hfW1:
x,=t,=c,f2 2 fV