Ultraschall-Durchflussmesser Funktionsprinzip - Doppler-Effekt
Ultraschall-Durchflussmesser Funktionsprinzip - Doppler-Effekt
Der Doppler-Effekt ist ein allgemein bekanntes Phänomen, das jeder erlebt, wenn er den vorbeifahrenden Rettungswagen mit heulenden Sirenen hört. Ihnen ist vielleicht aufgefallen, dass der Ton der Sirene höher erscheint, wenn der Rettungswagen sich Ihnen nähert und tiefer, wenn er sich von Ihnen entfernt. Dies erklärt sich dadurch, dass Schallwellen in gewissem Maße komprimiert werden, wenn sich der "Sender" mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf Sie zubewegt, was zu einer höheren Frequenz und damit zu einem höheren Ton führt. Ähnlich dehnen sich Schallwellen aus, wenn sich der Sender entfernt, was zu einem niedrigeren Ton führt.
Etwas Vergleichbares tritt auf, wenn die Fließgeschwindigkeit des Blutes in der Ultraschallbildgebung gemessen wird: Die Frequenz der Ultraschallwelle ändert sich, wenn sich bewegende Partikel wie rote Blutkörperchen in den Blutgefäßen diese Wellen reflektieren. Da die Änderung der Frequenz direkt mit der Geschwindigkeit der sich bewegenden (und reflektierenden) Partikel verknüpft ist, ist diese Frequenzverschiebung ein Maß für die Fließgeschwindigkeit der reflektierenden (und sich bewegenden) Partikel und damit der Flüssigkeit, die diese Partikel enthält. Dies zeigt die Begrenzung des Doppler-Effekts für die Messung des Flüssigkeitsdurchflusses: Die Flüssigkeit muss Partikel - feste Partikel oder mitgeführte Luftblasen - enthalten, die die Ultraschallwellen reflektieren. Diese Technik eignet sich daher nicht für Flüssigkeiten ohne Partikel.