DE10109161A1 - Durchflußmesser - Google Patents
DurchflußmesserInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Durchflußmesser für flüssige oder gasförmige Medien mit einer zumindest teilweise durchströmten Meßkammer 2, mindestens einem Einlaß- 3 und mindestens einem Auslaßkanal 4 und mit mindestens einem Ultraschallwandler 5, 6 zur Erzeugung von Ultraschallsignalen, wobei in der Meßkammer 2 mindestens ein Mittel zur Erzeugung mindestens eines Strahls 9 des zu messenden Mediums vorgesehen ist und die Ultraschallsignale 7 den mindestens einen Strahl 9 zumindest teilweise durchsetzen.
Description
Die Erfindung betrifft einen Durchflußmesser für flüssige oder gasförmige
Medien mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Durchflußmesser für flüssige oder gasförmige Medien weisen eine zumindest
teilweise durchströmte Meßkammer auf, in die mindestens ein Einlaßkanal
mündet und von der mindestens ein Auslaßkanal wegführt. Die Messung des
durchströmenden Mediums erfolgt mit mindestens einem Ultraschallwandler, der
Ultraschallsignale erzeugt, die das strömende Medium in der Meßkammer mit und
entgegen der Strömungsrichtung durchsetzen. Aus den gemessenen Laufzeiten
bzw. aus der Differenzlaufzeit wird dann die Strömungsgeschwindigkeit des
Mediums ermittelt. Der Durchflußmesser wird dabei durch zwei physikalische
Rahmenbedingungen in seiner Meßdynamik begrenzt, nämlich zum einen durch
die erzielbare Laufzeitdifferenz mit dem Ultraschallstrahl sowie zum anderen
durch den durch die Meßstrecke entstehenden Druckabfall. Die erzielbare
Laufzeitdifferenz bei parallel ausgerichteter Strömung zur
Schallausbreitungsrichtung unter einem kreisrunden Querschnitt läßt sich nach
folgender Formel berechnen:
Dabei stellen d und l Konstruktionsparameter dar, die variabel gestaltet werden
können. Je länger die Meßstrecke l und je kleiner der Durchmesser d ist, desto
größer ist die erzielbare Laufzeitdifferenz dt. Die Länge der Meßstrecke wird
jedoch durch die maximale Baugröße des Zählers begrenzt. Auch der
Durchmesser des Zählers ist in Folge des maximal zulässigen Druckverlustes z. B.
von 1 bar bei dem maximalen Durchfluß auf eine Mindestgröße begrenzt. Bei
einem geraden Rohr bei turbulenter Strömung kann der Zusammenhang zwischen
Druckverlust Δp, Durchmesser d und Rohrlänge l durch folgende Formel
beschrieben werden:
Δp = const. (l/d4) Q2
Aus dieser Formel wird ersichtlich, daß gerade für hohe Durchflüsse mit einer
turbulenten Strömung die Reduzierung des Durchmessers stark begrenzt ist.
Aus DE 199 30 278 A1 ist ein Ultraschallzähler zur Bestimmung des
Strömungsvolumens einer strömenden Flüssigkeit bekannt, der zwei
Ultraschallwandler aufweist, die seitlich neben dem Strömungskanal einer
Meßstrecke angeordnet sind. Die Ultraschall-Strahlung wird im wesentlichen
senkrecht zur Achse der Meßstrecke eingekoppelt und über Reflektoren im
wesentlichen zur Achse der Meßstrecke umgelenkt, wobei die beiden
gegenüberliegenden Reflektoren jeweils mit einer oder mehreren Strömungs-
Öffnungen zum direkten Durchleiten der Flüssigkeit in die Meßstrecke zwischen
den Reflektoren versehen sind. Der Vorteil besteht darin, daß keine
Strömungsumlenkung erforderlich ist und trotz der Reflektionselemente keine
wesentliche Störung des Strömungsprofils entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Durchflußmesser mit den
Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1 derart auszubilden, daß eine
genauere Messung, insbesondere bei niedrigen Durchflüssen durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Durchflußmessers ergeben sich aus den
Unteransprüchen 2-44.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß in der Meßkammer mindestens
ein Mittel zur Erzeugung mindestens eines Strahls des zu messenden Mediums
vorgesehen, wobei die Ultraschallsignale den Strahl zumindest teilweise
durchsetzen. Bis zu einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit des in die
Meßkammer hineinströmenden Mediums bildet sich der Strahl als Freistrahl aus,
so daß laminare Strömungsverhältnisse vorliegen und eine Vermischung bzw.
Verwirbelung und damit eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit
ausbleibt. Das Ultraschallsignal durchsetzt über eine möglichst lange Strecke den
ohne Reibungsverlusten ausgebildeten Strahl, so daß eine im Vergleich zum Stand
der Technik wesentlich genauere Messung durchgeführt werden kann, ohne daß
die Abmessungen der Meßkammer in Länge und Breite geändert werden müssen.
Durch den mittels des Freistrahls erzeugten Meßeffekt kann auch die Länge der
Meßstrecke verkürzt werden oder eine höhere Meßdynamik bzw. Meßgenauigkeit
erreicht werden.
Erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit, so entstehen im Freiraum
Turbulenzen, die den Strahl verwirbeln mit der Folge, daß der relative Meßeffekt
in Abhängigkeit von der Durchflußmenge sinkt. In diesem Fall ist aber die
Strömungsgeschwindigkeit groß genug, um eine genügend große
Differenzlaufzeit zu bilden. Die Messung ist auf einen Strahl nicht mehr
angewiesen. Durch den Freiraum bleibt zusätzlich im Gegensatz zu einem
konstanten Querschnitt einer Meßstrecke der Druckabfall des strömenden
Mediums im System relativ niedrig, so daß erst bei höheren Durchflüssen die
Druckabfallsgrenze erreicht wird.
Unter dem Mittel zur Erzeugung eines Strahles ist stets auch ein Mittel zur
Erzeugung mindestens eines Strahles zu verstehen. An das Mittel zur
Stahlerzeugung kann ein Freiraum angrenzen, in den das Medium als Strahl
eintritt. Zweckmäßigerweise kann der Freiraum eine Mindestlänge aufweisen, die
der maximalen Länge des Strahls entspricht, so daß sich der Strahl zumindest in
seiner Länge möglichst frei ausbilden kann. Der Durchmesser des Freiraums kann
so bemessen sein, daß der Strahl bei einer Strömung unterhalb der kritischen
Reynold'schen Zahl Rekrit die Wandung im Bereich der Meßstrecke nicht berührt.
Dabei kann das Medium bei einer Strömung unterhalb der kritischen
Reynold'schen Zahl Rekrit in den Freiraum als Strahl eintreten, der insbesondere
als Freistrahl ausgebildet ist. Der Freistrahl berührt im Bereich des Freiraumes die
Wandung der Meßkammer nicht, so daß in diesem Bereich keine wesentlichen
Geschwindigkeitsverluste auftreten können, die zu einer Reduzierung der
gemessenen Durchflußmenge führen würden.
Vorteilhafterweise kann das Mittel zur Erzeugung eines Strahls als Blende mit
mindestens einer Öffnung ausgebildet sein, wobei die Öffnung insbesondere als
Düse geformt sein kann. Die Blende kann in einfacher, platzsparender und stabiler
Weise in die Meßkammer eingesetzt werden und dabei an der Wandung der
Meßkammer anliegen. Die Düse dient der richtungsorientierten Ausbildung des
Mediums als Strahl im daran angrenzenden Freiraum. Es ist jedoch auch möglich,
daß das Mittel zur Erzeugung eines Strahls z. B. als Rohr ausgebildet ist, womit
ebenfalls eine Strahlausbildung des zu messenden Mediums herbeigeführt werden
kann.
Zweckmäßigerweise kann die Außenkontur der mindestens einen Öffnung der
Innenkontur des Freiraumes entsprechen, damit sich der Strahl optimal ausbilden
kann.
Das Verhältnis der Querschnittsfläche der Öffnung zu der Querschnittsfläche des
Freiraumes kann vorteilhafterweise höchstens 0,7, insbesondere etwa 0,35 bis 0,5
betragen, so daß ein sinnvoller die Meßdynamik erhöhender Freistrahl entsteht. Ist
nämlich die Öffnung im Verhältnis zum Freiraum zu klein, so wird der
Druckabfall im wesentlichen durch die Öffnung bestimmt. Das bedeutet, daß eine
Vergrößerung des Freiraums keine weiteren Vorteile für die Meßdynamik bringt.
Aus konstruktiven oder fertigungstechnischen Gründen kann eine Vergrößerung
des Freiraums jedoch durchgeführt werden. Ist das Verhältnis zu groß, kann sich
kein die Meßdynamik erhöhender Freistrahl ausbilden, so daß die
Querschnittsfläche des Freiraums das den Druckabfall bestimmende Element
darstellt.
Weiterhin ist das Querschnittsverhältnis von der Länge des Freiraumes abhängig.
Je länger dieser ist, desto kleiner ist idealerweise das Querschnittsverhältnis zu
wählen. In Näherung gilt etwa folgende Gleichung:
As/Af = √L/Af für As/Af < 0,7
As = Querschnittsfläche Öffnung
Af = Querschnittsfläche Freiraum
L = Länge des Freiraums
Af = Querschnittsfläche Freiraum
L = Länge des Freiraums
Zur weiteren Verbesserung der Meßdynamik kann mindestens ein Drucksensor
vorgesehen sein, mit dem schallwellenabhängige Meßsignale zur
Schallaufzeitermittlung erzeugbar sind. Mittels der Drucksensoren kann ein
vollständig reziprok arbeitendes Meßverfahren zur Ermittlung der
Differenzlaufzeit durchgeführt werden. Die Messung kann damit von
Abweichungen z. B. in der Anordnung der Ultraschallwandler unabhängig sein.
Es ist möglich, daß der Drucksensor einem Ultraschallwandler oder einem
Reflektor zugeordnet ist oder auch separat vorgesehen ist.
Zur Festlegung der Meßstrecke kann mindestens ein Ultraschallwandler und/oder
auch mindestens ein Drucksensor vorgesehen sein. Der Drucksensor kann dabei
an einem Ende der Meßstrecke oder auch innerhalb der Meßstrecke angeordnet
sein. Als Meßstrecke soll im folgenden der gesamte Schallaufweg definiert sein.
Der wesentliche Meßeffekt in der Meßstrecke wird durch die
Überschneidungszone des Ultraschallstrahls und dem Strömungsstrahl gebildet,
wobei die Strömungsrichtung und die Schallrichtung idealerweise parallel geführt
werden. Man kann aber auch durchaus diagonale Überschneidungszonen bilden,
wobei dann nur die sich überschneidenden Anteile zu einer Laufzeitdifferenz
führen.
Ebenso kann zur Festlegung der Meßstrecke bzw. zur Schallführung mindestens
ein Reflektor vorgesehen sein, der die Ultraschallsignale in eine definierte
Richtung weiterleitet bzw. rückreflektiert. Der Reflektor kann dabei
vorteilhafterweise so angeordnet sein, daß ein möglichst großer Teil der
Meßstrecke im ausgebildeten Strahl des Mediums verläuft.
Mit besonderem Vorteil kann die Meßstrecke von dem Mittel zur Strahlerzeugung
bis zum endseitigen Bereich des Strahl verlaufen, so daß ein möglichst breiter
Bereich des strömenden Mediums zur Messung herangezogen werden kann. Die
Länge des Strahls wird damit optimal ausgenutzt.
Die Meßstrecke kann im wesentlichen parallel zur Wandung der Meßkammer
verlaufen. Die Ultraschallwandler bzw. Drucksensoren oder Reflektoren sind dazu
entsprechend in der Meßkammer zur Festlegung der Meßstrecke angeordnet.
Zumindest ein Ende der Meßstrecke kann jedoch auch außerhalb der
Hauptströmung bzw. des Strahls vorgesehen sein. Der wesentliche Meßeffekt
wird dabei in der Überschneidungszone des Ultraschallstrahls und dem
Strömungsstrahl gebildet.
Die Meßstrecke kann im wesentlichen diagonal im Freiraum der Meßkammer
verlaufen, so daß die Ultraschallwandler, Drucksensoren und/oder Reflektoren in
vorteilhafter Weise an der Wandung oder in einem seitlichen Bereich der Blende
angeordnet werden können. Durch die seitliche Anordnung der genannten
Bauteile wird die zur Verfügung stehende Querschnittfläche in der Meßkammer
nur geringfügig reduziert. In beiden Fällen ist es möglich, daß der Strahl ebenfalls
parallel zur Wandung der Meßkammer oder diagonal in dem Freiraum der
Meßkammer eintritt, wobei er in jedem Falle von den Ultraschallsignalen
durchsetzt wird.
Für eine zuverlässige Messung kann der Winkel α zwischen der Meßstrecke und
dem Strahl zwischen 0° und 45° betragen. Je kleiner der Winkel α gewählt wird,
desto besser kann die Messung durchgeführt werden.
Die Ultraschallwandler und/oder Drucksensoren und/oder Reflektoren können in
einer Mulde der Meßkammer angeordnet sein und erzeugen auf diese Weise nicht
einen zusätzlichen Strömungswiderstand des zu messenden Mediums.
Der mindestens eine Reflektor zur Leitung des Ultraschallsignals kann im Bereich
des Mittels zur Strahlerzeugung angeordnet sein und damit die Möglichkeit
schaffen, daß der Winkel α zwischen der Meßstrecke und dem Strahl möglichst
klein ausfällt. Außerdem kann mittels dieser Anordnung der Ultraschall sehr früh
mit dem Strahl überlagert werden.
Das Mittel zur Strahlerzeugung kann mindestens zwei Öffnungen aufweisen, die
so ausgerichtet sind, daß die damit erzeugten Teilstrahlen des Mediums in die
Meßstrecke eintreten und/oder sich in der Meßstrecke bündeln.
Zweckmäßigerweise können dabei die mindestens zwei Öffnungen in gleichem
Abstand zueinander und/oder zum Mittelpunkt des Mittels zur Strahlerzeugung
angeordnet sein, so daß sich die Teilstrahlen gleichmäßig im Freiraum ausbilden
und gegebenenfalls zu einem gemeinsamen Strahl vereinigen. Zum anderen
besteht der Vorteil dieser Anordnung darin, daß im Mittelpunkt des Mittels zur
Strahlerzeugung Platz zur Anordnung eines Ultraschallwandlers zur Verfügung
steht. Der gegenüberliegende Ultraschallwandler oder Drucksensor kann ebenfalls
zentrisch angeordnet werden, so daß sich die Meßstrecke sowie der Strahl des
Medium vollständig überlagern.
Es besteht auch die Möglichkeit, daß der Ultraschallwandler und/oder der
Drucksensor und/oder der Reflektor in dem Mittel zur Strahlerzeugung integriert
ist, was insbesondere bei der Montage des Durchflußmessers von Vorteil ist. Die
elektrischen Anschlüsse des Ultraschallwandlers, Drucksensors oder Reflektors
können an der Blende entlang durch eine Öffnung an der Wandung radial nach
außen geführt werden.
Mit besonderem Vorteil kann die Meßkammer zumindest im Bereich des
Freiraums mit einem wärmeisolierenden und/oder schalldämpfenden Material
ausgekleidet sein. Die Wärmeisolierung ist von Vorteil, wenn sich bei niedriger
Strömungsgeschwindigkeit das Gehäuse insbesondere im Bereich des Freiraumes
aufgrund der Wärmeabgabe des Mediums an die Wandung abkühlt. Die Folge ist,
daß vor und nach der Blende unterschiedliche Temperaturen vorherrschen. Strömt
das Medium bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit laminar durch die Blende,
so hat der sich ausbildende Strahl eine andere Temperatur als das Medium im
Freiraum, in den er einströmt. Da aber z. B. Wasser bei unterschiedlichen
Temperaturen eine unterschiedliche Dichte aufweist, kommt es zu einem Auftrieb
bzw. Abtrieb und damit zu einer Ablenkung des Strahls, was zu Meßfehlern
führen würde. Durch die Auskleidung der Meßkammer im Bereich des
Freiraumes mit dem wärmeisolierenden Material kann man diesem Effekt
gegensteuern, da dadurch der Wärmeabtransport reduziert bzw. verhindert wird.
Zusätzlich oder alternativ kann das Auskleidungsmaterial auch die Funktion einer
Schalldämpfung übernehmen, damit parasitäre Schallanteile die Messung nicht
verfälschen. Wird die Isolierung außerhalb des Gehäuses angebracht, findet
zusätzlich über die Wärmeleitung der Wandungen des Gehäuses ein
Temperaturausgleich statt, wobei aber die Abkühlung durch das Gehäuse
reduziert wird.
Alternativ oder zusätzlich kann das Mittel zur Erzeugung des Strahls
wärmeleitend ausgebildet sein. Die Folge ist, daß die Temperaturdifferenz
zwischen dem Freiraum und dem Bereich davor möglichst klein gehalten wird
und der negative Effekt der Strahlablenkung nicht entsteht.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, daß die Meßstrecke
vor dem Mittel zur Strahlerzeugung beginnt bzw. endet. Dabei kann der
Ultraschallwandler und/oder der Drucksensor und/oder der Reflektor vor dem
Mittel zur Strahlerzeugung angeordnet sein, wobei die Ultraschallsignale durch
die mindestens eine Öffnung des Mittels zur Strahlerzeugung laufen. Die am
anderen Ende der Meßstrecke vorgesehene Sende-/Empfangseinheit kann so
angeordnet sein, daß die Meßstrecke parallel zur Strömung bzw. zum Strahl
verläuft.
In der zuletzt beschriebenen Ausführungsform werden beide Enden der
Meßstrecke (z. B. die jeweils endseitig angeordneten Ultraschallwandler) von
dem Medium umströmt. Zur Druckminimierung kann an den endseitigen
Bereichen der Meßstrecke, insbesondere an den dort angeordneten
Ultraschallwandlern, ein Strömungskörper vorgesehen sein, der das strömende
Medium ohne wesentliche Druckverluste in die Meßstrecke einleitet bzw. von
dieser herausführt.
Der Ultraschallwandler und/oder der Drucksensor und/oder der Reflektor können
Stützrippen zur Verbindung mit der Wandung und/oder zur Gleichrichtung der
Einlaufströmung aufweisen. Dabei können die Stützrippen in ihrer Geometrie z. B.
in ihrer Länge so gewählt werden, daß die Einlaufströmung gleichgerichtet
wird. Damit wird eine Reduzierung von Einlaufstörungen (z. B. Verwirbelungen)
erzielt.
Die Öffnung bzw. die Düse der Blende kann so ausgestaltet sein, daß stark
divergierende oder parasitäre Schallsignale zur Wandung der Meßkammer
abgelenkt werden. Die Durchschallung der Blende ist mit dem Nachteil
verbunden, daß Schallanteile an der Oberfläche der Blende reflektiert werden.
Diese Schallanteile können z. B. auf die Ultraschallwandler zurückgeworfen
werden und sich dann phasenverschoben mit dem Nutzschallstrahl überlagern.
Diesen Nachteil kann man durch die besondere Ausgestaltung der Krümmung der
Blende verhindern, mit welcher stark divergierende Schallstrahlen zur Wandung
der Meßkammer abgelenkt werden.
Die Wandung der Meßkammer kann ultraschalldämpfend ausgebildet sein und die
stark divergierenden oder die von der Düse abgelenkten Ultraschallsignale so
stark dämpfen, daß eine Beeinflussung des Nutzschallstrahls vernachlässigbar
wird. Die Dämpfung kann z. B. durch Streuung, Reflexion und/oder Resorption
der Schallsignale erfolgen. Dazu kann ein entsprechendes Mantelmaterial
und/oder eine entsprechende Oberflächenstruktur des Mantelmaterials oder der
Wandung der Meßkammer vorgesehen sein.
Ist der Durchflußmesser bzw. die Meßkammer entsprechend ausgebildet, kann das
Mittel zur Strahlerzeugung seitlich in einer Krümmung der Meßkammer oder an
einem Mittel zur Strömungsumlenkung des Mediums angeordnet bzw. integriert
sein. Zusätzlich kann in der Krümmung ein Ultraschallwandler und/oder ein
Drucksensor und/oder ein Reflektor angeordnet sein. Durch die Anordnung der
Bauteile in der Krümmung ist keine weitere Haltevorrichtung erforderlich. Der
Freiraum, in den der Strahl eintritt, kann sich zwischen zwei Krümmungen
befinden. Das andere Ende der Meßstrecke kann in der gegenüberliegenden
Krümmung vorgesehen sein.
Ferner kann die Meßkammer an ein Einrohr-Anschluß-Gehäuse angeordnet sein,
dessen insbesondere ringförmiger Einlaßkanal in den Einlaßkanal der
Meßkammer führt, und/oder der Auslaßkanal der Meßkammer in einen
insbesondere zentral liegenden Auslaßkanal des Einrohr-Anschluß-Gehäuses
übergeht.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel kann in einer runden
Meßkammer eine Mehrzahl von Mitteln zur Strahlerzeugung vorgesehen sein. Die
Mittel zur Strahlerzeugung können dabei zweckmäßigerweise im Anschluß an die
jeweiligen Einlaßkanäle angeordnet sein. Die Mittel zur Strahlerzeugung bzw.
deren Öffnungen oder Düsen können in dieser Ausführungsvariante so angeordnet
sein, daß sie eine Drallbewegung des zu messenden Mediums bewirken. Das
Medium strömt demnach kreisförmig durch die runde Meßkammer. Ferner kann
in der runden Meßkammer mindestens ein Steg vorgesehen sein, der bei hohem
Durchfluß, wenn die Strömung die Meßkammer in ihrer gesamten Höhe ausfüllt,
die Drallbewegung des Mediums an Deckel und Boden bremst.
Zweckmäßigerweise sind mehrere Stege vorgesehen, die gleichmäßig und in einer
im wesentlichen radialen Ausrichtung über die Meßkammer verteilt sind.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann mindestens ein Ultraschallwandler als
Ringwandler ausgeführt sein. Das Mittel zur Strahlerzeugung kann dabei vor dem
Ringwandler oder nach dem Ringwandler angeordnet sein. Das Mittel zur
Strahlerzeugung kann jedoch auch mit dem Ringwandler eine Einheit bilden und
auf diese Weise die Montage des Durchflußmessers erleichtern.
Mit besonderem Vorteil können mindestens zwei unterschiedliche Meßstrecken
vorgesehen sein, die die Strömung bzw. den Strahl auf unterschiedlichen Wegen
durchschallen. So können z. B. zwei unterschiedlich lange Meßstrecken
vorgesehen sein. Durch die unterschiedlich langen Wege sind die Schallsignale
zeitlich separierbar. Je nach Ausprägung der Strömung ist die Laufzeitdifferenz
auf den beiden Schallwegen unterschiedlich. Diese Information kann für eine
Korrektur der mittleren Laufzeitdifferenz benutzt werden, so daß Änderungen in
der Strömungsgeometrie kompensiert werden können. Außerdem kann mit den
unterschiedlichen Meßstrecken eine Information über die Form der Strömung
bzw. die Art der Durchschallung erhalten werden.
Die Blende kann auch schalldurchlässig sein, so daß z. B. keine divergierenden
Schallsignale erzeugt werden.
Die Erfindung ist anhand von vorteilhaften Ausführungsbeispielen in den
Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine Meßkammer bei niedriger
Strömungsgeschwindigkeit,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Meßkammer gemäß Fig. 1 bei hoher
Strömungsgeschwindigkeit,
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Ausschnitt einer Meßkammer,
Fig. 4 einen Schnitt durch eine alternative Ausführungsform einer
Meßkammer,
Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere alternative Ausführungsform einer
Meßkammer,
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Blende gemäß Fig. 5 in Blickrichtung V,
Fig. 7 einen Schnitt durch einen Ausschnitt einer weiteren
Ausführungsvariante einer Meßkammer,
Fig. 8 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsvariante einer
Meßkammer,
Fig. 9 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsvariante einer
Meßkammer,
Fig. 10 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsvariante einer
Meßkammer,
Fig. 11 eine vergrößerte Darstellung des Blendenbereiches gemäß Fig. 10,
Fig. 12 eine Draufsicht auf die Stützrippen gemäß Fig. 10 in Blickrichtung
X,
Fig. 13 einen Schnitt durch eine Meßkammer mit einer Krümmung,
Fig. 14 eine alternative Ausführungsvariante der Meßstrecke gemäß Fig.
13,
Fig. 15 einen Schnitt durch eine Meßkammer im Anschluß an ein Einrohr-
Anschluß-Gehäuse,
Fig. 16 eine Schnittdarstellung entlang der Linie XV-XV aus Fig. 15,
Fig. 17 einen Schnitt durch eine runde Meßkammer in Draufsicht,
Fig. 18 eine prinzipielle Darstellung eines Ringwandlers in Draufsicht,
Fig. 19-21 Schnittdarstellungen von möglichen Ausführungsvarianten eines
Ringwandlers entlang der Linie XVIII-XVIII aus Fig. 18 sowie
Fig. 22 eine prinzipielle Darstellung einer weiteren möglichen
Ausführungsvariante einer Meßkammer in Seitenansicht sowie
Fig. 23 ein Schnittdarstellung entlang der Linie XXII-XXII aus Fig. 22.
Fig. 1 zeigt von dem Durchflußmesser für flüssige oder gasförmige Medien die
von dem Medium zumindest teilweise durchströmte Meßkammer 2. An die
Meßkammer 2 schließt sich auf der einen Seite ein Einlaßkanal 3 und auf der
anderen Seite ein Auslaßkanal 4 an. In der Meßkammer 2 sind zwei
Ultraschallwandler 5, 6 zur Erzeugung und zum Empfang von Ultraschallsignalen
7 und zur Festlegung einer Meßstrecke 8 vorgesehen. Die Meßstrecke 8
bezeichnet demnach im folgenden den gesamten Schallaufweg. Die eigentliche
Messung erfolgt in der Überschneidungszone von Ultraschallstrahl und
Strömungsstrahl 9. In der Meßkammer 2 ist ferner ein Mittel zur Erzeugung eines
Strahls 9 des zu messenden Mediums vorgesehen, wobei die Ultraschallsignale 7
den Strahl 9 zumindest teilweise durchsetzen. Das Mittel zur Erzeugung eines
Strahls ist als Blende mit einer Düse 12 ausgebildet. Das Mittel zur Erzeugung
von mindestens einem Strahl kann jedoch auch anders geformt sein und z. B.
rohrartig ausgebildet sein. Die Strömungsrichtung 10 des Mediums wird durch
Pfeile verdeutlicht. In Fig. 1 ist die Strahlausbildung bei einer geringen
Durchflußmenge des Mediums dargestellt. In Fig. 2 dagegen werden die
Strömungsverhältnisse bei einer erhöhten Strömungsgeschwindigkeit des
Mediums verdeutlicht. Nach dem Durchströmen der Blende 11 entsteht in diesem
Fall kein Strahl, sondern eine Verwirbelung des Mediums, das bis an die
Wandung der Meßkammer 2 heranreicht. Im ersten Fall gemäß Fig. 1 liegen
laminare Strömungsverhältnisse vor, so daß eine Vermischung und damit eine
Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit nicht stattfindet. Der Strahl 9 berührt
die Wandung 17 der Meßkammer 2 nicht und es findet kein Druckverlust statt, der
zu Meßfehlern beitragen würde. Bei der hohen Strömungsgeschwindigkeit und
der sich dadurch bildenden Verwirbelung gemäß Fig. 2 ist die
Strömungsgeschwindigkeit dagegen groß genug, um eine genügend große
Differenzlaufzeit zu bilden. Mit Hilfe dieser Anordnung ist es demnach möglich,
den Meßeffekt bei einer niedrigen Durchflußmenge zu erhöhen, ohne den
Druckverlust bei einer hohen Durchflußmenge, wo genügend Meßeffekt
vorhanden ist, zu reduzieren.
An das Mittel zur Strahlerzeugung grenzt ein Freiraum 15 an, in den das Medium
als Strahl 9 eintritt (siehe u. a. Fig. 1). Das Medium tritt bei einer Strömung
unterhalb der kritischen Reynold'schen Zahl Rekrit in den Freiraum 15 als Strahl 9
ein. Bei der kritischen Reynold'schen Zahl Rekrit ist die laminare Strömung gerade
noch stabil. Oberhalb Rekrit dagegen entstehen nach der Düse 12 Turbulenzen
gemäß Fig. 2.
Die Außenkontur der Düse 12 ist im wesentlichen der Innenkontur des Freiraumes
15 angepaßt. Im vorliegenden Fall sind die Konturen kreisförmig. Das Verhältnis
der Querschnittsfläche der Düse 12 zu der Querschnittsfläche des Freiraumes 15
beträgt höchstens 0,7, insbesondere etwa 0,35 bis 0,5, womit ein für die
Meßdynamik optimaler Freistrahl entsteht.
Zusätzlich oder alternativ zu dem mindestens einem Ultraschallwandler 5, 6 kann
mindestens ein Drucksensor vorgesehen sein, mit dem schallwellenabhänige
Meßsignale zur Schallaufzeitermittlung erzeugbar sind. Der Drucksensor kann
auch zur Festlegung einer Meßstrecke 8 vorgesehen sein.
Gemäß der Ausführungsform aus Fig. 4 sind zur Festlegung der Meßstrecke 8
bzw. zur Ultraschallführung zwei Reflektoren 14 vorgesehen sein. Die
Reflektoren 14 leiten die Ultraschallsignale 7 durch den Strahl 9.
Um die Strahlausbildung des Mediums möglichst optimal für die Messung
auszunutzen, verläuft die Meßstrecke 8 von der Blende 11 bis zum endseitigen
Bereich 16 des Strahls 9. In den Meßkammern 2 gemäß den Fig. 1, 2, 3, 4, 7
sowie 8 verläuft die Meßstrecke 8 im wesentlichen diagonal im Freiraum 15 der
Meßkammer 2. Die Strahlausbildung dagegen verläuft in diesen Fällen im
wesentlichen parallel zur Wandung 17 der Meßkammer 2. In den
Anordnungsvarianten der Fig. 5, 9, 10, 13, 14, 15, 16, 19, 20 und 23 dagegen
verläuft die Meßstrecke 8 im wesentlichen parallel zur Wandung 17 der
Meßkammer 2. Der Strahl 9 kann sich dabei im wesentlichen mit der Meßstrecke
8 überlagern oder auch, wie in Fig. 9 dargestellt ist, schräg zur Meßstrecke 8
verlaufen. Der Winkel α zwischen der Meßstrecke 8 und dem Freistrahl 9 beträgt
in den Beispielen zwischen 0° und 45°, womit eine zuverlässige Messung
durchführbar ist.
Der Ultraschallwandler 6 (oder Reflektor oder Drucksensor) ist in der
Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 in einer Mulde 18 der Meßkammer 2
angeordnet. Damit wird vermieden, daß an dieser Stelle eine Reduzierung der
Querschnittsfläche 37 der Meßkammer 2 entsteht, welche zu einer Verwirbelung
des Strahls 9 oder zu einem Druckabfall führen kann.
In Fig. 4 ist der eine Reflektor 14 neben der Düse 12 angebracht, so daß der
Ultraschall sehr früh den Strahl 9 überlagert. Der Vorteil dieser Anordnung
besteht ferner darin, daß der Winkel α zwischen dem Strahl 9 und der
Schallausbreitungsrichtung relativ klein wird.
Die Blende 11, die in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind, weist drei Öffnungen bzw.
Düsen 12 auf, die so ausgerichtet sind, daß die damit erzeugten Teilstrahlen 19
des Mediums in die Meßstrecke 8 eintreten und sich in der Meßstrecke 8 bündeln.
Wie insbesondere aus Fig. 6 hervorgeht, sind die drei Düsen 12 in gleichem
Abstand zueinander und zum Mittelpunkt 20 der Blende 11 angeordnet. Bei
niedrigen Durchflüssen entsteht durch die laminare Schichtströmung ein
gemeinsamer Strahl 9, der dann im Ultraschallstrahl verläuft. Die Meßstrecke 8
verläuft dabei vom Mittelpunkt 20 der Düse 12, in den ein Ultraschallwandler 5
angeordnet ist, zum ebenfalls zentrisch angeordneten Ultraschallwandler 6, der
mittels einer Haltevorrichtung 33 an der Wandung 17 befestigt und in seiner Lage
fixiert ist. Die Meßstrecke 8 deckt sich bei dieser Anordnung direkt mit dem
Strahl 9, so daß der vollständige Strahl 9 für die Durchflußmessung
herangezogen wird.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist der Ultraschallwandler 5 in die
Blende 11 integriert. Die elektrischen Anschlüssen können durch die Öffnung 34
in einfacher Weise radial herausgeführt werden. Ebenso kann natürlich auch ein
Drucksensor oder ein Reflektor in dem Mittel zur Strahlerzeugung integriert sein.
Die Meßkammer, die in Fig. 8 dargestellt ist, ist im Bereich des Freiraums 15 mit
einem wärmeisolierenden und schalldämpfenden Material 21 ausgekleidet.
Entstehen vor und nach der Blende 11 unterschiedliche Temperaturen T1 und T2
aufgrund einer niedrigen Strömungsgeschwindigkeit, so hat der sich ausbildende
Strahl 9 eine höhere Temperatur als das Medium im Freiraum 15, in den er
einströmt. Da z. B. das durchströmende Wasser bei unterschiedliche
Temperaturen unterschiedliche Dichten aufweist, kommt es zu einem Auftrieb
nzw. Abtrieb und damit zu einer Ablenkung des Wasserstrahls, was wiederum zu
Meßfehlern führen würde. Durch die Auskleidung der Meßkammer 2 mit den
wärmeisolierenden Material 21 wird dieser negativen Aufwirkung
entgegengesteuert. Indem das Material zusätzlich schalldämpfend ausgeführt ist,
können parasitäre Schallanteile nicht in die Meßstrecke 8 eindringen.
Zusätzlich ist auch die Blende 11 wärmeleitend ausgebildet, so daß die
Temperaturdifferenz möglichst klein wird und keine Ablenkung des Strahls 9
stattfindet.
Die Anordnung gemäß Fig. 9 zeigt eine schräg gestellte Düse 12, durch die der
Strahl 9 schräg in den Freiraum 15 eintritt. Die Meßstrecke 8 dagegen ist parallel
und zentral in der Meßkammer 2 angeordnet.
Wie bei der Anordnung in Fig. 10 gezeigt ist, ist es auch möglich, daß die
Meßstrecke 8 vor dem Mittel zur Strahlerzeugung beginnt bzw. endet. Die
Ultraschallsignale 7 durchlaufen dabei die Öffnung bzw. Düse 12 der Blende 11
und überlagern sich direkt mit dem durch die Düse 12 ausgebildeten Strahl 9. Der
Ultraschallwandler 5 ist dabei vor der Blende 11 bzw. vor der Düse 12
angeordnet, während der zweite Ultraschallwandler 6 am Ende des Freiraums 15
ebenfalls zentral in der Meßkammer 2 angeordnet ist. An den Ultraschallwandlern
5, 6 sind Strömungskörper 22 zur Druckminimierung vorgesehen. Der
Ultraschallwandler 5 weist ferner Stützrippen 23 zur Verbindung mit der
Wandung 17 auf. Die Stützrippen sind in einer Draufsicht in Fig. 12 dargestellt.
Die Stützrippen 23 sind so lange in. Strömungsrichtung verlängert, daß die
Einlaufströmung gleichgerichtet wird. Die Folge ist eine Reduzierung von
Einlaufstörungen. Ein Teil der Düse 12 aus Fig. 10 ist in Fig. 11 vergrößert
abgebildet. Die Düse 12 ist so ausgestaltet, daß stark divergierende Schallsignale
der Ultraschallwandler 5, 6 oder parasitäre Schallsignale zur Wandung 17 der
Meßkammer 2 abgelenkt werden. Die divergierenden Schallsignale 35 sind durch
die gestrichelte Linie gekennzeichnet. Die Wandung 17 der Meßkammer 2 ist mit
einem ultraschalldämpfenden Material 36 zumindest teilweise ausgekleidet, so
daß die Beeinflussung des Nutzschallstrahls vernachläßigbar wird.
Gegebenenfalls kann jedoch auch die Wandung 17 der Meßkammer 2 selbst
ultraschalldämpfend ausgebildet sein.
In Fig. 13 ist das Mittel zur Strahlerzeugung seitlich in einer Krümmung 24 der
Meßkammer 2 eingebaut. Das Mittel zur Strahlerzeugung bzw. die Blende 11 ist
in der Krümmung 24 so integriert, daß der Strahl 9 in den Freiraum 15 einströmen
kann. An der Krümmung 24 ist ebenfalls der Ultraschallwandler 5 angeordnet, so
daß die Ultraschallsignale 7 ebenfalls die Düse 12 der Blende 11 durchlaufen. Der
zweite Ultraschallwandler 6 am anderen Ende der Meßstrecke 8 ist ebenfalls
zentral mittels einer Haltevorrichtung 33 angeordnet. Der zweite
Ultraschallwandler 6 kann jedoch auch seitlich in der anderen Krümmung 24
(siehe Fig. 14) angeordnet sein und damit die Querschnittsfläche in der
Meßkammer 2 nicht reduzieren.
Fig. 15 zeigt eine Konstruktionsvariante von Fig. 13, wobei die Meßkammer 2 an
ein Einrohr-Anschluß-Gehäuse 25 angeordnet ist. Der ringförmige Einlaßkanal 26
des Einrohr-Anschluß-Gehäuses 25 führt in den nierenförmigen Einlaßkanal 3 der
Meßkammer 2 (siehe auch Fig. 16). Das zu messende Medium strömt durch die
Düse 12 der Blende 11 in den Freiraum 15 und wird über den Auslaßkanal 4 in
den zentral liegenden Auslaßkanal 27 des Einrohr-Anschluß-Gehäuses 25 geführt.
Fig. 17 zeigt eine weitere Variante von Fig. 15 bzw. 16. In der runden
Meßkammer 2 sind eine Mehrzahl von Düsen 12 zur Strahlerzeugung vorgesehen.
Die Düsen 12 sind so angeordnet, daß sie eine Drallbewegung des zu messenden
Mediums bewirken. Der Ultraschall wird über mehrere Reflektoren 14 durch die
Meßkammer 2 geführt. Die Ultraschallsignale 7 werden so durch die runde
Meßkammer 2 geleitet, daß sie die Strahlen 9 durchsetzen. In der runden
Meßkammer 2 sind außerdem Stege 29 zur Abbremsung der Drallbewegung des
Mediums vorgesehen, welche dann erforderlich ist, wenn die Strömung die
Meßkammer 2 in Ihrer gesamten Höhe ausfüllt.
In den Fig. 18-21 ist mindestens ein Ultraschallwandler 5, 6 als Ringwandler
30 ausgeführt. In Fig. 19 ist der eine Ultraschallwandler 5 als Ringwandler 30 und
der gegenüberliegende Ultraschallwandler 6 als konventioneller Wandler
aufgeführt.
Bei der Anordnungsvariante gemäß Fig. 20 bildet die Düse 12 bzw. die Blende 11
mit dem Rindwandler 30 eine Einheit.
Fig. 21 zeigt eine Konstruktionsvariante, bei der unterschiedlich lange
Meßstrecken 31, 32 vorgesehen sind. Die erste Meßstrecke 31 geht aus vom
Ultraschallwandler 5 über den Reflektor 14 zum Ultraschallwandler 6. Die zweite
Meßstrecke 32 verläuft direkt zwischen den beiden Ultraschallwandlern 5, 6.
Mittels der beiden unterschiedlich langen Meßstrecken 31, 32 kann eine
Information über die Form der Strömung bzw. die Art der Durchschallung
erhalten werden. Durch die unterschiedlich langen Wege sind die Schallsignale
zeitlich separierbar. Je nach Ausprägung der Strömung ist die Laufzeitdifferenz
auf den beiden Meßstrecken 31, 32 unterschiedlich. Diese Information kann zur
Korrektur der mittleren Laufzeitdifferenz benutzt werden, so daß Änderungen in
der Strömungsgeometrie kompensiert werden können.
Die Fig. 22 und 23 zeigen schließlich den Aufbau mit einer schalldurchlässigen
Blende 11. Diese hat den Vorteil, daß die Ultraschallsignale 7 sich ungehindert
ausbreiten können und keine divergierenden Schallsignale erzeugt werden. Die
Ultraschallwandler 5, 6 sind jeweils in die Wandung 17 der Meßkammer 2
integriert.
1
Durchflußmesser
2
Meßkammer
3
Einlaßkanal
4
Auslaßkanal
5
Ultraschallwandler
6
Ultraschallwandler
7
Ultraschallsignale
8
Meßstrecke
9
Strahl
10
Strömungsrichtung
11
Blende
12
Düse
14
Reflektor
15
Freiraum
16
Endseitiger Bereich
17
Wandung
18
Mulde
19
Teilstrahlen
20
Mittelpunkt
21
Wärmeisolierendes und schalldämpfendes Material
22
Strömungskörper
23
Stützrippen
24
Krümmung
25
Einrohr-Anschluß-Gehäuse
26
Ringförmiger Einlaßkanal
27
Zentral liegender Auslaßkanal
28
Runde Meßkammer
29
Steg
30
Ringwandler
31
Meßstrecke
32
Meßstrecke
33
Haltevorrichtung
34
Öffnung
35
divergierende Schallsignale
36
ultraschalldämpfendes Material
37
Querschnittsfläche
Claims (44)
1. Durchflußmesser für flüssige oder gasförmige Medien mit einer zumindest
teilweise durchströmten Meßkammer (2), mindestens einem Einlaß- (3) und
mindestens einem Auslaßkanal (4) und mit mindestens einem
Ultraschallwandler (5, 6) zur Erzeugung und/oder zum Empfang von
Ultraschallsignalen (7),
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Meßkammer (2) mindestens ein Mittel zur Erzeugung mindestens
eines Strahls (9) des zu messenden Mediums vorgesehen ist und die
Ultraschallsignale (7) den mindestens einen Strahl (9) zumindest teilweise
durchsetzen.
2. Durchflußmesser nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
an das Mittel zur Strahlerzeugung ein Freiraum (15) angrenzt, in den das
Medium als Strahl (9) eintritt.
3. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Medium bei einer Strömung unterhalb der kritischen Reynold'schen
Zahl Rekrit in den Freiraum (15) als Strahl (9) eintritt.
4. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zur Erzeugung eines Strahls (9) als Blende (11) mit mindestens
einer Öffnung, insbesondere in Form einer Düse (12), ausgebildet ist.
5. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zur Erzeugung eines Strahls (9) im wesentlichen rohrförmig
ausgebildet ist.
6. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenkontur der mindestens einen Öffnung im wesentlichen der
Innenkontur des Freiraumes (15) entspricht.
7. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Verhältnis der Querschnittsfläche der Öffnung zu der Querschnittsfläche
des Freiraumes (15) höchstens 0,7, insbesondere etwa 0,35 bis 0,5 beträgt.
8. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Ultraschallwandler (5, 6) zur Festlegung einer Meßstrecke
(8) vorgesehen ist.
9. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Ultraschallwandler (5, 6) vorgesehen ist, mit dem
schallwellenabhängige Meßsignale zur Schallaufzeitermittlung erzeugbar
sind.
10. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Drucksensor vorgesehen ist, mit dem schallwellenabhängige
Meßsignale zur Schallaufzeitermittlung erzeugbar sind.
11. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Festlegung der Meßstrecke (8) mindestens ein Drucksensor vorgesehen
ist.
12. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Festlegung der Meßstrecke (8) bzw. zur Schallführung mindestens ein
Reflektor (14) vorgesehen ist.
13. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßstrecke (8) von dem Mittel zur Strahlerzeugung bis zum endseitigen
Bereich (16) des Strahls (9) verläuft.
14. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßstrecke (8) im wesentlichen parallel zur Wandung (17) der
Meßkammer (2) verläuft.
15. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest ein Ende der Meßstrecke (8) außerhalb der Hauptströmung bzw.
des Strahls (9) vorgesehen ist.
16. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßstrecke (8) im wesentlichen diagonal im Freiraum (15) der
Meßkammer (2) verläuft.
17. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Winkel α zwischen der Meßstrecke (8) und dem Strahl (9) zwischen 0°
und 45° beträgt.
18. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Ultraschallwandler (5, 6) und/oder mindestens ein
Drucksensor und/oder mindestens ein Reflektor (14) in einer Mulde (18) der
Meßkammer (2) angeordnet sind/ist.
19. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Reflektor (14) im Bereich des Mittels zur Strahlerzeugung
angeordnet ist.
20. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zur Strahlerzeugung mindestens zwei Öffnungen aufweist, die so
ausgerichtet sind, daß die damit erzeugten Teilstrahlen (19) des Mediums in
die Meßstrecke (8) eintreten und/oder sich in der Meßstrecke (8) bündeln.
21. Durchflußmesser nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die mindestens zwei Öffnungen in gleichem Abstand zueinander und/oder
zum Mittelpunkt (20) des Mittels zur Strahlerzeugung angeordnet sind.
22. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßstrecke (8) am Mittelpunkt (20) des Mittels zur Strahlerzeugung
beginnt bzw. endet und/oder diesen durchsetzt.
23. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Mittelpunkt (20) des Mittels zur Strahlerzeugung mindestens ein
Ultraschallwandler (5, 6) und/oder mindestens ein Drucksensor und/oder
mindestens ein Reflektor (14) angeordnet sind/ist.
24. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Ultraschallwandler (5, 6) und/oder der mindestens eine
Drucksensor und/oder der mindestens eine Reflektor (14) in dem Mittel zur
Strahlerzeugung integriert sind/ist.
25. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßkammer (2) zumindest im Bereich des Freiraums (15) mit einem
wärmeisolierenden und/oder schalldämpfenden Material (21) ausgekleidet
ist.
26. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf der Außenseite der Wandung (17) der Meßkammer (2) zumindest im
Bereich des Freiraums (15) ein wärmeisolierendes und/oder
schalldämpfendes Material (21) vorgesehen ist.
27. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zur Erzeugung eines Strahls (9) wärmeleitend ausgebildet ist.
28. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßstrecke (8) vor dem Mittel zur Strahlerzeugung beginnt bzw. endet.
29. Durchflußmesser nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet, daß
der mindestens eine Ultraschallwandler (6, 7) und/oder der mindestens eine
Drucksensor und/oder der mindestens eine Reflektor (14) vor dem Mittel
zur Strahlerzeugung angeordnet ist und die Ultraschallsignale (7) durch die
mindestens eine Öffnung laufen.
30. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
an den endseitigen Bereichen der Meßstrecke (8), insbesondere am
Ultraschallwandler (5, 6) und/oder am Drucksensor und/oder am Reflektor
(14), ein Strömungskörper (22) vorgesehen ist.
31. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Ultraschallwandler (5, 6) und/oder der Drucksensor und/oder der
Reflektor (14) Stützrippen (23) zur Verbindung mit der Wandung (17)
und/oder zur Gleichrichtung der Einlaufströmung aufweist.
32. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Öffnung bzw. Düse (12) so ausgestaltet ist, daß divergierende oder
parasitäre Schallsignale zur Wandung (17) der Meßkammer (2) abgelenkt
werden.
33. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wandung (17) der Meßkammer (2) ultraschalldämpfend ausgebildet ist.
34. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zur Strahlerzeugung seitlich in einer Krümmung (24) der
Meßkammer (2) angeordnet ist.
35. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
an mindestens einer Krümmung (24) der Meßkammer (2) oder an einem
Mittel zur Strömungsumlenkung des Mediums ein Ultraschallwandler (5, 6)
und/oder ein Drucksensor und/oder ein Reflektor (14) angeordnet sind/ist.
36. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßkammer (2) an ein Einrohr-Anschluß-Gehäuse (25) angeordnet ist,
dessen insbesondere ringförmiger Einlaßkanal (26) in den Einlaßkanal (3)
der Meßkammer (2) führt und/oder der Auslaßkanal (4) der Meßkammer (2)
in einen insbesondere zentral liegenden Auslaßkanal (27) des Einrohr-
Anschluß-Gehäuses (25) führt.
37. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer runden Meßkammer (28) eine Mehrzahl von Mitteln zur
Strahlerzeugung vorgesehen sind.
38. Durchflußmesser nach Anspruch 37,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel zur Strahlerzeugung bzw. deren Öffnungen oder Düsen (12) so
angeordnet sind, daß sie eine Drallbewegung des zu messenden Mediums
bewirken.
39. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 37 oder 38,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der runden Meßkammer (28) mindestens ein Steg (29) zur Abbremsung
der Drallbewegung vorgesehen ist.
40. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Ultraschallwandler (5, 6) als Ringwandler (30) ausgeführt
ist.
41. Durchflußmesser nach Anspruch 40,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Mittel zur Strahlerzeugung mit dem Ringwandler (30) eine Einheit
bildet.
42. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei unterschiedliche Meßstrecken (31, 32) vorgesehen sind.
43. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei unterschiedlich lange Meßstrecken (31, 32) vorgesehen
sind.
44. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Blende (11) zumindest teilweise schalldurchlässig ist.
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