DE2321832A1 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der stroemungsgeschwindigkeit eines in einem rohr fliessenden fluids - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der stroemungsgeschwindigkeit eines in einem rohr fliessenden fluidsInfo
- Publication number
- DE2321832A1 DE2321832A1 DE2321832A DE2321832A DE2321832A1 DE 2321832 A1 DE2321832 A1 DE 2321832A1 DE 2321832 A DE2321832 A DE 2321832A DE 2321832 A DE2321832 A DE 2321832A DE 2321832 A1 DE2321832 A1 DE 2321832A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- signal
- pipe
- flow
- signals
- fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01F1/712—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
- G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
- G01F1/7082—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using acoustic detecting arrangements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
Meine Akte: C-325p
Anmelderin: Canadian General Electric Company Limited, Peterborough, Ontario, Kanada
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit-
eines in einem Rohr fließenden Fluids
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Bestimmung, insbesondere zur Messung, der Strömungsgeschwindigkeit eines in einem Bohr fließenden Fluids, wobei
die Vorrichtung außen an dem Bohr angebracht ist.
Beim Betrieb von chemischen Anlagen und anderen Systemen ist es oft sehr wichtig, genau die Strömungsgeschwindigkeit von
Fluida in den jeweiligen Bohren des Systems zu bestimmen. In einigen Systemen wirken die Art und Beschaffenheit der Fluida
sowie die Anzahl der angeschlossenen Rohre einer direkten Messung entgegen, bei welcher die Meßeinrichtung in der Rohrwandung
untergebracht ist. Bei chemischen Anlagen,in denen Schwefelwasserstoff
oder andere korrodierende, ätzende Fluida verwendet werden, deren Strömungsgeschwindigkeiten mit Hilfe innen
eingebauter Meßanordnungen bestimmt werden, ergeben sich
309846/0929
2321532
Schwierigkeiten aufgrund der Korrosion, durch die die Zuverlässigkeit
und Betriebssicherheit der Instrumente nachteilig beeinflußt werden, obwohl erhebliche Kosten und beträchtliche
Aufwendungen gemacht werden müssen, um die Instrumentenanordnung und -ausrüstung betriebsbereit zu halten.
Bei kostspieligen Anlagen, wie Schwerwasseranlagen, die insbesondere
schwierig still- und wieder ingangzusetzen sind, kann
das Außerbetriebsetzen eines Teils der Anlage oder der ganzen AnIa^ um die Instrumente in den Bohren zu warten, zu einem
außerordentlich hohen Hauptkostenfaktor führen. In anderen Fällen, wo teuere und kostspielige Flüssigkeiten, wie bespielsweise
schweres Wasser, in einem Candu-Kernreaktor zu überwa chen sind, kann der Wert der zusätzlich erforderlichen Flüssigkeitei
bei Verwendung eines herkömmlichen Strömungsmessers mit einer. Ventura-Düse und einem damit verbundenen, langge streckten
stromaufwärts angeordneten Strömungsabschnitt die Kosten eines Strömungsmessers gemäß der Erfindung bei weitem
überschreiten.
Es sind auch schon Versuche unternommen worden, die Strömungsgeschwindigkeit
von Fluid in dem Rohr von außen zu messen.
Hierbei ist versucht worden, ein Paar Ultraschallwandler an
der Rohraußenseite in Abständen zueinander anzubringen; jeder dieser Wandler sendet dann einen Ultraschallstrahl quer
zum Rohr zu einem entsprechenden gegenüber angeordneten Empfänger aus. Infolge der "Undurchsichtigkeit11 des Fluids werden
die jeweiligen, an jeder der beiden Stellen empfangenen Signale gedämpft. Bei schmutzigem oder verschmutztem Wasser, also
einer Flüssigkeit mit Material in einer zweiten Phase 9 wie
beispielsweise Gasblasen, and mit irgendwelchem Schmutz, hat die Dämpfung eine Amplitudenmodulation der Signale zur Folge,
so daß yorteilhafterweise zwei Signale einem Kreuzkorrelator
zugeführt werden können9 wie er !bereits bei Kreuzkorrelationsverfahren
verwendet wirdL Hierönrch ist die Erkennung von beliebigen,
zufälligen Störungen in der Konzentration der zwei-
309846/0929
ten Phase möglich, wenn sie die zwei Stellen durchlaufen;
hieraus kann dann die Durchsetz- bzw. Durchlaufzeit einer Stö rung zwischen den zwei in Abstand angeordneten Stellen gemessen
werden. Da der Abstand zwischen den Stellen bestimmt werden kann, kann hieraus dann ohne weiteres die Strömungsge schwindigkeit
erhalten werden. Diese bekannte Anordnung weist aber den Nachteil auf, daß sie auf der Dämpfung quer zur Strö
mung sr :kh tung ausgerichteter Signale beruht; sie ist daher nur
in Verbindung mit Fluida verwendbar, bei denen aufgrund der Dämpfung eine Strahlmodulation stattfindet.
Eine andere Anordnung ist in der GB-PS 1 235 856 (vom 16.Juni
1971) beschrieben, wobei die Strömungsgeschwindigkeit von
Partikel enthaltenden Pluida gemessen wird. Diese Anordnung beruht ebenfalls auf der vorerwähnten Kreuz-Korrelationstechnik,
bei der eine nicht konstante Erscheinung benutzt wird, um Konzentrationsstörungen in dem Fluid zu bestimmen, die auf
dem Partikelgehalt des Fluids beruhen.
In anderen bekannten Anordnungen nach den US-PS1 en 3 237
3 282 101 und 3 329 017 ist die Wechselwirkung zwischen der Fluidgeschwindigke.it und der Schallausbreitungsgeschwindigkeit
in dem Fluid ausgenützt, um daraus mit Hilfe von Ultraschall die Fluid-Strömungsgeschwindigkeit zu bestimmen. In diesen bekannten
Anordnungen läuft ein Ul traschall impuls quer durch das
in dem Bohr strömende Fluid und es wird die Durchlaufzeit im Vergleich zu der Durchlaufzeit gemessen, die erforderlich ist,
um einen entsprechenden Weg bei entgegengesetzten Strömungsverhältnissen in dem Fluid in dem Rohr zurückzulegen. Hierbei
wird die Durchlaufzeit in der einen Richtung durch die Strömungsgeschwindigkeit verringert, während sie in der entgegengesetzten
Richtung durch die Strömungsgeschwindigkeit vergrößert wird. Aus dem Unterschied in den Durchlaufzeiten kann
dann die durchschnittliche Fluidgeschwindigkeit entlang des Rohrs erhalten werden.
309846/0929
Diese Anordnung weist alber den besonderen Nachteil auf, daß
die Ultraschallwellen schräg in das Fluid von der Rohraußenseite
ausgehen müssen, oder daß es andererseits für ein Durchdringen
des Rohrs notwendig ist, «laß die Wandler in Kontakt mit der strömenden Flüssigkeit in der richtigen Lage ange bracht
sein müssen. Eine weitere Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß die Strömungsgeschwindigkeit normalerweise im Vergleich
zu der Schallausbreitungsgeschwindigkeit in dem Fluid klein ist. Es ergeben sich daher auch nur kleine Änderungen
bei der Durchlaufzeit. Aufgrund der Genauigkeit und der Stabilität
der verwendeten Instrumente ist die Bestimmung und Messung dieser kleinen Änderungen begrenzt.
Weiterhin ist festgestellt worden, daß sich in einem ein Fluid führenden Rohr Zustände in dem Fluid ergeben, die vorübergehende,
momentane Änderungen in der Ultraschall-Ausbreitungsgeschwindigkeit zur Folge haben. Dies können ort liehe Veränderungen
in der Temperatur, der Zusammensetzung oder in den Konzentrationen
der schwebenden gasförmigen oder festen Bestandteile sin, die infolge von Änderungen der Dichte und/oder der
Kompressibilität zu Änderungen in der Ausbreitungsgeschwindigkeit führen. Andere Vorgänge, die ähnliche Änderungen in der
Ausbreitungsgeschwindigkeit zur Folge haben können, sind das Vorhandensein von Wirbeln in dem homogenen Fluid mit quer zur
Strömungsrichtung verlaufenden Geschwindigkeitskomponenten.
Derartige Komponenten, die zu einer Zunahme oder Abnahme der Ultraschall-Ausbreitungsgeschwindigkeit führen könne^, haben
feststellbare Änderungen in der quer zur Strömungsrichtung verlaufenden
Ausbreitungsgeschwindigkeit und damit feststellbare Änderungen in der Phase oder Frequenz der empfangenen Signale
zur Folge.
Die Strömung der meisten Arten von Fluida entlang eines Rohrs ist daher im allgemeinen von Strömungsanormalien oder -unregelmäßigkeiten
begleitet. Das Vorhandensein dieser Unregelmäßigkeiten kann durch Änderungen in der Ausbreitungsgeschwindig-
309846/0929
keit von Ultraschallschwingungen bestimmt werden» Diese Änderung
kann in der quer zur Strömung verlaufenden Bichtnang an
zwei in Richtung eier Haupt strömung in Afestänäea voneinander
liegenden Stellen gemessen werden; das BiM der Amsbreltioigsgeschwindigkeitsänderung
wird einem Kreuzliorrelätor zugeführt s
mittels welchem die Burelilaufzeit einer Anomalie oder Unregelmäßigkeit
zwischen den beiden Stellen gemessen werden kann.
Die Änderung der Austo'situngsgesQiwinäigteeit karai mittels phasen-
oder frequeazempfindllieher Detektoren "an ö©a zwei Stellen
festgestellt werden.
Eine Ausführungsform eines entsprechenden Detektors ist in einer am seihen Tag wie die vorliegende Anmeldung eingereichten
Anmeldung P der Anmelderin offenbart, die
der Patentanmeldung 20 133/72 vom I.Mai 1972 in Großbritannien
entspricht.
Gemäß der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Bestimmung der
Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einem Rohr vorgesehen, hei welchem das Vorhandensein von Zuständen in dem Fluid überwacht
wird, welche vorübergehende, momentane Änderungen in der Ultraschall-Ausbreitungsgeschwindigkeit zur Folge haben, bei
welchem diese Änderungen an zwei Stellen beobachtet wer den, die in axialer Richtung bezüglich der Fluidströmungsrichtung
in dem Rohr in Abständen voneinander liegen, und bei welchem eine festsetzbare Zeitverzögerung in dem von der strömungsaufwärts
liegenden Stelle empfangenen Signal angelegt wird, um einen maximalen Korrelation sgrad zwischen den überwachten Signalen
zu erhalten, wobei die verstrichene Zeit, die in axialer Richtung zwischen den Beobachtungsstellen für den Durchlauf
der identifizierten Ausbreitungsunregelmäßigkeit erforderlich
ist, als der Wert der Zeitverzögerung mit optimaler Korrelation festgestellt wird.
Gemäß der Erfindung wird die Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Fluid in dem Rohr dadurch erreicht, daß die Messung
309846/0929
durch die Wandung des Rolirs Mnduroh sit. Hilfe von zwe-i- oder
mehr in Rohrlängsrioiitungc, in Afestaad zueinander außen angebrachter Ultraschall<=Sendewandlsr dniroligsftllirt wird, denen ■-jeweils
in den Abstand zraeinan■ A-bt angeordnete Empfangswanö·=·
ler zugeordnet sind9 ims die ent-sproemenden Ultraschallstralilea
von den zugeordneten Seaöewandieriä sra empfangen; der IfercBgang
der iTbertragungsunregelmäßiglEeitem in öse Fluid wird alt Hilfe
eines Verfahrens ζέγ BestiHsasiang tos ctaireiä die UnregelsiäSigkei=
ten hervorgerufenen VerasderBngem la der uToertragiangsgeseiiXfiEi=
digkeit quer zur Ströiiiiag an äen jex-jeiligen SMpfangersa. fest·=
gestellt 3 woraus die terclil auf seit einer solölien Unrege lüäSig=
keit in der Strömung zwisoiien den zwei in Anstand zueinander
verlaufenden Strahlen gemessen werden Isanno Ss können ancli
mehr als awei Paar Wandler Terwen&et x-j®tü®b.s wobei anlianä von
"bestimmten physikalischen Eigeasela f tem der Anordnung zwischen
ausgewählten Wandlerpaaren QneriilserprüiBiagen durchgeflilirt werden
können.
¥eiterhin kann die Messung von iferansieraagesB. in der
tungsgesGhwindigkeit quer wmt StröiHüingsrichtung durch Bestimmen von Frequenz*=* oder Piaassnäiiöerungen in einem Empfänger
durchgeführt werden.
Ferner ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung zum Messen
der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids durch die ¥andung eines Rohrs hindurch vorgesehen, mit der die Strömungsgeschwin
digkeit des Fluids in dem Rohr raiaTbliängig von der "Schalldurelä
lässigkeit" des Fluids und dem Vorhandensein von festen oder
gasförmigen, in dem Fluid schwebenden Partikeln durchführbar ist; hierbei weist die Vorrichtung folgende Einrichtungen auf:
ein Paar Ültraschall-Sendewanäler, die in axialer Richtung in
Abstand voneinander außen an dem Rohr angebracht und erregbar sind; ein Paar Empfangswandler, die an dem Rohr jeweils gegenüber einem der entsprechenden Sendewandler angebracht sind;
Einrichtungen zum Erregen der Sendewandler, damit diese Ultraschall strahl en quer zu einem Rohr, wenn sie an ihm angebracht
309846/0929
sind, erzeugen; eineia Kreiaskorrelatioas-Vergleicher, um eine
läentifizierungs-Korrelation zwischen nacheinander empfangenen
Anomal!esignalen in den PIiasenänäenings-Betektoreinrichtungen
der Empfangswandler zn schaffen, die mit dem Vergleicher verbunden
sind, um an diesem Anomaliesignale entsprechend den in der Strömung induzierten, an den Empfängern empfangenen Phasenänderungen
zu erzeugen, anhand derer der Durchgang einer solchen Anomalie oder Unregelmäßigkeit bestimmt werden kann; und
Zeitzähleinrichtungen, um den Dujöigang einer identifizierten
Anomalie entlang des Rohres zwischen den zwei Ultraschallstrahlen
zeitlich zuwiese en.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht auch das Aufzeichnen der Strönnmgskenndaten eines Systems auf Magnetband. Charakteristische
Änderungen infolge von physikalischen Veränderungen, wie beispielsweise eine Änderung der Wirksamkeit bzw. des Wirkungsgrades
einer Pumpe, können auf diese Weise festgestellt werden.
Eine Magnetbandaufzeichnung unter Verwendung der Vorrichtung geiaäß der Erfindung ist insbesondere geeignet, um charakteristische
Strömurigsänderungen oder ein "Strömungskennzeichen"
eines Systems oder einsr Komponente eu erhalten, um spätere Überprüfungen und Vergleich zur Kontrolle oder zum Nachweis
des anhaltenden Zustandes des Systems oder der Komponente durchzuführen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung im einzelnen erläutert.
In der Zeichnung ist das System 10 bezüglich eines Teils eines Rohrs 11 dargestellt, durch das ein Fluid mit einer Geschwindigkeit
V hindurchströmt, wie durch einen Strömungspfeil angezeigt
ist. Ein Paar Sendewandler 12, lh ist fest an dem Rohr 11 angebracht; ein Paar Empfangswandler 16, 18 ist diametral
gegenüber den jeweiligen Sendewandlern angeordnet. Das System arbeitet im Ultraschallbereich,
309846/0929
Ein Paar auf unterschiedlichen Frequenzen arbeitende Oszillatoren 15 sind mit den beiden Sendewandlern 12, 14 verbunden.
Die Empfangswandler 16, 18 sind jeweils mit einem Breitbandverstärker 20 bzw. 22 verbunden, deren Ausgänge Demodulatoren
24 bzw· 26, wie beispielsweise Phasendemodulatoren zugeführt sind. Die Ausgänge der Demodulatoren 24 und 26 sind mit einem
Kreuzkorrelationsvergleicher 28 verbunden, der eine Anzeige 30 in ^orm einer Kathodenstrahlröhre und/oder eine Zeitverzögerungsanzeige
32, beispielsweise eine digitale oder analoge Anzeige ebenso wie einen digitalen oder analogen Steuerausgang 3I aufweist.
Während des Betriebs erregen die Oszillatoren 15 unabhängig
voneinander die Sendewandler 12 und 14, die durch die Rohrwandung
hindurch und quer zu dem durch das Rohr strömenden Fluid Ultraschallstrahlen aussenden. Die Ankopplung der Wandler 12,
14, 16 und 18 an die Rohrwandung erfolgt mittels eines entsprechenden
Kopplungsmittels zwischen der Vorderseite des Wandlers und der Rohrwandung, wie bekannt ist.
Lokale Zustandsänderung en, die, wie oben ausgeführt ist, zu vorübergehenden, momentanen Änderungen der Ultraschall-Ausbreitungsgeschwindigkeit
durch das Fluid führen können, können kleine Änderungen in der Phase des empfangenen Signals in *orm
einer Voreilung oder einer Nacheilung zur Folge haben. Die in der Phase geänderten Signale werden durch Verstärker 20 und 22
verstärkt und den Phasendemodulator en 24 und 26 zugefnlirt.
Die Phasendemodulation kann mit Hilfe von Diskriminatoren oder
Verhältnisdetektoren durchgeführt werden, wie sie im allgemeinenbeim
Empfang von frequenz- und phasenmodulierten Signalen verwendet werden. Auch können Überlagerungstechniken angewendet
werden, um ein Signal abzutrennen, das gleich der Phasendifferenz zwischen den ausgesendeten und den empfangenen Signalen
ist. Auch können für diesen Zweck phasenstarre Schleifen verwendet werden. Aufgrund der kleinen Frequenzänderungen wird
309846/0929
vorzugsweise ein direktes Verfahren zur Piiasendifferenzruessung
verwendet. Hierbei Ist die Verwendung Jeöer Schaltung eines ■
synchronen Demodulators mögliö!is der einen Ausgang des Oszillators
15 als Synchronisiersignal tseraatgts Bie öesioöiilierten Signalausgänge
der Bemoäulatoren 24 und 26 wsrdaa. öe® Kreuzkorre—
lationsvergleieher 28 zugeführt« Der Vergleichen 28 weist Ausgänge
zu einer Anzeige 30 in Form einer Kathodenstrahlröhre,
einem digitalen oder analogen Stemeranisgssig Jl «ηώ/oder einem
Fluidgesehwindigkeits-Anzeiger 32 auf*
Bei Verwenden der !bekannten Kreuzlmrrelati&asteelinili wird eine
Zeitverzögerung bei dem ankommenden,von eiern strömungsauf wärt s
liegenden Phasendemodulator 2% empfangenen Signal angewendete
Diese Verzögerung wird erst eingestellt, wenn eine Korrelation
mit einem erkannbar äquivalenten, von deia strömungsabwärtsliegenden
Phasendemodulator 26 empfangenen Signal erhalten wird. Wenn eine Korrelation zwischen den itasgäi-gen der anbrechenden
Phasendemodulatoren geschaffen ist, um die durchschnittliche
Durchlaufzeit von AusbreitungsunregelisäSigkeiten zwischen den
zwei Ultraschallstrahlen anzuzeigen, dann ist die mittels des !Correlators 28 angezeigte, verstrichene Zeit die SsIt5 die das
Fluid benötigt, um die Strecke zwischen den beiden Strahlen zu durchströmen. Da diese Strecke bekannt ist, kann die Strömungsgeschwindigkeit
in dem Rohr 11 stromabwärts ohne weiteres bestimmt werden.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der Möglichkeit, im wesentlichen homogene Fluida, die keine absorbierenden Unregelmäßigkeiten
oder Anomalien enthalten, und ebenso heterogene Flüssigkeiten mit festen oder gasförmigen Verunreinigungen
verwenden zu können. Alle diese Fluida weisen zufällige Störungen bezüglich der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallsignalen
auf, wobei die Störungen mittels Kreuzkorrelation bestimmt und analysiert werden können, woraus sich die
Durchlaufzeit des durchströmenden Fluids zwischen zwei in Abstand zueinander angeordneten Ultraschallstrahlen ergibt. Im
- 10 -
309846/0929
Unterschied, hierzu fehlen Ib ei TbefeaBBtsn Verfateen rand,
tangens die aitf der AnpIitBöeaHoctalaticai voo. UltrasoliallsigEia—
lern "fa<3Tu!sien.Q entsprechende5 gleichbleibende Signal© von Iioaoge
neu Pluida®
Olwohl in fl@r TorhergsIienöSEt BesclireiMmg ein Verfahren suf Be=
stiiHianng des Barchgangs T©a StifOMiajags-LSEiregeliaaBiglcsitea oäer
-anomaliaa üw?®h Eeststeilem ψ®εϊ i&iclss"-uiia,f©a ia der quer %n Ströaraixg
Terlaiifeiaäen UltrascIiall^AiiiSijrei^raagsgescliwindigkeit isit
Hilfe iron Pkassnanclerungen fier aapfangenea Signale "besdir
ist, lcoaaea sell)stverg!täadii©li amoli cii® AemIsrangen in äeir
zur Strömung Terlauieaaem AmslreituiagsgsgoiK-jiiKaigKeit disreit
Anssenden vos ültrasclialliapniiseja gm©E" smir Strömung an im Al== ■
stand Toneisaaäer liegenfleia Stalles ueö (ämreSi B3o"ba©ht®. ^om
zeitlSiea ¥aräaderungesi 1b@i öeia cjia'aif siar Stiföaiiaag Y®Tlsutem.den
Dureligaag iafelge des ¥©raaü(i©EiSQias eimer Usirsgeliiiäßigfe©it
oder Anomalie gemessen νΐ®Ί?<3.®ηο Mit Eilfe soloMer aiafeinaaaer=
folgender Impulse an zwei ia AlEtaafi Ton©inasid@r angeoröneteiE
Detektoren lrasia ebenfalls wieöer ffiie Kraiaslsorrfalationsteeimik
angewendet wss°äen, iaa dis YersokiSOTiag ö©r Unregelmäßigkeit
der j^ssiGsnalie äureli SI© Haiuptstrclaiiing- sb
-11-
309846/092S
Claims (1)
- PatentansprücheVerfahren zum Bestimmen der Strömungsgeschwindigkeit eines in einem Rohr fließenden Fluids, dadurch gekennzei chn e t, daß quer zu dem Rohr an einer strömungsaufwärts liegenden Stelle und an mindestens einer hierzu strömungsabwärts liegenden Stelle Ultraschallsignale ausgesendet werden, um die Ströinungsunregelmäßigkeiten in dem strömenden Fluid zu überwachen, die feststellbare Änderungen in den Signalen beim Durchgang von Ultraschallenergie hervorrufen; daß die entsprechenden, durch die Strömungsunregelmäßigkeiten modulierten Signale nach ihrem Durchgang durch das Fluid empfangen werden, daß bei dem an der strömungsaufwärts liegenden Stelle empfangenen Signal eine veränderliche und festsetzbare Zeitverzögerung vorgenommen wird, daß das verzögerte Signal mit dem an einer ströffiungsabwärts liegenden Stelle empfangenen Signal verglichen wird, und daß die Zeitverzögerung bestimmt wird, für welche ein optimaler Korrelationsgrad zwischen den überwachten Signalen erhalten wird, um den mit der Fluidströmung zwischen den jeweiligen Stellen erfolgenden Durchgang einer bestimmten Unregelmäßigkeit zu identifizieren, woraus die verstrichene Zeit beim Durchgang dieser Unregelmäßigkeit zwischen zwei Stellen und daraus die Strömungsgeschwindigkeit entlang des Rohrs bestimmt werden kann.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene Signal gegenüber dem ausgesendeten Signal in der Phase geändert wird.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die empfangenen Signale verstärkt und demoduliert werden, um das Vergleichen der Signale zu erleichtern,*t. Verfahr© nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ultraschallsignale als Impulse ausgesendet werden, um die Änderung in der quer zur Strömung verlaufenden- 12 -309846/0929Schallausbreitung infolge des Vorhandenseins einer Unregelmäßigkeit bestimmen zu können.5. Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines entlang eines Rohrs fließenden Fluids durch die Wandung des Rohrs hindurch, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Abständen voneinander entlang der Rohrlänge erste und zweite Stellen vorgesehen sind, in denen jeweils ein Ultraschall-Sendewandler (12, 14) mit einer angeschlossenen Energiequelle zur Abgabe von Ultraschall, ein Ultraschall-Empfangswandler (16, 18) und eine Halterungsein richtung vorgesehen sind, um außen die Wandler (12, 14, 16, 18) an die Eolirwandung anzukoppeln; daß Signalstörungen unterscheidende Einrichtungen (24, 26) mit den Empfangswandlern (16, 18) verbunden sind; daß eine wahlweise veränderliche Signalverzögerungseinrichtung mit dem Ausgang des einen strömungsaufwärts angeordneten Empfängers verbunden ist, um die Ausgänge an den beiden Stellen im wesentlichen in Übereinstinuimng miteinander zu bringen; daß ein Korrelator (28) zur identifizierenden Korrelation der Signalausgänge an den jeweiligen Stellen ange siilossen ist, um den Duxiigang der Störung zwischen den beiden Stellen überprüfen und feststellen zu können; und daß eine Signaleinrichtung mit einem Ausgang als Funktion der Signalverzögerungszeit angeschlossen ist, um eine Anzeige der Verschiebungszeit der Störung an einer strömungsabwärts liegenden Stelle gegenüber der strömungsaufwärts liegenden Stelle zu schaffen.6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Signalstörung unterscheidende Einrichtung eine Demodulationseinrichtung (24, 26) zum Demodulieren der Signalausgänge vor deren Übertragung an den Korrelator (28) aufweist.7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich-- 13 -309846/0929net, daß die Demodulationseinrichtung (2**, 26) Phasendemodulatoren aufweist.8. Vorrichtung nach Anspruch 5, daüurch gekennzeichnet, daß die eine Signalstörung unterscheidende Einrichtung Verstärker (20, 22) zum Empfang der Ausgangssignale der Empfangswandler (16, 18) und an die entsprechenden Ausgänge angeschlossene Phasendemodulatoren aufweist, die mit einem Kreuzkorrelatxonsverglexcher (28) verbunden sind, und daß die Signaleinrichtung einen Steuersignalausgang (31) aufweist.9ο Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtung eine Anzeigeeinrichtung (30) in Form einer Kathodenstrahlröhre aufwd st.10. Vorrichtung nach Anspruch 8, daflmreii gekennzeichnet, daß die Signaleinrichtung eine Zeitverzögerungsanzeige aufweist.309846/0929Leer
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2013272 | 1972-05-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2321832A1 true DE2321832A1 (de) | 1973-11-15 |
Family
ID=10140891
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2321832A Pending DE2321832A1 (de) | 1972-05-01 | 1973-04-30 | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der stroemungsgeschwindigkeit eines in einem rohr fliessenden fluids |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS4949661A (de) |
CA (1) | CA996245A (de) |
DE (1) | DE2321832A1 (de) |
FR (1) | FR2183179A1 (de) |
IT (1) | IT987090B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3316630A1 (de) * | 1983-05-06 | 1984-11-08 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Vorrichtung zur laufzeitbestimmung von ultraschallimpulsen in einem fluid |
DE3642771A1 (de) * | 1986-12-15 | 1988-06-23 | Kuipers Ulrich | Verfahren und vorrichtung zur messung der messgroesse eines messobjekts |
EP0446023A1 (de) * | 1990-03-05 | 1991-09-11 | Westinghouse Electric Corporation | Fluid-Durchflussmessung |
WO1994017373A1 (en) * | 1993-01-20 | 1994-08-04 | Suomen Itsenäisyyden Juhlarahasto Sitra | Procedure for determining material flow rate |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54143672U (de) * | 1978-03-29 | 1979-10-05 | ||
CN106443058B (zh) * | 2016-08-30 | 2019-03-29 | 成都万江港利科技股份有限公司 | 一种基于超声波单点位流速监测装置 |
-
1973
- 1973-04-03 CA CA167,831A patent/CA996245A/en not_active Expired
- 1973-04-26 JP JP48046854A patent/JPS4949661A/ja active Pending
- 1973-04-27 IT IT23506/73A patent/IT987090B/it active
- 1973-04-30 DE DE2321832A patent/DE2321832A1/de active Pending
- 1973-05-02 FR FR7315754A patent/FR2183179A1/fr active Granted
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3316630A1 (de) * | 1983-05-06 | 1984-11-08 | Erwin Sick Gmbh Optik-Elektronik, 7808 Waldkirch | Vorrichtung zur laufzeitbestimmung von ultraschallimpulsen in einem fluid |
EP0124898A2 (de) * | 1983-05-06 | 1984-11-14 | Erwin Sick GmbH Optik-Elektronik | Vorrichtung zur Laufzeitbestimmung von Ultraschallimpulsen in einem Fluid |
EP0124898A3 (de) * | 1983-05-06 | 1987-05-20 | Erwin Sick GmbH Optik-Elektronik | Vorrichtung zur Laufzeitbestimmung von Ultraschallimpulsen in einem Fluid |
DE3642771A1 (de) * | 1986-12-15 | 1988-06-23 | Kuipers Ulrich | Verfahren und vorrichtung zur messung der messgroesse eines messobjekts |
EP0446023A1 (de) * | 1990-03-05 | 1991-09-11 | Westinghouse Electric Corporation | Fluid-Durchflussmessung |
WO1994017373A1 (en) * | 1993-01-20 | 1994-08-04 | Suomen Itsenäisyyden Juhlarahasto Sitra | Procedure for determining material flow rate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA996245A (en) | 1976-08-31 |
JPS4949661A (de) | 1974-05-14 |
FR2183179A1 (en) | 1973-12-14 |
IT987090B (it) | 1975-02-20 |
FR2183179B3 (de) | 1976-04-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102006017676B3 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Coriolis-Massendurchflußmeßgeräts | |
EP0985134B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur messung von dichte und massenstrom | |
DE3428058C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Leckbestimmung in einem Fackelrohrsystem | |
DE69738265T2 (de) | Ultraschalldurchflussmesser mit entferntliegender Signalverarbeitung | |
DE3619905A1 (de) | Verfahren und einrichtung fuer ultraschallmessungen in einem medium | |
DE102015105685B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins von Flüssigkeit in einem Gasstrom | |
DE3732219A1 (de) | Anwendung des verfahrens zur elektromagnetischen ultraschall-wandlung zur ueberwachung von fuellhoehe und blasenbildung in fluessigkeit enthaltenden umschliessungen | |
EP1554548B1 (de) | Ultraschall-laufzeit-mengenmessung zum ermitteln der konzentration von partikeln in einem strömenden fluid | |
DE2220539A1 (de) | Verfahren und Anordnung zum Feststellen und Auffinden von Lecks in einer Transportleitung für Strömungsmittel | |
DE19942138A1 (de) | Verfahren zum Messen einer Strömungsgeschwindigkeit mit Ultraschall | |
DE2241145A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung eines messwertes fuer die relativbewegung zwischen einem stroemungsmittel und einem gegenstand | |
DE2321832A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der stroemungsgeschwindigkeit eines in einem rohr fliessenden fluids | |
EP3343185B1 (de) | Ultraschalldurchflussmessgerät und verfahren zur messung des durchflusses | |
DE2129110B2 (de) | Verfahren zum Überprüfen von me talhschen Schweißnahten auf Fehler freiheit mittels Ultraschall | |
EP3867636B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur nichtinvasiven bestimmung von eigenschaften eines multiphasenstroms | |
EP0279184B1 (de) | Verfahren zur Ortung von Anschlägen mit einem Körperschall-Überwachungssystem, insbesondere bei druckführenden Umschliessungen in Kraftwerken | |
EP2229577A1 (de) | Verfahren zum betreiben eines coriolis-massendurchflussmessgeräts sowie coriolis-massendurchflussmessgerät | |
DE4330363C2 (de) | Volumendurchflußmeßgerät | |
EP3715797B1 (de) | Ultraschalldurchflussmessgerät, verfahren zum betreiben eines ultraschall-durchflussmessgeräts, messverbund und verfahren zum betreiben eines messverbunds | |
DE19633558A1 (de) | Ultraschall-Durchflußmeßverfahren | |
DE2950862C2 (de) | ||
DE2304618A1 (de) | Stroemungs- und geschwindigkeitsmesssystem | |
DE102023105640B3 (de) | Verfahren zum Betreiben eines Magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts und Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät | |
DE102020104191B4 (de) | Bestimmen eines Mischungsverhältnisses zweier Flüssigkeiten an einem 3-Wege-Mischventil | |
DE102021104288A1 (de) | Ultraschalldurchflussmessgerät und Verfahren zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines strömenden Mediums |