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TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung betrifft ein System zum Ermitteln eines Volumenstroms in einer Fluidleitung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zur Wartung und Überprüfung von fluidmechanischen Systemen, beispielsweise Hydrauliksystemen, kann es sinnvoll sein, während des Betriebs Volumenströme in Fluidleitungen zu messen. Hieraus resultierende Messergebnisse können mit zu erwartenden Messergebnissen verglichen werden, um eventuelle externe und interne Leckagen zu identifizieren. Das Messen von Volumenströmen in Fluidleitungen kann durch unterschiedliche Maßnahmen durchgeführt werden. Neben durchströmten, d.h. in direktem Fluidkontakt stehenden Messgeräten sind auch berührungslos betriebene Messgeräte bekannt, welche außen auf die entsprechende Fluidleitung gesetzt den darin befindlichen Volumenstrom messen können. Hierfür sind etwa Ultraschall-Sensoranordnungen bekannt, die zwei voneinander beabstandete Messköpfe aufweisen und durch Ausnutzung eines oder mehrerer Effekte die Geschwindigkeit des Fluids bestimmen können. Aus der Kenntnis des Strömungsquerschnitts kann der Volumenstrom hergeleitet werden.
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Bei komplexen Hydrauliksystemen, beispielsweise in Verkehrsflugzeugen, ist das Platzieren derartiger Sensoranordnungen an bestimmten, festen Positionen bekannt. Durch Anschließen von Anzeige- oder Auswertegeräten kann auf Messungen zugegriffen werden. Durch Vergleichen von ermittelten Volumenströmen an einer Position oder mit erwarteten Volumenströmen kann auf eine eventuelle Leckage geschlossen werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das Auslesen von Messeinrichtungen an unterschiedlichen, festen Positionen kann auf Leckagen hindeuten. Es ist jedoch ein gewisses Maß an Erfahrung und weiterer Prüfung erforderlich, um den exakten Ort oder ein auszutauschendes Element zu identifizieren, welches eine Leckage aufweist.
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Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, eine Messvorrichtung oder ein System vorzuschlagen, mit dem das Identifizieren von Leckagen bzw. das Verifizieren eines ordnungsgemäßen Zustands deutlich vereinfacht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
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Es wird ein System zum Ermitteln eines Volumenstroms in einer Fluidleitung vorgeschlagen, aufweisend eine Messeinheit mit einem Gehäuse mit einer länglichen Tastfläche, einer Strömungssensoranordnung, mindestens einem Temperatursensor und einem ersten elektrischen Anschluss, sowie aufweisend eine Auswerteeinheit, wobei die Strömungssensoranordnung in dem Gehäuse angeordnet ist und mindestens einen Sensorkopf aufweist, der an der Tastfläche angeordnet ist, wobei der mindestens eine Temperatursensor in der Tastfläche angeordnet ist, wobei der erste elektrische Anschluss mit der Strömungssensoranordnung und dem mindestens einen Temperatursensor zum Übermitteln von Sensordaten gekoppelt ist, und wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, über eine mit dem ersten elektrischen Anschluss verbindbaren, externen zweiten elektrischen Anschluss Sensordaten zu empfangen und aus von der Strömungssensoranordnung bereitgestellten Sensordaten unter Berücksichtigung einer ermittelten Temperatur den Volumenstrom in der Fluidleitung zu ermitteln, auf die die Tastfläche gelegt wird.
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Das System weist demnach zwei wesentliche Komponenten auf, die interagieren und dadurch das erfindungsgemäße System ausbilden. Die erste Kernkomponente besteht aus der Messeinheit, die einen ersten elektrischen Anschluss aufweist und Sensordaten bereitstellt. Die zweite Kernkomponente liegt in der Auswerteeinheit, die aus gelieferten Sensordaten das gewünschte Ergebnis des Volumenstroms ermitteln kann. Diese Kernkomponenten werden weiter nachfolgend diskutiert.
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Die Messeinheit ist eine kompakte Vorrichtung, die mithilfe des ersten elektrischen Anschlusses mit einem separaten Gerät koppelbar ist, das die Auswerteeinheit aufweist. In dem Gehäuse befindet sich die Strömungssensoranordnung, die eine Einrichtung ist, welche von extern eine Strömungsgeschwindigkeit im Innern der Fluidleitung erfassen kann. Beispielsweise ist die Strömungssensoranordnung als Ultraschallsensoranordnung ausgeführt. Die Strömungssensoranordnung kann einen Sensorkopf, zwei Sensorköpfe oder mehrere Sensorköpfe aufweisen. Die Strömungssensoranordnung kann die Strömungsgeschwindigkeit mit bekannten Verfahren messen, welche insbesondere Driftverfahren und Laufzeitdifferenzmessungen umfassen, wenn das Fluid homogen ist. Bei der Verwendung von Ultraschallsensoren kann die Messung durch die Viskosität des Fluids beeinflusst werden, da diese eine Dämpfung der Ultraschallwellen hervorrufen kann.
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Weiterhin kann mittels des mindestens einen Temperatursensors die Oberflächentemperatur der Fluidleitung gemessen werden. Diese kann in einem stationären Zustand im Wesentlichen der Temperatur des in der Fluidleitung strömenden Fluids entsprechen. Das Messen der Temperatur kann folglich besonders zur präzisen Bestimmung der Viskosität genutzt und in der Ermittlung des Volumenstroms berücksichtigt werden. Die mit der Ultraschallsensoranordnung durchgeführte Volumenstrommessung kann durch Verwendung eines präzisen Viskositätswerts verbessert werden.
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Durch die Platzierung der Strömungssensoranordnung sowie des mindestens einen Temperatursensors an der Tastfläche kann die Tastfläche bündig auf die Fluidleitung aufgelegt werden, um alle Sensoren optimal an der Fluidleitung zu platzieren. Die Position und, bei Verwendung mehrerer Sensorköpfe, der Abstand der Sensorköpfe zueinander wird durch die Platzierung in dem Gehäuse der Messeinheit vorgegeben. Beim bündigen Auflegen auf die Fluidleitung sind diese stets optimal direkt an der Wandung der Fluidleitung angeordnet. Gleichermaßen ist der mindestens eine Temperatursensor beim Auflegen der Tastfläche direkt auf der Wandung der Fluidleitung angeordnet und kann dadurch ihre Temperatur eindeutig bestimmen.
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In diesem Zusammenhang kann der Begriff „Fluidleitung“ dahingehend verstanden werden, dass eine oder mehrere fluidführende Komponenten in Fluidverbindung aneinandergereiht werden. Die Fluidleitung kann folglich eine Rohrleitung, einen Bogen, einen Flansch, einen Verbindungsstutzen oder beliebige andere Komponenten umfassen, die zu einem Fluidsystem gehören können. Allerdings kann es sich anbieten, die Messeinheit besonders für Rohrleitungen zu konzipieren. Weiterhin ist davon auszugehen, dass die Fluidleitung einen geschlossenen Strömungsquerschnitt aufweist.
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Die Strömungssensoranordnung und der mindestens eine Temperatursensor können analoge Signale und/oder digitale Daten bereitstellen. Je nach Art und Ausführung der Sensoren kann es sich anbieten, weitere Vorrichtungen in der Messeinheit vorzusehen, sodass Sensordaten für den ersten elektrischen Anschluss in gewünschter Form bereitgestellt werden können. Durch Verbinden des ersten Anschlusses mit einem Gerät, das einen korrespondierenden, zweiten elektrischen Anschluss aufweist, können insbesondere digitale Daten mit geringem Aufwand in das Gerät übertragen werden. Die Auswerteeinheit kann unter Auswertung der Sensordaten den Volumenstrom bestimmen.
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Sollte es notwendig oder für einen Anwendungszweck sinnvoll sein, könnten selbstverständlich auch analoge Signale, gefiltert oder ungefiltert, an dem ersten elektrischen Anschluss bereitgestellt werden. Das daran anzuschließende Gerät bzw. die Auswerteeinheit müssten dann entsprechend befähigt sein, diese analogen Signale zu verarbeiten.
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Eine kompakte, an ein Gerät ansteckbare Messeinheit erlaubt folglich eine einfache und mobile Verwendung der Messeinheit zum flexiblen Ermitteln von Volumenströmen in Fluidleitungen. Dies bietet sich besonders bei größeren und komplexen Hydrauliksystemen an, beispielsweise in einem Verkehrsflugzeug.
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Bevorzugt ist die Strömungssensoranordnung eine Ultraschallsensoranordnung. Ultraschallsensoren sind hochkompakt verfügbar und technisch ausgereift und können mit gewünschter Präzision die Geschwindigkeit des in der Fluidleitung strömenden Fluid bestimmen.
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Weiterhin kann die Strömungssensoranordnung mindestens zwei Sensorköpfe aufweisen, die an der Tastfläche voneinander beabstandet angeordnet sind. Es bietet sich an, mehrere Sensorköpfe zu verwenden, um verschiedene Erfassungsverfahren nutzen zu können oder verschiedene Sensorköpfe in derselben Strömungssensoranordnung zu nutzen, etwa eines Schall aussendenden Sensorkopfs und eines Schall empfangenden Sensorkopfs.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das System ferner eine Lokalisierungseinheit auf, die dazu ausgebildet ist, eine Identifikation eines zu untersuchenden Abschnitts der Fluidleitung einzulesen oder durch Ortung eine Position der Messeinheit an der Fluidleitung zu bestimmen und wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, fluidmechanische Größen oder Bauteileigenschaften zu einem identifizierten Abschnitt aus einem Speicher abzurufen und bei der Berechnung des Volumenstroms zu berücksichtigen. Es ist vorstellbar, dass die Fluidleitung eine Vielzahl von einzelnen Abschnitten in Form von Bauteilen oder anderen Leitungskomponenten aufweist, die zum Ausbilden der Fluidleitung miteinander in Fluidverbindung stehen. Insbesondere bei der Untersuchung eines größeren Fluidsystems können eine Vielzahl von Fluidleitungen eingesetzt werden, die als Rohre, Flansche, Bögen, Verteiler oder dergleichen realisiert sind. Jede dieser Komponenten kann eine eindeutige Identifizierung besitzen. Diese könnte beispielsweise über einen Barcode, einen RFID-Code oder einen QR-Code erfassbar sein. Bei längeren oder größeren Komponenten können auch mehrere Identifizierungen angebracht sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann eine auf der entsprechenden Komponente aufgedruckte Seriennummer über eine Eingabeeinheit eingegeben werden. Nach dem Identifizieren einer Komponente kann aus dem Speicher beispielsweise ein Durchmesser eines Strömungsquerschnitts, eine Wandstärke, oder eine ähnliche Größe ermittelt werden, die in dem Speicher mit der Identifikation der Komponente korreliert ist. Der Speicher kann in der Messeinheit, in dem damit verbindbaren Gerät oder in einer über eine Datenverbindung erreichbaren Servereinheit vorgesehen sein. Die Lokalisierungseinheit kann allerdings auch alternativ oder zusätzlich dazu eine tatsächliche, geometrische Positionsbestimmung durchführen, so dass ermittelte Volumenströme mit ermittelten Positionen korreliert werden können. Die Positionsbestimmung kann über optische Verfahren oder Funkverfahren realisiert werden. Es ist vorstellbar, dass das Gerät, das mit der Messeinheit gekoppelt wird, bereits dazu in der Lage ist, eine solche Positionsbestimmung durchzuführen. Das Einlesen von Identifikationsmerkmalen kann zur Stützung der Positionsbestimmung genutzt werden.
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Die Auswerteeinheit kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform dazu ausgebildet sein, einen erwarteten Volumenstrom aus dem Speicher abzurufen, mit dem ermittelten Volumenstrom zu vergleichen und bei Abweichung außerhalb einer vorgegebenen Toleranz ein Warnsignal zu erzeugen. Für einen bestimmten Betriebsfall, in dem der Volumenstrom an der Fluidleitung ermittelt werden soll, könnte ein Standardwert für den Volumenstrom existieren, der für den Betrieb des übergeordneten, fluidmechanischen Systems erwartet wird. Der Vergleich mit dem Standardwert kann einen Rückschluss darüber erlauben, ob an einer aktuellen Messposition oder stromaufwärts eine Leckage vorliegt.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, ermittelte Volumenströme an unterschiedlichen Abschnitten der Fluidleitung mit einer jeweiligen Position zu korrelieren und auf einer Anzeigeeinheit anzuzeigen. Die Ermittlung von Volumenströmen an unterschiedlichen Positionen werden dadurch grafisch festgehalten und können dadurch leicht miteinander verglichen werden. Die Auswerteeinheit ermöglicht dadurch auf eine für den Benutzer einfache Weise das Speichern von Volumenstromwerten. Es ist weiterhin bevorzugt, wenn ein Protokoll der einzelnen ermittelten Volumenstromwerte anschließend abgerufen werden kann.
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Besonders bevorzugt ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, den Aufbau eines die Fluidleitung aufweisenden Fluidsystems aus dem Speicher abzurufen, die ermittelten Volumenströme einzelnen Komponenten des Fluidsystems zuzuordnen und auf einer Anzeigeeinheit anzuzeigen. Der Benutzer erhält folglich einen einfachen Überblick über das gesamte Fluidsystem und die an einzelnen Positionen ermittelten Volumenstromwerte. Der Benutzer kann ferner durch diese Darstellung geführt werden, indem die Auswerteeinheit den Benutzer per Dialog führt, falls Abweichungen von erwarteten Volumenströmen festgestellt werden. Es ist vorstellbar, dass die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, durch gezielte Hinweise an den Benutzer eine iterative Annäherung an eine Leckagestelle zu ermöglichen.
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Bevorzugt ist die Tastfläche um eine parallel zu einer Längsachse der Tastfläche verlaufende Achse gekrümmt. Die Längsachse der Tastfläche kann der Längserstreckung der Tastfläche entsprechen. Die Tastfläche besitzt folglich zumindest bereichsweise die Form eines länglichen Ausschnitts einer zylindrischen Mantelfläche. Bevorzugt ist eine Krümmung der Tastfläche an die Fluidleitung angepasst. Besonders bevorzugt ist die Krümmung zu der Strömungssensoranordnung und dem mindestens einen Temperatursensor symmetrisch. Resultierend daraus kann die Tastfläche bequem bündig an die Fluidleitung gelegt werden und sämtliche Sensoren sind präzise ausgerichtet und in flächigem Kontakt mit der Fluidleitung.
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Der mindestens eine Sensorkopf könnte zwei an einander entgegengesetzten Enden der Tastfläche angeordnete Sensorköpfe aufweisen. Die Größe der Tastfläche kann durch den notwendigen Abstand der Sensorköpfe bestimmt werden, so dass eine besonders kompakte Ausführung der Messeinheit möglich wird.
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Weiterhin kann der mindestens eine Temperatursensor mittig in der Tastfläche angeordnet sein. Insbesondere bei der Verwendung von zwei Sensorköpfen kann ein für die Funktion der Strömungssensoranordnung notwendiger Abstand einen ausreichenden Bauraum vorsehen, um den Temperatursensor zu integrieren. Eine Erweiterung der Tastfläche zum Unterbringen des Temperatursensors ist folglich nicht notwendig und die Tastfläche sowie daraus resultierend die Messeinheit können kompakt ausgeführt werden.
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Besonders bevorzugt ragt die Strömungssensoranordnung nicht über die Tastfläche von der Messeinheit nach außen. Das bündige Auflegen der Tastfläche auf die Fluidleitung wird dadurch nicht verhindert. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die jeweils nach außen ragende Begrenzungsfläche des mindestens einen Sensorkopfs dabei zumindest einen Teil der Tastfläche ausbildet. Der Abstand zwischen der Fluidleitung und der Strömungssensoranordnung wird dadurch minimiert. Dabei könnte auch die betreffende Begrenzungsfläche des mindestens einen Sensorkopfs mit der Tastfläche korrespondierend geformt sein.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der mindestens eine Temperatursensor bündig in der Tastfläche endet. Der Temperatursensor kann dadurch ebenso bündig an die Fluidleitung gelegt werden. Es ist weiterhin vorstellbar, dass der Temperatursensor elastisch ausgeführt oder elastisch gelagert ist und in einem Neutralzustand sehr leicht über die Tastfläche nach außen ragt, beim Auflegen der Tastfläche auf die Fluidleitung jedoch nachgibt und sich dadurch gut an die Fluidleitung anschmiegt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das System ferner eine in dem Gehäuse angeordnete Steuereinheit auf, die dazu ausgebildet ist, über den ersten elektrischen Anschluss eine von extern zugeführte elektrische Spannung zu empfangen und Sensorsignale von der Strömungssensoranordnung und dem mindestens einen Temperatursensor in ein digitales Format zum Übertragen über den ersten elektrischen Anschluss umzuwandeln und an dem ersten elektrischen Anschluss bereitzustellen. Die Steuereinheit könnte einen Analog-Digital-Wandler aufweisen, der die Sensorsignale abtastet und mit geeigneter Quantisierung in digitale Daten umwandelt. Das Bereitstellen digitaler Daten ist besonders sinnvoll, um einer extern ausgeführte Auswerteeinheit eine Basis für die algorithmische Ermittlung des Volumenstroms bereitzustellen.
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Besonders bevorzugt ist die Auswerteeinheit als Computerprogrammprodukt realisiert, das auf einem Prozessor ausführbar ist, der in einem Gerät angeordnet ist, das einen mit dem ersten Anschluss verbindbaren zweiten Anschluss aufweist. Die Messeinheit kann folglich sehr stark vereinfacht werden, da dort keine aufwändigen Algorithmen zur Ermittlung des Volumenstroms notwendig sind. Die Verlagerung der Auswerteeinheit in ein externes Gerät, welches bereits vorhanden und mit ausreichend Rechenkapazitäten ausgestattet ist, ist sinnvoll und kosteneffizient. Das Computerprogrammprodukt kann sehr einfach angepasst und aktualisiert werden, ohne eine dedizierte Recheneinheit in der Messeinheit modifizieren zu müssen.
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Es ist vorteilhaft, wenn das Gerät einen mobilen Computer, beispielsweise ein Smartphone oder einen Tablet-Computer, aufweist. Diese Geräte sind kompakt und ausreichend leistungsstark, um die Ermittlung durchzuführen. Besonders vorteilhaft ist, dass diese Geräte mit hochwertigen Anzeigeeinheiten ausgestattet sind und ohne weitere Modifikation Eingaben aufnehmen können.
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Die vorangehend erwähnte Datenerfassungseinheit könnte etwa in Form einer Kamera des entsprechenden Geräts realisiert sein, das einen Barcode oder einen QR-Code aufnehmen und verarbeiten kann. Eine Bildschirmtastatur erlaubt das Eingeben von Identifikationsmerkmalen, etwa eine Seriennummer. Außerdem ist denkbar, eine externe, drahtlos angebundene Eingabeeinheit, etwa einen RFID-Scanner, zum Einlesen von RFID-Tags zu verwenden. Das Einbinden kann über Bluetooth oder eine andere, drahtlose Datenverbindung erfolgen, etwa ein drahtloses Netzwerk oder eine getaktete Verbindung.
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Weiterhin könnte die Messeinheit auch in eine Hülle integriert sein, die dazu ausgebildet ist, das Gerät formschlüssig aufzunehmen. Die Hülle könnte zumindest bereichsweise elastisch oder flexibel sein, um das Gerät stramm aufzunehmen und dabei die Verbindung zu der Messeinheit zu stabilisieren. Das Material der Hülle könnte etwa Silikon aufweisen. Weiterhin kann das Material einen festen, starren Kunststoff aufweisen, der auch in Kombination mit einem Silikon vorliegen kann.
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Der erste elektrische Anschluss kann in einer vorteilhaften Variante einen USB-Anschluss aufweisen. Dieser kann unterschiedlichen Standards entsprechen, beispielsweise in verschiedenen Größenabstufungen (Standard, Mini, Micro, etc.) oder in unterschiedlichen Schaltschemata realisiert sein (Standard, USB-C, etc.).
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
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1 zeigt ein System zum Ermitteln eines Volumenstroms in einer Fluidleitung in einer schematischen Darstellung.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt ein System 2 zum Ermitteln eines Volumenstroms in einer Fluidleitung 4. Das System 2 weist eine Messeinheit 6 mit einem Gehäuse 8 mit einer länglichen Tastfläche 10 als Begrenzungsrand auf. Eine Ultraschallsensoranordnung 12 als Strömungssensoranordnung mit einem ersten Sensorkopf 14 und einem zweiten Sensorkopf 16 ist in der Tastfläche 10 angeordnet. Beide Sensorköpfe 14 und 16 sind entlang einer Längsachse 18 voneinander beabstandet. Ein zwischen den beiden Sensorköpfen 14 und 16 befindlicher notwendiger Abstand 20 sowie die Ausrichtung der Sensorköpfe 14 und 16 kann durch das Messverfahren sowie der zu erwartende Durchmesser der Fluidleitung 4 bestimmt sein.
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Zwischen den beiden Sensorköpfen 14 und 16 ist ein Temperatursensor 22 ersichtlich, der in dem Gehäuse 8 angeordnet ist und ebenso in der Tastfläche 10 endet. Bevorzugt erfolgt dies flächenbündig. An einer der Tastfläche 10 entgegengesetzten Seite des Gehäuses 8 ist ein erster elektrischer Anschluss 24 vorgesehen. Dieser ist beispielhaft als ein USB-Stecker ausgeführt, es sind jedoch auch andere Varianten möglich. Das Gehäuse 8 weist eine insgesamt flache, rechteckige Form mit abgerundeten Kanten auf. Es sind allerdings auch abweichende Gestaltungen möglich.
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Die Tastfläche 10 weist eine Krümmung um eine Achse auf, die parallel zu der Längsachse 18 verläuft. Die Tastfläche 10 könnte zum bündigen Auflegen an den Durchmesser der Fluidleitung 4 angepasst sein. Es bietet sich an, dies dann durchzuführen, wenn mit der Messeinheit 6 stets gleichartige Fluidleitungen 4 untersucht werden sollen. Sollten allerdings regelmäßig wechselnde Fluidleitungen 4 mit der Messeinheit 6 untersucht werden, ist auch denkbar, unterschiedliche Adapter einzusetzen, die die Tastfläche 10 aufweisen oder ausbilden und austauschbar an dem Gehäuse 8 befestigbar sind.
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Des Weiteren ist ein Gerät 26 in Form eines Smartphone dargestellt. Es könnte sich anbieten, auch andere mobile Endgeräte einzusetzen. Das Gerät 26 weist einen zweiten elektrischen Anschluss 28 auf. Der erste Anschluss 24 ist komplementär zu dem zweiten elektrischen Anschluss 28 ausgebildet. In einem Festspeicher und/oder einem Arbeitsspeicher des Geräts 26 ist eine Auswerteeinheit 30 in Form eines Computerprogrammprodukts vorgesehen und kann in einem hier nicht weiter dargestellten Prozessor des Geräts 26 ausgeführt werden. Das Bezugszeichen 30 zeigt lediglich auf eine symbolhafte Darstellung der Auswerteeinheit 30.
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Die Auswerteeinheit 30 ist dazu ausgebildet, über den zweiten elektrischen Anschluss 28 Sensordaten zu empfangen und aus von der Ultraschallsensoranordnung 12 bereitgestellten Sensordaten den Volumenstrom zu ermitteln. Hierbei wird auch die durch den Temperatursensor 22 ermittelte Temperatur berücksichtigt, beispielsweise zur Berechnung der Viskosität des in der Fluidleitung 4 strömenden Fluids zur Berücksichtigung etwaiger Dämpfungseffekte bei der Messung.
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Die Messeinheit 6 kann durch die Verbindung mit dem Gerät 26 über den ersten Anschluss 24 eine elektrische Spannung empfangen. Diese wird zum Betreiben der Ultraschallsensoranordnung 12 verwendet sowie zur Kommunikation mit dem Gerät 26. Es ist vorstellbar, dass in der Messeinheit 6 eine hier lediglich schematisch angedeutete Steuereinheit 32 angeordnet ist. Diese kann zumindest analoge Sensorsignale in digitale Daten umwandeln, die über den ersten elektrischen Anschluss 24 zu dem Gerät 26 gesendet werden können. Die Steuereinheit 32 kann demnach als Analog-Digital-Wandler fungieren. Weiterhin kann die Steuereinheit 32 die Ultraschallsensoranordnung 12 ansteuern und Signale von dieser empfangen. Sinnvoll ist, wenn die Steuereinheit 32 weiterhin die Verbindung zu dem Gerät 26 steuert und die Datenübertragung durchführt. Die Steuereinheit 32 kann für diese ihr zugewiesenen Aufgaben auch separate Einrichtungen aufweisen, die miteinander in Verbindung stehen.
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Das Gerät 26 kann auf einer Vorderseite eine Frontkamera 34 und auf einer Rückseite eine Hauptkamera 36 aufweisen. Diese könnten als Datenerfassungseinheit ebenso mit der Auswerteeinheit 30 gekoppelt sein, sodass beispielsweise als QR-Code ausgeführte Identifikationsmerkmale 38 der Fluidleitung 4 von einer der Kameras 34 und 36 eingelesen werden können. Die Auswerteeinheit 30 könnte aus einem externen oder internen Speicher mit den Identifikationsmerkmalen korrelierte fluidmechanische Parameter abrufen, welche etwa einen Strömungsdurchmesser umfassen. Gleichzeitig kann durch die Identifikationsmerkmale bestimmt werden, ob ein erwarteter Volumenstrom überschritten oder unterschritten wird. Die Auswerteeinheit 30 könnte auf dieser Grundlage eine Warnung ausgeben, falls Abweichungen außerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegen.
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Zur Verbindung mit einer hier nicht gezeigten Servereinheit kann das Gerät 26 beispielsweise eine drahtlose Verbindung 40 betreiben. Die Auswerteeinheit 30 könnte beispielsweise dazu in der Lage sein, aus einem externen Speicher, d.h. einer Servereinheit, Daten zu identifizierten Komponenten abzurufen.
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Das Gerät 26 weist ferner eine Anzeigeeinheit 42 in Form eines Bildschirms auf, auf dem die Auswerteeinheit 30 verschiedene Darstellungen ausgeben kann. Diese können einem Benutzer Informationen übermitteln oder vom Benutzer Eingaben anfordern. Es ist vorstellbar, dass die Auswerteeinheit 30 dazu befähigt ist, aus einem internen Speicher oder von einer externen Servereinheit einen Plan eines Fluidsystems zu erhalten und auf der Anzeigeeinheit 42 darzustellen. Dieses Fluidsystem kann mehrere Komponenten aufweisen, die jeweils Identifikationsmerkmale 38 besitzen. Nach Erfassen und Identifizieren dieser kann die Auswerteeinheit 30 die ermittelten Volumenstromwerte auf der Anzeigeeinheit 42 an den betreffenden Komponenten darstellen. Werden Abweichungen von zu erwartenden Volumenstromwerten ermittelt, kann die Auswerteeinheit 30 einem Benutzer dies auf der Anzeigeeinheit 42 darstellen. Auf Basis dieser Darstellung kann der Benutzer geführt werden, weitere Messungen durchzuführen, um iterativ eine Leckagestelle eingrenzen zu können. Hierbei hilft die mobile Ausführung des Systems 2, da keine fest installierten Volumenstromsensoren notwendig sind und ein Benutzer beliebig und mit geringem Aufwand individuelle Messungen vornehmen kann.
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Des Weiteren könnte zusätzlich dazu das Gerät 26 dazu befähigt sein, eine Positionserkennung durchzuführen. Wird das Gerät 26 in einem Raum bewegt, könnte das Gerät 26 eine Änderung seines Standorts erkennen. Eine daraus resultierende aktuelle Position kann weiterhin mit ermittelten Volumenstromwerten korreliert werden. Dies ist allerdings eine optionale Variante, die insbesondere bei sehr großen Fluidsystemen in Betracht gezogen werden kann.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt, und „ein“ oder „eine“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- System
- 4
- Fluidleitung
- 6
- Messeinheit
- 8
- Gehäuse
- 10
- Tastfläche
- 12
- Strömungssensoranordnung / Ultraschallsensoranordnung
- 14
- Sensorkopf
- 16
- Sensorkopf
- 18
- Längsachse
- 20
- Abstand
- 22
- Temperatursensor
- 24
- erster Anschluss
- 26
- Gerät
- 28
- zweiter Anschluss
- 30
- Auswerteeinheit
- 32
- Steuereinheit / Analog-Digital-Wandler
- 34
- Frontkamera / Datenerfassungseinheit
- 36
- Hauptkamera / Datenerfassungseinheit
- 38
- Identifikationsmerkmal / QR-Code
- 40
- drahtlose Verbindung
- 42
- Anzeigeeinheit
