DE102006023479A1 - Flow channel for receiving the flow sensor - Google Patents

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Rudolf Dr. Bierl
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Stefan Pesahl
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungskanal mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Durchflusssensors, der einen ersten und einen zweiten Schallwandler aufweist, wobei jeweils ein Schallwandler am Ende einer Messstrecke angeordnet ist und mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik verbunden ist, die aus der Laufzeit einer von den Schallwandlern ausgesandten und empfangenen Schallwelle die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids bestimmt. Um einen Strömungskanal anzugeben, der die Aufnahme eines kompakten, einfach montierbaren Durchflusssensors ermöglicht, wobei der Durchflusssensor auch bei kompakter Bauweise gute Messergebnisse liefern soll, ist in dem Strömungskanal ein Schallreflektor ausgebildet, der eine Schallwelle von dem einen Schallwandler zu dem anderen lenkt.The invention relates to a flow channel having an opening for receiving a flow sensor, which has a first and a second sound transducer, wherein in each case a sound transducer is arranged at the end of a measuring section and is connected to a downstream evaluation, which from the duration of one of the transducers emitted and received sound wave determines the flow velocity of a fluid. In order to specify a flow channel which allows the inclusion of a compact, easily assembled flow sensor, wherein the flow sensor to deliver good measurement results even in a compact design, a sound reflector is formed in the flow channel, which directs a sound wave from one transducer to the other.

Description

Die Erfindung betrifft einen Strömungskanal mit einer Öffnung zur Aufnahme eines Durchflusssensors, der einen ersten und einen zweiten Schallwandler aufweist, wobei jeweils ein Schallwandler am Ende einer Messstrecke angeordnet ist und mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik verbunden ist, die aus der Laufzeit einer von den Schallwandlern ausgesandten und empfangenen Schallwelle die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids bestimmt.The The invention relates to a flow channel with an opening for receiving a flow sensor having a first and a having second transducer, wherein in each case a sound transducer on End of a measuring section is arranged and with a downstream Transmitter is connected, consisting of the running time of a the sound transducers emitted and received the sound wave flow rate of a fluid.

Durchflusssensoren werden beispielsweise als Mass Air Flow Sensoren im Ansaugtrakt von Brennkraftmaschinen eingesetzt, um die angesaugte Luftmasse zu bestimmen und die Brennkraftmaschine entsprechend mit Kraftstoff zu versorgen. Der Ansaugtrakt bildet hier den Strömungskanal.Flow Sensors For example, they are called Mass Air Flow sensors in the intake system used by internal combustion engines, the intake air mass to determine and fuel the internal combustion engine accordingly to supply. The intake tract here forms the flow channel.

Ein Durchflusssensor und ein Strömungskanal zur Aufnahme des Durchflusssensors sind aus der DE 33 31 519 A1 bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Fluiden mit Hilfe von Ultraschall sind an einem Strömungskanal seitliche Stutzen ausgebildet, in denen jeweils Ultraschallwandler angeordnet sind. Die Ultraschallwandler definieren eine im Winkel zur Strömungsrichtung verlaufende Messstrecke. Eine den Ultraschallwandlern nachgeschaltete Auswerteschaltung bestimmt die Laufzeit der Ultraschallsignale entlang der Messstrecke und berechnet daraus die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids im Strömungskanal.A flow sensor and a flow channel for receiving the flow sensor are out of the DE 33 31 519 A1 known. In the known device for measuring the flow velocity of fluids with the aid of ultrasound side sockets are formed on a flow channel, in each of which ultrasonic transducers are arranged. The ultrasonic transducers define a measuring path that runs at an angle to the flow direction. An evaluation circuit connected downstream of the ultrasound transducers determines the transit time of the ultrasound signals along the measurement path and calculates therefrom the flow velocity of the fluid in the flow channel.

Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, dass die Montage und Justage der Schallwandler in den Stutzen des Strömungskanals aufwändig ist. Zum einen muss sichergestellt sein, dass die Schallwandler aufeinander ausgerichtet sind. Zum anderen müssen die Versorgungsleitungen für die Schallwandler durch die Wand der Stutzen hindurch nach außen und von dort zur Auswerteeinheit geführt werden. Dabei müssen die Kabelstränge häufig um den Strömungskanal herum zur Auswerteeinheit geführt werden. Da die Länge der Messstrecke zwischen dem einen und dem anderen Schallwandler von hoher Bedeutung für die Qualität des Messergebnisses ist, müssen die Schallwandler in möglichst großer Entfernung voneinander positioniert werden. Die aus dem Stand der Technik bekannten Durchflusssensoren nach dem Ultraschallprinzip relativ sind große und sperrige Bauteile.One Disadvantage of the known device is that the assembly and adjustment the transducer is expensive in the nozzle of the flow channel. To the One has to make sure that the transducers are on top of each other are aligned. For another the supply lines for the sound transducers through the wall of the neck through to the outside and from there to the evaluation unit become. It must the cable strands often around the flow channel be led around to the evaluation. Because the length the measuring section between the one and the other sound transducer of high importance for the quality the measurement result is the sound transducers in as possible great distance be positioned from each other. Those known from the prior art Flow sensors based on the ultrasonic principle are relatively large and bulky Components.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Strömungskanal zu schaffen, der die Aufnahme eines kompakten, einfach montierbaren Durchflusssensors ermöglicht. Der Durchflusssensor soll auch bei kompakter Bauweise gut Messergebnisse liefen.outgoing From this prior art, the invention is based on the object a flow channel to create, the inclusion of a compact, easy to assemble Flow sensor allows. The flow sensor should be well measured even with a compact design walked.

Diese Aufgabe wird durch den Strömungskanal mit den in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmalen gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen angegeben.These Task is through the flow channel with those in the independent Claim specified features solved. In dependent claims are indicated advantageous embodiments and developments.

Wenn in dem Strömungskanal ein Schallreflektor ausgebildet ist, der eine Schallwelle von dem einen Schallwandler zu dem anderen lenkt, kann der Durchflusssensor aüßerst kompakt gestaltet werden. Dennoch steht eine relativ lange Messstrecke zwischen den Schallwandlern zur Verfügung, so dass ein qualtitativ hochwertiges Messergbnis erzielt wird.If in the flow channel a sound reflector is formed, which forms a sound wave from the one Transducer deflects to the other, the flow sensor aüßerst compact be designed. Nevertheless, there is a relatively long measuring distance between the sound transducers available, so that a high-quality Messersbnis is achieved.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Schallreflektor an oder in der Wand des Strömungskanals ausgebildet. Hier beeinflusst der Schallreflektor den Fluidstrom am wenigsten und er ist leicht bei der Herstellung des Strömungskanals in oder an der Wand des Strömungskanals mit ausbildbar.at An advantageous development is the sound reflector on or in the wall of the flow channel educated. Here the sound reflector influences the fluid flow least and he is easy in the production of the flow channel in or on the wall of the flow channel with educable.

Bei einer anderen Weiterbildung ist der Schallreflektor mittels Halterungen mit dem Strömungskanal verbunden ist und von der Wand des Strömungskanals entfernt angeordnet. Hier durch ist es möglich den Schallreflektor in jeder beliebigen Position im Strömungskanal zu positionieren.at Another development is the sound reflector by means of brackets with the flow channel is connected and arranged away from the wall of the flow channel. Here it is possible the sound reflector in any position in the flow channel to position.

Im Rahmen einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung fokussiert der Schallreflektor die Schallwelle zu mindestens einem der Schallwandler hin. Diese fokussierende Wirkung des Schallreflektors ermöglicht die Verwendung von Schallwellen geringerer Intensität, wobei die Messergebnisse in ihrer Qualität weiter verbessert werden.in the Focused frame of an advantageous embodiment of the invention the sound reflector the sound wave to at least one of the sound transducer out. This focusing effect of the sound reflector allows the Use of sound waves of lower intensity, with the measurement results in their quality be further improved.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kompensiert der Schallreflektor das Verwehen der Schallwelle. Dies ist sehr wichtig für die Messung hoher Strömungsgeschwindigkeiten, da ohne die Verwehungskompensation die am Schallwandler eintreffende Schallwelle ein sehr geringe Intensität aufweist. Durch die Kompensation der Verwehung mit der Hilfe der vorteilhaft gestalteten Oberfläche des Reflektors, kann auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten des Fluides ein sehr gutes Messergebnis erzielt werden.at In another advantageous embodiment, the sound reflector compensates the blowing of the sound wave. This is very important for measuring high Flow rates, because without the drift compensation the arriving at the transducer Sound wave has a very low intensity. By the compensation drift with the help of the favorably designed surface of the reflector, can even at high flow rates the fluid a very good measurement result can be achieved.

Die Schallwandler können jeweils separate Sender oder Empfänger oder auch kombinierte Sender und Empfänger sein. Vorzugsweise sind die von den Schallwandlern ausgesandten und empfangenen Schallsignale Ultraschallsignale.The Sound transducers can each separate transmitter or receiver or combined Sender and receiver be. Preferably, the emitted from the transducers and received sound signals ultrasonic signals.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung erläutert werden. Es zeigen:Further Details and advantages of the invention will become apparent from the following Description forth, in the embodiments The invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 einen Querschnitt durch einen in einem Strömungskanal montierten Durchflusssensor; 1 a cross section through a flow sensor mounted in a flow sensor;

2 einen Durchflusssensor zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit eines in einem Strömungskanal strömenden Fluids; 2 a flow sensor for determining the flow velocity of a fluid flowing in a flow channel;

3 den aus 2 bekanten Strömungskanal, wobei das Fluid mit wesentlich höherer Geschwindigkeit strömt; 3 the out 2 bekanten flow channel, the fluid flows at a much higher speed;

4 eine weitere Ausgestaltung des Durchflusssensors; 4 a further embodiment of the flow sensor;

5 eine genaure Darstellung des Schallreflektors; 5 a precise representation of the sound reflector;

6 einen Schallreflektor, der von Halterungen getragen wird. 6 a sound reflector, which is supported by brackets.

1 zeigt einen Querschnitt durch einen Strömungskanal 1, das einen seitlich angebrachten Stutzen 2 mit einer Öffnung 3 aufweist. Der Strömungskanal 1 ist hier als Rohr ausgebildet. Durch die Öffnung 3 kann ein Durchflusssensor 4 in das Innere des Rohrs 1 eingebracht werden. Der Durchflusssensor 4 weist einen Kopfteil 5 auf, in dem sich eine Leiterplatte 6 befindet, auf der eine zum Betrieb des Durchflusssensors 4 erforderliche Auswerteelektronik 17, die Bauelemente 7 umfasst, angeordnet ist. Am Kopfteil 5 ist auch ein elektrischer Anschluss 18 angebracht, mit der der Durchflusssensor 4 an externe, nicht dargestellte Geräte angeschlossen werden kann. 1 shows a cross section through a flow channel 1 , which has a side-mounted nozzle 2 with an opening 3 having. The flow channel 1 is designed here as a tube. Through the opening 3 can be a flow sensor 4 in the interior of the pipe 1 be introduced. The flow sensor 4 has a headboard 5 on, in which is a circuit board 6 located on one for operation of the flow sensor 4 required evaluation electronics 17 , the construction elements 7 comprises, is arranged. At the headboard 5 is also an electrical connection 18 attached, with the flow sensor 4 can be connected to external, not shown devices.

Am Kopfteil 5 des Durchflusssensors 4 sind ferner Seitenleisten 9 angebracht, die sich nach der Montage des Durchflusssensors 4 am Rohr 1 ins Innere des Rohrs 1 erstrecken. Die Seitenleisten 9 halten Schallwandler 10 und 11, die eine Messstrecke 12 definieren. Die Messstrecke 12 ist unter einem spitzen Winkel φ zu einer Strömungsrichtung 13 eines im Rohr 1 strömenden Fluids 14 ausgerichtet. Der Winkel φ zwischen der Messstrecke 12 und der Strömungsrichtung 13 liegt vorzugsweise zwischen 40 und 45 Grad.At the headboard 5 of the flow sensor 4 are also sidebars 9 attached after the assembly of the flow sensor 4 on the pipe 1 inside the tube 1 extend. The sidebars 9 keep sound transducer 10 and 11 that a measuring section 12 define. The measuring section 12 is at an acute angle φ to a flow direction 13 one in the pipe 1 flowing fluid 14 aligned. The angle φ between the measuring section 12 and the flow direction 13 is preferably between 40 and 45 degrees.

Beim Betrieb des Durchflusssensors 4 sendet beispielsweise der Schallwandler 10 eine erste Ultraschallwelle 16 aus. Diese erste Ultraschallwelle wird vom Schallwandler 11 empfangen. Der Schallwandler 11 sendet daraufhin eine zweite Ultraschallwelle 16 aus, die vom Schallwandler 10 empfangen wird. Die Laufzeit der ersten und der zweiten Ultraschallwelle 16 wird von einer Auswerteelektronik 17 bestimmt, die auf der Leiterplatte 6 integriert sein kann oder die außerhalb des Durchflusssensors 4 angeordnet ist.When operating the flow sensor 4 For example, the transducer sends 10 a first ultrasonic wave 16 out. This first ultrasonic wave is from the sound transducer 11 receive. The sound transducer 11 then sends a second ultrasonic wave 16 from the sound transducer 10 Will be received. The running time of the first and the second ultrasonic wave 16 is from a transmitter 17 determined on the circuit board 6 can be integrated or the outside of the flow sensor 4 is arranged.

Die Strömungsgeschwindigkeit v des Fluids 14 im Rohr 1 ist abgesehen von verschiedenen störenden Effekten, die das Messergebnis verfälschen können, proportional Δt/tup tdown, wobei Δt die Differenz der Laufzeiten sowie tup und tdown jeweils die Laufzeiten in Strömungsrichtung 13 oder entgegen der Strömungsrichtung 13 sind. Der mit 13 bezeichnete Pfeil symbolisiert im Folgenden die Strömungsrichtung und auch die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids 14. Aus der Strömungsgeschwindigkeit v des Fluids 14 kann unter Berücksichtigung der Temperatur auf die Masse des geförderten Fluids 14 geschlossen werden. So kann der Durchflusssensor 4 beispielsweise als Luftmassenmesser im Ansaugtrakt einer Brennkraftmaschine verwendet werden.The flow velocity v of the fluid 14 in the pipe 1 is apart from various disturbing effects that can falsify the measurement result, proportionately Δt / t up t down , where Δt is the difference of the transit times and t up and t down respectively the transit times in the flow direction 13 or against the flow direction 13 are. The one with 13 denoted arrow symbolizes below the flow direction and the flow velocity of the fluid 14 , From the flow velocity v of the fluid 14 can take into account the temperature on the mass of the pumped fluid 14 getting closed. So can the flow sensor 4 be used for example as air mass meter in the intake of an internal combustion engine.

Bei dem Fluid 14 handelt es sich vorzugsweise um ein gasförmiges Medium, insbesondere um Luft. Das Fluid 14 kann jedoch auch eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Benzin sein.With the fluid 14 it is preferably a gaseous medium, in particular air. The fluid 14 however, it may also be a liquid such as gasoline.

2 zeigt einen Durchflusssensor 4 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit 13 eines in einem Strömungskanal 1 strömenden Fluids 14. Der Durchflusssensor 4 besteht aus einem Kopfteil 5 mit einem ersten und einem zweiten Schallwandler 10, 11. Jeder dieser Schallwandler 10, 11 ist am Ende einer Messstrecke 12 angeordnet und mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik 17 verbunden. Die Verbindung der Auswerteelektronik 17 mit dem Schallwandlern 10, 11 erfolgt über elektrische Leitungen 8. Die Schallwandler 10, 11 sind symmetrisch zur Auswerteelektronik 17 angeordnet, wodurch die elektrischen Leitungen 8 annähernd die gleiche Länge aufweisen, was bei Zeitmessungen eine erhebliche Verbesserung des Messergebnisses zur Folge hat, da die Signale von den Schallwandlern 10, 11 über annähernd gleich lange Wege zur Messelektronik gelangen. Die Messelektronik 17 ist wiederum über elektrische Leiter 8 mit einem elektrischen Anschluss 18 verbunden, der als Stecker ausgeführt sein kann und der die Verbindung zur nachfolgenden Elektronik darstellt. 2 shows a flow sensor 4 for determining the flow velocity 13 one in a flow channel 1 flowing fluid 14 , The flow sensor 4 consists of a headboard 5 with a first and a second sound transducer 10 . 11 , Each of these sound transducers 10 . 11 is at the end of a test section 12 arranged and with a downstream evaluation 17 connected. The connection of the transmitter 17 with the sound transducer 10 . 11 via electrical lines 8th , The sound transducer 10 . 11 are symmetrical to the evaluation electronics 17 arranged, whereby the electrical wires 8th have approximately the same length, which has a considerable improvement in the measurement result in time measurements result, since the signals from the transducers 10 . 11 reach the measuring electronics over approximately equal distances. The measuring electronics 17 is in turn via electrical conductors 8th with an electrical connection 18 connected, which can be designed as a plug and which represents the connection to the subsequent electronics.

Im Strömungskanal 1 gegenüber Durchflusssensor 4 ist ein Schallreflektor 15 ausgebildet. Sendet zum Beispiel der erste Schallwandler 10 eine Schallwelle 16 aus, so gelangt sie zum Schallreflektor 15 und wird dort umgelenkt und auf den zweiten Schallwandler 11 gerichtet. Der zweite Schallwandler 11 registriert das Auftreffen der ersten Schallwelle 16 und erzeugt ein entsprechendes Signal, das über die elektrische Leitung 8 an die Auswerteelektronik 17 gelangt. Danach kann der zweite Schallwandler 11 eine zweite Schallwelle 16 aussenden, die über den Schallreflektor 15 zum ersten Schallwandler 10 gelangt. Auch dieser registriert das Auftreffen der Schallwelle 16 und erzeugt ein elektrisches Signal, das der Auswerteelektronik 17 zugeführt wird. Die Messstrecke 12 setzt sich hierbei aus dem Weg vom ersten Schallwandler 10 zum Schallreflektor 15 und dem Weg vom Schallreflektor 15 zum zweiten Schallwandler 11 und umgekehrt zusammen. Aus den gemessenen Zeitdifferenzen kann nun auf die Strömungsgeschwindigkeit 13 des Fluids 14 geschlossen werden. Wird der Durchflusssensor 4 im Ansaugkanal einer Brennkraftmaschine eingesetzt, so kann die Masse der angesaugten Luft bestimmt werden.In the flow channel 1 opposite flow sensor 4 is a sound reflector 15 educated. For example, send the first sound transducer 10 a sound wave 16 out, it gets to the sound reflector 15 and is redirected there and on the second transducer 11 directed. The second sound transducer 11 registers the impact of the first sound wave 16 and generates a corresponding signal via the electrical line 8th to the transmitter 17 arrives. After that, the second sound transducer 11 a second sound wave 16 send out via the sound reflector 15 to the first sound transducer 10 arrives. This also registers the impact of the sound wave 16 and generates an electrical signal to that of the transmitter 17 is supplied. The measuring section 12 sets itself out of the way of the first sound transducer 10 to the sound reflector 15 and the way from the sound reflector 15 to the second sound transducer 11 and vice versa. From the measured time differences can now on the flow velocity 13 of the fluid 14 getting closed. Will the flow sensor 4 used in the intake passage of an internal combustion engine, the mass of the intake air can be determined.

Durch den hier dargestellten Aufbau ist eine lange Messstrecke 12 realisierbar, wobei der Durchflusssensor 4 sehr kompakt gestaltet werden kann und die Schallwandler 10, 11 sehr vorteilhaft symmetrisch angeordnet werden können.Due to the structure shown here is a long measuring distance 12 feasible, wherein the flow sensor 4 can be made very compact and the sound transducer 10 . 11 can be arranged symmetrically very advantageous.

In 2 ist der Durchflusssensor 4 in seiner Einbaulage im Strömungskanal 1 dargestellt. Im Strömungskanal 1 befindet sich das Fluid 14, das ein Gas, insbesondere Luft, sein kann. Das Fluid 14 strömt in der Strömungsrichtung und mit der Strömungsgeschwindigkeit, was durch den Pfeil 13 angedeutet ist. Der Durchflusssensor 4 ist hier in eine Öffnung 3 des Strömungskanals 1 eingebaut. In 2 ist eine relativ kleine Strömungsgeschwindigkeit durch den Pfeil 13 angedeutet. In 3 ist der Pfeil 13 wesentlich größer und stärker dargestellt was eine wesentlich höhere Strömungsgeschwindigkeit andeuten soll. Bei hoher Strömungsgeschwindigkeit 13 tritt das Phänomen des Verwehens (auch als Verblasen bezeichnet) der Schwallwelle 16 auf. Die Schallwelle 16 pflanzt sich aufgrund von atomaren und molekularen Kollisionen der Fluidteilchen im Raum fort. Bewegen sich die einzelnen Fluidteilchen mit sehr hoher Geschwindigkeit, so wird die Schallwelle 16 von ihrer geraden Ausbreitungsrichtung deutlich abgelenkt und mit dem Vektor der Strömungsgeschwindigkeit 13 transportiert. Die Ausbreitungslinie der Schallwelle 16 ergibt sich als vektorielle Überlagerung der Schallgeschwindigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit 13 des Fluides 14, was durch die leicht gekrümmten Strichlinien angedeutet ist.In 2 is the flow sensor 4 in its installation position in the flow channel 1 shown. In the flow channel 1 is the fluid 14 which can be a gas, in particular air. The fluid 14 flows in the flow direction and at the flow velocity, which is indicated by the arrow 13 is indicated. The flow sensor 4 is here in an opening 3 of the flow channel 1 built-in. In 2 is a relatively small flow rate through the arrow 13 indicated. In 3 is the arrow 13 much larger and stronger, which should indicate a much higher flow rate. At high flow rate 13 The phenomenon of bleeding (also called blowing) occurs in the surge wave 16 on. The sound wave 16 propagates due to atomic and molecular collisions of the fluid particles in space. If the individual fluid particles move at very high speed, the sound wave becomes 16 clearly distracted from their straight propagation direction and with the vector of flow velocity 13 transported. The propagation line of the sound wave 16 results as a vectorial superposition of the speed of sound and the flow velocity 13 of the fluid 14 , which is indicated by the slightly curved dashed lines.

Durch das Verwehen erreicht die Schallwelle 16 bei hoher Strömungsgeschwindigkeit 13 nicht mehr das Zentrum des Schallreflektors 15. Hier ist eine Situation dargestellt, bei der die Schallwelle 16 aufgrund einer sehr hohen Strömungsgeschwindigkeit 13 des Fluides 14 den Rand des Schallreflektors 15 erreicht. Der Schallreflektor 15 ist derart gestaltet, dass er die Schallwelle 16 so abgelenkt, dass sie trotz der Verwehungen das Zentrum des ersten Schallwandlers 10 erreicht. In der Darstellung in 3a wurde davon ausgegangen, dass die Schallwelle 16 vom zweiten Schallwandler 11 ausgesendet, am Schallreflektor 15 reflektiert und zum ersten Schallwandler 10 geführt wird.By blowing the sound wave reaches 16 at high flow velocity 13 no longer the center of the sound reflector 15 , Here is a situation in which the sound wave 16 due to a very high flow rate 13 of the fluid 14 the edge of the sound reflector 15 reached. The sound reflector 15 is designed to be the sound wave 16 so distracted that despite the drifts they are the center of the first transducer 10 reached. In the illustration in 3a it was assumed that the sound wave 16 from the second transducer 11 sent out, at the sound reflector 15 reflected and to the first sound transducer 10 to be led.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Durchflusssensors 4. Am Kopfteil 5 ist der elektrischen Anschluss 18 nun seitlich angebracht. Die Schallwandler 10, 11 befinden sich unterhalb der Auswerteelektronik 17, jedoch wiederum symmetrisch zu dieser. Der Durchflusssensor 4 nach 5 weist nun zwei Schallreflektoren 15 auf und ein dritter Schallreflektor 15 ist im Strömungskanal 1 angeordnet. Es ist auch denkbar, dass alle drei Schallreflektoren im Strömungskanal angeordnet sind. Eine vom ersten Schallwandler 10 ausgesendete Schallwelle 16 erreicht zunächst den rechten Schallreflektor 15 und wird dort zum mittleren parabolisch ausgestalteten, im Strömungskanal 1 angeordneten Schallreflektor 15 geführt, der die Welle zum linken Schallreflektor 15 umlenkt, wo sie wiederum abgelenkt wird um dann den zweiten Schallwandler 11 zu erreichen. Auf diese Weise wird eine sehr lange Messstrecke 12 realisiert, die in einem sehr kompakten Durchflusssensor 4 Platz findet. 4 shows a further embodiment of the flow sensor 4 , At the headboard 5 is the electrical connection 18 now attached to the side. The sound transducer 10 . 11 are located below the transmitter 17 but again symmetrical to it. The flow sensor 4 to 5 now has two sound reflectors 15 on and a third sound reflector 15 is in the flow channel 1 arranged. It is also conceivable that all three sound reflectors are arranged in the flow channel. One from the first sound transducer 10 emitted sound wave 16 first reaches the right sound reflector 15 and there is the parabolic parabolic, in the flow channel 1 arranged sound reflector 15 led the wave to the left sound reflector 15 deflects where it is deflected again then the second transducer 11 to reach. In this way, a very long measuring distance 12 realized in a very compact flow sensor 4 Takes place.

5 zeigt eine genaure Darstellung des Schallreflektors 15. Der Schallreflektor 15 ist in die Wand des Strömungskanals 1 integriert. Wichtig ist die Form der Oberfläche des Schallreflektors 15. Die Oberfläche des Schallreflektors 15 weist eine Krümmung KL längs zur Strömungsrichtung 13 und eine Krümmung KQ quer zur Strömungsrichtung 13 des Fluids 14 auf. Die Krümmungen KL, KQ können derart gestaltet werden, dass die Schallwelle 16 optimal auf das Zentrum des ersten bzw. zweiten Schallwandlers 10, 11 fokussiert ist. Darüber hinaus können die Krümmungen KL, KQ der Oberfläche des Schallreflektors 15 derart gestaltet werden, dass die Verwehung der Schallwelle 16 kompensiert wird, so dass auch bei großer Strömungsgeschwindigkeit 13 die Schallwelle 16 das Zentrum der Schallwandler 10, 11 erreicht. Diese vorteilhafte Ausgestaltung der Oberfläche des Schallreflektors in Verbindung mit der langen Messstrecke 12 ermöglicht die Erzeugung sehr hochwertiger und genauer Messsignale. 5 shows a precise representation of the sound reflector 15 , The sound reflector 15 is in the wall of the flow channel 1 integrated. Important is the shape of the surface of the sound reflector 15 , The surface of the sound reflector 15 has a curvature K L longitudinal to the flow direction 13 and a curvature K Q transverse to the flow direction 13 of the fluid 14 on. The curvatures K L , K Q can be designed such that the sound wave 16 optimally to the center of the first and second sound transducer 10 . 11 is focused. In addition, the curvatures K L , K Q of the surface of the sound reflector 15 be designed such that the drift of the sound wave 16 is compensated, so even at high flow speed 13 the sound wave 16 the center of the sound transducer 10 . 11 reached. This advantageous embodiment of the surface of the sound reflector in conjunction with the long measuring section 12 enables the generation of very high quality and accurate measurement signals.

6 zeigt einen Schallreflektor mit den aus 5 bekanten Eigenschaften zur Fokussierung und Kompensation der Verwehung. Der Schallreflektor 15 wird hier von Halterungen 19 getragen, die mit dem Strömungskanal 1 verbunden sind. Derartige Halterungen 19 ermöglichen es Schallreflektoren 15 in nahezu jeder Position im Strömungskanal zu positionieren. 6 shows a sound reflector with the 5 have properties for focusing and compensating for drift. The sound reflector 15 is here by brackets 19 worn with the flow channel 1 are connected. Such holders 19 allow sound reflectors 15 in almost every position in the flow channel to position.

11
Strömungskanalflow channel
22
StutzenSupport
33
Öffnungopening
44
DurchflusssensorFlow Sensor
55
Kopfteilheadboard
66
Leiterplattecircuit board
77
Bauelementmodule
88th
elektrische Leiterelectrical ladder
99
Seitenleistesidebar
1010
erster Schallwandlerfirst transducer
1111
zweiter Schallwandlersecond transducer
1212
Messstreckemeasuring distance
1313
Strömungsrichtung und -geschwindigkeitflow direction and speed
1414
Fluidfluid
1515
Schallreflektorsound reflector
1616
Schallwellesound wave
1717
AusweiteelektronikAusweiteelektronik
1818
elektrischer Anschlusselectrical connection
1919
Halterungbracket
KL K L
Krümmung längsCurvature along
KQ K Q
Krümmung querCurvature across

Claims (5)

Strömungskanal (1) mit einer Öffnung (3) zur Aufnahme eines Durchflusssensors (4), der einen ersten und einen zweiten Schallwandler (10, 11) aufweist, wobei jeweils ein Schallwandler (10, 11) am Ende einer Messstrecke (12) angeordnet ist und mit einer nachgeschalteten Auswerteelektronik (17) verbunden ist, die aus der Laufzeit einer von den Schallwandlern (10, 11) ausgesandten und empfangenen Schallwelle (16) die Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids (14) bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Strömungskanal (1) ein Schallreflektor (15) ausgebildet ist, der eine Schallwelle (16) von dem einen Schallwandler (10, 11) zu dem anderen lenkt.Flow channel ( 1 ) with an opening ( 3 ) for receiving a flow sensor ( 4 ), a first and a second sound transducer ( 10 . 11 ), wherein in each case a sound transducer ( 10 . 11 ) at the end of a measuring section ( 12 ) is arranged and with a downstream evaluation ( 17 ), the duration of one of the transducers ( 10 . 11 ) emitted and received sound wave ( 16 ) the flow rate of a fluid ( 14 ), characterized in that in the flow channel ( 1 ) a sound reflector ( 15 ) is formed, which is a sound wave ( 16 ) from the one transducer ( 10 . 11 ) to the other one. Strömungskanal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallreflektor (15) an oder in der Wand des Strömungskanals (1) ausgebildet ist.Flow channel ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the sound reflector ( 15 ) on or in the wall of the flow channel ( 1 ) is trained. Strömungskanal (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallreflektor (15) mittels Halterungen (19) mit dem Strömungskanal (1) verbunden ist und von der Wand des Strömungskanals (1) entfernt angeordnet ist.Flow channel ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the sound reflector ( 15 ) by means of holders ( 19 ) with the flow channel ( 1 ) and from the wall of the flow channel ( 1 ) is located away. Strömungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallreflektor (15) die Schallwelle (16) zu mindestens einem der Schallwandler (10, 11) hin fokussiert.Flow channel ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sound reflector ( 15 ) the sound wave ( 16 ) to at least one of the sound transducers ( 10 . 11 ) focused. Strömungskanal (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schallreflektor (15) das Verwehen der Schallwelle (16) kompensiert.Flow channel ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the sound reflector ( 15 ) the blowing of the sound wave ( 16 ) compensated.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008003584U1 (en) * 2008-03-13 2009-07-30 Junker, Raul Device for flow measurement of a medium
WO2011045107A1 (en) 2009-10-13 2011-04-21 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic flow sensor for detecting a flow of a fluid medium
WO2012063448A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-18 パナソニック株式会社 Ultrasonic flow rate measuring device
WO2012063437A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 パナソニック株式会社 Ultrasonic flow rate measurement device
WO2013117457A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 Endress+Hauser Flowtec Ag Ultrasonic flowmeter and method for determining the flow speed and/or the volumetric flow of a fluid
WO2014029404A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 Miitors Aps A compact ultrasonic flow meter
DE102013114744A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement and ultrasonic flowmeter
DE102014006743A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-12 Wilo Se Flow Sensor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3081999B1 (en) * 2018-05-30 2023-11-24 Buerkert Werke Gmbh & Co Kg FLUID MEASUREMENT MEANS AND FLUID MEASUREMENT MODULE FOR A FLUID MEASUREMENT MEANS

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3331519A1 (en) * 1983-09-01 1985-03-21 Elster AG, Meß- und Regeltechnik, 6700 Ludwigshafen Method and device for correcting the measurement of the flow velocity of fluids by means of ultrasound
EP0477419A1 (en) * 1990-09-28 1992-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Ultrasonic flowmeter unit to be inserted in a measuring tube
JPH07159212A (en) * 1993-12-02 1995-06-23 Kubota Corp In-pipe flowmeter jig
JPH07159211A (en) * 1993-12-02 1995-06-23 Kubota Corp In-pipe flowmeter jig
JPH07333021A (en) * 1994-06-13 1995-12-22 Kubota Corp Intrapipe flowmeter jig
DE102004060062A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic measuring device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4010148A1 (en) * 1990-03-29 1991-10-02 Siemens Ag IMPROVEMENT FOR AN ULTRASONIC GAS / LIQUID FLOW METER
DE59010261D1 (en) * 1990-09-28 1996-05-09 Siemens Ag Ultrasonic (US) flow meter installation unit for installation in a measuring tube
DK171569B1 (en) * 1995-01-31 1997-01-13 Danfoss As Ultrasonic flow meter "W"
DE19632165A1 (en) * 1996-08-09 1998-02-12 Elster Produktion Gmbh Method and device for ultrasonic flow measurement
DE10057342A1 (en) * 2000-11-18 2002-05-23 Elster Produktion Gmbh Ultrasonic flow meter for measuring gas consumption has provision for preventing direct transmission between them with side walls of measurement tube provided with sound absorbing surface
DE102005038599A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic measuring unit with integrated moisture detection

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3331519A1 (en) * 1983-09-01 1985-03-21 Elster AG, Meß- und Regeltechnik, 6700 Ludwigshafen Method and device for correcting the measurement of the flow velocity of fluids by means of ultrasound
EP0477419A1 (en) * 1990-09-28 1992-04-01 Siemens Aktiengesellschaft Ultrasonic flowmeter unit to be inserted in a measuring tube
JPH07159212A (en) * 1993-12-02 1995-06-23 Kubota Corp In-pipe flowmeter jig
JPH07159211A (en) * 1993-12-02 1995-06-23 Kubota Corp In-pipe flowmeter jig
JPH07333021A (en) * 1994-06-13 1995-12-22 Kubota Corp Intrapipe flowmeter jig
DE102004060062A1 (en) * 2004-12-14 2006-06-29 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic measuring device

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 07-159 211 A
JP 07-159 212 A
Patent Abstracts of Japan & JP 07159211 A *
Patent Abstracts of Japan & JP 07159212 A *
Patent Abstracts of Japan & JP 07333021 A *
Patent Abstracts of Japan: JP 07-333 021 A

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008003584U1 (en) * 2008-03-13 2009-07-30 Junker, Raul Device for flow measurement of a medium
US8794080B2 (en) 2009-10-13 2014-08-05 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic flow sensor for detecting a flow of a fluid medium
WO2011045107A1 (en) 2009-10-13 2011-04-21 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic flow sensor for detecting a flow of a fluid medium
DE102009045620A1 (en) 2009-10-13 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic flow sensor for detecting a flow of a fluid medium
EP2639560B1 (en) * 2010-11-10 2019-03-06 Panasonic Corporation Ultrasonic flow rate measurement device
WO2012063437A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 パナソニック株式会社 Ultrasonic flow rate measurement device
JP2012103087A (en) * 2010-11-10 2012-05-31 Panasonic Corp Ultrasonic flow measurement unit
CN103201599A (en) * 2010-11-10 2013-07-10 松下电器产业株式会社 Ultrasonic flow rate measurement device
CN103201599B (en) * 2010-11-10 2015-08-19 松下电器产业株式会社 Ultrasonic flow rate measurement device
US8984960B2 (en) 2010-11-10 2015-03-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Ultrasonic flow rate measurement device having inlet side flow rectification part and outlet side coupling part
JP2012103149A (en) * 2010-11-11 2012-05-31 Panasonic Corp Ultrasonic flowmeter
WO2012063448A1 (en) * 2010-11-11 2012-05-18 パナソニック株式会社 Ultrasonic flow rate measuring device
US8978482B2 (en) 2010-11-11 2015-03-17 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Partition plate securement for an ultrasonic flow meter
WO2013117457A1 (en) * 2012-02-10 2013-08-15 Endress+Hauser Flowtec Ag Ultrasonic flowmeter and method for determining the flow speed and/or the volumetric flow of a fluid
US9335193B2 (en) 2012-02-10 2016-05-10 Endress + Hauser Flowtec Ag Ultrasonic flow measuring device having a concave reflective surface that cancels dispersion and method for ascertaining flow velocity, respectively volume flow, of a fluid
CN104583731B (en) * 2012-08-22 2018-07-17 阿帕特米托尔斯有限公司 Compact ultrasonic flowmeter
WO2014029404A1 (en) * 2012-08-22 2014-02-27 Miitors Aps A compact ultrasonic flow meter
CN104583731A (en) * 2012-08-22 2015-04-29 米托尔斯有限公司 A compact ultrasonic flow meter
US10488238B2 (en) 2012-08-22 2019-11-26 Apator Miitors Aps Ultrasonic flow meter including a meter housing insert having transducer recesses with slanted bottom walls
US10359305B2 (en) 2012-08-22 2019-07-23 Apator Miitors Aps Ultrasonic flow meter with a connection arrangement including elastic connectors arranged within an insulating support arrangement
US9557201B2 (en) 2012-08-22 2017-01-31 Apator Mitors Aps Ultrasonic flow meter with a connection arrangement including elastic connectors arranged within an insulating support arrangement
US9568347B2 (en) 2012-08-22 2017-02-14 Apator Miitors Aps Ultrasonic flow meter including a meter housing insert having transducer recesses with slanted bottom walls
CN105899915A (en) * 2013-12-20 2016-08-24 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 Measuring assembly and ultrasound flow meter
US10113890B2 (en) 2013-12-20 2018-10-30 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement having a rail and linkage assembly for mounting an ultrasonic flow measuring device in a pipe in tilted position
DE102013114744A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Endress + Hauser Flowtec Ag Measuring arrangement and ultrasonic flowmeter
EP2944926A1 (en) 2014-05-12 2015-11-18 Wilo Se Volume flow sensor
DE102014006743A1 (en) * 2014-05-12 2015-11-12 Wilo Se Flow Sensor

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Publication number Publication date
WO2007134982A1 (en) 2007-11-29

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