DE4443483A1

DE4443483A1 - Fluid flow measurement method for open channel, chute or partially filled tube

Info

Publication number: DE4443483A1
Application number: DE19944443483
Authority: DE
Inventors: Mario Birkholz; Michael Schmitz
Original assignee: HYDRONIC GES fur MESTECHNIK M
Current assignee: HYDRONIC GES fur MESTECHNIK M
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1994-12-07
Publication date: 1996-06-13

Abstract

The method involves arranging a floating body (14) on the fluid channel (13) such that it is aligned in the flow direction. An ultrasonic signal is transmitted from one end of the float (14) to the base of the channel. The signal is received at the other end of the float (14). The average flow rate is calculated from the frequency shift or time difference between the transmitted signal and the received signal. The amount of fluid flow is then calculated from the average flow rate and the channel cross-section. Several ultrasonic signals at an angle to the longitudinal direction of the float (14) may be used to calculate the flow rate. At least one of these should be reflected from the side of the channel. The channel cross-section may be derived from the time between signal transmission and signal reception.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Strömungsmessung an Flüssigkeiten in Frei spiegelkanälen, d. h. in Freispiegelleitungen, offenen Gerinnen und teilgefüllten Rohren.The invention relates to a method and a Vorrich device for measuring the flow of liquids in free mirror channels, d. H. in free-mirror lines, open Channels and partially filled pipes.

Die derzeitig in Gebrauch befindlichen Durchflußmeßge räte arbeiten vielfach ungenau oder sie erfordern eine aufwendige Kalibrierung. Der Durchfluß Q ist das Pro dukt aus durchströmter Fläche A und mittlerer Strömungsgeschwindigkeit v. Die Ungenauigkeit der Durchflußmeßgeräte resultiert hauptsächlich daraus, daß die mittlere Strömungsgeschwindigkeit über den Strömungsquerschnitt nicht korrekt erfaßt werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Strömungsver teilung über die Querschnittsfläche sehr unterschied lich sein kann. Die Messung entlang eines einzelnen Strömungsschlauchs ist daher kein Maß für die mittlere Strömungsgeschwindigkeit über den gesamten Kanal quer schnitt. Oft sind Veränderungen des Strömungskanals notwendig, um Bedingungen herzustellen, die eine Be stimmung des Durchflusses anhand von Messungen aus gewählter Strömungsfäden gestatten.The flow meter currently in use councils often work imprecisely or require one complex calibration. Flow Q is the pro product of flowed area A and middle Flow velocity v. The inaccuracy of Flow meters mainly result from the fact that the mean flow velocity over the Flow cross section can not be detected correctly. It should be noted that the flow ver division over the cross-sectional area very different can be. The measurement along a single Flow hose is therefore not a measure of the middle one Flow speed across the entire channel cut. Often there are changes in the flow channel necessary to create conditions that a Be adjustment of the flow based on measurements allow selected flow threads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Strömungsmessung anzugeben, die mit relativ geringem technischen Aufwand eine hohe Genauigkeit gewährleisten.The invention has for its object a method and to specify a device for flow measurement, which is high with relatively little technical effort Ensure accuracy.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bezüglich des Ver fahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bezüglich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Patent anspruchs 7.This problem is solved with respect to Ver driving with the features of claim 1 and regarding the device with the features of the patent claim 7.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird auf den Flüs sigkeitsspiegel ein Schwimmkörper aufgesetzt, der sich in Strömungsrichtung ausrichtet. An dem einen Ende des Schwimmkörpers wird ein Ultraschall-Signal ausgesandt, das schräg gegen den Kanalboden gerichtet ist und von diesem reflektiert wird. Das Ultraschall-Signal wird am anderen Ende des Schwimmkörpers empfangen. Aus der Laufzeit oder der Frequenzverschiebung des Ultraschall- Signals zwischen Sender und Empfänger wird die mittlere Strömungsgeschwindigkeit berechnet. Die Meßstrecke zwischen Sender und Empfänger durchläuft die gesamte Höhe bzw. Tiefe des Kanals, so daß die Strömungsge schwindigkeiten in allen Höhen das Ultraschall-Signal beeinflussen. Wenn in unterschiedlichen Höhen über dem Kanalboden unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten existieren, wirkt sich dies auf den Zeitpunkt bzw. die Frequenz des empfangenen Ultraschall-Signals aus. Die unterschiedlichen Strömungsanteile gehen somit in das Meßergebnis ein, das insgesamt über die Kanalhöhe repräsentativ ist.In the method according to the invention is on the rivers liquid level put a floating body on itself aligns in the direction of flow. At one end of the An ultrasound signal is emitted which is directed obliquely against the channel floor and from this is reflected. The ultrasound signal is on other end of the float received. From the Runtime or frequency shift of the ultrasound The signal between transmitter and receiver becomes the middle one Flow rate calculated. The measuring section between sender and receiver runs through the entire Height or depth of the channel, so that the flow ge the ultrasound signal at all heights influence. If at different heights above Canal floor different flow velocities exist, this affects the time or the Frequency of the received ultrasound signal. The different flow components go into that Measurement result, the total over the channel height is representative.

Die mittlere Strömungsgeschwindigkeit kann anhand der Laufzeit des Ultraschall-Signals ermittelt werden. Wenn das Ultraschall-Signal stromabwärts gerichtet aus gesandt wird, kommt es am Empfänger umso schneller an, je höher die Strömungsgeschwindigkeit ist. Da die Strömungsgeschwindigkeit allerdings viel kleiner ist, als die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschall in der Flüssigkeit, ergeben sich sehr kleine geschwindig keitsabhängige Laufzeitdifferenzen. Daher wird für die Messung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit das Doppler-Prinzip bevorzugt, bei dem die durch die strömende Flüssigkeit hervorgerufene Frequenzänderung des Ultraschall-Signals ausgewertet wird.The mean flow rate can be determined using the Transit time of the ultrasound signal can be determined. If the ultrasound signal is directed downstream is sent, the faster it arrives at the recipient, the higher the flow rate. Since the Flow rate is much lower though than the speed of propagation of ultrasound in of the liquid, very small speedy results speed-dependent maturity differences. Therefore, for the Measurement of the mean flow velocity Doppler principle preferred, in which the by the flowing liquid caused frequency change of the ultrasound signal is evaluated.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Größe des gefluteten Kanalquerschnitts beispielsweise durch Pegelmessung ermittelt werden, wenn das Querschnitts profil des Kanals bekannt ist. Eine bevorzugte Aus führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht dagegen vor, daß der geflutete Kanalquerschnitt mit mehreren Ultraschall-Meßstrecken von Zeit zu Zeit neu vermessen und berechnet wird. Hierzu sind mehrere Sender/Empfänger-Paare vorgesehen, die jeweils einer Meßstrecke entsprechen. Die Länge dieser Meßstrecke gibt Auskunft darüber, wo das Ultraschall-Signal im Verlauf der Meßstrecke an der Kanalwand reflektiert wurde, und somit Aufschluß über die Querschnitts geometrie des Kanals. Da die Sender und Empfänger der Ultraschall-Signale an dem Schwimmkörper angebracht sind und der Schwimmkörper stets auf der Pegelhöhe schwimmt, wird bei der Ermittlung des gefluteten Kanal querschnitts die Pegelhöhe mit berücksichtigt.In the method according to the invention, the size of the flooded channel cross section, for example Level measurement can be determined when the cross section profile of the channel is known. A preferred out management form of the method according to the invention against that the flooded channel cross section with several ultrasonic measuring sections from time to time is measured and calculated. There are several of them Transmitter / receiver pairs are provided, each one Correspond to the measuring section. The length of this test section provides information about where the ultrasound signal in the Reflected course of the measuring section on the channel wall was, and thus information about the cross-section geometry of the canal. Since the transmitter and receiver of the Ultrasound signals attached to the float and the float are always at the same level floats when determining the flooded channel cross-section takes the level into account.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Schwimmkörper, der sich selbsttätig in Strömungsrichtung der Flüssigkeit ausrichtet und an dem mehrere Gruppen von Sendern-Empfängern in unterschiedlichen Längen abschnitten angeordnet sind. Jeweils ein Sender und ein Empfänger arbeiten zur Bildung einer Meßstrecke zusam men, wobei die Meßstrecken generell mit einer Kom ponente in Längsrichtung der Strömung verlaufen und Reflexionspunkte an den Kanalwänden oder Kanalboden haben. Damit die von den Sendern ausgesandten Signale nicht Störsignale an anderen Empfängern hervorrufen, arbeiten die Meßstrecken zeitselektiv, d. h. zu jedem Zeitpunkt ist nur der Sender und der Empfänger einer einzigen Meßstrecke aktiv.The device according to the invention consists of a Floating body that moves automatically in the direction of flow aligns the fluid and on which several groups of transmitter-receivers in different lengths sections are arranged. One transmitter and one each Receivers work together to form a measuring section men, the measuring sections generally with a comm component run in the longitudinal direction of the flow and Reflection points on the channel walls or floor to have. So that the signals emitted by the transmitters do not cause interference signals at other receivers, the measuring sections work time-selective, d. H. to each The time is only the sender and the receiver of one single measuring section active.

Die Sender und Empfänger sind vorzugsweise Transduk toren, also Sender/Empfänger, die sowohl imstande sind, Ultraschall-Wellen auszusenden als auch Ultraschall- Wellen zu empfangen. Hierbei werden vorzugsweise die Laufrichtungen der Meßstrecken umgekehrt, d. h. daß das Ultraschall-Signal einmal in Mitstromrichtung zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit und zum anderen in Gegenstromrichtung ausgesandt wird. Auf diese Weise erhält man ein Meßergebnis von doppelter Größe.The transmitters and receivers are preferably transducers gates, i.e. transmitters / receivers that are both capable of Send out ultrasonic waves as well as ultrasonic To receive waves. Here, preferably Reverse directions of the measurement sections, d. H. that this Ultrasonic signal once in the direction of the current Flow direction of the liquid and the other in Countercurrent direction is sent. In this way you get a measurement result of double size.

Ferner können mit einfachen Mitteln zahlreiche Meßerge bnisse erhalten werden, wenn jeweils ein Transduktor selektiv mit jedem von mehreren anderen Transduktoren zusammenarbeitet. Wenn am Bug des Schwimmkörpers N Transduktoren und am Heck M Transduktoren vorhanden sind, können in Längsrichtung N · M Meßstrecken gebil det werden. Die Transduktoren bilden somit eine Trans duktoren-Matrix, in der jeder Transduktor mit jedem anderen Transduktor kommunizieren kann. Der Rich tungswechsel der Ultraschallsignale erlaubt es, bei der Messung der Strömungsgeschwindigkeit v sowie der Ver messung der Gerinnegeometrie nach dem Laufzeitprinzip, die Schallgeschwindigkeit c aus den entsprechenden Be stimmungsgleichungen zu eliminieren. Dadurch werden auch die mit c verbundenen Fehlereinflüsse (Druck-, Temperatur- oder Dichteschwankungen) ausgeschaltet.Furthermore, numerous measuring margins can be achieved with simple means Results are obtained if there is one transducer each selectively with each of several other transducers works together. If at the bow of the float N Transducers and M transducers available at the stern are, in the longitudinal direction N · M measuring sections be det. The transducers thus form a trans ductor matrix in which each transducer with each other transducer can communicate. The rich change of direction of the ultrasonic signals allows the Measurement of the flow velocity v and the ver measurement of the channel geometry according to the runtime principle, the speed of sound c from the corresponding Be to eliminate mood equations. This will also the error influences associated with c (pressure, Temperature or density fluctuations) switched off.

Die Zahl der Sender bzw. Empfänger kann reduziert werden, indem mindestens ein Sender und/oder Empfänger an einem rotierend angetriebenen Drehkörper angebracht ist. Der Drehkörper rotiert um seine Längsachse, und dabei werden definierten Drehwinkelpositionen die ent sprechenden Meßsignale für die Strömungsgeschwindigkeit und die Gerinnegeometrie zugeordnet.The number of transmitters or receivers can be reduced be by at least one transmitter and / or receiver attached to a rotating driven rotating body is. The rotating body rotates about its longitudinal axis, and defined angular positions are the ent speaking measurement signals for the flow velocity and assigned the channel geometry.

Die Sender und Empfänger arbeiten im Ultraschall-Be reich. Solche Sender/Empfänger können mit einem piezo elektrischen Körper oder anderen, Ultraschall-emit tierenden und -empfangenden Systemen arbeiten.The transmitters and receivers work in ultrasound mode rich. Such transmitters / receivers can with a piezo electric body or other, ultrasonic emit working and receiving systems work.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. The following are with reference to the Drawings embodiments of the invention closer explained.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Freispiegelkanal mit darin angeordneter Strömungsmeßvorrichtung, Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a free surface channel flow measuring device disposed therein,

Fig. 2 zwei in Längsrichtung gegeneinander versetzte Querschnitte von Fig. 1, und Fig. 2, two mutually offset in the longitudinal direction of cross-sections of Fig. 1, and

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Aus führungsform der Strömungsmeßvorrichtung. Fig. 3 shows a cross section through a further imple mentation form of the flow measuring device.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist ein Kanal 10 vorgesehen, der hier als offenes Gerinne aus gebildet ist. Der Kanal 10 hat U-förmigen Querschnitt mit einem bogenförmigen Bodenbereich 11 und ebenfalls bogenförmigen Seitenbereichen 12.In the embodiment of FIGS. 1 and 2, a channel 10 is provided, which is formed here as an open channel. The channel 10 has a U-shaped cross section with an arcuate bottom region 11 and also arcuate side regions 12 .

Auf dem Flüssigkeitsspiegel 13 der in dem Kanal strömenden Flüssigkeit schwimmt ein langgestreckter Schwimmkörper 14, der z. B. an Seilen befestigt ist und sich selbsttätig auf die Strömungsrichtung einstellt, d. h. dessen Längsachse sich in Richtung der Flüssig keitsströmung ausrichtet. Der Schwimmkörper hat vor zugsweise stromlinienförmige Gestalt, so daß er den Verlauf der Strömung so wenig wie möglich stört.On the liquid level 13 of the liquid flowing in the channel floats an elongated float 14 , the z. B. is attached to ropes and automatically adjusts to the direction of flow, ie its longitudinal axis is aligned in the direction of the liquid flow. The float has a streamlined shape before, so that it disturbs the course of the flow as little as possible.

An dem Rumpf des Schwimmkörpers 14 sind unterhalb des Flüssigkeitspegels 13 Ultraschall-Transduktoren an geordnet. Vier Transduktoren A1 bis A4 sind an dem stromaufliegenden Ende des Schwimmkörpers auf der rechten Seite angeordnet und vier weitere Transduktoren B1 bis B4 sind an dem stromabgerichteten Ende des Schwimmkörpers auf der linken Seite angeordnet. Die Transduktoren A1 und B1 bilden eine Meßstrecke M1, die schräg nach unten und dann wieder schräg nach oben ge richtet ist. Die Meßstrecke M1 verläuft mit einer Kom ponente in Längsrichtung der Strömung. Das beispiels weise von dem Transduktor A1 abgestrahlte Ultraschall- Signal wird an dem Reflexionspunkt R1 am Kanalboden reflektiert und dann von dem Transduktor B1 am stromab liegenden Ende des Schwimmkörpers empfangen.On the fuselage of the float 14 , 13 ultrasonic transducers are arranged below the liquid level. Four transducers A1 to A4 are arranged on the upstream end of the float on the right side and four further transducers B1 to B4 are arranged on the downstream end of the float on the left side. The transducers A1 and B1 form a measuring section M1 which is directed diagonally downwards and then diagonally upwards again. The measuring section M1 runs with a component in the longitudinal direction of the flow. The ultrasound signal emitted by the transducer A1, for example, is reflected at the reflection point R1 on the channel bottom and then received by the transducer B1 at the downstream end of the float.

Die Transduktoren A2 am stromaufliegenden Ende und B2 am stromabliegenden Ende des Schwimmkörpers bilden eine Meßstrecke M2. Der Transduktor A2 erzeugt als Sender eine gerichtete Welle, die seitlich schräg nach unten sowie schräg in Strömungsrichtung gerichtet ist. Diese Welle wird am Reflexionspunkt R21 der einen Seitenwand reflektiert und gelangt zu einem Reflexionspunkt R22 der gegenüberliegenden Seitenwand. Von dort wird die Welle zu dem Empfänger-Transduktor B2 reflektiert.The transducers A2 at the upstream end and B2 form a at the downstream end of the float Measuring section M2. The transducer A2 generates as a transmitter a directed wave that slants sideways downwards and is directed obliquely in the direction of flow. These Wave becomes at the reflection point R21 of one side wall reflects and arrives at a reflection point R22 the opposite side wall. From there the Wave reflected to the receiver transducer B2.

In gleicher Weise bilden die Transduktoren A2 und B2 eine Meßstrecke M3, deren Reflexionspunkte an höheren Stellen der Seitenwand 12 liegen. Der Transduktor A4 bildet eine Meßstrecke M4 mit einem Transduktor, der auf derselben Seite des Schwimmkörpers, jedoch am rück wärtigen Ende, angeordnet ist. Der Reflexionspunkt R4 dieser Meßstrecke befindet sich auf halber Länge des Schwimmkörpers an der Seitenwand des Kanals.In the same way, the transducers A2 and B2 form a measuring section M3, the reflection points of which lie at higher points on the side wall 12 . The transducer A4 forms a measuring section M4 with a transducer, which is arranged on the same side of the float, but at the rear end. The reflection point R4 of this measuring section is located halfway along the float on the side wall of the channel.

Die einzelnen Meßstrecken dienen dazu, die geflutete Querschnittsfläche des Kanals zu ermitteln. Aus der gemessenen Länge jeder Meßstrecke kann (unter Berück sichtigung des Abstrahlwinkels bzw. des Empfangswinkels der Transduktoren) der Abstand der Kanalwand von dem Schwimmkörper in einer bestimmten Höhe berechnet werden. Auf diese Weise werden die Reflexionspunkte bestimmt und aus den Reflexionspunkten kann ein Poly gonzug bestimmt werden, der den Verlauf der Kanalwand approximiert.The individual measuring sections serve the flooded To determine the cross-sectional area of the channel. From the measured length of each measuring section can (under viewing the beam angle or the reception angle of the transducers) the distance of the channel wall from that Floats calculated at a certain height will. In this way, the reflection points determined and from the reflection points a poly gonzug be determined, the course of the channel wall approximated.

In Fig. 1 ist durch Pfeile das Strömungsprofil in einer vertikalen Ebene angedeutet, wobei die Länge der Pfeile die Strömungsgeschwindigkeit in der betreffenden Höhe angibt. Dadurch, daß die Meßstrecke M1 durch sämtliche Höhen hindurchgeht, werden in dieser Meßstrecke alle Strömungsgeschwindigkeiten erfaßt.In Fig. 1, the flow profile in a vertical plane is indicated by arrows, the length of the arrows indicating the flow rate at the relevant height. Because the measuring section M1 passes through all heights, all flow velocities are recorded in this measuring section.

Mit Hilfe der Meßstrecken kann sowohl das aktuelle Kanalprofil und der Strömungsquerschnitt des Kanals bestimmt werden als auch die mittlere Strömungsge schwindigkeit. Die Bestimmung des Strömungsquerschnitts des Kanals erfolgt durch Messungen der Laufzeit entlang mindestens einer Meßstrecke. Die Bestimmung der mitt leren Strömungsgeschwindigkeit kann ebenfalls durch Messung der Laufzeit entlang einer Meßstrecke erfolgen, vorzugsweise jedoch durch Messung der Frequenzdif ferenzen zwischen Sende- und Empfangssignal unter Aus nutzung des Doppler-Effekts.With the help of the measuring sections, both the current Channel profile and the flow cross section of the channel be determined as well as the mean flow dizziness. The determination of the flow cross section of the channel is done by measuring the transit time at least one measuring section. The determination of the mitt leren flow rate can also by Measurement of the transit time along a measuring section, but preferably by measuring the frequency difference differences between transmit and receive signal under off use of the Doppler effect.

Wenn mit der Vorrichtung die Kanalgeometrie bestimmt wird, wird die Kanalgeometrie bei jeder Messung ak tualisiert. Wenn sich beispielsweise auf dem Kanalboden Schmutz ansammelt und dadurch der Reflexionspunkt R1 höher liegt, verringert sich der Kanalquerschnitt und dies wird durch die Neuberechnung erkannt. Eine der artige Vorrichtung kann in jedem beliebigen Kanal ein gesetzt werden und erfordert keine separate Vermessung des Kanalquerschnitts. Folglich können auch keine Ein gabefehler beim Eingeben des Kanalquerschnitts in den Rechner erfolgen.If the device determines the channel geometry the channel geometry is ak with each measurement updated. If, for example, on the canal floor Dirt accumulates and thereby the reflection point R1 is higher, the channel cross-section decreases and this is recognized by the recalculation. One of the like device can be in any channel be set and does not require a separate measurement of the channel cross section. Consequently, no one input error when entering the channel cross section in the Calculator done.

Alle Transduktoren sind an eine (nicht dargestellte) Auswerteeinheit angeschlossen, die die Längen der Meß strecken ermittelt und mit einem Rechner verbunden ist. Der Rechner errechnet aus den Längen der Meßstrecken das Kanalprofil und aus der Frequenzverschiebung ent lang der Meßstrecke M1 die mittlere Strömungsge schwindigkeit v.All transducers are connected to a (not shown) Evaluation unit connected, the lengths of the measuring stretch is determined and connected to a computer. The computer calculates from the lengths of the measuring sections the channel profile and from the frequency shift ent along the measuring section M1 the mean flow rate speed v.

Der Schwimmkörper 14 ist als Katamaran ausgebildet. Dies bedeutet, daß zwei Rumpfteile vorgesehen sind, wobei sich acht Transduktoren am Bug und acht Transduk toren am Heck befinden. In Fig. 2 sind von den acht bugseitigen Transduktoren nur die Transduktoren A1 bis A4 sichtbar und von den acht heckseitigen Transduktoren nur die Transduktoren B1 bis B4. In der Mitte zwischen den beiden längs laufenden Rumpfteilen befindet sich ein Zwischenraum mit einer Meßstrecke MR, die zwischen zwei Transduktoren C1 und C2 gebildet ist, welche einander zugewandt sind. Die Meßstrecke MR erstreckt sich recht winklig zur Längsachse des Schwimmkörpers. Sie bildet eine Referenzmeßstrecke zur Bestimmung der Aus breitungsgeschwindigkeit von Ultraschall in der betref fenden Flüssigkeit.The floating body 14 is designed as a catamaran. This means that two fuselage parts are provided, with eight transducers at the bow and eight transducers at the stern. In FIG. 2, only the transducers A1 to A4 are visible from the eight transducers on the bow side and only the transducers B1 to B4 of the eight transducers on the rear side. In the middle between the two longitudinally running fuselage parts there is an intermediate space with a measuring section MR which is formed between two transducers C1 and C2 which face one another. The measuring section MR extends at a right angle to the longitudinal axis of the floating body. It forms a reference measuring section for determining the speed of propagation of ultrasound in the liquid in question.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 enthält der Schwimmkörper 14 einen Drehkörper 20, der um eine parallel zur Längsachse des Schwimmkörpers verlaufende Achse 21 drehend angetrieben ist. Der Drehkörper 20 ist in die Flüssigkeit eingetaucht und an seinem Umfang befinden sich Transduktoren 22, die bei bestimmten Drehwinkeln des Drehkörpers jeweils ein Ultraschall- Signal aussenden, das von einem anderen Transduktor des Drehkörpers empfangen wird. Auf diese Weise kann die mittlere Strömungsgeschwindigkeit und die Kanalgeo metrie unter Verwendung einer geringeren Anzahl von Transduktoren bestimmt werden.In the embodiment of FIG. 3, the floating body 14 contains a rotating body 20 which is driven to rotate about an axis 21 running parallel to the longitudinal axis of the floating body. The rotating body 20 is immersed in the liquid and on its circumference there are transducers 22 which, at specific angles of rotation of the rotating body, each emit an ultrasound signal which is received by another transducer of the rotating body. In this way, the mean flow rate and the channel geometry can be determined using a smaller number of transducers.

Claims

1. Procedure for measuring the flow of liquids in free-flowing channels, with the steps
Placing a float ( 14 ) on the liquid level ( 13 ) in such a way that the float is aligned in the direction of flow,
Emitting an ultrasonic signal from one end of the float against the channel floor ( 11 )
Receiving the ultrasound signal at the other end of the float,
Calculate the mean flow velocity (v) based on the frequency shift or the transit time difference of the ultrasound signal between transmitter and receiver,
Calculate the flow using the mean flow velocity and the flooded channel cross-section.

2. The method according to claim 1, characterized in that several angular to the longitudinal direction of the float ( 14 ) emitted ultrasound signals are evaluated for the calculation of the mean Strömge speed, of which at least one of a side region ( 12 ) of the channel ( 10 ) was reflected.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the determination of the ge flooded channel cross-section takes place on the basis of the transit time of ultrasonic signals, which are emitted by the floating body ( 14 ), reflected on the channel wall and received on the floating body become.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, because characterized in that at least some Ultra sound signals for the determination of the mean flow rate are used also for the determination of the flooded canal cross average be evaluated.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, there characterized in that for the calculation of the mean flow velocity (v) each two successive generated ultrasound signals can be used that the same route in go in reverse directions.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the ultrasonic Ge speed in the liquid with a transverse to the longitudinal axis of the floating body ( 14 ) directed reference measuring section (MR) is determined.

7. Device for measuring the flow of liquids in free-flowing channels, with a floating on the liquid speed, with its longitudinal axis aligned in the direction of flow floating body ( 14 ), the several longitudinal measuring sections (M1-M4), each with an ultrasound transmitter and an ultrasound -Receiver forms, an evaluation unit that determines the transit time or frequency shift of an ultrasonic signal between the transmitter and receiver, and a computing device for calculating the mean flow rate (v) and for calculating the flow rate from the mean flow rate and the submerged channel cross-section.

8. The device according to claim 7, characterized in that at least one measuring section (M1) has a reflection point (R1) on the channel bottom ( 11 ).

9. The device according to claim 7 or 8, characterized in that at least one measuring section (M2) reflection points (R21, R22) on opposite side walls ( 12 ) of the channel ( 10 ), the transmitter and receiver on different sides of the float ( 14th ) are arranged.

10. Device according to one of claims 7 to 9, there characterized in that the computing device from the running times along the measuring sections flooded channel cross section calculated.

11. Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the floating body ( 14 ) contains a transverse reference measuring section (MR).

12. The device according to one of claims 7 to 11, characterized in that the transmitter and Receiver transducers are controlled in this way are that signals consecutively measure the same Run through in the opposite direction.

13. The device according to one of claims 7 to 12, characterized in that at least one transmitter and / or receiver is arranged on a rotationally driven rotating body ( 20 ) of the floating body ( 14 ), or the floating body itself rotates about its longitudinal axis.