Richtung des Wassers durch ein Rohr

Sie könnten wahrscheinlich Ultraschall verwenden, wie es zum Messen der Blutgeschwindigkeit in Arterien verwendet wird. Ich sage "wahrscheinlich", weil die Diskrepanz zwischen den akustischen Impedanzen der Rohrwand und der Flüssigkeit nicht zu groß sein darf. Hier sind die Details...

Durch Auftragen von akustischem Kopplungsgel befestigen Sie einen piezoelektrischen Ultraschall-Sender-Empfänger am Rohr, so dass er einen Ultraschallstrahl mit einer Frequenz sendet$f_0$fast parallel zum Rohr, aber leicht in das Rohr gerichtet. Dabei durchdringt der Strahl die Rohrwand und trifft streifend auf die strömende Flüssigkeit.

Ein Teil des Ultraschalls wird von der Flüssigkeit reflektiert, tritt durch die Rohrwand aus und kehrt zum Empfänger zurück. Wenn sich die Flüssigkeit mit hoher Geschwindigkeit bewegt$v$In einer Richtung weg vom Sender-Empfänger ist die Flüssigkeit sowohl ein sich bewegender Empfänger als auch ein sich bewegender Sender, so dass die Frequenz des zurückkommenden Ultraschalls um einen ungefähren Betrag verschoben wird

Bewegt sich also die Flüssigkeit in die gleiche Richtung wie der austretende Ultraschallstrahl, sinkt die empfangene Frequenz gegenüber der ausgesendeten Frequenz. Wenn sich die Flüssigkeit in die andere Richtung bewegt, ist die empfangene Frequenz größer.

Eine Standardtechnik ( https://en.wikipedia.org/wiki/Ultrasonic_flow_meter ):

Platzieren Sie zwei Ultraschallwandler entlang des Rohrs (einige Zentimeter sind in Ordnung) und messen Sie die Laufzeit der Signale in beide Richtungen. Aus der Differenz lässt sich die Geschwindigkeit des Mediums bestimmen. (Dies unterscheidet sich geringfügig von der Methode von Philipp Wood, die die Doppler-Verschiebung verwendet.)

Diese Technik wurde in meiner ehemaligen Wohnung angewendet, um den Warmwasserdurchfluss für die Heizkörper zu messen - zusammen mit einer Temperaturmessung können Sie den Wärmeenergiefluss bestimmen.

(Siehe auch Abbildung.1 hier: https://www.edn.com/the-evolution-of-ultrasonic-technology-for-smarter-flow-measurement/ )

Wenn das Rohr nicht aus Metall, sondern aus verformbarem Kunststoff wäre, könnten Sie das Rohr an einer Stelle zusammendrücken (dh einen Knoten machen, sodass kein Wasser durchkommen kann) und dann fühlen, auf welcher Seite mehr ist Druck. Wenn die linke Seite fester wäre, würde das Wasser von links nach rechts fließen, aber wenn die rechte Seite fester wäre, würde das Wasser von rechts nach links fließen.

Kleben Sie ein Mikrofon an das Rohr in der Nähe eines Endes und klopfen Sie mit einem Hammer, Stein usw. auf das Rohr in der Nähe des anderen Endes. Nehmen Sie den vom Mikrofon erkannten Ton auf. Wechseln Sie dann die Mikrofon- und Hammerenden und nehmen Sie erneut auf. Das aufgenommene Audio sollte sowohl den Ton enthalten, der durch das Rohr wandert, als auch den Ton, der durch das Wasser wandert, mit einer Verzögerung dazwischen, da sich der Ton in den meisten Metallen schneller ausbreitet als in Wasser. Diese Verzögerung sollte länger sein, wenn sich der Schall gegen die Strömung bewegt, als wenn er sich mit der Strömung bewegt, da er im ersten Fall natürlich durch mehr Wasser wandert. Auch sollte der Schall bei Fahrt gegen die Strömung höher und bei Fahrt mit der Strömung tiefer verschoben werden, da das bewegte Wasser die Schallwellen staucht oder dehnt.

Der Druckabfall ist die treibende Kraft für den Flüssigkeitsstrom. Wenn Sie bei starren Rohren den Druck an zwei verschiedenen horizontalen Punkten messen können, verläuft die Durchflussrichtung von höherem Druck zu niedrigerem Druck. Bei Höhenänderungen müssen Sie die Druckdifferenz zwischen den beiden Messpunkten aufgrund der Höhenänderung berücksichtigen, das heißt$\rho g \Delta h$.

Vielleicht meinen Sie das mit "Ich bin mit der Heizlösung vertraut, daher würde ich mich über jede andere Lösung freuen", aber ich werde dies trotzdem schweben lassen, da Sie nicht angegeben haben, was das bedeutet.

Messen Sie die Temperatur des Rohres an 2 verschiedenen Punkten.

Nehmen Sie ein perfekt gefertigtes Rohr an (alle Wände haben genau die gleiche Dicke und Dichte). Idealerweise besteht das Rohr aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer.

Machen Sie den Raum, in dem Sie sich befinden, erheblich kälter (oder wärmer) als die Pfeife.

Wenn das Wasser fließt, gibt es in einem kalten Raum Wärme an den Raum ab (oder gewinnt sie, wenn Sie den Raum warm machen).

Dadurch haben 2 Punkte am Rohr einen leichten Temperaturunterschied. In einem kalten Raum wäre der Punkt mit der höheren Temperatur die Richtung, aus der das Wasser kommt.

Wenn Sie das Rohr drehen dürfen, können Sie den Coriolis-Effekt nutzen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_flow_meter

Sie müssten eine Schleife erstellen und drehen. Beobachten Sie dann die Drehung in der Schleife, während sie sich dreht. Die Fluidrichtung beeinflusst die Drehrichtung.

Sie können es definitiv mit Magneten machen - zumindest wenn das Rohr nichtmetallisch ist - obwohl ich keinen billigen oder einfachen Weg kenne. Aber es wäre ähnlich der Technik, die zur Abbildung des Blutflusses in einem MRT verwendet wird. Sie umgeben einen Abschnitt des Rohrs mit einem starken Magneten, der die Spins in den Wasserstoffkernen ausrichtet, und erkennen dann die ausgerichteten Spins, wenn sie zur einen oder anderen Seite fließen. Ich bin mir nicht sicher, wie schwierig oder teuer die Erkennung sein könnte, wenn Sie nur links gegen rechts wissen müssen. Die in der MRT verwendeten Detektionsmethoden, um ein Bild zu erzeugen, sind sehr schwierig und teuer, könnten hier aber übertrieben sein.

Wie in den Kommentaren von Christopher James Huff vorgeschlagen, könnten Sie mit dem Entwurf eines Protonenpräzessionsmagnetometers beginnen:

http://ilotresor.com/build-a-proton-precession-magnetometer/

Es sieht so aus, als ob die Erkennungsmethode hier eine einfache Spule und ein Audioverstärker ist; Im schwachen Magnetfeld der Erde "singen" die Protonen, wenn sie mit einer Frequenz von etwa 2 kHz präzedieren, gut im Hörbereich, während sie sich von dem stärkeren Magnetfeld entspannen, das zu ihrer Ausrichtung verwendet wird.

Einfach und brutal ... schneiden Sie ein Stück aus dem Rohr, so dass zwischen den Enden eine Lücke bleibt, und sehen Sie, von welchem ​​​​Ende die Flüssigkeit weiter fließt. Die Frage stellt sich nicht, ob das Rohrnetz funktionsfähig bleibt, und diese Lösung erfordert nur minimale Werkzeuge (eine Säge oder ein Rohrschneider würden ausreichen) und funktioniert mit jedem Rohrtyp und jeder Art von Flüssigkeit. Obwohl es vielleicht schmutzig wird und Sie besser hoffen sollten, dass es sich nicht um ein Rohr mit Schwefelsäure handelt, sonst könnte der Boden beschädigt werden. Und wenn es sich eher um ein Gas als um eine Flüssigkeit handelt, benötigen Sie möglicherweise einige Luftschlangen, um den Gasfluss anzuzeigen.

Eine Methode, die nicht erwähnt wurde, basiert auf dieser Beobachtung: In manchen Häusern hört man die Rohre klopfen, wenn man das Wasser abrupt abdreht - das liegt daran, dass sich die Rohre irgendwo ein wenig bewegen können, gerade genug, um gegen etwas zu klopfen .

Wenn sich Ihre Pfeife also ein wenig bewegen kann, können Sie versuchen, diesen Effekt zu nutzen, indem Sie das Wasser laufen lassen und dann schnell abstellen - die Pfeife sollte sich dann kurz in Richtung des Wasserflusses bewegen. Dies kann leichter beobachtet werden, indem Sie das Rohr mit einem Finger berühren.

Die Antwort des Ingenieurs:

1> das Rohr abschneiden
2> einen (Flüssigkeits-)Zähler installieren
3> das Rohr wieder anschließen 4> den Zähler ablesen
5> einige Zeit warten
6> den Zähler erneut ablesen

Wenn Read(T0) < Read(T1) ist der Durchfluss derselbe wie der Eingang->Ausgang des Zählers.
Wenn Read(T0) > Read(T1) ist der Durchfluss entgegengesetzt zum Eingang->Ausgang des Zählers.
Wenn Read(T0) = Read (T1) es gibt keinen Durchfluss

Der einfachste Weg, den ich mir vorstellen kann, besteht darin, die Mitte des Rohrs zu erwärmen / abzukühlen. Dann können Sie feststellen, in welche Richtung das Wasser fließt, indem Sie fühlen, welches Ende des Rohrs sich erwärmt / abkühlt.