Ein Gas-Ultraschall-Durchflussmesser erfasst die Viskosität, Dichte und Temperatur des Gasflusses mithilfe mechanischer Schallwellen. Diese Geräte sind so ausgestattet, dass sie die Geschwindigkeitsschwankungen von Ultraschallwellen beim Durchgang durch ein Strömungsmedium messen und so die Berechnung von Materialeigenschaften anhand ihrer Wirkung auf akustische Schwingungen ermöglichen. Aufnehmer empfangen Schallimpulse und messen sie gegen die Differenzen zwischen Schallwellen, die sich mit und gegen Stoffströme ausbreiten. Dieses Solid State Equipment ist in den Größen von Handheld bis Clamp-On und Fixed erhältlich.
Drei Haupttypen umfassen typische Geräte für Gas-Ultraschall-Durchflussmesser: Transmission, Doppler-Verschiebung und offener Kanal. Übertragungsarten oder Laufzeitmesser messen die Laufzeit gegen den Durchfluss eines Rohres, entweder durch invasive Sensoren oder nicht-invasive Clamp-On-Einheiten. Diese funktionieren nach dem Prinzip, dass entlang einer Strömung laufende Schallwellen zu einem anderen Zeitpunkt ankommen als solche, die sich gegen eine Strömung bewegen. Unterschiede in den Reaktionszeiten spiegeln proportionale Änderungen mit der Durchflussrate wider. Sie ermöglichen eine Analyse ohne Unterbrechung eines Flussprozesses.
Geräte, die auf der Analyse eines Doppler-Verschiebungseffekts beruhen, können auch als Reflexionsmesser bezeichnet werden. Ein offener Durchflussmesser könnte die freigelegten Strömungen von Flüssen und Dükern sowie Abwasserkanälen messen. Im Gegensatz zu mechanischen Durchflussmessern sind diese Technologien weniger kostspielig und invasiv.
Industrielle Durchflussmesser waren bekannt für ihre weniger effektive Leistung bei der Messung von Gas im Vergleich zu Flüssigkeiten. Dies ist auf niedrigere akustische Impedanzen und höhere Dämpfungspegel oder Wellenmusterverluste der Gaseigenschaften zurückzuführen. Technische Innovationen haben die weit verbreitete Entwicklung von Gas-Ultraschall-Durchflussmesserprodukten ermöglicht, die selbst bei vernachlässigbaren Signal-Rausch-Verhältnissen funktionieren. Diese Geräte können nun die Ausbreitung von Ultraschallwellen durch Rohrleitungen genau messen. Strömungsmedien können Luft, Dampf, Erdgas und andere Gaselemente umfassen.
Der weit verbreitete Einsatz von Gas-Ultraschall-Durchflussmessern ermöglicht zahlreichen Branchen den Zugang zu wertvollen Daten, die bei Produktionsprozessen und Betriebskostenbewertungen hilfreich sein können. Die Vielseitigkeit der Technologie bietet Anwendungen in Industrien, die mit Abwasser, Petrochemie und Gülle zu tun haben. Messtechniken wie Doppler-Reflexionen von Strömungspartikeln oder -blasen blockieren keine Strömungen oder weisen störende Strukturen auf, die Insekten oder Partikel einfangen können; Dadurch eignen sie sich für Branchen, die Hygienestandards erfüllen müssen.
Diese Technologie ermöglicht sogar die Messung nicht leitender Flüssigkeiten in unterschiedlichsten Rohrdurchmessern und -dicken. Gas-Ultraschall-Durchflussmesser verbessern die Betriebseffizienz von Kläranlagen bis hin zu Offshore-Plattformen. Es ist in der Lage, Strömungen durch kleine Rohre und Kanäle bis hin zu großen Rauchabzügen in weiten Temperaturbereichen zu erfassen. Einige Geräte bieten Optionen für Ein- oder Zweipfad-Messwandler sowie feste oder abgesetzte Elektronik.
Das Gerät besteht im Wesentlichen aus einer Steuerschnittstelle, die mit einem rohrmontierbaren Wandlerpaar verbunden ist, und bietet viele Anwendungen. Die relevanten Prinzipien der Ultraschall-Durchflussmessung sind zahlreich und entwickeln sich in vielen Bereichen weiter. Sie können nicht nur bei der einfachen Strömungsüberwachung eingesetzt werden, sondern auch bei der Lecksuche, der Inspektion von fest installierten Zählern, dem Energie- und Energiemanagement und der Vermessung. Die Ausrüstung kann von leichten Taschendetektoren bis hin zu massiven, komplexen Wandlerarrays auf festen Strukturen reichen.