WO2018219492A1 - Method for determining the pressure of a fluid - Google Patents

Method for determining the pressure of a fluid Download PDF

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WO2018219492A1
WO2018219492A1 PCT/EP2018/000258 EP2018000258W WO2018219492A1 WO 2018219492 A1 WO2018219492 A1 WO 2018219492A1 EP 2018000258 W EP2018000258 W EP 2018000258W WO 2018219492 A1 WO2018219492 A1 WO 2018219492A1
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WO
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fluid
acoustic wave
pressure
frequency
pfo
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/000258
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German (de)
French (fr)
Inventor
Steffen RIEß
Marcus Wetzel
Peter Ploss
Frederik NEDER
Andreas MADINGER
Original Assignee
Diehl Metering Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
    • G01L11/04—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by acoustic means
    • G01L11/06—Ultrasonic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/667—Arrangements of transducers for ultrasonic flowmeters; Circuits for operating ultrasonic flowmeters
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G01F1/668—Compensating or correcting for variations in velocity of sound

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining the pressure of a fluid according to the preamble of claim 1 and to a device for determining the pressure of a fluid according to claim 11.
  • the pressure determination of a fluid for example, in fluid meters, such. B.
  • Water meters are used to determine the drinking water consumption in buildings and households.
  • Such fluid meters usually have a connection housing, by means of which the fluid meter can be installed in a fluid line network.
  • For flow or flow rate determination of the fluid have generic fluid meter usually a measuring device, such. B. an ultrasonic measuring arrangement with ultrasonic transducers, in particular piezoelectric ultrasonic transducers.
  • the ultrasonic transducers in this case send signals in the form of acoustic waves or ultrasonic waves, so-called ultrasonic bursts, along a measuring path or ultrasonic measuring path arranged within the connection housing.
  • the measuring section can in this case have a wide variety of shapes. You can z. B. rectilinear, U-shaped or curved or have a jagged shape due to multiple deflections.
  • the determination of the flow rate of the fluid by means of an ultrasonic measuring arrangement takes place for. B. based on a transit time difference measurement of the ultrasonic signals.
  • the transit time difference is determined by first transmitting an ultrasonic signal from a first ultrasonic transducer to a second ultrasonic transducer along the measuring path in the direction of flow. Subsequently, an ultrasonic signal is transmitted from the second ultrasonic transducer along the measuring path opposite to the direction of flow towards the first ultrasonic transducer.
  • the transit time of the ultrasonic signal from an ultrasonic transducer to other ultrasonic transducer along the measuring section in the direction of flow of the fluid is smaller than opposite to the flow direction of the fluid.
  • This time difference of the propagation times of the ultrasonic signals is referred to as transit time difference or transit time difference of the ultrasonic signals.
  • the flow or the volume of the fluid can be determined by a computing, control and / or evaluation unit.
  • Flow rate determination of a fluid that generates and detects ultrasonic waves by means of two ultrasonic transmitting / receiving units are measured and evaluated by a computing unit. From the transit times, the flow rate and the speed of sound can then be determined. The speed of sound depends on the pressure and the temperature of the fluid. Accordingly, the pressure can be calculated on the basis of the speed of sound and an additional temperature measurement. This will add an additional che device for temperature measurement needed.
  • the current temperature reading of the arithmetic unit must be made accessible, which must be configured accordingly that they can use this temperature reading for pressure calculation.
  • the object of the present invention is to provide a method for determining the pressure of a fluid as well as a corresponding device for determining pressure, with which the pressure of the fluid can be determined in a simple and cost-effective manner.
  • a first and a second frequency are provided for transmitting the acoustic wave. Furthermore, a parameter which is influenced by the pressure of the fluid is determined on the basis of a transit time difference between the transit time of the acoustic wave in the first frequency and the transit time of the acoustic wave in the second frequency different from the first frequency at a known instant in the received signal.
  • determining a parameter influenced by the pressure of the fluid the pressure of the fluid can be easily determined from this parameter.
  • An additional dedicated pressure sensor can thus be saved, which simplifies the structure.
  • manufacturing times and production costs are reduced.
  • the method according to the invention can preferably be carried out or implemented without additional circuitry as a software solution, for. B.
  • the transit time difference between the transit time of the acoustic wave in the first frequency and the transit time of the acoustic wave in the second frequency in the same direction, ie in or against the direction of flow of the fluid, is preferably determined along the measuring path.
  • the flow rate or the flow rate of the fluid can be determined.
  • the already existing sensors for determining the flow rate in existing fluid meters, in particular ultrasonic flow meters can be used without modification for determining the pressure in the fluid.
  • the functionality of the pressure sensor can be here z. B. integrate as a pure software update.
  • the determination of the flow rate of the fluid can be carried out on the basis of a transit time difference measurement in which the determination of the propagation times of the acoustic wave takes place in opposite directions along the measuring path, for. B. in and against the flow direction of the fluid id.
  • the measuring arrangement may be an ultrasonic measuring arrangement and the acoustic waves may be ultrasonic waves (eg in the form of so-called bursts).
  • a Ultraschallmessanord- tion usually no moving mechanical components, which reduces maintenance and less pressure losses caused by a narrowing of the cross section.
  • the transit times of the acoustic waves along the measurement path can accordingly for the respective frequencies in opposite directions along the measurement path, z. B. in and against the flow direction of the fluid can be determined.
  • the parameter influenced by the pressure of the fluid is the phase-frequency offset in a first direction along the measurement path (forward direction, eg in the flow direction of the fluid) and / or a second direction opposite to the first direction along the measurement path (Reverse direction, for example, against the flow direction of the fluid) provided.
  • the pressure of the fluid in the pipeline or in the fluid meter can be determined on the basis of the phase-frequency offset.
  • the phase-frequency offset shows a greater or lesser deviation compared to its value at ambient pressure, ie the deviation of the phase-frequency offset correlates with the pressure of the fluid. Accordingly, the pressure or the pressure change z.
  • a mean value of the phase frequency offset in the forward direction and the phase frequency offset in the reverse direction can be used as a parameter.
  • the phase-frequency offset is determined at the same time in the received signal.
  • the eighth zero crossing or a zero crossing of the eighth wave of the received signal can be used for the determination of the phase frequency offset in and opposite to the throughflow direction of the fluid.
  • the receiving voltage is maximum when z. B. is excited with eight waves.
  • the application of the method is not limited to a particular zero crossing. Furthermore, it does not matter whether a zero crossing is evaluated with rising or falling edge of the wave.
  • the determination of the transit time difference takes place in the not yet retracted state of the received signal or of the ultrasonic transducer.
  • a device for determining the pressure of a fluid in particular a fluid meter or an ultrasonic flow meter.
  • the device comprises a connection housing, preferably a one-pipe connection housing, for connecting the device z. B. to a fluid line network and a measuring arrangement, such as. B. an ultrasonic measuring device, which preferably comprises at least two sound transducers, in particular ultrasonic transducers, for transmitting and / or receiving a acoustic wave, in particular an ultrasonic wave.
  • an ultrasonic measuring device which preferably comprises at least two sound transducers, in particular ultrasonic transducers, for transmitting and / or receiving a acoustic wave, in particular an ultrasonic wave.
  • an arranged between the transducers, located in the fluid measuring section is provided. The acoustic wave runs along the measuring path within the fluid.
  • the measuring arrangement comprises means such. B. a transmitting and receiving stage, by means of which an acoustic wave with a first frequency and an acoustic wave is generated at a second frequency. Furthermore, a control and evaluation unit is provided, by means of which the parameter influenced by the pressure of the fluid can be determined on the basis of a transit time difference between the transit time of the acoustic wave in the first frequency and the transit time of the acoustic wave in the second frequency.
  • control / evaluation unit is adapted to the durations of the acoustic wave in one and / or in opposite directions along the measuring path, for. B. in and / or against the flow direction of the fluid to determine in the respective frequency.
  • control / evaluation unit can determine the transit time difference from the transit times of the acoustic wave in one and / or in opposite directions along the measurement path, such. B. in and / or against the flow direction.
  • a display device for pressure indication is provided. This results in the advantage that z. B. the value of the current pressure of the fluid, for. As in bar (bar), Pascal (Pa), pound per square inch (psi) or the like, in a simple manner on the device displayable bar and this value can be read quickly and easily. The ease of use and the handling of the device during installation and maintenance are thereby particularly simplified.
  • the phase-frequency offset in the forward direction and / or in the backward direction is determined by the control / evaluation unit as a parameter.
  • control / evaluation unit based on the duration of the acoustic wave in and against the flow direction of the fluid, preferably in one and the same frequency, determine a transit time difference, based on which the flow rate or the flow can be derived.
  • FIG. 1 shows a simplified schematic representation of a device according to the invention for determining the pressure of a fluid
  • FIG. 2 shows a simplified schematic functional representation of the device from FIG. 1;
  • FIG. a schematic representation of the relationship between phase-frequency offset, pressure of the fluid and time in the device of Figure 1 or 2.
  • 4 is a simplified schematic representation of an ultrasonic burst running along the measurement path between two ultrasonic transducers; 5 shows a simplified schematic representation of a further embodiment of the device according to the invention for determining the pressure of a fluid;
  • FIG. 6 shows a simplified schematic illustration of a further embodiment of the device according to the invention for determining the pressure of a fluid
  • Fig. 7 is a simplified schematic representation of another exhibited) device of the invention for determining the pressure of a
  • Reference numeral 1 in Fig. 1 denotes a device according to the invention, in which the pressure of a particular flowing fluid, for. As water, by means of
  • the device 1 comprises a Einrohran gleichgeophenoyl or connection housing 2 with an input 3 and an output 4. About the input 3 and the output 4, the device 1 can be installed in the, not shown in Fig. 1, fluid line network.
  • the device 1 is used as an ultrasound trans-
  • an ultrasonic measuring arrangement comprising two ultrasonic transducers 5a, 5b, between which a deflected via reflectors 6a, 6b, U-shaped measuring section 7 is in the flow area of the fluid.
  • the direction of flow of the fluid is shown in FIG. 1 with black arrows.
  • the ultrasonic transducers 5a, 5b are connected to a transmitting and receiving stage 8, which is adapted to drive the ultrasonic transducers 5a, 5b.
  • the device 1 comprises a control and evaluation unit 30 9, which serves to control the transmitting and receiving stage 8, to evaluate the signals received by the transmitting and receiving stage 8 and to process this data. Furthermore, the control and evaluation unit 9 serves to control or set the type of excitation or the oscillation of the ultrasonic transducers 5a, 5b. In particular, the control and evaluation unit 9 can set or change the frequency 35 of the ultrasound signals.
  • control and evaluation unit 9 can set or change the frequency 35 of the ultrasound signals.
  • data storage unit may be provided.
  • the ultrasonic transducers 5a, 5b emit ultrasonic signals, so-called ultra sound waves or ultrasonic bursts 11, according to FIG. 4 along the measuring section 7 located between the ultrasonic transducers 5a, 5b in the flow direction (forward direction V) and counter to the flow direction (reverse direction R) of the fluid the respective opposite ultrasonic transducer 5a and 5b run.
  • the transmission frequency is determined here via the control and evaluation unit 9.
  • the ultrasound transducer 5 a sends an ultrasound signal S (V, F1) along the measuring path 7 in the direction of flow to the ultrasound transducer 5 b at a first frequency F1.
  • the ultrasonic transducer 5b sends along the measuring path 7 in the first frequency F1 an ultrasonic signal S (R, F1) counter to the direction of flow to the ultrasonic transducer 5a.
  • the control and evaluation unit 9 sets a second frequency F2.
  • the ultrasonic transducer 5a transmits an ultrasonic signal S (V, F2) in the second frequency F2 in the direction of flow along the measuring path 7 in the second frequency F2 to the ultrasonic transducer 5b. Subsequently, the ultrasonic transducer 5b sends an ultrasonic signal S (R, F2) counter to the direction of flow to the ultrasonic transducer 5a.
  • the order of transmission of the ultrasound signals S (V, F1), S (R, F1), S (V, F2), S (R, F2) can vary here.
  • the ultrasonic signals S (V, F1), S (R, F1), S (V, F2), S (R, F2) each require a certain time t (transit time) to pass through the measuring path 7.
  • a transit time difference or a transit time difference in and against the direction of flow through the control and evaluation unit 9 is determined.
  • a phase-frequency offset PFO can be determined by forming the difference between the transit times of the ultrasonic signal in the first frequency F1 and the second frequency F2.
  • the phase-frequency offset in the forward direction PFO (V) is determined:
  • phase frequency offset PFO (M) is calculated according to:
  • PFO (M) [PFO (V) + PFO (R)] / 2.
  • the basic values PFO (V) and PFO (R) as well as the mean value PFO (M) are functions of the pressure p. Accordingly, the pressure p or the pressure change .DELTA. ⁇ based on these values, for. B. by means of a stored in the control and evaluation unit 9 values or look-up table or empirical characteristic, determined and then via a display device 10 to the device 1, such. As a display for pressure display, are displayed.
  • phase-frequency offset PFO and pressure p is shown graphically in FIG. It is clear from the graph in FIG. 3 that, depending on the prevailing pressure p, the phase-frequency offset PFO or PFO (M) a greater or lesser deviation compared to the ambient pressure of z. B. 1 bar. For example, the absolute PFO value at a pressure of 24 bar is reduced by about 15%, which represents a clearly measurable effect.
  • the pressure change ⁇ is at least substantially linearly related to the PFO change APFO (M).
  • the sensitivity ⁇ can thus be approximately determined by the following equation:
  • K APFO (M) / ⁇ .
  • either the absolute pressure or a pressure change can be determined by the method according to the invention.
  • the present invention is expressly not limited to the pressure and percentages given in FIG.
  • a first frequency F1 is set by the control and evaluation unit 9.
  • the ultrasonic transducer 5a transmits an ultrasonic signal in the flow direction of the fluid, ie in the forward direction V, along the measuring path 7 at the frequency F1 to the ultrasonic transducer 5b.
  • the ultrasonic transducer 5b in turn sends an ultrasonic signal against the direction of flow of the fluid, ie in the reverse direction R, in the same frequency F1 to the ultrasonic transducer 5a.
  • the transit time of the ultrasonic signals along the measuring path 7 in and against the direction of flow of the fluid through the control and evaluation unit 9 can be determined.
  • a transit time difference or a transit time difference can be determined, which is used to determine the flow rate. It can thus pressure and flow rate determination in an advantageous manner z. B. using identical hardware and software components are performed in parallel, ie the determined maturities can be used for pressure and / or flow rate determination.
  • the transit time difference can also take place in a second frequency F2.
  • the determined transit time differences in the first and second frequency F1, F2 can be mutually used as a correction variable.
  • an average of the transit time differences can be formed, which is used to determine the flow rate.
  • a plurality of frequencies F1, F2 or Fx for transmitting the acoustic wave can also be provided, on the basis of which the pressure and / or flow quantity determination takes place.
  • the functionality of the pressure determination can be achieved by a simple software configuration of the control and evaluation unit 9 even with already in use fluid meters, such. B. ultrasonic water meters or ultrasonic heat meters, are implemented. There are no additional hardware components necessary.
  • the ultrasonic transducers 5a, 5b are in this case arranged on the connection housing 2 in such a way that the fluid is transversely penetrated, ie the measurement path 7 extends essentially straight and diagonally through the connection housing 2.
  • no reflectors 6a, 6b provided in contrast to the embodiment according to FIG. 1, no reflectors 6a, 6b provided.
  • This embodiment is particularly suitable for larger fluid meter nominal diameters, such. B. in large water meters with nominal flow rates from about 15 m 3 / h.
  • an ultrasonic transducer pair including an ultrasonic transducer 12a and 12b.
  • the measuring path 7a between the ultrasonic transducers 5a, 5b and the measuring path 7b between the ultrasonic transducers 12a, 12b are arranged orthogonal to one another, ie in each case an ultrasonic transducer 5a or 5b is arranged offset to one of the ultrasonic transducers 12a, 12b on the connection housing 2 by 90 °.
  • the measuring arrangement for determining pressure can also comprise only one ultrasonic transducer 12, which operates in pulse-echo mode, according to FIG.
  • the ultrasonic transducer 12 radiates perpendicular to the pipe wall, ie perpendicular to the wall of the connection housing 2, from the ultrasonic transducer 12 in the measuring section 7, so that the sound path is not or only slightly influenced by a flow of the fluid.
  • the ultrasonic signal is reflected at the tube wall and then runs again along the measuring section 7 from the tube wall to the ultrasonic transducer 12.
  • this embodiment is also suitable for applications in which the pressure in the non-flowing fluid is determined.
  • individual feature combinations (sub-combinations) as well as possible combinations of individual features of different embodiments that are not shown in the drawing figures.

Abstract

The invention relates to a method for determining the pressure of a fluid, wherein there is a measurement arrangement for transmitting and receiving an acoustic wave, the acoustic wave passes along a measurement section (7) in the fluid flow region, wherein the acoustic wave has a time of flight for passing through the measurement section (7), a parameter which is influenced by the pressure of the fluid is determined, and the pressure of the fluid is derived therefrom, wherein there is a first (F1) and a second frequency (F2) for transmitting the acoustic wave, and the parameter influenced by the pressure of the fluid is determined based on a time-of-flight difference between the time-of-flight of the acoustic wave at the first frequency (F1) and the time-of-flight of the acoustic wave at the second frequency (F2) at a known point in time in the received signal.

Description

Verfahren zur Bestimmung des Drucks eines Fluids  Method for determining the pressure of a fluid
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Drucks eines Fluids gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Einrichtung zur Druckbestimmung eines Fluids gemäß Anspruch 11. The present invention relates to a method for determining the pressure of a fluid according to the preamble of claim 1 and to a device for determining the pressure of a fluid according to claim 11.
Technologischer Hintergrund Technological background
Die Druckbestimmung eines Fluids kann beispielweise in Fluidzählern, wie z. B. Wasserzählern zur Ermittlung des Trinkwasserverbrauchs in Gebäuden und Haushalten durchgeführt werden. Derartige Fluidzähler besitzen üblicherweise ein Anschlussgehäuse, mittels dem der Fluidzähler in ein Fluidleitungsnetz installiert werden kann. Zur Durchfluss- bzw. Durchflussmengenbestimmung des Fluids besitzen gattungsgemäße Fluidzähler in der Regel eine Messanordnung, wie z. B. eine Ultraschallmessanordnung mit Ultraschallwandlern, insbesondere pie- zoelektrischen Ultraschallwandlern. Die Ultraschallwandler senden hierbei Signale in Form von akustischen Wellen bzw. Ultraschallwellen, sogenannten Ultra- schallbursts, entlang einer innerhalb des Anschlussgehäuses angeordneten Messstrecke bzw. Ultraschallmessstrecke. Die Messstrecke kann hierbei unterschiedlichste Formen aufweisen. Sie kann z. B. geradlinig, U-förmig oder ge- krümmt sein oder aufgrund von Mehrfachumlenkungen eine zackenlinienförmige Form besitzen. The pressure determination of a fluid, for example, in fluid meters, such. B. Water meters are used to determine the drinking water consumption in buildings and households. Such fluid meters usually have a connection housing, by means of which the fluid meter can be installed in a fluid line network. For flow or flow rate determination of the fluid have generic fluid meter usually a measuring device, such. B. an ultrasonic measuring arrangement with ultrasonic transducers, in particular piezoelectric ultrasonic transducers. The ultrasonic transducers in this case send signals in the form of acoustic waves or ultrasonic waves, so-called ultrasonic bursts, along a measuring path or ultrasonic measuring path arranged within the connection housing. The measuring section can in this case have a wide variety of shapes. You can z. B. rectilinear, U-shaped or curved or have a jagged shape due to multiple deflections.
Die Durchflussbestimmung des Fluids mittels einer Ultraschallmessanordnung erfolgt z. B. anhand einer Laufzeitdifferenzmessung der Ultraschallsignale. Die Laufzeitdifferenz wird dadurch bestimmt, dass zunächst ein Ultraschallsignal von einem ersten Ultraschallwandler zu einem zweiten Ultraschallwandler entlang der Messstrecke in Durchströmungsrichtung gesendet wird. Anschließend wird ein Ultraschallsignal vom zweiten Ultraschallwandler entlang der Messstrecke entgegengesetzt der Durchströmungsrichtung hin zum ersten Ultraschallwandler ge- sendet. Die Laufzeit des Ultraschallsignals von einem Ultraschallwandler zum anderen Ultraschallwandler entlang der Messstrecke in Durchströmungsrichtung des Fluids ist kleiner als entgegengesetzt der Durchströmungsrichtung des Fluids. Diese zeitliche Differenz der Laufzeiten der Ultraschallsignale wird als Laufzeitunterschied oder Laufzeitdifferenz der Ultraschallsignale bezeichnet. Anhand dieses Laufzeitunterschieds und der bekannten Dimension des Ultraschallflu- idzählers kann der Durchfluss bzw. das Volumen des Fluids durch eine Rechen-, Steuer und/oder Auswerteeinheit bestimmt werden. The determination of the flow rate of the fluid by means of an ultrasonic measuring arrangement takes place for. B. based on a transit time difference measurement of the ultrasonic signals. The transit time difference is determined by first transmitting an ultrasonic signal from a first ultrasonic transducer to a second ultrasonic transducer along the measuring path in the direction of flow. Subsequently, an ultrasonic signal is transmitted from the second ultrasonic transducer along the measuring path opposite to the direction of flow towards the first ultrasonic transducer. The transit time of the ultrasonic signal from an ultrasonic transducer to other ultrasonic transducer along the measuring section in the direction of flow of the fluid is smaller than opposite to the flow direction of the fluid. This time difference of the propagation times of the ultrasonic signals is referred to as transit time difference or transit time difference of the ultrasonic signals. On the basis of this transit time difference and the known dimension of the ultrasonic flow meter, the flow or the volume of the fluid can be determined by a computing, control and / or evaluation unit.
An die Durchflussbestimmung werden zunehmend größere Anforderungen ge- stellt, um z. B. den Messbereich des Fluidzählers zu erweitern oder die Messgenauigkeit zu verbessern. Hierbei spielt vor allem auch die Abhängigkeit der Messgenauigkeit und Messdynamik zu verschiedenen physikalischen Parametern, wie z. B. Fluiddruck und Fluidtemperatur, und Störeinflüssen, wie z. B. Verschmutzungsgrad und Bauteiltoleranzen, eine entscheidende Rolle. Für die Erfassung des hydrostatischen bzw. hydrodynamischen Drucks werden in der Regel eigenständige Sensoren eingesetzt, die zusätzliche Kosten verursachen und den Schaltungsaufwand der nachgeschalteten Elektronik erheblich vergrößern. Gattungsgemäße Fluidzähler weisen aufgrund dieser Nachteile oftmals keine zusätzliche Druckerfassung auf. Dementsprechend groß ist der Bedarf an einer alternativen Lösung zur Druckerfassung. At the flow determination increasingly greater demands are made to z. B. to expand the measuring range of the fluid meter or to improve the accuracy of measurement. Above all, the dependence of the measurement accuracy and measurement dynamics on different physical parameters, such. As fluid pressure and fluid temperature, and interference, such. B. Pollution degree and component tolerances, a crucial role. For the detection of hydrostatic or hydrodynamic pressure independent sensors are usually used, which cause additional costs and significantly increase the circuit complexity of the downstream electronics. Generic fluid meters often have no additional pressure detection due to these disadvantages. Accordingly, there is a great need for an alternative solution for pressure detection.
Nächstliegender Stand der Technik Die DE 10 2012 022 376 A1 beschreibt eine Messeinrichtung zur Druck- undThe closest prior art DE 10 2012 022 376 A1 describes a measuring device for printing and
Durchflussgeschwindigkeitsbestimmung eines Fluids, die mittels zwei Ultraschall- Sende-/Empfangseinheiten Ultraschallwellen erzeugt und detektiert. Hierbei werden die Laufzeiten der Ultraschallwellen entlang einer Verbindungsstrecke bzw. Messstrecke zwischen den Ultraschall-Sende-/Empfangseinheiten in und entge- gen der Durchfluss- bzw. Durchströmungsrichtung des Fluids von einer Recheneinheit gemessen und ausgewertet. Aus den Laufzeiten können anschließend die Durchflussgeschwindigkeit und die Schallgeschwindigkeit bestimmt werden. Die Schallgeschwindigkeit ist abhängig vom Druck und der Temperatur des Fluids. Dementsprechend kann der Druck anhand der Schallgeschwindigkeit und einer zusätzlichen Temperaturmessung berechnet werden. Dadurch wird eine zusätzli- che Vorrichtung zur Temperaturmessung benötigt. Zudem muss der aktuelle Temperaturmesswert der Recheneinheit zugänglich gemacht werden, die dementsprechend konfiguriert werden muss, dass sie diesen Temperaturmesswert zur Druckberechnung heranziehen kann. Flow rate determination of a fluid that generates and detects ultrasonic waves by means of two ultrasonic transmitting / receiving units. In this case, the transit times of the ultrasonic waves along a connecting path or measuring path between the ultrasonic transmitting / receiving units in and opposite to the flow or flow direction of the fluid are measured and evaluated by a computing unit. From the transit times, the flow rate and the speed of sound can then be determined. The speed of sound depends on the pressure and the temperature of the fluid. Accordingly, the pressure can be calculated on the basis of the speed of sound and an additional temperature measurement. This will add an additional che device for temperature measurement needed. In addition, the current temperature reading of the arithmetic unit must be made accessible, which must be configured accordingly that they can use this temperature reading for pressure calculation.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung Object of the present invention
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Be- Stimmung des Drucks eines Fluids sowie eine entsprechende Einrichtung zur Druckbestimmung zur Verfügung zu stellen, womit der Druck des Fluids in einfacher Weise und kostengünstig bestimmt werden kann. The object of the present invention is to provide a method for determining the pressure of a fluid as well as a corresponding device for determining pressure, with which the pressure of the fluid can be determined in a simple and cost-effective manner.
Lösung der Aufgabe Solution of the task
Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht. The above object is achieved by the entire teaching of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are claimed in the subclaims.
Erfindungsgemäß sind eine erste und eine zweite Frequenz zum Senden der akustischen Welle vorgesehen. Ferner wird ein von dem Druck des Fluids beein- flusster Parameter anhand einer Laufzeitdifferenz zwischen der Laufzeit der akustischen Welle in der ersten Frequenz und der Laufzeit der akustischen Welle in der von der ersten Frequenz unterschiedlichen zweiten Frequenz zu einem bekannten Zeitpunkt im Empfangssignal ermittelt. Dadurch, dass ein von dem Druck des Fluids beeinflusster Parameter bestimmt wird, kann der Druck des Fluids in einfacher Weise anhand dieses Parameters bestimmt werden. Ein zusätzlicher dedizierter Drucksensor kann somit eingespart werden, wodurch sich der Aufbau vereinfacht. Zudem werden Fertigungszeiten sowie Herstellungskosten verringert. Vor allem kann das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ohne zusätzlichen Schaltungsaufwand als Software-Lösung durchgeführt bzw. implementiert werden, z. B. in Form eines Softwareupdates der Steuer- und Auswerteeinheiten bestehender Fluidzähler. Vorzugsweise wird die Laufzeitdifferenz zwischen der Laufzeit der akustischen Welle in der ersten Frequenz und der Laufzeit der akustischen Welle in der zweiten Frequenz in gleicher Richtung, d. h. in oder entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids, entlang der Messstrecke ermittelt. According to the invention, a first and a second frequency are provided for transmitting the acoustic wave. Furthermore, a parameter which is influenced by the pressure of the fluid is determined on the basis of a transit time difference between the transit time of the acoustic wave in the first frequency and the transit time of the acoustic wave in the second frequency different from the first frequency at a known instant in the received signal. By determining a parameter influenced by the pressure of the fluid, the pressure of the fluid can be easily determined from this parameter. An additional dedicated pressure sensor can thus be saved, which simplifies the structure. In addition, manufacturing times and production costs are reduced. Above all, the method according to the invention can preferably be carried out or implemented without additional circuitry as a software solution, for. B. in the form of a software update of the control and evaluation of existing fluid meter. The transit time difference between the transit time of the acoustic wave in the first frequency and the transit time of the acoustic wave in the second frequency in the same direction, ie in or against the direction of flow of the fluid, is preferably determined along the measuring path.
Zweckmäßigerweise kann mittels der akustischen Welle zusätzlich auch die Durchflussmenge bzw. die Durchströmungsgeschwindigkeit des Fluids bestimmt werden. Beispielsweise kann die ohnehin vorhandene Sensorik zur Durchfluss- mengenbestimmung in bestehenden Fluidzählern, insbesondere Ultraschall- durchflussmessern, ohne Modifikation für die Ermittlung des Drucks im Fluid verwendet werden. Dadurch kann das Verfahren zur Druckbestimmung eines Fluids in einfacher Weise bei bestehenden Fluidzählern mit geringem Kostenaufwand angewendet werden. Die Funktionalität der Drucksensorik lässt sich hierbei z. B. als reines Softwareupdate integrieren. Appropriately, by means of the acoustic wave, in addition, the flow rate or the flow rate of the fluid can be determined. For example, the already existing sensors for determining the flow rate in existing fluid meters, in particular ultrasonic flow meters, can be used without modification for determining the pressure in the fluid. Thereby, the method for pressure determination of a fluid can be easily applied to existing fluid meters at a low cost. The functionality of the pressure sensor can be here z. B. integrate as a pure software update.
In einfacher Weise kann die Bestimmung der Durchflussmenge des Fluids anhand einer Laufzeitdifferenzmessung erfolgen, bei der die Bestimmung der Laufzeiten der akustischen Welle in entgegengesetzten Richtungen entlang der Messstrecke erfolgt, z. B. in und entgegen der Durchströmungsrichtung des Flu- ids. In a simple way, the determination of the flow rate of the fluid can be carried out on the basis of a transit time difference measurement in which the determination of the propagation times of the acoustic wave takes place in opposite directions along the measuring path, for. B. in and against the flow direction of the fluid id.
Praktischerweise kann es sich bei der Messanordnung um eine Ultraschallmessanordnung und bei den akustischen Wellen um Ultraschallwellen (z. B. in Form sogenannter Bursts) handeln. Zudem umfasst eine Ultraschallmessanord- nung in der Regel keine bewegten mechanischen Bauteile, wodurch sich der Wartungsaufwand verringert und weniger Druckverluste durch eine Verengung des Querschnitts entstehen. Conveniently, the measuring arrangement may be an ultrasonic measuring arrangement and the acoustic waves may be ultrasonic waves (eg in the form of so-called bursts). In addition, a Ultraschallmessanord- tion usually no moving mechanical components, which reduces maintenance and less pressure losses caused by a narrowing of the cross section.
Die Laufzeiten der akustischen Wellen entlang der Messstrecke können dement- sprechend für die jeweiligen Frequenzen in entgegengesetzten Richtungen entlang der Messstrecke, z. B. in und entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids ermittelt werden. Daraus resultiert der Vorteil, dass die Laufzeitdifferenz zwischen der Laufzeit einer akustischen Welle in der ersten sowie in der zweiten Frequenz erfolgen kann, d. h. es kann beispielsweise der Phasen-Frequenz- Offset durch Laufzeit-Differenzbildung bzw. Laufzeit-Differenzvergleich ermittelt werden. Sofern zwei Laufzeitdifferenzen ermittelt werden, kann eine der ermittelten Laufzeitdifferenzen zur Korrektur der jeweils anderen Laufzeitdifferenz und damit zur Funktionsüberprüfung herangezogen werden. Vorzugsweise ist als der von dem Druck des Fluids beeinflusste Parameter der Phasen-Frequenz-Offset in einer ersten Richtung entlang der Messstrecke (Vorwärtsrichtung, z. B. in Durchströmungsrichtung des Fluids) und/oder einer zweiten entgegen der ersten Richtung entlang der Messstrecke verlaufenden Richtung (Rückwärtsrichtung, z. B. entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids) vorgesehen. In einfacher Weise kann daher anhand des Phasen-Frequenz- Offsets der Druck des Fluids in der Rohrleitung bzw. im Fluidzähler bestimmt werden. Je nach herrschendem Druck zeigt der Phasen-Frequenz-Offset eine stärkere oder geringere Abweichung im Vergleich zu seinem Wert bei Umgebungsdruck, d. h. die Abweichung des Phasen-Frequenz-Offsets korreliert mit dem Druck des Fluids. Dementsprechend kann der Druck bzw. die Druckänderung z. B. mittels einer empirischen Kennlinie oder einer Look-up-Tabelle, in der z. B. die Werte der Druckänderung bzw. des Drucks des Fluids und des Phasen- Frequenz-Offsets bzw. der Abweichung des Phasen-Frequenz-Offsets hinterlegt sind, und des ermittelten Drucks bzw. der ermittelten Druckänderung bestimmt werden. The transit times of the acoustic waves along the measurement path can accordingly for the respective frequencies in opposite directions along the measurement path, z. B. in and against the flow direction of the fluid can be determined. This results in the advantage that the transit time difference between the running time of an acoustic wave in the first and in the second frequency can be carried out, ie it can be determined, for example, the phase-frequency offset by time difference formation or transit time difference comparison become. If two runtime differences are determined, one of the determined runtime differences can be used to correct the other runtime difference and thus to check the function. Preferably, the parameter influenced by the pressure of the fluid is the phase-frequency offset in a first direction along the measurement path (forward direction, eg in the flow direction of the fluid) and / or a second direction opposite to the first direction along the measurement path (Reverse direction, for example, against the flow direction of the fluid) provided. In a simple manner, therefore, the pressure of the fluid in the pipeline or in the fluid meter can be determined on the basis of the phase-frequency offset. Depending on the prevailing pressure, the phase-frequency offset shows a greater or lesser deviation compared to its value at ambient pressure, ie the deviation of the phase-frequency offset correlates with the pressure of the fluid. Accordingly, the pressure or the pressure change z. Example by means of an empirical characteristic or a look-up table, in the z. B. the values of the pressure change or the pressure of the fluid and the phase frequency offset or the deviation of the phase-frequency offset are deposited, and the determined pressure or the determined pressure change are determined.
Zweckmäßigerweise kann als Parameter ein Mittelwert aus dem Phasen- Frequenz-Offset in Vorwärtsrichtung und dem Phasen-Frequenz-Offset in Rückwärtsrichtung herangezogen werden. Dadurch, dass der Mittelwert des Phasen- Frequenz-Offsets herangezogen wird, kann die Standardabweichung aufeinanderfolgender Messungen reduziert werden, wodurch sich die Messgenauigkeit und Messstabilität noch zusätzlich verbessern lässt. Conveniently, a mean value of the phase frequency offset in the forward direction and the phase frequency offset in the reverse direction can be used as a parameter. The fact that the mean value of the phase-frequency offset is used, the standard deviation of successive measurements can be reduced, whereby the measurement accuracy and stability can be further improved.
Vorzugsweise wird der Phasen-Frequenz-Offset am gleichen Zeitpunkt im Emp- fangssignal ermittelt. Beispielsweise kann für die Bestimmung des Phasen- Frequenz-Offsets in und entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids jeweils der achte Nulldurchgang bzw. ein Nulldurchgang der achten Welle des Empfangssignals verwendet werden. Dementsprechend ist die Empfangsspannung maximal, wenn z. B. mit acht Wellen angeregt wird. Die Anwendung des Verfahrens ist jedoch nicht auf einen bestimmten Nulldurchgang beschränkt. Ferner spielt es dabei keine Rolle, ob ein Nulldurchgang mit steigender oder fallender Flanke der Welle ausgewertet wird. Preferably, the phase-frequency offset is determined at the same time in the received signal. For example, in each case the eighth zero crossing or a zero crossing of the eighth wave of the received signal can be used for the determination of the phase frequency offset in and opposite to the throughflow direction of the fluid. Accordingly, the receiving voltage is maximum when z. B. is excited with eight waves. However, the application of the method is not limited to a particular zero crossing. Furthermore, it does not matter whether a zero crossing is evaluated with rising or falling edge of the wave.
Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der Laufzeitdifferenz im noch nicht einge- schwungenen Zustand des Empfangssignals bzw. des Ultraschallwandlers. Preferably, the determination of the transit time difference takes place in the not yet retracted state of the received signal or of the ultrasonic transducer.
Neben- oder untergeordnet beansprucht die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zur Druckbestimmung eines Fluids, insbesondere einen Fluidzähler bzw. einen Ultraschalldurchflussmesser. Hierbei kann es sich auch um einen Fluidzäh- ler als Teil eines Wärmezählers handeln. Die Einrichtung umfasst ein Anschlussgehäuse vorzugsweise ein Einrohranschlussgehäuse, zum Anschluss der Einrichtung z. B. an ein Fluidleitungsnetz und eine Messanordnung, wie z. B. eine Ultraschall-Messanordnung, die vorzugsweise mindestens zwei Schallwandler, insbesondere Ultraschallwandler, zum Senden und/oder Empfangen einer akus- tischen Welle, insbesondere einer Ultraschallwelle, umfasst. Ferner ist eine zwischen den Schallwandlern angeordnete, im Fluid befindliche Messstrecke vorgesehen. Die akustische Welle läuft dabei entlang der Messstrecke innerhalb des Fluids. Die Messanordnung weist erfindungsgemäß Mittel auf, wie z. B. eine Sende- und Empfangsstufe, mittels derer eine akustische Welle mit einer ersten Frequenz sowie eine akustische Welle mit einer zweiten Frequenz erzeugt wird. Ferner ist eine Steuer- und Auswerteeinheit vorgesehen, mittels derer der von dem Druck des Fluids beeinflusste Parameter anhand einer Laufzeitdifferenz zwischen der Laufzeit der akustischen Welle in der ersten Frequenz und der Laufzeit der akustischen Welle in der zweiten Frequenz ermittelbar ist. In addition or subordinate claims the present invention, a device for determining the pressure of a fluid, in particular a fluid meter or an ultrasonic flow meter. This can also be a fluid meter as part of a heat meter. The device comprises a connection housing, preferably a one-pipe connection housing, for connecting the device z. B. to a fluid line network and a measuring arrangement, such as. B. an ultrasonic measuring device, which preferably comprises at least two sound transducers, in particular ultrasonic transducers, for transmitting and / or receiving a acoustic wave, in particular an ultrasonic wave. Furthermore, an arranged between the transducers, located in the fluid measuring section is provided. The acoustic wave runs along the measuring path within the fluid. The measuring arrangement according to the invention comprises means such. B. a transmitting and receiving stage, by means of which an acoustic wave with a first frequency and an acoustic wave is generated at a second frequency. Furthermore, a control and evaluation unit is provided, by means of which the parameter influenced by the pressure of the fluid can be determined on the basis of a transit time difference between the transit time of the acoustic wave in the first frequency and the transit time of the acoustic wave in the second frequency.
Vorzugsweise ist die Steuer-/Auswerteeinheit dazu hergerichtet, die Laufzeiten der akustischen Welle in einer und/oder in entgegengesetzten Richtungen entlang der Messstrecke, z. B. in und/oder entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids, in der jeweiligen Frequenz zu ermitteln. Preferably, the control / evaluation unit is adapted to the durations of the acoustic wave in one and / or in opposite directions along the measuring path, for. B. in and / or against the flow direction of the fluid to determine in the respective frequency.
Zweckmäßigerweise kann die Steuer-/Auswerteeinheit die Laufzeitdifferenz aus den Laufzeiten der akustischen Welle in einer und/oder in entgegengesetzten Richtungen entlang der Messstrecke ermitteln, wie z. B. in und/oder entgegen der Durchströmungsrichtung. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Einrichtung ist eine Anzeigevorrichtung zur Druckanzeige vorgesehen. Daraus resultiert der Vorteil, dass z. B. der Wert des aktuellen Drucks des Fluids, z. B. in Bar (bar), Pascal (Pa), Pound per Square inch (psi) oder dergleichen, in einfacher Weise an der Einrichtung anzeig- bar ist und dieser Wert dadurch schnell und einfach abgelesen werden kann. Der Bedienungskomfort und die Handhabung der Einrichtung während des Einbaus und der Wartung werden dadurch in besonderem Maße vereinfacht. Conveniently, the control / evaluation unit can determine the transit time difference from the transit times of the acoustic wave in one and / or in opposite directions along the measurement path, such. B. in and / or against the flow direction. According to a preferred embodiment of the device, a display device for pressure indication is provided. This results in the advantage that z. B. the value of the current pressure of the fluid, for. As in bar (bar), Pascal (Pa), pound per square inch (psi) or the like, in a simple manner on the device displayable bar and this value can be read quickly and easily. The ease of use and the handling of the device during installation and maintenance are thereby particularly simplified.
Vorzugsweise wird als Parameter der Phasen-Frequenz-Offset in Vorwärtsrich- tung und/oder in Rückwärtsrichtung durch die Steuer-/Auswerteeinheit ermittelt. Preferably, the phase-frequency offset in the forward direction and / or in the backward direction is determined by the control / evaluation unit as a parameter.
Darüber hinaus kann die Steuer-/Auswerteeinheit anhand der Laufzeit der akustischen Welle in und entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids, vorzugsweise in ein und derselben Frequenz, eine Laufzeitdifferenz bestimmen, anhand derer die Durchflussmenge bzw. der Durchfluss ableitbar ist. In addition, the control / evaluation unit based on the duration of the acoustic wave in and against the flow direction of the fluid, preferably in one and the same frequency, determine a transit time difference, based on which the flow rate or the flow can be derived.
Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen Description of the invention with reference to embodiments
Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden anhand von Zeichnungsfiguren nachstehend näher erläutert. Es zeigen: Advantageous embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to drawing figures. Show it:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Druckbestimmung eines Fluids; 1 shows a simplified schematic representation of a device according to the invention for determining the pressure of a fluid;
Fig. 2 eine vereinfachte schematische Funktionsdarstellung der Einrichtung aus Fig. 1 ; eine schematische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Pha- sen-Frequenz-Offset, Druck des Fluids und Zeit bei der Einrichtung aus Fig. 1 oder 2; FIG. 2 shows a simplified schematic functional representation of the device from FIG. 1; FIG. a schematic representation of the relationship between phase-frequency offset, pressure of the fluid and time in the device of Figure 1 or 2.
Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Ultraschallbursts, der entlang der Messstrecke zwischen zwei Ultraschallwandlern läuft; Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Druckbestimmung eines Fluids; 4 is a simplified schematic representation of an ultrasonic burst running along the measurement path between two ultrasonic transducers; 5 shows a simplified schematic representation of a further embodiment of the device according to the invention for determining the pressure of a fluid;
5 Fig. 6 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Druckbestimmung eines Fluids, sowie FIG. 6 shows a simplified schematic illustration of a further embodiment of the device according to the invention for determining the pressure of a fluid, and FIG
Fig. 7 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestellt) tung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Druckbestimmung eines Fig. 7 is a simplified schematic representation of another exhibited) device of the invention for determining the pressure of a
Fluids.  Fluid.
Bezugsziffer 1 in Fig. 1 bezeichnet eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei welcher der Druck eines insbesondere strömenden Fluids, z. B. Wasser, mittels desReference numeral 1 in Fig. 1 denotes a device according to the invention, in which the pressure of a particular flowing fluid, for. As water, by means of
15 erfindungsgemäßen Verfahrens in einem (nicht dargestellten) Fluidleitungsnetz bestimmt wird. Die Einrichtung 1 umfasst ein Einrohranschlussgehäuse bzw. Anschlussgehäuse 2 mit einem Eingang 3 und einem Ausgang 4. Über den Eingang 3 und den Ausgang 4 kann die Einrichtung 1 in das, in Fig. 1 nicht dargestellte, Fluidleitungsnetz installiert werden. Die Einrichtung 1 ist als Ultraschalldurch-15 method according to the invention in a (not shown) fluid line network is determined. The device 1 comprises a Einrohranschlussgehäuse or connection housing 2 with an input 3 and an output 4. About the input 3 and the output 4, the device 1 can be installed in the, not shown in Fig. 1, fluid line network. The device 1 is used as an ultrasound trans-
20 flussmesser bzw. Ultraschalldurchflusszähler ausgestaltet und besitzt zur Druck- und Durchflussmengenbestimmung eine Ultraschallmessanordnung, die zwei Ultraschallwandler 5a, 5b umfasst, zwischen denen sich eine über Reflektoren 6a, 6b umgelenkte, U-förmige Messstrecke 7 im Durchflussbereich des Fluids befindet. Die Durchströmungsrichtung des Fluids ist in Fig. 1 mit schwarzen Pfei-20 flow meter or ultrasonic flow meter configured and has for pressure and flow rate determination, an ultrasonic measuring arrangement comprising two ultrasonic transducers 5a, 5b, between which a deflected via reflectors 6a, 6b, U-shaped measuring section 7 is in the flow area of the fluid. The direction of flow of the fluid is shown in FIG. 1 with black arrows.
25 len dargestellt. Die Ultraschallwandler 5a, 5b sind mit einer Sende- und Empfangsstufe 8 verbunden, die dazu hergerichtet ist, die Ultraschallwandler 5a, 5b anzusteuern. 25 len presented. The ultrasonic transducers 5a, 5b are connected to a transmitting and receiving stage 8, which is adapted to drive the ultrasonic transducers 5a, 5b.
Zweckmäßigerweise umfasst die Einrichtung 1 eine Steuer- und Auswerteeinheit 30 9, die dazu dient, die Sende- und Empfangsstufe 8 anzusteuern, die von der Sende- und Empfangsstufe 8 empfangenen Signale auszuwerten und diese Daten zu verarbeiten. Ferner dient die Steuer- und Auswerteeinheit 9 dazu, die Anregungsart bzw. die Schwingung der Ultraschallwandler 5a, 5b zu steuern bzw. einzustellen. Insbesondere kann die Steuer- und Auswerteeinheit 9 die Frequenz 35 der Ultraschallsignale festgelegen bzw. umschalten. Hierzu können beispielweise ein, in den Figuren nicht dargestellter, Mikroprozessor und eine, ebenfalls nicht dargestellte, Datenspeichereinheit vorgesehen sein. Expediently, the device 1 comprises a control and evaluation unit 30 9, which serves to control the transmitting and receiving stage 8, to evaluate the signals received by the transmitting and receiving stage 8 and to process this data. Furthermore, the control and evaluation unit 9 serves to control or set the type of excitation or the oscillation of the ultrasonic transducers 5a, 5b. In particular, the control and evaluation unit 9 can set or change the frequency 35 of the ultrasound signals. For this purpose, for example a, not shown in the figures, microprocessor and a, also not shown, data storage unit may be provided.
Die Ultraschallwandler 5a, 5b senden Ultraschallsignale, sogenannte Ultra- Schallwellen oder Ultraschallbursts 11 aus, die gemäß Fig. 4 entlang der zwischen den Ultraschallwandlern 5a, 5b befindlichen Messstrecke 7 in Durchströmungsrichtung (Vorwärtsrichtung V) und entgegen der Durchströmungsrichtung (Rückwärtsrichtung R) des Fluids zu dem jeweils gegenüberliegenden Ultraschallwandler 5a bzw. 5b laufen. Die Sendefrequenz wird hierbei über die Steu- er- und Auswerteeinheit 9 festgelegt. The ultrasonic transducers 5a, 5b emit ultrasonic signals, so-called ultra sound waves or ultrasonic bursts 11, according to FIG. 4 along the measuring section 7 located between the ultrasonic transducers 5a, 5b in the flow direction (forward direction V) and counter to the flow direction (reverse direction R) of the fluid the respective opposite ultrasonic transducer 5a and 5b run. The transmission frequency is determined here via the control and evaluation unit 9.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird, wie in Fig. 2 dargestellt, mittels der Einrichtung 1 der Druck des Fluids bestimmt. Dementsprechend sendet der Ultraschallwandler 5a entlang der Messstrecke 7 in einer ersten Frequenz F1 ein Ultraschallsignal S(V, F1) in Durchströmungsrichtung an den Ultraschallwandler 5b. Danach sendet der Ultraschallwandler 5b entlang der Messstrecke 7 in der ersten Frequenz F1 ein Ultraschallsignal S(R, F1) entgegen der Durchströmungsrichtung an den Ultraschallwandler 5a. Im Anschluss daran wird durch die Steuer- und Auswerteeinheit 9 eine zweite Frequenz F2 festgelegt. Danach sendet der Ultraschallwandler 5a in der zweiten Frequenz F2 ein Ultraschallsignal S(V, F2) in Durchströmungsrichtung entlang der Messstrecke 7 in der zweiten Frequenz F2 an den Ultraschallwandler 5b. Anschließend sendet der Ultraschallwandler 5b ein Ultraschallsignal S(R, F2) entgegen der Durchströmungsrichtung an den Ultraschallwandler 5a. Die Reihenfolge des Sendens der Ultraschallsigna- le S(V, F1), S(R, F1), S(V, F2), S(R, F2) kann hierbei variieren. According to the present invention, as shown in Fig. 2, by means of the device 1, the pressure of the fluid determined. Accordingly, the ultrasound transducer 5 a sends an ultrasound signal S (V, F1) along the measuring path 7 in the direction of flow to the ultrasound transducer 5 b at a first frequency F1. Thereafter, the ultrasonic transducer 5b sends along the measuring path 7 in the first frequency F1 an ultrasonic signal S (R, F1) counter to the direction of flow to the ultrasonic transducer 5a. Following this, the control and evaluation unit 9 sets a second frequency F2. Thereafter, the ultrasonic transducer 5a transmits an ultrasonic signal S (V, F2) in the second frequency F2 in the direction of flow along the measuring path 7 in the second frequency F2 to the ultrasonic transducer 5b. Subsequently, the ultrasonic transducer 5b sends an ultrasonic signal S (R, F2) counter to the direction of flow to the ultrasonic transducer 5a. The order of transmission of the ultrasound signals S (V, F1), S (R, F1), S (V, F2), S (R, F2) can vary here.
Die Ultraschallsignale S(V, F1), S(R, F1 ), S(V, F2), S(R, F2) benötigen jeweils zum Durchlaufen der Messstrecke 7 eine bestimmte Zeit t (Laufzeit). Aus den jeweiligen Laufzeiten der Ultraschallsignale in der jeweiligen Frequenz F1 bzw. F2 und Durchströmungsrichtung wird ein Laufzeitunterschied bzw. eine Laufzeitdifferenz in und entgegen der Durchströmungsrichtung durch die Steuer- und Auswerteeinheit 9 ermittelt. Zudem kann ein Phasen-Frequenz-Offset PFO durch Differenzbildung der Laufzeiten des Ultraschallsignals in der ersten Frequenz F1 und der zweiten Frequenz F2 ermittelt werden. Vorzugsweise wird durch die Steuer- und Auswerteeinheit 9 aus den Laufzeiten der Ultraschallsignale in Vor- wärtsrichtung t(V, F1) und t(V, F2) der Phasen-Frequenz-Offset in Vorwärtsrichtung PFO(V) bestimmt: The ultrasonic signals S (V, F1), S (R, F1), S (V, F2), S (R, F2) each require a certain time t (transit time) to pass through the measuring path 7. From the respective transit times of the ultrasonic signals in the respective frequency F1 or F2 and the direction of flow, a transit time difference or a transit time difference in and against the direction of flow through the control and evaluation unit 9 is determined. In addition, a phase-frequency offset PFO can be determined by forming the difference between the transit times of the ultrasonic signal in the first frequency F1 and the second frequency F2. Preferably, by the control and evaluation unit 9 from the transit times of the ultrasonic signals in advance in the forward direction t (V, F1) and t (V, F2), the phase-frequency offset in the forward direction PFO (V) is determined:
PFO(V) = t(V, F1) - t(V, F2). PFO (V) = t (V, F1) - t (V, F2).
Dementsprechend lässt sich auch der Phasen-Frequenz-Offset in Rückwärtsrichtung PFO(R) aus den Laufzeiten der Ultraschallsignale in Rückwärtsrichtung t(R, F1) und t(R, F2) bestimmen, mit PFO(R) = t(R, F1) - t(R, F2). Accordingly, the phase-frequency offset in the backward direction PFO (R) can also be determined from the transit times of the ultrasonic signals in the reverse direction t (R, F1) and t (R, F2), with PFO (R) = t (R, F1) - t (R, F2).
Für die Bestimmung von PFO(V) und PFO(R) wird zweckmäßigerweise ein Nulldurchgang verwendet, bei dem die Empfangsspannung möglichst maximal ist. Beispielsweise kann hierbei der achte Nulldurchgang bzw. ein Nulldurchgang der achten Welle des Empfangssignals verwendet werden. Es spielt dabei keine Rolle, ob ein Nulldurchgang mit steigender oder fallender Flanke ausgewertet wird. Die Anwendung des Verfahrens ist zudem nicht auf einen bestimmten Nulldurchgang beschränkt. Beide Werte des Phasen-Frequenz-Offsets PFO, d. h. in Vorwärts- PFO(V) und Rückwärtsrichtung PFO(R), haben die gleiche Größenord- nung, sodass durch eine Mittelwertbildung die Standardabweichung von aufeinanderfolgenden Messungen reduziert werden kann. Der Mittelwert des Phasen- Frequenz-Offsets PFO(M) errechnet sich nach: For the determination of PFO (V) and PFO (R), a zero crossing is expediently used in which the received voltage is maximally possible. For example, in this case the eighth zero crossing or a zero crossing of the eighth wave of the received signal can be used. It does not matter whether a zero crossing is evaluated with rising or falling edge. The application of the method is also not limited to a specific zero crossing. Both values of the phase-frequency offset PFO, d. H. in forward PFO (V) and backward PFO (R), have the same order of magnitude, so averaging can reduce the standard deviation of successive measurements. The mean value of the phase frequency offset PFO (M) is calculated according to:
PFO(M) = [PFO(V) + PFO(R)] / 2. PFO (M) = [PFO (V) + PFO (R)] / 2.
Die Basiswerte PFO(V) und PFO(R) sowie der Mittelwert PFO(M) sind dabei Funktionen des Drucks p. Dementsprechend kann der Druck p bzw. die Druckänderung Δρ anhand dieser Werte, z. B. mittels einer in der Steuer- und Auswerteeinheit 9 hinterlegten Werte- oder Look-up-Tabelle bzw. empirischen Kennlinie, ermittelt und anschließend über eine Anzeigevorrichtung 10 an der Einrichtung 1 , wie z. B. ein Display zur Druckanzeige, angezeigt werden. The basic values PFO (V) and PFO (R) as well as the mean value PFO (M) are functions of the pressure p. Accordingly, the pressure p or the pressure change .DELTA.ρ based on these values, for. B. by means of a stored in the control and evaluation unit 9 values or look-up table or empirical characteristic, determined and then via a display device 10 to the device 1, such. As a display for pressure display, are displayed.
Der prinzipielle Zusammenhang zwischen Phasen-Frequenz-Offset PFO und Druck p ist in Fig. 3 graphisch dargestellt. Anhand des Graphen in Fig. 3 wird deutlich, dass je nach herrschendem Druck p der Phasen-Frequenz-Offset PFO bzw. PFO(M) eine stärkere oder eine geringere Abweichung im Vergleich zum Umgebungsdruck von z. B. 1 bar aufweist. Beispielsweise verringert sich hierbei der absolute PFO-Wert bei einem Druck von 24 bar um ca. 15%, was einen deutlich messbaren Effekt darstellt. Die Druckänderung Δρ steht dabei in erster Nähe- rung in zumindest im Wesentlichen linearem Zusammenhang zur PFO-Anderung APFO(M). Die Empfindlichkeit κ lässt sich damit näherungsweise durch folgende Gleichung bestimmen: The basic relationship between phase-frequency offset PFO and pressure p is shown graphically in FIG. It is clear from the graph in FIG. 3 that, depending on the prevailing pressure p, the phase-frequency offset PFO or PFO (M) a greater or lesser deviation compared to the ambient pressure of z. B. 1 bar. For example, the absolute PFO value at a pressure of 24 bar is reduced by about 15%, which represents a clearly measurable effect. In the first approximation, the pressure change Δρ is at least substantially linearly related to the PFO change APFO (M). The sensitivity κ can thus be approximately determined by the following equation:
K = APFO(M) / Δρ. K = APFO (M) / Δρ.
Demzufolge errechnet sich für den Graphen in Fig. 3 eine Empfindlichkeit κ von etwa 0,65 % / bar (κ = 15 % / 23 bar). Ferner kann durch das erfindungsgemäße Verfahren entweder der absolute Druck oder eine Druckänderung bestimmt werden. Die vorliegende Erfindung ist ausdrücklich nicht auf die in Fig. 3 angegebe- nen Druck- und Prozentwerte beschränkt. Accordingly, a sensitivity κ of about 0.65% / bar (κ = 15% / 23 bar) is calculated for the graph in FIG. Furthermore, either the absolute pressure or a pressure change can be determined by the method according to the invention. The present invention is expressly not limited to the pressure and percentages given in FIG.
Die neben der Bestimmung des Drucks p zusätzlich mögliche Durchflussbestimmung bzw. Durchflussmengenbestimmung erfolgt bei der Einrichtung 1 z. B. ebenfalls anhand einer Laufzeitdifferenzmethode. Beispielsweise wird eine erste Frequenz F1 durch die Steuer- und Auswerteeinheit 9 festgelegt. Der Ultraschallwandler 5a sendet ein Ultraschallsignal in Durchströmungsrichtung des Fluids, d. h. in Vorwärtsrichtung V, entlang der Messstrecke 7 in der Frequenz F1 an den Ultraschallwandler 5b. Der Ultraschallwandler 5b sendet wiederum ein Ultraschallsignal entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids, d. h. in Rückwärtsrichtung R, in der gleichen Frequenz F1 an den Ultraschallwandler 5a. Hierbei kann jeweils die Laufzeit der Ultraschallsignale entlang der Messstrecke 7 in und entgegen der Durchströmungsrichtung des Fluids durch die Steuer- und Auswerteeinheit 9 bestimmt werden. Anhand dieser Laufzeiten kann ein Laufzeitunterschied bzw. eine Laufzeitdifferenz ermittelt werden, die zur Durchfluss- mengenbestimmung herangezogen wird. Es können somit Druck- und Durchflussmengenbestimmung in vorteilhafter Weise z. B. unter Verwendung identischer Hardware- und Softwarekomponenten parallel durchgeführt werden, d. h. die ermittelten Laufzeiten können zur Druck- und/oder Durchflussmengenbestimmung herangezogen werden. Ferner kann die Laufzeitdifferenz auch zusätzlich in einer zweiten Frequenz F2 erfolgen. Die ermittelten Laufzeitdifferenzen in der ersten und zweiten Frequenz F1 , F2 können hierbei gegenseitig als Korrekturgröße verwendet werden. Zudem kann ein Mittelwert der Laufzeitdifferenzen gebildet werden, der zur Durchfluss- mengenbestimmung herangezogen wird. Darüber hinaus können auch eine Mehrzahl von Frequenzen F1 , F2 bzw. Fx zum Senden der akustischen Welle vorgesehen sein, anhand derer die Druck- und/oder Durchflussmengenbestim- mung erfolgt. Die Funktionalität der Druckbestimmung kann durch eine einfache Softwarekonfiguration der Steuer- und Auswerteeinheit 9 auch bei bereits in Einsatz befindlichen Fluidzählern, wie z. B. Ultraschallwasserzählern bzw. Ultraschallwärmezählern, implementiert werden. Es sind keine zusätzlichen Hardwarekomponenten notwendig. In addition to the determination of the pressure p additionally possible flow determination or flow rate determination is carried out in the device 1 z. B. also using a transit time difference method. For example, a first frequency F1 is set by the control and evaluation unit 9. The ultrasonic transducer 5a transmits an ultrasonic signal in the flow direction of the fluid, ie in the forward direction V, along the measuring path 7 at the frequency F1 to the ultrasonic transducer 5b. The ultrasonic transducer 5b in turn sends an ultrasonic signal against the direction of flow of the fluid, ie in the reverse direction R, in the same frequency F1 to the ultrasonic transducer 5a. In each case, the transit time of the ultrasonic signals along the measuring path 7 in and against the direction of flow of the fluid through the control and evaluation unit 9 can be determined. On the basis of these transit times, a transit time difference or a transit time difference can be determined, which is used to determine the flow rate. It can thus pressure and flow rate determination in an advantageous manner z. B. using identical hardware and software components are performed in parallel, ie the determined maturities can be used for pressure and / or flow rate determination. Furthermore, the transit time difference can also take place in a second frequency F2. The determined transit time differences in the first and second frequency F1, F2 can be mutually used as a correction variable. In addition, an average of the transit time differences can be formed, which is used to determine the flow rate. In addition, a plurality of frequencies F1, F2 or Fx for transmitting the acoustic wave can also be provided, on the basis of which the pressure and / or flow quantity determination takes place. The functionality of the pressure determination can be achieved by a simple software configuration of the control and evaluation unit 9 even with already in use fluid meters, such. B. ultrasonic water meters or ultrasonic heat meters, are implemented. There are no additional hardware components necessary.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 dargestellt. Die Ultraschallwandler 5a, 5b sind hierbei derart am Anschlussgehäuse 2 angeordnet, dass das Fluid quer durchschallt wird, d. h. die Messstrecke 7 verläuft im Wesentlichen gerade und diagonal durch das Anschlussgehäuse 2. Im Gegensatz zu der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 sind dementsprechend keine Reflektoren 6a, 6b vorgesehen. Diese Ausgestaltung eignet sich besonders für größere Fluidzähler-Nennweiten, wie z. B. bei Großwasserzählern mit Nenndurchflüssen ab etwa 15 m3/h. Ferner kann auch eine Einrichtung 1 mit einer Messanordnung vorgesehen sein, die zwei oder mehr Ultraschallwandlerpaare umfasst. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist neben dem Ultraschallwandlerpaar, welches die Ultraschallwandler 5a, 5b umfasst, ein Ultraschallwandlerpaar vorgesehen, welches einen Ultraschallwandler 12a sowie 12b umfasst. Die Messstrecke 7a zwischen den Ultraschallwandlern 5a, 5b und die Messstrecke 7b zwischen den Ultraschallwandlern 12a, 12b sind hierbei orthogonal zueinander angeordnet, d. h. jeweils ein Ultraschallwandler 5a oder 5b ist zu einem der Ultraschallwandler 12a, 12b am Anschlussgehäuse 2 um 90° versetzt angeordnet. Durch eine derartige Anordnung kann die Messgenauigkeit erhöht werden, indem die Messwerte beider Ultraschallwandlerpaare zur Druckbestimmung und/oder zur Durchflussmengenbestimmung herangezogen werden. 5, a further embodiment of the device 1 according to the invention is shown. The ultrasonic transducers 5a, 5b are in this case arranged on the connection housing 2 in such a way that the fluid is transversely penetrated, ie the measurement path 7 extends essentially straight and diagonally through the connection housing 2. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, no reflectors 6a, 6b provided. This embodiment is particularly suitable for larger fluid meter nominal diameters, such. B. in large water meters with nominal flow rates from about 15 m 3 / h. Furthermore, it is also possible to provide a device 1 with a measuring arrangement which comprises two or more pairs of ultrasound transducers. As shown in FIG. 6, in addition to the pair of ultrasonic transducers including the ultrasonic transducers 5a, 5b, there is provided an ultrasonic transducer pair including an ultrasonic transducer 12a and 12b. The measuring path 7a between the ultrasonic transducers 5a, 5b and the measuring path 7b between the ultrasonic transducers 12a, 12b are arranged orthogonal to one another, ie in each case an ultrasonic transducer 5a or 5b is arranged offset to one of the ultrasonic transducers 12a, 12b on the connection housing 2 by 90 °. By such an arrangement, the measurement accuracy can be increased by the measured values of both ultrasonic transducer pairs be used for pressure determination and / or flow rate determination.
Alternativ kann die Messanordnung zur Druckbestimmung auch gemäß Fig. 7 nur einen Ultraschallwandler 12 umfassen, der im Puls-Echo-Betrieb arbeitet. Der Ultraschallwandler 12 strahlt hierbei senkrecht zur Rohrwandung, d. h. senkrecht zur Wandung des Anschlussgehäuses 2, vom Ultraschallwandler 12 in die Messtrecke 7 ein, sodass der Schallpfad nicht oder nur geringfügig von einer Durchströmung des Fluids beeinflusst wird. Das Ultraschallsignal wird hierbei an der Rohrwandung reflektiert und läuft anschließend wieder entlang der Messstrecke 7 von der Rohrwandung zum Ultraschallwandler 12. Insbesondere eignet sich diese Ausgestaltung auch für Anwendungen, bei denen der Druck im nicht- strömenden Fluid bestimmt wird. Ausdrücklich vom Offenbarungsgehalt umfasst sind auch Einzelmerkmalskombinationen (Unterkombinationen) sowie mögliche, nicht in den Zeichnungsfiguren dargestellte Kombinationen einzelner Merkmale unterschiedlicher Ausgestaltungsformen. As an alternative, the measuring arrangement for determining pressure can also comprise only one ultrasonic transducer 12, which operates in pulse-echo mode, according to FIG. The ultrasonic transducer 12 radiates perpendicular to the pipe wall, ie perpendicular to the wall of the connection housing 2, from the ultrasonic transducer 12 in the measuring section 7, so that the sound path is not or only slightly influenced by a flow of the fluid. In this case, the ultrasonic signal is reflected at the tube wall and then runs again along the measuring section 7 from the tube wall to the ultrasonic transducer 12. In particular, this embodiment is also suitable for applications in which the pressure in the non-flowing fluid is determined. Also explicitly included in the disclosure content are individual feature combinations (sub-combinations) as well as possible combinations of individual features of different embodiments that are not shown in the drawing figures.
B EZ U G SZ EI C H E N LI STE Einrichtung B EZ U G SZ EI C H E N LI STE Equipment
2 Anschlussgehäuse 2 connection housing
3 Eingang  3 entrance
4 Ausgang  4 output
5a, 5b Ultraschallwandler  5a, 5b ultrasonic transducer
6a, 6b Reflektor  6a, 6b reflector
7, 7a, 7b Messstrecke 7, 7a, 7b measuring section
8 Sende- und Empfangsstufe  8 transmission and reception stage
9 Steuer- und Auswerteeinheit  9 control and evaluation unit
10 Anzeigevorrichtung  10 display device
I I Ultraschallburst  I I ultrasonic burst
12, 12a, 12b Ultraschallwandler 12, 12a, 12b ultrasonic transducers
p Druck p pressure
t Zeit t time
K Empfindlichkeit  K sensitivity
V Vorwärtsrichtung  V forward direction
R Rückwärtsrichtung R reverse direction
F1 erste Frequenz  F1 first frequency
F2 zweite Frequenz  F2 second frequency
PFO Phasen-Frequenz-Offset  PFO phase frequency offset
PFO(V) Phasen-Frequenz-Offset in Vorwärtsrichtung  PFO (V) phase-frequency offset in forward direction
PFO(R) Phasen-Frequenz-Offset in Rückwärtsrichtung PFO (R) phase-frequency offset in reverse direction
PFO(M) Phasen-Frequenz-Offset Mittelwert  PFO (M) Phase Frequency Offset Average
S(V, F1) Ultraschallsignal in Vorwärtsrichtung in erster Frequenz S (V, F1) Forward ultrasonic signal in first frequency
S(R, F1) Ultraschallsignal in Rückwärtsrichtung in erster FrequenzS (R, F1) ultrasonic signal in the reverse direction in the first frequency
S(V, F2) Ultraschallsignal in Vorwärtsrichtung in zweiter Frequenz S(R, F2) Ultraschallsignal in Rückwärtsrichtung in zweiter Frequenz t(V, F1) Laufzeit in Vorwärtsrichtung in erster Frequenz t(R, F1) Laufzeit in Rückwärtsrichtung in erster Frequenz t(V, F2) Laufzeit in Vorwärtsrichtung in zweiter Frequenz t(R, F2) Laufzeit in Rückwärtsrichtung in zweiter Frequenz S (V, F2) Ultrasonic signal in the forward direction in the second frequency S (R, F2) Ultrasonic signal in the reverse direction in the second frequency t (V, F1) Running time in the forward direction in the first frequency t (R, F1) Running time in the reverse direction in the first frequency t ( V, F2) Running time in the forward direction in the second frequency t (R, F2) Running time in the reverse direction in the second frequency

Claims

PATE NTAN S PRÜ C H E  PATE NTAN S TEST C H E
Verfahren zur Bestimmung des Drucks eines Fluids, bei dem eine Messanordnung zum Senden und Empfangen einer akustischen Welle vorgesehen ist, Method for determining the pressure of a fluid, in which a measuring arrangement for transmitting and receiving an acoustic wave is provided,
die akustische Welle entlang einer im Bereich des Fluids angeordneten Messstrecke (7) verläuft, wobei  the acoustic wave runs along a measuring section (7) arranged in the region of the fluid, wherein
die akustische Welle jeweils eine Laufzeit zum Durchlaufen der Messstrecke (7) aufweist,  the acoustic wave in each case has a transit time for passing through the measuring path (7),
ein von dem Druck des Fluids beeinflusster Parameter ermittelt wird, und  a parameter influenced by the pressure of the fluid is determined, and
daraus der Druck des Fluids abgeleitet wird,  from which the pressure of the fluid is derived
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine erste (F1) und eine zweite Frequenz (F2) zum Senden der akustischen Welle vorgesehen sind, und  a first (F1) and a second frequency (F2) are provided for transmitting the acoustic wave, and
der von dem Druck des Fluids beeinflusste Parameter anhand einer Laufzeitdifferenz zwischen der Laufzeit der akustischen Welle in der ersten Frequenz (F1) und der Laufzeit der akustischen Welle in der zweiten Frequenz (F2) an einem bekannten Zeitpunkt im Empfangssignal ermittelt wird.  the influenced by the pressure of the fluid parameters based on a transit time difference between the running time of the acoustic wave in the first frequency (F1) and the duration of the acoustic wave in the second frequency (F2) at a known time in the received signal is determined.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeitdifferenz in gleicher Richtung entlang der Messstrecke (7) ermittelt wird. A method according to claim 1, characterized in that the transit time difference in the same direction along the measuring section (7) is determined.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der akustischen Welle die Durchflussmenge des Fluids bestimmt wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that by means of the acoustic wave, the flow rate of the fluid is determined.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die4. The method according to claim 3, characterized in that the
Bestimmung der Durchflussmenge des Fluids anhand einer Laufzeitdifferenzmessung erfolgt, bei der die Laufzeit der akustischen Welle in entge- gengesetzten Richtungen entlang der Messstrecke (7) ermittelt wird. Determination of the flow rate of the fluid based on a transit time difference measurement takes place, in which the duration of the acoustic wave in opposite directions along the measuring section (7) is determined.
5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Messanordnung um eine Ultraschallmessanordnung und bei den akustischen Wellen um Ultraschallwellen handelt. 5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that it is an ultrasonic measuring arrangement in the measuring arrangement and the acoustic waves are ultrasonic waves.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeiten der akustischen Wellen entlang der Messstrecke (7) für die jeweiligen Frequenzen (F1 bzw. F2) jeweils in entgegengesetzten Richtungen der Messstrecke (7) ermittelt werden. 6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transit times of the acoustic waves along the measuring section (7) for the respective frequencies (F1 or F2) are determined in each case in opposite directions of the measuring section (7).
7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter der Phasen-Frequenz- Offset (PFO) in Vorwärtsrichtung (PFO(V)) und/oder in Rückwärtsrichtung (PFO(R)) vorgesehen ist. 7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that as parameters of the phase-frequency offset (PFO) in the forward direction (PFO (V)) and / or in the reverse direction (PFO (R)) is provided.
8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter ein Mittelwert (PFO(M)) aus dem Phasen-Frequenz-Offset in Vorwärtsrichtung (PFO(V)) und dem Phasen-Frequenz-Offset in Rückwärtsrichtung (PFO(R)) vorgesehen ist. 8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that as an average parameter (PFO (M)) from the phase-frequency offset in the forward direction (PFO (V)) and the phase-frequency offset in the reverse direction (PFO (R)) is provided.
9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasen-Frequenz-Offset (PFO) bei gleichem Zeitpunkt im Empfangssignal ermittelt wird. 9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the phase-frequency offset (PFO) is determined at the same time in the received signal.
10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Laufzeitdifferenz im noch nicht eingeschwungenen Zustand des Empfangssignals erfolgt. 10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the determination of the transit time difference takes place in the not yet steady state of the received signal.
11. Einrichtung (1 ) zur Druckbestimmung eines Fluids, mit 11. Device (1) for determining the pressure of a fluid, with
einem Anschlussgehäuse (2) zum Anschluss der Einrichtung (1), einer akustischen Messanordnung, vorzugsweise einer Ultraschall- Messanordnung, die vorzugsweise mindestens zwei Schallwandler zum Senden und/oder Empfangen einer akustischen Welle, insbesondere Ultraschallwelle, umfasst, einer dazwischen angeordneten, im Fluid befindlichen Messstrecke (7), wobei a connection housing (2) for connecting the device (1), an acoustic measuring arrangement, preferably an ultrasonic measuring arrangement, which preferably comprises at least two sound transducers for transmitting and / or receiving an acoustic wave, in particular an ultrasonic wave, an interposed, located in the fluid measuring section (7), wherein
die akustische Welle entlang der Messstrecke (7) innerhalb des Fluids verläuft,  the acoustic wave runs along the measuring path (7) within the fluid,
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die akustische Messanordnung Mittel aufweist, mittels derer eine akustische Welle mit einer ersten Frequenz (F1) sowie eine akustische Welle mit einer zweiten Frequenz (F2) erzeugbar ist, und  the acoustic measuring arrangement has means by means of which an acoustic wave with a first frequency (F1) and an acoustic wave with a second frequency (F2) can be generated, and
eine Steuer- und Auswerteeinheit (9) vorgesehen ist, mittels derer der von dem Druck des Fluids beeinfiusste Parameter anhand einer Laufzeitdifferenz zwischen der Laufzeit der akustischen Welle in der ersten Frequenz (F1) und der Laufzeit der akustischen Welle in der zweiten Frequenz (F2) an einem bekannten Zeitpunkt im Empfangssignal ermittelbar ist. 12. Einrichtung (1) nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Auswerteeinheit (9) dazu hergerichtet ist, die Laufzeiten der akustischen Welle in einer und/oder in entgegengesetzten Richtungen entlang der Messstrecke (7) in der jeweiligen Frequenz (F1 bzw. F2) zu ermitteln.  a control and evaluation unit (9) is provided, by means of which the inffaided by the pressure of the fluid parameters based on a transit time difference between the duration of the acoustic wave in the first frequency (F1) and the duration of the acoustic wave in the second frequency (F2) can be determined at a known time in the received signal. 12. Device (1) according to claim 11, characterized in that the control / evaluation unit (9) is adapted to the durations of the acoustic wave in one and / or in opposite directions along the measuring section (7) in the respective frequency ( F1 or F2).
13. Einrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Auswerteeinheit (9) die Laufzeitdifferenz aus den Laufzeiten der akustischen Welle in einer und/oder in entgegengesetzten Richtungen entlang der Messstrecke (7) ermittelt. 13. Device (1) according to claim 12, characterized in that the control / evaluation unit (9) determines the transit time difference from the transit times of the acoustic wave in one and / or in opposite directions along the measuring section (7).
14. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigevorrichtung (10), insbesondere zur Druckanzeige, vorgesehen ist. 14. Device (1) according to any one of claims 11-13, characterized in that a display device (10), in particular for pressure indication, is provided.
Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Auswerteeinheit (9) als Parameter den Phasen- Frequenz-Offset (PFO) in Vorwärtsrichtung (PFO(V)) und/oder in Rückwärtsrichtung (PFO(R)) ermittelt. Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer-/Auswerteeinheit (9) anhand der Laufzeiten der akustischen Welle in einer Richtung und/oder in entgegengesetzten Richtungen eine Laufzeitdifferenz bestimmt und die Durchflussmenge anhand dieser Laufzeitdifferenz ermittelbar ist. Device (1) according to any one of claims 11-14, characterized in that the control / evaluation unit (9) as a parameter the phase frequency offset (PFO) in the forward direction (PFO (V)) and / or in the reverse direction (PFO (R)). Device (1) according to any one of claims 11-15, characterized in that the control / evaluation unit (9) based on the travel times of the acoustic wave in one direction and / or in opposite directions determines a transit time difference and the flow rate can be determined based on this transit time difference ,
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