DE102014009581A1 - Ultrasonic flowmeter and method for operating an ultrasonic flowmeter - Google Patents

Ultrasonic flowmeter and method for operating an ultrasonic flowmeter Download PDF

Info

Publication number
DE102014009581A1
DE102014009581A1 DE102014009581.9A DE102014009581A DE102014009581A1 DE 102014009581 A1 DE102014009581 A1 DE 102014009581A1 DE 102014009581 A DE102014009581 A DE 102014009581A DE 102014009581 A1 DE102014009581 A1 DE 102014009581A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ultrasonic
temperature
ultrasonic flowmeter
flowmeter according
sensors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102014009581.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Martin Knuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krohne Messtechnik GmbH and Co KG filed Critical Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority to DE102014009581.9A priority Critical patent/DE102014009581A1/en
Publication of DE102014009581A1 publication Critical patent/DE102014009581A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02—Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/04—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by acoustic means
    • G01L11/06—Ultrasonic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092—Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Ultraschall-Durchflussmessgerät für eine Messung oder für Messungen an einem strömenden Medium mit einem von dem Medium durchströmbaren Messrohr (1), mit mehreren Ultraschallwandlern (2, 3). Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Ultraschall-Durchflussmessgerät anzugeben, das funktional den bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräten überlegen ist, dass also ”mehr kann” als die bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräte, ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperatursensor (4) vorgesehen ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch ein Drucksensor (6) vorgesehen.Described and illustrated is an ultrasonic flowmeter for a measurement or for measurements on a flowing medium with a flow-through of the medium measuring tube (1), with a plurality of ultrasonic transducers (2, 3). The object underlying the invention to provide an ultrasonic flowmeter which is functionally superior to the known ultrasonic flowmeters, that is, "more capable" than the known ultrasonic flowmeters, is initially and essentially characterized in that at least one temperature sensor (4) is provided. In the illustrated embodiment, a pressure sensor (6) is provided.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Ultraschall-Durchflussmessgerät für eine Messung oder Messungen an einem strömenden Medium, mit einem von dem Medium durchströmbaren Messrohr, mit mindestens einem ersten Ultraschallwandler und mit mindestens einem zweiten Ultraschallwandler. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes.The invention relates first of all to an ultrasonic flowmeter for a measurement or measurements on a flowing medium, with a measuring tube through which the medium can flow, with at least one first ultrasonic transducer and with at least one second ultrasonic transducer. The invention also relates to a method for operating an ultrasonic flowmeter.

Wenn es eingangs heißt, dass die Erfindung ein Ultraschall-Durchflussmessgerät für eine Messung oder Messungen an einem strömenden Medium betrifft, dann soll damit zum Ausdruck gebracht sein, dass das Ultraschall-Durchflussmessgerät, um das es vorliegend geht, für eine bestimmte Messung an einem strömenden Medium, aber auch für unterschiedliche Messungen an einem strömenden Medium verwendbar sein soll. Insbesondere geht es um die Messung des Durchflusses eines strömenden Mediums. Ohne eine Beschränkung darauf geht es ganz besonders um die Messung des Durchflusses von durch das Messrohr strömenden Gasen.If it is said at the outset that the invention relates to an ultrasonic flowmeter for a measurement or measurements on a flowing medium, then it should be expressed that the ultrasonic flowmeter in question, for a particular measurement of a flowing Medium, but also for different measurements on a flowing medium should be usable. In particular, it is about the measurement of the flow of a flowing medium. Without limitation, it is particularly important to measure the flow of gases flowing through the measuring tube.

Der Einsatz von Ultraschall-Durchflussmessgeräten hat schon seit langer Zeit in zunehmendem Maße bei der betrieblichen Durchflussmessung von Flüssigkeit und Gasen, zusammengefasst von strömenden Medien, Bedeutung gewonnen. Die Durchflussmessung mit Hilfe von Ultraschall-Durchflussmessgeräten erfolgt, wie zum Beispiel bei magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten, in der Regel ”berührungslos”, d. h. ohne störende Einbauten in der Strömung, die stets Verwirbelungen und einen Druckverlust zur Folge haben.The use of ultrasonic flowmeters has for a long time been gaining increasing importance in the operational flow measurement of liquid and gases, taken together by flowing media. The flow measurement with the help of ultrasonic flowmeters, as for example in magnetic-inductive flowmeters, usually "non-contact", d. H. without disturbing internals in the flow, which always cause turbulence and a loss of pressure.

Bei Ultraschall-Durchflussmessgeräten unterscheidet man hinsichtlich des Messverfahrens vor allem zwischen dem Doppler-Verfahren und dem Laufzeit-Verfahren, beim Laufzeit-Verfahren zwischen dem direkten Laufzeitdifferenz-Verfahren, dem Impulsfolgefrequenz-Verfahren und dem Phasenverschiebungs-Verfahren (vgl. H. Bernard ”Ultraschall-Durchflussmessung” in ”Sensoren, Messaufnehmer”, herausgegeben von Bonfig/Bartz/Wolff im expert verlag, ferner die VDI/VDE-Richtlinie 2642 ”Ultraschall-Durchflussmessung von Flüssigkeiten in voll durchströmten Rohrleitungen” ).In the case of ultrasonic flowmeters, a distinction is made between the Doppler method and the transit time method with regard to the measuring method, and between the direct transit time difference method, the pulse repetition frequency method and the phase shift method in the transit time method (cf. H. Bernard "Ultrasonic Flow Measurement" in "Sensors, Sensors", published by Bonfig / Bartz / Wolff in the expert publisher, furthermore the VDI / VDE Guideline 2642 "Ultrasonic Flow Measurement of Liquids in Fully Flowed Pipelines" ).

Zu den in Rede stehenden Ultraschall-Durchflussmessgeräten gehören funktionsnotwendig einerseits ein Messrohr, das in der Regel zusammen mit einer Einlaufstrecke und einer Auslaufstrecke die Messstrecke darstellt, und andererseits mindestens ein Ultraschallwandler, der teilweise auch als Messkopf bezeichnet wird. Dabei ist Ultraschallwandler sehr allgemein zu verstehen. Zunächst gehören zu den Ultraschallwandlern einerseits Ultraschallsender, also Messköpfe zur Erzeugung und Abstrahlung von Ultraschallsignalen, andererseits Ultraschallempfänger, also Messköpfe zum Empfang von Ultraschallsignalen und zur Umwandlung der empfangenen Ultraschallsignale in elektrische Signale. Zu den Ultraschallwandlern gehören aber auch Messköpfe, die Ultraschallsender und Ultraschallempfänger in sich vereinigen, die also sowohl der Erzeugung und der Abstrahlung von Ultraschallsignalen als auch dem Empfang von Ultraschallsignalen und der Umwandlung der empfangenen Ultraschallsignale in elektrische Signale dienen.The ultrasonic flowmeters in question include, on the one hand, a measuring tube, which usually together with an inlet section and an outlet section represents the measuring section, and on the other hand, at least one ultrasonic transducer, which is sometimes referred to as a measuring head. Ultrasonic transducers are very general. First, the ultrasound transducers include on the one hand ultrasound transmitters, that is to say measuring heads for generating and emitting ultrasound signals, and on the other hand ultrasound receivers, ie measuring heads for receiving ultrasound signals and for converting the received ultrasound signals into electrical signals. However, the ultrasound transducers also include measuring heads that combine ultrasound transmitters and ultrasound receivers, which thus both serve to generate and to emit ultrasound signals and to receive ultrasound signals and to convert the received ultrasound signals into electrical signals.

Ein Ultraschallwandler des zuletzt beschriebenen Typs wird in Ultraschall-Durchflussmessgeräten eingesetzt, die mit nur einem Ultraschallwandler arbeiten. Derartige Ultraschall-Durchflussmessgeräte bestimmen die Geschwindigkeit des strömenden Mediums mit Hilfe der Dopplerverschiebung des an einer Inhomogenität des strömenden Mediums reflektierten Ultraschallsignals. Es ist gleichfalls denkbar, dass die Dopplerverschiebung der Ultraschallsignale über zwei ohne Versatz auf entgegengesetzten Seiten des Messrohres angeordnete Ultraschallwandler bestimmt wird.An ultrasound transducer of the type described last is used in ultrasonic flowmeters that work with only one ultrasonic transducer. Such ultrasonic flowmeters determine the velocity of the flowing medium with the aid of the Doppler shift of the ultrasound signal reflected at an inhomogeneity of the flowing medium. It is also conceivable that the Doppler shift of the ultrasonic signals is determined via two ultrasonic transducers arranged without offset on opposite sides of the measuring tube.

Auch sind Ultraschall-Durchflussmessungen möglich, die auf dem Laufzeit-Verfahren basieren und bei denen zwei Ultraschallwandler auf der selben Seite des Messrohres in Strömungsrichtung versetzt angeordnet sind, wobei die Ultraschallsignale an der den Ultraschallwandlern gegenüberliegenden Seite des Messrohres reflektiert werden. Regelmäßig sind jedoch zwei Ultraschallwandler vorgesehen, die in Strömungsrichtung des strömenden Mediums gegeneinander versetzt angeordnet sind.Also, ultrasonic flow measurements are possible, which are based on the transit time method and in which two ultrasonic transducers are arranged offset on the same side of the measuring tube in the flow direction, wherein the ultrasonic signals are reflected at the opposite side of the ultrasonic transducer transducer tube. However, two ultrasonic transducers are regularly provided, which are arranged offset in the flow direction of the flowing medium against each other.

Es gibt auch Ultraschall-Durchflussmessgeräte, bei denen die Ultraschallwandler nicht mit dem strömenden Medium in Kontakt kommen, also außen auf dem Messrohr angeordnet sind, sogenannte ”Clamp-on-Anordnung”.There are also ultrasonic flowmeters, in which the ultrasonic transducers do not come into contact with the flowing medium, ie are arranged outside on the measuring tube, so-called "clamp-on arrangement".

Üblicherweise heißt es in Schutzrechtsanmeldungen bzw. in Schutzrechten, die Ultraschall-Durchflussmessgeräte betreffen, ”Ultraschall-Durchflussmessgerät für die Messung des Durchflusses eines strömenden Mediums” (vgl. die Anmeldungsunterlagen zur deutschen Patentanmeldung 10 2014 004 747.4 , die am 2. April 2014 unter Beanspruchung der Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 018 187.9 vom 30. Oktober 2013 durchgeführt worden ist, die also voraussichtlich am 9. Mai 2015 mit der deutschen Offenlegungsschrift 10 2014 004 747 veröffentlicht werden). Wenn es vorliegend einleitend heißt ”Die Erfindung betrifft zunächst ein Ultraschall-Durchflussmessgerät für eine Messung oder Messungen an einem strömenden Medium”, dann hat das unter anderem folgende Gründe:
Auch bei dem Ultraschall-Durchflussmessgerät, mit dem sich die Erfindung befasst, kann es um die Messung des Durchflusses des durch das Messrohr strömenden Mediums gehen, also um eine (Zahlwort) Messung. Denkbar sind jedoch auch mehrere Messungen in Bezug auf das strömende Medium.Normally, in applications for industrial property rights or in protective rights relating to ultrasonic flowmeters, the term "ultrasonic flowmeter for measuring the flow rate of a flowing medium" is used (see the application documents for German Patent Application 10 2014 004 747.4 on 2 April 2014, claiming the priority of German patent application 10 2013 018 187.9 October 30, 2013, which is expected to coincide with May 9, 2015 German Offenlegungsschrift 10 2014 004 747 to be published). If it is stated in the introduction that "the invention initially relates to an ultrasonic flowmeter for a measurement or measurements on a flowing medium", this has, inter alia, the following reasons:
Also in the ultrasonic flowmeter, with which the invention is concerned, it may be to the Measurement of the flow of the medium flowing through the measuring tube, ie a (number word) measurement. However, several measurements with regard to the flowing medium are also conceivable.

Die Ultraschall-Durchflussmessgeräte, von denen die Erfindung ausgeht, erlauben nur die Messung des Durchflusses eines durch das Messrohr strömenden Mediums. Folglich liegt der Erfindung zunächst und im Wesentlichen die Aufgabe zugrunde, ein Ultraschall-Durchflussmessgerät anzugeben, das funktional den bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräten überlegen ist, das also ”mehr kann” als die bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräte.The ultrasonic flowmeters, from which the invention proceeds, allow only the measurement of the flow of a medium flowing through the measuring tube. Consequently, the invention is first and foremost based on the object of specifying an ultrasonic flowmeter which is functionally superior to the known ultrasonic flowmeters, which thus "can do more" than the known ultrasonic flowmeters.

Das erfindungsgemäße Ultraschall-Durchflussmessgerät, bei dem die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperatursensor vorgesehen ist. Was ist nun dadurch erreicht, dass bei einem Ultraschall-Durchflussmessgerät erfindungsgemäß mindestens ein Temperatursensor vorgesehen ist, inwiefern ist dadurch das erfindungsgemäße Ultraschall-Durchflussmessgerät funktional den bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräten überlegen, inwiefern gilt also, dass das erfindungsgemäße Ultraschall-Durchflussmessgerät ”mehr kann” als die bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräte, von denen die Erfindung ausgeht? Das bedarf selbstverständlich der Erläuterung, die sinnvoller Weise erst weiter unten erfolgt, wenn nämlich zuvor mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes aufgezeigt worden sind.The ultrasonic flowmeter according to the invention, in which the previously derived and indicated object is achieved, is initially and essentially characterized in that at least one temperature sensor is provided. What is achieved by the fact that in an ultrasonic flowmeter according to the invention at least one temperature sensor is provided, in what way is the ultrasonic flowmeter according to the invention functionally superior to the known ultrasonic flowmeters, to what extent applies that the ultrasonic flowmeter according to the invention "more than" the known ultrasonic flowmeters from which the invention proceeds? Of course, this requires an explanation, which only makes sense later, when previously possible embodiments and further developments of the ultrasonic flowmeter according to the invention have been pointed out.

Wenn es zuvor geheißen hat, dass das erfindungsgemäße Ultraschall-Durchflussmessgerät zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Temperatursensor vorgesehen ist, dann impliziert das schon, dass genau ein Temperatursensor vorgesehen sein kann, dass aber auch mehrere Temperatursensoren vorgesehen sein können.If it has previously been stated that the ultrasonic flowmeter according to the invention is initially and essentially characterized in that at least one temperature sensor is provided, then this already implies that exactly one temperature sensor can be provided, but that several temperature sensors can also be provided.

Unabhängig davon, ob nur ein Temperatursensor vorgesehen ist oder ob mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind, geht eine weitere Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, dahin, den Temperatursensor bzw. die Temperatursensoren so zu realisieren und so vorzusehen, dass er bzw. sie nicht in das strömende Medium hineinragt bzw. hineinragen, also das das Messrohr durchströmende Medium nicht beeinflusst bzw. beeinflussen. Das kann in einfacher Weise dadurch realisiert sein, dass der Temperatursensor bzw. die Temperatursensoren in einer Aufnahmetasche oder in Aufnahmetaschen des Messrohrs vorgesehen ist bzw. sind, vorzugsweise an der Innenwand des Messrohrs mit dem Messrohr bündig abschließt bzw. abschließen.Regardless of whether only one temperature sensor is provided or whether a plurality of temperature sensors are provided, a further teaching of the invention, which is of particular importance, is to realize the temperature sensor or the temperature sensors so and provide so that he or she is not in the flowing medium projects or protrude, that is, does not influence or influence the medium flowing through the measuring tube. This can be realized in a simple manner in that the temperature sensor or the temperature sensors is / are provided in a receiving pocket or in receiving pockets of the measuring tube, preferably flush with the measuring tube and / or terminating flush with the measuring tube on the inner wall of the measuring tube.

Die zuvor erläuterte Lehre, wonach der Temperatursensor oder die Temperatursensoren nicht in das strömende Medium hineinragt bzw. nicht in das strömende Medium hineinragen, ist unter Umständen mit einem Problem behaftet. Was damit gemeint ist und wie dieses Problem nach einer weiteren Lehre der Erfindung gelöst ist, wird weiter unten ausgeführt.The above-explained teaching, according to which the temperature sensor or the temperature sensors does not protrude into the flowing medium or do not protrude into the flowing medium, may be subject to a problem. What is meant by this and how this problem is solved according to another teaching of the invention will be explained below.

Sind bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerät mehrere Temperatursensoren vorgesehen, so geben diese die Möglichkeit, die Temperaturmesswerte der einzelnen Temperatursensoren zu mitteln und damit zu einem resultierenden Temperaturmesswert zu kommen, der, statistisch betrachtet, genauer ist als die einzelnen Temperaturmesswerte.If a plurality of temperature sensors are provided in the ultrasonic flowmeter according to the invention, they give the possibility of averaging the temperature measured values of the individual temperature sensors and thus resulting in a resulting temperature measurement which, statistically speaking, is more accurate than the individual temperature measured values.

Hat bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerät das Messrohr einen Durchmesser, der relativ groß ist in Bezug auf die Abmessungen der Temperatursensoren, dann kann es auch zweckmäßig sein, mehrere Temperatursensoren vorzusehen und die Anordnung so zu treffen, dass die temperatursensitiven Bauelemente der Temperatursensoren in unterschiedlichen Abständen zur Innenwand des Messrohrs vorgesehen sind. Das gibt dann die Möglichkeit, die im durch das Messrohr strömenden Medium vorhandene Temperatur, mit Hilfe der einzelnen Temperaturmesswerte, zu mitteln, was auch zu einem Temperaturmesswert führt, der für das insgesamt durch das Messrohr strömende Medium aussagekräftiger ist als ein an der Innenwand des Messrohrs ermittelter Temperaturmesswert oder als an der Innenwand des Messrohrs ermittelte Temperaturmesswerte.In the ultrasonic flowmeter according to the invention, the measuring tube has a diameter which is relatively large in relation to the dimensions of the temperature sensors, then it may also be expedient to provide a plurality of temperature sensors and to arrange the arrangement so that the temperature-sensitive components of the temperature sensors at different distances are provided to the inner wall of the measuring tube. This then gives the possibility of averaging the temperature present in the medium flowing through the measuring tube, with the aid of the individual temperature measured values, which also leads to a temperature reading which is more meaningful for the medium flowing through the measuring tube than one on the inner wall of the measuring tube determined temperature reading or as determined on the inner wall of the measuring tube temperature readings.

Unabhängig davon, ob ein Temperatursensor vorgesehen ist oder ob mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind, muss natürlich immer dafür gesorgt sein, dass der Temperatursensor bzw. die Temperatursensoren von dem strömenden Medium beaufschlagt ist bzw. sind.Regardless of whether a temperature sensor is provided or whether a plurality of temperature sensors are provided, it must of course always be ensured that the temperature sensor or the temperature sensors is / are acted upon by the flowing medium.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes ist ergänzend dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drucksensor vorgesehen ist. Auch hier stellt sich die Frage, was dadurch erreicht ist, wenn bei dem erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerät zusätzlich mindestens ein Drucksensor vorgesehen ist, inwiefern dadurch das in Rede stehende Ultraschall-Durchflussmessgerät noch einmal funktional den bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräten überlegen ist, also auch dadurch, dass mindestens ein Drucksensor vorgesehen ist, ”mehr kann” als die bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräte, von denen die Erfindung ausgeht. Auch das bedarf selbstverständlich der Erläuterung. Diese Erläuterung erfolgt sinnvoller Weise erst weiter unten, wenn nämlich zuvor weitere mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes aufgezeigt worden sind.A particularly preferred embodiment of the ultrasonic flowmeter according to the invention is additionally characterized in that at least one pressure sensor is provided. Again, the question arises, what is achieved by the ultrasonic flowmeter according to the invention in addition at least one pressure sensor is provided in how far the subject ultrasonic flowmeter is once again functionally superior to the known ultrasonic flowmeters, so also by that at least one pressure sensor is provided, "more capable" than the known ultrasonic flowmeters, from which the invention proceeds. Of course this also needs explanation. This explanation is meaningful way only further down, if previously possible Embodiments and developments of the ultrasonic flowmeter according to the invention have been shown.

Auch in Bezug auf den Drucksensor gilt, dass die Aussage, dass mindestens ein Drucksensor vorgesehen ist, bereits impliziert, dass mehrere Drucksensoren vorgesehen sein können.With regard to the pressure sensor as well, the statement that at least one pressure sensor is provided already implies that several pressure sensors can be provided.

Im Übrigen gilt in Bezug auf den bei der zuletzt beschriebenen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgeräts vorgesehenen Drucksensor bzw. auf die vorgesehenen Drucksensoren das, was zuvor in Verbindung mit dem Temperatursensor bzw. den Temperatursensoren ausgeführt worden ist. Es kann also dafür gesorgt sein, dass der Drucksensor bzw. die Drucksensoren nicht in das strömende Medium hineinragt bzw. nicht in das strömende Medium hineinragen. Es können aber auch mehrere Drucksensoren vorgesehen sein und dafür gesorgt sein, dass die drucksensiven Bauelemente der Drucksensoren in unterschiedlichen Abständen zur Innenwand des Messrohres vorgesehen sind. Jedenfalls gilt auch in Bezug auf den Drucksensor bzw. die Drucksensoren, dass eine Beaufschlagung mit dem strömenden Medium sichergestellt sein muss.Incidentally, in relation to the pressure sensor provided in the last-described preferred embodiment of the ultrasonic flowmeter according to the invention or to the pressure sensors provided, what has previously been carried out in conjunction with the temperature sensor or the temperature sensors applies. It can therefore be ensured that the pressure sensor or the pressure sensors does not protrude into the flowing medium or do not protrude into the flowing medium. However, it is also possible to provide a plurality of pressure sensors and to ensure that the pressure-sensitive components of the pressure sensors are provided at different distances from the inner wall of the measuring tube. In any case, applies also with respect to the pressure sensor or the pressure sensors that an admission to the flowing medium must be ensured.

Weiter oben ist bereits ausgeführt, dass Ultraschall-Durchflussmessungen möglich sind, die auf dem Laufzeit-Verfahren basieren und bei denen zwei Ultraschallwandler auf der selben Seite des Messrohrs in Strömungsrichtung versetzt angeordnet sind, wobei die Ultraschallsignale an der den Ultraschallwandlern gegenüberliegenden Seite des Messrohrs reflektiert werden, dass regelmäßig jedoch zwei Ultraschallwandler vorgesehen sind, die in Strömungsrichtung des strömenden Mediums gegeneinander versetzt angeordnet sind. Für die Lehre der Erfindung ist es zunächst nicht von besonderer Bedeutung, wie das erfindungsgemäße Ultraschall-Durchflussmessgerät in Bezug auf die Ultraschall-Führung bzw. -Reflektion ausgeführt ist. Es kann also, zusätzlich zu dem ersten Ultraschallwandler und dem zweiten Ultraschallwandler, ein Ultraschallreflektor vorgesehen sein, wobei der Ultraschallreflektor auch durch das Messrohr realisiert sein kann.It has already been stated above that ultrasonic flow measurements based on the transit time method are possible and in which two ultrasonic transducers are offset in the flow direction on the same side of the measuring tube, the ultrasonic signals being reflected on the side of the measuring tube opposite the ultrasonic transducers in that, however, two ultrasonic transducers are regularly provided, which are arranged offset in the flow direction of the flowing medium against each other. For the teaching of the invention, it is initially not of particular importance, as the ultrasonic flowmeter according to the invention is carried out with respect to the ultrasonic guide or -reflection. Thus, in addition to the first ultrasonic transducer and the second ultrasonic transducer, an ultrasonic reflector may be provided, wherein the ultrasonic reflector may also be realized by the measuring tube.

Weiter oben ist bereits ausgeführt, dass die bevorzugte Lehre der Erfindung, dafür zu sorgen, dass der Temperatursensor oder die Temperatursensoren nicht in das strömende Medium hineinragt bzw. nicht in das strömende Medium hineinragen, unter Umständen mit einem Problem behaftet sein kann. Die Messung der Temperatur des durch das Messrohr strömenden Mediums durch einen Temperatursensor oder durch Temperatursensoren, der nicht in das strömende Medium hineinragt bzw. die nicht in das strömende Medium hineinragen, also an der Innenwand des Messrohrs, mit dem Messrohr bündig abschließend, angeordnet ist bzw. sind, führt nur dann zu einem verlässlichen Temperaturmesswert bzw. zu verlässlichen Temperaturmesswerten, wenn es in dem durch das Messrohr strömenden Medium keine Temperaturschichtungen gibt. Jedoch können Temperaturschichtungen in dem strömenden Medium nicht generell ausgeschlossen werden.It has already been stated above that the preferred teaching of the invention to ensure that the temperature sensor or the temperature sensors do not protrude into the flowing medium or do not protrude into the flowing medium may possibly be subject to a problem. The measurement of the temperature of the medium flowing through the measuring tube by a temperature sensor or by temperature sensors, which does not project into the flowing medium or which do not protrude into the flowing medium, ie on the inner wall of the measuring tube, flush with the measuring tube, is arranged or ., leads to a reliable temperature reading or reliable temperature readings only if there are no temperature stratifications in the medium flowing through the measuring tube. However, temperature stratifications in the flowing medium can not generally be excluded.

Unter Berücksichtigung dessen, was zuvor ausgeführt worden ist, geht nun eine weitere Lehre der Erfindung dahin, mehrere erste Ultraschallwandler und mehrere zweite Ultraschallwandler vorzusehen, und zwar in mehreren, mindestens zwei voneinander beabstandeten Messebenen. Das gibt also die Möglichkeit, die – temperaturabhängige – Schallgeschwindigkeit in mehreren voneinander beabstandeten Messebenen zu messen. Man kann also eine nur an der Innenwand des Messrohrs erfolgende Temperaturmessung mit Hilfe der Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Messebenen überwachen. Werden signifikant unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten gemessen, ist das ein Indiz dafür, dass das im Messrohr strömende Medium Temperaturschichtungen aufweist. Davon kann man dann abhängig machen, ob die nur an der Innenwand des Messrohrs erfolgte Temperaturmessung noch verwertbar ist.Taking into account what has been stated above, another teaching of the invention is to provide a plurality of first ultrasonic transducers and a plurality of second ultrasonic transducers, in a plurality of at least two spaced measuring planes. So there is the possibility to measure the - temperature-dependent - speed of sound in several spaced measuring planes. So you can monitor a taking place only on the inner wall of the measuring tube temperature measurement using the speed of sound in different levels of measurement. If significantly different speeds of sound are measured, this is an indication that the medium flowing in the measuring tube has temperature stratifications. Of this one can then make dependent on whether the temperature measurement has taken place only on the inner wall of the measuring tube is still usable.

Zum grundsätzlichen Aufbau von Ultraschall-Durchflussmessgeräten darf auf die deutschen Patentschriften 196 48 784 und 10 2007 004 936 verwiesen werden. Der Offenbarungsgehalt dieser vorveröffentlichten Druckschriften soll ohne Weiteres auch vorliegend als Offenbarung gelten. Das gilt insbesondere in Bezug auf die deutsche Patentschrift 10 2007 004 936 , die Ultraschall-Durchflussmessgeräte zeigt, bei denen sowohl ein Ultraschallreflektor bzw. Ultraschallreflektoren als auch eine Mehrzahl von Ultraschallwandlern realisiert sind.For the basic structure of ultrasonic flowmeters may on the German patents 196 48 784 and 10 2007 004 936 to get expelled. The disclosure content of these prior published documents should also be regarded as disclosure in the present case. This is especially true in relation to the German Patent 10 2007 004 936 , which shows ultrasonic flow meters, in which both an ultrasonic reflector or ultrasonic reflectors and a plurality of ultrasonic transducers are realized.

Eingangs ist bereits darauf hingewiesen worden, dass die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes betrifft. Das ist jetzt zu konkretisieren.It has already been pointed out in the introduction that the invention also relates to a method for operating an ultrasonic flowmeter. That is to be concretized now.

Ausgehend von einem Ultraschall-Durchflussmessgerät, das einen nicht in das strömende Medium hineinragende Temperatursensor oder mehrere nicht in das strömende Medium hineinragende Temperatursensoren aufweist und bei dem mehrere erste Ultraschallwandler und mehrere zweite Ultraschallwandler vorgesehen sind und die mehreren ersten Ultraschallwandler und die mehreren zweiten Ultraschallwandler in unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Messebenen vorgesehen sind, ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die – temperaturabhängige – Schallgeschwindigkeit in den mehreren voneinander beabstandeten Messebenen gemessen und dass aus den in den voneinander beabstandeten Messebenen gemessenen Schallgeschwindigkeiten die in den einzelnen Messebenen vorhandenen Temperaturen bestimmt werden. Vorzugsweise wird bei diesem Verfahren dann, wenn wenigstens eine aus der Schallgeschwindigkeit in den verschiedenen Messebenen bestimmte Temperatur von dem mit Hilfe des Temperatursensors oder der Temperatursensoren gemessenen Temperaturmesswert signifikant abweicht, ein Fehlersignal generiert, – das darauf schließen lässt, dass das im Messrohr strömende Medium Temperaturschichtungen aufweist.Starting from an ultrasonic flowmeter which has a not projecting into the flowing medium temperature sensor or more not protruding into the flowing medium temperature sensors and in which a plurality of first ultrasonic transducers and a plurality of second ultrasonic transducers are provided and the plurality of first ultrasonic transducers and the plurality of second ultrasonic transducers in different , Provided spaced measuring planes, a method of the invention is initially and essentially characterized in that the - temperature-dependent - speed of sound measured in the plurality of spaced measurement planes and measured from the spaced in the measuring planes measured Sound velocities the temperatures existing in the individual measurement levels are determined. Preferably, in this method, if at least one of the speed of sound in the different measurement levels determined temperature significantly deviates from the measured using the temperature sensor or the temperature sensor temperature reading, generates an error signal, - suggests that the medium flowing in the measuring tube temperature stratifications having.

Erfindungsgemäße Ultraschall-Durchflussmessgeräte können für eine Messung oder für Messungen an unterschiedlichen strömenden Medien eingesetzt werden, insbesondere für eine Messung oder für Messungen an Gas, zum Beispiel an Erdgas als strömendes Medium.Ultrasonic flowmeters according to the invention can be used for a measurement or for measurements on different flowing media, in particular for a measurement or for measurements on gas, for example of natural gas as a flowing medium.

Das erfindungsgemäße Ultraschall-Durchflussmessgerät kann insbesondere auch dann eingesetzt werden, wenn es sich bei dem strömenden Medium um ein Gasgemisch handelt, das im Wesentlichen nur zwei Gaskomponenten enthält; vorzugsweise handelt es sich bei den beiden Gaskomponenten um Methan und um Kohlendioxid. Es geht also um ein Gasgemisch, das weitere Gaskomponenten, wie z. B. Schwefelwasserstoff, Stickstoff und/oder Kohlenwasserstoffe allenfalls in kleinen Mengen enthält.The ultrasonic flowmeter according to the invention can also be used, in particular, when the flowing medium is a gas mixture which essentially contains only two gas components; Preferably, the two gas components are methane and carbon dioxide. So it is a gas mixture, the other gas components such. As hydrogen sulfide, nitrogen and / or hydrocarbons contains at most in small quantities.

Ein Gasgemisch, das im Wesentlichen die beiden Gaskomponenten Methan und Kohlendioxid enthält, ist das sogenannte Biogas, das aus der Vergärung von Biomasse entsteht. Dieses Biogas kann ”trockenes” Biogas sein, es kann aber auch ”rohes” Biogas sein, also Biogas, wie es unmittelbar nach der Vergärung vorliegt, das nämlich dann ”nass” ist, also wasserdampfgesättigt ist. Ohne Weiteres gilt das, was nachfolgend beschrieben wird, nur für ein trockenes Gasgemisch, nämlich ein trockenes Gasgemisch aus den beiden Gaskomponenten Methan und Kohlendioxid.A gas mixture, which essentially contains the two gas components methane and carbon dioxide, is the so-called biogas, which results from the fermentation of biomass. This biogas can be "dry" biogas, but it can also be "raw" biogas, ie biogas, as it is immediately after fermentation, which is then "wet", ie saturated with water vapor. Without further ado, what is described below applies only to a dry gas mixture, namely a dry gas mixture of the two gas components methane and carbon dioxide.

Ausgehend von dem, was zuvor im Einzelnen erläutert worden ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgeräts zunächst und im Wesentlich dadurch gekennzeichnet, dass aus der mit Hilfe der Ultraschallwandler gemessenen Ultraschallgeschwindigkeit und aus der mit Hilfe des Temperatursensors oder mit Hilfe der Temperatursensoren gemessenen Gastemperatur der Methananteil und der Kohlendioxidanteil im Gasgemisch bestimmt werden.Starting from what has been explained in detail above, the inventive method for operating an ultrasonic flowmeter is first and foremost characterized in that from the measured using the ultrasonic transducer ultrasonic velocity and from the with the help of the temperature sensor or with the help of temperature sensors measured gas temperature of the methane content and the carbon dioxide content in the gas mixture can be determined.

Unter der Annahme, dass bei dem in Rede stehenden Gasgemisch ein ideales Gas vorliegt, ist die molare Masse proportional dem Produkt aus dem Adiabatenexponent, der universellen Gaskonstante und der Temperatur, dividiert durch die Schallgeschwindigkeit zum Quadrat. Da die Temperatur gemessen und die Schallgeschwindigkeit bestimmt wird, kann die molare Masse ohne Weiteres bestimmt werden. Die insgesamt vorliegende molare Masse ist die Summe aus den Produkten aus dem jeweiligen Stoffmengenanteil und der jeweiligen molaren Masse. Da im Wesentlichen nur zwei Gaskomponenten vorhanden sind, nämlich Methan und Kohlendioxid, liegt ein Gleichungssystem mit zwei Gleichungen und zwei Unbekannten vor, aus dem also die beiden Unbekannten, nämlich der Methananteil und der Kohlendioxidanteil, ohne Weiteres bestimmt werden können.Assuming that the gas mixture in question is an ideal gas, the molar mass is proportional to the product of the adiabatic exponent, the universal gas constant and the temperature divided by the speed of sound squared. Since the temperature is measured and the speed of sound is determined, the molar mass can be readily determined. The total molar mass is the sum of the products from the respective mole fraction and the respective molar mass. Since essentially only two gas components are present, namely methane and carbon dioxide, there is a system of equations with two equations and two unknowns, from which therefore the two unknowns, namely the methane content and the carbon dioxide content, can be determined without further ado.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einer besonderen Ausgestaltung auch dadurch gekennzeichnet, dass aus der mit Hilfe des Temperatursensors oder mit Hilfe der Temperatursensoren gemessenen Gastemperatur und aus dem mit Hilfe des Drucksensors oder mit Hilfe der Drucksensoren gemessenen Gasdruck das Normvolumen des Gasgemisches bestimmt wird.In a particular embodiment, the method according to the invention is also characterized in that the standard volume of the gas mixture is determined from the gas temperature measured with the aid of the temperature sensor or with the aid of the temperature sensors and from the gas pressure measured with the aid of the pressure sensor or with the aid of the pressure sensors.

Wiederum unter der Annahme, dass es sich bei dem vorliegenden Gasgemisch um ein ideales Gas handelt, gilt nach dem idealen Gasgesetz, dass das Produkt aus dem Gasdruck und dem Volumen des Gasgemisches gleich ist dem Produkt aus der Stoffmenge, der idealen Gaskonstante und der Temperatur. Da für das Normvolumen nach DIN 1343 von einem Gasdruck von 101325 Pa = 1,01325 bar und einer Temperatur von 273,15 K = 0°C auszugehen ist, der tatsächliche Druck und die tatsächliche Temperatur gemessen werden, kann ohne Weiteres das Normvolumen bestimmt werden.Again, assuming that the present gas mixture is an ideal gas, according to the ideal gas law, the product of the gas pressure and the volume of the gas mixture is equal to the product of the amount of substance, the ideal gas constant and the temperature. As for the standard volume after DIN 1343 From a gas pressure of 101325 Pa = 1.01325 bar and a temperature of 273.15 K = 0 ° C is assumed, the actual pressure and the actual temperature are measured, the standard volume can be determined easily.

Das, was zuvor ausgeführt worden ist, gilt für ein trockenes Gasgemisch. Liegt ein wasserdampfgesättigtes Gasgemisch vor, dann muss der Wasserdampfanteil berücksichtigt werden. Das ist möglich unter Berücksichtigung des Phasendiagramms. Mit Hilfe des Phasendiagramms und der gemessenen Gastemperatur kann der Wasserdampfanteil bestimmt und danach dann auch der Methananteil und der Kohlendioxidanteil bestimmt werden.What has been stated previously applies to a dry gas mixture. If there is a water vapor saturated gas mixture, then the water vapor content must be taken into account. This is possible considering the phase diagram. With the aid of the phase diagram and the measured gas temperature, the water vapor content can be determined and then also the methane content and the carbon dioxide content can be determined.

Im Einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung und Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgeräts. Dazu wird verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche 2 bis 12 und auf die Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigenIn particular, there are various possibilities of embodiment and development of the ultrasonic flowmeter according to the invention. Reference is made to the claims subordinate to claim 1 2 to 12 and to the description in conjunction with the drawings. In the drawing show

1 schematisch ein zum Stand der Technik gehörendes Ultraschall-Durchflussmessgerät ( deutsche Patentschrift 196 48 784 , 2), 1 FIG. 2 schematically shows a prior art ultrasonic flowmeter (FIG. German Patent 196 48 784 . 2 )

2 schematisch ein zum Stand der Technik gehörendes Ultraschall-Durchflussmessgerät mit einer Mehrzahl von Ultraschallwandlern ( deutsche Patentschrift 10 2007 004 936 , 1b), 2 schematically a belonging to the prior art ultrasonic flowmeter with a plurality of ultrasonic transducers ( German Patent 10 2007 004 936 . 1b )

3 eine perspektivische Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes und 3 a perspective view of a preferred embodiment of an ultrasonic flowmeter according to the invention and

4 schematisch, einen Querschnitt durch das in 3 perspektivisch dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes. 4 schematically, a cross section through the in 3 Perspective illustrated preferred embodiment of an ultrasonic flowmeter according to the invention.

Die 3 zeigt – perspektivisch – ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes für Messungen an einem strömenden Medium. Bei dem strömenden Medium kann es sich um Flüssigkeiten, vor allem aber um Gas, zum Beispiel um Erdgas handeln. Es kann sich aber auch um ein Gasgemisch handeln, das im Wesentlichen nur zwei Gaskomponenten enthält. Vorzugsweise handelt es sich bei den beiden Gaskomponenten um Methan und um Kohlendioxid. Es kann also um ein Gasgemisch gehen, das weitere Gaskomponenten, wie z. B. Schwefelwasserstoff, Stickstoff und/oder Kohlenwasserstoff allenfalls in kleinen Mengen enthält. Das sogenannte Biogas, das aus der Vergärung von Biomasse entsteht, ist ein solches Gasgemisch. Dieses Biogas kann ”trockenes” Biogas sein, es kann aber auch ”rohes” Biogas sein, also Biogas, wie es unmittelbar nach der Vergärung vorliegt, das nämlich dann ”nass” ist, also wasserdampfgesättigt ist. Ohne Weiteres gilt das, was weiter oben beschrieben worden ist, nur für ein trockenes Gasgemisch, nämlich ein trockenes Gasgemisch aus den beiden Gaskomponenten Methan und Kohlendioxid.The 3 shows - perspective - a preferred embodiment of an ultrasonic flowmeter according to the invention for measurements on a flowing medium. The flowing medium can be liquids, but especially gas, for example natural gas. However, it can also be a gas mixture which essentially contains only two gas components. Preferably, the two gas components are methane and carbon dioxide. So it can go to a gas mixture, the other gas components such. As hydrogen sulfide, nitrogen and / or hydrocarbon contains at most in small quantities. The so-called biogas, which results from the fermentation of biomass, is such a gas mixture. This biogas can be "dry " biogas, but it can also be "raw" biogas, ie biogas, as it is immediately after fermentation, which is then "wet", ie saturated with water vapor. Without further ado, what has been described above applies only to a dry gas mixture, namely a dry gas mixture of the two gas components methane and carbon dioxide.

Zu dem in 3 dargestellten Ultraschall-Durchflussmessgerät für Messungen an dem zuvor erläuterten strömenden Medium gehören ein von dem Medium durchströmbares Messrohr 1, zwei erste Ultraschallwandler 2 und zwei zweite Ultraschallwandler 3. Der perspektivischen Darstellung wegen sind nur die ersten Ultraschallwandler 2 sichtbar; das Bezugszeichen 3 steht deshalb in Klammern für die beiden zweiten Ultraschallwandler 3.To the in 3 shown ultrasonic flowmeter for measurements on the above-described flowing medium include a flow-through of the medium measuring tube 1 , two first ultrasonic transducers 2 and two second ultrasonic transducers 3 , For the sake of perspective, only the first ultrasonic transducers are used 2 visible, noticeable; the reference number 3 therefore stands in parentheses for the two second ultrasonic transducers 3 ,

In der 3 ist angedeutet, dass zu dem dargestellten Ultraschall-Durchflussmessgerät auch ein Temperatursensor 4 gehört, der so realisiert ist, dass er nicht in das strömende Medium hineinragt, er ist jedoch von dem strömenden Medium beaufschlagt.In the 3 is indicated that the illustrated ultrasonic flowmeter and a temperature sensor 4 heard, which is realized so that it does not protrude into the flowing medium, but it is acted upon by the flowing medium.

Angedeutet ist in der 3 auch, dass zu dem dargestellten Ultraschall-Durchflussmessgerät auch ein Drucksensor 6 gehört, der, wie der Temperatursensor 4, nicht in das strömende Medium hineinragt.Is indicated in the 3 Also, that to the illustrated ultrasonic flow meter and a pressure sensor 6 heard that, like the temperature sensor 4 , does not protrude into the flowing medium.

Für das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgerätes gilt schließlich, dass zwei erste Ultraschallwandler 2 und zwei zweite Ultraschallwandler 3 vorgesehen sind. Die beiden ersten Ultraschallwandler 2 sind in einer ersten Messebene und die beiden zweiten Ultraschallwandler 3 sind in einer von der ersten Messebene beabstandeten zweiten Messebene vorgesehen.For the in 3 illustrated embodiment of an ultrasonic flowmeter according to the invention finally applies that two first ultrasonic transducer 2 and two second ultrasonic transducers 3 are provided. The first two ultrasonic transducers 2 are in a first measurement plane and the two second ultrasonic transducers 3 are provided in a second measuring plane spaced from the first measuring plane.

Aus der 4 kann man entnehmen, dass bei erfindungsgemäßen Ultraschall-Durchflussmessgeräten auch mehr als zwei Messebenen verwirklicht sein können, zum Beispiel fünf Messebenen.From the 4 It can be seen that in ultrasonic flowmeters according to the invention more than two measurement levels can be realized, for example, five measurement levels.

Zur Erfindung gehören auch die weiter oben und in den Patentansprüchen 13 bis 16 beschriebenen Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes.The invention also includes the method described above and in claims 13 to 16 for operating an ultrasonic flowmeter.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014004747 [0009] DE 102014004747 [0009]
  • DE 102013018187 [0009] DE 102013018187 [0009]
  • DE 102014004747 A [0009] DE 102014004747 A [0009]
  • DE 19648784 [0024, 0036] DE 19648784 [0024, 0036]
  • DE 102007004936 [0024, 0024, 0037] DE 102007004936 [0024, 0024, 0037]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • H. Bernard ”Ultraschall-Durchflussmessung” in ”Sensoren, Messaufnehmer”, herausgegeben von Bonfig/Bartz/Wolff [0004] H. Bernard "Ultrasonic Flow Measurement" in "Sensors, Sensors", published by Bonfig / Bartz / Wolff [0004]
  • VDI/VDE-Richtlinie 2642 ”Ultraschall-Durchflussmessung von Flüssigkeiten in voll durchströmten Rohrleitungen” [0004] VDI / VDE Guideline 2642 "Ultrasonic Flow Measurement of Liquids in Fully Flowed Pipelines" [0004]
  • DIN 1343 [0033] DIN 1343 [0033]

Claims (16)

Ultraschall-Durchflussmessgerät für eine Messung oder Messungen an einem strömenden Medium, mit einem von dem Medium durchströmbaren Messrohr (1), mit mindestens einem ersten Ultraschallwandler (2) und mit mindestens einem zweiten Ultraschallwandler (3), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Temperatursensor (4) vorgesehen ist.Ultrasonic flowmeter for a measurement or measurements on a flowing medium, with a measuring tube through which the medium can flow ( 1 ), with at least one first ultrasonic transducer ( 2 ) and at least one second ultrasonic transducer ( 3 ), characterized in that at least one temperature sensor ( 4 ) is provided. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (4) oder die Temperatursensoren nicht in das strömende Medium hineinragt bzw. nicht in das strömende Medium hineinragen.Ultrasonic flowmeter according to claim 1, characterized in that the temperature sensor ( 4 ) or the temperature sensors do not protrude into the flowing medium or do not protrude into the flowing medium. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor oder die Temperatursensoren in einer Aufnahmetasche oder in Aufnahmetaschen des Messrohrs (1) vorgesehen ist beziehungsweise sind.Ultrasonic flowmeter according to claim 2, characterized in that the temperature sensor or the temperature sensors in a receiving pocket or in receiving pockets of the measuring tube ( 1 ) is or are provided. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind und die temperatursensitiven Bauelemente der Temperatursensoren in unterschiedlichen Abständen zur Innenwand (5) des Messrohrs (1) vorgesehen sind.Ultrasonic flowmeter according to claim 1, characterized in that a plurality of temperature sensors are provided and the temperature-sensitive components of the temperature sensors at different distances from the inner wall ( 5 ) of the measuring tube ( 1 ) are provided. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (4) oder die Temperatursensoren von dem strömenden Medium beaufschlagt ist bzw. sind.Ultrasonic flowmeter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature sensor ( 4 ) or the temperature sensors is acted upon by the flowing medium or are. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Drucksensor (6) vorgesehen ist.Ultrasonic flowmeter according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one pressure sensor ( 6 ) is provided. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, der Drucksensor (6) oder die Drucksensoren nicht in das strömende Medium hineinragt bzw. nicht in das strömende Medium hineinragen.Ultrasonic flowmeter according to claim 6, characterized in that the pressure sensor ( 6 ) or the pressure sensors do not protrude into the flowing medium or do not protrude into the flowing medium. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drucksensoren vorgesehen sind und die drucksensitiven Bauelemente der Drucksensoren in unterschiedlichen Abständen zur Innenwand (5) des Messrohrs (1) vorgesehen sind.Ultrasonic flowmeter according to claim 6, characterized in that a plurality of pressure sensors are provided and the pressure-sensitive components of the pressure sensors at different distances from the inner wall ( 5 ) of the measuring tube ( 1 ) are provided. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (6) bzw. die Drucksensoren von dem strömenden Medium beaufschlagt ist bzw. sind.Ultrasonic flowmeter according to one of claims 6 to 8, characterized in that the pressure sensor ( 6 ) or the pressure sensors is acted upon by the flowing medium or are. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Ultraschallreflektor vorgesehen ist.Ultrasonic flowmeter according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one ultrasonic reflector is provided. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Ultraschallwandler (2) und mehrere zweite Ultraschallwandler (3) vorgesehen sind.Ultrasonic flowmeter according to one of claims 1 to 10, in particular according to one of claims 2 to 9, characterized in that a plurality of first ultrasonic transducer ( 2 ) and a plurality of second ultrasonic transducers ( 3 ) are provided. Ultraschall-Durchflussmessgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren ersten Ultraschallwandler (2) und die mehreren zweiten Ultraschallwandler (3) in unterschiedlichen, voneinander beabstandeten Messebenen vorgesehen sind.Ultrasonic flowmeter according to claim 11, characterized in that the plurality of first ultrasonic transducers ( 2 ) and the plurality of second ultrasonic transducers ( 3 ) are provided in different, spaced measuring planes. Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes nach einem der Ansprüche 2 bis 10 und nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die – temperaturabhängige – Schallgeschwindigkeit in den mehreren voneinander beabstandeten Messebenen gemessen wird und dass aus den in den voneinander beabstandeten Messebenen gemessenen Schallgeschwindigkeiten die in den einzelnen Messebenen vorhandene Temperatur bestimmt wird.A method of operating an ultrasonic flowmeter according to any one of claims 2 to 10 and claim 12, characterized in that the - temperature-dependent - speed of sound in the plurality of spaced measurement planes is measured and that from the measured in the spaced measurement planes sound velocities in the individual measuring levels existing temperature is determined. Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn wenigstens eine aus der Schallgeschwindigkeit in den verschiedenen Messebenen bestimmte Temperatur von dem mit Hilfe des Temperatursensors oder der Temperatursensoren gemessenen Temperaturmesswerte signifikant abweicht, ein Fehlersignal generiert wird.A method of operating an ultrasonic flowmeter according to claim 13, characterized in that when at least one of the speed of sound in the different measurement levels determined temperature significantly deviates from the measured by means of the temperature sensor or the temperature sensors temperature readings, an error signal is generated. Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes nach Anspruch 1, insbesondere eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes nach einem der Ansprüche 2 bis 12, für eine Messung oder für Messungen an einem Gasgemisch, das im Wesentlichen nur zwei Gaskomponenten enthält, nämlich Methan und Kohlendioxid, dadurch gekennzeichnet, dass aus der mit Hilfe der Ultraschallwandler gemessenen Schallgeschwindigkeit und aus der mit Hilfe des Temperatursensors oder mit Hilfe der Temperatursensoren gemessenen Gastemperatur der Methananteil und der Kohlendioxidanteil im Gasgemisch bestimmt werden.Method for operating an ultrasonic flowmeter according to claim 1, in particular an ultrasonic flowmeter according to one of claims 2 to 12, for a measurement or measurements on a gas mixture containing essentially only two gas components, namely methane and carbon dioxide, characterized in that the methane content and the carbon dioxide content in the gas mixture are determined from the speed of sound measured with the aid of the ultrasonic transducer and from the gas temperature measured with the aid of the temperature sensor or with the aid of the temperature sensors. Verfahren zum Betreiben eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes nach Anspruch 1 und nach Anspruch 5, insbesondere eines Ultraschall-Durchflussmessgerätes nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass aus der mit Hilfe des Temperatursensors oder mit Hilfe der Temperatursensoren gemessenen Gastemperatur und aus dem mit Hilfe des Drucksensors oder mit Hilfe der Drucksensoren gemessenen Gasdruck das Normvolumen des Gasgemisches bestimmt wird.Method for operating an ultrasonic flowmeter according to claim 1 and according to claim 5, in particular an ultrasonic flowmeter according to one of claims 7 to 12, characterized in that in that the standard volume of the gas mixture is determined from the gas temperature measured with the aid of the temperature sensor or with the aid of the temperature sensors and from the gas pressure measured with the aid of the pressure sensor or with the aid of the pressure sensors.
DE102014009581.9A 2014-07-01 2014-07-01 Ultrasonic flowmeter and method for operating an ultrasonic flowmeter Pending DE102014009581A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014009581.9A DE102014009581A1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Ultrasonic flowmeter and method for operating an ultrasonic flowmeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014009581.9A DE102014009581A1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Ultrasonic flowmeter and method for operating an ultrasonic flowmeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014009581A1 true DE102014009581A1 (en) 2016-01-07

Family

ID=54865917

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014009581.9A Pending DE102014009581A1 (en) 2014-07-01 2014-07-01 Ultrasonic flowmeter and method for operating an ultrasonic flowmeter

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014009581A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3505875A1 (en) * 2017-12-14 2019-07-03 Stebatec AG Ultrasound flow meter with flow-optimised measuring tube

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995018958A1 (en) * 1994-01-10 1995-07-13 Siemens Aktiengesellschaft Process for finding the volume flow rate of a gas in a measuring tube
DE19648784A1 (en) 1996-05-28 1997-12-04 Krohne Ag Ultrasonic flow meter
US20050066744A1 (en) * 2003-07-16 2005-03-31 Mario Kupnik Ultrasonic gas flowmeter as well as device to measure exhaust flows of internal combustion engines and method to determine flow of gases
DE102005038599A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic measuring unit with integrated moisture detection
WO2007033911A2 (en) * 2005-09-22 2007-03-29 Endress+Hauser Flowtec Ag Method for monitoring an ultrasound flowmeter system and/or process
DE102005059062A1 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 Siemens Ag Apparatus for determining a mass flow
DE102006030964A1 (en) * 2006-07-03 2008-01-10 Endress + Hauser Flowtec Ag Apparatus and method for determining the concentrations of components of a gas mixture
DE102007004936A1 (en) 2006-12-19 2008-06-26 Krohne Ag ultrasonic flowmeter
DE102010035859A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-31 Avl List Gmbh Ultrasonic gas flow sensor and method for determining the flow of gases
WO2014039873A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Daniel Measurement And Control, Inc. Ultrasonic flow metering using compensated computed temperature
CN104596600A (en) 2013-10-30 2015-05-06 克洛纳有限公司 ultrasonic flowmeter

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995018958A1 (en) * 1994-01-10 1995-07-13 Siemens Aktiengesellschaft Process for finding the volume flow rate of a gas in a measuring tube
DE19648784A1 (en) 1996-05-28 1997-12-04 Krohne Ag Ultrasonic flow meter
US20050066744A1 (en) * 2003-07-16 2005-03-31 Mario Kupnik Ultrasonic gas flowmeter as well as device to measure exhaust flows of internal combustion engines and method to determine flow of gases
DE102005038599A1 (en) * 2005-08-16 2007-02-22 Robert Bosch Gmbh Ultrasonic measuring unit with integrated moisture detection
WO2007033911A2 (en) * 2005-09-22 2007-03-29 Endress+Hauser Flowtec Ag Method for monitoring an ultrasound flowmeter system and/or process
DE102005059062A1 (en) * 2005-12-08 2007-06-14 Siemens Ag Apparatus for determining a mass flow
DE102006030964A1 (en) * 2006-07-03 2008-01-10 Endress + Hauser Flowtec Ag Apparatus and method for determining the concentrations of components of a gas mixture
DE102007004936A1 (en) 2006-12-19 2008-06-26 Krohne Ag ultrasonic flowmeter
DE102010035859A1 (en) * 2009-09-03 2011-03-31 Avl List Gmbh Ultrasonic gas flow sensor and method for determining the flow of gases
WO2014039873A1 (en) * 2012-09-07 2014-03-13 Daniel Measurement And Control, Inc. Ultrasonic flow metering using compensated computed temperature
CN104596600A (en) 2013-10-30 2015-05-06 克洛纳有限公司 ultrasonic flowmeter
DE102014004747A1 (en) 2013-10-30 2015-05-21 Krohne Ag Ultrasonic flow meter

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DIN 1343
H. Bernard "Ultraschall-Durchflussmessung" in "Sensoren, Messaufnehmer", herausgegeben von Bonfig/Bartz/Wolff
VDI/VDE-Richtlinie 2642 "Ultraschall-Durchflussmessung von Flüssigkeiten in voll durchströmten Rohrleitungen"

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3505875A1 (en) * 2017-12-14 2019-07-03 Stebatec AG Ultrasound flow meter with flow-optimised measuring tube

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3084414A1 (en) Device and method for determining the concentrations of components of a gas mixture
DE102004053673A1 (en) Device for determining and / or monitoring the volume and / or mass flow rate of a medium
EP2035821A1 (en) Apparatus and method for the ultrasonic determination of the concentrations of components in a gas mixture
EP3428583A2 (en) Method for operating a fluid flow counter, and fluid flow counter
DE102014004747B4 (en) Ultrasonic flow meter
DE102011087215A1 (en) Method for measuring heat quantity with an ultrasonic flowmeter
DE102016108986A1 (en) Method for the detection of pipe vibrations and measuring device
DE102013105407A1 (en) Device for determining and / or monitoring the volume and / or mass flow of a medium
DE102012022376A1 (en) Method for determining pressure of fluid in container i.e. pipeline, of hydraulic system, involves determining flow velocity of fluid through container from measuring running time or measured Doppler shift of acoustic waves
DE102007062908A1 (en) Process variable e.g. concentration, determining method for biogas, involves measuring volume flow rate of flowing medium by using measuring principles, and determining process variable from measured values of measuring principles
Jung et al. Flow-rate measurements of a dual-phase pipe flow by cross-correlation technique of transmitted radiation signals
DE102015111642A1 (en) Flowmeter according to the vortex meter principle
DE102005003631A1 (en) Turbulence flow measuring method, involves detecting frequency signals of swirled fluid, evaluating and displaying frequency signals, and detecting amplitude signals between swirling of fluid and evaluation of frequency signals
DE102012015887A1 (en) Vortex flowmeter
DE102009039633A1 (en) Ultrasonic flow rate measuring device for measuring speed of e.g. gas, to measure acoustic waves, has housing attached to wall at its end region and comprising housing parts formed from different materials with different acoustic impedances
DE102014009581A1 (en) Ultrasonic flowmeter and method for operating an ultrasonic flowmeter
DE112011102854T5 (en) Method and apparatus for calibrating a flowmeter
EP2378255A1 (en) Calibration device for flow meters
DE102013103518A1 (en) Prefabricated in-line measuring device
AT10954U3 (en) METHOD AND ARRANGEMENT FOR DETERMINING THE FLOW OF A BIDIRECTIONAL, INSTALLANT FLUID FLOW
EP2739943B1 (en) Method for determining the flow rate using ultrasound
DE102009059710A1 (en) Apparatus and method for measuring the flow of a fluid flowing through a pipe
DE202006021163U1 (en) Device for determining the concentrations of components of a gas mixture
DE102015120090A1 (en) Method for checking a measuring point at which a flow of a fluid is determined
DE102017213084A1 (en) Method and device for safe flow measurement

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication