EP4264199A1

EP4264199A1 - Verfahren zum bestimmen einer belagseigenschaft

Info

Publication number: EP4264199A1
Application number: EP21824497.8A
Authority: EP
Inventors: Anne HABERMEHL; Stefan PFLÜGER; Wolfgang Drahm
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2023-10-25
Also published as: US12385853B2; WO2022128416A1; US20240027367A1; DE102020133855A1; CN116648619A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Belagseigenschaft eines veränderlichen Belages auf einer inneren Mantelfläche eines Messrohres (110) einer Messanordnung (100) zum Bestimmen einer Mediumseigenschaft eines zu führenden Mediums, wobei die Messanordnung (100) eine erste Mikrowellenantenne (130) aufweist, welche in einer ersten Aufnahme des Messrohres (110) angeordnet ist, wobei die Messanordnung (100) eine insbesondere diametral zur ersten Mikrowellenantenne (130) angeordnete zweite Mikrowellenantenne (131) aufweist, welche in einer zweiten Aufnahme des Messrohres (110), insbesondere mediumsberührend angeordnet ist, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte umfasst: - Ausstrahlen eines Erregersignales mittels der ersten Mikrowellenantenne (130), wobei das Erregersignal eine Folge von Hochfrequenzsignalen umfasst; - Empfangen des Erregersignales mittels der zweiten Mikrowellenantenne (131); - Ermitteln einer ersten Prüfgröße anhand des empfangenen Erregersignales und/oder anhand einer Transformierten, insbesondere einer Integraltransformierten des empfangenen Erregersignales, wobei die erste Prüfgröße charakteristisch für die Ausbreitung des Erregersignals entlang eines ersten Ausbreitungspfades ist, wobei der erste Ausbreitungspfad eine zumindest anteilige Ausbreitung des Erregersignales durch den veränderlichen Belag auf der inneren Mantelfläche beschreibt; und - Bestimmen der Belagseigenschaft des veränderlichen Belages, insbesondere einer von einer Belagsdicke des veränderlichen Belages abhängigen Größe anhand der ersten Prüfgröße.

Description

Verfahren zum Bestimmen einer Belagseigenschaft

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Belagseigenschaft eines veränderlichen Belages und eine Messanordnung.

Mittels Mikrowellen lassen sich insbesondere die physikalischen Größen Permittivität sowie Verlustfaktor eines Mediums in einer Prozessleitung ermitteln. Aus diesen beiden Größen - gemessen entweder bei einer oder über viele unterschiedliche Frequenzen - lassen sich Rückschlüsse auf anwendungsspezifische Parameter ziehen, beispielsweise auf den Anteil von Wasser in einem Gemisch aus Wasser und anderen nicht oder wenig polaren Komponenten.

Die etablierte Transmissions-ZReflexionsmessung ist beschrieben in L.F. Chen, C.K. Ong, C.P. Neo, V.V. Varadan, V. K. Varadan - “Microwave Electronics, Measurement and Materials Characterization”, John Wiley & Sons Ltd., 2004. Hierfür wird das Mikrowellensignal an zwei unterschiedlichen Positionen an das Medium in einem Behälter bzw. Messrohr angekoppelt, die Streuparameter (Transmission und ggfs. Reflexion) zwischen diesen Ankoppelstrukturen gemessen und aus den gemessenen Streuparametern auf die genannten physikalischen Eigenschaften des Mediums zurückgerechnet.

Die WO 2018/121927 A1 lehrt eine Messanordnung zur Analyse von Eigenschaften eines strömenden Mediums mittels Mikrowellen. Dabei weist die Messanordnung zusätzlich zu den Mikrowellenantennen eine elektrisch isolierende Auskleidungsschicht an der inneren Mantelfläche des Messrohres auf. Diese Auskleidungsschicht bildet einen dielektrischen Wellenleiter über den Mikrowellen zumindest anteilig von einer ersten Mikrowellenantenne zu einer zweiten Mikrowellenantenne gelangen können. Eine Anwendung für eine derartige Messanordnung ist die Bestimmung von Feststoffanteilen im zu führenden Medium. Derartige Anwendungen ringen mit Belagsbildung - bspw. durch den Feststoff im Medium - an der inneren Mantelfläche des Messrohres und an den Mikrowellenantennen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Belagsdetektion für eine Mikrowellenanordnung bereitzustellen, mit der das Vorliegen eines durchgängigen veränderlichen Belages auf der inneren Mantelfläche des Messrohres detektierbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren nach Anspruch 1 .

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen einer Belagseigenschaft eines veränderlichen Belages auf einer inneren Mantelfläche eines Messrohres einer Messanordnung zum Bestimmen einer Mediumseigenschaft eines zu führenden, insbesondere mehrphasigen Mediums, wobei die Messanordnung eine erste Mikrowellenantenne aufweist, welche in einer ersten Aufnahme des Messrohres insbesondere mediumsberührend angeordnet ist, wobei die Messanordnung eine insbesondere diametral zur ersten Mikrowellenantenne angeordnete zweite Mikrowellenantenne aufweist, welche in einer zweiten Aufnahme des Messrohres insbesondere mediumsberührend angeordnet ist, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte umfasst:

- Ausstrahlen eines Erregersignales mittels der ersten Mikrowellenantenne wobei das Erregersignal eine Folge von Hochfrequenzsignalen umfasst;

- Empfangen des Erregersignales mittels der zweiten Mikrowellenantenne

- Ermitteln einer ersten Prüfgröße anhand des empfangenen Erregersignales und/oder anhand einer Transformierten, insbesondere einer Integraltransformierten des empfangenen Erregersignales, wobei die erste Prüfgröße charakteristisch für die Ausbreitung des Erregersignals entlang eines ersten Ausbreitungspfades ist, wobei der erste Ausbreitungspfad eine zumindest anteilige Ausbreitung des Erregersignales durch den veränderlichen Belag auf der inneren Mantelfläche beschreibt;

- Bestimmen der Belagseigenschaft des veränderlichen Belages, insbesondere einer von einer Belagsdicke des veränderlichen Belages abhängigen Größe anhand der ersten Prüfgröße.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Prüfgröße eine erste Frequenz umfasst, bei der eine Dämpfung des empfangenen Erregersignals ein globales Extremum, insbesondere ein Maximum aufweist, wobei bei Abweichung der ersten Frequenz von einem Frequenzsollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Prüfgröße eine Frequenzdifferenz umfasst, zwischen einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz, wobei bei der ersten Frequenz ein globales Extremum, insbesondere ein Maximum der Dämpfung vorliegt, wobei bei der zweiten Frequenz ein vom globalen Extremum abweichendes lokales Extremum, insbesondere ein Maximum der Dämpfung vorliegt, wobei bei Abweichung der Frequenzdifferenz von einem Frequenzdifferenzsollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Prüfgröße eine Änderung einer Phasendifferenz zwischen dem ausgestrahlten Erregersignal und dem empfangenen Erregersignal als Funktion der Frequenz umfasst, wobei bei Abweichung der Änderung von einem Änderungssollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Ermitteln der ersten Prüfgröße das Bestimmen einer Anzahl von Abweichungen von Rechtseindeutigkeiten zwischen dem Realteil und dem Imaginärteil des empfangenen Erregersignals umfasst, wobei bei Abweichung der Anzahl von einem Sollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

Eine Ausgestaltung sieht den Verfahrensschritt vor:

- Transformieren des empfangenen Erregersignals in einen Zeitraum, insbesondere mittels einer Integraltransformation und bevorzugt mittels inverser Fourier-Transformation, wobei das transformierte Erregersignal einen ersten Zeitbereich aufweist, wobei die erste Prüfgröße zumindest in Abhängigkeit eines Wertes des ersten Zeitbereiches ermittelt wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der erste Zeitbereich eine untere Grenze und eine obere Grenze aufweist, wobei für eine charakteristische Länge L der Anlage des Messrohres die untere Grenze größer gleich 0,7 • L/mm ps, insbesondere größer gleich 2,3 - L/mm ps und bevorzugt größer gleich 4 • L/mm ps ist, wobei die obere Grenze kleiner gleich 17 - L/mm ps, insbesondere kleiner gleich 13 • L/mm ps und bevorzugt kleiner gleich 9 • L/mm ps ist.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt die erste Prüfgröße innerhalb der Grenzen des zuvor beschriebenen ersten Zeitbereiches zu bestimmen. Somit können Einflüsse des zu führenden Mediums ausgeschlossen werden und fehlerhafte, da zu früh erzeugte Warnmeldungen vermieden werden.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Prüfgröße einen ersten Zeitwert oder einen ersten Amplitudenwert des entsprechenden ersten Zeitwertes umfasst, wobei bei dem ersten Zeitwert der zugeordneter erste Amplitudenwert maximal ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Prüfgröße eine Summe oder ein Integral eines aus dem Frequenzspektrum des empfangenen Erregersignals hergeleiteten Amplitudensignals über einen ersten Zeitteilbereiches umfasst, wobei der erste Zeitteilbereich innerhalb des ersten Zeitbereichs liegt.

Eine Ausgestaltung sieht den Verfahrensschritt vor:

- Ermitteln einer verbleibenden Einsatzzeit bis zu einer Wartungsmaßnahme der Messanordnung in Abhängigkeit der ersten Prüfgröße, insbesondere einer zeitlichen Veränderung der ersten Prüfgröße.

Dies hat den Vorteil, dass der Bediener der Messanordnung vorzeitig informiert wird und eine Wartung außerhalb des Wartungsintervalles einplanen kann bzw. vorzeitig Maßnahme treffen kann, um den Belag zu entfernen bzw. die Bildung des Belages zu entschleunigen.

Eine Ausgestaltung sieht den Verfahrensschritt vor:

- Ermitteln einer zweiten Prüfgröße in Abhängigkeit des empfangenen Erregersignales oder einer Transformierten, insbesondere einer des empfangenen Erregersignales, wobei die zweite Prüfgröße charakteristisch für die Ausbreitung des Erregersignals entlang eines zweiten Ausbreitungspfades ist, wobei der zweite Ausbreitungspfad eine Ausbreitung des Erregersignals entlang eines die erste Mikrowellenantenne und die zweite Mikrowellenantenne verbindenden Gerade beschreibt, wobei das transformierte Erregersignal einen zweiten Zeitbereich aufweist, wobei sich der zweite Zeitbereich vom ersten Zeitbereich unterscheidet, wobei die zweite Prüfgröße in dem zweiten Zeitbereich ermittelt wird; - Ermitteln der Mediumseigenschaft des zu führenden, insbesondere mehrphasigen Mediums in Abhängigkeit der zweiten Prüfgröße.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn zusätzlich zur Erkennung einer Belagsbildung auch ein Feststoffanteil im Medium detektierbar ist. Dies erfolgt anhand einer zweiten Prüfgröße, welche vorzugsweise ebenfalls anhand der Transformierten des empfangenen Erregersignales bestimmt wird.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Zeitbereich eine untere Grenze und eine obere Grenze aufweist, wobei die untere Grenze größer gleich 10 • L/mm ps, insbesondere größer gleich 15 • L/mm ps und bevorzugt größer gleich 21 • L/mm ps ist, wobei die obere Grenze kleiner gleich 40 - L/mm ps, insbesondere kleiner gleich 33 • L/mm ps und bevorzugt kleiner gleich 27 • L/mm ps ist, wobei die charakteristische Länge L ein insbesondere minimaler Abstand zwischen der ersten Mikrowellenantenne und der zweiten Mikrowellenantenne ist.

Gerade für Anwendungen, in denen das zu führende Medium Wasser enthält, hat sich die Eingrenzung des zweiten Zeitbereiches in die obigen Grenzen, in dem die zweite Prüfgröße ermittelt wird als besonders vorteilhaft erwiesen.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der zweite Zeitbereich einen zweiten Zeitwert aufweist, bei dem ein dem zweiten Zeitwert zugeordneter zweiter Amplitudenwert maximal ist, wobei die erste Prüfgröße ein Verhältnis zwischen dem ersten Zeitwert und dem zweiten Zeitwert, ein Verhältnis zwischen dem ersten Amplitudenwert und dem zweiten Amplitudenwert und/oder ein Verhältnis zwischen der Summe oder das Integral des Amplitudensignals über einen ersten Zeitteilbereich und der Summe oder das Integral des Amplitudensignals über einen zweiten Zeitteilbereich umfasst, wobei der zweite Zeitteilbereich innerhalb des zweiten Zeitbereichs liegt.

Eine Ausgestaltung sieht die Verfahrensschritte vor:

- Empfangen eines reflektierenden Erregersignals an der ersten Mikrowellenantenne;

- Ermitteln einer dritte Prüfgröße in Abhängigkeit des reflektierten Erregersignals und/oder einer Transformierten, insbesondere einer integraltransformierten des reflektierten Erregersignals; - Ermitteln eines korrigierten Rohrquerschnittes in Abhängigkeit der dritten Prüfgröße und/oder Ermitteln einer verbleibenden Einsatzzeit bis zu einer Wartungsmaßnahme der Messanordnung in Abhängigkeit der ersten Prüfgröße und der dritten Prüfgröße, insbesondere einer zeitlichen Veränderung der dritten Prüfgröße und/oder ersten Prüfgröße.

Anhand der ersten Prüfgröße lässt sich zumindest das Vorliegen eines Belages an der inneren Mantelfläche des Messrohres ermitteln. Außerdem ist eine Belagsdicke ermittelbar. Damit diese eindeutig oder genauer ermittelt werden kann, ist es zudem vorteilhaft, wenn eine dritte Prüfgröße berücksichtigt wird. Unter Berücksichtigung der Belagsdicke kann ein Grad der Reduzierung des inneren Messrohrquerschnittes ermittelt werden, welcher insbesondere bei Vorrichtungen zum Ermitteln einerweiteren Prozesseigenschaft des Mediums, die unter Kenntnis des inneren Messrohrquerschnittes erfolgen vorteilhaft, um eine Verfälschung der ermittelten Prozesseigenschaft zu vermeiden.

Eine erfindungsgemäße Messanordnung umfasst:

- ein Messrohr zum Führen eines Mediums, wobei das Messrohr eine äußere Mantelfläche, eine innere Mantelfläche und zwei, insbesondere diametrale Aufnahmen aufweist;

- eine erste Mikrowellenantenne welche in einer ersten Aufnahme des Messrohres angeordnet ist;

- eine zweite Mikrowellenantenne welche in einer zweiten Aufnahme des Messrohres angeordnet ist;

- eine Messschaltung, wobei die Messschaltung einen Hochfrequenzgenerator zum Speisen der ersten Mikrowellenantennen mit einem Erregersignal, insbesondere mit einer Folge von Hochfrequenzsignalen aufweist, wobei die Messchaltung dazu eingerichtet ist, anhand eines von der zweiten Mikrowellenantenne empfangenen Erregersignales mindestens eine Eigenschaft eines in dem Messrohr geführten, insbesondere mehrphasigen Mediums zu bestimmen, wobei die Messschaltung zudem dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1a: eine räumliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Messanordnung nach dem Stand der Technik;

Fig. 1 b: eine Seitenansicht der Messanordnung aus Fig. 1a;

Fig. 1c: einen Querschnitt durch die Messanordnung aus Fig. 1 b in der Ebene C-C;

Fig. 1 d: einen Querschnitt durch die Messanordnung aus Fig. 1 b in der Ebene D-D;

Fig. 1e: eine Detailansicht der Messanordnung aus Fig. 1d an der mit E gekennzeichneten Position;

Fig. 2: exemplarische Darstellungen zur Wellenausbreitung des transmittierten Erregersignals bei einem Messrohr mit und ohne veränderlichen Belag;

Fig. 3: exemplarische Simulationsergebnisse zur Feldverteilung einer Wellenausbreitung in einem erfindungsgemäßen Messanordnung mit einem durchgängigen veränderlichen Belag;

Fig. 4: ein transmittiertes Erregersignal über einen Frequenzbereich von 1 ,8 bis 3,0 GHz und die inverse Fast-Fourier Transformierte des transmittierten Erregersignals;

Fig. 5: exemplarische Darstellungen zur Wellenausbreitung des reflektierten bei einem Messrohr mit und ohne veränderlichen Belag;

Fig. 6: eine perspektivische Ansicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 7: ein reflektiertes Erregersignal über einen Frequenzbereich von 1 ,8 bis 3,0 GHz und ein Mittelwert des reflektierten Erregersignales in Abhängigkeit der Belagsdicke;

Fig. 8: schematisch eine Prozessanlage mit einer erfindungsgemäßen Messanordnung; und

Fig. 9: eine erfindungsgemäße Verfahrenskette des Verfahrens zum Bestimmen einer Belagseigenschaft eines veränderlichen Belages.

Die in Fign. 1a bis 1e dargestellte Messanordnung 100 umfasst ein abschnittsweise zylindrisches Messrohr 110 mit endseitigen, metallischen Anschlussflanschen 112, das mit einem - nicht erfindungswesentlichen - Liner 120 ausgekleidet ist, der einen Kunststoff umfasst, beispielsweise ein Polyurethan oder ein Fluoropolymer wie PFA oder PTFE aufweist. Der Liner 120 kann stirnseitig Dichtflächen 122 aufweisen, die aus dem Messrohr 110 herausgeführt sind und an den Stirnseiten der Flansche 112 anliegen. Um Mikrowellen ein- und auskoppeln zu können, umfasst die Messanordnung 100 zwei an einer Mantelfläche des Messrohrs 110 einander gegenüberliegend angeordnete Mikrowellenantennen 130, 131 , deren Einzelheiten insbesondere in Fig. 1e dargestellt sind. Im Bereich der Mikrowellenantennen 130, 131 weist das Messrohr 110 jeweils einen Durchbruch 114 auf, welcher an der äußeren Mantelfläche des Messrohrs 100 mit einer Gewindehülse 116 umgeben ist, in welche ein Spannring 118 eingeschraubt ist, um eine Keramikplatte 132, welche einen Trägerkörper für eine Planarantenne bildet, sowie eine an der Keramikplatte 132 außenseitig angeordnete Anschlussplatine 134 gegen den Liner 120 einzuspannen. Zum Ausgleich von Temperaturschwankungen und Fertigungstoleranzen kann zwischen dem Spannring 118 und der Keramikplatte 132 bzw. der Anschlussplatine 134 zusätzlich eine elastischer Ring 136 angeordnet sein. Der Liner 120 weist an der Position der Keramikplatte 132 von seiner Außenseite her eine Vertiefung 124 auf, die vollständig von der Keramikplatte 132 ausgefüllt wird. Im Ergebnis ist ein Trägerkörper einer Planarantenne in den Liner 120 eingebracht, ohne die Integrität des Liners 120 zum Inneren des Messrohrs hin zu beeinträchtigen. Zudem bleibt die Druckfestigkeit der Messanordnung durch geeignete Dimensionierung der Keramikplatte 132 und des Spannrings 118 erhalten. Für die abgebildete Messanordnung 100 wäre es vorteilhaft, wenn der Liner 120 zusätzlich in Längsrichtung des Messrohrs 110 durch elektrisch leitendes Material, insbesondere Metall begrenzt wäre. Ein Beispiel dafür wäre ein über die Prozessanschlüsse 112 verbundenes metallisches Rohr einer Rohrleitung. Weiterhin umfasst die Messanordnung 100 eine Messschaltung 260 welche mit den Mikrowellenantennen 130, 131 verbunden ist. Die Messschaltung 260 weist einen Hochfrequenzgenerator zum Speisen der ersten Mikrowellenantennen 130 mit einem Erregersignal, insbesondere mit einer Folge von Hochfrequenzsignalen auf und ist dazu eingerichtet, anhand eines von der zweiten Mikrowellenantenne 131 empfangenen Erregersignales mindestens eine Prozesseigenschaft eines in dem Messrohr 110 geführten Mediums zu bestimmen, wobei die Prozesseigenschaft einem Feststoffanteil im Medium entspricht. Weiterhin ist die Messschaltung 260 zudem dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen.

Fig. 2 zeigt eine exemplarische Darstellung zur Wellenausbreitung des transmittierten Erregersignals bei einem Messrohr ohne veränderlichen Belag (links) und mit veränderlichen Belag (rechts). Der Querschnitt zeigt eine erste Mikrowellenantenne 130 und eine zweite Mikrowellenantenne 131 , welche diametral an einem Messrohr 110 angeordnet und über einen kürzesten Abstand d_MA beabstandet sind. Die erste Mikrowellenantenne 130 ist dazu eingerichtet, das Erregersignal zu erzeugen und in das zu führende Medium einzuspeisen. Die zweite Mikrowellenantenne 131 ist dazu eingerichtet, das transmittierte Erregersignal zu erfassen. Beide Mikrowellenantennen 130, 131 sind dazu geeignet Erregersignale zu erzeugen und zu erfassen. Das Messrohr 110 umfasst in dem Fall ein metallisches Trägerrohr ohne elektrisch isolierende Auskleidung an der inneren Mantelfläche. Liegt in der Messanordnung 100 kein veränderlicher Belag vor, so breitet sich das Erregersignal im Wesentlichen durch das Medium mit der Dielektrizitätskonstante s_m aus. Der Einfachheit halber wird auf die Berücksichtigung der Ausbreitung des Erregersignals entlang des Trägerrohes verzichtet. Der weiße Pfeil deutet den kürzesten Weg für das Erregersignal an. Eine Untergrenze der Laufzeit des Erregersignals durch das Medium liegt bei 2,4 nS, wobei c₀ die Lichtgeschwindigkeit in Vacuum ist und für die Dielektrizitätskonstante s_M der Wert von Wasser angenommen wird. Bildet sich an der inneren Fläche des Messrohres ein durchgehender Belag mit einer Dielektrizitätskonstante von £_Beiag aus, welcher die beiden Mikrowellenantennen 130, 131 miteinander verbindet und die Stirnflächen ebendieser jeweils bedeckt, so bildet sich ein weitere Pfad aus, entlang dem sich das Erregersignal bevorzugt ausbreitet (siehe gebogenen Pfeil). Die Laufzeit für den weiteren Pfad lässt sich bestimmen durch 0,7 ns, wobei als Wert für die Dielektrizitätskonstante £_Beiag ein typischer Wert für gesättigter Kohlenstoff angenommen wird. Die Laufzeit des Erregersignals entlang des weiteren Pfades liegt somit deutlich unterhalb der Untergrenze für die Laufzeit des Erregersignales durch das Medium Wasser. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Vorliegens einer Belagseigenschaft eines veränderlichen Belages macht sich dies zu Nutze und leitet anhand der ermittelten Laufzeiten des transmittierten Signales das Vorliegen eines Belages und dessen Belagseigenschaften ab.

Jede der sich vorwiegend im veränderlichen Belag ausbreitenden Moden führt zu einer zugehörigen Stromdichteverteilung in den leitfähigen Grenzflächen. Eine derartige Stromdichteverteilung in der medienberührenden Grenzschicht des Liners bedingt jedoch auch die Ausbreitung eines elektromagnetischen Feldes in das nicht ideal leitfähige Medium hinein. Die Grenzschicht erfüllt also die Funktion einer Antenne. Durch die schnellere Ausbreitungsgeschwindigkeit im veränderlichen Belag im Vergleich zu typischen, wässrigen Medien kommt es dabei zu einer gerichteten Abstrahlung elektromagnetischer Leistung durch das Medium, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Graustufen entsprechen hier der elektrischen Feldstärke.

Fig. 4 zeigt beispielhaft transmittierte Erregersignale an Wasser als zu führendes Medium, wobei das Erregersignal eine Vielzahl an Signalen mit unterschiedlichen Frequenzen ist. Das gemessene Erregersignal der Referenzmessung H2O, bei der kein Belag vorliegt, nimmt über den gesamten Frequenzbereich - bei Vernachlässigung des Rauschens bzw. der Messungenauigkeit - kontinuierlich ab, d.h. die Dämpfung des Erregersignals nimmt mit zunehmender Frequenz zu. Bei dem Vorliegen eines kontinuierlichen Belages an der inneren Mantelfläche des Messrohres bilden sich unabhängig von der Dicke des Belages - 1 , 3 oder 5 mm Fett - jeweils zwei Minima im Erregersignal aus, die sich im Dämpfungswert unterscheiden. Mit zunehmender Belagsdicke wandern auch die Frequenzen der Minima zu höheren Frequenzen. Eine inverse Fourier Transformation - in dem Fall eine inverse Fast-Fourier Transformation (IFFT) - transformiert das Erregersignal vom Frequenzbereich in einen Zeitbereich. Das transformierte Erregersignal weist für die Referenzmessung im Zeitbereich von 0 bis 4 ns nur ein Maximum bei einer Laufzeit von ca. 2,4 ns auf, was auch mit der zu erwartenden Laufzeit des Erregersignales durch Wasser übereinstimmt. Bei Vorliegen eines Belages bildet sich ein weiteres Maximum bei niedrigeren Laufzeiten (ca. 0,7 ns) aus. Dieses Maximum ist bei einem Belag mit einer Belagsdicke von 1 mm nur als Schulter ausgeprägt, wächst jedoch mit zunehmender Belagsdicke an, so dass der

Amplitudenwert bei bspw. einer Belagsdicke von 5 mm bereits höher ist als der Beitrag des Erregersignales durch das Wasser. Der Grund für das zweite Maximum ist der sich durch den Belag ausbildende weitere Pfad, entlang dem sich das Erregersignal mit einer geringeren Laufzeit ausbreitet. Der Amplitudenwert für die Laufzeit entlang des kürzesten Abstandes nimmt nach Vorliegen eines Belages zu. Das liegt an der verbesserten Einkopplung des Erregersignales in das Wasser durch den Belag auf der Stirnfläche der Mikrowellenantenne.

Fig. 5 zeigt eine exemplarische Darstellungen zur Wellenausbreitung des reflektierten Erregersignals bei einem Messrohr ohne veränderlichen Belag (links) und mit veränderlichen Belag (rechts). Zudem zeigt die Fig. 5 für die beiden genannten Fälle jeweils eine Nahansicht. Im belagsfreien Fall wird das erzeugte Erregersignal (breiter erster Pfeil in Richtung Medium) zumindest teilweise an der Grenzfläche zum Medium mit der Dielektrizitätskonstante s_m reflektiert (schmaler zweiter Pfeil entgegengesetzt zum ersten Pfeil). Ein großer Teil des Erregersignales wird jedoch in das Medium eingespeist (dritter Pfeil im Medium). Liegt ein Belag mit einer Dielektrizitätskonstante £_Beiag < s_m auf der Stirnfläche der Mikrowellenantenne vor, so wird ein größerer Anteil des Erregersignales an der Grenzfläche zum Belag reflektiert und durch die Messung an der Mikrowellenantenne detektiert. Dies hat erheblichen Einfluss auf das Messsignal der das reflektierende Erregersignal detektierenden Mikrowellenantenne. Das Messsignal, insbesondere der Dämpfungswert des Messsignales nimmt mit zunehmender Belagsdicke zu.

Fig. 6 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Messanordnung 200, welche im Wesentlichen die Messanordnung aus Fign. 1a bis 1e weiterbildet. Zusätzlich zu zwei Mikrowellenantennen 230, 231 für die Mikrowellensignale sind in gleicher Orientierung zwei Feldspulenbaugruppen 240 zur magnetisch-induktiven Durchflussmessung (MID) an einem Messrohr 210 angeordnet. In der axialen Position der Feldspulenbaugruppen 240 sind senkrecht zur Richtung eines zwischen Feldspulenbaugruppen 240 wirkenden Magnetfelds und senkrecht zur axialen Richtung des Messrohrs zwei einander gegenüberliegende Elektroden 245 angeordnet die sich durch das Messrohr 210 und eine Liner 220 ins Innere des Messrohrs 210 erstrecken, um ein durchflussabhängiges Potential eines strömenden Mediums zu erfassen. (In der Zeichnung ist nur eine Elektrode dargestellt.) Zusätzlich umfasst die Messanordnung 200 einen Temperatursensor 250 zum Erfassen einer Temperatur des Mediums. Die Messanordnung 200 umfasst weiterhin eine Messschaltung 260, an welche die Mikrowellenantennen 230, 231 , die Feldspulenbaugruppen 240, die Elektroden 245 und der Temperatursensor 250 angeschlossen sind. Die Messschaltung 260 kann verschiedene Untereinheiten aufweisen, welche unterschiedlichen Messaufgaben der Messanordnung 200 separat bearbeiten. Weiterhin umfasst die Messschaltung 260 einen Hochfrequenzgenerator, welcher dazu eingerichtet ist, zumindest eine der die Mikrowellenantennen 230, 231 mit einer Folge von Hochfrequenzsignalen unterschiedlicher Frequenzen zu speisen. Anstelle der separaten Mikrowellenantennen 230, 231 können in einer Modifikation auch Hohlleiterantennen mit integrierter MID- Elektrode an der Position der Elektroden 245 verwendet werden.

Fig. 7 zeigt ein reflektiertes Erregersignal über einen Frequenzbereich von 1 ,8 bis 3,0 GHz (linker Grafik) und eine Mittelung des jeweiligen reflektierten Erregersignales in Abhängigkeit der Belagsdicke (rechter Grafik). Das reflektierte Erregersignal bei belagsfreiem Zustand weist zwei ausgeprägte Extrema auf. Im Frequenzbereich von 1 ,8 bis ca. 2,9 GHz ist die Erregersignalstärke geringer als bei Vorliegen eines Belages. Mit zunehmender Belagsdicke nimmt im Frequenzbereich von 1 ,8 bis ca. 2,9 GHz auch die Erregersignalstärke zu. Eine Mitteilung der Signalstärke über einen Frequenzteilbereich zeigt eine Belagsdickenabhängigkeit. Anhand der Mitteilung - z.B. Mittelwertbildung, Summierung oder Integral über Frequenzteilbereich - lässt sich auf eine Belagsdicke zurückführen.

Fig. 8 zeigt schematisch eine Prozessanlage 300 mit einer erfindungsgemäßen Messanordnung 100 und einer Vorrichtung 310 zum Ermitteln einer weiteren Prozesseigenschaft des Mediums, insbesondere eines Volumendurchflusses, welche eine Messschaltung 320 zum Ermitteln einer von der Prozesseigenschaft abhängigen Messgröße aufweist. Diese Messschaltung 320 ist dazu eingerichtet, eine korrigierte Prozesseigenschaft in Abhängigkeit der ermittelten Messgröße und der mittels der Messanordnung 100 ermittelten Belagseigenschaft zu bestimmen. Bei der weiteren Prozesseigenschaft kann es sich beispielsweise um einen errechneten Volumendurchfluss handeln, welcher bei Änderung der Durchflussquerschnittsfläche auf Grund eines Belages auf der inneren Mantelfläche des Messrohres vom tatsächlich vorliegenden Volumendurchfluss abweicht.

Fig. 9 zeigt einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf für die Bestimmung der Belagseigenschaft. Der Verfahrensablauf weist folgende Verfahrensschritte auf, die nicht zwingend in der vorgegebenen Reihenfolge ablaufen müssen:

- Ausstrahlen eines Erregersignales mittels der ersten Mikrowellenantenne, wobei das Erregersignal eine Folge von Hochfrequenzsignalen umfasst, bzw. eine Folge von Hochfrequenzsignalen ist.

- Empfangen des Erregersignales mittels der zweiten Mikrowellenantenne, wobei das empfangene Erregersignal eine frequenzabhängige Signalstärke bzw. ein frequenzabhängiger Dämpfungswert ist.

- Transformieren des empfangenen Erregersignals in einen Zeitraum mittels inverser Fourier-Transformation, wobei das transformierte Erregersignal einen ersten Zeitbereich aufweist, wobei die erste Prüfgröße zumindest in Abhängigkeit eines Wertes des ersten Zeitbereiches ermittelt wird. Der erste Zeitbereich weist eine untere Grenze und eine obere Grenze auf, die mit der charakteristischen Länge L - die z.B. der Nennweite des Messrohres oder dem minimalen Abstand der Mikrowellenantenne entspricht - korreliert. Die untere Grenze ist demnach größer gleich 0,7 • L/mm ps, insbesondere größer gleich 2,3 • L/mm ps und bevorzugt größer gleich 4 • L/mm ps ist, und die die obere Grenze ist kleiner gleich 17 • L/mm ps, insbesondere kleiner gleich 13 • L/mm ps und bevorzugt kleiner gleich 9 • L/mm ps.

Alternativ können andere Transformationen (z.B. Laplace-Transformation, Z- Transformation, etc.) verwendet werden, welche das frequenzabhängige Erregersignal in einen Zeitraum transformiert.

- Ermitteln einer ersten Prüfgröße anhand der Integraltransformierten des empfangenen Erregersignales, wobei die erste Prüfgröße charakteristisch für die Ausbreitung des Erregersignals entlang eines ersten Ausbreitungspfades ist, wobei der erste Ausbreitungspfad eine zumindest anteilige Ausbreitung des Erregersignales durch den veränderlichen Belag auf der inneren Mantelfläche beschreibt. Der Anteil des Erregersignales, welcher durch den veränderlichen Belag an der inneren Mantelfläche des Messrohres verläuft weist trotz längerem Laufweg eine geringere Laufzeit auf, wenn die Dielektrizitätskonstante des Belages £_Beiag deutlich kleiner ist als die Dielektrizitätskonstante des Mediums s_m.

Die erste Prüfgröße kann beispielsweise eine erste Frequenz sein, bei der eine

Dämpfung des empfangenen Erregersignals ein globales Extremum, insbesondere ein Maximum aufweist. Dabei wird bei Abweichung der ersten Frequenz von einem Frequenzsollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

Die erste Prüfgröße kann weiterhin eine Frequenzdifferenz sein, die zwischen einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz vorliegt, wobei bei der ersten Frequenz ein globales Extremum, insbesondere ein Maximum der Dämpfung vorliegt und bei der zweiten Frequenz ein vom globalen Extremum abweichendes lokales Extremum, insbesondere ein Maximum der Dämpfung vorliegt. Bei Abweichung der Frequenzdifferenz von einem Frequenzdifferenzsollbereich kann auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen werden.

Die erste Prüfgröße kann außerdem eine Änderung einer Phasendifferenz zwischen dem ausgestrahlten Erregersignal und dem empfangenen Erregersignal als Funktion der Frequenz sein. Dabei wird bei Abweichung der Änderung von einem Änderungs- sollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen.

Alternativ kann das Ermitteln der ersten Prüfgröße das Bestimmen einer Anzahl von Abweichungen von Rechtseindeutigkeiten zwischen dem Realteil und dem Imaginärteil des empfangenen Erregersignals umfassen. Diese Rechtseindeutigkeiten sind in einem Smith-Plot des gemessenen Erregersignales als Schleifen eindeutig identifizierbar. Weicht die Anzahl von einem Sollbereich ab, so wird auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen.

Die erste Prüfgröße ist alternativ ein erster Zeitwert oder ein erste Amplitudenwert des entsprechenden ersten Zeitwertes, wobei bei dem ersten Zeitwert der zugeordneter erste Amplitudenwert maximal ist.

Die Prüfgröße kann zudem eine Summe oder ein Integral eines aus dem Frequenzspektrum des empfangenen Erregersignals hergeleiteten Amplitudensignals über einen ersten Zeitteilbereiches sein, wobei der erste Zeitteilbereich innerhalb des ersten Zeitbereichs liegt.

- Bestimmen der Belagseigenschaft des veränderlichen Belages anhand der ersten Prüfgröße. Die Belagseigenschaft kann z.B. ein Kriterium dafür sein, ob sich ein Belag ausgebildet hat, welcher die beiden Mikrowellenantennen miteinander verbindet. In dem Fall bildet sich ein Pfad für das Erregersignal aus, bei dem das Erregersignal einen geringere Laufzeit aufweist als über den minimalen Abstand.

- Empfangen eines reflektierenden Erregersignals an der ersten Mikrowellenantenne. Die Messschaltung ist weiterhin dazu eingerichtet ein an der Grenzfläche zum Medium und/oder Belag reflektierten Erregersignal zu messen.

- Ermitteln einer dritte Prüfgröße in Abhängigkeit des reflektierten Erregersignals oder anhand eines Integrals des Erregersignales über einen vorgegebenen oder variablen Frequenzbereich.

- Ermitteln einer Belagsdicke in Abhängigkeit der dritten Prüfgröße.

Alternativ sind weitere Verfahrensschritte vorgesehen:

- Ermitteln eines korrigierten Rohrquerschnittes in Abhängigkeit der dritten Prüfgröße;

- Ermitteln einer verbleibenden Einsatzzeit bis zu einer Wartungsmaßnahme der Messanordnung in Abhängigkeit der ersten Prüfgröße und der dritten Prüfgröße, insbesondere einer zeitlichen Veränderung der dritten Prüfgröße und/oder ersten Prüfgröße.

Ein Einsatz der Messanordnung zur Bestimmung eines Feststoffanteils in einem fließfähigen Mediums verlangt die folgenden Verfahrensschritte:

- Ermitteln einer zweiten Prüfgröße in Abhängigkeit des empfangenen Erregersignales oder einer Transformierten, insbesondere einer des empfangenen Erregersignales, wobei die zweite Prüfgröße charakteristisch für die Ausbreitung des Erregersignals entlang eines zweiten Ausbreitungspfades ist, wobei der zweite Ausbreitungspfad eine Ausbreitung des Erregersignals entlang eines die erste Mikrowellenantenne und die zweite Mikrowellenantenne verbindenden Gerade beschreibt. Das transformierte Erregersignal weist einen zweiten Zeitbereich auf, der sich vom ersten Zeitbereich unterscheidet und in dem die zweite Prüfgröße ermittelt wird. Der zweite Zeitbereich weist eine untere Grenze und eine obere Grenze auf, wobei die untere Grenze größer gleich

10 • L/mm ps, insbesondere größer gleich 15 • L/mm ps und bevorzugt größer gleich 21 • L/mm ps ist und die obere Grenze kleiner gleich 40 • L/mm ps, insbesondere kleiner gleich 33 • L/mm ps und bevorzugt kleiner gleich ZI ■ L/mm ps ist. Aus dem zweiten Zeitbereich wird ein zweiter Zeitwert bestimmt, bei dem ein dem zweiten Zeitwert zugeordneter zweiter Amplitudenwert maximal ist. Die erste Prüfgröße ist ein Verhältnis zwischen dem ersten Zeitwert und dem zweiten Zeitwert, ein Verhältnis zwischen dem ersten Amplitudenwert und dem zweiten Amplitudenwert und/oder ein Verhältnis zwischen der Summe oder das Integral des Amplitudensignals über einen ersten Zeitteilbereich und der Summe oder das Integral des Amplitudensignals über einen zweiten Zeitteilbereich, wobei der zweite Zeitteilbereich innerhalb des zweiten

Zeitbereichs liegt.

- Ermitteln der Mediumseigenschaft bzw. des Feststoffanteils des zu führenden, Mediums in Abhängigkeit der zweiten Prüfgröße.

Claims

Patentansprüche

1 . Verfahren zum Bestimmen einer Belagseigenschaft eines veränderlichen Belages auf einer inneren Mantelfläche eines Messrohres (110) einer Messanordnung (100) zum Bestimmen einer Mediumseigenschaft eines zu führenden, insbesondere mehrphasigen Mediums, wobei die Messanordnung (100) eine erste Mikrowellenantenne (130) aufweist, welche in einer ersten Aufnahme des Messrohres (110), insbesondere mediumsberührend angeordnet ist, wobei die Messanordnung (100) eine insbesondere diametral zur ersten Mikrowellenantenne (130) angeordnete zweite Mikrowellenantenne (131) aufweist, welche in einer zweiten Aufnahme des Messrohres (110), insbesondere mediumsberührend angeordnet ist, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte umfasst:

- Ausstrahlen eines Erregersignales mittels der ersten Mikrowellenantenne (130), wobei das Erregersignal eine Folge von Hochfrequenzsignalen umfasst;

- Empfangen des Erregersignales mittels der zweiten Mikrowellenantenne (131);

2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei die erste Prüfgröße eine erste Frequenz umfasst, bei der eine Dämpfung des empfangenen Erregersignals ein globales Extremum, insbesondere ein Maximum aufweist, wobei bei Abweichung der ersten Frequenz von einem Frequenzsollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste Prüfgröße eine Frequenzdifferenz umfasst, zwischen einer ersten Frequenz und einer zweiten Frequenz, wobei bei der ersten Frequenz ein globales Extremum, insbesondere ein Maximum der Dämpfung vorliegt, wobei bei der zweiten Frequenz ein vom globalen Extremum abweichendes lokales Extremum, insbesondere ein Maximum der Dämpfung vorliegt, wobei bei Abweichung der Frequenzdifferenz von einem Frequenzdifferenzsollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die erste Prüfgröße eine Änderung einer Phasendifferenz zwischen dem ausgestrahlten Erregersignal und dem empfangenen Erregersignal als Funktion der Frequenz umfasst, wobei bei Abweichung der Änderung von einem Änderungssollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Ermitteln der ersten Prüfgröße das Bestimmen einer Anzahl von Abweichungen von Rechtseindeutigkeiten zwischen dem Realteil und dem Imaginärteil des empfangenen Erregersignals umfasst, 18 wobei bei Abweichung der Anzahl von einem Sollbereich auf das Vorliegen eines veränderlichen Belags auf der inneren Mantelfläche geschlossen wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüchen, umfassend den Verfahrensschritt:

7. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der erste Zeitbereich eine untere Grenze und eine obere Grenze aufweist, wobei für eine charakteristische Länge L der Anlage des Messrohres die untere Grenze größer gleich 0,7 • L/mm ps, insbesondere größer gleich 2,3 - L/mm ps und bevorzugt größer gleich 4 • L/mm ps ist, wobei die obere Grenze kleiner gleich 17 - L/mm ps, insbesondere kleiner gleich 13 • L/mm ps und bevorzugt kleiner gleich 9 • L/mm ps ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, wobei die erste Prüfgröße einen ersten Zeitwert oder einen ersten Amplitudenwert des entsprechenden ersten Zeitwertes umfasst, wobei bei dem ersten Zeitwert der zugeordneter erste Amplitudenwert maximal ist.

9. Verfahren nach Anspruch 6 und/oder 7, wobei die Prüfgröße eine Summe oder ein Integral eines aus dem Frequenzspektrum des empfangenen Erregersignals hergeleiteten Amplitudensignals über einen ersten Zeitteilbereiches umfasst, 19 wobei der erste Zeitteilbereich innerhalb des ersten Zeitbereichs liegt.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Verfahrensschritte:

- Ermitteln einer verbleibenden Einsatzzeit bis zu einer Wartungsmaßnahme der Messanordnung (100) in Abhängigkeit der ersten Prüfgröße, insbesondere einer zeitlichen Veränderung der ersten Prüfgröße.

11. Verfahren nach Anspruch 6, umfassend die Verfahrensschritte:

- Ermitteln einer zweiten Prüfgröße in Abhängigkeit des empfangenen Erregersignales oder einer Transformierten, insbesondere einer des empfangenen Erregersignales, wobei die zweite Prüfgröße charakteristisch für die Ausbreitung des Erregersignals entlang eines zweiten Ausbreitungspfades ist, wobei der zweite Ausbreitungspfad eine Ausbreitung des Erregersignals entlang eines die erste Mikrowellenantenne und die zweite Mikrowellenantenne verbindenden Gerade beschreibt, wobei das transformierte Erregersignal einen zweiten Zeitbereich aufweist, wobei sich der zweite Zeitbereich vom ersten Zeitbereich unterscheidet, wobei die zweite Prüfgröße in dem zweiten Zeitbereich ermittelt wird,

- Ermitteln der Mediumseigenschaft des zu führenden, insbesondere mehrphasigen Mediums in Abhängigkeit der zweiten Prüfgröße.

12. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, wobei der zweite Zeitbereich eine untere Grenze und eine obere Grenze aufweist, wobei die untere Grenze größer gleich 10 • L/mm ps, insbesondere größer gleich 15 • L/mm ps und bevorzugt größer gleich 21 • L/mm ps ist, wobei die obere Grenze kleiner gleich 40 - L/mm ps, insbesondere kleiner gleich 33 • L/mm ps und bevorzugt kleiner gleich 27 • L/mm ps ist, 20 wobei die charakteristische Länge L ein insbesondere minimaler Abstand zwischen der ersten Mikrowellenantenne und der zweiten Mikrowellenantenne ist.

13. Verfahren nach Anspruch 11 und/oder 12, wobei der zweite Zeitbereich einen zweiten Zeitwert aufweist, bei dem ein dem zweiten Zeitwert zugeordneter zweiter Amplitudenwert maximal ist, wobei die erste Prüfgröße ein Verhältnis zwischen dem ersten Zeitwert und dem zweiten Zeitwert, ein Verhältnis zwischen dem ersten Amplitudenwert und dem zweiten Amplitudenwert und/oder ein Verhältnis zwischen der Summe oder das Integral des Amplitudensignals über einen ersten Zeitteilbereich und der Summe oder das Integral des Amplitudensignals über einen zweiten Zeitteilbereich umfasst, wobei der zweite Zeitteilbereich innerhalb des zweiten Zeitbereichs liegt.

14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend den Verfahrensschritt:

- Empfangen eines reflektierenden Erregersignals an der ersten Mikrowellenantenne (130),

- Ermitteln einer dritte Prüfgröße in Abhängigkeit des reflektierten Erregersignals und/oder einer Transformierten, insbesondere einer integraltransformierten des reflektierten Erregersignals,

- Ermitteln eines korrigierten Rohrquerschnittes in Abhängigkeit der dritten Prüfgröße und/oder Ermitteln einer verbleibenden Einsatzzeit bis zu einer Wartungsmaßnahme der Messanordnung (100) in Abhängigkeit der ersten Prüfgröße und der dritten Prüfgröße, insbesondere einer zeitlichen Veränderung der dritten Prüfgröße und/oder ersten Prüfgröße.

15. Messanordnung (100), umfassend:

- ein Messrohr (110) zum Führen eines Mediums, wobei das Messrohr (110) eine äußere Mantelfläche, eine innere Mantelfläche und zwei, insbesondere diametrale Aufnahmen aufweist, 21

- eine erste Mikrowellenantenne (130), welche in einer ersten Aufnahme des Messrohres (110) angeordnet ist;

- eine zweite Mikrowellenantenne (131), welche in einer zweiten Aufnahme des Messrohres (110) angeordnet ist; - eine Messschaltung (260), wobei die Messschaltung (260) einen Hochfrequenzgenerator (150) zum Speisen der ersten Mikrowellenantennen (130) mit einem Erregersignal, insbesondere mit einer Folge von Hochfrequenzsignalen aufweist, wobei die Messschaltung (260) dazu eingerichtet ist, anhand eines von der zweiten Mikrowellenantenne (131) empfangenen Erregersignales mindestens eine Eigenschaft eines in dem Messrohr (110) geführten, insbesondere mehrphasigen Mediums zu bestimmen, wobei die Messschaltung (260) zudem dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche auszuführen.