DE10134264B4 - flowmeter - Google Patents

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Abstract

Messanordnung für in einem Fluidbett vorgegebener Geometrie geführte Fluide, aufweisend
ein Sensormittel (3), umfassend
einen Sensor (3c, 10) zur Messung der Fluidoberflächenhöhe bezogen auf einen fluidunabhängigen Bezugspunkt und
einen im vorbestimmten Winkel zur Fluidoberfläche angeordneten Sensorkopf (3b, 3a) zur Bestimmung von Fließhöhe und Fließgeschwindigkeit,
und eine Auswerteschaltung zur Auswertung der vom Sensormittel stammenden Signale,
wobei die Auswerteschaltung dazu ausgebildet ist,
im Ansprechen auf die Sensormittelsignale ein Fluidströmungsprofil zu ermitteln,
daraus untere Schichten, bei denen eine Fließgeschwindigkeit unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt, als nicht fließend zu bestimmen,
und damit unter Berücksichtigung der auf den fluidunabhängigen Bezugspunkt bezogenen Fluidoberflächenhöhe und die gegebene Fluidbettgeometrie Ablagerungen zu detektieren.
Measuring arrangement for guided in a fluid bed of predetermined geometry fluids, comprising
a sensor means (3) comprising
a sensor (3c, 10) for measuring the fluid surface height with respect to a fluid-independent reference point and
a sensor head (3b, 3a) arranged at a predetermined angle to the fluid surface for determining flow height and flow velocity,
and an evaluation circuit for evaluating the signals originating from the sensor means,
wherein the evaluation circuit is designed to
determine a fluid flow profile in response to the sensor means signals
from that lower layers, where a flow velocity is below a certain limit, to be determined as not flowing,
and thus to detect deposits in consideration of the fluid surface height related to the fluid-independent reference point and the given fluid bed geometry.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte und befasst sich somit mit der Frage, wie Strömungen in Fluiden besonders gut gemessen werden können.The The present invention relates to the term claimed above and thus deals with the question of how fluid flows in particular can be measured well.

Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen, bei denen es gewünscht wird, die Strömung von Fluiden leicht und dennoch präzise messen zu können. Dies ist etwa dann wichtig, wenn zu verfahrenssteuernden Zwecken der Zufluss einer Substanz durch eine Rohr- oder Druckleitung erfasst werden muss oder wenn Angaben über die Fluidströmung zu Kostenerfassungszwecken benötigt werden. Letzteres ist etwa dann der Fall, wenn Abwässer durch Abwassernetze von einer Kommune zu einer anderen Kommune geleitet werden, um dort aufbereitet zu werden. In solchen Fällen ist typisch ein von der zugeleiteten Menge abhängiges Entgelt zu entrichten, wozu die Menge bestimmt werden muß.It gives a variety of applications where it is desired the flow easily and yet accurately measure fluids. This is This is important if the inflow is used for procedural purposes a substance can be detected by a pipe or pressure line must or if information about the fluid flow needed for costing purposes become. The latter is about the case when sewage through Sewer networks directed from one municipality to another to be processed there. In such cases typically pay a fee dependent on the quantity delivered, what the quantity must be determined for.

Probleme ergeben sich zunächst, weil die Strömung über den Querschnitt des Strömungsbettes im Regelfall nicht konstant ist. So fließen Strömungen nahe von Wänden reibungsbedingt langsamer. Außerdem ergeben sich durch Ablagerungen Veränderungen des Fluidbettquerschnittes sowohl bezüglich der Form als auch bezüglich der Größe des verfügbaren Querschnittes. Entsprechende Probleme ergeben sich auch bei Gerinnen, Kanälen, Bächen und/oder kleinen Flüssen.issues arise first, because the flow over the Cross section of the flow bed usually not constant. Thus, currents flow near walls due to friction slower. Furthermore Deposits result in changes in the fluid bed cross-section both regarding the form as well as re the size of the available cross-section. Corresponding problems also arise in channels, channels, streams and / or small rivers.

Es ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, mit welchem Strömungsprofilmessungen durchgeführt werden können. Ein diesbezügliches Verfahren und eine Vorrichtung sind in der DE 197 40 549 A1 beschrieben, die ein Verfahren zur Messung der Strömungscharakteristik eines Mediums in offenen Gerinnen, teilgefüllten Rohren und Druckleitungen offenbart, welches die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Vorsehen mindestens eines Ultraschallwandlers an oder in einem offenen Gerinne, teilgefüllten Rohr oder einer Druckleitung; Aussenden eines ersten kurzen Ultraschallsignales in eine Richtung, die eine Richtungskomponente in Strömungsrichtung aufweist; Empfangen von ersten Echosignalen von an Inhomogenitäten in der Strömung gestreuten Anteilen des ersten kurzen Ultraschallsignales in einem vorgegebenen Zeitfenster, das einem ersten Ortsfenster in der Strömung entspricht; Digitalisieren des ersten Echoverlaufs; Speichern des digitalisierten ersten Echosignalverlaufs; Aussenden eines zweiten kurzen Ultraschallsignales in einem vorgegebenen kleinen zeitlichen Abstand zur Aussendung des ersten kurzen Ultraschallsignales in die gleiche Richtung; Empfangen von zwei Echosignalen von an Inhomogenitäten in der Strömung gestreuten Anteilen des zweiten kurzen Ultraschallsignales in einem vorgegebenen Zeitfenster, das dem ersten Ortsfenster in der Strömung entspricht; Digitalisieren des zweiten Echosignalverlaufs; Bil den der Kreuzkorrelation zwischen einem oder mehreren Bereichen des ersten Echosignalverlaufs und einem oder mehreren Bereichen des zweiten Echosignalverlaufs; Bestimmung von Strömungsgeschwindigkeit(en) in den ersten Ortsfenster in der Strömung aus der Position eines lokalen Maximums der Kreuzkorrelation bzw. von lokalen Maxima der Kreuzkorrelationen; Wiederholen des Meßzyklus gemäß den vorangehenden Verfahrensschritten bei verschobenen Zeitfenstern, die anderen Ortsfenstern in der Strömung entsprechen, falls die Erfassung der vollständigen Strömungscharakteristik im gewünschten Bereich noch nicht abgeschlossen ist.A method has already been proposed with which flow profile measurements can be carried out. A related method and apparatus are in the DE 197 40 549 A1 which discloses a method for measuring the flow characteristic of a medium in open channels, partially filled pipes and pressure lines, comprising the following method steps: providing at least one ultrasonic transducer on or in an open channel, partially filled tube or a pressure line; Emitting a first short ultrasonic signal in a direction having a directional component in the flow direction; Receiving first echo signals of portions of the first short ultrasound signal scattered by inhomogeneities in the flow in a predetermined time window corresponding to a first location window in the flow; Digitizing the first echo process; Storing the digitized first echo waveform; Emitting a second short ultrasound signal at a predetermined small time interval to emit the first short ultrasound signal in the same direction; Receiving two echo signals of portions of the second short ultrasound signal scattered in inhomogeneities in the flow in a predetermined time window corresponding to the first location window in the flow; Digitizing the second echo waveform; Image the cross-correlation between one or more regions of the first echo waveform and one or more regions of the second echo waveform; Determining flow velocity (s) in the first location window in the flow from the position of a local maximum of the cross-correlation or of local maxima of the cross-correlations; Repeating the measurement cycle according to the preceding method steps with shifted time windows corresponding to other location windows in the flow, if the detection of the complete flow characteristic in the desired range is not yet completed.

Diese Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme zu Offenbarungszwecken voll umfänglich eingegliedert.These Application is hereby fully incorporated by reference for purposes of disclosure peripherally incorporated.

Ein Problem bei dem bekannten Verfahren besteht darin, dass zwar eine Messung in mehreren Ortsfenstern, d. h. für verschiedene Höhenschichten, erfolgt und damit die Rückströmung im Querschnittsprofil aufgelöst werden kann, dass aber mit bekannten Sensoranordnungen Probleme insbesondere bei Messaufgaben auftreten, bei denen der Fluidstand variiert, das heißt die Strömung in Fluiden bei variierenden Höhen gemessen werden muss. Es ist vorgeschlagen worden, einen Ultraschallsensor, der nach dem Dopplerprinzip arbeitet, unter einem Schwimmer zu befestigen, der wiederum über eine flexible Befestigung an einem Gelenk an einem oberen Bereich eines Rohres angebracht ist. Wenn nun der Fluidstand im Rohr variiert, wird der Schwimmer entsprechend nach oben steigen oder absinken. Ein derartiges System wird in der FR 2 710 979 A1 beschrieben. Danach soll der Sensor auch bei jedem Füllstand tangential zur Wasseroberfläche gehalten werden; allerdings zeigen die praktischen Implementierungen der Geräte, dass die Befestigung bei schnellen Strömungsgeschwindigkeiten begin nen, sich quer zur Strömung zu bewegen und/oder in Schräglage zur Wasseroberfläche geraten. Ein Nachteil der bekannten Anordnung ist daher, dass der Sensor dann in die Meßsignale nicht in die gleiche Richtung emittiert wie nahe des Fluidbettuntergrundes. Dies erhöht die Messungenauigkeiten weiter.A problem with the known method is that although a measurement in several town windows, ie for different height layers, takes place and thus the return flow in the cross-sectional profile can be resolved, but that occur with known sensor arrays problems especially in measurement tasks in which the fluid level varies that is, the flow in fluids must be measured at varying heights. It has been proposed to mount an ultrasonic sensor which operates on the Doppler principle under a float, which in turn is attached via a flexible attachment to a joint at an upper portion of a tube. Now, if the fluid level in the tube varies, the float will rise or fall accordingly. Such a system is used in the FR 2 710 979 A1 described. Thereafter, the sensor should be kept tangent to the water surface at each level; however, the practical implementations of the devices show that attachment at fast flow velocities begin to move transversely to the flow and / or skew to the water surface. A disadvantage of the known arrangement is therefore that the sensor then does not emit in the measurement signals in the same direction as near the fluid bed background. This further increases the measurement inaccuracies.

Aus der DE 40 27 030 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit bekannt, bei der zwei Sensoren in einem Rohr fest angeordnet sind. Es wird ausgeführt, dass Messprobleme u. a. in trüben Lösungen auftreten und dass ein oder mehrere beliebige Volumina zwischen Bodenfläche und Oberfläche des fließfähigen Mediums erfasst werden sollen, um zum Beispiel Aussagen darüber zu gewinnen, ob die Strömung laminar oder turbulent verläuft oder ob Ablagerungen am Boden oder der Oberfläche (Treibgut) stattgefunden haben.From the DE 40 27 030 A1 For example, a flow rate measurement method and apparatus is known in which two sensors are fixed in a tube. It is stated that measurement problems occur, inter alia, in cloudy solutions and that one or more arbitrary volumes between the bottom surface and the surface of the flowable medium are to be detected, for example to obtain statements as to whether the flow is laminar or turbulent or whether deposits on the ground or the surface (flotsam) have taken place.

Weitere feste Messvorrichtungen sind beispielsweise in der DE 27 03 439 gezeigt.Other fixed measuring devices are for example in the DE 27 03 439 shown.

Die JP 57101720 zeigt einen schwimmfähigen Kopf, wobei die Anordnung leicht zu installieren und einzustellen sein soll, ohne durch einen Wasserpegelwechsel in einem offenen Kanal beeinflusst zu sein.The JP 57101720 shows a buoyant head, the arrangement should be easy to install and adjust without being affected by a water level change in an open channel.

Aus der FR 27 10 979 ist ein Sensorkopf bekannt, der schwimmend an einem Seil oder dergleichen angehängt ist. Hingewiesen wird auch auf die entsprechende, am Markt verfügbare Messanordnung, die auf eine dem Dokument eng angepasste Weise ausgebildet ist.From the FR 27 10 979 a sensor head is known, which is attached to a rope or the like floating. Attention is also drawn to the corresponding measuring arrangement available on the market, which is designed in a manner closely adapted to the document.

Eine weitere Vorrichtung zum Messen des pro Zeit durch einen offenen Kanal strömenden Flüssigkeitsvolumens ist aus der DE 33 14 260 A1 bekannt, wobei dort die Höhe eines Schwimmers erfasst wird, um die Dicke einer darunter strömenden Fluidschicht zu bestimmen. Die praktischen Systeme dieser Art sind gleichfalls zur Ablagerungsmessung ungeeignet.Another device for measuring the volume of liquid flowing through an open channel per time is shown in FIG DE 33 14 260 A1 known, where the height of a float is detected to determine the thickness of a fluid layer flowing below. The practical systems of this type are also unsuitable for deposit measurement.

Die DE 40 16 529 C1 zeigt gleichfalls einen fest in einem Kanal angeordneten Durchflußmesser, der eine Sonde aufweist, die in einem rechteckigen Koordinatensystem im Kanal bewegt werden kann. Es soll eine Kalibriermessung durchgeführt werden, um das Strömungsprofil zu bestimmen und über eine Umrechnung von einer Referenzposition auf eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit geschlossen werden. Die Kalibrierphase muss beliebig häufig wiederholt werden, insbesondere bei variierenden Pegelständen oder bei durch Ablagerungen variierenden Kanalquerschnitten.The DE 40 16 529 C1 also shows a fixedly arranged in a channel flow meter, which has a probe that can be moved in a rectangular coordinate system in the channel. A calibration measurement is to be carried out in order to determine the flow profile and to conclude it by converting from a reference position to an average flow velocity. The calibration phase must be repeated as often as required, in particular with varying water levels or with channel cross sections varying due to deposits.

Aus der US-PS 5,315,880 ist ein nichtinvasives Verfahren bekannt. Die Messung in die Tiefe und insbesondere in Richtung auf Ablagerungen ist nicht angesprochen. Es wird nur eine Modellierung der Geschwindigkeiten unterhalb der Oberfläche vorgenommen; dies gilt für entsprechende Geräte am Markt. Ablagerungen werden dort nicht erkannt.From the U.S. Patent 5,315,880 is a non-invasive method known. The measurement in the depth and especially in the direction of deposits is not addressed. Only a modeling of the velocities below the surface is made; this applies to corresponding devices on the market. Deposits are not recognized there.

Ein Fluidmeßgerät für Abwasser und dergleichen mit vorgeblich minimaler Strömungsbehinderung ist weiter aus der GB 2 029 030 A bekannt. Dieses Messgerät kann in der Strömung verschoben werden, und zwar in einer Gewindespindel oder dergleichen, was aber einen hohen Aufwand bedeutet und überdies lange Betriebszyklen bedingt.A fluid meter for sewage and the like with ostensibly minimal flow restriction is further from the GB 2 029 030 A known. This meter can be moved in the flow, in a threaded spindle or the like, but this means a lot of effort and also requires long operating cycles.

Die DE 196 49 193 A1 betrifft die Messung von Strömungen in sehr breiten Flüssen. Es wird diskutiert, dass in Flüssen der Flusspegel variieren kann und außerdem die maximale und die minimale Flusstiefe an denjenigen Stellen bekannt seien, in denen die vertikalen durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeiten gemessen werden sollen. Die DE 196 49 193 befasst sich nicht mit der Frage, wie Ablagerungen zu berücksichtigen sind.The DE 196 49 193 A1 concerns the measurement of currents in very wide rivers. It is discussed that in rivers the flow level can vary and also the maximum and minimum flow depths are known at those locations where vertical average flow velocities are to be measured. The DE 196 49 193 does not address the question of how to consider deposits.

Die US-PS 5,821,427 betrifft eine Messung in einem Rohr oder dergleichen, wobei am Rohrboden eine erste Sensoranordnung vorgesehen ist. Durch die Anordnung am Rohrboden ist das offenbarte Gerät anfällig auf Verschmutzungen und Ablagerungen. Ablagerungen sind demgemäß weder theoretisch noch in praktischen Geräten messbar. Aus der DE 195 42 232 A1 ist ein Ultraschalldurchflussmesser für flüssige oder gasförmige Medien bekannt, mit dem Abtragungserscheinungen an der Rohinnenwand vermieden werden sollen. Dazu sind zwei Ultraschalldurchflußmesser außen an einem Rohr angebracht.The U.S. Patent 5,821,427 relates to a measurement in a pipe or the like, wherein a first sensor arrangement is provided on the tubesheet. Due to the arrangement at the tube bottom, the disclosed device is susceptible to contamination and deposits. Deposits are therefore neither theoretically nor in practical devices measurable. From the DE 195 42 232 A1 An ultrasonic flowmeter for liquid or gaseous media is known, with the Abtragungserscheinungen should be avoided on the Rohinnenwand. For this purpose, two ultrasonic flow meters are attached to the outside of a pipe.

Aus der DE 32 23 393 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung der Durchflussmenge von Flüssigkeit in einem mit freiem Flüssigkeitsspiegel durchströmten Kanalbereich bekannt. Es werden dabei Laufzeitmessungen vorgesehen von Strahlen, die auf die Oberfläche gerichtet werden.From the DE 32 23 393 A1 For example, a method is known for determining the flow rate of liquid in a channel region through which free liquid flows. Runtime measurements are provided by beams that are directed at the surface.

Aus der DE 44 43 483 A1 sind Verfahren und Vorrichtung zur Strömungsmessung an Flüssigkeiten bekannt, wobei ein Schwimmkörper in Strömungsrichtung ausgerichtet wird und von einem Ende des Schwimmkörpers ein Ultraschall-Signal gegen den Kanalboden gerichtet wird, das vom anderen Ende des Schwimmkörpers empfangen wird. Die Anordnung soll geeignet sein zur Strömungsmessung an Flüssigkeiten, Freispiegelkanälen usw. Es werden Ultraschall-Signale von einem Schwimmer auf den Kanalboden gerichtet und es wird ausgeführt, daß die Messstrecke zwischen Sender und Empfänger die gesamte Höhe bzw. Tiefe des Kanals durchläuft, so dass die Strömungsgeschwindigkeiten in allen Höhen das Ultraschall-Signal beeinflussen. Wenn in unterschiedlichen Höhen über den Kanalboden unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten existieren, soll sich dies auf den Zeitpunkt bzw. die Frequenz des empfangenden Ultraschall-Signals auswirken, so dass unterschiedliche Strömungsanteile in ein über die gesamte Signalhöhe repräsentatives Messergebnis eingehen.From the DE 44 43 483 A1 are known method and apparatus for measuring fluid flow, wherein a float is aligned in the flow direction and is directed from one end of the float an ultrasonic signal against the channel bottom, which is received from the other end of the float. The arrangement should be suitable for flow measurement on liquids, gravity channels, etc. Ultrasonic signals are directed by a float on the channel bottom and it is stated that the measuring path between the transmitter and receiver through the entire height or depth of the channel, so that the Flow velocities at all levels affect the ultrasound signal. If different flow velocities exist at different heights above the channel bottom, this should have an effect on the time or frequency of the receiving ultrasonic signal, so that different flow components enter into a measurement result representative of the entire signal height.

Die DE 197 40 549 A1 betrifft ein Messverfahren, bei dem Strömungsprofilmessungen in inhomogenen Fluiden in Echtzeit mit einem Ultraschallsystem durchgeführt werden. Es wird ausgeführt, dass ein Anwendungsfall die Strömungscharakteristik in offenen Gewässern wie im Off-Shore-Bereich oder im Bereich der Meeresbiologie betrifft, sowie die industrielle Prozesstechnik, wo Inhomogenitätskonzentrationen zu erfassen sind.The DE 197 40 549 A1 relates to a measuring method in which flow profile measurements in inhomogeneous fluids are performed in real time with an ultrasound system. It is stated that a case of application concerns the flow characteristics in open waters such as in the off-shore area or in the area of marine biology, as well as the industrial process technology, where inhomogeneity concentrations are to be recorded.

Aus der DE 196 50 621 A1 , die den Stand der Technik nach hiesiger Auffassung darstellt, ist eine Messvorrichtung zur Erfassung der Durchflussmenge bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird ein Schwimmer in einen Kanal an einem Halteseil oder einer Kabelverbindung gehängt, wobei er Echolot-Signale zur Kanaldecke und zum Boden des Kanals hin aussendet. Es wird erwähnt, dass mit der Sensoranordnung die Fließgeschwindigkeit und die Fließhöhe erfaßt wird. Es wird weiter angegeben, dass bei bodenfixierten Messsensoren eine Funktionserschwerung mit entsprechenden Fehlmessungen aufgrund von Schmutzablagerungen und Schmutzzusetzungen infolge des sich in den tieferen Bereichen des Kanals vorzugsweise bewegenden dichteren oder festeren Gutes auftreten kann.From the DE 196 50 621 A1 As is known in the art, a measuring device for detecting the flow rate is known. In this device, a float is hung in a channel on a tether or cable connection, sending echosound signals to the channel ceiling and floor of the channel. It is mentioned that with the sensor arrangement, the flow rate and the flow height is detected. It is further stated that in ground-fixed measuring sensors a functional complication with corresponding incorrect measurements due to dirt deposits and Schmutzzusetzungen due to the preferably moving in the deeper areas of the channel denser or firmer material can occur.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Messgenauigkeit ohne komplizierte Auswertung mehrerer Signale zu erhöhen.The The object of the present invention is the measurement accuracy without increasing complicated evaluation of several signals.

Die Aufgabe wird durch die Messanordnung nach dem Anspruch 1 und das Messverfahren nach dem Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen befinden sich in den Unteransprüchen.The The object is achieved by the measuring arrangement according to claim 1 and the Measuring method according to claim 6 solved. Preferred embodiments are in the subclaims.

Gemäß einem ersten wesentlichen Aspekt der Erfindung wird also bei einer Messanordnung zur Messung von Strömungen in Fluiden bei variierenden Höhen mit einem aus bestimmter Lage die Fluidströmung erfassenden Sensorkopf und einer Halterung, um den Sensorkopf in der bestimmten Lage anzuordnen, vorgeschlagen, daß die schwenkbare Halterung starr ausgebildet ist, um den Sensorkopf zumindest im wesentlichen fluidströmungsunabängig in vorbestimmtem Winkel zur Fluidoberfläche anzuordnen.According to one The first essential aspect of the invention is thus in a measuring arrangement for measuring currents in fluids at varying heights with a sensor head detecting the fluid flow from a specific position and a holder for placing the sensor head in the specific position, suggested that the pivotable support is rigidly formed to the sensor head at least Substantially fluid flow independent in predetermined Angle to the fluid surface to arrange.

Damit gibt die vorliegende Erfindung zunächst die Lehre, dass die Messgenauigkeit der Messanordnung wesentlich erhöht werden kann, indem der Sensor nicht einfach auf- und abbewegt wird, sondern dabei auch eine vorbestimmte Ausrichtung zur Fluidoberfläche eingehalten wird. Es wird weiter angegeben, wie dies auf einfache Weise erfolgen kann, nämlich durch eine spezifizierte mechanische Ausbildung der Halterung. Es ist so möglich, die Meßgenauigkeit signifikant zu erhöhen, insbesondere ohne komplizierte elektronische Auswertung mehrerer Signale oder dergleichen.In order to First, the present invention teaches that the measurement accuracy the measuring arrangement substantially increased can be done by not simply moving the sensor up and down, but while also maintaining a predetermined orientation to the fluid surface becomes. It is further stated how this can be done in a simple way, namely by a specified mechanical design of the holder. It is so possible the measuring accuracy to increase significantly in particular without complicated electronic evaluation of several Signals or the like.

Bei dem Sensorkopf handelt es sich bevorzugt um einen solchen, mit welchem gepulste Signale gesendet und empfangen werden, wie dies beispielsweise aus der DE 197 40 549 A1 bekannt ist. Insbesondere kann es sich bei den emittierten und empfangenen Signalen um gepulste Ultraschallsignale handeln. Die Strömungsgeschwindigkeitszeit wird dabei im Ansprechen auf die Echosignatur bestimmt.The sensor head is preferably one with which pulsed signals are transmitted and received, as can be seen for example from US Pat DE 197 40 549 A1 is known. In particular, the emitted and received signals may be pulsed ultrasonic signals. The flow velocity time is determined in response to the echo signature.

Die Messanordnung ist prinzipiell dann einsetzbar, wenn die Fluidströmung in einem vorgegebenen Fluidbett geführt wird, also in Druckleitungen, Rohrleitungen oder offenen Gerinnen. Während die Ausbildung der Messanordnung für Fluidströmungsmessungen prinzipielle Vorteile bietet, ist ein bevorzugtes Anwendungsgebiet die Messung von Strömungen in Schwebstoffen enthaltenden Fluiden wie Abwässern und dergleichen, wo die Erfindung mit besonderen Vorteilen eingesetzt werden kann, weil hier die Füllstandshöhen stark variieren.The Measuring arrangement is in principle applicable when the fluid flow in guided a predetermined fluid bed is, ie in pressure pipes, pipelines or open channels. While the formation of the measuring arrangement for fluid flow measurements in principle Benefits, a preferred application is the measurement of currents in suspended matter containing fluids such as waste water and the like where the Invention can be used with particular advantages, because here the level heights are strong vary.

In einer besonders bevorzugten Variante ist der Sensorkopf an einem Schwimmer angebracht, welcher seinerseits als Teil der Halterung über starre Zwischenstücke mit einer festen Verankerung verbundne ist, insbesondere gelenkig verbunden. Der Sensorkopf kann dabei unterhalb der Fluidoberfläche angeordnet werden, insbesondere unmittelbar an der Schwimmerunterseite.In In a particularly preferred variant, the sensor head is at one Float mounted, which in turn as part of the holder via rigid spacers with a solid anchorage verbundne is connected, in particular articulated. The sensor head can be arranged below the fluid surface especially at the bottom of the float.

In einer ersten Variante wird die Halterung als vorzugsweise lotrechte Schiene gebildet, längs welcher der Schwimmer auf- und abbeweglich ist. Durch eine entsprechend längliche Führung auf der Schiene wird die starre Ankopplung des Schwimmers zur Führung und damit die gewünschte Winkelausrichtung dann erhalten.In In a first variant, the holder is preferably vertical Rail formed along which the float up and down is movable. By a correspondingly elongated guide on the rail will the rigid coupling of the float to the guide and thus the desired angular orientation then received.

Bevorzugt ist allerdings eine Halterung mit einer storchenschnabelartigen Parallelschwinge, deren eines Ende am Schwimmer angelenkt ist und deren anderes Ende an einer festen Verankerung angelenkt ist. Diese Ausbildung ermöglicht es, bei Fluidstandshöhen, die unterhalb des Anlenkpunktes an der festen Verankerung liegen, die Schwinge zumindest weitgehend aus dem Fluid zu halten. Dies ist deshalb vorteilhaft, weil so die Ablagerung von Material an der Schwinge vermieden oder doch signifikant reduziert wird und auch keine Beeinflussung der Fluidströmung insbesondere nahe des Sensorkopfes durch die Halterung zu befürchten ist. Dies gilt um so mehr, wenn der Schwimmer stromlinienförmig gebildet ist.Prefers is however a holder with a storkbeak-like Parallel rocker whose one end is hinged to the float and whose other end is hinged to a fixed anchorage. These Training possible it, at fluid levels, which lie below the point of articulation at the fixed anchorage, to keep the rocker at least largely out of the fluid. This is therefore advantageous because so the deposition of material the swingarm is avoided or significantly reduced and also no influence on the fluid flow, in particular near the Sensor head through the bracket is to be feared. This is even more so when the float is streamlined is formed.

In eine besonders bevorzugten Variante wird der Sensor ein Mittel aufweisen, insbesondere ein Auswertemittel, um das Strömungsprofil höhenaufgelöst zu bestimmen, wobei insbesondere eine schichtweise Auflösung der Profile erfolgen kann. Die Messanordnung ist demgemäß besonders bevorzugt für Sensoren, deren Signale ausgewertet werden wie in der DE 197 40 549 A1 beschrieben.In a particularly preferred variant, the sensor will have a means, in particular an evaluation means, in order to determine the flow profile in a height-resolved manner, wherein in particular a layer-by-layer dissolution of the profiles can take place. The measuring arrangement is accordingly particularly preferred for sensors whose signals are evaluated as in DE 197 40 549 A1 described.

Wenn ein solches Mittel vorhanden ist, wird der Sensor bevorzugt so ausgebildet, dass die Schichthöhen veränderbar sind, so dass bei niedrigem Fluidstand die Schichten näher zusammenrücken. Dies erhöht die Messgenauigkeit weiter.If such a means is present, the sensor is preferably formed so that the layer heights variable are so that at low fluid levels, the layers closer together. This elevated the measuring accuracy continues.

Die Schichthöhenauflösungsveränderung kann im Ansprechen auf Signale eines Sensorkopfes erfolgen, der seine Signale in einem Winkel zum ersten Sensorkopf emittiert. Insbesondere kann der zur Bestimmung der Schichthöhenauflösung eingesetzte Sensorkopf, der insbesondere den Abstand zwischen Schwimmer und dem ruhenden Untergrund darunter bestimmt, senkrecht nach unten emittieren, während der für die eigentliche Fluidströmung eingesetzte Sensorkopf schräg gegen die Strömung und die Fluidoberfläche emittiert. Der zweite Sensorkopf wird typischerweise nach unten emittieren. Dann ist es möglich, die Schichthöhenauflösung abhängig von der Höhe des strömenden Fluides festzulegen. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, einen Bezug zwischen der Fluidoberfläche und einem festen, d. h. nicht mit der Halterung fluidstandsabhängig beweglichen, Bezugspunkt herzustellen. Dies ist insbesondere in Rohren sinnvoll, wo der Schwimmer eine vorgegebene Entfernung von der oberen Rohrinnenseite bei niedrigem Fluidstand aufweist. Eine Messung sowohl nach oben als auch nach unten ist dann sinnvoll, wenn erwartet wird, dass im Fluidbett Stoffe abgelagert werden. Es kann dann durch Bezugnahme auf einen festen, d. h. nicht am beweglichen Teil der Halterung fluidstandabhängig veränderlich angebrachten Bezugspunkt, sei es eine vorgegebene Höhe oberhalb der maximal erwarteten Fluidhöhe oder eine vorgegebene Entfernung zur inneren Rohroberseite, der absolute Wasserstand oberhalb des Fluidbettgrundes bestimmt werden und durch Bestimmung des Abstandes zwischen Fluidoberfläche und dem nicht mehr bewegten Fluiduntergrund die Dicke der strömenden Fluidschicht ermittelt werden. Aus einer Differenzbildung beider Werte kann dann geschlossen werden, bis zu welcher Höhe sich bereits Ablagerungen gebildet haben. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn sehr genaue Abwassermengenmessungen gewünscht sind und/oder ein Hinweis auf das Erfordernis, eine Kanalräumung durchzuführen, gewünscht wird.The Layer height resolution change can in response to signals from a sensor head made its Signals emitted at an angle to the first sensor head. Especially the sensor head used to determine the layer height resolution can in particular, the distance between the float and the dormant Underground intended to emit vertically downward, while the for the actual fluid flow inserted sensor head diagonally against the current and the fluid surface emitted. The second sensor head is typically down emit. Then it is possible the layer height resolution depends on the height of the flowing fluid set. Alternatively and / or additionally, it is possible to obtain a reference between the fluid surface and a fixed, d. H. not movable in a fluid-level-dependent manner with the holder, Make reference point. This is especially useful in pipes, where the float is a given distance from the upper pipe inside at low fluid level. A measurement both upwards as well as down is meaningful when it is expected that in the fluid bed substances are deposited. It can then be referenced on a firm, d. H. not on the moving part of the holder fluid level dependent mutable attached reference point, be it a given height above the maximum expected fluid height or a predetermined distance to the inner tube top, the absolute water level can be determined above the Fluidbettgrundes and by determining the distance between the fluid surface and the no longer moving fluid background the thickness of the flowing fluid layer be determined. From a difference of both values can then be closed, to what amount are already deposits have formed. This is particularly advantageous when very accurate Wastewater quantity measurements desired and / or an indication of the need to perform a channel clearing is desired.

Die Erfindung beschränkt sich aber nicht darauf, die Meßgenauigkeit der Anordnung nur durch die Verbesserung der Halterung zu bewirken, sondern lehrt auch, wie optimaler Nutzen aus der erhöhten Meßgeometrie gezogen werden kann, wenn Ablagerungen zu erwarten sind.The Restricted invention but not on it, the accuracy to effect the arrangement only by improving the holder but also teaches how optimal benefit from the increased measurement geometry can be pulled when deposits are expected.

Dazu wird ein Meßverfahren vorgeschlagen, bei welchem zur Messung von Fluidströmungen in Fluiden mit variierendem Fluidstand und/oder variierenden Ablagerungen am Fluidbettgrund, wozu Meßsignale in Richtung auf den Fluidbettuntergrund gerichtet werden, um aus den rücklaufenden Signalen auf die Strömungsgeschwindigkeit zu schliessen, vorgesehen ist, daß die Höhe des Sensors über dem nichtfließenden Fluidbettgrund bestimmt wird, diese Höhe in eine Anzahl von Schichten unterteilt wird und eine Fluidströmungsmessung für diese Schichtung durchgeführt wird, so daß sich eine von der Höhe des Sensors über dem nichtfließenden Fluidbett abhängige Schichtdicke ergibt.To becomes a measuring method proposed, in which for the measurement of fluid flows in fluids with varying fluid level and / or varying deposits on the Fluid bed reason, including measurement signals directed in the direction of the fluid bed substrate to off the returning one Signals on the flow velocity to close, it is provided that the height of the sensor above the non-flowing fluid bed bottom it is determined this height is divided into a number of layers and a fluid flow measurement for this Layering performed will, so that one of the height of the sensor the non-flowing one Fluid bed dependent Layer thickness results.

Dieses Meßverfahren ist zunächst prinzipiell überall da interessant, wo in Fluiden Ablagerungen usw. auftreten können. So kann es vorteilhaft mit Sensoren verwendet werden, die fest in Rohrwände, Düker und dergl. eingebaut sind. Das Verfahren nutzt aber zugleich in optimaler Weise die korrekte geometrische Ausrichtung des Sensors, in welcher der Sensor in vorbestimmter Ausrichtung zur Fluidoberläche gehalten wird.This measurement methods is first basically everywhere interesting as where deposits of fluids etc. can occur in fluids. So It can be used to advantage with sensors that are fixed in pipe walls, culverts and the like are installed. The method uses but at the same time in optimal Determine the correct geometric orientation of the sensor in which the sensor is held in a predetermined orientation to the fluid surface becomes.

Es ist prinzipiell möglich, die Höhe über Grund mit dem selben Sensor zu bestimmen, mit welchem auch die Strömungsgeschwindigkeit erfaßt wird. Dies ist möglich, indem z. B. ein gepulst Ultraschallsignale schräg gegen den Fluidbettuntergrund emittierenden Sensor verwendet wird, der aus der Zeitsignatur des Echosignals auf die Strömungsgeschwindigkeiten schließt. Es kann dabei vorgesehen werden, daß jenen unteren Schichthöhen, bei denen eine Fließgeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes bestimmt wird, als nichtfließend und damit als stehender Fluidbettuntergrund identifiziert werden. Die verbleibenden Schichten können dann neu aufgeteilt werden. Bevorzugt ist allerdings, wenn ein dedizierter Sensor vorgesehen ist, anhand dessen Signal auf die Höhe des Sensors über dem Fluidgrund geschlossen werden kann.It is possible in principle, the height above ground to determine with the same sensor, with which also the flow velocity is detected. This is possible, by z. B. a pulsed ultrasonic signals emitted obliquely against the fluid bed background Sensor is used, from the time signature of the echo signal on the flow rates closes. It can be provided that those lower layer heights, at which has a flow velocity is determined below a predetermined limit, as non-flowing and thus identified as a standing fluid bed substrate. The remaining layers can then be redistributed. Preference is, however, if a dedicated Sensor is provided, based on the signal to the height of the sensor above the fluid bottom can be closed.

Dies erhöht die Sicherheit, mit welcher Ablagerungen von ruhig fließendem Fluid unterscheidbar sind.This elevated the security with which deposits of still flowing fluid are distinguishable.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Höhe über Grund gegen einen festen Bezug bestimmt wird, um zwischen dem absoluten Fluidbettuntergrund und Ablagerungen zu unterscheiden. Dazu kann ein Sensor unbeweglich oberhalb der Fluidoberfläche fest angeordnet werden und deren Höhe messen; durch einen weiteren Sensor im Fluid, der nach unten mißt, kann dann unter Differenzbildung die Ablagerungshöhe bestimmt werden. Alternativ und/oder zusätzlich ist es möglich, den Sensor am Schwimmer beweglich zu halten und seine Entfernung zu einem fluidunabhängigen Bezugspunkt, beispielsweise einem oberen Rohrscheitel, zu bestimmen.Especially it is preferred when the height above ground against a fixed reference is determined to be between the absolute Fluid bed substrate and deposits to distinguish. This can a sensor immovably fixed above the fluid surface and their height measure up; through another sensor in the fluid, which measures down then the difference between the deposition height can be determined. alternative and / or additionally Is it possible, to keep the sensor moving on the float and its distance to a fluid independent Reference point, for example, an upper pipe peak to determine.

Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise anhand der Zeichnungen beschrieben. In dieser zeigt:The Invention will now be described by way of example only with reference to the drawings described. In this shows:

1 eine Messanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. 1 a measuring arrangement according to the present invention.

Nach 1 umfasst eine allgemein mit 1 bezeichnete Messanordnung 1 zur Messung von Strömungen in Fluiden 2 bei variierenden Höhen h einen aus bestimmter Lage die Fluidströmung erfassenden Sensor 3 und eine Halterung 4, um den Sensor 3 in der bestimmten Lage anzuordnen, wobei die Halterung 4 auf noch zu beschreibende Weise dazu ausgebildet ist, den Sensorkopf 3a des Sensors 3 in vorbestimmtem Winkel α zur Fluidoberfläche 2a anzuordnen.To 1 includes a general with 1 designated measuring arrangement 1 for measuring flows in fluids 2 at varying heights h one from certain position the fluid flow sensing sensor 3 and a holder 4 to the sensor 3 to arrange in the specific position, with the holder 4 is designed to be described manner, the sensor head 3a of the sensor 3 at a predetermined angle α to the fluid surface 2a to arrange.

Die Messanordnung 1 ist in einem Rohr 5 angeordnet, durch welches das Fluid 2 längs des Pfeiles 6 strömt.The measuring arrangement 1 is in a pipe 5 arranged, through which the fluid 2 along the arrow 6 flows.

Bei dem Fluid 2, welches durch das Rohr 5 geführt wird, handelt es sich im vorliegenden Fall um Schwebstoffe enthaltendes Abwasser.With the fluid 2 passing through the pipe 5 is conducted, it is in the present case to suspended matter containing wastewater.

Der Sensor 3 umfasst eine (nicht gezeigte) Signalerzeugungs- und Auswerteschaltung. Diese ist dazu ausgebildet, am Sensorkopf 3a gepulste Ultraschallsignale zu erzeugen und aus der Zeitsignatur der zugehörigen Echosignale auf die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in vorgegebenen Höhen rückzuschließen. Der Sensor 3 weist weiter einen zweiten Sensorkopf 3b auf, welcher gepulste Ultraschallsignale allgemein senkrecht nach unten emittiert und aus der Zeit bis zum Rücklaufen des Pulses auf die Höhe h des Sensors 3 über dem nichtfließenden Fluidgrund 2b schließt. Weiter ist am Sensor 3 ein gepulste Ultraschallsignale nach oben emittierender Sensorkopf 3c vorgesehen, dessen Echosignale herangezogen werden, um den Abstand l zur oberen Rohrinnenwand 5a, das heißt zum oberen Scheitelpunkt des Rohres 5 zu bestimmen. Die dem Sensorkopf 3a zugeordnete Signalerzeugungs- und Auswerteschaltung ist dabei per se herkömmlich und wie in der DE 197 40 549 A1 beschrieben.The sensor 3 includes a signal generation and evaluation circuit (not shown). This is designed to be on the sensor head 3a To produce pulsed ultrasonic signals and from the time signature of the associated echo signals on the flow rate of the fluid at predetermined levels infer. The sensor 3 also has a second sensor head 3b which emits pulsed ultrasonic signals generally vertically downwards and from the time until the return of the pulse to the height h of the sensor 3 above the non-flowing fluid base 2 B closes. Next is the sensor 3 a pulsed ultrasonic signal upwards emitting sensor head 3c provided, the echo signals are used to the distance l to the upper pipe inner wall 5a that is to the upper vertex of the pipe 5 to determine. The sensor head 3a assigned signal generation and evaluation circuit is per se conventional and as in the DE 197 40 549 A1 described.

Die Halterung 4 umfaßt einen Schwimmerkörper 7, eine Parallelogrammschwinge 8 und eine Verankerung 9. Der Sensor 3 ist am Schwimmerkörper 7 angeordnet. Dieser weist einen derartigen Auftrieb auf, dass die Sensorköpfe 3a, 3b, die an seiner Unterseite 7a angeordnet sind, unterhalb der Wasseroberfläche im Wasser liegen, aber der nach oben weisende Sensorkopf 3c oberhalb der Fluidoberfläche 2a angeordnet ist. Am Schwimmer 7 sind die zwei Arme 8a, 8b der storchenschnabelartigen Parallelogrammschwinge 8 angeordnet, die an ihrem oberen Ende 8c an der rohrfesten Verankerung 9 angelenkt ist. An der rohrfesten Verankerung 9 ist der Füllstandsensor 10 verankert und zwar in einer solchen Höhe j oberhalb der Fluidoberfläche 2a, dass die Fluidoberfläche 2a auch bei maximal erwarteten Fluidstandshöhen unterhalb der Sensorsoberfläche des Füllstandsensors 10 liegt.The holder 4 includes a float body 7 , a parallelogram swingarm 8th and anchoring 9 , The sensor 3 is on the float body 7 arranged. This has such a buoyancy that the sensor heads 3a . 3b at its bottom 7a are located below the water surface in the water, but the upward-facing sensor head 3c above the fluid surface 2a is arranged. At the float 7 are the two arms 8a . 8b the storkbill-like parallelogram rocker 8th arranged at its upper end 8c at the pipe-anchoring 9 is articulated. At the pipe-anchoring 9 is the level sensor 10 anchored at a height j above the fluid surface 2a that the fluid surface 2a even at maximum expected fluid levels below the sensor surface of the level sensor 10 lies.

Die Auswerteschaltung (nicht gezeigt) ist dazu ausgebildet, die Strömung des Fluids schichtweise zu erfassen und die Dicke der Schichten, für welche die Erfassung jeweils erfolgt, zu verändern.The Evaluation circuit (not shown) is adapted to the flow of the Layer by layer to record fluids and the thickness of the layers for which the detection takes place in each case, to change.

Die Messanordnung wird verwendet wie folgt:
Zunächst wird die Entfernung l zwischen dem Schwimmer und dem oberen Rohrscheitel ermittelt. Dazu werden, von dem Sensor 3c Ultraschallimpulse ausgesendet, die Zeit bis zur Rückkehr des Echos bestimmt und aus der Laufzeit auf die Lage des Schwimmers 7 geschlossen. Dann wird die Höhe des Schwimmers 7 über dem nichtfliessenden Fluidgrund 2b bestimmt. Dies geschieht mit dem Sensor 3c oder 10 in gleicher Weise. Im ablagerungsfreien Fall wird festgestellt, dass die Höhe l und die Höhe h unter Berücksichtigung der Dicke des Schwimmerkörpers 7 gemeinsam den Rohrdurchmesser ergeben, was den ablagerungsfreien Fall als solchen anzeigt.
The measuring arrangement is used as follows:
First, the distance l between the float and the upper pipe apex is determined. To do this, from the sensor 3c Ultrasonic pulses emitted, determines the time to return the echo and from the running time to the position of the float 7 closed. Then the height of the float 7 above the non-flowing fluid base 2 B certainly. This happens with the sensor 3c or 10 in the same way. In the deposit-free case, it is found that the height l and the height h taking into account the thickness of the float body 7 together give the pipe diameter, which indicates the deposit-free case as such.

Im Ansprechen auf die bestimmte Höhe h des Fluidstandes wird dann eine Aufteilung der Fluidhöhe in 16 gleiche Teile vorgenommen und mit dem Sensorkopf 3b für diese 16 verschiedenen Höhen eine jeweilige Strömungsgeschwindigkeit bestimmt. Aus diesem Strömungsprofil kann unter Berücksichtigung des bekannten Rohrprofils die Gesamtströmungsmenge bestimmt werden.In response to the determined height h of the fluid level, a division of the fluid level into 16 equal parts is then carried out and with the sensor head 3b determined for each of these 16 different heights a respective flow velocity. From this flow profile, taking into account the known pipe profile, the total flow rate can be determined.

Steigt nun der Fluidstand an, so verringert sich die Entfernung des Schwimmerkörpers 7 zum oberen Rohrscheitel 5a, das heißt l wird kleiner, während h, die Höhe des Schwimmerkörpers 7 über dem nichtfliessenden Fluidgrund 2b, zunimmt. Alternativ kann die Entfernung l beziehungsweise die Position des Schwimmerkörpers einschließlich des Sensors 3a und 3b mittels des Füllstandsmessers 10 ermittelt werden. Bei der Änderung der Füllstandshöhe wird dabei stets der Schwimmerkörper 7 durch die storchenschnabelartigen Parallelogrammschwingen parallel zur Fluidoberfläche 2a gehalten, so dass für jede Füllstandshöhe die Halterung 4 den Sensor im vorbestimmten Winkel α zur Fluidoberfläche hält. Es treten damit keine Verfälschungen durch Schräglagen des Schwimmerkörpers 7 bzw. der Sensoren auf.Now increases the fluid level, so the distance of the float body is reduced 7 to the upper pipe vertex 5a , that is, l becomes smaller, while h, the height of the float body 7 above the non-flowing fluid base 2 B , increases. Alternatively, the distance l or the position of the float body including the sensor 3a and 3b by means of the level gauge 10 be determined. When changing the filling level is always the float body 7 through the stork-beak-like parallelogram wings parallel to the fluid surface 2a held so that for each level the bracket 4 holds the sensor at the predetermined angle α to the fluid surface. There are thus no distortions due to inclinations of the float body 7 or the sensors.

Die Summe der Grössen h und l ergibt wiederum den Rohrdurchmesser, was anzeigt, dass keine Ablagerungen im Rohr vorhanden sind. Es wird nach dem Ansteigen des Fluidstandes wiederum die Veränderung der Grössen h und l bestimmt und eine Anpassung der Schichthöhendicken vorgenommen und wiederum mit jetzt größeren Schichtdicken eine Messung des Strömungsprofiles für 16 verschiedene Höhen durchgeführt. Aus dem Strömungsprofil und dem bekannten Rohrdurchmesser wird dann die neuerliche Gesamtströmungsmenge präzise bestimmt.The Sum of the sizes h and l again gives the pipe diameter, indicating that none Deposits are present in the pipe. It will after the rise the fluid level in turn the change in the sizes h and l determined and made an adjustment of the layer height thicknesses and turn with now larger layer thicknesses a measurement of the flow profile for 16 different heights carried out. From the flow profile and the known pipe diameter then becomes the new total flow rate precise certainly.

Lagern sich nun Stoffe unterhalb des Sensors 3b ab, wie in 1 zwischen Fluiduntergrund 2b und Rohr 5 angedeutet, so entspricht die Summe aus h und l nicht mehr dem gesamten Rohrdurchmesser, sondern ist kleiner. Dies zeigt an, dass eine Ablagerung stattgefunden hat und dies kann gegebenenfalls an eine Zentrale gemeldet werden, um erforderlichenfalls eine Entfernung der Ablagerungen auszulösen.Now stores substances below the sensor 3b off, as in 1 between fluid background 2 B and pipe 5 indicated, the sum of h and l no longer corresponds to the total pipe diameter, but is smaller. This indicates that a deposit has taken place and this may be the case If necessary, be reported to a control center, if necessary, trigger a removal of the deposits.

Die Distanz zwischen dem Sensor 3 und dem nichtfließenden Fluiduntergrund 2b wird wiederum in 16 Teile unterteilt und es wird ein Profil der Strömung erstellt, das nunmehr nur die Höhen berücksichtigt, in denen ein Fluidfluss noch vorliegt. Erneut kann die Gesamtströmungsmenge aus dem Fluidprofil unter Berücksichtigung des Rohrquerschnittes und der darin erfolgten Ablagerung bestimmt werden. Wenn die Füllstandshöhe h unter einen kritischen Wert sinkt, sei es durch sehr geringe Fluidmengen, die durch das Rohr strömen und/oder durch sehr hohe Ablagerungen, wird die Anzahl der Fluidschichten, für die die Strömung bestimmt wird, von 16 auf eine kleinere Zahl reduziert.The distance between the sensor 3 and the non-flowing fluid background 2 B is again subdivided into 16 parts and a profile of the flow is created, which now only takes into account the heights in which a fluid flow is still present. Again, the total flow rate from the fluid profile can be determined taking into account the tube cross-section and the deposit made therein. When the level h drops below a critical level, either because of very small amounts of fluid flowing through the pipe and / or due to very high deposits, the number of fluid layers for which the flow is determined is reduced from 16 to a smaller number ,

Tritt ein Defekt im Sensor 3c auf, wird die Messung der Höhe der Fluidoberfläche 2a unterhalb des oberen Rohrscheitels 5a unter Verwendung des Füllstandsensors 10 bestimmt und dieser Wert entsprechend herangezogen.If a defect occurs in the sensor 3c on, the measurement is the height of the fluid surface 2a below the top of the pipe 5a using the level sensor 10 determined and this value used accordingly.

Claims (6)

Messanordnung für in einem Fluidbett vorgegebener Geometrie geführte Fluide, aufweisend ein Sensormittel (3), umfassend einen Sensor (3c, 10) zur Messung der Fluidoberflächenhöhe bezogen auf einen fluidunabhängigen Bezugspunkt und einen im vorbestimmten Winkel zur Fluidoberfläche angeordneten Sensorkopf (3b, 3a) zur Bestimmung von Fließhöhe und Fließgeschwindigkeit, und eine Auswerteschaltung zur Auswertung der vom Sensormittel stammenden Signale, wobei die Auswerteschaltung dazu ausgebildet ist, im Ansprechen auf die Sensormittelsignale ein Fluidströmungsprofil zu ermitteln, daraus untere Schichten, bei denen eine Fließgeschwindigkeit unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt, als nicht fließend zu bestimmen, und damit unter Berücksichtigung der auf den fluidunabhängigen Bezugspunkt bezogenen Fluidoberflächenhöhe und die gegebene Fluidbettgeometrie Ablagerungen zu detektieren.Measuring arrangement for fluids guided in a fluid bed of predetermined geometry, comprising a sensor means ( 3 ), comprising a sensor ( 3c . 10 ) for measuring the fluid surface height in relation to a fluid-independent reference point and a sensor head arranged at a predetermined angle to the fluid surface ( 3b . 3a ) for determining flow height and flow velocity, and an evaluation circuit for evaluating the signals originating from the sensor means, wherein the evaluation circuit is designed to determine a fluid flow profile in response to the sensor means signals, from which lower layers, where a flow rate is below a certain limit, to determine as not flowing, and thus to detect deposits taking into account the fluid surface height related to the fluid-independent reference point and the given fluid bed geometry. Messanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Verwendung in einer Druckleitung, Rohrleitung oder einem offenen Gerinne als vorbestimmtem Fluidbett vorgesehen ist.Measuring arrangement according to the preceding claim, characterized characterized in that they for use in a pressure line, pipeline or an open Flume is provided as a predetermined fluid bed. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anordnung des Sensorkopfes (3a, 3b) in vorbestimmtem Winkel zur Fluidoberfläche ein Schwimmer (7) vorgesehen ist, der an einer starren Halterung (8, 9) angeordnet ist, insbesondere einem Storchenschnabel.Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that for the arrangement of the sensor head ( 3a . 3b ) at a predetermined angle to the fluid surface a float ( 7 ) provided on a rigid support ( 8th . 9 ), in particular a stork beak. Messanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel (3) zur Messung der Schichthöhen, Fluidhöhen und Ablagerungen ausgebildet ist.Measuring arrangement according to the preceding claim, characterized in that the sensor means ( 3 ) is designed for measuring the layer heights, fluid heights and deposits. Messanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel (3) einen vom Sensor (3c) verschiedenen, weiteren Sensor (10) zur Messung der absoluten Fluidhöhe umfaßt und insbesondere unbeweglich oberhalb der Fluidoberfläche angeordnet ist.Measuring arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor means ( 3 ) one from the sensor ( 3c ) different, further sensor ( 10 ) for measuring the absolute fluid height and in particular is arranged immovably above the fluid surface. Messverfahren zur Messung von in einem vorbestimmten Fluidbett geführten Strömungen von Fluiden mit variierendem Fluidstand und/oder variierenden Ablagerungen im Fluidbettuntergrund, wobei das Fluid durch ein vorbestimmtes Fluidbett geführt wird und fließhöhen- und geschwindigkeitsindikative Signale mit einem insbesondere mittels Schwimmer im Wesentlichen fluidströmungsunabhängig im vorbestimmten Winkel zur Fluidoberfläche angeordneten Sensormittel (3) und einer von dessen Signalen gespeisten Auswerteschaltung generiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluidströmungsprofil ermittelt wird, daraus untere Schichten, bei denen eine Fließgeschwindigkeit unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt, als nicht fließend bestimmt werden, die Fluidoberflächenhöhe bezogen auf einen fluidunabhängigen Bezugspunkt bestimmt wird, und dann unter Berücksichtigung der auf den fluidunabhängigen Bezugspunkt bezogenen Fluidoberflächenhöhe und die gegebene Fluidbettgeometrie auf Ablagerungen detektiert wird.Measuring method for measuring flows in a predetermined fluid bed of fluids with varying fluid level and / or varying deposits in the fluid bed background, wherein the fluid is passed through a predetermined fluid bed and flow altitude and speed-indicative signals with a particular float substantially independent of fluid flow at a predetermined angle to Fluid surface arranged sensor means ( 3 ) and an evaluation circuit fed by its signals, characterized in that a fluid flow profile is determined, from which lower layers in which a flow velocity is below a certain limit value are determined to be non-fluent, the fluid surface height is determined based on a fluid-independent reference point, and then detected for deposits taking into account the fluid surface height related to the fluid-independent reference point and the given fluid bed geometry.
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