Hallo
Kann mir jemand mal erklären wie sich Ultraschall in einem Rohr verhält?
Also Sender auf der einen Seite, Empfänger auf der anderen
Mfg
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Hallo
Kann mir jemand mal erklären wie sich Ultraschall in einem Rohr verhält?
Also Sender auf der einen Seite, Empfänger auf der anderen
Mfg
Was erwartest Du?, Freifeldausbreitung und überlagerte Wandreflexionen.
Sehr viel stärkeres Feld mit Mehrfachausbreitung und Interferenzen.
Laufzeitdispersion für Impulse.
Es kommt auch sehr auf den Durchmesser des Rohrs an. Sicher kann man ein paar Abschätzungen machen wenn Durchmesser und Länge bekannt sind.
Manfred
Durchmesser 30mm und länge 200mm
Was ist damit eigentlich geplant, wenn man fragen darf? Durchflussmessung?
Was für ein Verhalten erwartest Du?
Ich würde es mal schnell mit einem Papprohr aufbauen (Küchenpapier?). Eine trockene gewickelte Papierfläche ist schon sehr schallhart und leicht herzustellen.
Bei der Messung sollte man das Feld für Dauersignal mit Verschiebung in Längsrichtung ausmessen. Dabei wird man bei einem langen Rohr wohl feststellen, daß das Feld über die Länge homogen ist. An der Kapsel wird es Refektionen geben. Ist ist das Rohr noch weit genug offen, dann wird keine sehr ausgeprägte stehende Welle auftreten.
Bei professionellen Anordnungen zur Durchflussmessung wird der Schall seitlich eingeleitet um den Durchfluss nicht zu stören.
Manfred
http://www.om.tu-harburg.de/Lehre/Vorlesungen/ALLGEMEINE%20MESSTECHNIK%20(II)%20UND%20SENSORIK/Online/2%20Akustische%20Messtechnik/10%20Akustische%20Durchfluss-Messung.pdf
http://www.ndd.ch/English/Technology...owmessung.html
Sollte es für eine Flussmessung sein ist das Strömungsprofil zu beachten, da die Messungen sonst drastisch verfälscht werden können.
Wolfgang
Höhrt sich alles nicht wirklich gut an.
@manf
Du hast "bei Dauersignal" erwähnt. Ich verwende aber Impulse, macht einen großen Unterschied??
Ja es soll für ne Durchflussmessung von Luft verwendet werden
Nimm dich einfach mal zwei Wandler und stelle sie auf den Tisch (20cm Abstand). Gib das verstärkte Empfängersignal auf den Sender. Beobachte die Schwingfrequenz und puste vorsichtig schräg in die Übertragungsstrecke. Du wirst leicht eine Frequenzverschiebung beobachten.Zitat:
Höhrt sich alles nicht wirklich gut an.
Die Laufzeit soll zunächst gemesen werden. Bei Impulsen mit mehreren Schwingungen Dauer geht das nicht so genau wie bei der Messung der Phase eines Dauersignals. (Der Unterschied in der erreichbaren Auflösung wird im Bereich von Faktor 20 liegen.) Die Mehrdeutigkeit bei der Phasenmessung muß dabei natürlich eliminiert werden.Zitat:
Du hast "bei Dauersignal" erwähnt. Ich verwende aber Impulse, macht einen großen Unterschied??
Hast Du schon einmal abgeschätzt wie groß die Ungenauigkeit bei der Messung werden kann und darf?
Manfred
Warum meinst du dass wenn ich Impulse verwende dass es dann ungenauer wird?? Ich messe ja die Laufzeit zwischen Sender und Empfänger! Den Aufbau den du erwähnt hast habe ich schon gemacht, es folgt eine Laufzeitverlängerung bzw. eine Laufzeitverkürzung
Mfg
Wiso soll den überheupt ein Laufzeitenunterschied zu Stande kommen?
Es kommt eine Laufzeitveränderung zu stande. Du brauchst nur 2 Sender und Empänger. Der ausgesendete Ultraschall "gegen" die Flussrichtung benötigt mehr Zeit, der Ultraschall "mit" der Flussrichtung weniger Zeit. Dieses Prinzip funktioniert in der Praxis, Ndd verwendet es zum Bsp.
Mfg
Mit Impulsen ist es schwierig und nur mit Auswertung der gesamten Hüllkurve von 12 Impulsen ist eine Auflösung von etwa einer Periodendauer zu erreichen. (Abgesehen von speziellen Tricks, die aber sehr aufwändig sind).
Bei Auswertung der Phasenlage hat man als erstes die Möglichkeit der Amplitudenregelung und kann dann gleich die Nulldurchgänge detektieren womit man leicht auf eine zeitliche Auflösung von 1/20 Periodendauer kommt.
Die Mehrdeutigkeit ist je nach Wahrscheinlichkeit des auftretens zu betrachten. Die Zahl der Wellenlängen soll deutlich kleiner bleiben als das Verhältnis von Schall-und Mediengeschwindigkeit.
Manfred
Man sieht, dass die Diskussion Anonym mit Noname schwierig ist.
Ich kann auch selbst Namen verteilen. (Moderator).
Sorry, hab vergessen mich einzuloggen.
Also du meinst das es sehr schwer ist, eine hohe Genauigkeit zu erzielen indem man die Laufzeitdifferenz von Impulsen misst?
Wieso dass denn??
Wie würdest du die Problemstellung lösen?
Mfg
Ich habe den Unterschied schon angesprochen, aber ich habe es sicher nicht vollständig erklärt. Lösen sollte man es so wie in *) beschrieben.
Wie mißt man die Impulslaufzeit: Man sendet einen Puls aus und versucht ihn beim Empänger zu erkennen. Die Erkennung ist auf der anseigenden Flanke des über mehrere Perioden anschwingenden Empfangswandlers. Wenn man den Endwert nicht kennt, dann nimmt man einen Schwellwert der bei der 2. oder 6. Periode liegt. Das wären grob 4 Perioden Meßunsicherheit. Es geht auch ein bisschen geschickter aber dann kommt man mehr oder weniger zur Phasenmessung.
Bei der Phasenmessung gleicht man den Empfänger auf die Amplitude ab und mißt die Phase an der steilsten Stelle (nicht der Hüllkurve sondern) des Trägersignals. Damit ist bei sauberer Ausführung auch ene Auflösung von 1/100 Periodendauer und mehr möglich. (Es kommt auch auf Störungen wie Luftwirbel, Pfeifen und Rauschen an.)
Manfred
*)http://www.om.tu-harburg.de/Lehre/Vorlesungen/ALLGEMEINE%20MESSTECHNIK%20(II)%20UND%20SENSORIK/Online/2%20Akustische%20Messtechnik/10%20Akustische%20Durchfluss-Messung.pdf
Ganz hab ich das mit der Phasenmessung noch nicht verstanden.
Den Link den du gepostet hast verstehe ich auch nicht ganz. Das sind ja beide US Sender+Empfänger oder?
Ich frage mich wie der auf die Flussgeschwindigkeit kommt und wozu man 2 von diesen US Sender/Empfängern braucht?
Mfg
In dem Link steht "Differenzmessung"
1->2.....: phi12 = omega L / (c + v); (da fehlt ein omega)
2->1.....: phi21 = omega L / (c - v)
Daraus kann man v bestimmen und c eliminieren. Das ist gut, denn c ist temperaturabhängig.
Akzeptiert man c in der Bestimmung von v, dann reicht es, in einer Richtung zu messen.
Manfred
Ich verstehe nicht wie man das mittels einem Sender/Empfänger feststellen kann??
Die Variationen der Durchflussmessung die ich bis jetzt gefunden habe funktionieren immer mit 2. Ich muss doch irgendeine Differenz bilden oder, selbst wenn c noch dabei ist!!!
Mfg
Die Bemerkung habe ich nicht verstanden.
Die Wandler werden im Wechsel als Sender und als Empfänger betrieben.
Es ist aber schon klar wie man die Gleichungen auflöst, um c zu eliminieren?
Manfred
Es ist klar wie man c eliminieren kann
Wie meinst du in eine Richtung messen?? Darauf kann ich doch nicht auf den Flow schließen??Zitat:
Zitat von Manf
Mfg
1->2.....: phi12 = omega L / (c + v);
2->1.....: phi21 = omega L / (c - v)
Wenn phi12 gemessen wird und
omega, die Anregungskreisfrequenz
L die Länge
c die Schallgeschwindigkeit
bekannt sind. Dann hat man v und braucht phi21 nicht mehr zu messen. Omega und L ändern sich ohnehin nicht. Wenn c als konstant angenommen wird, dann braucht man es nicht laufend zu messen.
Man sollte es trotzdem tun, um bei sich änderndem c keine Genauigkeit zu verlieren. Es geht wohl um den Unterschied zwischen der anfänglichen Bestimmung der Größen und der laufenden Messung während des Betriebs.
Manfred