DE19813975A1 - Determining rheological characteristic value of liquid flowing in pipe - Google Patents

Determining rheological characteristic value of liquid flowing in pipe

Info

Publication number
DE19813975A1
DE19813975A1 DE1998113975 DE19813975A DE19813975A1 DE 19813975 A1 DE19813975 A1 DE 19813975A1 DE 1998113975 DE1998113975 DE 1998113975 DE 19813975 A DE19813975 A DE 19813975A DE 19813975 A1 DE19813975 A1 DE 19813975A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fluid
signal
determining
frequency spectrum
ultrasound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1998113975
Other languages
German (de)
Other versions
DE19813975C2 (en
Inventor
Ralf Steger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ertec Elektronik und Auto GmbH
INGBUERO STAEHLE
Original Assignee
Ertec Elektronik und Auto GmbH
INGBUERO STAEHLE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ertec Elektronik und Auto GmbH, INGBUERO STAEHLE filed Critical Ertec Elektronik und Auto GmbH
Priority to DE1998113975 priority Critical patent/DE19813975C2/en
Publication of DE19813975A1 publication Critical patent/DE19813975A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19813975C2 publication Critical patent/DE19813975C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2487—Directing probes, e.g. angle probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
    • G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
    • G01P5/242—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect involving continuous, e.g. modulated or unmodulated, waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02818—Density, viscosity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/056—Angular incidence, angular propagation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/102—Number of transducers one emitter, one receiver

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

The method includes the reflection of an ultrasonic signal (18) from the fluid (10), which is received by an ultrasonic receiver (6). For determining the rheological characteristic value, the frequency spectrum of the received ultrasonic signal (18) is evaluated. The max. speed (uo) of the fluid is measured, by determining a max. frequency shift (DELTA f max). The US signal (18) received is converted to an electric signal (U), demodulated and the demodulated signal (D) undergoes a Fourier analysis.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Bestimmen einer rheologischen Kenngröße eines strömenden Fluids, insbesondere eines in einem Rohr strömenden Fluids.The invention relates to a method and a device for determining a rheological parameter of a flowing fluid, in particular one in a tube of flowing fluid.

Für eine Vielzahl von verfahrenstechnischen Anwendungen ist es notwendig, die strömungstechnischen, d. h. rheologischen Eigenschaften fließfähiger Stoffe zu bestimmen. Die Kenntnis der rheologischen Eigenschaften von Stoffen ist erfor­ derlich in allen verfahrenstechnischen Prozessen, wo fließfähige Stoffe gefördert, gepumpt, gemischt oder gerührt werden, oder in Fällen, in denen es auf die rheo­ logischen Eigenschaften eines Endproduktes, beispielsweise eines Schmierstof­ fes, einer Tinte oder einer Druckfarbe ankommt.For a large number of process engineering applications, it is necessary that fluidic, d. H. rheological properties of flowable substances determine. Knowledge of the rheological properties of substances is required in all process engineering processes where flowable substances are conveyed, be pumped, mixed or stirred, or in cases where it affects the rheo logical properties of an end product, for example a lubricant fes, an ink or a printing ink arrives.

Zur Bestimmung der rheologischen Eigenschaften bedient man sich sogenannter rheometrischer Meßverfahren, wobei insbesondere berührungslos arbeitende Verfahren von Vorteil sind.So-called are used to determine the rheological properties rheometric measuring method, in particular those working without contact Procedures are beneficial.

Ein solches berührungslos arbeitendes rheometrisches Meßverfahren ist bei­ spielsweise aus der Zeitschrift Applied Rheology, Oktober 1997, S. 204-210, "Neues Verfahren der Rheometrie: Gradienten-Ultraschall-Puls-Doppler- Verfahren" bekannt. Dieses bekannte Verfahren dient zur Messung eines Ge­ schwindigkeits-Gradienten in einem strömenden Medium oder Fluid. Es beruht auf der sogenannten Ultraschall-Puls-Doppler-Methode, bei der ein von einem Ultra­ schallwandler gesendeter Ultraschallimpuls mit einer bestimmten Schallfrequenz in das strömende Fluid eingeschallt wird, dort von den dem Fluid beigemischten strömenden Teilchen reflektiert wird und aufgrund des Doppler-Effekts eine Fre­ quenzverschiebung erfährt. Diese Frequenzverschiebung ist direkt proportional zur Geschwindigkeit. Das reflektierte Ultraschallsignal wird von dem im Sende- und Empfangsmodus betreibbaren Ultraschallwandler empfangen, wobei aus der Zeitdifferenz zwischen dem Sendezeitpunkt und dem Empfangszeitpunkt der Re­ flexionsort und aus der Frequenz des in diesem Empfangszeitpunkt oder Emp­ fangszeitfenster empfangenen Ultraschallsignals die Geschwindigkeit der Flüssig­ keit am Reflexionsort ermittelt werden kann.Such a non-contact rheometric measuring method is in for example from the journal Applied Rheology, October 1997, pp. 204-210, "New method of rheometry: gradient ultrasound pulse Doppler Method "is known. This known method is used to measure a Ge velocity gradient in a flowing medium or fluid. It is based on the so-called ultrasonic pulse Doppler method, in which one of an ultra sound transducer transmitted ultrasound pulse with a certain sound frequency is sonicated into the flowing fluid, there by those admixed to the fluid flowing particles is reflected and due to the Doppler effect a Fre undergoes a cross shift. This frequency shift is directly proportional to speed. The reflected ultrasound signal is from the im  Transmit and receive mode operable ultrasonic transducer received, from which Time difference between the time of transmission and the time of reception of the Re place of inflection and from the frequency of the time of reception or emp received ultrasonic signal the speed of the liquid can be determined at the point of reflection.

Mit dem bekannten Verfahren können die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen zwei benachbarten Schichten eines beispielsweise in einem Rohr strömenden Fluids ermittelt und daraus als rheologische Kenngrößen beispielsweise die Scherrate und die Viskosität bestimmt werden. Hierzu ist es aber erforderlich, den Ultraschallstrahl exakt zu fokussieren, um eine möglichst hohe räumliche Auflö­ sung zu erhalten, d. h. um sicherzustellen, daß das in einem Zeitfenster empfan­ gene reflektierte Ultraschallsignal einem Radius, d. h. einer mit einer bestimmten Geschwindigkeit strömenden Fluidschicht im Rohr zugeordnet werden kann. Da es nicht möglich ist Ultraschallstrahlen beliebig exakt zu fokussieren, sind Fehler in den Meßergebnissen unvermeidlich. Des weiteren sind wenigstens zwei zeitlich aufeinanderfolgende Messungen an eng benachbarten Meßorten im Rohr (in eng benachbarten Zeitfenstern) erforderlich, um aus dem Abstand zwischen diesen Meßorten und der zugehörigen Geschwindigkeitsdifferenz die gewünschten rheo­ logischen Kenngrößen bestimmen zu können.With the known method, the speed difference between two adjacent layers, one flowing in a pipe, for example Fluids determined and from them as rheological parameters, for example Shear rate and viscosity are determined. However, this requires that Focus the ultrasound beam precisely in order to achieve the highest possible spatial resolution solution, d. H. to make sure that received in a time window gene reflected ultrasonic signal a radius, d. H. one with a certain Velocity flowing fluid layer in the tube can be assigned. There it is not possible to focus ultrasound beams exactly as desired, they are errors inevitable in the measurement results. Furthermore, at least two are in time successive measurements at closely adjacent measuring locations in the tube (in narrow neighboring time windows) required to measure the distance between them Measuring locations and the associated speed difference the desired rheo to be able to determine logical parameters.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bestimmen ei­ ner rheologischen Kenngröße eines Fluids anzugeben, das einerseits unaufwen­ dig ist und andererseits möglichst genau die Bestimmung der rheologischen Kenngröße ermöglicht. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens anzugeben.The invention is based on the object, a method for determining egg to specify a rheological parameter of a fluid which, on the one hand, is not expensive is dig and on the other hand the determination of the rheological Parameter enables. In addition, the invention has for its object a Specify means for performing the method.

Die genannte Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens gemäß der Erfindung ge­ löst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bei dem Verfahren zum Be­ stimmen einer rheologischen Kenngröße eines insbesondere in einem Rohr strö­ menden Fluids wird ein von einem Ultraschallsender gesendetes kontinuierliches Ultraschallsignal mit einer vorgegebenen Schallfrequenz unter einem vorgegebe­ nen Winkel zur Strömungsrichtung des Fluids in das strömende Fluid eingekoppelt und das vom Fluid reflektierte Ultraschallsignal von einem Ultraschallempfänger empfangen, wobei das Frequenzspektrum des empfangenen Ultraschallsignals zur Ermittlung der rheologischen Kenngröße herangezogen wird.The stated object is achieved with respect to the method according to the invention solves with the features of claim 1. In the method for loading agree a rheological parameter of a flow in particular in a pipe emitting fluid becomes a continuous one sent by an ultrasonic transmitter Ultrasonic signal with a given sound frequency below a given one  NEN coupled to the direction of flow of the fluid in the flowing fluid and the ultrasound signal reflected by the fluid from an ultrasound receiver received, the frequency spectrum of the received ultrasound signal is used to determine the rheological parameter.

Die Erfindung beruht dabei auf der Überlegung, daß das von dem im cw-Betrieb arbeitenden Ultraschallsender gesendete kontinuierliche, weitgehend monofre­ quente Ultraschallsignal eine Vielzahl von Flüssigkeitsschichten erfaßt, in denen die Flüssigkeit mit unterschiedlicher Geschwindigkeit strömt. Das Frequenzspek­ trum des von dem Ultraschallempfänger empfangenen Ultraschallsignals enthält somit eine Information über die Geschwindigkeit aller vom gesendeten kontinuier­ lichen Ultraschallsignal erfaßten Fluidschichten. Aus diesem Frequenzspektrum können dann charakteristische Daten der Fluidströmung unmittelbar abgeleitet werden, ohne daß es hierzu einer Aufnahme einer Vielzahl von Meßpunkten be­ darf, wie dies bei Verwendung der Ultraschall-Puls-Doppler-Methode erforderlich wäre.The invention is based on the consideration that that of the cw operation working ultrasound transmitter sent continuous, largely monofree quente ultrasonic signal detects a variety of liquid layers in which the liquid flows at different speeds. The frequency spec contains the ultrasound signal received by the ultrasound receiver thus information about the speed of all of the sent continuously Lich ultrasonic signal detected fluid layers. From this frequency spectrum can then directly derived characteristic data of the fluid flow be without this a recording of a variety of measuring points be may, as is required when using the ultrasound pulse Doppler method would.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird aus dem Frequenzspek­ trum als rheologische Kenngröße die maximale Geschwindigkeit des Fluids durch Bestimmen der maximalen Frequenzverschiebung des empfangenen Ultraschall­ signals ermittelt. Die Kenntnis der maximalen Geschwindigkeit reicht in vielen Fällen aus, um mit Hilfe anderweitig gemessener Kenngrößen weitere rheologi­ sche Daten des Fluids abzuleiten.In a preferred embodiment of the invention, the frequency spec as the rheological parameter, the maximum velocity of the fluid Determine the maximum frequency shift of the received ultrasound signals determined. Knowing the maximum speed is enough in many Cases in order to further rheologi with the help of parameters measured elsewhere derive fluid data.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird hierzu das empfangene Ultraschallsignal in ein elektrisches Signal umgewandelt, demoduliert und das demodulierte Signal einer Fourieranalyse unterzogen. Durch die Demodulation wird die vorgegebene Frequenz des kontinuierlich gesendeten Ultraschallsignals eliminiert, so daß das Frequenzspektrum des demodulierten Signals unmittelbar die Frequenzverschiebung und damit unmittelbar die Geschwindigkeitsverteilung wiedergibt. In an advantageous embodiment of the invention, the received Ultrasound signal converted into an electrical signal, demodulated and that demodulated signal subjected to a Fourier analysis. By demodulation becomes the predetermined frequency of the continuously transmitted ultrasound signal eliminated so that the frequency spectrum of the demodulated signal immediately the frequency shift and thus the speed distribution reproduces.  

Insbesondere wird das demodulierte Signal einer Analog-Digitalwandlung unter­ zogen und innerhalb eines Zeitabschnittes in Form digitaler Daten gespeichert. Dies ermöglicht die digitale Weiterverarbeitung der im demodulierten Signal ent­ haltenen Informationen.In particular, the demodulated signal undergoes an analog-to-digital conversion moved and stored in the form of digital data within a period of time. This enables digital further processing of the signals demodulated held information.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Frequenz­ spektrum des demodulierten Signals in einem Digitalrechner berechnet. Insbe­ sondere wird aus dem Frequenzspektrum des demodulierten Signals die maxima­ le Frequenzverschiebung ermittelt und daraus die maximale Geschwindigkeit be­ rechnet.In a further preferred embodiment of the invention, the frequency spectrum of the demodulated signal calculated in a digital computer. In particular special becomes the maxima from the frequency spectrum of the demodulated signal le frequency shift is determined and from this the maximum speed calculates.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindung wird entlang einer vorgegebenen Strecke des Rohrs zusätzlich ein Differenzdruck gemessen, aus dem unter Verwendung der maximalen Geschwindigkeit ein strömungstechnischer Kennwert des Fluids ermittelt wird. Vorzugsweise wird aus dem Differenzdruck und der maximalen Geschwindigkeit die dynamische Viskosität ermittelt.In a particularly advantageous embodiment of the invention, along a a predetermined pressure of the pipe additionally measured a differential pressure a fluidic using the maximum speed Characteristic value of the fluid is determined. Preferably, the differential pressure and the maximum speed determines the dynamic viscosity.

Hinsichtlich der Einrichtung wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 9. Die Einrichtung zum Bestimmen der maxima­ len Geschwindigkeit eines strömenden Fluids umfaßt einen Ultraschallsender zum Senden eines kontinuierlichen Ultraschallsignals mit einer vorgegebenen Schall­ frequenz und zum Einkoppeln des gesendeten Ultraschallsignals unter einem vor­ gegebenen Winkel zur Strömungsrichtung des Fluids in das strömende Fluid, ei­ nen Ultraschallempfänger zum Empfangen eines vom Fluid reflektierten Ultra­ schallsignals und eine Auswerteeinrichtung zum Ermitteln des Frequenzspek­ trums des empfangenen Ultraschallsignals und Ableiten der rheologischen Kenn­ größe aus diesem Frequenzspektrum.With regard to the device, the object is achieved according to the invention with the Features of claim 9. The device for determining the maxima len speed of a flowing fluid includes an ultrasonic transmitter for Send a continuous ultrasound signal with a given sound frequency and for coupling the transmitted ultrasound signal under one given angle to the direction of flow of the fluid into the flowing fluid, ei NEN ultrasound receiver for receiving an Ultra reflected by the fluid sound signal and an evaluation device for determining the frequency spec of the received ultrasound signal and deriving the rheological characteristics size from this frequency spectrum.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Auswerteeinrichtung zum Ermitteln der maximalen Geschwindigkeit des Fluids aus dem Frequenzspektrum des empfangenen Ultraschallsignals durch Bestimmen der maximalen Frequenz­ verschiebung vorgesehen. In a preferred embodiment of the invention, the evaluation device is for Determine the maximum speed of the fluid from the frequency spectrum of the received ultrasonic signal by determining the maximum frequency shift provided.  

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Demodulator zum Demodulieren des vom Ultraschallempfänger abgegebenen elektrischen Si­ gnals vorgesehen.In a further preferred embodiment of the invention is a demodulator for demodulating the electrical Si emitted by the ultrasound receiver provided.

Insbesondere ist dem Demodulator ein Analog-Digitalwandler sowie ein Speicher zum Speichern der vom Analog-Digitalwandler bereitgestellten Daten nachge­ schaltet.In particular, the demodulator is an analog-digital converter and a memory to save the data provided by the analog-digital converter switches.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Digitalrechner zum Ermitteln der maximalen Frequenz des Frequenzspektrums der im Speicher gespeicherten Daten vorgesehen.In a further advantageous embodiment of the invention is a digital computer to determine the maximum frequency of the frequency spectrum in the memory stored data provided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich gemäß der wei­ teren Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the invention result from the white other subclaims.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen. Es zeigen:To further explain the invention, reference is made to the exemplary embodiments of Drawing referenced. Show it:

Fig. 1 eine Einrichtung gemäß der Erfindung in einer Prinzipdarstellung, Fig. 1 shows a device according to the invention in a schematic representation,

Fig. 2 eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Einrichtung gemäß der Erfindung zur Messung der dynamischen Viskosität eines strömenden Fluids ebenfalls in einer Prinzipdarstellung, Fig. 2 shows an advantageous embodiment of a device according to the invention for measuring the dynamic viscosity of a flowing fluid also in a schematic representation,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuer- und Auswerteelektronik der erfin­ dungsgemäßen Einrichtung, Fig. 3 is a block diagram of a control and evaluation electronics of the device OF INVENTION to the invention,

Fig. 4 den zeitlichen Verlauf des vom Ultraschallempfänger empfangenen elektrischen Signals nach seiner Demodulation in einem Diagramm, Fig. 4 shows the time course of received by the ultrasonic receiver electrical signal, after its demodulation in a diagram

Fig. 6 das Fourierspektrum des demodulierten elektrischen Signals ebenfalls in einem Diagramm. Fig. 6 shows the Fourier spectrum of the demodulated electrical signal also in a diagram.

Gemäß Fig. 1 enthält ein Ultraschallwandler 2 einen Ultraschallsender 4 und ei­ nen Ultraschallempfänger 6. Der Ultraschallsender 4 und der Ultraschallempfän­ ger 6 enthalten vorzugsweise jeweils einen piezokeramischen Ultraschallwandler und sind in einem gemeinsamen Gehäuse akustisch voneinander entkoppelt an­ geordnet, um ein direktes Übersprechen vom Ultraschallsender 4 auf den Ultra­ schallempfänger 6 zu vermeiden. Der Ultraschallsender 4 wird im kontinuierlichen Sendebetrieb (cw-Betrieb) betrieben und sendet ein kontinuierliches monofre­ quentes Ultraschallsignal 8. Das gesendete Ultraschallsignal 8 hat eine vorgege­ bene Schallfrequenz f0, beispielsweise etwa 4 MHz, und wird in ein strömendes Fluid 10 unter einem vorgegebenen Winkel α gegen die Strömungsrichtung 12 eingekoppelt.According to Fig. 1 2 includes an ultrasound transducer an ultrasonic transmitter 4 and the ultrasonic receiver 6 ei NEN. The ultrasonic transmitter 4 and the Ultrasonic Receiver 6 preferably each contain a piezoceramic ultrasonic transducer and are acoustically decoupled from one another in a common housing in order to avoid direct crosstalk from the ultrasonic transmitter 4 to the ultrasonic receiver 6 . The ultrasound transmitter 4 is operated in continuous transmission mode (cw mode) and sends a continuous monofrequent ultrasound signal 8 . The transmitted ultrasound signal 8 has a predetermined sound frequency f 0 , for example approximately 4 MHz, and is coupled into a flowing fluid 10 at a predetermined angle α against the direction of flow 12 .

In der Figur ist ein mit der Geschwindigkeit u der strömenden Flüssigkeit 10 bei­ gemischtes und von ihr mitgenommenes Teilchen 14 veranschaulicht, an dem das Ultraschallsignal 8 um annähernd 180° reflektiert wird und vom Empfänger 6 empfangen wird. Das reflektierte Ultraschallsignal 18 hat in diesem Fall eine Schallfrequenz fr, die gegenüber der Schallfrequenz f0 des gesendeten Ultra­ schallsignals 8 um einen Differenzbetrag Δf = (f0u/c)cosα verschoben ist. Da je­ doch in einer realen strömenden Flüssigkeit die Teilchen 14 in verschiedenen Be­ reichen des Fluids 10 unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen, ist in der Praxis das reflektierte Ultraschallsignal 18 nicht mehr monofrequent sondern setzt sich aus unterschiedlichen Frequenzanteilen zusammen, die aufgrund der Refle­ xion in mit unterschiedlicher Geschwindigkeit strömenden Fluidschichten entste­ hen.The figure shows a particle 14 mixed and entrained by the flowing liquid 10 at which the ultrasonic signal 8 is reflected by approximately 180 ° and is received by the receiver 6 . The reflected ultrasound signal 18 in this case has a sound frequency fr which is shifted from the sound frequency f 0 of the transmitted ultrasound signal 8 by a difference Δf = (f 0 u / c) cosα. However, since in a real flowing liquid the particles 14 have different speeds in different ranges of the fluid 10 , in practice the reflected ultrasound signal 18 is no longer monofrequency but is composed of different frequency components which, due to the reflection, have a different speed flowing fluid layers arise.

Dies ist anhand von Fig. 2 näher erläutert, in der eine Einrichtung zur Messung der Viskosität des im Beispiel laminar in einem Rohr 20 mit bekanntem Rohr­ durchmesser d strömenden Fluids 10 veranschaulicht ist.This is explained in more detail with reference to FIG. 2, in which a device for measuring the viscosity of the fluid 10 flowing in the example laminar in a tube 20 with a known tube diameter d is illustrated.

An das Rohr 20 ist der Ultraschallwandler 2 unter dem Winkel α zur Rohrachse 22 angekoppelt ist. Um eine Einkopplung und Auskopplung der Ultraschallsignale 8 bzw. 18 zu erleichtern, ist der Ultraschallwandler 2 mit seiner Sendefläche in eine das Rohr 20 umhüllende Manschette 24 aus einem akustisch weichen Material eingebettet, das in seiner akustischen Impedanz an den Werkstoff des Rohres 20 angepaßt ist, um Reflexionsverluste an den Grenzflächen zu verringern. Vor­ zugsweise besteht auch das Rohr 20 aus einem akustisch weichen Material, ins­ besondere einem Kunststoff.The ultrasonic transducer 2 is coupled to the tube 20 at an angle α to the tube axis 22 . In order to facilitate the coupling and decoupling of the ultrasound signals 8 and 18 , the ultrasound transducer 2 is embedded with its transmitting surface in a sleeve 24 which envelops the tube 20 and is made of an acoustically soft material which is matched in its acoustic impedance to the material of the tube 20 to reduce reflection losses at the interfaces. Before preferably, the tube 20 is made of an acoustically soft material, especially a plastic.

Die Strömungsverhältnisse innerhalb des Rohrs 20 werden so eingestellt, daß das Fluid 10 das Rohr 20 laminar durchströmt. Innerhalb des Rohres 20 ergibt sich nun eine parabolische Geschwindigkeitsverteilung 26 mit einer maximalen Ge­ schwindigkeit u0 in der Mitte des Rohres.The flow conditions within the tube 20 are set so that the fluid 10 flows through the tube 20 in a laminar manner. Within the tube 20 there is now a parabolic velocity distribution 26 with a maximum speed u 0 in the middle of the tube.

In der Figur ist schraffiert ein vom gesendeten Ultraschallsignal 8 erfaßter Be­ reich 28 des strömenden Fluids 10 dargestellt. Da vom gesendeten Ultraschallsi­ gnal 8 der gesamte Querschnittsbereich des Rohres 20 beschallt wird, setzt sich das vom Ultraschallwandler 2 empfangene Ultraschallsignal 18 aus Signalanteilen zusammen, die in zu unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten gehörenden Fluidschichten 30, von denen eine in der Figur dargestellt ist, reflektiert werden. Das empfangene Ultraschallsignal 18 enthält somit neben einem Grundsignalan­ teil mit der Schallfrequenz f0 des gesendeten Ultraschallsignals 8 weitere Signalanteile die sich in ihren Frequenzen von der Schallfrequenz f0 unterschei­ den und deren Frequenzspektrum der Geschwindigkeitsverteilung 26 des strö­ menden Fluids 10 entspricht.A hatched area 28 of the flowing fluid 10, which is detected by the transmitted ultrasound signal 8, is shown in the figure. Since the entire cross-sectional area of the tube 20 is irradiated by the transmitted ultrasound signal 8, the ultrasound signal 18 received by the ultrasound transducer 2 is composed of signal components which are reflected in fluid layers 30 belonging to different flow velocities, one of which is shown in the figure. The received ultrasound signal 18 thus contains, in addition to a basic signal component with the sound frequency f 0 of the transmitted ultrasound signal 8, further signal components which differ in their frequencies from the sound frequency f 0 and whose frequency spectrum corresponds to the speed distribution 26 of the flowing fluid 10 .

Die maximale Frequenzverschiebung, d. h. im Ausführungsbeispiel die Differenz zwischen der Frequenz des Signalanteils des empfangenen Ultraschallsignals 18 mit der kleinsten Frequenz und der Schallfrequenz f0 gibt dann die maximale Ge­ schwindigkeit u0 im Fluid 10 wieder.The maximum frequency shift, ie in the exemplary embodiment the difference between the frequency of the signal component of the received ultrasound signal 18 with the lowest frequency and the sound frequency f 0 then represents the maximum speed u 0 in the fluid 10 .

Mit einem Differenzdruckaufnehmer 32 wird entlang einer vorgegebenen Strecke l des Rohres 20 der Differenzdruck Δp ermittelt, so daß sich daraus für ein newton­ sches Fluid 10 die dynamische Viskosität η unmittelbar aus der Beziehung η=Δpd2/(16 lu0) ergibt. With a differential pressure transducer 32 , the differential pressure Δp is determined along a predetermined distance l of the tube 20 , so that the dynamic viscosity η for a Newtonian fluid 10 results directly from the relationship η = Δpd 2 / (16 lu 0 ).

Die mit dieser Gleichung ermittelte dynamische Viskosität η stimmt für nicht-new­ tonsche Fluide nicht mit der tatsächlichen dynamischen Viskosität η überein. Für viele Anwendungen in der industriellen Praxis ist jedoch ein solcher scheinbarer Wert ausreichend. Der tatsächliche Wert der Viskosität η eines nicht-newtonschen Fluids kann durch Messung der maximalen Geschwindigkeit u0 bei verschiedenen Volumenströmen mit Hilfe der sogenannten Rabinowitsch-Moony-Korrektur be­ rechnet werden.The dynamic viscosity η determined with this equation does not match the actual dynamic viscosity η for non-Newtonian fluids. However, such an apparent value is sufficient for many applications in industrial practice. The actual value of the viscosity η of a non-Newtonian fluid can be calculated by measuring the maximum velocity u 0 at different volume flows using the so-called Rabinowitsch-Moony correction.

Gemäß Fig. 3 enthält eine Steuer- und Auswerteeinrichtung einen Oszillator 40, der mit einer Grundfrequenz f0 schwingt und über einen Verstärker 42 den Ultra­ schallsender 4 treibt. Der Ultraschallsender 4 sendet kontinuierliche Ultraschallsi­ gnale 8 mit der Schallfrequenz f0 in das Fluid 10. Die vom Fluid 10 reflektierten Ultraschallsignale 18 werden im Ultraschallempfänger 6 empfangen und dort in elektrische Signale U umgewandelt. Diese elektrischen Signale U werden in ei­ nem Bandpaß-Verstärker 44 verstärkt und anschließend in einem FM- Demodulator 46 demoduliert.Referring to FIG. 3, a control and evaluation device includes an oscillator 40 f having a fundamental frequency 0 swings and drives, via an amplifier 42 to the ultrasound transmitter 4. The ultrasound transmitter 4 sends continuous ultrasound signals 8 with the sound frequency f 0 into the fluid 10 . The ultrasound signals 18 reflected by the fluid 10 are received in the ultrasound receiver 6 and converted there into electrical signals U. These electrical signals U are amplified in a bandpass amplifier 44 and then demodulated in an FM demodulator 46 .

Das demodulierte Signal UD wird in einem Analog-Digitalwandler 48 in digitale Daten D umgewandelt. Diese Daten D werden in einem Speicher für einen vorge­ gebenen Zeitabschnitt gespeichert und in einem Digitalrechner 50 einer schnellen Fouriertransformation (FFT) unterzogen. Dies wird kontinuierlich für aufeinander­ folgende, sich zum Teil überlappende Zeitfenster durchgeführt, um statistische Schwankungen auszufiltern. Aus dem bei dieser kontinuierlichen Fouriertransfor­ mation errechneten Leistungsdichte - oder Frequenzspektrum wird die maximale Frequenzverschiebung ermittelt und daraus die maximale Geschwindigkeit u0 er­ rechnet und über eine Ausgabeeinheit 52 beispielsweise in Form digitaler Daten an einer seriellen Schnittstelle oder in Form einer analogen Spannung oder eines analogen Stroms ausgegeben.The demodulated signal UD is converted into digital data D in an analog-digital converter 48 . These data D are stored in a memory for a predetermined period of time and are subjected to a fast Fourier transformation (FFT) in a digital computer 50 . This is carried out continuously for successive, partially overlapping time windows in order to filter out statistical fluctuations. From the power density or frequency spectrum calculated in this continuous Fourier transformation, the maximum frequency shift is determined and from this the maximum speed u 0 is calculated and via an output unit 52, for example in the form of digital data on a serial interface or in the form of an analog voltage or an analog current spent.

Um eine unmittelbare Berechnung der dynamischen Viskosität in der Rechenein­ richtung 50 zu ermöglichen, werden außerdem die vom Differenzdruckaufneh­ mer 32 ermittelten elektrischen Meßwerte ebenfalls in einem Analog- Digitalwandler 54 in digitale Daten umgewandelt und an die Recheneinrichtung 50 weitergeleitet.In order to enable an immediate calculation of the dynamic viscosity in the computing device 50 , the electrical measured values determined by the differential pressure transducer 32 are also converted into digital data in an analog-digital converter 54 and forwarded to the computing device 50 .

Gemäß Fig. 4 setzt sich das demodulierte Signal UD aus Signalanteilen unter­ schiedlicher Frequenz zusammen. Das demodulierte Signal UD wird in digitale Daten D umgewandelt, wobei die jeweils zu einem vorgegebenen Zeitabschnitt Δt1, Δt2 des demodulierten Signals UD gehörenden Daten D gespeichert und in der Recheneinrichtung 50 einer schnellen Fouriertransformation unterzogen wer­ den. Die auf diese Weise aus aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten fortlaufend gewonnenen Fourierspektren werden überlagert, um eine Glättung des Kurvenver­ laufes herbeizuführen.According to Fig. 4, converts the demodulated signal UD from signal components under schiedlicher frequency together. The demodulated signal UD is converted into digital data D, the data D belonging to a predetermined time segment Δt 1 , Δt 2 of the demodulated signal UD being stored and subjected to a fast Fourier transformation in the computing device 50 . The Fourier spectra continuously obtained in this way from successive time segments are superimposed in order to smooth the curve profile.

Das auf diese Weise ermittelte und gegen die Frequenzverschiebung Δf aufgetra­ gene Leistungsdichte- oder Frequenzspektrum F hat die in Fig. 5 dargestellte prinzipielle Form mit einer steil auf Null abfallenden Flanke 60, die zur maximalen Frequenzverschiebung Δfmax gehört. Aus der zu dieser steilen Flanke 60 gehören­ den Frequenzverschiebung Δfmax läßt sich somit unmittelbar die maximale Ge­ schwindigkeit u0 errechnen.The power density or frequency spectrum F determined in this way and plotted against the frequency shift Δf has the basic form shown in FIG. 5 with a steeply falling edge 60 which belongs to the maximum frequency shift Δf max . From the steep flank 60 belonging to the frequency shift Δf max , the maximum speed u 0 can thus be calculated directly.

Aus der Form des Frequenzspektrums F lassen sich neben der maximalen Ge­ schwindigkeit u0 noch eine Reihe weiterer rheologischer Kenngrößen ableiten. Im vorliegenden Beispielfall ist zu erkennen, daß das Frequenzspektrum F für Δf=0 einen von Null verschiedenen Wert hat. Daraus kann gefolgert werden, daß es Fluidschichten mit Geschwindigkeit u=0 gibt, daß also an der Rohrwand das Fluid haftet.In addition to the maximum speed u 0 , a number of other rheological parameters can be derived from the shape of the frequency spectrum F. In the present example it can be seen that the frequency spectrum F has a non-zero value for Δf = 0. From this it can be concluded that there are fluid layers with velocity u = 0, that is, the fluid adheres to the pipe wall.

Steigt jedoch das Frequenzspektrum F erst ab einer minimalen Frequenzver­ schiebung an, wie dies gestrichelt in Fig. 5 dargestellt ist, so kann hieraus auf ein Wandgleiten geschlossen werden, was ebenfalls in der industriellen Praxis ein wichtiger Kennwert ist. Ebenso kann aus der Form des Frequenzspektrums F er­ kannt werden, ob eine Pfropfenströmung vorliegt. However, if the frequency spectrum F only increases from a minimum frequency shift, as shown in dashed lines in FIG. 5, wall sliding can be concluded from this, which is also an important characteristic in industrial practice. It can also be known from the shape of the frequency spectrum F whether there is a plug flow.

BezugszeichenlisteReference list

22nd

Ultraschallwandler
Ultrasonic transducer

44th

Ultraschallsender
Ultrasound transmitter

66

Ultraschallempfänger
Ultrasound receiver

88th

gesendetes Ultraschallsignal
transmitted ultrasound signal

1010th

Fluid
Fluid

1212th

Strömungsrichtung
Flow direction

1414

Teilchen
Particles

1818th

reflektiertes Ultraschallsignal
reflected ultrasound signal

2020th

Rohr
pipe

2222

Rohrachse
Pipe axis

2424th

Manschette
cuff

2626

Geschwindigkeitsverteilung
Speed distribution

2828

Bereich
Area

3030th

Fluidschicht
Fluid layer

3232

Differenzdruckaufnehmer
Differential pressure transducer

4040

Oszillator
oscillator

4242

Verstärker
amplifier

4444

Bandpaßverstärker
Bandpass amplifier

4646

FM-Demodulator
FM demodulator

4848

Analog-Digitalwandler
Analog-digital converter

5050

Recheneinrichtung
Computing device

5252

Ausgabeeinheit
Output unit

5454

Analog-Digitalwandler
α Winkel
f0 Analog-digital converter
α angle
f 0

Schallfrequenz
u GeschwindigkeitΔf Differenzfrequenz
U elektrisches Signal
UD demoduliertes Signal
F Frequenzspektrum
Sound frequency
u Velocity Δf difference frequency
U electrical signal
UD demodulated signal
F frequency spectrum

Claims (17)

1. Verfahren zum Bestimmen einer rheologischen Kenngröße eines insbesonde­ re in einem Rohr (20) strömenden Fluids (10), bei dem ein von einem Ultra­ schallsender (4) gesendetes kontinuierliches Ultraschallsignal (8) mit einer vorgegebenen Schallfrequenz (f0) unter einem vorgegebenen Winkel (α) zur Strömungsrichtung (12) des Fluids (10) in das strömende Fluid (10) eingekop­ pelt und ein vom Fluid (10) reflektiertes Ultraschallsignal (18) von einem Ultra­ schallempfänger (6) empfangen wird, wobei zum Bestimmen der rheologi­ schen Kenngröße das Frequenzspektrum des empfangenen Ultraschallsignals (18) ausgewertet wird.1. A method for determining a rheological parameter of a fluid ( 10 ) flowing in particular in a tube ( 20 ), in which a continuous ultrasound signal ( 8 ) sent by an ultrasound transmitter ( 4 ) with a predetermined sound frequency (f 0 ) below a predetermined one angle (α) to the flow direction (12) of pelt of the fluid (10) in the flowing fluid (10) eingekop and a light reflected by the fluid (10) ultrasonic signal (18) from an ultra sound receiver (6) is received, wherein the rheologi for determining cal characteristic, the frequency spectrum of the received ultrasound signal ( 18 ) is evaluated. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem aus dem Frequenzspektrum des emp­ fangenen Ultraschallsignals (18) die maximale Geschwindigkeit (u0) des Fluids (10) durch Bestimmen einer maximalen Frequenzverschiebung (Δfmax) ermittelt wird.2. The method according to claim 1, in which the maximum speed (u 0 ) of the fluid ( 10 ) is determined from the frequency spectrum of the received ultrasonic signal ( 18 ) by determining a maximum frequency shift (Δf max ). 3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das empfangene Ultraschallsignal (18) in ein elektrisches Signal (U) umgewandelt, demoduliert und das demodulierte Signal (UD) einer Fourieranalyse unterzogen wird.3. The method according to claim 2, wherein the received ultrasound signal ( 18 ) is converted into an electrical signal (U), demodulated and the demodulated signal (UD) is subjected to a Fourier analysis. 4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das demodulierte Signal (UD) einer Analog-Digitalwandlung unterzogen und innerhalb eines Zeitabschnittes (Δt) in Form digitaler Daten (D) gespeichert wird.4. The method according to claim 3, wherein the demodulated signal (UD) one Subjected to analog-digital conversion and within a time period (Δt) in Form of digital data (D) is stored. 5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Frequenzspektrum (F) des demodu­ lierten Signals (UD) in einem Digitalrechner (50) berechnet wird. 5. The method according to claim 4, wherein the frequency spectrum (F) of the demodulated signal (UD) is calculated in a digital computer ( 50 ). 6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem aus dem Frequenzspektrum (F) des de­ modulierten Signals (UD) die maximale Frequenzverschiebung (Δfmax) ermittelt und daraus die maximale Geschwindigkeit (u0) berechnet wird.6. The method according to claim 5, in which the maximum frequency shift (Δf max ) is determined from the frequency spectrum (F) of the de-modulated signal (UD) and the maximum speed (u 0 ) is calculated therefrom. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Differenz­ druck (Δp) entlang einer vorgegebenen Strecke des Rohrs (20) gemessen wird, und aus diesem unter Verwendung der maximalen Geschwindigkeit (u0) ein rheologischer Kennwert des Fluids (10) ermittelt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, in which a differential pressure (Δp) along a predetermined distance of the tube ( 20 ) is measured, and from this using the maximum speed (u 0 ) a rheological characteristic of the fluid ( 10 ) is determined becomes. 8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die dynamische Viskosität ermittelt wird.8. The method according to claim 7, wherein the dynamic viscosity is determined. 9. Einrichtung zum Bestimmen einer rheologischen Kenngröße eines insbeson­ dere in einem Rohr (20) strömenden Fluids (10), mit einem Ultraschallsen­ der (4) zum Senden eines kontinuierlichen Ultraschallsignals (8) mit einer vor­ gegebenen Schallfrequenz (f0) und zum Einkoppeln des gesendeten Ultra­ schallsignals (8) unter einem vorgegebenen Winkel (α) zur Strömungsrich­ tung (12) des Fluids (10) in das strömende Fluid (10), und mit einem Ultra­ schallempfänger (8) zum Empfangen eines vom Fluid (10) reflektierten Ultra­ schallsignals (18), sowie mit einer Auswerteeinrichtung zum Ermitteln des Frequenzspektrums des empfangenen Ultraschallsignals (18) und zum Ablei­ ten der rheologischen Kenngröße aus diesem Frequenzspektrum.9. A device for determining a rheological parameter of a fluid ( 10 ) flowing in particular in a tube ( 20 ), with an ultrasonic sensor ( 4 ) for sending a continuous ultrasonic signal ( 8 ) with a given sound frequency (f 0 ) and for coupling the transmitted ultrasound signal ( 8 ) at a predetermined angle (α) to the direction of flow ( 12 ) of the fluid ( 10 ) in the flowing fluid ( 10 ), and with an ultrasound receiver ( 8 ) for receiving a reflected from the fluid ( 10 ) Ultra sound signal ( 18 ), and with an evaluation device for determining the frequency spectrum of the received ultrasound signal ( 18 ) and for deriving the rheological parameter from this frequency spectrum. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, bei der die Auswerteeinrichtung zum Ermitteln der maximalen Geschwindigkeit (40) des Fluids aus dem Frequenzspektrum des empfangenen Ultraschallsignals (8) durch Bestimmen der maximalen Fre­ quenzverschiebung (Δfmax) vorgesehen ist.10. The device according to claim 9, wherein the evaluation device for determining the maximum speed ( 40 ) of the fluid from the frequency spectrum of the received ultrasonic signal ( 8 ) is provided by determining the maximum frequency shift (Δf max ). 11. Einrichtung nach Anspruch 10, mit einem Demodulator (46) zum Demodulie­ ren des vom Ultraschallempfänger (6) abgegebenen elektrischen Signals (U). 11. The device according to claim 10, with a demodulator ( 46 ) for Demodulie ren of the ultrasonic receiver ( 6 ) emitted electrical signal (U). 12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, mit einem dem Demodulator (46) nachgeschalteten Analog-Digitalwandler (48) sowie einem Speicher (49) zum Speichern der vom Analog-Digitalwandler (48) bereitgestellten Daten (D).12. Device according to claim 10 or 11, with a demodulator ( 46 ) downstream analog-digital converter ( 48 ) and a memory ( 49 ) for storing the data provided by the analog-digital converter ( 48 ) (D). 13. Einrichtung nach Anspruch 12, mit einem Digitalrechner (50) zum Ermitteln der maximalen Frequenzverschiebung (Δfmax) aus dem Frequenzspektrum (F) der im Speicher (49) gespeicherten Daten (D).13. Device according to claim 12, with a digital computer ( 50 ) for determining the maximum frequency shift (Δf max ) from the frequency spectrum (F) of the data (D) stored in the memory ( 49 ). 14. Einrichtung nach Anspruch 13, bei der der Digitalrechner (50) zur Berechnung der maximalen Geschwindigkeit (40) aus der maximalen Frequenzverschie­ bung (Δfmax) vorgesehen ist.14. The device according to claim 13, wherein the digital computer ( 50 ) for calculating the maximum speed ( 40 ) from the maximum frequency shift (Δf max ) is provided. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, mit einem Differenzdruckauf­ nehmer (32) zum Messen eines Differenzdrucks (Δp) entlang einer vorgege­ benen Strecke des Rohrs (20).15. Device according to one of claims 9 to 14, with a differential pressure receiver ( 32 ) for measuring a differential pressure (Δp) along a predetermined distance of the tube ( 20 ). 16. Einrichtung nach Anspruch 15, bei der der Differenzdruckaufnehmer (32) zur Berechnung der dynamischen Viskosität des Fluids (10) aus dem Differenz­ druck und der maximalen Geschwindigkeit (u0) an den Digitalrechner (50) an­ geschlossen ist.16. The device according to claim 15, wherein the differential pressure sensor ( 32 ) for calculating the dynamic viscosity of the fluid ( 10 ) from the differential pressure and the maximum speed (u 0 ) to the digital computer ( 50 ) is closed. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, mit einer an den Digital­ rechner (50) angeschlossenen Ausgabeeinheit (52) zum Ausgeben der maxi­ malen Geschwindigkeit (u0) und/oder der dynamischen Viskosität.17. Device according to one of claims 14 to 16, with an output unit ( 52 ) connected to the digital computer ( 50 ) for outputting the maximum speed (u 0 ) and / or the dynamic viscosity.
DE1998113975 1998-03-20 1998-03-20 Method and device for determining a rheological parameter of a fluid Expired - Fee Related DE19813975C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998113975 DE19813975C2 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Method and device for determining a rheological parameter of a fluid

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998113975 DE19813975C2 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Method and device for determining a rheological parameter of a fluid

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19813975A1 true DE19813975A1 (en) 1999-09-30
DE19813975C2 DE19813975C2 (en) 2000-06-15

Family

ID=7862823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998113975 Expired - Fee Related DE19813975C2 (en) 1998-03-20 1998-03-20 Method and device for determining a rheological parameter of a fluid

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19813975C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10227918A1 (en) * 2002-06-21 2004-01-15 Bühler AG Method for determining rheological parameters of a fluid
EP1697720A2 (en) * 2003-12-22 2006-09-06 Biode, Inc. Measurement, compensation and control of equivalent shear rate in acoustic wave sensors

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10232101C1 (en) * 2002-06-13 2003-09-25 Krohne Ag Basel Ultrasound measuring method for flow velocity uses measured ultrasound pulse propagation times between 2 spaced ultrasound transducers
DE10229220A1 (en) * 2002-06-28 2004-02-26 Bühler AG Ultrasonic Doppler method for determining rheological parameters of a fluid
DE102007027362B3 (en) * 2007-06-11 2008-12-04 Schott Ag Method for measuring flow rate in glass melt or metallic melt for manufacturing glass or floating glass, involves generating ultrasonic measuring signals with pre-determined frequency through ultrasonic flow measuring instrument
CN106996988B (en) * 2017-03-20 2019-11-08 天津大学 Oil gas water three phase plug-like disperses flow velocity measuring method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2732622A1 (en) * 1977-01-13 1978-07-20 Contraves Ag METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE FLOW STATE OF A FLOWABLE SUBSTANCE
WO1989004482A1 (en) * 1987-11-02 1989-05-18 Stephan Dymling Acoustic method for measuring properties of a mobile medium
US5365778A (en) * 1994-01-28 1994-11-22 The University Of Chicago Method for measuring liquid viscosity and ultrasonic viscometer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2732622A1 (en) * 1977-01-13 1978-07-20 Contraves Ag METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE FLOW STATE OF A FLOWABLE SUBSTANCE
WO1989004482A1 (en) * 1987-11-02 1989-05-18 Stephan Dymling Acoustic method for measuring properties of a mobile medium
US5365778A (en) * 1994-01-28 1994-11-22 The University Of Chicago Method for measuring liquid viscosity and ultrasonic viscometer

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10227918A1 (en) * 2002-06-21 2004-01-15 Bühler AG Method for determining rheological parameters of a fluid
EP1697720A2 (en) * 2003-12-22 2006-09-06 Biode, Inc. Measurement, compensation and control of equivalent shear rate in acoustic wave sensors
EP1697720A4 (en) * 2003-12-22 2009-01-14 Biode Inc Measurement, compensation and control of equivalent shear rate in acoustic wave sensors

Also Published As

Publication number Publication date
DE19813975C2 (en) 2000-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3577427B1 (en) Ultrasonic meter and method for sensing a flow variable
DE60034631T2 (en) DETECTION OF THE INTERFACE BETWEEN SEVERAL PROCESS PRODUCTS FOR A LOW-PERFORMANCE FILL-LEVEL RADAR DEVICE
DE19722274A1 (en) Method for measuring density and mass flow
EP1516161B1 (en) Method for determining rheological parameters of a fluid
EP0894266B1 (en) Characterisation of objects by means of ultrasonic waves
DE102008014300A1 (en) Material mixture e.g. silica suspension, state and/or state change determining method, involves evaluating echo-bursts for determining ultrasonic attenuation and/or sound velocity, where echo-bursts are reflected by reflector surfaces
DE19846023A1 (en) Ultrasound sensor to measure degree of engine oil degradation
DE10361464A1 (en) Device for determining and / or monitoring the volume and / or mass flow rate of a measuring medium
DE102011089685B4 (en) Measuring arrangement for determining a fill level and / or a concentration of a liquid
DE2649049A1 (en) METHOD OF MEASURING THE DISTANCE BETWEEN RELATIVELY MOVING PARTS, ESPECIALLY IN UNDERGROUND MINING, AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
CH668839A5 (en) ARRANGEMENT FOR THE CONTACTLESS MEASUREMENT OF THE SPEED OF A MOVING MEDIUM.
DE19813975C2 (en) Method and device for determining a rheological parameter of a fluid
DE4232526C2 (en) Device for measuring small liquid flows with high-frequency ultrasound and their use
DE102017110736A1 (en) measuring device
EP3343185B1 (en) Ultrasound flow measuring device and method for measuring the flow
DE102012212210A1 (en) Method and apparatus for determining a height of a fluid level in a fluid container
DE102015110050A1 (en) Field device with compensation circuit for the elimination of environmental influences
EP3517946B1 (en) Method for determining a corrected value for viscosity-dependent sound velocity in a fluid to be examined
DE19633558C2 (en) Ultrasonic flow measurement method
DE3241815C2 (en) Ultrasonic testing device
EP0512455A2 (en) Method and device to measure the volumetric flow rate for fluids and gases
DE102017123529A1 (en) Method for determining the filling level of a filling material located in a container
EP0517140B1 (en) Apparatus for measuring small fluid and particle flow
DE19843806A1 (en) Device to measure rate of flow of fluids in tubular conduit by analyzing temporal or phase position of sound signals affected by speed of flowing medium
EP3367072B1 (en) Flow measurement with ultrasound

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20121002