ich bin für meine Abschlussarbeit auf der Suche nach einer Möglichkeit, kostengünstig den Volumenstrom im Heizsystem von (Wohn-) Gebäuden möglichst ohne dessen Unterbrechung zu ermitteln, um die nutzbare Wärmemenge in den einzelnen Heizkreisen zu bestimmen. Ich bin dabei auf die Ultraschall-Entfernungssensoren für den Arduino (ein Duemilanove ist schon vorhanden) gestoßen und dachte mir, dass man diese vielleicht für meine Zwecke missbrauchen kann, indem man den Sensor ans Rohr montiert und über die Laufzeit des Signals das durchgeflossene Volumen bestimmt. Nun gibt es ja verschiedene Möglichkeiten der Messung (z.B. siehe wikipedia.org -> Ultraschall-Durchflussmesser), wobei mir die Laufzeitdifferenzmessung als sinnvolle Lösung erscheint. Allerdings sind bei Heizungsrohren normalerweise recht dünne Rohre installiert (DN 15, 20 oder 25), wodurch sich mit Medium Wasser eine Signallaufzeit von etwa 19 Nanosekunden (= 1,9*10-5 s bei 45°-Winkel) pro Richtung ergibt. Daher befände sich die Laufzeitdifferenz ebenso im Bereich einiger weniger Nanosekunden. Kann der Arduino das verarbeiten? Kann man ansonsten vielleicht den Schall mehrfach reflektieren, um die Laufzeit (-differenz) zu erhöhen? Und wenn ja, wie?
Hat vielleicht jemand Ideen dazu, und wie stehen die Chancen für ein Gelingen?
Freue mich über jede Anregung, das sollte doch zu schaffen sein!?
Wie kommst Du auf diese Zeit?
Die Ultraschall-Entfernungssensoren funktionieren nur mit Luft.
Du wirst Probleme haben den Ultraschall ins Rohr einzukoppeln und die Meßgröße sind nicht die Laufzeiten sondern die Frequenzverschiebung durch den Dopplereffekt der am Wasser reflektierten Welle.
Zur Information 1,9*10-5 s sind 19µSekunden nicht Nanosekunden.
Wenn Du so direkt fragst: ich glaube die Chancen sehen sehr schlecht aus.
Den Wasserdurchfluß mit US zu bestimmen ist eine sehr komplizierte Sache. Die Sende- und Empfangsschallwandler arbeiten, genau wie z.B. die zur Schwangerenuntersuchung im MHz-Bereich. Schallwandler zur Abstandsmessung dagegen sind Luft-US-Wandler, die meist auf ca. 40kHz abgestimmt sind.
Durchflußgeschwindigkeitsmessungen werden z.B., wie Uwe schon sagte, mit Hilfe des Doppler-Effektes gemacht. Dazu strahlt ein US-Wandler dauernd Schall in das Rohr ab, während ein zweiter dieses Signal [ch8222]abhört[ch8220]. Die Frequenzabweichung des zweiten von dem ersten ist proportional zur Geschwindigkeit des strömenden Mediums.