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mit
L 1−2 = Länge des Messpfades zwischen Wandler 1 und 2
c = Ultraschallgeschwindigkeit in Wasser (c ~ 1.400 m/s)
v 1−2 = Fließgeschwindigkeit in der Ebene des Messpfads von Wandler 1 zu 2
v 2−1 = Fließgeschwindigkeit in der Ebene des Messpfads von Wandler 2 zu 1.
Unter der Annahme, dass die Schallgeschwindigkeit c erheblich größer als die
Fließgeschwindigkeit v ist ( c >> v ), lässt sich die Laufzeitdifferenz Δ t näherungs-
weise bestimmen nach
t = 2 L 1 2
· v 1 2
c 2
(5.57)
Berechnungsbeispiel: Berechnen Sie am Beispiel der Ultraschallanlage am Pegel Mülheim/
Ruhr (Abb. 5.84 ) die Laufzeitdifferenz Δ t :
Die akustische Pfadlänge L beträgt (vereinfacht) 90 m, als Fließgeschwindigkeit wurde
mit einem hydrometrischen Flügel 0,01 m/s gemessen. Als mittlere Ultraschallgeschwin-
digkeit in Wasser wird bei den dort herrschenden Temperatur- und Salzverhältnissen c =
1.450 m/s festgesetzt.
Nach Gl. (5.57) gilt
t = (2 × 90 × 0, 01) / 1450 2 = 0, 86 10
6 s; d. h. die Laufzeitmessung muss bei
dieser Messstelle im Mikrosekundenbereich erfolgen. Bei kürzeren Messpfaden kann die-
ser Wert im Nanosekundenbereich liegen.
Wenn die Gln. (5.55) und (5.56) bezüglich der Schallgeschwindigkeit c gleichge-
setzt werden, was jedoch nur zutrifft, wenn gleichzeitig von Wandler 1 und 2 ge-
sendet wird, berechnet sich die Fließgeschwindigkeitskomponente v 1−2 nach
= L 1 2
2
1
t 1 2
1
t 2 1
(5.58)
v 1 2
.
Bei bekanntem Winkel φ zwischen dem Messpfad und der Strömungsrichtung (s.
Abb. 5.77 ) gilt die geometrische Beziehung
(5.59)
v 1 2
= v · cos ( ϕ )
und Gl. (5.58) kann überführt werden in
v = L
2 cos ϕ
1
t 1 2
1
t 2 1
(5.60)
mit
cos φ = Winkel zwischen dem Messpfad und der Strömungsrichtung.
Die Bestimmungsgleichung (5.60) enthält danach neben den gemessenen Laufzei-
ten nur noch geometrische Größen, die leicht zu bestimmen sind. Dabei wird der
Winkel φ nur benötigt, um auf den rechten Winkel zur Fließrichtung - wie bei allen
Durchflussmessverfahren üblich - umzurechnen. Hier sollte auf einen wichtigen
 
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