em-tec Märkte

Seit über 30 Jahren

entwickelt und produziert em-tec innovative und etablierte Produkte und kundenspezifische Lösungen für eine hygienische und verlässliche Durchflussmessung in der Medizin- und Bioprozesstechnik.

Übersicht

Technologie

Durch die Funktionsweise des Ultraschall-Laufzeitdifferenzverfahrens erfolgt unsere Flussmessung nicht-invasiv, also ohne direkten Kontakt mit dem Medium.

em-tecs nicht-invasive Messmethode basiert auf dem Ultraschall Laufzeitdifferenzverfahren. Diese Methode ermittelt die Laufzeitdifferenz von Ultraschallsignalen durch einer Messstrecke und wird dazu genutzt volumetrische Durchflussraten zu messen.

Ein typisches Laufzeitdifferenz-Messsystem beinhaltet zwei Piezokeramiken die sowohl als Ultraschall-Sender als auch als Ultraschall-Empfänger fungieren. Die Flussmessung wird ausgeführt indem ein Ultraschallsignal von einer Keramik zur anderen gesendet (d.h. mit und gegen die Flussrichtung) und die Laufzeitdifferenz, die das Signal benötigt um die Distanz zurückzulegen, gemessen wird.

Um eine höhere Genauigkeit zu gewährleisten bestehen unsere Clamp-On Transducer aus jeweils zwei Schallwandlerpaaren. Diese bestehen aus insgesamt vier Piezokeramiken, die in einer X-Konfiguration um den Schlauch mit dem zu messenden Fluss angeordnet sind.

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Beim Durchschallen der Messstrecke hängt die Laufzeitdifferenz von der Flussrichtung des Mediums ab:

  • Werden die Ultraschallsignale mit der Flussrichtung gesendet, benötigt das "downstream" Signal weniger Zeit
  • Werden die Ultraschallsignale entgegen der Flussrichtung gesendet, benötigt das "upstream" Signal mehr Zeit

Die Laufzeitdifferenz wird daher für jeden Impuls gemessen. Die Differenz zwischen den downstream- und upstream-Signalen ist proportional zur volumetrischen Durchflussrate.




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Das Bild links zeigt die gesendeten Impulse und die daraus resultierenden empfangenen Signale. Durch die Differenz zwischen den Signalen kann die Laufzeitdifferenz ermittelt werden.

Da die Laufzeitdifferenz sehr gering ist (Picosekunden) wird sie mithilfe eines mehrstufigen Korrelationsverfahren ermittelt.

Mit zunehmendem Fluss nimmt auch die Laufzeitdifferenz zwischen den empfangenen Signalen zu. Durch eine Justierung des Sensors ist es möglich, die Laufzeitdifferenz in einen volumetrischen Fluss umzuwandeln.