CN112304374A - 用于对流动流体进行测量的超声波测量装置和系统 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于对流动流体进行测量的超声波测量装置，该超声波测量装置具有测量管，该测量管具有中心轴线，该中心轴线限定用于流体的流动方向，该超声波测量装置具有第一腔室，第一超声波换能器布置在该第一腔室中，并且具有第二腔室，第二超声波换能器布置在该第二腔室中，其中测量管具有用于流体的入口和出口，其中第一超声波换能器和第二超声波换能器界定用于流体的直线测量区段，其中第一腔室和第二腔室被设计和布置成使得流体可以围绕它们中的每一者流动，并且其中第一超声波换能器和第二超声波换能器被布置成使得测量区段沿流动方向延伸。此外，本发明提出了一种制造这种超声波测量装置的方法。

Description

用于对流动流体进行测量的超声波测量装置和系统

技术领域

本发明涉及一种用于对流动流体进行测量的超声波测量装置，并且涉及一种根据相应类别的独立权利要求的前序部分的超声波测量系统。

背景技术

用于对流动流体进行测量的超声波测量装置用于例如确定流体通过管道（例如柔性或硬塑料软管）的流量。特别是对于柔性软管，众所周知的措施是将测量装置设计为夹持装置，使得它可以被夹持到柔性管道上或者该管道被测量装置夹持。然后，向其中有流体流动的管道施加超声波信号。在穿过管道和流体之后，超声波信号被超声波换能器接收，并且对接收到的信号进行评估。

还存在液体从其流过的超声波测量装置。这种测量装置具有测量管，该测量管具有用于流体的入口和用于流体的出口。然后在测量装置中向流动流体施加超声波信号。

两种类型的测量装置都具有这样的优点，即它们允许对流动流体进行非侵入式测量。这种非侵入式方法特别用于这种高纯度或非常敏感的流体，其中要避免流体和测量装置之间的接触，使得例如流体不会被污染。制药工业和生物技术工业就是这方面的示例。这里，溶液和悬浮液经常被生产和输送，这对于流体的纯度和/或完整性提出了非常高的要求。在许多情况下，这种流体甚至必须在无菌条件下处理。然而，这些非侵入式方法还优选地用于例如在半导体工业中对化学侵蚀性流体（例如酸）的测量。

特别是对于非常敏感或非常侵蚀性的物质的测量，测量装置的清洁或灭菌代表时间、材料和成本的非常大的支出。因此，需要将与物质接触的部件设计为一次性使用部分以供一次性使用。当设计成供一次性使用时，与待处理流体接触的那些部件优选仅使用一次，并且然后更换为新的（即未使用过的）一次性使用部分，以用于下一次应用。当制造或设计一次性使用部分时，重要的标准是它们可以以最简单的可能的方式与测量装置的其他部件组装在一起。期望的是，这种组装以及当然还有分离可以用尽可能少的付出来实施，只需要几个手部运动，快速并且优选地不需要工具。

特别适合于对高纯度或侵蚀性物质进行非侵入式测量的超声波测量装置由申请人将其作为夹持装置以及作为具有测量管的流通式测量装置两者以商品名LEVIFLOW提供和分销。这两种设计基本上根据相同的原理工作。在这两种设计中都提供至少两个超声波换能器，每个换能器可以发射和接收超声波信号。

超声波换能器被布置和对准，使得一个超声波换能器发射与流动方向倾斜地对准或沿流动方向的信号，而另一个超声波换能器发射逆着流动方向倾斜地对准或逆着流动方向的信号。然后，由第一超声波换能器发射测量信号，该测量信号由第二超声波换能器接收。随后，由第二超声波换能器发射测量信号，该测量信号被第一超声波换能器接收。

沿流动方向倾斜发射或沿流动方向发射的测量信号在流动中被加速，并且逆着流动方向倾斜发射或逆着流动方向发射的测量信号被流动减速。两个测量信号的传输时间差与流体的流速成比例，使得可以根据该传输时间差来确定通过管道的流量。

这两种设计各有其优点和缺点。在装置被设计为夹持装置的情况下，第一超声波换能器被布置在被夹持的管道的一侧上，并且第二超声波换能器被布置在管道的另一侧上。两个超声波换能器相对于流体的流动方向偏移，并且对准，使得第一超声波换能器可以接收由第二超声波换能器发射的信号，并且第二超声波换能器可以接收由第一超声波换能器发射的信号。由于彼此的偏移，两个超声波换能器对准，使得它们各自都倾斜于流体的流动方向发射它们的超声波信号，其中一个超声波换能器随着流动方向倾斜地发射信号，而另一个超声波换能器逆着流动方向倾斜地发射信号。

这种设计具有的优点是，管道中的流体流动实际上不受影响。这条管道是直线的。流动基本上没有湍流和气穴现象，并且没有会出现流体停滞、凝结或其他沉积物的拐角或外围区域。另外，这种夹持装置可以设计得非常紧凑且节省空间。这种设计的缺点是超声波信号必须相对于流动方向被倾斜地引入到流体中。超声波信号在穿透管道壁之后在流体中传播的角度取决于流体的性质，这会在检测超声波信号时引起问题。另外，在这种设计中，测量区段相对地短，这导致时间分辨率较低。

在其中测量装置具有流体从其流过的测量管的设计中，测量管通常具有U形或Z形构型。提供了相对于中心部分成直角布置的入口管和同样相对于中心部分成直角布置的出口管。如果入口管与出口管布置在同一侧上，则得到测量管的U形设计。如果入口管布置在出口管的相对侧上，则得到测量管的Z形设计。然后将两个超声波换能器布置在测量管的外部，其中一个超声波换能器布置在测量管的中心部分的一端处，并且另一个超声波换能器布置在中心部分的另一端处。因此，测量管的中心部分用作测量区段。

这种设计具有的优点在于，两个超声波换能器可以恰好相对于测量区段成直角布置。因此，超声波信号可以各自恰好沿流体的流动方向或恰好逆着流体的流动方向被引入测量管中。这样，可以确保超声波信号在测量管中传播的角度与流体的声学性质无关。此外，这种设计具有的优点是，测量区段可以制作得比夹持装置长得多。更长的测量区段具有的优点是测量的时间分辨率增加。

这种设计的缺点是，当流体通过测量管时，流体被偏转两次，偏转90°，即在从入口管到中心区段的过渡处和从中心区段到出口管的过渡处偏转。这种双重偏转导致流体中的湍流和气穴现象，以及流体的停滞或甚至沉积，特别是在测量管的关键拐角区域中。对于生物流体，还会发生结块或凝结。这些影响特别降低了测量的准确性和可靠性。这种设计的另外的缺点是其空间需要。测量管的双重弯曲要求测量装置有多得多的空间。

尽管超声波测量装置的这两种设计在实践中已经它们证明非常好，但是对于例如关于测量准确性或测量装置的灵活性的日益更高的要求，仍然存在改进的余地。

发明内容

从现有技术开始，因此本发明的目的是提出一种用于对流动流体进行测量的超声波测量装置，其允许非常准确地确定流速。特别地，该装置应当能够将超声波信号高效地引入到流体中，而同时显著地减少流体中的湍流和停滞。此外，本发明的目的是提出一种具有这样的超声波测量装置的超声波测量系统，其中特别地，超声波测量系统的特定部件被设计成供一次性使用。

满足这个问题的本发明的目的的特征在于专利独立权利要求的特征。

根据本发明，因此提出了一种用于对流动流体进行测量的超声波测量装置，该超声波测量装置具有：测量管，该测量管具有限定流体流动方向的中心轴线；具有第一腔室，在该第一腔室中布置有第一超声波换能器；并且具有第二腔室，在该第二腔室中布置有第二超声波换能器，其中测量管具有用于流体的入口和出口，其中第一超声波换能器和第二超声波换能器界定用于流体的直线测量区段，其中第一腔室和第二腔室被设计和布置成使得流体可以围绕它们中的每一者流动，并且其中第一超声波换能器和第二超声波换能器被布置成使得测量区段沿流动方向延伸。

因此，两个超声波换能器被布置在流动流体中，而不与流体发生物理接触，因为超声波换能器被布置在腔室中，使得测量管中的流体围绕具有超声波换能器的腔室流动，而不能穿透到这些腔室中。

因此，根据本发明的超声波测量装置使得一方面测量信号可以沿流动方向或逆着流动方向被引入到流体中，其中测量信号不是相对于流动方向倾斜地引入的，而是它们的主要传播方向与流动方向形成0°或180°的角度。因此，相应测量信号在流体中传播的角度不再取决于流体的声学性质。每个测量信号沿流体的流动方向传播，或者逆着流体的流动方向传播，而与流体的声学性质无关。由于测量信号沿流体的流动方向传播或逆着流体的流动方向传播的事实，测量区段也可以做得特别长，从而导致相应测量的时间分辨率非常高。

另外，测量管中的流体不会以直角偏转，即，测量管中的流体流动即使受到影响，也只是受到轻微影响。特别地，测量管没有将会导致流体显著停滞、湍流或沉积的拐角或其他关键区域。

此外，根据本发明的超声波测量装置可以以特别节省空间的方式设计，因为不需要入口管或出口管，入口管或出口管与测量区段成大约90°的角度布置。测量管的入口和出口两者都可以布置在测量管的中心轴线上。

优选地，第一腔室和第二腔室布置在入口和出口之间的测量管中。

进一步优选的措施是，第一超声波换能器和第二超声波换能器布置在测量管的中心轴线上。这意味着流体围绕两个超声波换能器对称流动，从而导致对流体流动的影响特别低。

根据优选实施例，测量管具有用于第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的流体的流动横截面，该流动横截面小于测量管入口处的流动横截面。由于这一措施，流体在测量区段上以高于测量管入口处的速度流动。特别地，测量的时间分辨率可以随着更高的流速而增加，因为测量信号沿流动方向和逆着流动方向的传输时间差变得更大。

根据另一个优选实施例，测量管对于第一超声波换能器和第二超声波换能器之间的流体具有基本恒定的流动横截面。利用该实施例，可以特别高效地减少测量管中流体的湍流或停滞。

特别地，优选的是，第一腔室布置得更靠近入口，并且第二腔室布置得更靠近出口，其中第一腔室在其面对入口的一侧上具有第一流动引导元件，以用于减少湍流，和/或其中第二腔室在其面对出口的一侧上具有第二流动引导元件，以用于减少湍流。第一腔室前面的流体流被第一流动引导元件特别平缓地分成两个部分流，这两个部分流在两侧上围绕第一腔室流动，而不会引起显著的湍流或形成停滞区。以类似的相似方式，第二流动元件确保围绕第二腔室流动的两个部分流在第二腔室的下游尽可能平缓地再次汇集在一起，而不会引起显著的湍流或形成停滞区。

根据优选实施例，测量区段具有在第一超声波换能器处的第一端和在第二超声波换能器处的第二端，其中用于聚焦超声波信号的声学透镜分别设置在测量区段的每一端处。由于这种措施，测量准确性可以甚至进一步提高。

为了尽可能少地影响测量管中的流体流动，并且尽可能地减少或者甚至避免湍流和停滞区，有利的是，第一腔室和第二腔室分别沿流动方向具有基本上为水滴形的轮廓。这样，这两个腔室是特别流线型的。

进一步优选的措施是，超声波测量装置还包括用于确定流体温度的温度传感器。这扩大了测量装置的应用范围，因为这样也可以确定流体的参数，其与声速或声音衰减的关系取决于温度。

还可以有利的是，第三超声波换能器和第四超声波换能器设置在测量管上，其中第三超声波换能器和第四超声波换能器彼此相对设置，并且各自垂直于用于发射超声波信号的流动方向布置和对准，以用于发射超声波信号。这意味着在该第三和第四超声波换能器中，用于超声波信号的相应发射和接收表面平行于流动方向对准，使得由第三和第四超声波换能器产生的超声波信号的主要传播方向各自垂直于流动方向。因此，第三和第四超声波换能器可以有利地用于独立于流体的流速来确定流体中的声速，并因此确定取决于流体中的声速或声音衰减的流体参数。

优选的实施例是，超声波测量装置被设计为供一次性使用的一次性使用部分。

此外，提出了一种用于制造根据本发明的超声波测量装置的方法，在该方法中，测量管、第一腔室和第二腔室由塑料制成。

根据一个优选实施例，测量管和两个腔室在单个吹塑过程中制造成单件式。

根据另一个优选实施例，测量管和两个腔室由多个单独部分组成，其中每个单独部分在注射成型过程中制造，并且所述单独部分随后被连结在一起，优选焊接在一起。

特别优选的是，测量管和两个腔室由恰好的两个单独部分形成，这两个部分被单独地制造，并且然后被焊接在一起。

此外，本发明提出了一种用于对流动流体进行测量的超声波测量系统，该超声波测量系统具有被设计成供一次性使用的一次性使用装置、被设计成供多次使用的可重复使用装置、第一超声波换能器和第二超声波换能器。

该一次性使用装置包括测量管、第一腔室和第二腔室，其中，测量管具有限定流体流动方向的中心轴线，其中第一腔室被设计成用于发射第一超声波换能器的信号，其中第二腔室被设计成用于发射第二超声波换能器的信号，其中测量管还具有用于流体的入口和出口，其中第一腔室和第二腔室界定用于从第一腔室延伸到第二腔室的流体的直线测量区段，其中第一腔室和第二腔室被设计和布置成使得流体可以围绕它们中的每一者流动，并且测量区段沿流动方向延伸。

可重复使用装置包括控制装置，该控制装置被设计成致动超声波换能器并从超声波换能器接收信号。

可重复使用装置能够可拆卸地连接到一次性使用装置，使得可重复使用装置和一次性使用装置相对于彼此固定。

根据本发明，因此提出了一种超声波测量系统，其包括一次性使用的装置，该装置可以按预期仅使用一次，并且必须被新的、即未使用的、用于下一次应用的一次性使用装置以及针对多次使用而设计的可重复使用装置所代替。此外，提供了第一和第二超声波换能器，取决于它们的设计，它们可以是一次性使用装置的一部分或可重复使用装置的一部分。

优选地，超声波测量系统包括根据本发明的超声波测量装置。这样的实施例也是可能的，其中第一和第二超声波换能器不直接分别布置在第一和第二腔室中，而是两个超声波换能器的信号耦合到两个腔室中，这与腔室中超声波换能器的布置类似地有效。

为了确保一次性使用装置和可重复使用装置之间的连接尽可能容易处理，优选的是，一次性使用装置和可重复使用装置可以借助于夹持连接被连接在一起。

此外，优选的是，可重复使用装置包括当与一次性使用装置组装在一起时接合在一次性使用装置的凹部中的突起。突起和凹部优选地设计成用于形状锁定配合，使得一次性使用装置可以容易地放置在可重复使用装置上或从可重复使用装置移除。

优选地，第一超声波换能器和第二超声波换能器是一次性使用装置的一部分，即也设计成供一次性使用。

根据本发明，进一步提出了根据本发明设计的用于超声波测量系统的一次性使用装置。

从属权利要求产生了本发明的进一步的有利措施和实施例。

附图说明

在下文中，参照实施例和附图，在设备和过程技术方面更详细地解释本发明。附图示出了：

图1：根据本发明的超声波测量装置的第一实施例的示意性截面图；

图2：根据本发明的超声波测量装置的第二实施例的示意性截面图；

图3：根据本发明的超声波测量装置的第三实施例的示意性截面图；

图4：根据本发明的超声波测量装置的第四实施例的示意性截面图；

图5：声学透镜设计的变型的表示；

图6：根据本发明的超声波测量装置的第五实施例的示意性截面图；

图7：第五实施例的透视表示，

图8：第五实施例的第一变型的示意性截面图；

图9：第五实施例的第二变型的示意性截面图；

图10：根据本发明的超声波测量装置的实施例的透视表示，该超声波测量装置被制造成单件式，

图11-14：可以制造根据本发明的超声波测量装置的部分的不同变型；

图15：根据本发明的超声波测量系统的第一实施例的示意性表示；

图16：超声波测量系统的第一实施例的第一变型的透视表示；

图17：从不同角度观察的来自图16的第一变型；

图18：超声波测量系统的第一实施例的第二变型的透视表示；

图19：一次性使用装置的优选实施例的透视分解图；

图20：来自图19的实施例的截面图，

图21：腔室插入件的平面图，

图22：在沿着流动方向的一区段中的腔室插入件的截面图；

图23：在类似于图22的表示中的腔室插入件的变型；

图24：信号连接的可能实施例，该信号连接能够在一次性使用装置和可重复使用装置之间实现电连接，

图25：信号连接的另外的可能实施例，该信号连接能够在一次性使用装置和可重复使用装置之间实现电连接，

图26：信号连接的另外的可能的实施例，该信号连接能够在一次性使用装置和可重复使用装置之间实现电连接，

图27：一次性使用装置的存储单元和可重复使用装置的存储器接口之间的通信的实施例，

图28：用于来自图27的通信的两个部件，

图29：一次性使用装置和可重复使用装置的存储器接口之间的通信的另外的实施例，

图30：贯穿沿着流动方向的一区段中的图29的实施例的截面；

图31：一次性使用装置的实施例的有利措施，

图32：对于一次性使用装置的实施例的另外的有利措施，

图33：根据本发明的超声波测量系统的第二实施例的透视图；

图34：第二实施例的一次性使用装置的透视截面图；

图35：图34的细节的放大视图，以及

图36：用于解释超声波信号到第二实施例的测量区段中的耦合的示意图。

具体实施方式

图1以示意性截面图示出了根据本发明的超声波测量装置的第一实施例，该超声波测量装置整体上用附图标记1表示。超声波测量装置1被设计成用于对流动流体进行测量，并且包括流体从其流过的测量管2。测量管2具有限定流体的流动方向A的中心轴线M。在第一实施例中，测量管2被设计为具有垂直于其中心轴线M的圆形横截面的圆柱形直线管，并且具有横向界定测量管2的壁21。测量管2具有流体通过其流入到测量管2中的入口22和流体通过其离开测量管2的出口23，如在入口22和出口23上没有附图标记的箭头所示。入口22和出口23各自被设计为圆形区域，其中心各自位于测量管2的中心轴线M上。测量管2在入口22和出口23之间具有基本上直线的（即不弯曲和不成角度的）设计。由于测量管2的这种线性设计，超声波测量装置1具有特别节省空间的形状。

此外，提供了第一腔室3和第二腔室4，其中，第一超声波换能器5布置在第一腔室3中，并且第二超声波换能器6布置在第二腔室4中。第一超声波换能器5和第二超声波换能器6界定用于流体的直线测量区段7，其位于两个超声波换能器5、6之间。每个超声波换能器5、6被设计成用于超声波信号的相应发射和接收。

第一腔室3和第二腔室4布置在测量管2中位于入口22和出口23之间，其中，第一腔室3布置成更靠近入口22，并且第二腔室4布置成更靠近测量管2的出口23。第一腔室3和第二腔室4各自被设计和布置成使得流体可以围绕两个腔室3和4中的每一者流动，并且流体不能渗透到第一腔室3和第二腔室4中，使得超声波换能器5、6不与流体接触。

第一超声波换能器5和第二超声波换能器6被布置和对准，使得它们可以彼此交换超声波信号，即，第二超声波换能器6可以接收由第一超声波换能器5发射的超声波信号，并且第一超声波换能器5可以接收由第二超声波换能器6发射的超声波信号。此外，超声波换能器5、6被布置成使得测量区段7沿流动方向A延伸。由于这种布置，由两个超声波换能器5、6发射的作为测量信号的超声波信号各自沿流动方向A抑或逆着流动方向A被引入到流体中，而不是倾斜于流动方向A被引入到流体中。因此，测量信号的主要传播方向包括与流动方向A成0°或180°的角度。因此，相应测量信号在流体中传播的角度不再取决于流体的声学性质。每个测量信号沿流体的流动方向A抑或逆着流体的流动方向A与流体的声学性质无关地传播。

在第一实施例中，第一腔室3和第二腔室4各自被设计为测量管2的壁21中的反型（inversion）。因此，第一腔室3和第二腔室4各自都是测量管2的壁21中的凹部，其指向测量管2的内部中。第一腔室和第二腔室4各自如此深，使得第一超声波换能器5和第二超声波换能器6可以布置在测量管2的中心轴线M上。同时，两个超声波换能器5、6被相应的腔室3或4的壁保护而不与流体接触。

第一腔室3在其背离入口22的一侧上由第一壁31界定，该第一壁31被设计为平面的（即不弯曲的）壁，并且该第一壁垂直于测量管2的中心轴线M且因此垂直于流动方向A。第一超声波换能器5在第一腔室3中被布置在第一壁31上，使得由第一超声波换能器5发射的测量信号的主要传播方向沿流动方向A。因此，第一超声波换能器5的发射和接收表面垂直于测量管2的中心轴线M。

第二腔室4在其背离出口23的一侧上由第二壁41界定，该第二壁41被设计为平面的（即不弯曲的）壁，并且该第二壁垂直于测量管2的中心轴线M且因此垂直于流动方向A。第二超声波换能器6在第二腔室4中被布置在第二壁41上，使得由第二超声波换能器6发射的测量信号的主要传播方向逆着流动方向。因此，第二超声波换能器6的发射和接收表面垂直于测量管2的中心轴线M。

测量管2被设计成至少在第一腔室3的第一壁31和第二腔室4的第二壁41之间具有垂直于中心轴线M的恒定横截面积，使得第一超声波换能器5和第二超声波换能器6之间的流体的流动横截面至少基本上恒定，并且优选地恒定。利用这种设计，可以特别高效地减少或甚至避免流体在第一超声波换能器5和第二超声波换能器6之间的测量区段7上的湍流或者甚至停滞。流动横截面是指流体垂直于其流动方向的可用面积大小。在根据第一实施例的设计中，流动横截面沿着测量区段是恒定的，并且对应于圆柱形测量管2的垂直于中心轴线A的圆形区域。

超声波测量装置1的设计具有相关的优点，即用作测量信号的超声波信号可以以与流动方向A成0°或180°的角度（即，特别是不倾斜地）引入到流体中，并且同时超声波测量装置1的特别节省空间的设计是可能的，因为可以省去超声波测量装置的U形或Z形设计。

由于测量区段7沿流动方向A延伸，所以测量区段7还可以设计得比在其中测量区段相对于流动方向倾斜布置或与流动方向成一定角度布置的布置中长得多。长测量区段7具有的优点在于，它允许高得多的时间分辨率，并因此允许更高的测量准确性。

每个超声波换能器5、6以本身已知的方式经由相应的信号线（未示出）信号连接到控制装置（未示出）。控制装置经由相应的信号线控制超声波换能器5、6发射超声波信号，并接收由超声波换能器5、6接收的信号。由超声波换能器5、6接收的测量信号被传输到评估单元（未示出），该评估单元可集成在控制装置中。接收到的测量信号在评估单元中被分析和评估。优选地，在评估单元中至少确定流体的流速，并且因此确定流体的流率。控制装置和评估单元也可以集成在调节流体流动的调节装置中。

超声波换能器5、6可以以本身已知的任何方式设计，特别是作为压电换能器。超声波信号的频率通常在兆赫范围内，例如在从1 MHz至30 MHz的范围内。

第一超声波换能器5和第二超声波换能器6被布置成使得第一超声波换能器5可以沿流动方向A向第二超声波换能器6发射第一测量信号，并且可以接收由第二超声波换能器6逆着流动方向发射的第二测量信号。

超声波信号的方向意味着由对应的超声波换能器5、6发射的超声波信号的主要传播方向。主要传播方向通常垂直于压电元件的表面，该表面形成对应的超声波换能器5、6的发射和接收表面。

为了确定流体的流量，测量管2被安装在流体的流动路径中，使得流体通过入口22流入到测量管2中，并通过出口23离开测量管2。

第一超声波换能器5发射第一测量信号，其中第一测量信号沿流动方向A发射，即平行于测量管2的中心轴线M发射。第一测量信号在穿过测量区段7之后被第二超声波换能器6接收，并被传输到评估单元。

第二测量信号由第二超声波换能器6发射，其中，第二测量信号也平行于测量管2的中心轴线M但是逆着流动方向A发射。第二测量信号在穿过测量区段7之后由第一超声波换能器5接收，并且被传输到评估单元。

在评估单元中确定第一测量信号和第二测量信号之间的传输时间差，即在被流动流体加速的测量信号和被流动流体减速的测量信号之间的传输时间差。沿流动方向A的测量信号和逆着流动方向A的测量信号之间的传输时间差直接取决于测量管2中流体的流速。因此，通过测量管2的流体的流速以及因此的流量可以根据传输时间差来确定。

除了测量区段7的长度之外，特别有利的是，测量管2不具有任何弯曲，而是基本上是直线的。测量管2的至少在第一腔室3和第二腔室4之间的圆柱形设计当然不是强制性的。当然，测量管2也可以被设计成具有垂直于其中心轴线M的矩形或正方形横截面。于是，测量区段7上的流动横截面是垂直于中心轴线M的截面中的矩形或正方形的区域。测量管2的横截面在整个测量管2上的形状也完全没有必要是恒定的。例如，在图12至14中示出了测量管2的实施例，其中测量管2在入口22和出口23处分别具有圆形区域作为垂直于中心轴线M的横截面，并且在第一腔室3和第二腔室4之间的区域中具有矩形或正方形作为垂直于中心轴线M的横截面。

图2以类似于图1的表示示出了根据本发明的超声波测量装置1的第二实施例的示意性截面图。在第二实施例的以下描述中，仅更详细地讨论了与第一实施例的差别。在其他方面，关于第一实施例的解释也以相同的方式或类似的相同方式适用于第二实施例。在第二实施例中，与第一实施例中相同的部分或具有相同功能的部分用相同的附图标记表示。

根据本发明的超声波测量装置1的第二实施例与第一实施例的不同主要在于第一和第二腔室3或4的设计。在第二实施例中，第一腔室3和第二腔室4各自被设计成使得它们作为通道完全延伸穿过测量管2，其中每个腔室3、4的纵向延伸垂直于测量管2的中心轴线M。因此，腔室3、4各自都形成柱，该柱垂直于中心轴线M布置在测量管2中，并且各自完全延伸穿过测量管2和界定测量管2的壁21。每个腔室3、4通过垂直于中心轴线M界定它的壁得到保护以防流体渗透。在沿着中心轴线M的截面中——如图2所示——每个腔室3、4具有矩形横截面区域。特别地，第一腔室3的第一壁31和第二腔室4的第二壁41各自再次被设计为平面的（即不弯曲的）壁，其垂直于测量管2的中心轴线M。

图3以类似于图2的方式示出了根据本发明的超声波测量装置1的第三实施例的示意性截面图。在第三实施例的以下描述中，将仅更详细地讨论与前述的实施例的差异。在其他方面，关于前述实施例的解释也以相同的方式或类似的相同方式适用于第三实施例。在第三实施例中，与前述实施例中相同的部分或具有相同功能的部分用相同的附图标记表示。

根据本发明的超声波测量装置1的第三实施例以与第二实施例（图2）相似的方式设计。然而，在第三实施例中，测量管2被设计有渐缩区域25，沿流动方向A观察，该渐缩区域25布置在第一腔室3和第二腔室4之间。在渐缩区域25中，测量管2具有比入口22处更小的流动横截面，在入口22处测量管2具有更大的流动横截面。这意味着测量管2在第一超声波换能器5和第二超声波换能器6之间的用于流体的流动横截面小于入口22处的流动横截面。

测量管2在第二腔室4的下游并且特别是在出口23处再次具有比在渐缩区域25中更大的流动横截面。优选地，测量管2在出口23处的流动横截面大小与在入口22处的相同。沿流动方向A观察，测量管2在入口处具有更大的流动横截面，然后在第一腔室3的区域中逐渐变细至较小的流动横截面，并且然后在第二腔室4的区域中再次变宽至较大的流动横截面，测量管2在出口22处也具有该较大的流动横截面。

该实施例具有的优点在于，渐缩区域25中的流体以及因此测量区段7上的流体具有比在测量管2的入口22处更高的流速。由于这种测量，由流动流体加速的测量信号和由流动流体减速的测量信号之间的传输时间差可以增加。这意味着有利的测量的分辨率更高。

图4以类似于图3的表示以示意性截面图示出了根据本发明的超声波测量装置1的第四实施例。在第四实施例的以下描述中，将仅更详细地讨论与前述实施例的差异。在其他方面，关于前述实施例的解释也以相同的方式或类似的相同方式适用于第四实施例。在第四实施例中，与前述实施例中相同的部分或具有相同功能的部分用相同的附图标记表示。

根据本发明的超声波测量装置1的第四实施例以与第三实施例（图3）相似的方式设计，但是当然也可以以与第一实施例（图1）或第二实施例（图2）相似的方式设计，即不具有渐缩区域25。

在根据本发明的超声波测量装置1的第四实施例中，第一腔室3在其面对入口22的一侧上具有第一流动引导元件51，该第一流动引导元件51被设计成使得其将第一腔室3前方（沿流动方向A观察）的流体流尽可能平缓地分成两个部分流S1和S2，根据该表示，其中一者，即部分流S1，围绕第一腔室3在上方被引导，并且根据该表示，另一者，即部分流S2，围绕第一腔室3在下方被引导。为此目的，第一流动引导元件51例如在沿流动方向A观察时具有三角形横截面，并且特别是等腰三角形的横截面，其尖端面对入口22，并且其基部与第一腔室3齐平。由于这种设计，流体被分成两个基本上同样强的部分流S1、S2，并且不期望的流动现象（诸如湍流、气穴现象或停滞区域的形成）至少可以显著减少。第一流动引导元件51的三角形设计应被理解为示例。其它流线型的实施例也是可能的，利用这些实施例，流体流可以尽可能平缓地分成两个部分流S1和S2。

优选地，第二腔室4在其面对出口23的一侧上具有第二流动引导元件52，该第二流动引导元件52被设计成使得当从流动方向A观察时，其在第二腔室4的后面尽可能平缓地合并两个部分流S1和S2。为此目的，第二流动引导元件52——以与第一流动引导元件51类似的方式——具有当沿流动方向A观察时的例如三角形横截面，并且特别是等腰三角形的横截面，其尖端面对出口23，并且其基部与第一腔室4齐平。

作为进一步的任选措施，可以提供一个或多个声学透镜61、62来聚焦超声波信号或测量信号。这些声学透镜61和/或62当然也可以为其他实施例提供。

在图4所示的第四实施例中，总共提供了两个声学透镜61、62，即在测量区段7的每一端处各一个。测量区段7在第一超声波换能器5处具有第一端，并且在第二超声波换能器6处具有第二端。第一声学透镜61布置在测量区段7的第一端处，并且第二声学透镜62布置在测量区段7的第二端处。第一声学透镜61优选地布置在第一腔室3的第一壁31上外部，并且第二声学透镜62优选地布置在第二腔室4的第二壁41上外部。两个声学透镜61和62都可以以本身已知的方式被设计成使得它们聚焦或平行化所发射的超声波信号，并将待接收的超声波信号导向相应的超声波换能器5、6。优选地，声学透镜61、62各自以与流动引导元件51、52类似的相同方式设计，使得它们尽可能平缓地分开流体流（第二声学透镜62）或者尽可能平缓地合并流体流（第一声学透镜61），使得流体流中的湍流至少被减少。声学透镜61、62的三角形实施例将被理解为示例。其他实施例也是可能的，例如凸曲线和凹曲线，利用它们可以聚焦或平行化超声波信号。

在第四实施例中，当沿流动方向A观察时，两个声学透镜61、62各自被设计成具有三角形横截面，特别是具有等腰三角形的横截面。声学透镜61、62被布置成使得两个等腰三角形的尖端彼此相对，并且它们的基部与第一壁31或第二壁41齐平。

优选地，两个声学透镜61、62由具有与流体相同声学性质的材料制成，使得沿超声波信号的主要传播方向的角度在声学透镜61或62与流体之间的相应边界表面处没有变化。

图5示出了两个声学透镜61、62的设计的变型。在该变型中，每个声学透镜61、62的等腰三角形横截面的两个腿各自具有台阶结构65，使得在图5中由不带附图标记的虚线箭头表示的每个超声波信号或每个测量信号各自撞击声学透镜61、62之间的垂直于信号的主要传播方向的边界表面，使得信号传播的角度在该边界表面处没有变化。

图6以类似于图4的表示以示意性截面图示出了根据本发明的超声波测量装置1的第五实施例。在第五实施例的以下描述中，将仅更详细地讨论与前述的实施例的差异。在其他方面，关于前述实施例的解释也以相同的方式或类似的相同方式适用于第五实施例。在第五实施例中，与前述实施例中相同的部分或具有相同功能的部分用相同的附图标记表示。

为了更好地理解，图7另外示出了根据本发明的超声波测量装置1的第五实施例的透视图。

在根据本发明的超声波测量装置1的第五实施例中，第一腔室3和第二腔室4各自被设计成使得第一流动引导元件51是第一腔室3的一体部分，并且第二流动引导元件52是第二腔室4的一体部分。

为此目的，第一腔室3和第二腔室4各自被设计成使得当沿流动方向A观察时它们各自具有基本上水滴形的轮廓。第一腔室3的水滴形轮廓的尖端指向入口22，并且第二腔室4的水滴形轮廓的尖端指向出口23。水滴形轮廓的底部形成第一腔室3处的第一壁31和第二腔室处的第二壁41，其中第一超声波换能器5在第一腔室3内布置在第一壁31上，并且第二超声波换能器6在第二腔室4内布置在第二壁41上。这种设计的目的是两个腔室3、4的最可能的流线型设计，其中它们各自同时提供有平面的表面，即第一壁31和第二壁41，两个超声波换能器5、6可以布置在该平面的表面上，使得由它们发射的超声波信号的主要传播方向沿流动方向A或与流动方向A相反。

此外，包括两个腔室3和4的测量管2优选地相对于中心轴线M对称地设计。如果测量管2——如图7所示——设计成圆柱形，则包括两个腔室3和4的测量管2优选地相对于中心轴线M旋转对称。

在第五实施例中，测量管2被设计成使得其具有用于流体从入口22到出口23的至少近似恒定的流动横截面，使得流体以恒定的速度流过测量管2。

为此目的，测量管2在第一腔室3的区域中具有第一凸起26，并且在第二腔室4的区域中具有第二凸起27，流体可以通过所述凸起围绕相应的腔室3或4流动。

在第一腔室3的区域中，第一腔室3与测量管2的壁21的第一凸起26一起界定两个第一部分通道35，这两个第一部分通道35围绕第一腔室3延伸。在图6中由在测量管2的入口22处带有附图标记G的箭头表示的流体的总流被第一流动引导元件51分成两个部分流S1和S2，其中一个部分流流过根据该表示围绕第一腔室3上部的第一部分通道35，并且另一个部分流流过根据该表示围绕第一腔室3下部的第一部分通道35。在第一腔室3的下游，两个部分流S1和S2通过测量管2的壁21中的第一凸起26再次合并。

在第二腔室4的区域中，第一腔室4与测量管2的壁21的第二凸起27一起界定两个第二部分通道45，其围绕第二腔室4延伸。流体流再次被第二腔室4的第二壁41分成两个部分流S1和S2，其中一个部分流流过根据该表示围绕第二腔室4上部的第二部分通道45，并且另一个部分流流过根据该表示围绕第二腔室4下部的第二部分通道45。在第二腔室4的下游，两个部分流S1和S2通过第二流动引导元件52和测量管2的壁21中的第二凸起27再次合并。流体的总流然后通过出口23流出测量管2，如图6中在出口23处带有附图标记G的箭头所示。

如已经提到的，测量管2被设计成使得其在入口22和出口23之间具有恒定的流动横截面。这意味着，在测量管2的入口处的用于流体流动的横截面积与两个第一部分通道35的横截面积之和一样大，并且与两个第二部分通道45的横截面积之和一样大，并且与测量管2的出口23处的横截面积一样大，使得测量管2在其从入口22到出口23的整个长度上具有用于流体的恒定流动横截面。

优选地，所有四个部分通道，即两个第一部分通道35和两个第二部分通道45，每个都具有相同的流动横截面，即所有四个部分通道35、45都具有相同的横截面积。

由于与第一腔室3和第二腔室4两者的流线型、特别是水滴形轮廓结合的高度对称性，可以在测量管2中实现特别有利的流动条件。流体以恒定的流速流动，并且贯穿整个测量管2从直线性仅轻微偏转。这样，可以实现基本上没有湍流或湍流区的流体流动，特别是在两个超声波换能器5、6之间的测量区段7上实现。此外，流体的不期望的停滞区域或沉积或凝结至少可以显著减少。

图8以示意性截面图示出了根据本发明的超声波测量装置1的第五实施例的第一变型。在该第一变型中，提供两个声学透镜61、62以用于聚焦或平行化超声波信号，其方式与结合第四实施例所解释的方式类似。

第一声学透镜61优选地布置在第一腔室3的第一壁31上外部，并且第二声学透镜62优选地布置在第二腔室4的第二壁41上外部。两个声学透镜61和62都可以以本身已知的方式被设计成使得它们聚焦或平行化所发射的超声波信号，并将待接收的超声波信号导向相应的超声波换能器5、6。

在这里描述的第五实施例的第一变型中，两个声学透镜61、62各自如图5所示那样设计和布置，并结合图5进行解释。

图9以示意性截面图示出了根据本发明的超声波测量装置1的第五实施例的第二变型。在该第二变型中，另外提供温度传感器8来确定流体的温度。温度传感器8在这里被布置在测量管2的壁21上或壁21中，并且相对于流动方向A位于两个腔室3、4之间。温度传感器8可以与控制单元和评估单元信号连接。

布置温度传感器8的一种可能性是在壁21中提供连续的孔，例如钻孔，并且将温度传感器8布置在该孔中，使得温度传感器8直接浸没在流体中，即与流体具有直接物理接触。如果流体是生物物质，则温度传感器8与流体接触的部分应当由不会污染流体或以其他方式对流体产生不利影响的材料制成。例如，合适的材料是不锈钢。如果流体是生物材料或包含生物材料，则温度传感器8穿透壁21的馈通（feedthrough）应当以生物相容的方式密封。

另一种可能性是避免流体和温度传感器8之间的直接物理接触，例如通过将温度传感器8设置在壁21的外侧上。流体的实际温度和由壁21引起的由温度传感器8确定的温度之间的差异可以通过例如校准测量来确定，使得随后测量管2中的流体的温度可以由温度传感器8确定的温度来确定。这里，可以有利的是，在壁21的外侧上提供间隙，使得壁21在那里具有较小的厚度。然后，温度传感器8可以布置在该间隙中，并且由于那里的壁较薄，所以可以测量显著更接近于在测量管2中流动的流体的温度的温度。

避免温度传感器8和测量管2中的流体之间的直接物理接触在这样的应用中会是特别有利的，在这样的应用中，对流体的纯度提出了非常高的要求，并且与温度传感器8的接触产生污染的风险。即使在测量管2中有非常侵蚀性的流体（例如酸，诸如在半导体工业中使用的那些酸），但是可以有利的是，避免温度传感器8和测量管2中的流体之间的直接物理接触。

此外，可能存在这样的应用，即，在这种应用中，温度传感器通过其到达测量管中的馈通不能以期望的方式密封，例如以生物相容的方式密封，或者只能以巨大的付出密封。即使对于这些应用来说，优选的设计是，其中避免在测量管2中流动的流体和温度传感器8之间的直接物理接触。

借助于温度传感器8来确定在测量管2中流动的流体的温度具有的优点是，对于流率的测量可以补偿取决于温度的影响。

作为另外的措施，其当然也可以独立于温度传感器8（即在没有温度传感器8的情况下）实现，在第五实施例的第二变型中，第三超声波换能器9和第四超声波换能器10设置在测量管2上。第三和第四超声波换能器9、10各自布置在测量管2的壁21的外侧上，并且被对准，使得它们各自可以发射和接收垂直于流动方向A的超声波信号。在图9中，由第三超声波换能器9发射的超声波信号由带有附图标记S9的虚线箭头表示，并且由第四超声波换能器10发射的信号由带有附图标记S10的虚线箭头表示。第三超声波换能器9和第四超声波换能器S10彼此相对地布置在壁21上，使得第四超声波换能器10可以接收由第三超声波换能器9垂直于流动方向A发射的信号S9，并且相反地，第三超声波换能器9可以接收由第四超声波换能器10垂直于流动方向A发射的信号S10。

应当理解，第三超声波换能器9和第四超声波换能器10也可以信号连接到控制单元或评估单元。

除了已经沿流动方向A和逆着流动方向A穿过流动流体的测量信号之外，评估单元因此还接收已经垂直于流动方向A穿过流体的测量信号。然后，评估单元可以分析或评估已经垂直于流动方向A穿过流体的关于它们穿过流体的传输时间、它们被流体衰减或者当然关于传输时间和衰减的这些测量信号。

由于由第三和第四超声波换能器9和10发射或接收的测量信号都已经各自垂直于流动方向A穿过流体，所以它们穿过流体的相应的传输时间和它们被流体衰减的相应时间与流体流过测量管2的流速无关。因此，流体中的声音传播性质可以从这些测量信号确定，而与流体的流速无关。

因此，流体的至少一个参数可以从垂直于流动方向A发射的测量信号确定，该其取决于流体中的声速或声音衰减。这种参数例如是流体的粘度、空气或气泡的出现、流体中成分的浓度（例如甲醇浓度）、或悬浮液中的固体含量、或生物流体中的细胞密度。

特别地，垂直于流体流动方向A穿过流体的这些测量信号还可以用于检测流体的变化，特别是其组合物的变化，例如成分浓度或密度的增加或减少。因此，该超声波测量装置1特别适用于过程监控，例如在制药或生物过程中，或者用于控制这种过程。因此，例如，可以在一个过程中监测和控制细胞密度、蛋白质浓度、盐浓度、营养液浓度、糖浓度或甲醇浓度。如果借助于超声波测量装置1检测到参数的变化，则可以通过适当设计的控制回路启动校正措施，以便使参数回到其设定点。

由于特别是在测量管中流动的流体的粘度也可以用第三和第四超声波换能器9和10来确定的事实，因此有可能在流量测量期间检测、确定或者甚至补偿流体粘度的变化。

应当理解，结合不同实施例描述的措施当然可以彼此结合，并且不限于相应的具体实施例。在下面给出的解释中，总体上解释被给予根据本发明的超声波测量装置1，即，特别地还有所有实施例及其变型。

测量管2和腔室3和4是超声波测量装置1的在操作状态下与流体接触的那些部件。因此，根据应用选择制作测量管2和两个腔室3和4的材料。优选地，测量管2和腔室3、4由塑料制成。

选择合适材料的基本标准是，例如，流体是否是高纯度流体，其污染应当被防止。另一个标准是该流体是否是只应与生物相容材料接触的生物流体。此外，对于测量管2和腔室3、4对流体的耐受性是否应当有特定的要求是一标准。例如，如果化学侵蚀性流体（例如酸）穿过测量管2，则应当为测量管2和腔室3、4选择对侵蚀性流体具有良好耐受性的材料。这种侵蚀性流体例如是含有酸或高度磨蚀性悬浮液（称为泥浆）的流体。这种流体用于例如半导体工业中。

特别是对于利用生物流体或高纯度流体或生物技术流体的应用，或者对于无菌应用，测量管2和腔室3、4可以例如由符合FDA（联邦药物管理局）关于该问题的指导方针的塑料制成，例如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚四氟乙烯（PTFE）、全氟烷氧基（PFA）、乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）、乙烯氯三氟乙烯（ECTFE）、聚碳酸酯（PC）、氟乙烯丙烯（FEP）、聚三氟乙烯（PCTFE）、乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETG）、聚醚醚酮（PEEK）。这些塑料当然也可以用于测量管2和腔室3、4的其它应用中。

对于许多应用来说，同样优选的是，超声波测量装置1或至少与流体接触的部件（即测量管2和两个腔室3、4）被设计为供一次性使用的一次性使用部分。

作为一次性使用部分或具有一次性使用部分的设计特别适合于这样的应用，其中与流体接触的那些部件的非常高的纯度或无菌性是必要的。关于一次性使用部分的重要方面是，这些一次性使用部分可以尽可能经济和成本有效地生产。在这种情况下，重点特别放在廉价的、简单的原材料上，诸如可商购的塑料。有环保意识的处理和对可用资源的负责任的使用也是一次性使用部分设计的重要方面。

组合物中的术语“一次性使用”，诸如“一次性使用部分”、“一次性使用部件”等是指被设计成供一次性使用的部件或部分，即，其只能按预期使用一次，并且然后被弃置。对于新的应用，必须然后使用新的、先前未使用过的一次性部分。因此，当构造或设计一次性使用部分时，基本方面是一次性使用部分（例如测量管2、第一腔室3和第二腔室4）可以尽可能简单和经济地制造，产生很少的成本，并且可以从以尽可能最低的价格获得的材料生产。另一个方面是，一次性使用部分可以尽可能容易地与针对多次使用（即可重复使用的）而设计的其他部件连结在一起。因此，一次性部分应当能够非常容易地更换，而不需要大量的组装付出。还有一个重要方面是一次性使用部分在使用之后可以被尽可能容易地弃置。为此理由，给予优选的是特别是在弃置期间引起最小可能的环境影响的一次性使用部分的材料。

另一个方面是，一次性使用部分对于某些应用应当是可灭菌的。在这种情况下，特别有利的是，一次性使用部分2、3、4是可伽马灭菌的。在这种类型的灭菌中，向待灭菌的元件施加伽马辐射。伽马灭菌的优点（例如与蒸汽灭菌相比）特别是灭菌也可以通过包装进行。特别是在一次性使用部分的情况下，通常的实践是在生产之后将各部分放在包装中，并且然后在交付给客户之前储存一段时间。在这种情况下，灭菌是通过包装进行的，而这利用蒸汽灭菌或其他方法是不可能的。

另一方面，因为它们只能使用一次，所以一次性使用部分具有的很大优点是，设计不必强调一次性使用部分的良好可清洁性，因为一次性使用部分在按预期使用时不需要进行清洁。此外，通常不需要一次性使用部分2、3、4它们必须可灭菌多于一次。这对于伽马灭菌特别有利，因为伽马辐射的应用会导致塑料降解，使得多次伽马灭菌会使塑料无法使用。

由于在高温和/或高（蒸汽）压力下灭菌对于一次性使用部分通常不是必要的，因此可以使用更加成本有效的塑料，例如那些不能承受高温或不能经受数次高温和压力的塑料。

考虑到所有这些方面，因此优选使用可以至少进行一次伽马灭菌的这种塑料，特别是用于生产一次性部分。这些材料应在至少40 kGy的剂量下保持伽马稳定，以允许单次伽马灭菌。另外，伽马灭菌期间不应产生有毒物质。另外，优选的是，与待混合的物质或混合物质接触的所有材料符合USP第VI类标准。

为了生产与流体接触的一次性使用部分2、3、4，优选以下塑料：聚乙烯（PE）、低密度聚乙烯（LDPE）、超低密度聚乙烯（ULDPE）、乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚氨酯（PU）、硅树脂、聚偏二氟乙烯（PVDF）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚丙烯酸、聚碳酸酯（PC）、聚醚醚酮（PEEK）。

对于其中一次性使用部分2、3、4应当是可伽马灭菌的应用，例如，以特氟隆、聚四氟乙烯（PTFE）和全氟烷氧基聚合物（PFA）为商标名的材料不太合适，或者甚至不合适。对这些材料进行伽马灭菌涉及危险气体（诸如氟）逸出的风险，危险气体然后会形成有毒或有害的化合物（如氢氟酸）。

还优选的是，由塑料制成的部件可以借助于注射成型过程来生产，因为这是一种特别成本有效的制造方法。

此外，本发明提出了一种用于制造根据本发明的超声波测量装置1的方法，其特征在于，测量管2、第一腔室3和第二腔室4由塑料制成。

基于图10至14，解释根据本发明的方法的不同优选变型，其中主要参考根据本发明的超声波测量装置1的第五实施例的制造。当然，这些方法或变型以类似的相同方式适合于其他实施例的制造。

优选地，测量管2、第一腔室3和第二腔室4以注射成型过程制造。为此目的，形成测量管2和两个腔室3、4的塑料优选为热塑性塑料。

根据图10所示的实施例，测量管2、第一腔室3和第二腔室4被制造成单件式。为此目的，例如吹塑过程是合适的，吹塑过程一种特殊的注射成型过程。在此过程中，首先通过常规注射成型来生产成型品。然后将其加热，引入工具中，并通过施加气体或空气吹制成由工具给出的最终形状。

在图11至14所示的变型中，由测量管2、第一腔室3和第二腔室4组成的单元由数个单独部分连结在一起，优选每个部分都是注射成型的。每个单独部分通过注射成型制造，并且然后连结在一起，优选通过焊接过程连结在一起。

在图11至14中，测量管2、第一腔室3和第二腔室4各自以分解图示出，每幅图示出了通过注射成型制造的分开的单独部分，并且然后将这些部分连结在一起以形成由测量管2、第一腔室3和第二腔室4组成的单元。

在图11所示的变型中，提供了四个单独部分101、102、103和104，每个部分都是Y形的。第一单独部分101从入口22延伸到第一区段，该第一区段被制成垂直于中心轴线M并穿过第一腔室3的中部。第二单独部分102从该第一区段延伸到第二区段，该第二区段被制成垂直于中心轴线M并且位于第一腔室和第二腔室之间的中间。第三单独部分从该第二区段延伸到第三区段，该第三区段被制成垂直于中心轴线M并穿过第二腔室4的中心。第四单独部分104从该第三区段延伸到测量管2的出口23。优选地，第一单独部分101和第四单独部分104相同地设计，并且第二单独部分102和第三单独部件103也相同地设计。由于这个事实，注射成型所述单独部分101、102、103和104只需要两种不同的工具。然后需要三个连结过程（优选地焊接过程）来将四个单独部分101至104连结在一起。

在图12所示的变型中，提供了四个单独部分201、202、203、204，即包括入口22的入口部分201、包括出口23的出口部分204、布置在入口部分201和出口部分204之间并且根据该表示在顶部处敞开的下部部分202、以及覆盖下部部分202的盖203。入口部分201从入口22延伸到第一区段，该第一区段被制成垂直于中心轴线M并且在入口22和第一腔室3之间。出口部分204从第二区段延伸，该第二区段被制成垂直于中心轴线M并且在第二腔室4和出口23之间。下部部分202和盖203各自从第一区段延伸到第二区段，其中下部部分202和盖203通过平行于中心轴线M的截面彼此分开。

在该变型中，入口部分201和出口部分优选地被相同地设计。由于这个事实，注射成型所述单独部分201、202、203和204只需要三种不同的工具。然后需要三个连结过程（优选地焊接过程）来将四个单独部分201至204连结在一起。

在图13所示的变型中，提供了两个单独部分301、302，即下部部分301和盖部分302。下部部分301通过一截面与盖部分302分开，该截面被制成在包括第一腔室3、第二腔室4和测量管2的中间区段的区域中平行于中心轴线M。在第一腔室3的入口侧上和第二腔室4的出口侧上，该截面相对于中心轴线M倾斜地延伸，根据该表示向下延伸，使得入口22和出口23各自完全属于盖部分302。

由于这个事实，注射成型所述单独部分301和302只需要两种不同的工具。然后只需要一个连结过程（优选地焊接过程）来将两个单独部分301和302连结在一起。

在图14所示的变型中，也仅提供了两个单独部分401、402，即下部部分401和盖部分402。下部部分401通过基本平行于中心轴线M的截面与盖部402分开，其中该区段一方面终止于入口22和第一腔室3之间，并且另一方面终止于第二腔室4和出口23之间，使得下部部分401相对于由中心轴线M限定的方向比盖部分402更长。因此，入口22和出口23各自完全属于下部部分401。

对于注射成型所述单独部分401和402的这种变型，只需要两种不同的工具。然后只需要一个连结过程（优选地焊接过程）来将两个单独部分401和402连结在一起。

此外，本发明提出了一种用于对流动流体进行测量的超声波测量系统。图15以示意性表示示出了根据本发明的超声波测量系统的第一实施例，该超声波测量系统整体上用附图标记500表示。

根据本发明的超声波测量系统500可特别地包括根据本发明的超声波测量装置1。与根据本发明的超声波测量装置1的实施例及其所有变型相关的前述解释也以相同的方式或类似的相同方式适用于根据本发明的超声波测量系统500。在根据本发明的超声波测量系统500的情况下，与超声波测量装置1的前述实施例中相同的部分或功能等同的部分用相同的附图标记表示。

根据本发明的超声波测量系统500包括被设计成供一次性使用的一次性使用装置510、设计成供多次使用的可重复使用装置520以及第一超声波换能器5和第二超声波换能器6。在第一实施例中，两个超声波换能器5、6是一次性使用装置510的一部分，即，两个超声波换能器5、6被设计成供一次性使用。

一次性使用装置510包括被设计为上述意义上的一次性使用部分的所有那些部件。这些特别是测量管2、第一腔室3和第二腔室4，第一超声波换能器5布置在第一腔室3中，第二超声波换能器6布置在第二腔室4中。测量管2具有中心轴线M，其限定用于流体的流动方向A。测量管2还具有用于流体的入口22和出口23。流体在图15中由两个箭头F象征性地表示。第一腔室3和第二腔室4的彼此面对的表面的面界定用于流体的直线测量区段7，该直线测量区段7从第一腔室3延伸到第二腔室4。第一腔室3和第二腔室4被设计和布置成使得流体可以围绕它们中的每一者流动，并且测量区段7沿流动方向A延伸。

可重复使用装置520包括控制装置540，该控制装置被设计成致动超声波换能器5、6并从超声波换能器5、6接收信号，并且该控制装置还包括用于评估和分析从超声波换能器5、6接收到的信号的评估单元。

可重复使用装置520能够可拆卸地连接到一次性使用装置，使得可重复使用装置520和一次性使用装置510相对于彼此固定。一次性使用装置510与可重复使用装置520的连接被设计成使得其可以用手被释放和封闭，而不需要使用工具。

在超声波测量系统500的第一实施例中，提供了至少一个机械夹具531，其是可重复使用装置520的一部分，并且可以以卡扣连接的形式与一次性使用装置510重叠，使得一次性使用装置510可以被夹持到可重复使用装置520。当然，也可以提供数个机械夹具531。

为了将一次性使用装置510连接到可重复使用装置520，在可重复使用装置上还设置有突起532，当与一次性使用装置510组装时，突起532接合设置在一次性使用装置中的凹部533中。突起532和凹部533优选地被设计成用于形状锁定配合，使得一次性使用装置510可以容易地放置在可重复使用装置520上或从可重复使用装置520移除。

为了更好地理解，图15中的示意性表示仍然示出了与可重复使用装置520稍微分开的一次性使用装置510。应当理解，在组装状态下，突起532接合在凹部533中，并且一次性使用装置510优选地搁置在可重复使用装置520上。

控制装置540包括供应和通信单元541，其可以经由信号连接542被供应有能量，以用于供应超声波测量系统500。此外，供应和通信单元541用作与用户进行通信和数据交换的接口。供应和通信单元541信号连接到中央处理单元544，如箭头543所指示的。在中央处理单元544中，产生用于致动超声波换能器5、6的信号。中央处理单元544还包括评估单元，用于评估和分析从超声波换能器5、6接收到的信号。

中央处理单元544信号连接到模拟单元545，如箭头546所示，存储器接口547经由第一信号连接U1连接到第一超声波换能器5，并且经由第二信号连接U2连接到第二超声波换能器U2。超声波换能器5、6经由信号连接U1和U2被致动，并且从超声波换能器5、6接收到的测量信号被馈送到控制单元540中。

此外，存储器接口547设置在控制装置540中，如箭头548所示，控制装置540信号连接到中央处理单元540。存储器接口547还可以经由第三信号连接U3与存储器单元511通信，存储器单元511设置在一次性使用装置510中。特别地，特定于相应的一次性使用装置510的特定校准数据或配置参数存储在存储器单元511中。一旦一次性使用装置510连接到可重复使用装置520，控制装置540的存储器接口547就可以从相应的一次性使用装置510的存储器单元511读出这些特定的校准数据，并将它们传输到中央处理单元544。

附加信息可以存储在存储器接口547中，特别是还有特定于某个一次性使用装置510的信息，例如一次性使用装置510的使用寿命或温度随时间的曲线。

温度传感器8也设置在控制装置540中，以确定流体的温度。温度传感器8设置在突起532中，使得在组装一次性使用装置510和可重复使用装置520之后，温度传感器8尽可能靠近流体流过的测量通道7放置。温度传感器8信号连接到中央处理单元544，如带有附图标记81的箭头所示。

由于该实施例，被设计为一次性使用部分的测量管2（其中布置有超声波换能器5、6）可以以非常简单的方式固定到可重复使用装置520，并且特别是无需工具。不需要进一步的措施，因为所有需的校准数据或配置数据都被自动馈送到中央处理单元544中，使得超声波测量系统500可以立即投入操作中。还特别有利的是，成本密集型部件（诸如所需的电子部件）被集成在可重复使用装置520中。

图16以透视表示示出了超声波测量系统500的第一实施例的第一变型，其中一次性使用装置510还没有插入到可重复使用装置520中。图17从不同的视角示出了同一个变型，其中一次性使用装置510被插入到可重复使用装置520中。

在该变型中，提供了两个机械夹具531，其中一个可以以卡扣连接的形式夹住测量管2的入口22，并且另一个可以夹住测量管2的出口23。为了将一次性使用装置510连接到可重复使用装置520，将一次性使用装置510插入到可重复使用装置520中并在其上按压，使得入口22和出口23卡扣到两个机械夹具531中。释放机构535也设置在每个机械夹具531上。通过按压相应的释放机构535，机械夹具531释放一次性使用装置510。

方向箭头R也设置在可重复使用装置520上，其指示流体的流动方向A。这种方向箭头也在一次性使用装置510上。

任选地，键518可以设置在一次性使用装置510上，为此，可重复使用装置520具有接收键518的凹槽528。以这种方式，可以确保一次性使用装置510只能沿恰好一个取向插入可重复使用装置520中。

图18以透视表示示出了超声波测量系统500的第一实施例的第二变型，其中一次性使用装置510还没有插入到可重复使用装置520中。

在该第二变型中，可重复使用装置520包括壳体600，其被设计为可锁定壳体600。壳体600包括第一壳体部分610和第二壳体部分620，它们通过铰接接头630彼此连接。图18示出了处于打开状态的壳体600。控制装置540布置在第一壳体部分610中。第二壳体部分620用作盖，壳体600可以用该盖被封闭。壳体600还具有连续的中央凹部640，其延伸穿过整个壳体600并用于接收一次性使用装置510。

壳体600还具有锁定机构650，以封闭壳体600并因此相对于可重复使用装置520固定插入凹部640中的一次性使用装置510。锁定机构650在此布置在第一壳体部分610上，并且包括被设计成用于与第二壳体部分620中的凹部621配合的带651。

一次性使用装置510被插入到中央凹部640中，使得突起532接合在凹部533中。随后，两个壳体部分610、620折叠在一起，即第二壳体部分620折叠在一次性使用装置510上，使得带651接合在凹部621中并与第二壳体部分620重叠。这样，壳体600被封闭，并且一次性使用装置510相对于可重复使用装置520被固定。

图19以透视分解图示出了一次性使用装置510的优选实施例。为了更好地理解，图20仍然以截面图且以组装状态示出了该实施例，其中截面是沿着流动方向A截取的。

在该实施例中，除了超声波换能器5、6之外，一次性使用装置510包括三个部分，即主要部分700、盖710和基部720。

主要部分710包括入口22、出口23、两个腔室3、4以及在两个腔室3、4之间形成测量区段7的通道。当一次性使用装置510插入到可重复使用装置520中时，盖710在背离可重复使用装置520的一侧上封闭一次性使用装置510。因此，盖710在操作期间与流体接触，因为根据该表示，盖710在顶部处封闭测量区段7。根据该表示，形成测量区段7的通道由基板701向下界定（图20），基板701是主要部分700的一体部分。根据基板701下方的表示，提供了基部720，其封闭一次性使用装置510。当一次性使用装置510插入到可重复使用装置520中时，基部720搁置在可重复使用装置520上。在主要部分700（即，基板701）的下侧和基部720之间设置有空腔70，该空腔将第一腔室3与第二腔室4连接起来。

类似于图14表示的实施例，主要部分700和盖710由基本平行于中心轴线M的截面分开，其中该截面一方面终止于入口22和第一腔室3之间，并且另一方面终止于第二腔室4和出口23之间，使得主要部分700相对于由中心轴线M限定的方向比盖710更长。因此，入口22和出口23各自完全属于主要部分700。盖710被设计成在两端的区域中都形成斜面。主要部分700在两端的区域中都包括互补的斜面。

此外，数个凹槽702设置在主要部分700中，每个凹槽沿流动方向A延伸，并且横向于形成测量区段7的通道布置，这增加了测量区段7的机械稳定性。

主要部分700、盖710和基部720各自单独地制造，优选借助于注射成型过程制造，并且然后在连结过程中被连结在一起。特别地，主体部分700与盖710的连结需要特别小心，因为这种连接必须设计成不透流体的，并且特别是不透液体的。诸如激光焊接的焊接方法或粘合剂结合特别适合作为用于连结主要部分700、盖710和基部720的方法。诸如旋拧的方法也是可能的。

这里描述的实施例的一个特别优点是，单件式主要部分700包括从入口22到出口23的整个尺寸，即，特别是还包括腔室3、4和形成测量区段7的通道。这增加了整个一次性使用装置510的机械稳定性，并防止了不对准。

电触点721设置在基部720中，电触点721属于信号连接U1、U2和U3，一次性使用装置510和可重复使用装置520经由信号连接交换信号，并且能量可以经由信号连接被供应给一次性使用装置510。此外，开口722设置在基部720中，基部720是凹部533的一部分。

根据另一个实施例，第一腔室3和/或第二腔室4各自设置在分开的腔室插入件30中。这样的实施例在图21——图23中示出。

图21示出了腔室插入件30的平面图，可以第一腔室3和第二腔室4两者提供该腔室插入件30。为了更好地理解，图22以沿流动方向A的截面示出了腔室插入件30。

分开的腔室插入件30被插入为此目的设置的开口中，并且然后优选通过焊接过程、特别是通过激光焊接与一次性使用装置510连结在一起。焊缝S在图21至图23中由虚线或由点S指示。如图22中特别示出的，可以设置定位元件40，例如凹槽和接合在凹槽中的销，使得相应的超声波换能器5或6沿流动方向A正确对准。

图23以类似于图22的表示示出了腔室插入件30的变型，其紧固需要更少的焊缝S。

图24示出了信号连接U1、U2或U3的可能实施例，其实现了一次性使用装置和可重复使用装置之间的电连接。

在可重复使用装置520的面对处于组装状态的一次性使用装置510的表面中，提供了一个或多个弹簧触点90，每个弹簧触点90包括从可重复使用装置520突出的导电头91，导电头91由弹簧元件92弹簧加载。每个弹簧触点经由信号连接U1或U2信号连接到模拟单元545。优选地，导电头91由金制成。

电触点721设置在一次性使用装置510的基部720中，其被布置成使得在一次性使用装置510和可重复使用装置520的组装状态下，它们按压在弹簧触点90上，并因此在一次性使用装置510和可重复使用装置520之间形成电连接。

每个电触点721都通过密封元件722（例如，O形环）得到保护以防流体从一次性使用装置510泄漏。每个弹簧触点90都由密封元件93（例如，O形环）保护，以防流体渗透到可重复使用装置520中。

对于每个超声波换能器5、6——在图24中仅表示了第一超声波换能器5——提供了两个电触点721，每个电触点经由信号连接U1或U2连接到相应的超声波换能器5或6。这可以借助于例如导线来实现。

当然，也可以为两个超声波换能器5和6提供公共参考导体，使得总共需要三条电线，即公共接地参考导体和用于每个超声波换能器5或6的一条线。

一次性使用装置510中的存储器单元511和存储器接口之间的信号连接U3也可以以类似的相同方式设计。

图25以类似于图24的表示示出了信号连接U1、U2的另外的可能的实施例，其实现了一次性使用装置510和可重复使用装置520之间的电连接。在该实施例中，代替电触点721，在一次性使用装置中提供PCB（印刷电路板）725，其优选地被设计为柔性PCB并被布置在空腔70中。当然，在其他实施例中可以提供数个PCB。例如，PCB 725可以借助于胶粘或借助于压配合技术以防水的方式固定在空腔70中，使得流体不能从一次性使用装置中逸出。

PCB 725具有布置在开口727上的接触表面726，使得弹簧触点90可以接触接触表面726。特别地，如果PCB 725被设计为柔性PCB，则PCB 725可以经由钎焊连接直接连接到超声波换能器5、6。

图26以类似于图24的表示示出了信号连接U1、U2的另外的可能的实施例，其实现了一次性使用装置510和可重复使用装置520之间的电连接。在该实施例中，在一次性使用装置510和可重复使用装置520之间不提供直接电接触，而是提供电感耦合。为此目的，提供了分离式电力变压器95，其一侧951布置在可重复使用装置中，并且其另一侧952布置在一次性使用装置510中。

在一次性使用装置510中提供PCB 725的那些实施例中，存储器单元511可以集成在PCB 725中，例如作为固态存储器或微控制器。除了一次性使用装置510的校准数据或配置参数之外，诸如操作时间或其他信息的其他参数、特别是特定于相应的一次性使用装置510的信息也可以存储在那里。此外，简单或智能的错误检测和校正装置也可以集成在存储器单元511中。

一次性使用装置510的存储器单元511和可重复使用装置520的存储器接口547之间的通信还可以借助于RFID（RFID：射频识别）技术来实现。这样的实施例在图27中示出。为了更好地理解，图28仍然示出了用于射频识别的两个部件。

第一天线载体810设置在一次性使用装置510中，其承载第一天线820，第一天线820连接到布置在第一天线载体810上的无源应答器830。

第二天线载体850设置在可重复使用装置520中，其承载第二天线860，第二天线860连接到布置在第二天线载体850上的有源收发器870。有源收发器870信号连接到存储器接口547。

无源应答器830和有源收发器870以本身已知的方式经由电磁场EM彼此通信。

无源应答器830和有源应答器870各自被布置成使得它们在一次性使用装置510和可重复使用装置520的组装状态下尽可能彼此靠近。通过使用合适的EM场强度和天线820、860的形状，可以实现仅读取直接相邻的无源应答器830，而不读取紧邻的其他无源应答器。

图29和图30中表示了将特定一次性使用装置510的配置参数和/或校准数据传送到可重复使用装置520的存储器接口547的另一种可能性。在该实施例中，一次性使用装置510设置有标签900，标签900包含对于该一次性使用装置510的特定信息910，即例如校准数据。例如，标签900被设计为二维“条形码”，例如QR码。标签900被施加到一次性使用装置510，在一次性使用装置510的面对处于组装状态的可重复使用装置520的那一侧上，该标签从外部可见。

摄像机920设置在可重复使用装置520中，其可以记录标签900。这意味着标签900布置在一次性使用装置510上，使得当一次性使用装置510和可重复使用装置520处于组装状态时，它在摄像机920的视线内。

摄像机900信号连接到存储器接口547。任选地，透镜930和/或至少一个光源940可以设置在可重复使用装置520中，以确保在所有条件下摄像机920对标签900的可靠光学检测。光源940特别地可以设计成为LED。

应当理解，除了温度传感器之外，还可以在可重复使用装置中提供其他传感器，例如通过其可以检测流体中的气泡或颗粒的传感器，或者通过其可以检测流体中的变化的传感器，例如颜色变化或PH值的变化。这些传感器可以是例如光学传感器或电磁或电容或磁传感器。

图31中表示了一次性使用装置510的实施例的另外的有利措施。沿着测量区段7在测量管2的壁中提供数个凹部20，这些凹部捕获超声波信号的反射，使得这些反射不能返回到测量区段7，或者这些反射至少被强烈衰减。凹部20优选被布置成使得它们形成相对于中心平面E对称的结构，该中心平面E垂直于流动方向A并且位于第一超声波换能器5和第二超声波换能器6之间的中间。

图32示出了设计一次性使用装置510的又一另外的有利措施。在该实施例中，缓冲区311或411各自设置在第一超声波换能器5和第一腔室3的第一壁31之间以及第二超声波换能器6和第二腔室4的第二壁41之间，以便减弱所产生的超声波信号的近场或者防止近场穿透到测量区段7中。在超声波换能器5或6正前方的近场中，混乱的波条件占优势，如果近场穿透测量区段7，则这将导致高信号损耗。借助于缓冲区311和411，可以实现基本上只有远场被引入测量区段7中。优选地，每个缓冲区311或411沿流动方向A上的长度至少是相应超声波换能器5或6沿流动方向A的延伸的四倍。

作为缓冲区311或411的替代方案，还可以将特殊陶瓷用于超声波换能器5或6，其仅产生可忽略的近场。这种特殊的陶瓷包括，例如，布置成二维矩阵的大量非常小的振动晶须。

图33示出了根据本发明的超声波测量系统500的第二实施例的透视图。在第二实施例的以下描述中，将仅详细解释与第一实施例的区别。在其他方面，关于第一实施例的解释也以相同的方式或类似的相同方式适用于第二实施例。在第二实施例中，与第一实施例中相同的部分或具有相同功能的部分用相同的附图标记表示。

与第一实施例的主要区别在于，在第二实施例中，第一超声波换能器5和第二超声波换能器6是可重复使用装置520的一部分，并且一次性使用装置510不包括任何超声波换能器，这使得一次性使用装置510的制造更加成本有效。

图34示出了第二实施例的一次性使用装置510的透视截面图。为了更好地理解，图35仍然示出了图34的细节的放大视图。图36示出了解释超声波信号到测量区段7中的耦合的示意图。

在第二实施例中，第一超声波换能器5和第二超声波换能器6布置在控制装置540中，使得在一次性使用装置510和可重复使用装置520的组装状态下，根据该表示，它们布置在第一腔室3下方和第二腔室4下方。

在以下解释中，仅提及了第一超声波换能器5和第一腔室3。应当理解，这些解释也类似地适用于第二超声波换能器6和第二腔室4。

波导元件39设置在第一腔室3中，其包括耦合表面391，耦合表面391的表面法线矢量垂直于流动方向A，并且其面对第一超声波换能器5。波导元件39还具有去耦表面392，其表面法线矢量沿流动方向A，并且其由第一腔室3的第一壁31形成。波导元件39还具有偏转表面393，该偏转表面393的表面法线矢量相对于流动方向A以45°倾斜，使得通过耦合表面391到达的超声波信号沿流动方向A被偏转或反射。偏转表面393可以涂覆有反射增强材料394（图36）或由反射增强材料394组成。在图36中，超声波信号由带有附图标记US的箭头表示。

Claims (15)

1.一种用于对流动流体进行测量的超声波测量装置，其：具有测量管（2），所述测量管具有限定流体的流动方向（A）的中心轴线（M）；具有第一腔室（3），在所述第一腔室中布置有第一超声波换能器（5）；并且具有第二腔室（4），在所述第二腔室中布置有第二超声波换能器（6），其中，所述测量管（2）具有用于流体的入口（22）和出口（23），并且其中，所述第一超声波换能器（5）和所述第二超声波换能器（6）界定用于流体的直线测量区段（7），其特征在于，所述第一腔室（3）和所述第二腔室（4）被设计和布置成使得流体可以围绕它们中的每一者流动，并且所述第一超声波换能器（5）和所述第二超声波换能器（6）被布置成使得所述测量区段（7）沿流动方向（A）延伸。

2.根据权利要求1所述的超声波测量装置，其中，所述第一腔室（3）和所述第二腔室（4）布置在所述测量管（2）中处于所述入口（22）和所述出口（23）之间。

3.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其中，所述第一超声波换能器（5）和所述第二超声波换能器（6）布置在所述测量管（2）的中心轴线（M）上。

4.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其中，所述测量管（2）具有用于所述第一超声波换能器（5）和所述第二超声波换能器（6）之间的流体的流动横截面，所述流动横截面小于所述测量管（2）的入口（22）处的流动横截面。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的超声波测量装置，其中，所述测量管（2）对于所述第一超声波换能器（5）和所述第二超声波换能器（6）之间的流体具有基本恒定的流动横截面。

6.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其中，所述第一腔室（3）被布置成更靠近所述入口（22），并且所述第二腔室（4）被布置成更靠近所述出口（23），其中，所述第一腔室（3）在其面对所述入口（22）的一侧上具有第一流动引导元件（51），用于减小湍流，和/或其中，所述第二腔室（4）在其面对所述出口（23）的一侧上具有第二流动引导元件（52），用于减小湍流。

7.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其中，所述测量区段（7）在所述第一超声波换能器（5）处具有第一端，并且在所述第二超声波换能器（6）处具有第二端，并且其中，用于聚焦超声波信号的声学透镜（61、62）分别设置在所述测量区段（7）的每一端处。

8.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其中，所述第一腔室（3）和所述第二腔室（4）各自沿流动方向（A）具有基本上为水滴形的轮廓。

9.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其进一步包括用于确定流体温度的温度传感器（8）。

10.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其中，第三超声波换能器（9）和第四超声波换能器（10）设置在所述测量管（2）上，其中，所述第三超声波换能器（9）和所述第四超声波换能器（10）彼此相对设置，并且各自垂直于用于发射超声波信号的流动方向（A）布置和对准。

11.根据前述权利要求中任一项所述的超声波测量装置，其被设计为供一次性使用的一次性使用部分。

12.一种用于对流动流体进行测量的超声波测量系统，其具有被设计成供一次性使用的一次性使用装置（510）、被设计成供多次使用的可重复使用装置（520）、第一超声波换能器（5）和第二超声波换能器（6），

其中，所述一次性使用装置（510）包括测量管（2）、第一腔室（3）和第二腔室（4），其中所述测量管（2）具有限定流体流动方向（A）的中心轴线（M），其中，所述第一腔室（3）被设计成用于发射第一超声波换能器（5）的信号，其中，所述第二腔室（4）被设计成用于发射第二超声波换能器（6）的信号，其中，测量管（2）还具有用于流体的入口（22）和出口（23），其中，第一腔室（3）和第二腔室（4）界定用于流体的直线测量区段（7），所述直线测量区段从所述第一腔室（3）延伸到所述第二腔室（4），其中，所述第一腔室（3）和所述第二腔室（4）被设计和布置成使得流体可以围绕它们中的每一者流动，并且所述测量区段（7）沿流动方向（A）延伸，

其中，所述可重复使用装置（520）包括控制装置（540），所述控制装置被设计成致动所述超声波换能器（5、6）并从所述超声波换能器（5、6）接收信号，

并且其中，所述可重复使用装置（520）能够可拆卸地连接到所述一次性使用装置（510），使得所述可重复使用装置（520）和所述一次性使用装置（510）相对于彼此固定。

13.根据权利要求12所述的超声波测量系统，其中，所述一次性使用装置（510）和所述可重复使用装置（520）能够借助于夹持连接彼此连接。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的超声波测量系统，其中，所述第一超声波换能器（5）和所述第二超声波换能器（6）是所述一次性使用装置（510）或所述可重复使用装置（520）的一部分。

15.一种用于根据权利要求12至14中任一项设计的超声波测量系统的一次性使用装置。

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