Emmerich, Andreas (1995)
Durchflussmessung mit Schwingungsanregung.
Technische Universität Darmstadt
Studienarbeit, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
Zusammenfassung:
Diese Arbeit gibt einen Überblick über 16 Durchflußmeßmethoden, die auf Schwingungen beliebiger Art basieren. Die Meßverfahren werden geordnet vorgestellt und für den Einsatz im Bereich kleinster Durchflußraten abgeschätzt. Für ein Verfahren, das auf der Messung von Strömungsgeräuschen an einem Ventil beruht, wurden eigene Messungen zur Bewertung des Verfahrens herangezogen. Sie zeigen, daß Strömungsgeräusche erst bei größeren Durchflußraten auftreten, da die Ursache der Geräusche in Turbulenzen zu finden ist.
Näher untersucht wurde ein auf dem akustischen Mitführeffekt beruhendes Meßprinzip, das sich "Sing-around-Kreis-Verfahren" nennt. Dabei wird ein Schallpuls über eine Meßstrecke geschickt und nach dem Empfang des Signals am Ende der Meßstrecke wird der nächste Puls gesendet. Die Zeit zum Durchlaufen dieses, an eine Staffel erinnernden Kreislaufes, wird für eine bestimmte Anzahl von Pulsen gemessen.
Durch Messung mit und gegen die Strömungrichtung und anschließender Verrechnung beider Laufzeiten, soll eine Unabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit und somit von deren Temperaturabhängigkeit erreicht werden.
Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß die Hydroakustik in Rohren dem Verfahren Grenzen setzt: Das realisierte Meßrohr zum Übertragen der Schallpulse ist an den Enden mit jeweils einer Piezokeramikscheibe (Dickenschwinger PZT) ausgestattet. Die damit übertragenen Signale sind keine ebenen Wellen, sondern 01-Moden. Die Hochpaßcharakteristik der Rohre für höhere Moden begrenzt die Verringerung des Rohrradiuses und somit die Durchflußgeschwindigkeit, die mit dem Sing-around-Kreis gemessen wird. Ferner hat sich gezeigt, daß eine Kompensation des Temperatureinflusses unbedingt notwendig ist, was allerdings noch nicht realisiert wurde. Vielmehr bleibt fraglich, ob die Kompensation praktisch überhaupt zu bewältigen ist, oder ob des Sing-around-Kreis-Verfahren nicht zur Temperaturmessung eingesetzt werden sollte. Gemessen wurden Strömungsgeschwindigkeiten der Größenordnung cm/s, der Einfluß der Temperaturerhöhung um 1K auf die Schallgeschwindigkeit beträgt ca. 3,4m/s.
| Typ des Eintrags: | Studienarbeit |
|---|---|
| Erschienen: | 1995 |
| Autor(en): | Emmerich, Andreas |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Durchflussmessung mit Schwingungsanregung |
| Sprache: | Deutsch |
| Referenten: | Schnell, Dipl.-Ing. Götz ; Cramer, Prof. Dr.- Bernhard |
| Publikationsjahr: | 1 August 1995 |
| Zugehörige Links: | |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Zusammenfassung: Diese Arbeit gibt einen Überblick über 16 Durchflußmeßmethoden, die auf Schwingungen beliebiger Art basieren. Die Meßverfahren werden geordnet vorgestellt und für den Einsatz im Bereich kleinster Durchflußraten abgeschätzt. Für ein Verfahren, das auf der Messung von Strömungsgeräuschen an einem Ventil beruht, wurden eigene Messungen zur Bewertung des Verfahrens herangezogen. Sie zeigen, daß Strömungsgeräusche erst bei größeren Durchflußraten auftreten, da die Ursache der Geräusche in Turbulenzen zu finden ist. Näher untersucht wurde ein auf dem akustischen Mitführeffekt beruhendes Meßprinzip, das sich "Sing-around-Kreis-Verfahren" nennt. Dabei wird ein Schallpuls über eine Meßstrecke geschickt und nach dem Empfang des Signals am Ende der Meßstrecke wird der nächste Puls gesendet. Die Zeit zum Durchlaufen dieses, an eine Staffel erinnernden Kreislaufes, wird für eine bestimmte Anzahl von Pulsen gemessen. Durch Messung mit und gegen die Strömungrichtung und anschließender Verrechnung beider Laufzeiten, soll eine Unabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit und somit von deren Temperaturabhängigkeit erreicht werden. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß die Hydroakustik in Rohren dem Verfahren Grenzen setzt: Das realisierte Meßrohr zum Übertragen der Schallpulse ist an den Enden mit jeweils einer Piezokeramikscheibe (Dickenschwinger PZT) ausgestattet. Die damit übertragenen Signale sind keine ebenen Wellen, sondern 01-Moden. Die Hochpaßcharakteristik der Rohre für höhere Moden begrenzt die Verringerung des Rohrradiuses und somit die Durchflußgeschwindigkeit, die mit dem Sing-around-Kreis gemessen wird. Ferner hat sich gezeigt, daß eine Kompensation des Temperatureinflusses unbedingt notwendig ist, was allerdings noch nicht realisiert wurde. Vielmehr bleibt fraglich, ob die Kompensation praktisch überhaupt zu bewältigen ist, oder ob des Sing-around-Kreis-Verfahren nicht zur Temperaturmessung eingesetzt werden sollte. Gemessen wurden Strömungsgeschwindigkeiten der Größenordnung cm/s, der Einfluß der Temperaturerhöhung um 1K auf die Schallgeschwindigkeit beträgt ca. 3,4m/s. |
| Freie Schlagworte: | Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Hydroakustik in Rohren, Sing_around_Kreis, Strömungsgeräusche, Ultraschall Laufzeitmessung, Ultraschallwandler piezokeramisch, Unterwasserschall |
| ID-Nummer: | 17/24 EMKS 1236 |
| Zusätzliche Informationen: | EMK-spezifische Daten: Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate, Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1236 Art der Arbeit: Studienarbeit Beginn Datum: 01-11-1994 Ende Datum: 01-08-1995 Querverweis: Projektseminar 18.140.4.5 S94 Studiengang: Elektrotechnik (ET) Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.) Abschluss: Diplom (EMK) |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Elektromechanische Konstruktionen (aufgelöst 18.12.2018) |
| Hinterlegungsdatum: | 05 Okt 2011 09:45 |
| Letzte Änderung: | 05 Mär 2013 09:52 |
| PPN: | |
| Referenten: | Schnell, Dipl.-Ing. Götz ; Cramer, Prof. Dr.- Bernhard |
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