WO2010069869A1 - Measuring tube of an ultrasonic flow measuring system - Google Patents

Measuring tube of an ultrasonic flow measuring system Download PDF

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WO2010069869A1
WO2010069869A1 PCT/EP2009/066911 EP2009066911W WO2010069869A1 WO 2010069869 A1 WO2010069869 A1 WO 2010069869A1 EP 2009066911 W EP2009066911 W EP 2009066911W WO 2010069869 A1 WO2010069869 A1 WO 2010069869A1
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WO
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measuring tube
measuring
inlet
tube
outlet
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/066911
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German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Berger
Achim Wiest
Original Assignee
Endress+Hauser Flowtec Ag
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Publication date
Application filed by Endress+Hauser Flowtec Ag filed Critical Endress+Hauser Flowtec Ag
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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

Definitions

  • the present invention relates to a measuring tube of an ultrasonic flow measuring system, which measuring tube has a different cross section in the measuring range than the measuring tube inlet and / or measuring tube outlet.
  • Ultrasonic flowmeters are widely used in process and automation technology. They allow in a simple way to determine the volume flow and / or mass flow in a pipeline.
  • the known ultrasonic flowmeters often work after the Doppieroder after the transit time difference principle.
  • ultrasonic pulses are sent at a certain angle to the pipe axis both with and against the flow. From the transit time difference, the flow rate and thus with known diameter of the pipe section of the Voiumen presspound can be determined.
  • Doppler P ⁇ nzip ultrasonic waves are coupled with a certain frequency in the liquid and evaluated by the liquid reflected ultrasonic waves. From the frequency shift between the coupled and reflected waves can also determine the flow rate of the liquid.
  • the ultrasonic waves are generated or received with the help of so-called ultrasonic transducers.
  • ultrasonic transducers on the pipe wall of the relevant Pipe section firmly attached.
  • clamp-on ultrasonic flowmeter systems have also been available. In these systems, the ultrasonic transducers are pressed against the pipe wall only with a tension lock. Such systems are for. Example, from EP 686 255 B1, US-A 44 84 478 or US-A 45 98 593 known.
  • a big advantage of clamp-on ultrasonic flow measuring systems is that they do not touch the measuring medium and are mounted on an existing pipeline.
  • the UitraschaNwandler usually consist of a piezoelectric
  • the piezoelectric element also called Piezo for short, and called a coupling layer, also coupling wedge or rare Vorlauf stresses.
  • the Koppei Mrs is usually made of plastic
  • the piezoelectric element is in industrial process measurement usually a piezoceramic.
  • the ultrasound is sometimes generated and passed over the coupling layer to the pipe wall and passed from there into the liquid. Since the speeds of sound in liquids and plastics are different, the ultrasonic waves are refracted during the transition from one medium to another.
  • the refraction angle is determined to a first approximation according to Snell 's Law. The angle of refraction is thus dependent on the ratio of the propagation velocities in the media.
  • the adaptation layer assumes the function of transmission of the
  • EP 1 826 537 A2 shows a measuring tube with a rectangular tube cross-section.
  • Two Uitraschaiiwandler are mounted on two opposing parallel surfaces of the measuring tube or they are spaced from each other on one of the two parallel surfaces, said Ultraschallailwandler see through approximately the entire pipe cross-section.
  • the measuring tube has a measuring tube inlet and a M essroh outlet, which each allow a cross-sectional change of round cross-section of the pipe surrounding the measuring tube to a rectangular cross-section of the measuring tube.
  • an additional component is provided, which swirls the flow.
  • DE 102 49 542 A1 discloses a measuring tube for an ultrasonic flow measuring system with two functional surfaces, on each of which a Uitraschaiiwandler is attached.
  • the functional surfaces are an integral part of the measuring tube.
  • the functional surfaces are mounted parallel to each other on opposite sides of the measuring tube.
  • both functional surfaces had approximately the same hints! to an imaginary solder on the opposite surface of the measuring tube, which opposite surface reflects the ultrasonic signal between the ultrasonic transducers.
  • Another measuring tube with a rectangular cross-section is shown in EP 1 130 366 A2.
  • the Uitraschaiiwandler is equal to the inner width of the measuring tube, whereby the entire Meßrohrquerites can be Oberschallt.
  • the cross section of the measuring tube changes from a square to a rectangular cross section, wherein the height of the rectangle may be higher than the height of the square and the width of the rectangle is substantially narrower than the width of the square.
  • Rectangular measuring tubes have a generally strongly slowed flow in the corners and corners of the measuring tubes. Deposits accumulate there frequently.
  • the object of the invention is to provide a measuring tube for an ultrasonic flow measuring system, which enables a highly accurate measurement of the flow and at the same time is very inexpensive to produce.
  • the problem is solved by a measuring tube of an ultrasonic flow measuring system, soft measuring tube an approximately circular
  • the measuring tube has a Messrohrmättelteil between the Messrohreiniiller and the measuring tube outlet, which Meßrohrstoffteil has a cross section whose width is wesentiich smaller than the diameter of the measuring tube inlet and / or the diameter of the measuring tube and whose height is substantially greater as the diameter of the measuring tube inlet and / or the Meßrohrausiillers, wherein the measuring tube has a first functional surface and at least a second functional surface to which functional surfaces in each case at least one Ultraschallwandier acoustically Koppeibar and which Funktäonff kauen each have an approximately equal Winket ⁇ to the measuring tube axis.
  • the dimensions are thus determined between the inner surfaces of the measuring tube.
  • the width of the measuring tube refers to the width at the narrowest point of the measuring tube.
  • the height refers to the height at the highest point of the measuring tube. If the measuring tube has an axis in the middle part of the measuring tube, the height and width are perpendicular to the axis of the measuring tube central part, as in the diameter of the measuring tube inlet and measuring tube outlet.
  • the measuring tube axis itself is to be considered without an existing axis in the measuring tube middle part as a connecting line between the center point of the measuring tube inlet and the center of the measuring tube outlet.
  • the Meßrohrstoffschtei! an axis which lies in said connecting line between the center of the measuring tube inlet and the center of the measuring tube outlet.
  • the functional surfaces are preferably located on the outside of the measuring tube wall. They are designed to accommodate Ultraschallwandiem suitable. If an ultrasound signal! Coupled via the functional surface into the measuring tube wall, the measuring tube wall conducts the ultrasound signal down to its inside. There it is then coupled into the measuring medium.
  • the first functional surface and the second functional surface are plane-parallel to one another.
  • the first and / or second functional surface is at least as wide as the measuring tube at its narrowest point.
  • the measuring tube is seen through in its Meßrohrstoffteil with ultrasonic signals.
  • the entire width of the middle part of the measuring tube is particularly advantageously penetrated, i. the wavefront width of the emitted or propagating in the measuring medium ultrasonic signal corresponds at least to the width of the measuring tube at the narrowest Swel.
  • the measuring tube has no corners and / or edges.
  • the radii of the measuring tube in various configurations, depending on the size of the measuring tube, greater than 0.2 mm, in particular greater than 0.5 mm, in particular greater than 1 mm, in particular greater than 2mm.
  • the radii of one embodiment of the measuring tube are preferably smaller than 5 mm.
  • a variant of the measuring tube accordingly has no corners.
  • a refined measuring tube is additionally dispensed edges. A constant change in the cross section of the measuring tube from the measuring tube inlet to the measuring tube middle part is the result.
  • the measuring tube is produced from a metallic and substantially straight tube with an approximately circular cross-section by forming.
  • metallic tubes of this kind can also be produced by primary shaping methods such as casting.
  • primary shaping methods such as casting.
  • forming methods that plastically deform the previously substantially straight measuring tube such as hydroforming or deep drawing, are preferred.
  • the measuring tube can be produced from a polymer by primary shaping.
  • polymers not only polymers, but especially fiber reinforced plastics or composites are preferred.
  • the measuring tube is integrally formed.
  • the measuring tube does not necessarily have to be produced by prototyping, ie to be monolithic.
  • a measuring tube which is first produced by bending a flat sheet with subsequent longitudinal seam welding and then undergoes a forming process, is to be regarded as one piece.
  • one of two half shells which is e.g. have been given their final shape by deep drawing, to consider welded measuring tube as non-integral.
  • measuring tube inlet and the measuring tube outlet have substantially the same cross-sectional area.
  • a further embodiment provides for the measuring tube middle part and the measuring tube inlet and / or the measuring tube outlet the approximately same cross-sectional area.
  • a further advantageous development of the measuring tube according to the invention provides that the circumference of the measuring tube central part is approximately equal to the circumference of the measuring tube inlet and / or the measuring tube outlet.
  • the measuring tube from
  • Measuring tube inlet designed essentially symmetrically up to the measuring tube outlet.
  • the structure of the measuring tube accordingly has at least one plane of symmetry, an axis of symmetry and / or a point of symmetry.
  • a further embodiment of the invention has asymmetrical inlet and / or outlet regions.
  • Inlet and outlet regions are the regions of the measuring tube between the measuring tube inlet and the measuring tube middle part or measuring tube middle part and measuring tube outlet.
  • the measuring tube in the measuring tube middle part has two substantially plane-parallel side surfaces, which in turn define the width of the measuring tube.
  • the side surfaces of the measuring tube are preferably at the narrowest point of the measuring tube, ie at the location of the measuring tube with the smallest width, pianparallel.
  • the cross-section of the measuring tube central part essentially has the shape of a double lobe.
  • a double club has the form of two, with their thin ends on each other standing clubs. It takes the form of an hourglass.
  • Double lobes are also known from quantum mechanics. For example, the p-orbital model forms a double lobe.
  • the inside of the measuring tube has, at least in some areas, essentially flow-parallel grooves in the measuring tube wall.
  • the grooves offer the positive effect of the flow guidance in the measuring tube, on the other hand they serve for the stability of the measuring tube in order to reduce deformations. If a measuring tube is e.g. produced by a forming process, the grooves can not only run on the inside, but also on the outside of the measuring tube.
  • the measuring tube wall is thus corrugated.
  • Another variant represent one-sided and / or double-sided ribs in the measuring tube wall. Ridges earth rather understood as recesses, ribs as protuberances. In a described measuring tube with corrugated measuring tube wall grooves are correspondingly synonymous with ribs.
  • the measuring tube has at least one cup-shaped indentation, wherein the bottom surface of the cup-shaped indentation of the first functional surface and / or the second
  • the cup-shaped indentations are interpretable for receiving at least one ultrasonic converter.
  • the sensor housing is thus already integrated into the measuring tube, where it is necessary to distinguish between eän Publishedigem measuring tube with cup-shaped recess and glued or eg Laser-welded potty for receiving the Ultraschallaüwandler. If two cup-shaped indentations exist, the bottom surface of the first indentation is formed by the first functional surface and the bottom surface of the second indentation by the second functional surface.
  • the cup-shaped indentation of a sound-absorbing sealing compound is closed and / or the cup-shaped recess is connected via sound-absorbing baffles with the measuring tube in combination.
  • the measuring tube is preferably integrally formed with the cup-shaped indentation.
  • the measuring tube wall thus has sound-damping baffles even in the area of the cup-shaped indentation.
  • the sound-absorbing sealing compound is advantageously introduced into the pot-shaped indentation after insertion of the Uitraschallwandlers and preferably with the measuring tube formschiüssig, so that it is not an integral part of the measuring tube, or cohesively connected, e.g. by gluing.
  • the sound-absorbing sealing compound advantageously has means for cable feedthrough.
  • a measuring system for determining and / or monitoring the flow of a measuring medium through a measuring tube which ultrasonic flow measuring system comprises at least one ultrasonic transducer and at least one control / evaluation, which control / evaluation unit based on Measuring signals or based on measurement data, which are derived from the measurement signals, the volume and / or mass flow of the measuring medium flowing in the measuring tube determined, the ultrasonic transducer has at least one eiektromechanisches transducer element which transmits and / or receives ultrasonic signals, wherein the measuring tube an approximately circular measuring tube inlet and an approximately circular measuring tube outlet, wherein the measuring tube has a Meßrohrhreteil between the Messrohreiniauf and the measuring tube outlet, which
  • Measuring tube middle part has a cross section whose width is substantially smaller than the diameter of the measuring tube inlet and / or the measuring tube and whose height is substantially greater than the diameter of the measuring tube inlet and / or the measuring tube, wherein the measuring tube has a first functional surface and at least a second functional surface has, on softjansfiamba each at least one Ultraschallwandier is acoustically coupled and which functional surfaces each have an approximately equal angle ⁇ to the measuring tube axis.
  • FIG. 1 shows a measuring tube according to the invention with two cup-shaped recesses in longitudinal section
  • FIG. 2 shows a measuring tube according to the invention with a double-lobe-shaped measuring tube
  • FIG. 3 shows a measuring tube according to the invention with corrugated measuring tube side surfaces and four ultrasonic transducers in a perspective illustration.
  • an inventive measuring tube 3 is shown with two cup-shaped indentations 23 in longitudinal section.
  • the measuring tube 3 has a measuring tube inlet 7 and a measuring tube outlet 8 with approximately identical cross sections and a Meßrohrstoffteäl 9 between the measuring tube inlet 7 and measuring tube outlet 8.
  • the connecting line between the center of the approximately circular measuring tube inlet 7 and the approximately circular measuring tube outlet 8 is at the same time the measuring tube 12.
  • Das although the measuring tube 3 is not symmetrical with respect to its measuring tube axis 12, it is point-symmetrical with respect to the center of gravity of the cross section 15 of the measuring tube central part 9 which lies on the measuring tube axis 12.
  • the height 17 of the Meßrohrstoffteils 9 is substantially larger than the diameter 13, 14 of the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8. Also, the width of the Meßrohrstoffteils 9 is substantially smaller than the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 and the diameter 14 of the measuring tube outlet 8, but what naturally not shown in this longitudinal section.
  • the measuring tube 3 with the cup-shaped indentations 23 and the sound-damping baffles 26 in one piece by forming a previously straight pipe, for example by means of hydroforming can be produced.
  • the measuring tube 3 has no sharp corners and edges. All corner-like and edge-like places are rounded or have radii.
  • an electromechanical transducer element 2 is placed in each case a cup-shaped recess 23. It rests on the respective bottom surface 24 of the cup-shaped recess 23 and is connected thereto.
  • the bottom surfaces 24 of the cup-shaped recesses 23 serve as functional surfaces 10, 11, with which the electromechanical transducer elements 5 are acoustically coupled.
  • the bottom surfaces 24 of the cup-shaped recesses 23 and the functional surfaces 10 and 11 are at an angle ⁇ on the measuring tube axis 12. In this embodiment of the invention, the functional surfaces 10 and 11 are plane-parallel to each other.
  • the bottom surfaces 24 of the cup-shaped recesses 23 have an approximately circular cross-section.
  • the circular walls of the cup-shaped indentations 23 are substantially perpendicular thereto.
  • the cup-shaped indentations 23 of the measuring tube 3 are connected in one piece to the measuring tube wall 21 via the sound-absorbing baffles 26, i. the sound-absorbing baffles 26 and the cup-shaped indentations 23 are part of the measuring tube wall 21.
  • the sound-absorbing baffles 26 may be e.g. take the form of a bellows or diaphragm or bellows or, as shown here, with circular, concentrically arranged beads or waves.
  • an ultrasonic transducer 2 has a sound-absorbing sealing compound 25 in the cup-shaped recess 23, which closes the cup-shaped indentation 23 to the outside.
  • Fig. 2 discloses an inventive measuring tube 3 with an approximately circular measuring tube inlet 7 and an approximately circular Meßrohrausiiller 8 and a Meßrohrstoffteil 9 between the measuring tube inlet 7 and the Messrohrausiauf 8.
  • the Messrohrmitteitei! 9 has a cross-section 15 in the form of a double lobe whose width is substantially smaller than the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 and the diameter of the measuring tube outlet 8 and whose height is substantially greater than the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8.
  • Das shown measuring tube has a total of four functional surfaces 10, 11, 27, 28, to which at least one Uitraschailwandler is acoustically coupled and which functional surfaces 10, 11, 27, 28 each have an approximately equal angle to the measuring tube axis, not shown, wherein the functional surfaces 10 and 11 and the functional surfaces 27 and 28 are in pairs planparaliel each other.
  • the measuring tube 3 also has two substantially plane-parallel side surfaces 18, which in turn define the width of the measuring tube 3. Due to the selected representation of the measuring tube 3, unfortunately, only one of the two side surfaces 18 can be seen. Furthermore, neither the width nor the height of the measuring tube 3 can be seen, since they exist within the measuring tube 3 between its inner sides and here the measuring tube is shown in perspective from the outside. It can also only be guessed that the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8 have the substantially same cross-sectional area. However, the symmetrical structure of the measuring tube 3 is very clear.
  • the measuring tube central part 9 of the measuring tube 3 in the exemplary embodiment is approximately equal to the circumference of the measuring tube inlet 7 and the circumference of the measuring tube outlet 8.
  • the internal cross sections are also used.
  • the cross section 15 of the Meßrohrstoffteils 9 has approximately the same circumference as the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 spanned cross-section of the measuring tube inlet.
  • the measuring tube 3 is preferably made of a fiber-reinforced plastic, that is produced in a prototype method. 3 shows an ultrasound flow measuring system 1 with a measuring tube 3 with waved measuring tube side surfaces 18 and four ultrasonic walling 2.
  • the lateral measuring tube walls 21, which form the side surfaces 18 of the measuring tube 3, have grooves 22 both on the inside 19 and on the Outside 20 of the measuring tube 3 on.
  • On the side facing the measuring medium 4 side surface 18 of the measuring tube 3 thereby extend substantially in the flow direction of the measuring medium 4 in the measuring tube 3.
  • the corrugated side surfaces 18 and measuring tube walls 21 give the measuring tube 3 a higher mechanical Stability
  • the four opposing ultrasonic transducers 2 are placed on the measuring tube 3 from the outside, that is to say on the outer side 20 of the measuring tube 3. However, it is not a clamp-on measuring system, since the ultrasonic transducers 2 are not mounted on an existing pipeline, but on a specially designed measuring tube 3.
  • the ultrasonic transducers 2 are connected to a total of four functional surfaces 10, 11, 27, 28 of the measuring tube 3 in combination. In this case, close all four functional surfaces 10, 11, 27, 28 approximately the same angle ⁇ to the measuring tube axis.
  • the functional surfaces 10 and 11 and the functional surfaces 27 and 28 are pairwise planparaüel.
  • the diameters 13, 14 and thus the cross-sectional areas of the approximately circular measuring tube inlet 7 and the approximately circular measuring tube outlet 8 are essentially the same size.
  • the width 16 of the measuring tube middle part 9 at the narrowest point of the measuring tube central part 9 is smaller compared to the diameters 13, 14 of the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8.
  • the height 17 of the measuring tube 3 at the highest part of the Meßrohrstoffteils 9 is greater than the said diameter 13, 14th
  • this measuring tube 3 with the grooves 22 in the measuring tube 21 has no
  • Measuring tube wall 22 grooves in the measuring tube wall

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Abstract

Measuring tube (3) of an ultrasonic flow measuring system (1), which measuring tube (3) has an approximately circular measuring tube inlet (7) and an approximately circular measuring tube outlet (7), wherein the measuring tube (3) has a measuring tube central part (9) between the measuring tube inlet (7) and the measuring tube outlet (8), which measuring tube central part (9) has a cross section (15), the width (16) of which is substantially smaller than the diameter (13) of the measuring tube inlet (7) and/or the diameter (14) of the measuring tube outlet (8) and the height (17) of which is substantially larger than the diameter (13) of the measuring tube inlet (7) and/or of the measuring tube outlet (8), wherein the measuring tube (3) has a first functional surface (10) and at least one second functional surface (11), to which functional surfaces (10, 11) at least one ultrasonic transducer (2) can be respectively acoustically coupled, and which functional surfaces (10, 11) are each at approximately the same angle α with respect to the measuring tube axis (12).

Description

Messrohr eines Ultraschall-Durchfluss-Messsystems Measuring tube of an ultrasonic flow measuring system
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messrohr eines Ultraschail-Durchfluss- Messsystems, welches Messrohr im Messbereich einen anderen Querschnitt aufweist als der Messrohreiniauf und/oder Messrohrauslauf.The present invention relates to a measuring tube of an ultrasonic flow measuring system, which measuring tube has a different cross section in the measuring range than the measuring tube inlet and / or measuring tube outlet.
Ultraschall-Durchflussmessgeräte werden vielfach in der Prozess- und Automatisierungstechnik eingesetzt. Sie erlauben in einfacher Weise, den Volumendurchfluss und/oder Massendurchfluss in einer Rohrleitung zu bestimmen.Ultrasonic flowmeters are widely used in process and automation technology. They allow in a simple way to determine the volume flow and / or mass flow in a pipeline.
Die bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräte arbeiten häufig nach dem Doppieroder nach dem Laufzeitdifferenz-Prinzip.The known ultrasonic flowmeters often work after the Doppieroder after the transit time difference principle.
Beim Laufzeitdifferenz- Prinzip werden die unterschiedlichen Laufzeiten von Ultraschallimpulsen relativ zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit ausgewertet.When Laufzeitdifferenz- principle, the different maturities of ultrasonic pulses are evaluated relative to the flow direction of the liquid.
Hierzu werden Ultraschallimpulse in einem bestimmten Winkel zur Rohrachse sowohl mit als auch entgegen der Strömung gesendet. Aus der Laufzeitdifferenz lässt sich die Fließgeschwindigkeit und damit bei bekanntem Durchmesser des Rohrleitungsabschnitts der Voiumendurchfluss bestimmen.For this purpose, ultrasonic pulses are sent at a certain angle to the pipe axis both with and against the flow. From the transit time difference, the flow rate and thus with known diameter of the pipe section of the Voiumendurchfluss can be determined.
Beim Doppler-Pπnzip werden Ultraschallwellen mit einer bestimmten Frequenz in die Flüssigkeit eingekoppelt und die von der Flüssigkeit reflektierten Ultraschallwellen ausgewertet. Aus der Frequenzverschiebung zwischen den eingekuppelten und reflektierten Wellen lässt sich ebenfalls die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit bestimmen.When Doppler Pπnzip ultrasonic waves are coupled with a certain frequency in the liquid and evaluated by the liquid reflected ultrasonic waves. From the frequency shift between the coupled and reflected waves can also determine the flow rate of the liquid.
Reflexäonen in der Flüssigkeit treten jedoch nur auf, wenn Luftbiäschen oder Verunreinigungen in dieser vorhanden sind, so dass dieses Prinzip hauptsächlich bei verunreinigten Flüssigkeiten Verwendung findet.However, reflexes in the liquid only occur when air bubbles or contaminants are present in it, so that this principle is mainly used in contaminated liquids.
Die Ultraschallwellen werden mit Hilfe so genannter Ultraschallwandler erzeugt bzw. empfangen. Hierfür sind Ultraschaliwandler an der Rohrwandung des betreffenden Rohrleitungsabschnitts fest angebracht. Seit neuerem sind auch Clamp-on- Ultraschall-Durchfiussmesssysteme erhältlich. Bei diesen Systemen werden die Ultraschallwandler nur noch mit einem Spannverschluss an die Rohrwandung gepresst. Derartige Systeme sind z. B. aus der EP 686 255 B1 , US-A 44 84 478 oder US-A 45 98 593 bekannt.The ultrasonic waves are generated or received with the help of so-called ultrasonic transducers. For this purpose, ultrasonic transducers on the pipe wall of the relevant Pipe section firmly attached. More recently, clamp-on ultrasonic flowmeter systems have also been available. In these systems, the ultrasonic transducers are pressed against the pipe wall only with a tension lock. Such systems are for. Example, from EP 686 255 B1, US-A 44 84 478 or US-A 45 98 593 known.
Ein weiteres Ultraschali-DurchfSussmessgerät, das nach dem Laufzeitdifferenz- Prinzip arbeitet, ist aus der US-A 50 52 230 bekannt. Die Laufzeit wird hier mitteis kurzen Ultraschaliimpulsen ermittelt.Another ultrasonic DurchfSussmessgerät, which operates on the transit time difference principle, is known from US-A 50 52 230. The transit time is determined here by means of short ultrasound pulses.
Ein großer Vorteil von Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmesssystemen ist, dass sie das Messmedium nicht berühren und auf eine bereits bestehende Rohrleitung angebracht werden.A big advantage of clamp-on ultrasonic flow measuring systems is that they do not touch the measuring medium and are mounted on an existing pipeline.
Die UitraschaNwandler bestehen normalerweise aus einem piezoelektrischenThe UitraschaNwandler usually consist of a piezoelectric
Element, auch kurz Piezo genannt, und einer Koppelschicht, auch Koppelkeil oder seltener Vorlaufkörper genannt. Die Koppeischicht ist dabei meist aus Kunststoff gefertigt, das piezoelektrische Element besteht in der industriellen Prozessmesstechnik üblicherweise aus einer Piezokeramik. Im piezoelektrischen Element werden die Ultraschallweilen erzeugt und über die Koppelschicht zur Rohrwandung geführt und von dort in die Flüssigkeit geleitet. Da die Schallgeschwindigkeiten in Flüssigkeiten und Kunststoffen unterschiedlich sind, werden die Ultraschallwellen beim Übergang von einem zum anderen Medium gebrochen. Der Brechungswinkel bestimmt sich in erster Näherung nach dem Snell 'sehen Gesetz. Der Brechungswinkel ist somit abhängig von dem Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten in den Medien.Element, also called Piezo for short, and called a coupling layer, also coupling wedge or rare Vorlaufkörper. The Koppeischicht is usually made of plastic, the piezoelectric element is in industrial process measurement usually a piezoceramic. In the piezoelectric element, the ultrasound is sometimes generated and passed over the coupling layer to the pipe wall and passed from there into the liquid. Since the speeds of sound in liquids and plastics are different, the ultrasonic waves are refracted during the transition from one medium to another. The refraction angle is determined to a first approximation according to Snell 's Law. The angle of refraction is thus dependent on the ratio of the propagation velocities in the media.
Zwischen dem piezoelektrischen Element und der Koppelschicht kann eine weitere Koppeischicht angeordnet sein, eine so genannte Anpassungsschicht. Die Anpassungsschicht übernimmt dabei die Funktion der Transmission desBetween the piezoelectric element and the coupling layer, a further Koppeischicht may be arranged, a so-called adaptation layer. The adaptation layer assumes the function of transmission of the
Ultraschallsignals und gleichzeitig die Reduktion einer durch unterschiedliche akustische Impedanzen verursachte Reflektion an Grenzschichten zwischen zwei Materialen. Nun sind auch verschiedene Formen von Messrohren für Ultraschail-Durchfluss- Messsysteme bekannt geworden.Ultrasonic signal and simultaneously the reduction of a caused by different acoustic impedances reflection at interfaces between two materials. Now, various forms of measuring tubes for ultrasonic flow measuring systems have become known.
Die EP 1 826 537 A2 zeigt ein Messrohr mit rechteckigem Rohrquerschnitt. Zwei Uitraschaiiwandler sind auf zwei sich gegenüberstehenden, parallelen Flächen des Messrohrs angebracht oder sie sind zueinander beabstandet auf einer der beiden parallelen Flächen angeordnet, wobei die Ultraschailwandler näherungsweise den gesamten Rohrquerschnitt durchschauen.EP 1 826 537 A2 shows a measuring tube with a rectangular tube cross-section. Two Uitraschaiiwandler are mounted on two opposing parallel surfaces of the measuring tube or they are spaced from each other on one of the two parallel surfaces, said Ultraschallailwandler see through approximately the entire pipe cross-section.
In der DE 10 2006 030 942 A1 ist ebenfalls ein Messrohr mit rechteckigemIn DE 10 2006 030 942 A1 is also a measuring tube with rectangular
Querschnitt dargesteift. Dabei verfügt das Messrohr über einen Messrohreiniauf und einen M essroh rauslauf, welche jeweils eine Querschnittsveränderung von rundem Querschnitt des das Messrohr umgebenden Rohrleitungssystems auf rechteckigen Querschnitt des Messrohrs ermöglichen. Im Messrohreiniauf ist ein zusätzliches Bauelement vorgesehen, welches die Strömung verwirbelt.Cross-section dargesteift. In this case, the measuring tube has a measuring tube inlet and a M essroh outlet, which each allow a cross-sectional change of round cross-section of the pipe surrounding the measuring tube to a rectangular cross-section of the measuring tube. In the measuring tube in an additional component is provided, which swirls the flow.
Die DE 102 49 542 A1 offenbart ein Messrohr für ein Ultraschall-Durchfluss- Messsystem mit zwei Funktionsflächen, auf weichen jeweils ein Uitraschaiiwandler angebracht ist. Die Funktionsflächen sind dabei integraler Bestandteil des Messrohrs. In einer Ausführungsform sind die Funktionsflächen parallel zueinander auf sich gegenüberliegenden Seiten des Messrohrs angebracht. In einer anderen Ausgestaltung wiesen beide Funktionsflächen den näherungsweise gleichen Winke! zu einem gedachten Lot auf die gegenüberliegende Fläche des Messrohrs auf, welche gegenüberliegende Fläche das Ultraschallsignal zwischen den Ultraschallwandlern reflektiert.DE 102 49 542 A1 discloses a measuring tube for an ultrasonic flow measuring system with two functional surfaces, on each of which a Uitraschaiiwandler is attached. The functional surfaces are an integral part of the measuring tube. In one embodiment, the functional surfaces are mounted parallel to each other on opposite sides of the measuring tube. In another embodiment, both functional surfaces had approximately the same hints! to an imaginary solder on the opposite surface of the measuring tube, which opposite surface reflects the ultrasonic signal between the ultrasonic transducers.
Ein weiteres Messrohr mit rechteckigem Querschnitt ist in der EP 1 130 366 A2 gezeigt. Der Uitraschaiiwandler ist dabei gleich der inneren Weite des Messrohrs, wodurch der gesamte Messrohrquerschnitt durchschallt werden kann. Der Querschnitt des Messrohrs verändert sich dabei von einem quadratischen zu einem rechteckigen Querschnitt, wobei die Höhe des Rechtecks höher sein kann als die Höhe des Quadrates und die Breite des Rechtecks wesentlich schmaler ist, als die Breite des Quadrates. Rechteckige Messrohre weisen eine in der Regel stark verlangsamte Strömung in den Winkeln und Ecken der Messrohre auf. Ablagerungen sammein sich dort häufig an.Another measuring tube with a rectangular cross-section is shown in EP 1 130 366 A2. The Uitraschaiiwandler is equal to the inner width of the measuring tube, whereby the entire Meßrohrquerschnitt can be durchschallt. The cross section of the measuring tube changes from a square to a rectangular cross section, wherein the height of the rectangle may be higher than the height of the square and the width of the rectangle is substantially narrower than the width of the square. Rectangular measuring tubes have a generally strongly slowed flow in the corners and corners of the measuring tubes. Deposits accumulate there frequently.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messrohr für ein Ultraschail-Durchfluss- Messsystem bereit zu stellen, welches eine hochgenaue Messung des Durchflusses ermöglich und gleichzeitig sehr kostengünstig herzustellen ist.The object of the invention is to provide a measuring tube for an ultrasonic flow measuring system, which enables a highly accurate measurement of the flow and at the same time is very inexpensive to produce.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Messrohr eines Ultraschall-Durchfluss- Messsystems, weiches Messrohr einen näherungsweise kreisrundenThe problem is solved by a measuring tube of an ultrasonic flow measuring system, soft measuring tube an approximately circular
Messrohreiniauf und einen näherungsweise kreisrunden Messrohrauslauf aufweist, wobei das Messrohr einen Messrohrmättelteil zwischen dem Messrohreiniauf und dem Messrohrauslauf aufweist, welcher Messrohrmittelteil einen Querschnitt aufweist, dessen Breite wesentiich kleiner ist als der Durchmesser des Messrohreinlaufs und/oder der Durchmesser des Messrohrauslaufs und dessen Höhe wesentlich größer ist als der Durchmesser des Messrohreinlaufs und/oder des Messrohrausiaufs, wobei das Messrohr eine erste Funktionsfläche und mindestens eine zweite Funktionsfläche aufweist, an welche Funktionsflächen jeweils mindestens ein Ultraschallwandier akustisch koppeibar ist und welche Funktäonsffächen jeweils einen näherungsweise gleichen Winket α zur Messrohrachse aufweisen.Has Meßrohreiniauf and an approximately circular Meßrohrauslauf, wherein the measuring tube has a Messrohrmättelteil between the Messrohreiniauf and the measuring tube outlet, which Meßrohrmittelteil has a cross section whose width is wesentiich smaller than the diameter of the measuring tube inlet and / or the diameter of the measuring tube and whose height is substantially greater as the diameter of the measuring tube inlet and / or the Meßrohrausiaufs, wherein the measuring tube has a first functional surface and at least a second functional surface to which functional surfaces in each case at least one Ultraschallwandier acoustically Koppeibar and which Funktäonffächen each have an approximately equal Winket α to the measuring tube axis.
Zur Bestimmung sowohl des Durchmessers, als auch der Breite und der Höhe wird jeweils die vom Messrohr umschlossene Fläche herangezogen. Die Maße werden also zwischen den Innenflächen des Messrohrs bestimmt. Die Breite des Messrohrs bezieht sich dabei auf die Breite an der schmälsten Stelle des Messrohrs. Die Höhe hingegen bezieht sich auf die Höhe an der höchsten Stelle des Messrohrs. Besitzt das Messrohr im Messrohrmittelteil eine Achse, verlaufen Höhe und Breite senkrecht zu der Achse des Messrohrmittelteils, wie beim Durchmesser des Messrohreiniauf und Messrohrauslaufs. Die Messrohrachse selbst ist ohne eine existente Achse im Messrohrmitteiteil ais Verbindungslinie zwischen Mittelpunkt des Messrohreiniaufs und dem Mittelpunkt des Messrohrauslaufs zu betrachten. Bevorzugt weist der Messrohrmitteltei! eine Achse auf, welche in der besagten Verbindungslinie zwischen Mittelpunkt des Messrohreinlaufs und Mittelpunkt des Messrohrauslaufs liegt. Die Funktionsflächen befinden sich bevorzugt auf der Außenseite der Messrohrwand. Sie sind zur Aufnahme von Ultraschallwandiem geeignet ausgestaltet. Wird ein UltraschaNsigna! über die Funktionsfläche in die Messrohrwand eingekoppelt, leitet die Messrohrwand das Uftraschallsignal bis auf seine Innenseite. Dort wird es dann in das Messmedium eingekoppeit.To determine both the diameter, as well as the width and the height in each case the area enclosed by the measuring tube surface is used. The dimensions are thus determined between the inner surfaces of the measuring tube. The width of the measuring tube refers to the width at the narrowest point of the measuring tube. The height, however, refers to the height at the highest point of the measuring tube. If the measuring tube has an axis in the middle part of the measuring tube, the height and width are perpendicular to the axis of the measuring tube central part, as in the diameter of the measuring tube inlet and measuring tube outlet. The measuring tube axis itself is to be considered without an existing axis in the measuring tube middle part as a connecting line between the center point of the measuring tube inlet and the center of the measuring tube outlet. Preferably, the Meßrohrmitteltei! an axis which lies in said connecting line between the center of the measuring tube inlet and the center of the measuring tube outlet. The functional surfaces are preferably located on the outside of the measuring tube wall. They are designed to accommodate Ultraschallwandiem suitable. If an ultrasound signal! Coupled via the functional surface into the measuring tube wall, the measuring tube wall conducts the ultrasound signal down to its inside. There it is then coupled into the measuring medium.
in einer ersten Weiterbildung der Erfindung sind die erste Funktionsfläche und die zweite Funktionsfläche planparallel zueinander.In a first development of the invention, the first functional surface and the second functional surface are plane-parallel to one another.
In einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist die erste und/oder zweite Funktionsfläche mindestens so breit, wie das Messrohr an seiner schmälsten Steile. Bevorzugt wird das Messrohr in seinem Messrohrmittelteil mit Ultraschallsignalen durchschaut. Dabei wird besonders vorteilhaft die gesamte Breite des Messrohrmittelteils durchschallt, d.h. die Wellenfrontbreite des abgestrahlten bzw. des sich im Messmedium ausbreitenden Ultraschalisignal entspricht mindestens der Breite des Messrohrs an der schmälsten Steile.In a second embodiment of the solution according to the invention, the first and / or second functional surface is at least as wide as the measuring tube at its narrowest point. Preferably, the measuring tube is seen through in its Meßrohrmittelteil with ultrasonic signals. In this case, the entire width of the middle part of the measuring tube is particularly advantageously penetrated, i. the wavefront width of the emitted or propagating in the measuring medium ultrasonic signal corresponds at least to the width of the measuring tube at the narrowest Steile.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung weist das Messrohr keine Ecken und/oder Kanten auf. Insbesondere sind die Radien des Messrohrs in verschiedenen Ausgestaltungen, je nach Größe des Messrohrs, größer als 0,2mm, insbesondere größer als 0,5mm, insbesondere größer als 1 mm, insbesondere größer als 2mm. Bevorzugt sind die Radien einer Ausgestaltung des Messrohrs zufolge kleiner als 5mm. Eine Variante des Messrohrs weist dementsprechend keine Ecken auf. Bei einem weitergebildeten Messrohr wird zusätzlich auf Kanten verzichtet. Eine stetige Änderung des Querschnitts des Messrohrs vom Messrohreinlauf bis zum Messrohrmittelteil ist die Folge.In a further embodiment of the solution according to the invention, the measuring tube has no corners and / or edges. In particular, the radii of the measuring tube in various configurations, depending on the size of the measuring tube, greater than 0.2 mm, in particular greater than 0.5 mm, in particular greater than 1 mm, in particular greater than 2mm. The radii of one embodiment of the measuring tube are preferably smaller than 5 mm. A variant of the measuring tube accordingly has no corners. In a refined measuring tube is additionally dispensed edges. A constant change in the cross section of the measuring tube from the measuring tube inlet to the measuring tube middle part is the result.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Messrohr aus einem metallischen und im Wesentlichen geraden Rohr mit näherungsweise kreisförmigem Querschnitt durch Umformen herstellbar. Metaliische Messrohre dieser Gesatlt sind natürlich auch über Urformverfahren wie z.B. Gießen herstellbar. Jedoch sind Umformverfahren, die das vorher im Wesentlichen gerade Messrohr plastisch Verformen, wie z.B. Hydroformen oder Tiefziehen, bevorzugt. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs ist das Messrohr aus einem Polymer durch Urformen herstellbar. Jedoch sind nicht nur Polymere, sondern vor allem auch faserverstärkte Kunststoffe oder Verbundmaterialien bevorzugt.In a further embodiment of the invention, the measuring tube is produced from a metallic and substantially straight tube with an approximately circular cross-section by forming. Of course, metallic tubes of this kind can also be produced by primary shaping methods such as casting. However, forming methods that plastically deform the previously substantially straight measuring tube, such as hydroforming or deep drawing, are preferred. According to an advantageous development of the measuring tube according to the invention, the measuring tube can be produced from a polymer by primary shaping. However, not only polymers, but especially fiber reinforced plastics or composites are preferred.
Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs ist darin zu sehen, dass das Messrohr einstückig ausgebildet ist. Dabei muss das Messrohr nicht unbedingt durch Urformen hergestellt sein, also monolithisch sein. Auch ein Messrohr, welches zunächst durch Biegen eines flachen Blechs mit anschließendem Längsnahtschweißen hergestellt wird und anschließend einen Umformprozess durchläuft, ist als einstückig zu betrachten. Dagegen ist ein aus zwei Halbschalen, welche z.B. durch Tiefziehen ihre endgültige Form erhalten haben, zusammengeschweißtes Messrohr als nicht einstückig zu betrachten.A very advantageous development of the measuring tube according to the invention can be seen in that the measuring tube is integrally formed. In this case, the measuring tube does not necessarily have to be produced by prototyping, ie to be monolithic. Also, a measuring tube, which is first produced by bending a flat sheet with subsequent longitudinal seam welding and then undergoes a forming process, is to be regarded as one piece. In contrast, one of two half shells, which is e.g. have been given their final shape by deep drawing, to consider welded measuring tube as non-integral.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs schlägt vor, dass der Messrohreinlauf und der Messrohrauslauf die im Wesentlichen gleiche Querschnittsfläche aufweisen. Eine weitere Ausgestaltung sieht für den Messrohrmittelteil und den Messrohreinlauf und/oder den Messrohrausfauf die näherungsweise gleiche Querschnittsfläche vor.An advantageous development of the measuring tube according to the invention suggests that the measuring tube inlet and the measuring tube outlet have substantially the same cross-sectional area. A further embodiment provides for the measuring tube middle part and the measuring tube inlet and / or the measuring tube outlet the approximately same cross-sectional area.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs sieht vor, dass der Umfang des Messrohrmittelteils näherungsweise gleich dem Umfang des Messrohreinlaufs und/oder des Messroh rauslaufs ist.A further advantageous development of the measuring tube according to the invention provides that the circumference of the measuring tube central part is approximately equal to the circumference of the measuring tube inlet and / or the measuring tube outlet.
Bei einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Messrohr vomIn a very advantageous embodiment of the invention, the measuring tube from
Messrohreinlauf bis zum Messrohrauslauf im Wesentlichen symmetrisch ausgestaltet. Der Aufbau des Messrohrs weist entsprechend mindestens eine Symmetrieebene, eine Symmetrieachse und/oder einen Symmetriepunkt auf.Measuring tube inlet designed essentially symmetrically up to the measuring tube outlet. The structure of the measuring tube accordingly has at least one plane of symmetry, an axis of symmetry and / or a point of symmetry.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung weist dagegen asymmetrische Ein- und/oder Auslaufregionen auf. Ein- und Auslaufregionen sind die Regionen des Messrohrs zwischen Messrohreinlauf und Messroh rmättelteil respektive Messrohrmittelteil und Messrohrauslauf. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung wird vorgeschlagen, dass das Messrohr im Messrohrmittelteil zwei im Wesentlichen planparallele Seitenflächen aufweist, welche ihrerseits die Breite des Messrohrs festlegen. Die Seitenflächen des Messrohrs sind bevorzugt an der schmälsten Stelle des Messrohrs, also an der Stelle des Messrohrs mit der geringsten Breite, pianparallel.A further embodiment of the invention, however, has asymmetrical inlet and / or outlet regions. Inlet and outlet regions are the regions of the measuring tube between the measuring tube inlet and the measuring tube middle part or measuring tube middle part and measuring tube outlet. According to an advantageous development of the solution according to the invention, it is proposed that the measuring tube in the measuring tube middle part has two substantially plane-parallel side surfaces, which in turn define the width of the measuring tube. The side surfaces of the measuring tube are preferably at the narrowest point of the measuring tube, ie at the location of the measuring tube with the smallest width, pianparallel.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs besteht darin, dass der Querschnitt des Messrohrmittelteils im Wesentlichen die Form einer Doppelkeule aufweist. Eine Doppelkeule besitzt die Form zweier, mit ihren dünnen Enden auf einander stehenden Keulen. Sie nimmt die Form einer Sanduhr an. Doppelkeulen sind ebenfalls bekannt aus der Quantenmechanik. So bildet beispielsweise das p-Orbitaimodeli eine Doppelkeule.An advantageous development of the measuring tube according to the invention consists in that the cross-section of the measuring tube central part essentially has the shape of a double lobe. A double club has the form of two, with their thin ends on each other standing clubs. It takes the form of an hourglass. Double lobes are also known from quantum mechanics. For example, the p-orbital model forms a double lobe.
Gemäß einer weitergebildeten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Messrohrs weist die Innenseite des Messrohrs zumindest bereichsweise im Wesentlichen strömungsparaflele Riefen in der Messrohrwand auf. Die Riefen bieten einerseits den positiven Effekt der Strömungsführung im Messrohr, andererseits dienen sie zur Stabilität des Messrohrs, um Verformungen zu reduzieren. Ist ein Messrohr z.B. mittels eines Umformprozesses hergestellt, können die Riefen nicht nur auf der Innenseite, sondern auch auf der Außenseite des Messrohrs verlaufen. Die Messrohrwand ist somit gewellt. Eine andere Variante stellen einseitige und/oder doppelseitige Rippen in der Messrohrwand dar. Riefen erden dabei eher als Ausnehmungen, Rippen als Ausstülpungen verstanden. Bei einem beschriebenen Messrohr mit gewellter Messrohrwand sind Riefen entsprechend gleichbedeutend mit Rippen.According to a further developed embodiment of the measuring tube according to the invention, the inside of the measuring tube has, at least in some areas, essentially flow-parallel grooves in the measuring tube wall. The grooves on the one hand offer the positive effect of the flow guidance in the measuring tube, on the other hand they serve for the stability of the measuring tube in order to reduce deformations. If a measuring tube is e.g. produced by a forming process, the grooves can not only run on the inside, but also on the outside of the measuring tube. The measuring tube wall is thus corrugated. Another variant represent one-sided and / or double-sided ribs in the measuring tube wall. Ridges earth rather understood as recesses, ribs as protuberances. In a described measuring tube with corrugated measuring tube wall grooves are correspondingly synonymous with ribs.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Messrohr mindestens eine topfförmige Einbuchtung auf, wobei die Bodenfläche der topfförmigen Einbuchtung der ersten Funktionsfläche und/oder der zweitenAccording to a very advantageous development of the invention, the measuring tube has at least one cup-shaped indentation, wherein the bottom surface of the cup-shaped indentation of the first functional surface and / or the second
Funktionsfläche entspricht. Die topfförmigen Einbuchtungen sind zur Aufnahme mindestens eines Ultraschaflwandlers auslegbar. Das Sensorgehäuse ist somit bereits in das Messrohr integriert, wobei es zu unterscheiden gilt zwischen eänstückigem Messrohr mit topfförmiger Einbuchtung und eingeklebten oder z.B. mittels Laser eingeschweißten Töpfchen zur Aufnahme der Ultraschaüwandler. Existieren zwei topfförmige Einbuchtungen, so wird die Bodenfläche der ersten Einbuchtung von der ersten Funktionsfläche gebildet und die Bodenfläche der zweiten Einbuchtung von der zweiten Funktionsfläche.Functional area corresponds. The cup-shaped indentations are interpretable for receiving at least one ultrasonic converter. The sensor housing is thus already integrated into the measuring tube, where it is necessary to distinguish between eänstückigem measuring tube with cup-shaped recess and glued or eg Laser-welded potty for receiving the Ultraschallaüwandler. If two cup-shaped indentations exist, the bottom surface of the first indentation is formed by the first functional surface and the bottom surface of the second indentation by the second functional surface.
In einer Weiterbildung der vorherigen Ausgestaltung des Messrohrs ist die topfförmige Einbuchtung von einer schalldämpfenden Verschlussmasse verschließbar und/oder die topfförmige Einbuchtung steht über schalldämpfende Schikanen mit dem Messrohr in Verbindung. Dabei ist das Messrohr mit der topfförmigen Einbuchtung bevorzugt einstückig ausgebildet. Die Messrohrwand weist somit selbst im Bereich der topfförmigen Einbuchtung schalldämpfende Schikanen auf. Die schalldämpfende Verschlussmasse hingegen wird vorteilhaft nach Einsetzen des Uitraschallwandlers in die topfförmige Einbuchtung eingebracht und bevorzugt mit dem Messrohr formschiüssig, womit sie nicht integraler Bestandteil des Messrohrs ist, oder Stoffschlüssig verbunden, z.B. durch Kleben. Die schalldämpfende Verschlussmasse weist dafür vorteilhaft Mittel zur Kabeldurchführung auf.In a development of the previous embodiment of the measuring tube, the cup-shaped indentation of a sound-absorbing sealing compound is closed and / or the cup-shaped recess is connected via sound-absorbing baffles with the measuring tube in combination. In this case, the measuring tube is preferably integrally formed with the cup-shaped indentation. The measuring tube wall thus has sound-damping baffles even in the area of the cup-shaped indentation. By contrast, the sound-absorbing sealing compound is advantageously introduced into the pot-shaped indentation after insertion of the Uitraschallwandlers and preferably with the measuring tube formschiüssig, so that it is not an integral part of the measuring tube, or cohesively connected, e.g. by gluing. The sound-absorbing sealing compound advantageously has means for cable feedthrough.
Weiterhin wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch ein Messsystem zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums durch ein Messrohr welches Ultraschall-Durchfluss-Messsystem mindestens einen Ultraschallwandler und mindestens eine Regel-/Auswerteeinheit aufweist, welche Regei-/Auswerteeinheit anhand der Messsignale bzw. anhand von Messdaten, welche aus den Messsignalen abgeleitet sind, den Volumen- und/oder den Massenstrom des in dem Messrohr strömenden Messmediums ermittelt, wobei der Ultraschallwandler mindestens ein eiektromechanisches Wandlerelement aufweist, welches Ultraschallsignale sendet und/oder empfängt, wobei das Messrohr einen näherungsweise kreisrunden Messrohreinlauf und einen näherungsweise kreisrunden Messrohrauslauf aufweist, wobei das Messrohr einen Messrohrmittelteil zwischen dem Messrohreiniauf und dem Messrohrauslauf aufweist, welcherFurthermore, the object underlying the invention is achieved by a measuring system for determining and / or monitoring the flow of a measuring medium through a measuring tube which ultrasonic flow measuring system comprises at least one ultrasonic transducer and at least one control / evaluation, which control / evaluation unit based on Measuring signals or based on measurement data, which are derived from the measurement signals, the volume and / or mass flow of the measuring medium flowing in the measuring tube determined, the ultrasonic transducer has at least one eiektromechanisches transducer element which transmits and / or receives ultrasonic signals, wherein the measuring tube an approximately circular measuring tube inlet and an approximately circular measuring tube outlet, wherein the measuring tube has a Meßrohrhreteil between the Messrohreiniauf and the measuring tube outlet, which
Messrohrmittelteil einen Querschnitt aufweist, dessen Breite wesentlich kleiner ist als der Durchmesser des Messrohreinlaufs und/oder des Messrohrauslaufs und dessen Höhe wesentlich größer ist als der Durchmesser des Messrohreinlaufs und/oder des Messrohrauslaufs, wobei das Messrohr eine erste Funktionsfläche und mindestens eine zweite Funktionsfläche aufweist, an weiche Funktionsfiächen jeweils mindestens ein Ultraschallwandier akustisch koppelbar ist und welche Funktionsflächen jeweils einen näherungsweise gleichen Winkel α zur Messrohrachse aufweisen.Measuring tube middle part has a cross section whose width is substantially smaller than the diameter of the measuring tube inlet and / or the measuring tube and whose height is substantially greater than the diameter of the measuring tube inlet and / or the measuring tube, wherein the measuring tube has a first functional surface and at least a second functional surface has, on soft Funktionsfiächen each at least one Ultraschallwandier is acoustically coupled and which functional surfaces each have an approximately equal angle α to the measuring tube axis.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Messsystems ergeben sich aus den erfindungsgemäßen Weiterbildungen des Messrohrs.Further embodiments of the measuring system according to the invention will become apparent from the developments of the measuring tube according to the invention.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Messrohr mit zwei topfförmigen Einbuchtungen im Längsschnitt, Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Messrohr mit einem doppelkeulenförmigenThe invention will be explained in more detail with reference to the following figures. 1 shows a measuring tube according to the invention with two cup-shaped recesses in longitudinal section, FIG. 2 shows a measuring tube according to the invention with a double-lobe-shaped measuring tube
Querschnitt des Messrohrmittelteils in perspektivischer Darstellung, Fig. 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Messrohr mit gewellten Messrohrseitenflächen und vier Ultraschailwandlern in perspektivischer Darstellung.3 shows a measuring tube according to the invention with corrugated measuring tube side surfaces and four ultrasonic transducers in a perspective illustration.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes Messrohr 3 mit zwei topfförmigen Einbuchtungen 23 im Längsschnitt dargestellt. Das Messrohr 3 verfügt über einen Messrohreinlauf 7 und einen Messrohrauslauf 8 mit näherungsweäse gleichen Querschnitten und einem Messrohrmittelteäl 9 zwischen Messrohreinlauf 7 und Messrohrauslauf 8. Die Verbindungslinie zwischen dem Mittelpunkt des näherungsweise kreisrunden Messrohreinlaufs 7 und des näherungsweise kreisrunden Messrohrauslaufs 8 ist gleichzeitig die Messrohrachse 12. Das Messrohr 3 ist zwar nicht symmetrisch zu seiner Messrohrachse 12, jedoch punktsymmetrisch zu dem Schwerpunkt des Querschnitts 15 des Messrohrmittelteils 9, welcher auf der Messrohrachse 12 liegt. Die Höhe 17 des Messrohrmittelteils 9 ist wesentlich größer als die Durchmesser 13, 14 des Messrohreinlaufs 7 und des Messrohrauslaufs 8. Auch die Breite des Messrohrmittelteils 9 ist wesentlich kleiner ist als der Durchmesser 13 des Messrohreinlaufs 7 und der Durchmesser 14 des Messrohrauslaufs 8, was jedoch in diesem Längsschnitt naturgemäß nicht dargestellt ist. In dieser Gestalt ist das Messrohr 3 mit den topfförmigen Einbuchtungen 23 und den schalldämpfenden Schikanen 26 einstückig durch Umformen eines vormals geraden Rohrs, z.B. mittels Verfahren des Hydroforming, herstellbar. Das Messrohr 3 weist keine scharfen Ecken und Kanten auf. Alle eckenähniichen und kantenähnlichen Stellen sind abgerundet bzw. weisen Radien auf. Durch diese Technik ist es möglich, eine kontinuierliche und gleichzeitige Querschnittsveränderung sowohl in Breite als auch in der Höhe des Messrohrquerschnitts zu erreichen.In Fig. 1, an inventive measuring tube 3 is shown with two cup-shaped indentations 23 in longitudinal section. The measuring tube 3 has a measuring tube inlet 7 and a measuring tube outlet 8 with approximately identical cross sections and a Meßrohrmittelteäl 9 between the measuring tube inlet 7 and measuring tube outlet 8. The connecting line between the center of the approximately circular measuring tube inlet 7 and the approximately circular measuring tube outlet 8 is at the same time the measuring tube 12. Das Although the measuring tube 3 is not symmetrical with respect to its measuring tube axis 12, it is point-symmetrical with respect to the center of gravity of the cross section 15 of the measuring tube central part 9 which lies on the measuring tube axis 12. The height 17 of the Meßrohrmittelteils 9 is substantially larger than the diameter 13, 14 of the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8. Also, the width of the Meßrohrmittelteils 9 is substantially smaller than the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 and the diameter 14 of the measuring tube outlet 8, but what naturally not shown in this longitudinal section. In this form, the measuring tube 3 with the cup-shaped indentations 23 and the sound-damping baffles 26 in one piece by forming a previously straight pipe, for example by means of hydroforming, can be produced. The measuring tube 3 has no sharp corners and edges. All corner-like and edge-like places are rounded or have radii. By this technique, it is possible to achieve a continuous and simultaneous cross-sectional change both in width and in the height of the Meßrohrquerschnitts.
Jeweils ein elektromechanisches Wandlerelement 2 ist in jeweils einer topfförmigen Einbuchtung 23 platziert. Es liegt auf der jeweiligen Bodenfläche 24 der topfförmigen Einbuchtung 23 auf und ist mit dieser verbunden. Die Bodenflächen 24 der topfförmigen Einbuchtungen 23 dienen als Funktionsflächen 10, 11 , mit welchen die elektromechanischen Wandlerelemente 5 akustisch gekoppelt sind. Die Bodenflächen 24 der topfförmigen Einbuchtungen 23 respektive die Funktionsflächen 10 und 11 stehen dabei in einem Winkel α auf der Messrohrachse 12. In dieser Ausgestaltung der Erfindung sind die Funktionsflächen 10 und 11 planparallel zueinander.In each case, an electromechanical transducer element 2 is placed in each case a cup-shaped recess 23. It rests on the respective bottom surface 24 of the cup-shaped recess 23 and is connected thereto. The bottom surfaces 24 of the cup-shaped recesses 23 serve as functional surfaces 10, 11, with which the electromechanical transducer elements 5 are acoustically coupled. The bottom surfaces 24 of the cup-shaped recesses 23 and the functional surfaces 10 and 11 are at an angle α on the measuring tube axis 12. In this embodiment of the invention, the functional surfaces 10 and 11 are plane-parallel to each other.
Die Bodenflächen 24 der topfförmigen Einbuchtungen 23 haben einen näherungsweise kreisrunden Querschnitt. Im Wesentlichen senkrecht dazu stehen die circulären Wände der topfförmigen Einbuchtungen 23. Über die schalldämpfenden Schikanen 26 sind die topfförmigen Einbuchtungen 23 des Messrohrs 3 mit der Messrohrwand 21 einstückig verbunden, d.h. die schalldämpfenden Schikanen 26 und die topfförmigen Einbuchtungen 23 sind Teil der Messrohrwand 21. Die schalldämpfenden Schikanen 26 können dabei z.B. die Form eines Faltenbalgs bzw. Membran- oder Wellbalgs oder, wie hier gezeigt, mit kreisförmig ausgebildeten, konzentrisch angeordneten Sicken oder Wellen annehmen. Zusätzlich zu den schalldämpfenden Schikanen 26 weist ein Ultraschallwandler 2 eine schalldämpfende Verschlussmasse 25 in der topfförmigen Einbuchtung 23 auf, welche die topfförmige Einbuchtung 23 nach außen verschließt. Eine Kabeldurchführung zur Kontaktierung des Ultraschallwandlers und zu dessen Verbindung mit einer nicht dargestellten Regel-/Auswerteeinheit wurde der Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt.The bottom surfaces 24 of the cup-shaped recesses 23 have an approximately circular cross-section. The circular walls of the cup-shaped indentations 23 are substantially perpendicular thereto. The cup-shaped indentations 23 of the measuring tube 3 are connected in one piece to the measuring tube wall 21 via the sound-absorbing baffles 26, i. the sound-absorbing baffles 26 and the cup-shaped indentations 23 are part of the measuring tube wall 21. The sound-absorbing baffles 26 may be e.g. take the form of a bellows or diaphragm or bellows or, as shown here, with circular, concentrically arranged beads or waves. In addition to the sound-damping baffles 26, an ultrasonic transducer 2 has a sound-absorbing sealing compound 25 in the cup-shaped recess 23, which closes the cup-shaped indentation 23 to the outside. A cable bushing for contacting the ultrasonic transducer and its connection to a control / evaluation unit, not shown, has not been shown for the sake of clarity.
Zusammen mit den dargestellten Ultraschallwandiern 2 könnte das Messrohr 3 als inline-Ultraschall-Durchfluss-Messsystem 1 aufgefasst werden, jedoch ohne die aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellte Regel-/Auswerteeinheit. Fig. 2 offenbart ein erfindungsgemäßes Messrohr 3 mit einem näherungsweise kreisrunden Messrohreinlauf 7 und einem näherungsweise kreisrunden Messrohrausiauf 8 und einem Messrohrmittelteil 9 zwischen dem Messrohreinlauf 7 und dem Messrohrausiauf 8. Das Messrohrmitteitei! 9 weist einen Querschnitt 15 in Form einer Doppelkeule auf, dessen Breite wesentlich kleiner ist a!s der Durchmesser 13 des Messrohreinlaufs 7 und der Durchmesser des Messrohrauslaufs 8 und dessen Höhe wesentlich größer ist als der Durchmesser 13 des Messrohreinlaufs 7 und des Messrohrauslaufs 8. Das gezeigte Messrohr weist insgesamt vier Funktionsflächen 10, 11 , 27, 28 auf, an welche jeweils mindestens ein Uitraschailwandler akustisch koppelbar ist und welche Funktionsflächen 10, 11 , 27, 28 jeweils einen näherungsweise gleichen Winkel zur nicht dargestellten Messrohrachse aufweisen, wobei die Funktionsflächen 10 und 11 und die Funktionsflächen 27 und 28 dabei paarweise planparaliel zueinander sind.Together with the illustrated Ultraschallwandiern 2, the measuring tube 3 could be considered as inline ultrasonic flow measuring system 1, but without the control / evaluation unit, not shown for reasons of clarity. Fig. 2 discloses an inventive measuring tube 3 with an approximately circular measuring tube inlet 7 and an approximately circular Meßrohrausiauf 8 and a Meßrohrmittelteil 9 between the measuring tube inlet 7 and the Messrohrausiauf 8. The Messrohrmitteitei! 9 has a cross-section 15 in the form of a double lobe whose width is substantially smaller than the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 and the diameter of the measuring tube outlet 8 and whose height is substantially greater than the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8. Das shown measuring tube has a total of four functional surfaces 10, 11, 27, 28, to which at least one Uitraschailwandler is acoustically coupled and which functional surfaces 10, 11, 27, 28 each have an approximately equal angle to the measuring tube axis, not shown, wherein the functional surfaces 10 and 11 and the functional surfaces 27 and 28 are in pairs planparaliel each other.
Das Messrohr 3 weist weiterhin zwei im Wesentlichen planparallele Seitenflächen 18 aufweist, welche ihrerseits die Breite des Messrohrs 3 festlegen. Durch die gewählte Darstellung des Messrohrs 3 ist leider nur eine der beiden Seiteflächen 18 zu sehen. Weiterhin ist weder die Breite noch die Höhe des Messrohrs 3 zu sehen, da diese innerhalb des Messrohrs 3 zwischen dessen Innenseiten bestehen und hier das Messrohr perspektivisch von außen dargestellt ist. Ebenfalls nur zu erahnen ist, dass der Messrohreinlauf 7 und der Messrohrausiauf 8 die im Wesentlichen gleiche Querschnittsfläche aufweisen. Der symmetrische Aufbau des Messrohrs 3 ist jedoch sehr deutlich.The measuring tube 3 also has two substantially plane-parallel side surfaces 18, which in turn define the width of the measuring tube 3. Due to the selected representation of the measuring tube 3, unfortunately, only one of the two side surfaces 18 can be seen. Furthermore, neither the width nor the height of the measuring tube 3 can be seen, since they exist within the measuring tube 3 between its inner sides and here the measuring tube is shown in perspective from the outside. It can also only be guessed that the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8 have the substantially same cross-sectional area. However, the symmetrical structure of the measuring tube 3 is very clear.
Der Messrohrmittelteil 9 des Messrohrs 3 im Ausführungsbeispiel ist näherungsweise gleich dem Umfang des Messrohreinlaufs 7 und dem Umfang des Messrohrauslaufs 8. Dabei werden ebenfalls die Inneren Querschnitte herangezogen. Also der Querschnitt 15 des Messrohrmittelteils 9 hat den näherungsweise gleichen Umfang wie der vom Durchmesser 13 des Messrohreinlaufs 7 aufgespannte Querschnitt des Messrohreinlaufs. Entsprechendes gilt erfindungsgemäß für den Messrohrausiauf. Das Messrohr 3 wird bevorzugt aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt, also in einem Urform-Verfahren hergestellt. Fig. 3 zeigt ein Ultraschail-Durchfluss-Messsystem 1 mit einem Messrohr 3 mit gewellten Messrohrseitenflächen 18 und vier Ultraschallwandiern 2. Die seitlichen Messrohrwände 21 , welche die Seitenflächen 18 des Messrohrs 3 bilden, weisen Riefen 22 sowohl auf der Innenseite 19 als auch auf der Außenseite 20 des Messrohrs 3 auf. Die Riefen 22 auf der Innenseite 19, a!so auf der dem Messmedium 4 zugewandten Seitenfläche 18 des Messrohrs 3 verlaufen dabei im Wesentlichen in Strömungsrichtung des Messmediums 4 im Messrohr 3. Die gewellten Seitenflächen 18 bzw. Messrohrwände 21 verleihen dem Messrohr 3 eine höhere mechanische Stabilität Die vier sich gegenüberstehenden Ultraschailwandler 2 sind auf das Messrohr 3 von außen, also auf die Außenseite 20 des Messrohrs 3, aufgesetzt. Es handelt sich dennoch nicht um ein Clamp-On-Messsystem, da die Ultraschallwandler 2 nicht auf eine bestehende Rohrleitung, sondern auf ein eigens dafür gestaltetes Messrohr 3 angebracht sind.The measuring tube central part 9 of the measuring tube 3 in the exemplary embodiment is approximately equal to the circumference of the measuring tube inlet 7 and the circumference of the measuring tube outlet 8. Here, the internal cross sections are also used. Thus, the cross section 15 of the Meßrohrmittelteils 9 has approximately the same circumference as the diameter 13 of the measuring tube inlet 7 spanned cross-section of the measuring tube inlet. The same applies according to the invention for Messrohrausiauf. The measuring tube 3 is preferably made of a fiber-reinforced plastic, that is produced in a prototype method. 3 shows an ultrasound flow measuring system 1 with a measuring tube 3 with waved measuring tube side surfaces 18 and four ultrasonic walling 2. The lateral measuring tube walls 21, which form the side surfaces 18 of the measuring tube 3, have grooves 22 both on the inside 19 and on the Outside 20 of the measuring tube 3 on. The grooves 22 on the inside 19, a! On the side facing the measuring medium 4 side surface 18 of the measuring tube 3 thereby extend substantially in the flow direction of the measuring medium 4 in the measuring tube 3. The corrugated side surfaces 18 and measuring tube walls 21 give the measuring tube 3 a higher mechanical Stability The four opposing ultrasonic transducers 2 are placed on the measuring tube 3 from the outside, that is to say on the outer side 20 of the measuring tube 3. However, it is not a clamp-on measuring system, since the ultrasonic transducers 2 are not mounted on an existing pipeline, but on a specially designed measuring tube 3.
Die Ultraschallwandler 2 stehen mit insgesamt vier Funktionsflächen 10, 11 , 27, 28 des Messrohrs 3 in Verbindung. Dabei schließen alle vier Funktionsflächen 10, 11 , 27, 28 näherungsweise den gleichen Winkel α zur Messrohrachse ein. Die Funktionsflächen 10 und 11 und die Funktionsflächen 27 und 28 sind dabei paarweise planparaüel.The ultrasonic transducers 2 are connected to a total of four functional surfaces 10, 11, 27, 28 of the measuring tube 3 in combination. In this case, close all four functional surfaces 10, 11, 27, 28 approximately the same angle α to the measuring tube axis. The functional surfaces 10 and 11 and the functional surfaces 27 and 28 are pairwise planparaüel.
Die Durchmesser 13, 14 und damit die Querschnittsflächen des näherungsweise kreisrunden Messrohreinlaufs 7 und des näherungsweise kreisrunden Messrohrauslaufs 8 sind im Wesentlichen gleich groß. Die Breite 16 des Messrohrmittelteils 9 an der schmälsten Stelle des Messrohrmittelteils 9 ist vergleichsweise zu den Durchmessern 13, 14 des Messrohreinlaufs 7 und des Messrohrauslaufs 8 kleiner. Gleichermaßen ist die Höhe 17 des Messrohrs 3 am höchsten Teil des Messrohrmittelteils 9 größer als die genannten Durchmesser 13, 14.The diameters 13, 14 and thus the cross-sectional areas of the approximately circular measuring tube inlet 7 and the approximately circular measuring tube outlet 8 are essentially the same size. The width 16 of the measuring tube middle part 9 at the narrowest point of the measuring tube central part 9 is smaller compared to the diameters 13, 14 of the measuring tube inlet 7 and the measuring tube outlet 8. Similarly, the height 17 of the measuring tube 3 at the highest part of the Meßrohrmittelteils 9 is greater than the said diameter 13, 14th
Auch dieses Messrohr 3 mit den Riefen 22 in der Messrohrwand 21 weist keineAlso, this measuring tube 3 with the grooves 22 in the measuring tube 21 has no
Ecken und keine Kanten auf der Innenseite des Messrohrs 3, also dem Messmedium berührenden Teil des Messrohrs 3, auf. Es ist einstückig durch Umformen herstellbar und symmetrisch aufgebaut. BezugszeichenlisteCorners and no edges on the inside of the measuring tube 3, so the measuring medium contacting part of the measuring tube 3, on. It is integrally manufactured by forming and symmetrical. LIST OF REFERENCE NUMBERS
I Ultraschall-Durchfluss-Messsystem 2 UitraschallwandierI Ultrasonic flow measuring system 2 Uitraschallwandier
3 Messrohr3 measuring tube
4 Messmedium4 measuring medium
5 Elektromechanisches Wandlerelement5 Electromechanical transducer element
6 Regel-/Auswerteeinheit 7 Messrohreinlauf6 Control / evaluation unit 7 Flow tube inlet
8 Messrohrauslauf8 measuring tube outlet
9 Messrohrmittelteil9 measuring tube middle part
10 Erste Funktionsfläche10 first functional area
I 1 Zweite Funktionsfläche 12 MessrohrachseI 1 Second functional area 12 Measuring tube axis
13 Durchmesser des Messrohreinlaufs13 Diameter of the measuring tube inlet
14 Durchmesser des Messrohrauslaufs14 Diameter of measuring tube outlet
15 Querschnitt des Messrohrmittelteiis15 Cross section of the measuring tube middle part
16 Breite des Messrohrmittelteils 17 Höhe des Messrohrmittelteils16 Width of the measuring tube central part 17 Height of the middle part of the measuring tube
18 Seitenflächen des Messrohrs18 side surfaces of the measuring tube
19 Innenseite des Messrohrs19 Inside of the measuring tube
20 Außenseite des Messrohrs20 Outside of the measuring tube
21 Messrohrwand 22 Riefen in der Messrohrwand21 Measuring tube wall 22 grooves in the measuring tube wall
23 Topfförmige Einbuchtung23 Pot-shaped indentation
24 Bodenfläche der topfförmigen Einbuchtung24 bottom surface of the cup-shaped indentation
25 Verschlussmasse25 sealing compound
26 Schalldämpfende Schikanen 27 Dritte FunktionsfJäche26 Sound-absorbing baffles 27 Third-party function
28 Vierte Funktionsfläche 28 Fourth functional area

Claims

Patentansprüche claims
1. Messrohr (3) eines Ultraschall-DurchfJuss-Messsystems (1 ), welches Messrohr (3) einen näherungsweise kreisrunden Messrohreinlaυf (7) und einen näherungsweise kreisrunden Messrohrauslauf (8) aufweist, wobei das Messrohr (3) einen Messrohrmittelteil (9) zwischen dem Messrohreinlauf (7) und dem Messrohrauslauf (8) aufweist, welcher Messrohrmittelteil (9) einen Querschnitt (15) aufweist, dessen Breite (16) wesentlich kleiner ist als der Durchmesser (13) des Messrohreinlaufs (7) und/oder der Durchmesser (14) des Messrohrausiaufs (8) und dessen Höhe (17) wesentlich größer ist als der Durchmesser (13) des Messrohreinlaufs (7) und/oder des Messrohrausiaufs (8), wobei das Messrohr (3) eine erste Funktionsfläche (10) und mindestens eine zweite Funktionsfläche (11 ) aufweist, an welche Funktionsflächen (10, 11 ) jeweils mindestens ein Uitraschailwandler (2) akustisch koppeibar ist und welche Funktionsflächen (10, 11 ) jeweils einen näherungsweise gleichen Winkel α zur Messrohrachse (12) aufweisen.1. Measuring tube (3) of an ultrasonic flow measuring system (1), which measuring tube (3) has an approximately circular measuring tube inlet (7) and an approximately circular measuring tube outlet (8), wherein the measuring tube (3) has a measuring tube central part (9) between the measuring tube inlet (7) and the measuring tube outlet (8), which Meßrohrmittelteil (9) has a cross section (15) whose width (16) is substantially smaller than the diameter (13) of the measuring tube inlet (7) and / or the diameter ( 14) of the Meßrohrausiaufs (8) and its height (17) is substantially greater than the diameter (13) of the measuring tube inlet (7) and / or Messrohrausiaufs (8), wherein the measuring tube (3) has a first functional surface (10) and at least a second functional surface (11), to which functional surfaces (10, 11) at least one Uitraschailwandler (2) is acoustically Koppeibar and which functional surfaces (10, 11) each have an approximately equal angle α to Meßrohrachs e (12).
2. Messrohr (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funktionsfläche (10) und die zweite Funktionsfläche (11 ) planparaliel zueinander sind.2. measuring tube (3) according to claim 1, characterized in that the first functional surface (10) and the second functional surface (11) are parallel to each other planparaliel.
3. Messrohr (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) keine Ecken und/oder Kanten aufweist.3. measuring tube (3) according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring tube (3) has no corners and / or edges.
4. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) aus einem metallischen und im Wesentlichen geraden4. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring tube (3) consists of a metallic and substantially straight
Rohr mit näherungsweise kreisförmigem Querschnitt durch Umformen herstellbar ist.Tube with approximately circular cross-section can be produced by forming.
5. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) aus einem Polymer durch Urformen herstellbar ist.5. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring tube (3) can be produced from a polymer by prototyping.
6. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) einstückig ausgebildet ist.6. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring tube (3) is integrally formed.
7. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Messrohreäniauf (7) und der Messrohrauslauf (8) die im Wesentlichen gleiche Querschnittsfläche aufweisen.7. Measuring tube (3) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the measuring tube tube (7) and the measuring tube outlet (8) have the substantially same cross-sectional area.
8. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang des Messrohrmittelteils (9) näherungsweise gleich dem8. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the circumference of the Meßrohrmittelteils (9) approximately equal to the
Umfang des Messrohreinlaufs (7) und/oder des Messrohrauslaufs (8) ist.Scope of the measuring tube inlet (7) and / or the measuring tube outlet (8) is.
9. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) vom Messrohreinlauf (7) bis zum Messrohrauslauf (8) im Wesentlichen symmetrisch ausgestaltet ist.9. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the measuring tube (3) from the measuring tube inlet (7) to the measuring tube outlet (8) is designed substantially symmetrical.
10. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) im Messrohrmittelteil (9) zwei im Wesentlichen pianparailele Seitenflächen (18) aufweist, welche ihrerseits die Brette (16) des Messrohrs (3) festlegen.10. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the measuring tube (3) in the Meßrohrmittelteil (9) has two substantially pianparailele side surfaces (18) which in turn the Brette (16) of the measuring tube (3) establish.
11. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt (15) des Messrohrmittelteils (9) im Wesentlichen die Form einer Doppelkeule aufweist.11. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the cross section (15) of the Meßrohrmittelteils (9) has substantially the shape of a double lobe.
12. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (19) des Messrohrs (3) zumindest bereichsweise im Wesentlichen strömungsparallele Riefen (22) in der Messrohrwand (21 ) aufweist.12. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the inside (19) of the measuring tube (3) at least partially substantially parallel grooves (22) in the measuring tube wall (21).
13. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) mindestens eine topfförmige Einbuchtung (23) aufweist, wobei die Bodenfläche (24) der topfförmigen Einbuchtung (23) der ersten Funktionsfläche (10) und/oder der zweiten Funktionsfläche (11 ) entspricht.13. measuring tube (3) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the measuring tube (3) has at least one cup-shaped recess (23), wherein the bottom surface (24) of the cup-shaped recess (23) of the first functional surface (10) and / or the second functional surface (11).
14. Messrohr (3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die topfförmige Einbuchtung (23) von einer schalldämpfenden Verschlussmasse (25) verschließbar ist und/oder dass die topfförmige14. measuring tube (3) according to claim 13, characterized in that the cup-shaped recess (23) of a sound-absorbing sealing compound (25) is closable and / or that the cup-shaped
Einbuchtung (23) über schalldämpfende Schikanen (26) mit dem Messrohr (3) in Verbindung steht.Dent (23) via sound-absorbing baffles (26) with the measuring tube (3) is in communication.
15. Messsystem (1 ) zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums (4) durch ein Messrohr (3), welches Ultraschall-15. Measuring system (1) for determining and / or monitoring the flow of a measuring medium (4) through a measuring tube (3), which ultrasonic
Durchfluss-Messsystem mindestens einen Ultraschallwandler (2) und mindestens eine Regel-/Auswerteeinheät (6) aufweist, welche Regei- /Auswerteeinheit (6) anhand der Messsignale bzw. anhand von Messdaten, welche aus den Messsignalen abgeleitet sind, den Volumen- und/oder den Massenstrom des in dem Messrohr (3) strömenden Messmediums (4) ermittelt, wobei der Ultraschallwandler (2) mindestens ein elektromechanisches Wandlerelement (5) aufweist, welches Ultraschallsignale sendet und/oder empfängt, mit einem Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 14. Flow measuring system at least one ultrasonic transducer (2) and at least one control / Auswerteeinheät (6), which control / evaluation unit (6) based on the measurement signals or on the basis of measurement data derived from the measurement signals, the volume and / or or the mass flow of the measuring medium (4) flowing in the measuring tube (3), wherein the ultrasonic transducer (2) has at least one electromechanical transducer element (5) which transmits and / or receives ultrasonic signals, with a measuring tube (3) according to one of the claims 1 to 14.
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