Gesthuysen Patentanwälte

Beschrieben und dargestellt ist ein Ultraschalldurchflussmessgerät (2), umfassend ein Messrohr, ein erstes Ultraschallwandlerarray, ein zweites Ultraschallwandlerarray und eine Steuer- und Auswerteeinheit, wobei im Betrieb ein Medium durch das Messrohr fließt, wobei das erste Ultraschallwandlerarray und das zweite Ultraschallwandlerarray in Strömungsrichtung gesehen beabstandet zueinander an dem Messrohr angeordnet sind, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit mit dem ersten Ultraschallwandlerarray und mit zweiten Ultraschallwandlerarray verbunden ist, wobei in einem ersten Betriebszustand das erste Ultraschallwandlerarray zumindest als Ultraschallerreger zur Anregung einer (geführten) Ultraschallwelle, die sich im Betrieb durch das Medium ausbereitet, ausgebildet ist und wobei das zweite Ultraschallwandlerarray zumindest als Ultraschallempfänger zum Empfang dieser Ultraschallwelle ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet dass das erste Ultraschallwandlerarray eine Mehrzahl von Wandlerelementen aufweist, wobei die Mehrzahl von Wandlerelementen auf einem ersten Messrohrumfang angeordnet ist, dass das zweite Ultraschallwandlerarray eine Mehrzahl von Wandlerelementen aufweist, wobei die Mehrzahl von Wandlerelementen auf einem zweiten Messrohrumfang angeordnet ist und dass die Wandlerelemente klein sind im Vergleich zum Messrohrumfang.

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren (1) zum Betreiben eines Ultraschalldurchflussmessgeräts (2) zur Messung des Durchflusses durch ein von einem Medium (3) durchströmtes Messrohr (4), wobei das Ultraschalldurchflussmessgerät (2) wenigstens einen sendenden Ultraschallwandler (5) zum Senden von Ultraschallsignalen (6) und wenigstens einen empfangenden Ultraschallwandler (7) zum Empfangen von Ultraschallsignalen (6) und eine Steuer- und Auswerteeinheit (8) umfasst, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (8) den sendenden Ultraschallwandler (5) so ansteuert, dass dieser das Ultraschallsignal (6) emittiert, der empfangende Ultraschallwandler (7) das emittierte Ultraschallsignal (6) empfängt und die Steuer- und Auswerteeinheit (8) durch Auswertung emittierter und empfangener Ultraschallsignale (6) zumindest einen mittelbaren Wert für den Durchfluss des Mediums (3) durch das Messrohr (4) ermittelt. Eine gleichbleibende Messgüte wird dadurch erzielt, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (8) eine Ultraschallsignal-Frequenz (f) des emittierten Ultraschallsignals (6) so anpasst, dass eine durch eine Änderung des Wertes der Schallgeschwindigkeit (v_sos) des Mediums (3) bewirkte Änderung eines Öffnungswinkels (phi) der Schallkeule (10) des Ultraschallsignals (6) zumindest teilweise kompensiert wird.

Dargestellt und beschrieben ist ein Verfahren (1) zum Betreiben eines Ultraschalldurchflussmessgeräts (2) zur Messung des Durchflusses durch ein von einem Medium (3) durchströmtes Messrohr (4), wobei das Ultraschalldurchflussmessgerät (2) wenigstens einen sendenden Ultraschallwandler (5) zum Senden von Ultraschallsignalen (6) und wenigstens einen empfangenden Ultraschallwandler (7) zum Empfangen von Ultraschallsignalen (6) und eine Steuer- und Auswerteeinheit (8) umfasst, wobei die Ultraschallwandler (5, 7) so angeordnet sind, dass sie in dem Medium (3) einen Ultraschallmesspfad (9) realisieren und wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (8) den sendenden Ultraschallwandler (5) so ansteuert, dass dieser das Ultraschallsignal (6) emittiert, der empfangende Ultraschallwandler (7) das emittierte Ultraschallsignal (6) empfängt und die Steuer- und Auswerteeinheit (8) im Messbetrieb (14) durch Auswertung emittierter und empfangener Ultraschallsignale (6) aus einer ermittelten Signallaufzeit (t_sig) des Ultraschallsignals (6) zumindest einen mittelbaren Wert für den Durchfluss (Vp) des Mediums (3) durch das Messrohr (4) ermittelt.Das Verfahren kann flexibel auf geänderte Messbedingungen reagieren, indem die Steuer- und Auswerteeinheit (8) den sendenden Ultraschallwandler (5) so ansteuert, dass ein breitbandiges Ultraschallsignal (USb,tx) emittiert wird, indem in einem Auswerteschritt (10) ein optimaler Messfrequenzbereich (M_opt) ermittelt wird, indem das empfangene breitbandige Ultraschallsignal (USb,rx) frequenzgefiltert (11) wird in mehrere Messfrequenzbereiche (M) des empfangenen breitbandigen Ultraschallsignals (USb,rx), indem ferner für mehrere der Messfrequenzbereiche (M) jeweils wenigstens ein Qualitätswert (Q) aus dem frequenzgefilterten Ultraschallsignal (USb,rx,f) des zugehörigen Messfrequenzbereichs (M) berechnet (12) wird und derjenige Messfrequenzbereich (M) als optimaler Messfrequenzbereich (M_opt) bestimmt wird, der den höchsten Qualitätswert (Q) erzielt, und indem bei der Ermittlung des zumindest mittelbaren Wertes für den Durchfluss (Vp) eine Signallaufzeit (t_sig) verwendet wird, die nach Frequenzfilterung (11) des empfangenen breitbandigen Ultraschallsignals (USb,rx) aus dem optimalen Messfrequenzbereich (M_opt) ermittelt worden ist.

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Dargestellt und beschrieben ist Verfahren zur Überwachung eines Verbundmessgeräts (1) mit einem Durchflussgerät (2), einem Tomografiemessgerät (3) und einem Messrohr (4) mit einem Messrohrinnenraum (5), wobei ein Medium (10) in den Messrohrinnenraum (5) eingebracht wird. Das Durchflussmessgerät (2) weist zwei Durchflussmesselektroden (13) im Messrohrinnenraum (5) auf und ist zur Umsetzung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessverfahrens ausgebildet. Bei Ausführung des Durchflussmessverfahrens wird eine Durchflussrate des Mediums (10) durch den Messrohrinnenraum (5) unter Verwendung von an den Durchflussmesselektroden (13) anliegenden Durchflussmesssignalen bestimmt. Das Tomografiemessgerät (3) weist mindestens drei Tomografieelektroden (17) im Messrohrinnenraum (5) auf und ist zur Umsetzung eines elektrischen Impedanztomografie-Messverfahrens ausgebildet. Bei Ausführung des Impedanztomografie-Messverfahrens wird mindestens eine Eigenschaft des Mediums (10) im Messrohrinnenraum (5) unter Verwendung von an den Tomografieelektroden (17) anliegenden Tomografiesignalen bestimmt. Die Erfindung löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Überwachung eines solchen Verbundmessgeräts (1) anzugeben, welches Beschädigungen der Tomografieelektroden (17) erkennt. Die Aufgabe ist dadurch gelöst, dass in einem Messzyklus nacheinander vom Tomografiemessgerät (3) einzeln in jede der Tomografieelektroden (17) ein Anregungssignal eingespeist und vom Durchflussmessgerät (2) ein vom Anregungssignal bewirktes Zustandssignal an den Durchflussmesselektroden (13) gemessen, das Zustandssignal der Tomografieelektrode (17) zugeordnet und abgespeichert wird, dass der Messzyklus mindestens ein weiteres Mal ausgeführt wird und dass eine Veränderung des Zustandssignals mindestens einer der Tomografieelektroden (17) zwischen Messzyklen erkannt, als eine Beschädigung der mindestens einen Tomografieelektrode (17) gewertet und einem Benutzer signalisiert wird.

Beschrieben und dargestellt ist ein Ultraschalldurchflussmessgerät (1) mit einem Messrohr (2), mit einem ersten Ultraschallwandler (3), mit einem zweiten Ultraschallwandler (4) und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (5), wobei der erste Ultraschallwandler (3) und der zweite Ultraschallwandler (4) axial versetzt am Messrohr (2) angeordnet sind, wobei der erste Ultraschallwandler (3) zumindest als Ultraschallaktor (6) ausgebildet ist, wobei der zweite Ultraschallwandler (4) zumindest als Ultraschallsensor (7) ausgebildet ist, wobei die Steuer- und Auswerteeinheit (5) im Betriebszustand des Ultraschalldurchflussmessgeräts (1) den Ultraschallaktor (6) so ansteuert, dass in dem von einem Fluid (8) durchströmten Messrohr (2) eine geführte Ultraschallwelle (9) angeregt wird und sich die geführte Ultraschallwelle (9) in einem kombinierten Wellenleiter umfassend Messrohr (2) und Fluid (8) in axialer Erstreckungsrichtung des Messrohrs (2) in Messrohr (2) und Fluid (8) geführt ausbreitet, wobei der Ultraschallsensor (7) die geführte Ultraschallwelle (9) empfängt und die Steuer- und Auswerteeinheit (5) durch Auswertung der empfangenen geführten Ultraschallwelle (9) eine Strömungsgeschwindigkeit (v) des Fluids (8) ermittelt. Eine vorteilhafte Anregung von geführten Ultraschallwellen wird dadurch erzielt, dass zumindest der als Ultraschallaktor (6) ausgestaltete Ultraschallwandler (3) in axialer Erstreckungsrichtung des Messrohrs (2) mehrere Anregungsstrukturen (10) aufweist, wobei die Anregungsstrukturen (10) in axialer Erstreckungsrichtung des Messrohres (2) voneinander beabstandet sind, wobei mittels der Anregungsstrukturen (10) Ultraschallwellen in das von dem Fluid durchströmte Messrohr (2) eingespeist werden, sodass räumlich verteilt in axialer Erstreckungsrichtung des Messrohres (2) ein Wellenmuster wenigstens einer vorbestimmten Wellenmode (m_det) der geführten Ultraschallwelle (9) in dem von dem Fluid (8) durchströmten Messrohr (2) angeregt wird.

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