Deutsch Heutzutage spielen Ultraschallsensoren in der Technik eine essentielle Rolle, da sie in diversen Bereichen wie bespielweise dem Messen und Zählen der Volumenströme eingesetzt werden. Deshalb liegt der Fokus dieses Projektes darauf, anhand von Ultraschallsensoren die Durchflussgeschwindigkeit eines gasförmigen Mediums zu messen und diesen Vorgang detailliert zu erklären. Für die Messung der Durchflussgeschwindigkeit stehen mehrere Methoden zur Verfügung. In unserem Fall fokussieren wir uns auf die Laufzeitdifferenzenmessung, da dieses Verfahren für ein gasförmiges Medium am idealsten geeignet ist. Das Ergebnis des Projektes soll eine funktionsfähige Röhre mit Ultraschallsensoren, die die oben beschriebene Messung ermöglicht.

Unser Projekt wird bearbeitet und erstellt an der HTL Mössingerstraße

English Nowadays ultrasonic sensors play a pivotal role in technology as they are used in diverse areas including for instance the measurement of volumetric flow rates of drinkable water. Therefore it is the aim of our project to measure the rate of flow of gaseous mediums using ultrasonic sensors and to explain the whole process. In order to measure the volumetric flow rates, it is possible to choose between a wide variety of methods. However in our case we decided to focus on the time transit flow meter as this principle is more suitable for gaseous materials. The result of our project should be a fully-functioning tube with ultrasonic sensors which enable the metering mentioned above.

Details

In der ersten Abbildung findet man die Systemübersicht, die das Projekt im Groben beschreibt. Durch Klicken auf das jeweilige Bild wird dieses größer dargestellt.

In der zweiten Abbildung wird die Röhre, in der die eigentliche Messung der Laufzeitdifferenz erfolgt, abgebildet.

Previous Next

Elektronik

Systemübersicht

Die Ansteuerelektronik befasst sich mit dem Verstärken des vom Mikrokontroller kommenden Signals. Die Auswerteelektronik verstärkt das empfangene Ultraschallsignal vom Sender. Dazwischen liegt ein Arduino Shield mit dem TDC7200, welches die Zeitdifferenz zwischen Start- und Stopbit misst. Da diese Zeitunterschiede so klein sind, dass die Auflösung des verwendeten Mikrokontrollers nicht ausreichend klein ist, wird der TDC7200 verwendet. Bei diesem Baustein handelt es sich um einen sogenannten Time-to-Digital Converter, der einen Zeitunterschied in einen digitalen Code umwandelt, welcher anschließend von einem Mikrokontroller ausgewertet wird.

trending_up Hardware

Messröhre

In der nebenstehenden Abbildung ist die Messröhre dargestellt. Sie wurde im 3D-Zeichenprogramm "Inventor" gezeichnet. In ihr wird die eigentliche Laufzeitdifferenzmessung durchgeführt. Die Röhre besitzt eine Vertiefung für ein Mundstück, das in die Röhre so eingeführt wird, dass in ihr keine Turbulenzen entstehen können. Solche Turbulenzen können die Messung verfälschen, weshalb diese vermieden werden müssen. Die Sensoren werden durch Stoppel in die Röhre eingeführt, sodass diese ausgetasucht werden können, wenn ein Defekt vorliegt.