WO2005121717A1 - Versetzte ultraschallwandleranordnung mit reflexionsunterdrückung - Google Patents

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WO2005121717A1
WO2005121717A1 PCT/EP2005/050751 EP2005050751W WO2005121717A1 WO 2005121717 A1 WO2005121717 A1 WO 2005121717A1 EP 2005050751 W EP2005050751 W EP 2005050751W WO 2005121717 A1 WO2005121717 A1 WO 2005121717A1
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WO
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ultrasonic
ultrasound
transducer
transducers
measuring arrangement
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PCT/EP2005/050751
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Lutz Westenberger
Uwe Konzelmann
Tobias Lang
Sami Radwan
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Robert Bosch Gmbh
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    • 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

Definitions

  • ultrasonic flow sensors differences in transit time of ultrasonic waves in flowing media are usually used to measure the flow velocity of the media.
  • two ultrasonic transducers send ultrasonic pulses to one another.
  • the ultrasonic transducers are generally aligned directly with one another
  • ultrasonic flow sensors transit time differences of ultrasonic waves in flowing media are usually used to measure the flow velocity.
  • two ultrasonic transducers which are located at a defined distance from one another, face each other and send ultrasonic pulses to each other.
  • the imaginary connecting line between the ultrasonic transducers can be tilted by an angle ⁇ with respect to the velocity vector V of the flowing medium, so that a component of the flow velocity runs parallel or antiparallel to the sound propagation and slows down or accelerates the sound depending on the direction of propagation.
  • Ultrasonic measuring arrangements are also known from the prior art, in which the transducers are aligned directly with one another. Measures within the flow tube, such as the provision of arches, reduce reflections that have a propagation path that deviates from the actual useful signal.
  • a flow meter is known from DE 197 43 340 AI. This is in the form of a measuring tube through which the medium to be measured flows. At least one ultra- sound transmission / reception unit provided with which the medium is sonicated. Furthermore, there is at least one reflector arranged in the measuring tube, which serves for the reflection of an ultrasonic signal emitted by an ultrasonic transmitting / receiving unit in a direct way or under reflection on a measuring tube wall in the direction of the same or other ultrasonic transmitting / receiving units. In order to avoid surface waves during reflection, an angle of incidence of the ultrasonic signal at a reflector is measured, measured between a surface normal on a reflector and the incident ultrasonic signal. The angle of incidence is larger than a Rayleigh angle.
  • the material properties of the reflectors have a correspondingly high Rayleigh speed or there is a combination thereof.
  • the reflectors are made of ceramic, at least on their reflecting surface, and the ceramic can be designed as aluminum oxide, tungsten carbide, silicon carbide or boron carbide.
  • the reflectors can also be represented by a ceramic layer applied to the inner wall of the measuring tube. If two reflectors are used, the reflectors can be made of different materials.
  • an ultrasound transducer arrangement which comprise an ultrasound transmitting or an ultrasound receiving part
  • an exact, fast and drift-free determination of flow rates is possible, in particular in the intake tract of a combustion air machine. If the ultrasound sensor arrangement proposed according to the invention is used in the intake tract of internal combustion engines, a much more precise filling quantity detection can take place with regard to the air sucked into the cylinders of the Verorkennerkaftmaschine.
  • the ultrasonic transducers can also be displaced at a distance transversely to the direction of flow. It is also possible to twist both in the direction of flow of the medium flowing in the flow channel and transversely thereto, as well as a combination of twisting and shifting an ultrasound transducer.
  • the axial directions for a displacement and a rotation of an ultrasound transducer can also be designed in relation to the other such that they do not run exactly parallel or perpendicular to the flow direction and then assume an orientation in between.
  • the next signal can be emitted relatively shortly after a transmitted ultrasound signal, without the individual signals or their reflections being superimposed on one another and thus interfering and falsifying.
  • This in turn enables a higher repetition rate and thus better measurement accuracy with a faster response time of the ultrasonic sensor.
  • the higher the repetition rate the more ultrasound signals can be exchanged between the two ultrasound transducers, which are assigned, for example, to the intake pipe of the internal combustion engine, so that there is a significantly higher data density of information representing the filling quantity of the cylinders on the central control unit of the internal combustion engine adapt the fuel quantity to be metered in an optimal way to the actual air quantity available for combustion.
  • FIG. 1 shows the basic structure known from the prior art for ultrasonic flow meters with diagonally opposite ultrasonic transducer elements
  • FIG. 2 shows a structure of an ultrasound transducer arrangement proposed according to the invention, in which one ultrasound transducer element is arranged offset with respect to the other ultrasound transducer element,
  • FIG. 3 shows radiation and reflection characteristics which can be achieved with an ultrasound transducer arrangement according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 9 opposed ultrasound signals that are generated with an ultrasound transducer shown in FIG. 1 and ultrasound signals that can be achieved with the ultrasound transducer arrangement proposed according to the invention
  • FIG. 1 shows an ultrasound transducer arrangement known from the prior art, which comprises two ultrasound transducers positioned opposite one another.
  • a first ultrasonic transducer 1 is accommodated in a first channel wall 7 of a flow channel 3. Opposite this first ultrasonic transducer 1, a second ultrasonic transducer 2 is arranged in a second channel wall 8.
  • the flow channel 3, which is delimited by the first channel wall 7 and the second channel wall 8, is constructed symmetrically to an axis of symmetry 9.
  • the speed vector of the fluid flowing in the flow channel 3, such as air or another gaseous medium, is identified by reference number 6.
  • the first ultrasonic transducer 1 and the second ultrasonic transducer 2 are accommodated in the flow channel 3 at a transducer distance 4 (L) spaced apart from one another.
  • the radiation characteristic of the first ultrasonic transducer 1 and the second ultrasonic transducer 2 is characterized by the double arrow denoted by reference number 15. Due to the arrangement of the first ultrasound transducer 1 and the second ultrasound transducer 2 in the channel walls 7 and 8 of the flow channel 3, with respect to the axis of symmetry 9, there is a tilt angle 5 ( ⁇ ) by which the transducer distance 4 (L), based on the axis of symmetry 9 of the flow channel 3 is tilted Since the transducer distance 4 (L) is tilted by the tilt angle 5 ( ⁇ ) with respect to the velocity vector 6 (V) of the flow, a component of the flow velocity runs parallel or antiparallel to the sound propagation.
  • the sound emitted by the ultrasound transducers 1, 2 is slowed down or accelerated depending on the direction of propagation.
  • the two ultrasound transducers 1 and 2 are aligned directly with one another. Measures within the flow channel 3, for example in the form of a tube, such as wall curvatures, only reduce those reflections which have a propagation path that deviates from the actual useful signal.
  • FIG. 2 shows an embodiment variant of the ultrasound measuring arrangement proposed according to the invention.
  • the flow channel 3 which may be tubular, for example, and is symmetrical with respect to its axis of symmetry 9, is delimited by the first channel wall 7 and the second channel wall 8.
  • a gaseous medium, such as air flows in the cross section of the flow channel 3.
  • the speed of the gaseous medium, such as air is identified by the speed vector 6
  • first recess 13 In the first channel wall 7 there is a first recess 13 in which the first ultrasonic transducer 1 is received.
  • second recess 14 In the second channel wall 8 of the flow channel 3 there is a second recess 14, in which the second ultrasound transducer 2 is received.
  • the second ultrasound transducer 2 With respect to the first ultrasound transducer 1, the second ultrasound transducer 2, which is received in the second channel wall 8 of the flow channel 3, is one Distance d shifted in parallel.
  • a parallel displacement of the two ultrasound transducers 1 and 2 relative to one another ensures that disruptive ultrasound reflections are suppressed compared to the actually usable signal. This in turn allows the next signal to be sent relatively shortly after a transmitted ultrasound signal, without the individual signals or their reflections being superimposed and thus interfering with one another.
  • the proposed offset arrangement of the two ultrasound transducers 1, 2 relative to one another achieves, on the one hand, a higher repetition rate of the ultrasound signals and, on the other hand, better measurement accuracy with a faster response time of
  • Ultrasonic transducer 1 is shifted in parallel so that it approximately corresponds to the diameter 12 of the ultrasonic transducers 1, 2
  • the main sound propagation axes 10 and 11 of the two ultrasonic transducers 1, 2 are shifted parallel to each other by the distance d.
  • the distance d is in the order of the diameter 12 of a respective ultrasonic transducer 1, 2, but depends in individual cases on the radiation characteristics of the ultrasonic transducers 1, 2 and the transducer distance 4 (L,) with which the two Ultrasonic transducers 1, 2 are received opposite each other
  • An ultrasound signal emitted by the first ultrasound transducer 1 runs from the latter to the second ultrasound transducer 2 and is both detected and reflected by the latter. Due to the parallel displacement of the main sound propagation axis 10, 11 by the distance d, reflected waves are deflected from the path of the useful signal and no longer arrive back to the respective ultrasonic transducers 1, 2 as an interference signal.
  • the illustration according to FIG. 2 shows that the main sound propagation axis 10 of the first ultrasonic transducer 1 is erected perpendicularly on the emission and detection surface; The same applies analogously to the main sound propagation axis 11 of the second ultrasound transducer 2. Due to the parallel displacement of the second ultrasound transducer 2 relative to the first ultrasound transducer 1 as shown in FIG.
  • the diagram in FIG. 3 shows highly schematized radiation characteristics and reflection characteristics of the ultrasound transducers.
  • the respective main sound propagation axes 10, 11 run parallel to one another. Due to the parallel displacement of the ultrasound transducers 1 and 2 according to their arrangement in the channel walls 7 and 8, as can be seen in FIG. 2, the main sound propagation axes 10, 11 - shown as surface normals - also run on the radiation or reflection surfaces of the ultrasound transducers 1, 2 to be shifted parallel to each other by the distance d.
  • reflected ultrasound waves 16, which are reflected by one of the ultrasound transducers 1, 2 do not impinge on the ultrasound transducers 1, 2 arranged opposite each other in parallel, but instead pass them.
  • the corresponding ultrasound transducer 1 or 2 is itself excited to self-shrinkage, which has an effect on the received ultrasound signal.
  • These natural vibrations lead to radiation in accordance with the normal radiation characteristic 15 of the respective ultrasound transducer 1, 2 and are superimposed directly (elastically) ) Waves reflected on the transducer surface 16.
  • the elastic reflection is much stronger than the natural vibration excitation. For this reason, the radiation due to the natural vibration excitation of the respective ultrasound transducers 1, 2 is negligible compared to the waves 16 reflected directly on the transducer surface.
  • one of the ultrasonic transducers 1, 2 could also be tilted with respect to the channel wall 7, 8 or both ultrasonic transducers 1, 2 could also be arranged tilted. It is crucial that the two ultrasonic transducers 1, 2 are arranged in such a way that the main sound propagation axes 10, 11 of the transducers no longer overlap one another.
  • FIG. 4 shows an ultrasonic transducer arrangement in which the two transducers are displaced transversely to the direction of flow. It can be seen from the illustration in FIG. 4 that the speed vector v (cf. reference number 6) runs perpendicular to the plane of the drawing. With respect to the speed vector v 6, the second ultrasound transducer 2 is shifted with respect to the first ultrasound transducer 1 and the distance h in the flow channel. As a result, the first main sound propagation axis 10 of the first ultrasonic transducer 1 and the main sound propagation axis 11 of the second ultrasonic transducer 2 do not affect one another. The reflection waves 16 run past one another and do not impair the useful signal exchanged between the ultrasonic transducers 1 and 2]
  • a further embodiment variant of an ultrasonic transducer arrangement can be seen in the illustration according to FIG.
  • the second ultrasound transducer 2 is arranged rotated by an angle of more than 90 ° in the second channel wall 8, which is not shown in FIG. 5.
  • the reflections 16 of the first ultrasound transducer 1 and the second ultrasound transducer 2 do not additionally affect one another If the second ultrasound transducer 2 is offset downward in relation to the main sound propagation axis 10 of the first ultrasound transducer 1 by the distance h in the second channel wall 8 (not shown in FIG. 5). If the second ultrasound transducer 2 is rotated in relation to the first ultrasound transducer 1, then achieve a further improvement in the intensity ratio between the useful signal and the reflections 16.
  • a shift transverse to the direction of flow has the additional advantage that the jet drift, which increases with increasing flow velocity, cannot compensate for the desired effect as much.
  • the second ultrasound transducer 2 is rotated through an angle of more than 90 ° in the second channel wall 8.
  • the flowing medium flows through at the speed indicated by the speed vector v 6.
  • the main sound propagation axis 10 of the first ultrasonic transducer 1 and the main sound propagation axis 11 of the second ultrasonic transducer 2 are tilted relative to one another, so that the useful signal is not adversely affected by the reflections 16.
  • FIG. 7 shows a further embodiment variant of the ultrasound transducer arrangement according to the invention.
  • the second ultrasound transducer 2 in the second duct wall 8 of the flow duct 3 is both tilted by an angle of more than 90 ° and also with respect to the first ultrasound transducer 1 , which is accommodated in the first channel wall 7, shifted by a distance d.
  • the distance d preferably corresponds to the diameter of the ultrasound transducers 1 and 2. It can be seen from the illustration in FIG. 7 that the main sound propagation axis 10 of the first ultrasound transducer 1 and the main sound propagation axis 11 of the second ultrasound transducer 2 are both tilted to one another and spaced apart by the distance d are
  • the second ultrasound transducer 2 is received in a tilted manner with respect to the flow direction of the medium transported through the flow channel 3.
  • the angle by which the second ultrasonic transducer 2 is tilted in the second channel wall 8 is> 90 °.
  • the main sound propagation axis 10 of the first ultrasound transducer 1 and the main sound propagation axis 11 of the second ultrasound transducer 2 likewise run inclined to one another in accordance with the tilt angle of the second ultrasound transducer.
  • the upper part of FIG. 9 shows the signal curve of an ultrasound signal over the time axis.
  • the ultrasound signal curve viewed over the time axis, initially has an ultrasound main signal 30. This is followed by a first ultrasound reflection signal 31 and a further, second ultrasound reflection signal 32.
  • the first ultrasound reflection signal 31 has a shape corresponding to the main ultrasound signal 30, but with a significantly reduced signal expression.
  • the second ultrasound reflection signal 32 connected downstream of it is considerably smaller.
  • the ultrasound signal curve is plotted over the time axis t, which can be achieved with the ultrasound measuring arrangement proposed according to the invention
  • the lower part of the ultrasound signal curve shown in FIG. 9 is characterized by the main ultrasound signal 30. This is followed at a time interval by a first ultrasound reflection signal 31, which, however, is negligibly small in comparison to the expression of the first ultrasound reflection signal 1 according to the upper part of FIG. 9.
  • the comparison of the two ultrasound signal curves according to FIG. 9 shows that the ultrasound reflection signals 31 and 32 can be selectively suppressed with the ultrasound measuring arrangement proposed according to the invention, without the ultrasound main signal 30 in comparison to the ultrasound main signal 30 in the upper part of the figure 9 noticeable influence.
  • the reflection characteristic Due to the vibration excitation of the ultrasonic transducers 1, 2 during a reflection, the reflection characteristic also contains a folding component, based on the radiation characteristic. However, this proportion is negligibly small. It should also be pointed out that during each reflection, the corresponding ultrasonic transducer 1, 2 is also excited in its natural vibration spectrum, which is visible in the received signal.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschallmessanordnung mit einem ersten Ultraschallwand­ler (1) und einem zweiten Ultraschallwandler (2). Diese sind in einem Strömungskanal (3) einan­der gegenüberliegend angeordnet. Der Strömungskanal (3) wird von einem gasförmigen Medium, wie zum Beispiel Luft, mit einer Strömungsgeschwindigkeit durchströmt, wobei die Ultraschall­wandler (1, 2) in Kanalseitenwänden (7, 8) des Strömungskanals (3) in einem Abstand (L) zuein­ander aufgenommen sind. Die Ultraschallwandler (1, 2) sind in Richtung der Symmetrieachse (9) des Strömungskanals (3) relativ zueinander versetzt.

Description

Versetzte Ultraschallwandleranordnung mit Rcflcxionsunterdrückuπg
Technisches Gebiet
Bei Ultraschall-Strömungssensoren werden üblicherweise Laufzeitunterschiede von Ultraschallwellen in strömenden Medien zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit der Medien ausgenutzt. Gemäß heute im Allgemeinen üblicher Bauformen senden sich zwei Ultraschallwandler gegenseitig Ultraschallimpulse zu. Die Ultraschallwandler sind im Allgemeinen direkt aufeinander ausgerichtet
Stand der Technik
Bei Ultraschall-Strömungssensoren werden üblicherweise Laufzeitunterschiede von Ultraschallwellen in strömenden Medien zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit ausgenutzt Im Allgemeinen stehen sich zwei Ultraschallwandler, die sich in einem definierten Abstand zueinander befinden gegenüber und senden sich gegenseitig Ultraschallimpulse zu. Die gedachte Verbin- dungslinie zwischen den Ultraschallwandlem kann um einen Winkel α gegenüber dem Geschwindigkeitsvektor V des strömenden Mediums verkippt sein, so dass eine Komponente der Strömungsgeschwindigkeit parallel beziehungsweise antiparallel zur Schallausbreitung verläuft und den Schall je nach Ausbreitungsrichtung verlangsamt oder beschleunigt. Aus dem Stand der Technik sind darüber hinaus Ultraschall-Messanordnungen bekannt, bei denen die Wandler direkt aufeinander ausgerichtet sind. Durch Maßnahmen innerhalb des Strömungsrohres, wie zum Beispiel das Vorsehen von Wölbungen, werden Reflexionen reduziert, die einen vom eigentlichen Nutzsignal abweichenden Ausbreitungsweg haben.
Aus DE 197 43 340 AI ist ein Durchflussmesser bekannt. Dieser ist in der Form eines von dem zu messenden Medium durchflossenen Messrohres ausgebildet Es ist mindestens eine Ultra- schall-Sende/Empfangs-Einheit vorgesehen, mit der das Medium beschallt wird. Femer ist mindestens ein im Messrohr angeordneter Reflektor vorhanden, der der Reflexion eines von einer Ultraschall-Sende Empfangs-Einheit ausgesandten Ultraschallsignals auf direktem Weg oder unter Reflexion an einer Messrohrwand in Richtung auf die gleiche oder auf andere Ultraschall- Sende/Empfangs-Einheiten dient. Zur Vermeidung von Oberflächenwellen bei der Reflexion ist ein Einfallswinkel des Ultraschallsignals an einem Reflektor, gemessen zwischen einer Flächennormalen auf einem Reflektor und dem einfallenden Ultraschallsignal vorgegeben. Der Einfallswinkel ist größer als ein Rayleighwinkel. Ferner weisen die Materialeigenschaften der Reflektoren eine entsprechend hohe Rayleighgeschwindigkeit auf oder es liegt eine Kombination daraus vor. Die Reflektoren bestehen zumindest an ihrer reflektierenden Oberfläche aus Keramik, wobei die Keramik als Aluminiumoxid, Wolframkarbid, Siliziumkarbid oder Borkarbid ausgebildet sein kann. Daneben ist es möglich, die Reflektoren aus einem metallischen Grundkörper mit einer darauf aufgebrachten Keramikschicht auszubilden. Die Reflektoren können ebenfalls durch eine auf die Messrohrinnenwand aufgebrachte Keramikschicht dargestellt werden. Werden zwei Re- flektoren eingesetzt, lassen sich die Reflektoren aus jeweils unterschiedlichen Materialien fertigen.
Darstellung der Erfindung
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen parallelverschobenen Anordnung einer Ultraschallwandleranordnung, welche ein Ultraschall-Sende- beziehungsweise eine Ultraschall-Empfangsteil umfassen, ist eine genaue, schnelle und driftfreie Bestimmung von Durchflussraten insbesondere im Λnsaugtrakt einer VerbrennungslαΗftmaschine möglich. Wird die erfindungsgemäß vorgeschlagene Ultraschallsensoranordnung im Ansaugtrakt von Verbrermungskraftmaschinen einge- setzt, kann eine wesentlich genauere Füllungsmengenerfassung hinsichtlich der in den Zylindern der Verorennungskiaftmaschine angesaugten Luft erfolgen. Ist die Füllungserfassung für die einzelnen Zylinder einer mehrzylindrigen Verbrennungskraftmaschine bekannt, kann eine zu einer optimalen Verbrennung erforderliche, von der Füllungsmenge der Ansaugluft in den Zylindern abhängige, optimierte Kraftstoffzumessung erfolgen, so dass die Einhaltung von künftig zu er- wartenden, noch strengeren Abgasnormen gewährleistet ist. Die genaue Erfassung der Füllung der einzelnen Zylinder einer Verbrennungskraftmaschine hat zudem erheblichen Einfluss auch auf das Verdichtungsverhältnis ε sowie den Zündzeitpunkt, mithin Betriebsparameter, die das Emissionsverhalten einer Verbrennungskraftmaschine erheblich beeinflussen. Durch eine Parallelverschiebung oder Verdrehung der einander gegenüberliegend angeordneten Ultraschallwandler relativ zueinander wird erreicht, dass das Nutzsignal störende Ultraschallreflexionen gegenüber dem eigentlichen Nutzsignal unterdrückt oder erheblich reduziert werden. Neben einer Parallelverschiebung oder eine Verdrehung der Ultraschallwandler können diese auch in einem Abstand quer zur Strömungsrichtung verschoben sein. Femer ist eine Verdrehung sowohl in Strömungsrichtung des im Strömungskanal strömenden Mediums als auch quer dazu möglich sowie eine Kombination aus Verdrehung und Verschiebung eines Ultraschallwandlers. In Bezug auf den anderen lassen sich die Achsrichtungen für eine Verschiebung und eine Verdrehung eines Ultraschallwandlers in Bezug auf den anderen auch so auslegen, dass diese nicht ge- nau parallel oder senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufen und dann eine dazwischen liegende Orientierung annehmen.
Dadurch lässt sich relativ kurz nach einem gesendeten Ultraschallsignal bereits das nächste Signal emittieren, ohne dass sich die einzelnen Signale oder deren Reflexionen gegenseitig überlagern und damit stören und verfälschen würden. Dadurch wiederum lässt sich eine höhere Repititionsra- te und damit eine bessere Messgenauigkeit bei gleichzeitig schneller Ansprechzeit des Ultraschallsensors erzielen. Je höher die Repititionsrale liegt, desto mehr Ultraschallsignale können zwischen den beiden Ultraschallwandlem, die beispielsweise dem Ansaugrohr der Verbrennungskraftmaschine zugeordnet sind, ausgetauscht werden, so dass eine wesentlich höhere Datendichte von die Füllungsmenge der Zylinder repräsentierender Information am zentralen Steuergerät der Verbrennungskraftmaschine vorliegt, somit lässt sich die zuzumessende Kraftstoffinenge in optimaler Weise an die tatsächliche, zur Verbrennung zur Verfügung stehende Luftmenge anpassen.
Zeichnung
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1 den aus dem Stand der Technik bekannten Grundaufbau für Ultraschall- Durchflussmesser mit diagonal gegenüberliegenden Ultraschallwandlerelementen, Figur2 ein erfindungsgemäß vorgeschlagener Aufbau einer Ultraschallwandleranordnung, bei dem ein Ultraschallwandlerelement gegenüber dem anderen Ultraschalrwandler- element versetzt angeordnet ist,
Figur 3 Abstrahl- und Reflexionscharakteristika, welche mit einer Ultraschallwandleranordnung gemäß Figur 2 erzielbar sind,
Figuren weitere Ausfuhrungsvarianten von Ultraschallwandleranordnungen innerhalb eines 4 bis 8 Strömungskanals und
Figur 9 einander gegenübergestellte Ultraschallsignale, die mit einem in Figur 1 dargestellten Ultraschallwandler erzeugt werden und Ultraschallsignale, die mit der erfindungs- gemäß vorgeschlagenen Ultraschallwandleranordnung erzielbar sind
Λusführungsvarianten
Der Darstellung gemäß Figur 1 ist eine aus dem Stand der Technik bekannte Ultraschallwandleranordnung zu entnehmen, die zwei einander gegenüberliegend positionierte Ultraschallwandler umfasst.
Ein erster Ultraschallwandler 1 ist in einer ersten Kanalwand 7 eines Strömungskanals 3 untergebracht. Diesem ersten Ultraschallwandler 1 gegenüberliegend ist in einer zweiten Kanalwand 8 ein zweiter Ultraschallwandler 2 angeordnet. Der Strömungskanal 3, der durch die erste Kanal- wand 7 und die zweite Kanalwand 8 begrenzt wird, ist symmetrisch zu einer Symmetrieachse 9 aufgebaut. Der Geschwindigkeitsvektor des im Strömungskanal 3 strömenden Fluides, wie zum Beispiel Luft oder ein anderes gasförmiges Medium, ist durch Bezugszeichen 6 gekennzeichnet. Der erste Ultraschallwandler 1 und der zweite Ultraschallwandler 2 sind im Strömungskanal 3 in einem Wandlerabstand 4 (L) voneinander beabstandet aufgenommen. Die Abstrahlcharakteristik des ersten Ultraschallwandlers 1 und des zweiten Ultraschallwandlers 2 ist durch den mit Bezugszeichen 15 bezeichneten Doppelpfeil charakterisiert. Aufgrund der Anordnung des ersten Ultraschallwandlers 1 und des zweiten Ultraschallwandlers 2 in den Kanalwänden 7 beziehungsweise 8 des Strömungskanals 3 besteht, bezogen auf die Symmetrieachse 9, ein Kippwinkel 5 (α), um welchen der Wandlerabstand 4 (L), bezogen auf die Symmetrieachse 9 des Strömungskanals 3 verkippt ist Da der Wandlerabstand 4 (L) um den Kippwinkel 5 (α) gegenüber dem Geschwindigkeitevektor 6 (V) der Strömung verkippt ist, verläuft eine Komponente der Strömungsgeschwindigkeit parallel beziehungsweise antiparallel zur Schallausbreitung. Dadurch wird der von den Ultraschallwandlem 1, 2 emittierte Schall je nach Ausbreitungsrichtung verlangsamt oder beschleunigt In der in Figur 1 dargestellten Ultraschallmessanordnung sind die beiden Ultraschallwandler 1 und 2 direkt aufeinander ausgerichtet. Durch Maßnahmen innerhalb des beispielsweise rohrformig ausgebildeten Strömungskanals 3, wie zum Beispiel Wandungswölbungen, werden lediglich solche Reflexionen reduziert, die einen vom eigentlichen Nutzsignal abweichenden Ausbreitungsweg haben.
Figur 2 ist eine Ausfuhrungsvariante der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ultraschallmessanordnung zu entnehmen.
Der Strömungskanal 3, der beispielsweise rohrfδrmig ausgebildet sein kann und symmetrisch zu seiner Symmetrieachse 9 ausgebildet ist, wird von der ersten Kanalwand 7 und der zweiten Kanalwand 8 begrenzt. Im Querschnitt des Strömungskanals 3 strömt ein gasförmiges Medium, wie zum Beispiel Luft Die Geschwindigkeit des gasförmigen Mediums, wie zum Beispiel Luft, ist durch den Geschwindigkeitsvektor 6 gekennzeichnet
In der ersten Kanalwand 7 befindet sich eine erste Ausnehmung 13, in welcher der erste Ultraschallwandler 1 aufgenommen ist. In der zweiten Kanalwand 8 des Strömungskanals 3 befindet sich eine zweite Ausnehmung 14, in welcher der zweite Ultraschallwandler 2 aufgenommen ist In Bezug auf den ersten Ultraschallwandler 1 ist der zweite Ultraschallwandler 2, der in der zweiten Kanalwand 8 des Strömungskanals 3 aufgenommen ist, um eine Strecke d parallelverschoben. Durch eine Parallelverschiebung der beiden Ultraschallwandler 1 und 2 relativ zueinander wird erreicht, dass störende Ultraschallreflexionen gegenüber dem eigentlich nutzbaren Signal unterdrückt werden. Dies wiederum erlaubt es, relativ kurz nach einem gesendeten Ultraschallsignal bereits das nächste Signal zu senden, ohne dass sich die einzelnen Signale oder deren Reflexionen überlagern und somit gegenseitig stören. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene versetzte Anordnen der beiden Ultraschallwandler 1, 2 relativ zueinander wird einerseits eine höhere Repi- titionsrate der Ultraschallsignale und andererseits eine bessere Messgenauigkeit bei gleichzeitig schnellerer Ansprechzeit der Ultraschallmessanordnung erreicht.
Bevorzugt ist die Strecke d, um welche im in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäß vorgeschlagenen Lösung der zweite Ultraschallwandler 2 gegenüber dem ersten Ultraschallwandler 1 parallelverschoben ist, so gewählt, dass diese in etwa dem Durchmesser 12 der Ultraschallwandler 1, 2 entspricht
Aufgrund der parallelverschobenen Anordnung des ersten Ultraschallwandlers 1 und des zweiten Ultraschall wandlers 2 relativ zueinander sind auch die Hauptschallausbreitungsachsen 10 beziehungsweise 11 der beiden Ultraschallwandler 1, 2 um die Strecke d parallel zueinander verschoben. Wie vorstehend bereits erwähnt, liegt die Strecke d in der Größenordnung des Durchmessers 12 eines jeweiligen Ultraschallwandlers 1, 2, hängt aber im Einzelfall von der Abstrahlcharakte- ristik der Ultraschallwandler 1, 2 und dem Wandlerabstand 4 (L, ) ab, mit welchem die beiden Ultraschallwandler 1, 2 einander gegenüberliegend aufgenommen sind
Ein vom ersten Ultraschallwandler 1 emittiertes Ultraschallsignal läuft von diesem zum zweiten Ultraschallwandler 2 und wird von diesem sowohl detektiert als auch reflektiert Aufgrund der Parallelverschiebung der Hauptschallausbreitungsachse 10, 11 um die Strecke d werden reflek- tierte Wellen aus der Bahn des Nutzsignals abgelenkt und gelangen nicht mehr als Störsignal zurück zu den jeweiligen Ultraschallwandlern 1, 2. Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht hervor, dass die Hauptschallausbreitungsachse 10 des ersten Ultraschallwandlers 1 senkrecht auf der Emissions- und Detektionsfläche errichtet ist; analoges gilt für die Hauptschallausbreitungsachse 11 des zweiten Ultraschallwandlers 2. Aufgrund der parallelverschobenen Anordnung des zweiten Ultraschallwandlers 2 relativ zum ersten Ultraschallwandler 1 gemäß der Darstellung in Figur 2 ergibt sich ein modifizierter Wandlerabstand 17 (L'). Aufgrund der Parallelverschiebung der beiden Ultraschallwandler 1, 2 um die Strecke d ergibt sich im Vergleich zur Ultraschallmessanordnung gemäß der Darstellung in Figur 1 femer ein modifizierter Kippwinkel 18 (α1). Aus der Darstellung gemäß Figur 2 geht einerseits hervor, dass die Abstrahlcharakteristik 15, angedeutet durch den Doppelpfeil, zwischen den die Ultraschallsignale detektierenden beziehungsweise emittierenden Seiten der Ultraschallwandler 1, 2 im Vergleich zur Darstellung in Figur 1 schräg verläuft und durch Bezugszeichen 16 angedeutete Reflexionen an den jeweiligen Ultraschallwandlem 1 beziehungsweise 2 vorbeilaufen. Die reflektierten Wellen 16 werden somit aus der Bahn des nutzbaren Ultraschallsignals 15 ausgelenkt und werden nicht mehr zurück zu den Ultraschall- wandlem 1, 2 reflektiert, so dass eine Störung des Nutzsignals durch die reflektierten Wellen 16 unterbleibt.
Der Darstellung in Figur 3 sind stark schematisiert Abstrahlcharakteristika und Reflexionscha- rakteristika der Ultraschallwandler zu entnehmen. Wie aus der Darstellung gemäß Figur 3 hervorgeht, verlaufen die jeweiligen Hauptschallausbreitungsachsen 10, 11 parallel zueinander. Aufgrund der parallelverschobenen Anordnung der Ultraschallwandler 1 und 2 gemäß deren Anordnung in den Kanalwänden 7 und 8, wie aus Figur 2 hervorgehend, verlaufen auch die Hauptschallausbreitungsachsen 10, 11 - dargestellt als Flä- chennormale - auf die Abstrahl- beziehungsweise Reflexionsflächen der Ultraschallwandler 1, 2, um die Strecke d parallel zueinander verschoben. Aus der Darstellung gemäß Figur 3 wird deutlich, dass reflektierte Ultraschallwellen 16, die von einem der Ultraschallwandler 1, 2 reflektiert werden, nicht auf den jeweils gegenüberliegend, parallelverschoben angeordneten Ultraschallwandler 1, 2 auftreffen, sondern an diesen vorbeilaufen.
Die Abstrahlcharakteristika - dargestellt durch Bezugszeichen 15 -, dh. die nutzbaren Signale verlaufen jedoch unmittelbar aufeinander zu, so dass diese nicht von den reflektierten Ultraschallwellen 16 beeinträchtigt werden.
Während jeder Reflexion wird der entsprechende Ultraschallwandler 1 oder 2 auch selbst zu Ei- genschwindungen angeregt, was Auswirkungen auf das empfangene Ultraschallsignal hat Diese Eigenschwingungen führen zu einer Abstrahlung gemäß der normalen Abstrahlcharakteristik 15 des jeweiligen Ultraschallwandlers 1, 2 und überlagern sich mit den direkt (elastisch) an der Wandleroberfläche reflektierten Wellen 16. Aufgrund der großen Unterschiede der Schallkennim- pedanzen zwischen dem strömenden Medium wie zum Beispiel Luft und der jeweiligen Oberfläche der Ultraschallwandler 1, 2, fällt die elastische Reflexion wesentlich stärker aus als die Eigenschwingungsanregung. Aus diesem Grunde ist die Abstrahlung aufgrund von Eigenschwingungsanregung der jeweiligen Ultraschallwandler 1, 2 vernachlässigbar gegenüber den direkt an der Wandleroberfläche reflektierten Wellen 16.
Neben der in den Figuren 2 und 3 dargestellten Parallelverschiebung der Ultraschallwandler 1, 2 relativ zueinander könnte einer der Ultraschallwandler 1, 2 auch in Bezug auf die Kanalwand 7, 8 verkippt werden oder auch beide Ultraschallwandler 1, 2 verkippt angeordnet werden. Entscheidend ist, dass die beiden Ultraschallwandler 1, 2 in einer Weise angeordnet werden, dass die Hauptschallausbreitungsachsen 10, 11 der Wandler einander nicht mehr überlagern.
Figur 4 ist eine Ultraschallwandleranordnung zu entnehmen, bei der die beiden Wandler quer zur Strömungsrichtung verschoben sind. Aus der Darstellung gemäß Figur 4 geht hervor, dass der Geschwindigkeitsvektor v (vgl. Bezugszeichen 6) senkrecht zur Zeichenebene verläuft. In Bezug auf den Geschwindigkeitsvektor v 6 ist der zweite Ultraschallwandler 2 in Bezug auf den ersten Ultraschallwandler 1 und den Abstand h im Strömungskanal verschoben. Dadurch tangieren sich die erste Hauptschallausbrei- tungsachse 10 des ersten Ultraschallwandlers 1 sowie die Hauptschallausbreitungsachse 11 des zweiten Ultraschallwandlers 2 nicht Die Reflexionswellen 16 laufen aneinander vorbei und beeinträchtigen das zwischen den Ultraschallwandlem 1 und 2 ausgetauschte Nutzsigna] nicht
Der Darstellung gemäß Figur 5 ist eine weitere Ausführungsvariante einer Ultraschallwandleran- Ordnung zu entnehmen.
Gemäß der Darstellung in Figur 5 ist der zweite Ultraschallwandler 2 um einen Winkel von mehr als 90° in der in Figur 5 nicht dargestellten zweiten Kanalwand 8 verdreht angeordnet Dadurch tangieren die Reflexionen 16 des ersten Ultraschallwandlers 1 und des zweiten Ultraschallwand- lers 2 einander nicht Zudem ist der zweite Ultraschallwandler 2 bezogen auf die Hauptschallausbreitungsachse 10 des ersten Ultraschallwandlers 1 um den Abstand h in der in Figur 5 nicht dargestellten zweiten Kanalwand 8 nach unten versetzt Ist der zweite Ultraschallwandler 2 in Bezug auf den ersten Ultraschallwandler 1 zu diesem verdreht, so lässt sich eine weitere Verbesserung des Intensitätsverhältnisses zwischen dem Nutzsignal und den Reflexionen 16 erreichen. Eine Verschiebung quer zur Strömungsrichtung bringt zusätzlich den Vorteil, dass die bei zunehmender Strömungsgeschwindigkeit zunehmende Strahlverwehung den erwünschten Effekt nicht so stark kompensieren kann.
Der Darstellung gemäß Figur 6 ist eine weitere Ausfuhrungsvariante der erfindungsgemäß vorge- schlagenen Ultraschallwandleranordnung zu entnehmen.
Gemäß der in Figur 6 dargestellten Anordnung ist der zweite Ultraschallwandler 2 um einen Winkel von mehr als 90° in der zweiten Kanalwand 8 verdreht In der Darstellung gemäß Figur 6 wird der Strömungskanal vom strömenden Medium mit der Geschwindigkeit, angedeutet durch den Geschwindigkeitsvektor v 6 durchströmt. Durch die Anordnung - wie in Figur 6 dargestellt - verlaufen die Hauptschallausbreitungsachse 10 des ersten Ultraschallwandlers 1 und die Hauptschallausbreitungsachse 11 des zweiten Ultraschallwandlers 2 verkippt zueinander, so dass eine Beeinträchtigung des Nutzsignals durch die Reflexionen 16 unterbleibt. Figur 7 ist eine weitere Ausfuhrungsvariante der erfindungsgemäßen Ultraschallwandleranordnung zu entnehmen.
In Bezug auf den in der Zeichenebene eingetragenen Geschwindigkeitsvektor v (vgl. Bezugszei- chen 6) ist der zweite Ultraschallwandler 2 in der zweiten Kanalwand 8 des Strömungskanals 3 sowohl um einen Winkel von mehr als 90° verkippt als auch in Bezug auf den ersten Ultraschallwandler 1, der in der ersten Kanalwand 7 aufgenommen ist, um einen Abstand d verschoben. Der Abstand d entspricht vorzugsweise dem Durchmesser der Ultraschallwandler 1 beziehungsweise 2. Aus der Darstellung gemäß Figur 7 geht hervor, dass die Hauptschallausbreitungsachse 10 des ersten Ultraschallwandlers 1 und die Hauptschallausbreitungsachse 11 des zweiten Ultraschallwandlers 2 sowohl verkippt zueinander verlaufen als auch voneinander um den Abstand d beabstandet sind
Der Darstellung gemäß Figur 8 ist entnehmbar, dass der zweite Ultraschallwandler 2 in Bezug auf die Strömungsrichtung des durch den Strömungskanal 3 transportierten Mediums verkippt aufgenommen ist. Der Winkel, um welchen der zweite Ultraschallwandler 2 in der zweiten Kanalwand 8 verkippt ist, liegt bei > 90°. Dadurch verlaufen die Hauptschallausbreitungsachse 10 des ersten Ultraschallwandlers 1 und die Hauptschallausbreitungsachse 11 des zweiten Ultraschallwandlers 2 ebenfalls entsprechend dem Kippwinkel des zweiten Ultraschallwandlers geneigt zueinander.
Aus der Darstellung gemäß Figur 9 geht eine Gegenüberstellung eines Ultraschallsignalverlaufs ohne und mit zueinander relativ versetzten Ultraschallwandlern hervor.
Im oberen Teil der Figur 9 ist der Signalverlauf eines Ultraschallsignals über die Zeitachse wiedergegeben. Gemäß der Darstellung im oberen Teil von Figur 9 weist der Ultraschallsignalverlauf über die Zeitachse gesehen zunächst ein Ultraschall-Hauptsignal 30 auf. Diesem folgen ein erstes Ultraschall-Reflexionssignal 31 sowie ein weiteres, zweites Ultraschall-Reflexionssignal 32. Im Vergleich zum Ultraschall-Hauptsignal 30 weist zumindest das erste Ultraschall-Reflexionssignal 31 eine dem Ultraschall-Hauptsignal 30 entsprechende Form, bei jedoch erheblich reduzierter Signalausprägung auf. Im Vergleich zum ersten Ultraschall-Reflexionssignal 31 ist das diesem nachgeschaltete zweite Ultraschall-Reflexionssignal 32 erheblich kleiner.
Im unteren Teil der Figur 9 ist der Ultraschallsignalverlauf über der Zeitachse t aufgetragen, der sich mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ultraschallmessanordnung erreichen lässt Der im unteren Teil von Figur 9 dargestellte Ultraschallsignalverlauf ist durch das Ultraschall- Hauptsignal 30 gekennzeichnet. An dieses schließt sich in einem zeitlichen Abstand folgend ein erstes Ultraschall-Reflexionssignal 31 an, was jedoch im Vergleich zur Ausprägung des ersten Ultraschall-Reflexionssignals 1 gemäß des oberen Teils von Figur 9 eine vernachlässigbar kleine Ausprägung hat. Gleiches gilt für das zweite Ultraschall-Reflexionssignal 32, welches im unteren Teil von Figur 9 dem ersten Ultraschall-Reflexionssignal 31 nachfolgt.
Aus der Gegenüberstellung der beiden Ultraschallsignalverläufe gemäß Figur 9 ergibt sich, dass sich die Ultraschall-Reflexionssignale 31 beziehungsweise 32 mit der erfindungsgemäß vorge- schlagenen Ultraschallmessanordnung selektiv unterdrücken lassen, ohne das Ultraschall- Hauptsignal 30 im Vergleich zum Ultraschall-Hauptsignal 30 im oberen Teil der Figur 9 nennenswert zu beeinflussen. Aufgrund der Schwingungsanregung der Ultraschallwandler 1, 2 während einer Reflexion enthält die Reflexionscharakteristik auch einen Faltungsanteil, bezogen auf die Λbstrahlcharakteristik. Dieser Anteil ist jedoch vernachlässigbar klein. Es sei noch darauf hingewiesen, dass während jeder Reflexion der entsprechende Ultraschallwandler 1, 2 auch selbst in seinem Eigenschwingungsspektrum angeregt wird, was im empfangenen Signal sichtbar wird. Diese Eigenschwingungen fuhren zu einer Abstrahlung gemäß der normalen Abstrahlcharakteristik 15 der Ultraschallwandler 1, 2 und überlagern sich mit den direkt (elastisch) an der Emissi- ons- beziehungsweise Detektionsoberfläche reflektierten Wellen 16. Aufgrund der großen Unter- schiede der Schallkennimpedanzen zwischen Luft und den Detektions- beziehungsweise Emissionsoberflächen der Ultraschallwandler 1, 2 fällt die elastische Reflexion wesentlich stärker aus als die Eigenschwingungsanregung. Daher ist die Abstrahlung aufgrund von Schwingungsanregung vernachlässigbar gegenüber der direkten Reflexion der Reflexionswellen 16.
Bezugszeichenliste
1 erster Ultraschallwandler
2 zweiter Ultraschallwandler
3 Strömungskanal
4 Wandlerabstand (L)
5 Kippwinkel (α) 6 Geschwindigkeitsvektor ( v )
7 erste Kanalwand
8 zweite Kanalwand
9 Symmetrieachse Strömungskanal
10 Hauptschallausbreitungsachse erster Ultraschallwandler 11 Hauptschallausbreitungsachse zweiter Ultraschallwandler
d Parallelverschiebungs-Strecke
12 Durchmesser Ultraschallwandler 13 erste Ausnehmung Strömungskanal
14 zweite Ausnehmung Strömungskanal
15 Abstrahlcharakteristik Ultraschallwandler (dunkelblau)
16 Reflexionscharakteristik Ultraschallwandler (hellblau)
17 modifizierter Wandlerabstand (L1) 18 modifizierter Kippwinkel (α^
30 Ultraschall-Hauptsignal
31 erstes Ultraschall-Reflexionssignal
32 zweites Ultraschall-Reflexionssignal

Claims

Patentansprüche
1. Ultraschallmessanordnung mit einem ersten Ultraschallwandler (1) und einem zweiten Ultra- schallwandler (2), die in einem Strömungskanal (3) einander gegenüberliegend aufgenommen sind, welcher von einem gasförmigen Medium mit einer Strömungsgeschwindigkeit durchströmt wird und die in Kanalwänden (7, 8) des Strömungskanals (3) aufgenommenen Ultraschallwandler (1) in einem Abstand (L) zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandler (1, 2) in Richtung der Symmetrieachse (9) des Strömungskanals (3) relativ zuein- ander versetzt angeordnet sind.
2. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ultraschallwandler (1, 2) um eine Strecke d bezogen auf die Strömungsrichtung (6) des gasförmigen Mediums relativ zum anderen Ultraschallwandler (1, 2) verschoben ist.
3. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ultraschallwandler (1, 2) um eine Strecke h senkrecht zur Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums relativ zum anderen Ultraschallwandler (1, 2) verschoben ist.
4. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ultraschallwandler (1, 2) in Bezug auf den anderen Ultraschallwandler (1, 2) verkippt ist
5. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Ultraschallwandler (1, 2) in den Kanalwänden (7, 8) des Strömungskanals (3) verkippt sind.
6. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke d, h im wesentlichen dem Durchmesser der Ultraschallwandler (1, 2) entsprechen.
7. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hauptschallausbreitungsachsen (10, 11) der Ultraschallwandler (1, 2) normal zur Emissions- oder De- tektionsoberfläche der Ultraschallwandler (1, 2) verlaufen.
8. Ultraschallmessanordnung gemäß der Ansprüche 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschallausbreitungsachsen (10, 11) relativ zueinander verschoben sind.
9. Ultraschallmessanordnung gemäß der Ansprüche 4 und 7 oder5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschallausbreitungsachsen (10, 11) relativ zueinander verkippt sind
10. Ultraschallmessanordnung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass reflektierte Ultraschallwellen (16; 31, 32) außerhalb der Hauptschallausbreitungsachsen (10, 11) aus der Bahn (15) eines Ultraschall-Hauptsignals (30) ausgelenkt sind.
11. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwandler (1, 2) plan ausgebildete Emissions- oder Detektionsoberflächen aufweisen, an denen Ultraschallwellen delektiert und reflektiert werden.
12. Ultraschallmessanordnung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Ultraschallwandler (1, 2) in Bezug auf den anderen Ultraschallwandler (1, 2) in einer Kanalwand (7, 8) des Strömungskanals (3) verdreht aufgenommen ist.
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