Durchflussmessung erstmals per SAW-Verfahren

Für die Surface-Acoustic-Wave-Technologie (SAW) wird eine Wellenausbreitung etwa so wie bei seismischen Aktivitäten genutzt: Ausgehend von einem Initialzentrum der Anregung breitet sich eine Wellenfront an der Oberfläche eines festen Materials aus. Im Falle des Durchflussmessers »FLOWave« von Bürkert ist das die Rohroberfläche. So genannte Interdigitalwandler werden von einem elektrischen Impuls angeregt und erzeugen SAWs, die sich ähnlich wie Erdbebenwellen fortsetzen. Das ist auch der klare Unterschied zur Ultraschalltechnologie, bei der ein gerichtetes Signal in gerader Linie von einem Sender zum Empfänger läuft.

Der FLOWave arbeitet mit vier bis fünf Interdigitalwandlern, die aus einem Piezoelement und einer speziellen Elektrode bestehen. Jeder Interdigitalwandler arbeitet als Sender und Empfänger. Ist er als Sender aktiv, fungieren die beiden von ihm am weitesten entfernten Interdigitalwandler als Empfänger. Die SAW breitet sich an der Messrohroberfläche aus, koppelt aber auch in die Flüssigkeit aus. Der Auskopplungswinkel wiederum ist abhängig von der Flüssigkeit bzw. der sich in ihr ergebenden Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle. Auf der anderen Seite des Messrohres angekommen koppelt ein Teil der Welle wieder ein und läuft an der Rohroberfläche weiter zum nächsten Interdigitalwandler. Ein anderer Teil wird wieder ausgekoppelt und wandert wieder zur anderen Messrohrseite, wo derselbe Effekt erneut auftritt und der Transducer auf dieser Rohrseite die Welle empfängt. So führt die Anregung jedes Transducers zu einer Folge von Empfangssignalen an zwei anderen. Zwei Transducer senden in Durchflussrichtung, die beiden anderen entgegen der Durchflussrichtung. Die absolute Zeitdauer der Welle vom Sender zum Empfänger hängt von der Rohrnennweite und der Flüssigkeit ab. Die Differenz der Zeitdauer der Ausbreitung in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung ist proportional zum Durchfluss.

Die Auswertung aller Signale sowie Vergleiche anhand von Kriterien wie Frequenz, Amplitude und Laufzeiten erlauben die Bewertung der Messgüte und der Art der Flüssigkeit. Mitentscheidend ist auch der Vergleich der Signale und der Messergebnisse in Abhängigkeit davon, wie oft die Welle die Flüssigkeit im Rohrquerschnitt durchläuft.

@bu:Das Durchflussmessgerät »FLOWave Typ 8098 « von Bürkert nutzt erstmals akustische Oberflächenwellen in einem Edelstahlrohr - ohne sonstige Einbauten - zur Messung der Durchflussgeschwindigkeit und Flüssigkeitseigenschaften. Diese Wellen werden in der Rohroberfläche durch speziell entwickelte piezoelektrische Interdigitalwandler angeregt. Dabei haben die Messelemente keinen Kontakt zum Medium und sind damit vielfach einsetzbar. Mit dieser Durchflussmessung ohne feste oder bewegliche Einbauten im Messkanal und damit ohne dessen Verengung ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten ohne Wartungskosten.