DE4118810C2 - Device for measuring small particles in a medium flowing in a measuring tube - Google Patents
Device for measuring small particles in a medium flowing in a measuring tubeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung kleiner Partikel in einem in einem Meßrohr strömenden Medium nach dem Hochfrequenz-Ultraschall-Doppler-Prinzip gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for measurement small particles in a medium flowing in a measuring tube according to the high-frequency ultrasonic Doppler principle according to the Preamble of claim 1.
Hochfrequenz-Ultraschall-Doppler-Strömungsmeßvorrichtungen sind bekannt (deutsche Zeitschrift "msr", Berlin, Jahrgang 31, (1988), Seiten 232-234 und britische Zeitschrift "Medical and Biological Engineering", Jahrgang 13, Nr. 1, Januar 1975, Seiten 59-64). Die mit dem Mischer durch Fourier-Analyse erhaltenen Differenz- oder Doppler-Signale weisen jedoch eine geringe Höhe und große Breite auf, also ein ungünstiges Nutz-/Stör-Signal-Verhältnis, so daß die Meßgenauigkeit zu wünschen übrig läßt.High frequency ultrasonic Doppler flowmeters are known (German magazine "msr", Berlin, year 31, (1988), pages 232-234 and British magazine "Medical and Biological Engineering", Volume 13, No. 1, January 1975, pages 59-64). The one with the mixer Fourier analysis obtained difference or Doppler signals however, have a low height and a large width, ie an unfavorable useful / interference signal ratio, so that the Measurement accuracy leaves something to be desired.
Aus US 4 545 244 und JP-55-113 974 A ist bereits eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit zwei im Abstand voneinander angeordneten Meßstellen bekannt. Die erste Meßstelle wird durch einen Keil gebildet, auf dem ein Sendeschallwandler und ein Empfangsschallwandler angeordnet sind, die an den ersten Mischer angeschlossen sind. Damit wird, wenn die Strahlung des Sendeschallwandlers auf ein Partikel auftrifft, die reflektierte Strahlung (Empfangsfrequenz) zurück zum Empfangsschallwandler geworfen. Den gleichen Aufbau weist die zweite Meßstelle auf. Bei der bekannten Vorrichtung wird der Doppler-Effekt also im Rückstrahlverfahren erhalten. Damit kann aber nur ein unbefriedigendes, breites Spektrum erhalten werden. Die Anordnung des Empfangsschallwandlers und des Sendeschallwandlers auf einen Keil führt im übrigen zu einem langen Fortpflanzungsweg der reflektierten Strahlung durch den Keil, wodurch das Spektrum weiter verschlechtert wird. Weiterhin wird bei der bekannten Vorrichtung der Ultraschall des Sendeschallwandlers zwar von den Partikeln auf der einen Rohrseite reflektiert, nicht aber von den Partikeln auf der gegenüberliegenden Rohrseite. Damit werden jeweils nur Partikel auf der den Meßstellen zugewandten Hälfte des Meßrohres erfaßt.From US 4,545,244 and JP-55-113,974 A is already one Device according to the preamble of claim 1 with two in Distance from each other known measuring points. The first measuring point is formed by a wedge on which a Transmitted sound transducer and a receiving sound transducer arranged are connected to the first mixer. In order to is when the radiation of the transmitter transducer on Particle hits the reflected radiation (Receive frequency) thrown back to the receive transducer. The second measuring point has the same structure. In the known device, the Doppler effect is so Get retroreflective process. But only one can unsatisfactory, wide range can be obtained. The Arrangement of the receiving sound transducer and Transmitted sound transducer on a wedge leads to the rest long path of propagation of the reflected radiation the wedge, which further worsens the spectrum. Furthermore, ultrasound is used in the known device of the transmit transducer from the particles on one Reflected on the pipe side, but not from the particles on the opposite pipe side. This will only Particles on the half of the Measuring tube detected.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hochfrequenz-Ultraschall- Doppler-Meßvorrichtung für kleine Partikel in einem strömenden Medium bereitzustellen, die eine genaue Partikelmessung erlaubt.The object of the invention is a high-frequency ultrasound Doppler measuring device for small particles in one flowing medium to provide an accurate Particle measurement allowed.
Dies wird erfindungsgemäß mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Vorrichtung erreicht. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wiedergegeben.This is according to the invention with that in claim 1 marked device reached. In the subclaims are advantageous embodiments of the invention reproduced.
Wie sich gezeigt hat, liegt die Ungenauigkeit der Partikelmessung nach dem Hochfrequenz-Ultraschall-Doppler- Prinzip vor allem darin gegründet, daß Interferenz-Effekte auftreten, die zu einer Impulsauslösung führen können. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden Impulsauslöschungen durch Interferenz-Effekte weitestgehend verhindert. Dazu sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die beiden Meßstellen durch jeweils einander zentriert gegenüberliegende Sende- und Empfangsschallwandler gebildet, wobei die Doppler-Signale des Mischers der ersten Meßstelle und des Mischers der zweiten Meßstelle einem dritten Mischer zugeführt werden.As has been shown, the inaccuracy of the Particle measurement after the high-frequency ultrasonic Doppler Principle mainly based on the fact that interference effects occur that can lead to a pulse triggering. With the device according to the invention are pulse cancellations largely prevented by interference effects. To do this in the device according to the invention, the two measuring points by centered opposite transmit and Receiving sound transducer formed, the Doppler signals of the Mixer of the first measuring point and the mixer of the second Measuring point can be fed to a third mixer.
Wenn die eine Meßstelle ein Teilchen aufgrund einer Impulsauslöschung durch Interferenz nicht erfaßt, ist die Wahrscheinlichkeit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gering, daß dies auch bei der anderen Meßstelle vorkommt. Denn in diesem Fall wird dem dritten Mischer das Doppler- Signal des Mischers der anderen Meßstelle zugeführt, welches der dritte Mischer in ein scharfes Doppler-Signal umwandelt. If the one measuring point is a particle due to a Pulse cancellation by interference is not detected Probability in the device according to the invention low that this also occurs at the other measuring point. Because in this case the third mixer is given the Doppler Signal of the mixer supplied to the other measuring point, which the third mixer converts to a sharp Doppler signal.
Wenn kein Partikel die beiden Meßstellen passiert, liefern die Mischer der beiden Meßstellen lediglich ein Rauschspektrum, das gleich ist. Durch Differenzbildung der beiden Rauschspektren mit dem weiteren Mischer wird der Hintergrund ausgeblendet. Wenn hingegen ein Partikel eine der beiden Meßstellen passiert, wird am weiteren Mischer durch Differenzbildung aus den Dopplersignalen der beiden Meßstellen ein Differenzsignal gewonnen, das sich vom Hintergrund klar abhebt. Damit wird eine wesentliche Verbesserung des Nutz-/Störsignal-Verhältnisses erzielt.If no particle passes the two measuring points, deliver the mixer of the two measuring points only one Noise spectrum that is the same. By forming the difference between the the two noise spectra with the further mixer is the Background hidden. However, if a particle is a of the two measuring points is passed, the other mixer by forming the difference from the Doppler signals of the two Measuring points obtained a difference signal, which differs from Background stands out clearly. It becomes an essential one Improvement of the useful / interference signal ratio achieved.
Wenn ein Partikel beide Meßstellen passiert, werden mit Hilfe der beiden Mischer zwei Differenzsignale erhalten. Aufgrund der Zeitspanne, die zwischen der Bildung dieser beiden Differenzsignale liegt, kann die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums bestimmt werden.If a particle passes through both measuring points, use the two mixers receive two difference signals. Because of the period of time between the formation of these two Difference signals, the flow rate of the Medium are determined.
Die gemessenen Partikel können mit einem Partikelzähler aufaddiert werden. Zusammen mit der Strömungsgeschwindigkeit, also der Menge pro Zeiteinheit, wird dann auf die Partikelzahl pro Volumen (ltr) oder Masse (kg) umgerechnet. Bei Überschreiten eines Grenzwertes kann dies einer Steuerung gemeldet werden, die dann die weiteren Maßnahmen auslöst. The measured particles can be measured using a particle counter be added up. Along with the flow rate, So the amount per unit of time is then on the Number of particles per volume (ltr) or mass (kg) converted. If a limit is exceeded, this can be done by a controller are reported, which then triggers the further measures.
Ferner kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Größe der Partikel genau bestimmt werden. Die Größe der Partikel kann dabei 0,1 µm oder weniger betragen. Es können sogar Makromolekü le, die zu einer Ultraschall-Reflexion führen, in einem Träger medium, z. B. einem Lösungsmittel bestimmt werden, sofern das Trägermedium und die Makromoleküle eine unterschiedliche akusti sche Impedanz besitzen.Furthermore, the size of the Particles can be determined exactly. The size of the particles can is 0.1 µm or less. It can even be macromolecule le, which lead to ultrasound reflection, in a carrier medium, e.g. B. a solvent, if that Carrier medium and the macromolecules have a different acousti own impedance.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann beispielsweise zur Bestim mung von Verunreinigungen eingesetzt werden. So ist es bekannt, daß Schmieröl nur unmittelbar nach der Herstellung eine optimale Reinheit, d. h. eine verschwindend kleine Zahl von Fremdpartikeln aufweist, beispielsweise 1 bis 2 Partikel mit einer Teilchen größe unter 5 µm auf 100 ml. Durch Umfüllen und Transport gelan gen jedoch zunehmend mehr Feststoffe in einen frischen Schmier stoff und damit beispielsweise in ein Wälzlager. Auch liefert eine Maschine durch Verschleiß selbst Fremdpartikel, die eben falls die Lebensdauer eines solchen Lagers herabsetzen. Diese Feststoffe werden bisher durch Feinstfiltrierung abgetrennt. Allerdings weiß man bei einer Filterung noch nicht, ob ein schädlicher Feststoffpartikelstrom aus dem Vorratsbehälter oder aus der Maschine kommt und außerdem kann man aufgrund der feh lenden Kenntnisse die Partikelanflutung über einen Feinstfilter nur durch Differenzdruckmessung überwachen. Allerdings erkennt man einen Filterdurchbruch anfangs nicht, was z. B. für eine Papierherstellmaschine verheerende Folgen hat, meist einen Wartungsstillstand.The device according to the invention can, for example, for determination contamination. So it is known that lubricating oil is optimal only immediately after manufacture Purity, d. H. a vanishingly small number of foreign particles has, for example 1 to 2 particles with one particle Size less than 5 µm to 100 ml. Made possible by decanting and transport However, more and more solids are added to a fresh lubricant fabric and thus, for example, in a rolling bearing. Also delivers a machine due to wear even foreign particles that just if the life of such a bearing is reduced. These So far, solids have been separated by fine filtration. However, one does not yet know whether a filtering harmful solid particle flow from the storage container or comes out of the machine and because of the wrong knowledge of particle flooding using a fine filter only monitor by differential pressure measurement. However recognizes you do not have a filter breakthrough initially, which z. B. for a Paper making machine has devastating consequences, usually one Maintenance shutdown.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist jedoch ein einzelnes Feststoffteilchen, wie ein kleiner Metallsplitter, in einer ansonsten reinen Flüssigkeit trägheitslos und zuverlässig be stimmbar. Durch eine Analyse der Amplitudenhöhe und der Frequenzzeitverhältnisse kann das Teilchen zuverlässig geortet und bestimmt werden.With the device according to the invention, however, is a single one Solid particles, like a small piece of metal, in one otherwise pure liquid be inert and reliable tunable. By analyzing the amplitude level and the Frequency-time relationships can reliably locate the particle and be determined.
Ein weiteres Anwendungsbeispiel stellt die Bedingung der Rein heit von Flüssigkeit dar. So wird beispielsweise bei der Halb leiterfertigung ein absolut partikelfreies Reinstwasser als Spülerflüssigkeit benötigt.Another application example is the condition of Rein of liquid. For example, with the half ladder manufacturing an absolutely particle-free ultrapure water as Dishwasher liquid needed.
Das Meßrohr der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist vorzugsweise einen Innendurchmesser vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 mm auf. Die Leitfrequenz wird dabei vom Sendeschallwandler mit einem Einstrahlwinkel in Strömungsrichtung vorzugsweise nach folgender Bedingung eingestrahlt:The measuring tube of the device according to the invention preferably has an inner diameter preferably between 0.5 and 10 mm. The master frequency is determined by the transmit sound converter with a Beam angle in the direction of flow preferably according to the following Irradiated condition:
worin n der Innendurchmesser des Meßrohres in mm ist.where n is the inside diameter of the measuring tube in mm.
Der Sendeschallwandler und der Empfangsschallwandler jeder Meß stelle ist vorzugsweise jeweils auf einer Flanke einer Nut an der Außenseite des Meßrohres angeordnet.The transmit transducer and the receive transducer of each measurement position is preferably in each case on a flank of a groove the outside of the measuring tube.
Das Meßrohr kann einen kreisförmigen oder prismatischen Innen querschnitt aufweisen. Ein prismatischer, also beispielsweise rechteckiger und vor allem ein sechseckiger Innenquerschnitt wird dabei vorgezogen. Wenn die Rohrwandung kreisförmig gebogen ist, ergeben sich nämlich zusätzlich Probleme mit der Schall feldgeometrie. D.h. es kommt zu unterschiedlichen Brechungen des einzelnen Schallstrahls, d. h. einer Zerstreuung der Schallkeule, die damit schlechter ausgewertet werden kann. Bei einem prisma tischen, also insbesondere einem rechteckigen oder sechseckigen Innenquerschnitt des Meßrohres sind diese Probleme beseitigt, da eine ebene Einstrahlfläche in das Meßrohr gebildet wird.The measuring tube can have a circular or prismatic interior have cross-section. A prismatic one, for example rectangular and above all a hexagonal inner cross-section is preferred. If the pipe wall is curved in a circle there are additional problems with sound field geometry. I.e. there are different refractions of the single sound beam, d. H. a scattering of the sound club, which can thus be evaluated worse. With a prism tables, in particular a rectangular or hexagonal These problems are eliminated because the inner cross section of the measuring tube a flat irradiation surface is formed in the measuring tube.
Das Meßrohr besteht vorzugsweise aus einem Material, das einen E-Modul von mehr als 2500 M Pa aufweist und an der Innenwand eine Oberflächenenergie von weniger als 200 mN/m besitzt. Es kann beispielsweise aus Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid, Poly methylmethacrylat, Polysulfon, Polyacetalharz, Polyethylenthe rephthalat, Polycarbonat, Areyl-methylmethacrylat, Epoxy-Harz, Polyetherimid, Polyetheretherketon, Polyamidimid oder Polyimid bestehen, ferner aus Polypropylen, Polyethylen oder einem Fluor kohlenstoff- oder Fluorkohlenwasserstoff-Polymeren wie PTFE, PVDF oder FEP, das mit einem Füllstoff aus einem Material mit einem E-Modul von mehr als 2500 M Pa versetzt ist, wobei die Teilchengröße K des Füllstoffs in µm folgender Bedingung ent spricht:The measuring tube is preferably made of a material that E-module of more than 2500 M Pa and on the inner wall has a surface energy of less than 200 mN / m. It can for example from polyoxymethylene, polyvinyl chloride, poly methyl methacrylate, polysulfone, polyacetal resin, polyethylene rephthalate, polycarbonate, areyl methyl methacrylate, epoxy resin, Polyetherimide, polyetheretherketone, polyamideimide or polyimide consist of polypropylene, polyethylene or a fluorine carbon or fluorocarbon polymers such as PTFE, PVDF or FEP using a filler made from one material a modulus of elasticity of more than 2500 M Pa is offset, the Particle size K of the filler in µm according to the following condition speaks:
worin f die Frequenz des Ultraschalls in MHz ist.where f is the frequency of the ultrasound in MHz.
Auch kann das Rohr aus einem Material bestehen, daß einen E- Modul von mehr als 2500 M Pa aufweist, jedoch eine Oberflächen energie von mehr als 200 mN/m, wobei es dann mit einer dünnen Innenschicht von höchstens 1 mm aus einem Material versehen wird, das eine Oberflächenenergie von weniger als 200 mN/m besitzt, also beispielsweise einem Fluorkohlenstoff- oder Fluor kohlenwasserstoff-Polymeren.The tube can also consist of a material that has an E- Module has more than 2500 M Pa, but a surface energy of more than 200 mN / m, then using a thin Provide inner layer of at most 1 mm from one material that has a surface energy of less than 200 mN / m has, for example a fluorocarbon or fluorine hydrocarbon polymers.
Nachstehend ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor richtung anhand der Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur einen Längsschnitt durch ein Meßrohr mit einem Block- Schaltbild der Ultraschall-Doppler-Meßvorrichtung zeigt.Below is an embodiment of the invention direction explained in more detail with reference to the drawing, the only one Figure a longitudinal section through a measuring tube with a block Circuit diagram of the ultrasonic Doppler measuring device shows.
Danach strömt durch ein Rohr 1 eine fast partikelfreie Flüssig keit in Richtung des Pfeiles 2.Then flows through a tube 1 an almost particle-free liquid speed in the direction of arrow 2 .
Das Rohr 1 ist mit zwei hintereinander angeordneten Meßstellen 3, 3′ versehen. Jede Meßstelle 3, 3′ weist einen plättchen förmigen piezoelektrischen Sendeschallwandler 4, 5 auf, der beispielsweise als ein 4×4 mm großes Quadrat ausgebildet ist oder eine Kreisform mit einem Durchmesser von z. B. 3 mm oder eine Halbkreisform besitzt. Der plättchenförmige Sendeschall wandler 4, 5 ist an die schräge Flanke 6, 7 einer Nut 8, 9 mit einer Schallkopplungsmittelschicht 10, 11, beispielsweise einem leitfähigen, silbergefüllten Acrylatkleber fest und schallgekop pelt gebunden.The tube 1 is provided with two measuring points 3 , 3 'arranged one behind the other. Each measuring point 3 , 3 'has a platelet-shaped piezoelectric transducer 4 , 5 , which is designed for example as a 4 × 4 mm square or a circular shape with a diameter of z. B. 3 mm or has a semicircular shape. The plate-shaped transmitter transducer 4 , 5 is fixed to the sloping flank 6 , 7 of a groove 8 , 9 with a sound coupling agent layer 10 , 11 , for example a conductive, silver-filled acrylate adhesive, and schallgekop pelt.
Ein HF-Oszillator 12 mit einer Sendefrequenz von z. B. 1 bis 20 MHz liefert die Ultraschall-Sendefrequenz, die von einem Ver stärker 13 verstärkt den beiden Sendeschallwandlern 4, 5 zuge führt wird. Von den Sendeschallwandlern 4, 5 wird der Ultra schall 14, 15 (Sendefrequenz) mit einem Einstrahlwinkel Alpha gegenüber der Rohrlängsachse 16 schräg in Strömungsrichtung 2 in die Flüssigkeit eingestrahlt. Bei einem Rohrinnendurchmesser d von 6 mm beträgt der Einstrahlwinkel Alpha vorzugsweise ca. 30°.An RF oscillator 12 with a transmission frequency of z. B. 1 to 20 MHz provides the ultrasound transmission frequency, which is amplified by a United 13 amplifies the two transmit transducers 4 , 5 leads. From the transmit sound transducers 4 , 5 , the ultrasound 14 , 15 (transmit frequency) is irradiated with an angle of incidence alpha relative to the longitudinal axis 16 of the tube obliquely in the direction of flow 2 into the liquid. With an inner tube diameter d of 6 mm, the angle of incidence alpha is preferably approximately 30 °.
Wenn im Meßbereich B1 oder B2 ein Partikel vorliegt, wird der Ultraschall 14 oder 15 in der Flüssigkeit reflektiert und die reflektierte Strahlung 17 oder 18 (Empfangsfrequenz), die auf grund des Doppler-Effekts durch das Partikel frequenzverschoben ist, wird vom Empfangsschallwandler 19, 20 der betreffenden Meß stelle 3, 3′ in ein elektrisches Signal gewandelt. Die Empfangs schallwandler 19, 20 sind in gleicher Weise ausgebildet, wie die Sendeschallwandler 4, 5, also als Piezo-Schwingerplättchen, und sie sind ebenfalls mit der schrägen Flanke 21, 22 einer Nut 23, 24 im Rohr 1 mittels einer Schallkopplungsmittelschicht 25, 26 akustisch fest verbunden. Die Nut 8, 9 mit dem Sendeschallwand ler 4, 5 der betreffenden Meßstelle 3, 3′ liegt dabei der Nut 23, 24 mit dem Empfangsschallwandler 19, 20 der betreffenden Meßstelle 3, 3′ zentriert gegenüber, und die Empfangsschallwand ler 19, 20 sind in gleicher Weise auf den Meßbereich B1 bzw. B2 ausgerichtet, wie die Sendeschallwandler 4, 5. Die Nuten 8, 9 und 23, 24 sind durch Einkerben des Rohres 1 an den betreffenden Stellen gebildet.If a particle is present in the measuring range B1 or B2, the ultrasound 14 or 15 is reflected in the liquid and the reflected radiation 17 or 18 (reception frequency), which is frequency-shifted due to the Doppler effect, is transmitted by the reception sound transducer 19 , 20 the relevant measuring point 3 , 3 'converted into an electrical signal. The receiving sound transducers 19 , 20 are designed in the same way as the transmitting sound transducers 4 , 5 , that is to say as piezo transducer plates, and they are also with the inclined flank 21 , 22 of a groove 23 , 24 in the tube 1 by means of a sound coupling agent layer 25 , 26 acoustically firmly connected. The groove 8 , 9 with the transmit baffle ler 4 , 5 of the relevant measuring point 3 , 3 'is the groove 23 , 24 with the receiving sound transducer 19 , 20 of the relevant measuring point 3 , 3 ' centered opposite, and the receiving baffle ler 19 , 20 aligned in the same way to the measuring range B1 or B2 as the transmit transducers 4 , 5 . The grooves 8 , 9 and 23 , 24 are formed by notching the tube 1 at the relevant points.
Das vom Empfangsschallwandler 18 der ersten Meßstelle 3 erzeugte elektrische Signal wird einem ersten Mischer 27 zugeführt, in dem die Differenzbildung von Sendefrequenz und Empfangsfrequenz erfolgt, die das erste Differenz- oder Doppler-Signal gibt. In gleicher Weise wird das vom Empfangsschallwandler 19 der zweiten Meßstelle 3′ erzeugt elektrische Signal einem zweiten Mischer 28 zugeführt, in dem die Differenzbildung von Sendefrequenz und Empfangsfrequenz erfolgt, die dann das zweite Dopplersignal ergibt.The electrical signal generated by the reception sound transducer 18 of the first measuring point 3 is fed to a first mixer 27 , in which the difference between the transmission frequency and the reception frequency is given, which gives the first difference or Doppler signal. In the same way, the electrical signal generated by the reception transducer 19 of the second measuring point 3 'is fed to a second mixer 28 , in which the difference between the transmission frequency and the reception frequency is produced, which then gives the second Doppler signal.
Das im ersten Mischer 27 erzeugte erste Doppler-Signal und das im zweiten Mischer 28 erzeugte zweite Doppler-Signal werden einem dritten Mischer 30 zugeführt, in dem die Differenzbildung von erstem Dopplersignal und zweitem Dopplersignal erfolgt, die dann das Meßsignal ergibt. Das vom dritten Mischer 30 erzeugte Meßsignal wird über einen nachgeschalteten Fourier-Analysator 31 auf einem Display 32 zur Anzeige gebracht, somit einem Partikel zähler zugeführt.The first Doppler signal generated in the first mixer 27 and the second Doppler signal generated in the second mixer 28 are fed to a third mixer 30 , in which the difference between the first Doppler signal and the second Doppler signal is produced, which then gives the measurement signal. The measurement signal generated by the third mixer 30 is displayed on a display 32 via a downstream Fourier analyzer 31 , and is thus fed to a particle counter.
Das Rohr 1 besteht aus einem Material, das einen E-Modul von mehr als 2500 M Pa besitzt, und ist mit einer Innenschicht 34 versehen, die im Bereich der Meßstellen 3, 3′ auf höchstens 0,3 mm abgeschwächt ist und z. B. aus einem Fluorkohlenstoffpolymeren besteht.The tube 1 is made of a material that has a modulus of elasticity of more than 2500 M Pa, and is provided with an inner layer 34 which is weakened to a maximum of 0.3 mm in the area of the measuring points 3 , 3 and z. B. consists of a fluorocarbon polymer.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf den verschiedensten Gebieten zur Messung kleiner Flüssigkeits- und Partikelströme eingesetzt werden.The device according to the invention can be used in a wide variety of ways Areas for measuring small liquid and particle flows be used.
Während reines Wasser nur ein sehr schwaches spezifisches Doppler-Frequenz-Linienspektrum abgibt, löst ein einziges Teilchen ein einziges kurzes, aber starkes Signal und damit einen Impuls aus. Damit können einerseits Partikel in großer Zahl bestimmt werden, die dann bei regelmäßiger Koinzidenz ein gleichförmiges Meß- und Impulssignal abgeben, und andererseits nur eine verschwin dend geringe Anzahl von Feststoffpartikeln, die sich gegenüber dem fließenden Medium hinsichtlich ihrer Schallimpedanz abheben.While pure water only has a very weak specific Doppler frequency line spectrum releases a single particle a single short but strong signal and thus an impulse out. On the one hand, particles can be determined in large numbers which, with regular coincidence, then become a uniform one Give measurement and pulse signal, and on the other hand only a disappearance dend small number of solid particles that face each other stand out from the flowing medium with regard to its acoustic impedance.
Im Gegensatz zur Bestimmung von Feststoffpartikeln in Flüssig keiten mit stark unterschiedlicher Impedanz steht die Bestimmung einer Abgabemenge von Klebstoff und Öl. Hier ist das strömende Medium nicht von Feststoffpartikeln durchsetzt, sondern von großen Molekülen, die unter der Voraussetzung einer gleichmäßi gen Verteilung ein gleichmäßiges Dopplerliniensignal allerdings mit geringer Amplitude liefern.In contrast to the determination of solid particles in liquid The determination is made with widely differing impedances a supply of adhesive and oil. Here is the pouring Medium is not permeated by solid particles, but by large molecules, provided that a uniform a uniform Doppler line signal deliver with low amplitude.
Das Meßrohr besteht aus einem Material, das einen E-Modul von mehr als 2500 M Pa aufweist und an der Innenwand eine Oberflä chenenergie von weniger als 200 mN/m besitzt. Dieses Material kann beispielsweise Polyoxymethylen, Polyvinylchlorid, Polyme thylmethacrylat, Areylmethylmethacrylat, Polysulfon, Polyacetal harz, Polyethylentherephthalat, Polycarbonat, Epoxy-Harz, Poly etherimid, Polyetheretherketon, Polyamidimid oder Polyimid, ferner Polypropylen, Polyethylen oder Fluorkohlenstoff- oder Fluorkohlenwasserstoff-Polymeren wie PTFE, PVDF oder FEP, wel ches mit einem Füllstoff aus einem Material mit einem E-Modul von mehr als 2500 M Pa und einer frequenzabhängigen Teilchengröße. Auch kann das Rohr aus einem Material beste hen, daß einen E-Modul von mehr als 2500 M Pa aufweist, jedoch eine Oberflächenenergie von mehr als 200 mN/m, sofern es mit einer Innenauskleidung versehen ist, die aus einem Material besteht, das eine Oberflächenenergie von weniger als 200 mN/m besitzt, beispielsweise ein Fluorkohlenstoff- oder Fluorkohlen wasserstoff-Polymeren mit einer geringen Schichtdicke von bei spielsweise höchstens 1 mm.The measuring tube is made of a material that has a modulus of elasticity has more than 2500 M Pa and a surface on the inner wall energy of less than 200 mN / m. This material can, for example, polyoxymethylene, polyvinyl chloride, polyme methyl methacrylate, areyl methyl methacrylate, polysulfone, polyacetal resin, polyethylene terephthalate, polycarbonate, epoxy resin, poly etherimide, polyetheretherketone, polyamideimide or polyimide, also polypropylene, polyethylene or fluorocarbon or Fluorocarbon polymers such as PTFE, PVDF or FEP, wel ches with a filler made of a material with a modulus of elasticity of more than 2500 M Pa and a frequency-dependent particle size. The tube can also be made of one material hen that has a modulus of elasticity of more than 2500 M Pa, however a surface energy of more than 200 mN / m, provided it is an inner lining is provided, which is made of a material there is a surface energy of less than 200 mN / m has, for example a fluorocarbon or fluorocarbon hydrogen polymers with a thin layer of for example at most 1 mm.
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