DE202008014171U1 - Durchflussmengenmesseinrichtung - Google Patents

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Abstract

Durchflussmengenmesseinrichtung für Flüssigkeiten umfassend ein Messrohr (10), wobei die Innenwand (11) des Messrohres (10) eine Messstrecke bildet für eine Ultraschallmesseinrichtung zur Laufzeitmessung von Ultraschallsignalen entlang der Messtrecke mit mindestens einem Ultraschallwandler (40), einem Halteelement (20), an dem das Messrohr (10) befestigt ist, und ein Funktionselement (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) wenigstens eine Funktionselementaufhängung (60) zur Aufnahme des Funktionselementes (30) umfasst, wobei die Funktionselementaufhängung (60) wenigstens eine Abgleitrichtung (80, 81) aufweist und so orientiert ist, dass die wenigsten eine Abgleitrichtung (80, 81) mit der Flächennormalen der Schallaustrittsfläche (41) des wenigstens einen Ultraschallwandlers (40) einen Winkel von 90° oder weniger einschließt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Durchflussmengenmesseinrichtung für Flüssigkeiten.
  • Durchflussmengenmesseinrichtung für Flüssigkeiten, die Ultraschallwellen zur Durchflussmessung verwenden, sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 9420760 U1 . Das Gerät umfasst eine vom Medium durchströmte Messstrecke, an deren gegenüberliegenden Enden Umlenkspiegel vorgesehen sind. Über die Umlenkspiegel werden Schallwellen eines Ultraschallwandlers in die Messstrecke umgelenkt und von demselben oder einem zweiten Ultraschallwandler aufgenommen. Durch Laufzeitmessung einzelner Schallimpulse kann die Geschwindigkeit des Fluids in der Messstrecke ermittelt und daraus die Durchflussmenge errechnet werden. Alternativ ist es möglich die Wand des Messrohres selbst als Reflektorfläche zu verwenden. In diesem Fall sind gesonderte Umlenkspiegel nicht erforderlich.
  • Aus der EP 1 909 076 ist bekannt, das Messrohr in einer Kapsel anzuordnen, so dass die Messtrecke nicht mehr in der Achse der Versorgungsleitung liegt, sondern die zu messende Flüssigkeit erst nach mehrfacher Umlenkung in die Messtrecke gelangt. Bei einer solchen Anordnung können die Ultraschallwandler in einer Linie mit der Messstrecke angeordnet werden; Umlenkspiegel sind nicht erforderlich.
  • Zur letztendlichen Berechnung der Durchflussmenge aus den Messergebnissen wird ein Rechenwerk eingesetzt, welches am Messrohr selbst oder in seiner unmittelbaren Umgebung angeordnet ist. Das Rechenwerk weist in der Regel ein Display auf, auf dem die gemessene Durchflussmenge abzulesen ist.
  • Der oder die Ultraschallwandler zur Erzeugung und/oder Detektion von Ultraschallwellen weisen eine Schallaustrittsfläche auf, an der die Ultraschallwellen erzeugt beziehungsweise detektiert werden. Mit dieser Schallaustrittsfläche durchbricht der Ultraschallwandler in der Regel die Wand des Messrohres, damit so die Ultraschallwellen in die Flüssigkeit eingebracht werden können.
  • Beim Fließen von Flüssigkeiten kommt es häufig zu einer Gasblasenbildung oder Gasblasen werden in der Flüssigkeit mittransportiert. Insbesondere bei wechselnden Durchflussgeschwindigkeiten oder zeitweisen Durchflussstops haften Gasblasen an der Wand des Messrohres an.
  • Haften die Gasblasen, bei denen es sich häufig um Luftblasen handelt, im Bereich der aktiven Fläche der Ultraschallwandler an, so kommt es zu Verfälschungen der Messergebnisse. Die Mess ergebnisse bei entsprechenden Durchflussmengenmesseinrichtungen sind daher mit großen Unsicherheiten behaftet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Durchflussmengenmesseinrichtung für Flüssigkeiten zu schaffen, welche die Nachteile der im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, insbesondere die Messunsicherheiten aufgrund von Gasblasenanhaftung im Bereich der Schallaustrittsflächen der Ultraschallwandler, nicht oder nur noch im verringerten Maße aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Lösung findet sich in den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Demnach umfasst eine Durchflussmengenmesseinrichtung für Flüssigkeiten ein Messrohr, wobei die Innenwand des Messrohres eine Messstrecke bestimmt, eine Ultraschallmesseinrichtung für eine Laufzeitmessung von Ultraschallsignalen entlang der Messtrecke mit mindestens einem Ultraschallwandler und ein Funktionselement, wobei ein Halteelement vorgesehen ist, an dem das Messrohr befestigt ist und das wenigstens eine Funktionselementaufhängung zur Aufnahme des Funktionselementes umfasst, wobei die Funktionselementaufhängung wenigstens eine Abgleitrichtung aufweist, so dass die wenigsten eine Abgleitrichtung mit der Flächennormalen der Schallaustrittsfläche wenigstens eines Ultraschallwandlers einen Winkel von 90° oder weniger einschließt.
  • Zunächst seien einige im Rahmen der Erfindung verwendeten Begriffe näher erläutert.
  • Mit „Abgleitrichtung einer Aufhängung” wird eine Richtung bezeichnet, in die das an der Aufhängung befindliche Funktionselement von der Aufhängung frei abgleiten kann, sofern die Summe aller Kräfte in Richtung der Abgleitrichtung positiv ist, d. h. der entlang der Abgleitrichtung zerlegte Teil des resultierenden, auf das Funktionselement wirkenden Kraftvektors zeigt in die gleiche Richtung wie die Abgleitrichtung. Dies ist in der Regel dann der Fall, wenn der Winkel zwischen Abgleitrichtung und Gewichtskraft des Funktionselementes weniger als 90° beträgt. In anderen Richtungen abgesehen von der Abgleitrichtung besteht eine Festhaltewirkung durch die Aufhängung, d. h. ein an der Aufhängung befestigtes Funktionselement wird gehalten.
  • „Funktionselement” bezeichnet ein notwendiges Element der Messeinrichtung. Dabei kann es sich z. B. um ein Zählwerk, eine Signalverarbeitungseinrichtung oder Stromversorgung handeln.
  • In der Regel ist eine Abgleitrichtung entgegengesetzt parallel zu einer „Einsteckrichtung”, d. h. einer Richtung, in die das Funktionselement in die Funktionselementaufhängung eingesteckt wird.
  • Mit „Flächennormale” ist die Richtung senkrecht zu einer Fläche bezeichnet, wobei die Richtung der Flächennormalen von der Fläche weg weist.
  • Mit „Gasaufstiegsrichtung” ist die Richtung bezeichnet, in die sich Gasblasen in Flüssigkeiten aufgrund ihres Auftriebes bewegen. Im Normalfall ist die Gasaufstiegsrichtung parallel entgegengesetzt zur Richtung der Schwerkraft.
  • Mit „Durchbrechung” ist eine Öffnung in einer Wand bezeichnet, die durch ein Objekt verschlossen wird bzw. werden kann. Dabei kann eine Stufe zwischen dem verschließenden Objekt und der übrigen Wand auftreten. Das die Öffnung verschließende Objekt muss zusammen mit der Wand also keine glatte Fläche bilden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Durchflussmengenmesseinrichtung wird verhindert, dass sich Gasblasen an der Schallaustrittsfläche eines Ultraschallwandlers ansammeln und dort anhaften. Durch eine mechanische Sicherung wird eine vorgegebene Orientierung der Messeinrichtung bei der Montage erreicht: ist die Durchflussmengenmesseinrichtung in einer unzulässigen Lage montiert, gleitet das Funktionselement von der Funktionselementaufhängung ab und kann nicht an dem Halteelement befestigt werden.
  • Ist die Durchflussmengenmesseinrichtung in einer unzulässigen Lage montiert, zeigt die Abgleitrichtung der Funktionselementaufhängung in Richtung des Bodens, d. h. der Winkel zwischen Abgleitrichtung und Schwerkraft beträgt weniger als 90°; durch seine Gewichtskraft gleitet das Funktionselement dann aus der Funktionselementaufhängung.
  • Während der Montage, zumindest aber bei Installation des Funktionselements, wird offensichtlich, ob die Durchflussmengenmesseinrichtung in einer zulässigen Lage montiert ist. Messfehler oder Messungenauigkeiten aufgrund von Gasblasenanhaftungen im Bereich der Schallaustrittsflächen der Ultraschallwandler, die durch eine falsche Einbaulage des Messrohres hervorgerufen werden könnten, werden vermieden. Eine ordnungsgemäße Montage des Funktionselements an die Funktionselementaufhängung ist in einem solchen Fall nicht möglich. Ein versehentliches Hinwegsehen über bspw. in einer Montageanleitung vorgegebene Einbaurichtung ist damit ausgeschlossen.
  • Es ist besonders bevorzugt, wenn die Funktionselementaufhängung als trapez- oder trapezoidförmige Schiene ausgebildet ist. Bei einer trapezförmigen Schiene verläuft eine Abgleitrichtung senkrecht zur kürzen Grundseite, weg von der längeren Grundseite (Basis). Die Einsteckrichtung ist in der Regel zu dieser Abgleitrichtung entgegengesetzt parallel.
  • Befindet sich beispielsweise bei einer trapezförmigen Schiene die kürzere Grundseite oberhalb der längeren Grundseite (Basis), so kann der Gewichtskraft des Funktionselements durch das Aufliegen des Funktionselements auf die Schenkel und/oder die kürzere Grundseite entgegengewirkt werden. Es wird also eine Haltewirkung erreicht. Wird die entsprechende Durchflussmengenmesseinrichtung in einer Lage eingebaut, so dass die kürzere Grundseite unterhalb der Basis liegt, ist eine Abstützung, wie oben beschrieben, nicht mehr möglich. Die Funktionselementaufhängung kann in diesem Fall keine Haltewirkung erzeugen und das Funktionselement kann nicht an der Funktionselementaufhängung des Halteelements befestigt werden. Das Funktionselement gleitet dann von der Funktionselementaufhängung ab.
  • Bei einer trapezoidförmigen Schiene kann es zwei Einsteckrichtungen geben. Zu jeder dieser Einsteckrichtungen existiert in der Regel auch eine dazugehörige Abgleitrichtung.
  • Bei dem Funktionselement kann es sich insbesondere um ein Rechenwerk handeln. Dieses Rechenwerk kann zur Berechnung der Durchflussmenge durch das Durchflussmengenmessgerät ausgebildet sein.
  • Es ist bevorzugt, ein Display am Funktionselement vorzusehen. Dieses Display kann bspw. Aufschluss über die gemessene Durchflussmenge geben.
  • Es ist möglich, dass das Display gegenüber dem Teil des Funktionselements drehbar ausgestaltet ist. So ist es möglich, dass nach erfolgter Befestigung des Funktionselements an dem Halteelement (d. h. bei vorhandener Haltewirkung) in eine solche Position gedreht werden kann, dass das Display horizontal ablesbar ist. Die Funktionsweise der Funktionselementaufhängung wird hierdurch nicht gemindert.
  • Sofern das Display gegenüber der Funktionselementaufhängung nicht verdreht werden kann ist es bevorzugt, wenn das Funktionselement von der Funktionselementaufhängung abgleitet, sobald die Ableserichtung des Displays des an der Funktionselementaufhängung befestigten Funktionselementes einen Winkel von ±90° gegenüber der Horizontalen überschreitet. Das Ablesen eines Displays, welches im Extremfall z. B. über Kopf steht, wird so ausgeschlossen.
  • Es kann vorgesehen sein, dass zwei Funktionselementaufhängungen vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des Messrohres liegen. Ist es aufgrund der Messtechnik erforderlich, eine bestimmte Flussrichtung durch das Messrohr einzuhalten, so wird durch das Vorsehen von zwei Funktionselementaufhängungen auf gegenüberliegenden Seiten des Messrohres eine erhöhte Variabilität bei der Montage der erfindungsgemäßen Durchflussmengenmesseinrichtung ermöglicht. Die Gefahr der Gasblasenanhaftung im Bereich der Schallaustrittsflächen der Ultraschallwandler bleibt weiterhin gebannt, wenn beide Funktionselementaufhängungen die erfindungsgemäßen Vorraussetzungen in Bezug auf die Abgleitrichtung einhalten.
  • Es kann außerdem vorgesehen sein, dass an dem Halteelement zwischen Funktionselementaufhängung und Messrohr ein Zwischenraum zur Aufnahme von Kabelage vorgesehen ist. Bei der aufzunehmenden Kabelage kann es sich bspw. um das Verbindungskabel zwischen den Ultraschallwandlern und dem Rechenwerk handeln. Indem die Verbindungskabel in den beschriebenen Raum aufgenommen werden, wird vermieden, dass diese Kabel frei herumhängen.
  • Es kann ein Temperaturfühler am Messrohr vorgesehen sein. Das Kabel vom Temperaturfühler zum Rechenwerk kann ebenfalls in den Zwischenraum zwischen Funktionselementaufhängungen und Messrohr aufgenommen werden. Sind zwei Funktionselementaufhängungen auf gegenüberliegenden Seiten des Messrohres vorgesehen, ist der Temperaturfühler bevorzugt im Bereich zwischen den zwei Funktionselementaufhängungen angeordnet.
  • Um weitere messtechnische Verbesserungen durch Polumkehr zu erreichen, werden häufig Isoliermaterialien im Bereich der Schallaustrittsflächen der Ultraschallwandler eingesetzt. Bei diesen Materialien kann es sich z. B. um Keramik handeln. Die dabei bevorzugt eingesetzte Topfform gestattet aus Gründen der Prozesssicherheit und der Übertragung der Akustiksignale beim Klebevorgang die Befestigung der Piezoelemente nur auf der bearbeiteten Unterseite des Topfes, da der Boden des Hohlraumes unbearbeitet bleibt. Dieser Hohlraum bildet dann die Schallaustrittsfläche, die die Wand des Messrohres durchbricht. Sie ist also mit der Flüssigkeit im Messrohr im Kontakt. Aufgrund ihrer unbearbeiteten Oberfläche ist sie besonders anfällig für die Anhaftung von Gas- und/oder Luftblasen. Indem durch die erfindungsgemäße Vorrichtung verhindert wird, dass eine solche Fläche in Richtung der Gasausstiegsrichtung angeordnet ist, wird die Gefahr der Luftblasenanhaftung im Bereich der Schallaustrittsflächen auch bei solchen Töpfen minimiert.
  • Für den Fall das mehr als ein Ultraschallwandler bei einem Durchflussmengenmessgerät vorgesehen ist, ist es bevorzugt, dass die Abgleitrichtung(en) der Funktionselementaufhängung(en) die obige Winkelbedingung gegenüber den Flächennormalen aller Ultraschallwandler einhält. Sind die Flächennormalen zweier Ultraschallwandler parallel entgegengesetzt angeordnet, so sind bevorzugt zwei parallel entgegengesetzte Abgleitrichtungen, die parallel zu den Flächennormalen zweier Ultraschallwandler verlaufen, vorgesehen.
  • Im Übrigen sei angemerkt, dass bei der erfindungsgemäßen Durchflussmengenmesseinrichtung die Spülzeit (d. h. die Zeit die benötigt wird, um die meisten Gasblasenanhaftungen zu entfernen) stark minimiert wird. Aufgrund der Lage der Schallaustrittsflächen weist die Gasaufstiegsrichtung von den Schallaustrittsflächen weg. Dort evtl. anhaftende Gasblasen lassen sich beim Spülvorgang schnell ablösen.
  • In vielen Fällen wird eine Funktionselementaufhängung eine Schar von Abgleitrichtungen aufweisen. Diese Schar kann kontinuierlich sein. Es ist ausreichend, wenn wenigstens eine Abgleitrichtung aus dieser Schar die erfindungsgemäßen Bedingungen bzgl. des Winkels zwischen dieser wenigstens einen Abgleitrichtung und der Flächennormale der Schallaustrittsfläche des Ultraschallwandlers erfüllt.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der oder die Ultraschallwandler die Innenwand des Messrohres mit seiner Schallaustrittsfläche durchbricht.
  • Verläuft die Messstrecke neben der Versorgungsleitung, weil bspw. das Messrohr in einer Kapsel angeordnet ist, die seitlich von der Versorgungsleitung montiert wird, ist es bevorzugt, wenn eine Abgleitrichtung senkrecht zur Achse der Versorgungsleitung, weg von der Messtrecke vorgesehen ist. Dadurch wird eine Lage der Durchflussmengenmesseinrichtung verhindert, in der das Messrohr oberhalb der Versorgungsleitung zu liegen kommt. Wäre das Messrohr oberhalb der Versorgungsleitung angeordnet, könnten sich Gasblasen im Messrohr oder in der Kapsel ansammeln und die Sicherheit des Messergebnisses negativ beeinflussen. Durch das Vorsehen der beschriebenen Abgleitrichtung wird eine Lage des Messrohres unterhalb der Versorgungsleitung erzwungen; Gasblasen im Messrohr werden dann durch Versorgungsleitung weggespült. Die Lage des Messrohres unterhalb der Versorgungsleitung durch eine entsprechende Abgleitrichtung zu erzwingen, verdient ggf. gesonderten eigenständigen Schutz.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand einer vorteilhaften Ausführungsform beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Durchflussmengenmesseinrichtung;
  • 2 eine Seitenansicht der Durchflussmengenmesseinrichtung aus 1; und
  • 3 ein Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Durchflussmengenmesseinrichtung.
  • In 1 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Durchflussmengenmesseinrichtung 1 dargestellt. Die Durchflussmengenmesseinrichtung umfasst ein Messrohr 10, eine Halteeinrichtung 20 und ein Rechenwerk 30 (durch die gestrichelte Linie angedeutet).
  • Das Messrohr 10 bildet durch seine Innenwand 11 einen Innenraum 12 aus. In diesem Innenraum 12 befindet sich die Messstrecke zur Laufzeitmessung von Ultraschallwellen (nicht dargestellt).
  • Die Innenwand 11 des Messrohres 10 weist eine Durchbrechung 13 für die Schallaustrittsfläche 41 eines Ultraschallwandlers 40 auf. In der Regel sind zwei solche Ultraschallwandler 40 mit jeweils einer Durchbrechung 13 an einem Messrohr 10 vorgesehen. Die von einem Ultraschallwandler 40 ausgesendeten Ultraschall wellen werden dann entweder durch wenigstens einen Umlenkspiegel (nicht dargestellt) oder den den Ultraschallwandlern gegenüberliegende Teil der Innenwand 11 des Messrohres 10 zum anderen Ultraschallwandler umgelenkt. Bewegen sich die Ultraschallwellen durch ein fließendes Medium, ändert sich die Laufzeit der Ultraschallwellen entlang der Messtrecke. Aus der Laufzeitveränderung lässt sich die Geschwindigkeit des fließenden Mediums und, zusammen mit der Geometrie des Innenraums 12, die Durchflussmenge bestimmen.
  • Sofern mehrere Ultraschallwandler 40 vorgesehen sind, ist es bevorzugt, wenn die Flächennormale der Schallaustrittsfläche 41 untereinander keinen Winkel aufweisen. Im dargestellten Beispiel verlaufen die Flächennormalen des einen Ultraschallwandlers 40 und des anderen (nicht dargestellt) parallel.
  • Der Ultraschallwandler 40 umfasst einen Transducer 42, der im Ultraschallbereich schwingen kann. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Piezokeramik handeln. Zum Schutz des Transducers 42 vor der Flüssigkeit im Innenraum 12 des Messrohres 10 ist ein Keramiktopf 43 vorgesehen. Der Keramiktopf 43 ist mit seiner bearbeiteten Unterseite 44 fest mit dem Transducer 42 (z. B. durch Kleben) verbunden. Die Oberseite des Bodens des Topfes 43 bildet die Schallaustrittsfläche 41 des Ultraschallwandlers 40. Der Keramiktopf 43 ist an seiner Innenseite – und damit auch an der Schallaustrittsfläche 41 – unbearbeitet.
  • Der Keramiktopf 43 und der Transducer 42 werden durch einen Aushebering 45, der mit einer Membran 46 verklebt ist, und einen Feststellring 47 fest am Messrohr 10 fixiert. Um einen Flüssigkeitsaustritt im Bereich der Durchbrechungen 13 zu vermeiden, sind Dichtungselemente 48 vorgesehen.
  • Das Messrohr 10 ist fest mit einer Basisplatte 21 des Halteelements 20 verbunden. Die Verbindung wird durch Schrauben 50 hergestellt. Zur weiteren Vermeidung der Gefahr des Flüssigkeitsaustritts aus dem Messrohr 10 ist zwischen dem Messrohr 10 und der Basisplatte 21 eine weitere Dichtung 51 vorgesehen.
  • Ausgehend von der Basisplatte 21 erstrecken sich zu beiden Seiten des Messrohres 10 Seitenplatten 22 beziehungsweise 22'. Die Seitenplatten 22, 22' sind symmetrisch zur Längsebene des Messrohres 10 ausgestaltet. Somit sind auch zwei Funktionselementaufhängungen 60, 60' vorhanden, die auf gegenüberliegenden Seiten des Messrohres 10 angeordnet sind. Im Folgenden ist die Beschreibung auf eine Seitenplatte 22 beschränkt. Für die andere Seitenplatte 22' gilt Entsprechendes.
  • An der Seitenwand 22 ist eine Funktionselementaufhängung 60 vorgesehen, die später noch genauer beschrieben wird. Grundsätzlich eignet sich die Funktionselementaufhängung 60 zur Befestigung eines Rechenwerks 30 daran. Innerhalb der Seitenwand 22 ist ein Zwischenraum 23 vorgesehen. Dieser kann zur Aufnahme von Kabelage 52 dienen. Bei dieser Kabelage 52 kann es sich beispielsweise um das Verbindungskabel zwischen dem Ausgang 49 des Ultraschallwandlers 40 und dem Rechenwerk 30 handeln. Dadurch kann die Gefahr der Beschädigung eines herunterhängenden Kabels verringert und die Einbauästhetik der Durchflussmengenmesseinrichtung 1 erhöht werden.
  • Am Messrohr 10 kann außerdem noch ein Temperaturfühler 53 vorgesehen sein. Die Messwerte dieses Temperaturfühlers 53 können bei der Berechnung der Durchflussmenge durch das Rechenwerk 30 berücksichtigt werden. Dazu muss lediglich der Temperaturfühler 53 mit dem Rechenwerk 30 verbunden sein. Ein gegebenenfalls zu langes Verbindungskabel zwischen den beiden Komponenten kann ebenfalls in Zwischenraum 23 aufgenommen werden.
  • Die Funktionselementaufhängung 60 steht vor der Seitenwandung 22 des Halteelements 20 hervor. Sie ist im Wesentlichen trapezoidförmig ausgestaltet (vgl. 2) und weist angrenzend an die Seitenwandung 22 eine umlaufende Nut 61 auf. Die Trapezoidform der Funktionselementaufhängung 60 wird gebildet durch vier Seiten 62, 63, 64, 65.
  • Das dargestellte Ausführungsbeispiel weist zwei Einsteckrichtungen auf, d. h. das Rechenwerk 30 (vgl. 1) kann sowohl in der durch den Pfeil 70 als auch durch den Pfeil 71 angedeuteten Richtung auf die Funktionselementhalterung 60 eingesteckt werden. Für die Trapezoidform der Funktionselementaufhängung 60 bedeutet dies, dass die vordere der in eine Einsteckrichtung 70 oder 71 kreuzenden Seiten 62 oder 63 kürzer ist als die hintere 64 oder 65. Seite 62 ist also kürzer als Seite 65, Seite 63 ist kürzer als Seite 64. Um einen sicheren Halt des Rechenwerkes 30 in beide Einsteckrichtungen 70, 71 zu gewährleisten, ist es bevorzugt, dass die Winkel zwischen den Seiten 62 und 63, Seiten 62 und 64, sowie den Seiten 63 und 65 gleich groß ist und die Seiten 62 und 63 gleich lang sind.
  • Das Rechenwerk 30 weist an seiner Rückseite eine Schuhklaue 31, so dass es auf die Funktionselementaufhängung 60 aufgeschoben werden kann. Dabei ist die Weite der Schuhklaue 31 so gewählt, dass sie lediglich in den beiden Einsteckrichtung 70, 71 auf die Funktionselementaufhängung 60 geschoben werden kann. Ist das Rechenwerk 30 vollständig auf die Funktionselementaufhängung 60 aufgeschoben, so greift wenigstens im Bereich der Seite 62 (bei Einsteckrichtung 70) bzw. Seite 63 (bei Einsteckrichtung 71) die Schuhklaue 31 in die Nut 61 ein. Es ist auch möglich, dass die Schuhklaue 31 in die Nut 61 im Bereich der Seiten 63 und 64 (bei Einsteckrichtung 70) bzw. Seiten 62 und 65 (bei Einsteckrichtung 71) eingreift. Im Bereich der Seite 65 (bei Einsteckrichtung 70) bzw. Seite 64 (bei Einsteckrichtung 71) findet jedoch kein Eingriff in die Nut 61 statt. Ein weiteres Sicherungselement zur Sicherung des Rechenwerks 30 in der Funktionselementaufhängung 60 ist nicht vorgesehen.
  • Aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Funktionselementaufhängung 60 kann jeder Einsteckrichtung 70, 71 wenigstens je eine Abgleitrichtung 80, 81 zugeordnet werden. Im Falle von der trapezoiden Formgebung der Funktionselementaufhängung 60 entsteht für jede Einsteckrichtung 70, 71 jeweils eine kontinuierliche Schar von Abgleitrichtungen, deren Richtung innerhalb des jeweils durch die gestrichelten Linien angedeuteten Sektors 80', 81' liegt.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Funktionselementaufhängung 60 wird ein Einbau der Durchflussmengenmesseinrichtung 1 vermieden, bei dem es zu Messunsicherheit aufgrund von Gasblasenanhaftungen im Bereich der Schallaustrittsflächen 41 der Ultraschallwandler 40 kommen kann. Wie nachfolgend geschildert wird, lässt sich die erfindungsgemäße Durchflussmengenmesseinrichtung 1 nämlich nur in einer solchen Position montieren, in der der Winkel zwischen der Flächennormalen auf der Schallaustrittsfläche 41 des Ultraschallwandlers 40 und der Gasaufstiegsrichtung (in 1 durch Pfeil 72 angedeutet) weniger als 90° beträgt. Dadurch wird verhindert, dass aufsteigende Gasblasen im Bereich der Ultraschallwandler 40 anhaften.
  • Wird das Rechenwerk 30 bspw. in Richtung der Einsteckrichtung 70 auf die Funktionselementaufhängung 60 aufgeschoben, so wird das Rechenwerk 30 bei zulässiger Lage der Durchflussmengenmesseinrichtung 1 durch seine Gewichtskraft am Halteelement 20 gehalten.
  • Ist die Durchflussmengenmesseinrichtung (fälschlicherweise) so montiert, dass ein Teil der Gewichtskraft des Rechenwerks 30 in Richtung der Abgleitrichtung 80 bzw. einer Abgleitrichtung aus der Schar 80' wirkt, gleitet das Rechenwerk 30 aufgrund seiner Gewichtskraft aus der Funktionselementaufhängung 60. Dies ist nur dann der Fall, wenn der Winkel zwischen Abgleitrichtung 80 bzw. einer Abgleitrichtung aus der Schar 80' und der Erdbeschleunigung weniger als 90° beträgt. Dies ist erwünscht, da eine solche Lage der Durchflussmengenmesseinrichtung 1 unzulässig ist. Denn ließe sich die Durchflussmengenmesseinrichtung 1 in einer solchen unzulässigen Position montieren, könnten sich im Bereich der Schallaustrittsflächen 41 der Ultraschallwandler 40 Gasblasen anhaften, die zu einer Verfälschung des Messergebnisses führen könnten. Dies wird durch die Erfindung ausgeschlossen.
  • In 3 ist eine Ausführungsform einer Durchflussmengenmesseinrichtung 1 dargestellt, bei der das Messrohr 10 in einer Kapsel 90 angeordnet ist. Das Messrohr 10 ist nicht-koaxial mit der Versorgungsleitung 91, die senkrecht zur Blattebene verläuft. An der Funktionselementaufhängung 60 ist (ggf. zusätzlich) eine Abgleitrichtung 92 vorgesehen. Durch diese wird eine Montage der Durchflussmengenmesseinrichtung 1 erzwungen, bei der das Messrohr 10 unterhalb der Versorgungsleitung 91 liegt. Einer Ansammlung von Gasblasen im Messrohr 10 bzw. in der Kapsel 90 kann so effektiv vorgebeugt werden. Evtl. vorhandene oder entstehende Gasblasen werden durch die Versorgungsleitung 91 abgeführt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 9420760 U1 [0002]
    • - EP 1909076 [0003]

Claims (13)

  1. Durchflussmengenmesseinrichtung für Flüssigkeiten umfassend ein Messrohr (10), wobei die Innenwand (11) des Messrohres (10) eine Messstrecke bildet für eine Ultraschallmesseinrichtung zur Laufzeitmessung von Ultraschallsignalen entlang der Messtrecke mit mindestens einem Ultraschallwandler (40), einem Halteelement (20), an dem das Messrohr (10) befestigt ist, und ein Funktionselement (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) wenigstens eine Funktionselementaufhängung (60) zur Aufnahme des Funktionselementes (30) umfasst, wobei die Funktionselementaufhängung (60) wenigstens eine Abgleitrichtung (80, 81) aufweist und so orientiert ist, dass die wenigsten eine Abgleitrichtung (80, 81) mit der Flächennormalen der Schallaustrittsfläche (41) des wenigstens einen Ultraschallwandlers (40) einen Winkel von 90° oder weniger einschließt.
  2. Durchflussmengenmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Ultraschallwandler wenigstens eine Abgleitrichtung (80, 81) vorgesehen ist.
  3. Durchflussmengenmesseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Ultraschallwandler (40) vorgesehen ist und das eine Abgleitrichtung (80, 81) mit den Flächennormalen der Schallaustrittsflächen (41) von wenigstens zwei Ultraschallwandlern (40) einen Winkel von 90° oder weniger einschließt.
  4. Durchflussmengenmesseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Funktionselementaufhängung (60) als trapez- oder trapezoidförmige Schiene ausgeführt ist.
  5. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Funktionselement (30) ein Display vorgesehen ist, welches gegenüber dem Funktionselement (30) drehbar gelagert ist.
  6. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperaturfühler (53) vorgesehen ist.
  7. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Funktionselementaufhängungen (60) vorgesehen sind, die auf gegenüberliegenden Seiten des Messrohres (10) angeordnet sind.
  8. Durchflussmengenmesseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturfühler (53) zwischen den Funktionselementaufhängungen (60) am Messrohr (10) angeordnet ist
  9. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Funktionselementaufhängung (60) und dem Messrohr (10) ein Zwischenraum (23) zur Aufnahme von Kabelage (52) vorgesehen ist.
  10. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schallaustrittsfläche (41) des Ultraschallwandlers (40) aus Keramik und/oder topfförmig ausgebildet ist.
  11. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Funkionselement (30) ein Rechenwerk ist.
  12. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ultraschallwandler (40) die Innenwand (11) des Messrohres (10) mit seiner Schallaustrittsfläche (41) durchbricht.
  13. Durchflussmengenmesseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abgleitrichtung (80, 81, 92) senkrecht zur Achse der Versorgungsleitung, weg von der Messtrecke vorgesehen ist.
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