DE102008002027A1 - Measuring cell for use in measuring device of ultrasonic measuring system, has molded part provided with surface for coupling and/or decoupling of ultrasonic signal for determining flow-through of fluid medium through cell - Google Patents

Measuring cell for use in measuring device of ultrasonic measuring system, has molded part provided with surface for coupling and/or decoupling of ultrasonic signal for determining flow-through of fluid medium through cell Download PDF

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Abstract

The cell (2) has a molded part for providing adjustment of the cell at a measuring device (3), where the molded part exhibits a surface for coupling and/or decoupling of an ultrasonic signal (7) for determining and/or monitoring a flow-through of a measuring medium through the cell. The molded part exhibits an elevation (6) for accommodating into a recess (5). A sensor detects a fluid parameter, and a detecting unit detects storage and transmission of data. Another molded part lies opposite to the former molded part. Independent claims are also included for the following: (1) a measuring system for determining and/or monitoring a flow-through of a measuring medium through a measuring cell (2) a method for operating a measuring system.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messzelle, welche lösbar an einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung anbringbar ist.The The present invention relates to a measuring cell which is detachable attachable to a dedicated measuring device is.

Ultraschall-Durchflussmessgeräte werden vielfach in der Prozess- und Automatisierungstechnik eingesetzt. Sie erlauben in einfacher Weise, den Volumendurchfluss und/oder Massendurchfluss in einer Rohrleitung berührungslos zu bestimmen.Ultrasonic flowmeters are widely used in process and automation technology. They allow in a simple way, the volume flow and / or Mass flow in a pipeline contactless to determine.

Die bekannten Ultraschall-Durchflussmessgeräte arbeiten häufig nach dem Doppler- oder nach dem Laufzeitdifferenz-Prinzip.The known ultrasonic flowmeters often work after the Doppler or after the transit time difference principle.

Beim Laufzeitdifferenz-Prinzip werden die unterschiedlichen Laufzeiten von Ultraschallimpulsen relativ zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit ausgewertet. Hierzu werden Ultraschallimpulse sowohl in wie auch entgegen der Strömung gesendet. Aus der Laufzeitdifferenz lässt sich die Fließgeschwindigkeit und damit bei bekanntem Durchmesser des Rohrleitungsabschnitts der Volumendurchfluss bestimmen.At the Runtime difference principle, the different maturities of ultrasonic pulses relative to the flow direction of Liquid evaluated. For this purpose, ultrasonic pulses both in and against the flow sent. Out the transit time difference allows the flow rate and thus with a known diameter of the pipe section of the Determine volume flow.

Beim Doppler-Prinzip werden Ultraschallwellen mit einer bestimmten Frequenz in die Flüssigkeit eingekoppelt und die von der Flüssigkeit reflektierten Ultraschallwellen ausgewertet. Aus der Frequenzverschiebung zwischen den eingekoppelten und reflektierten Wellen lässt sich ebenfalls die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit bestimmen.At the Doppler principle will be ultrasonic waves with a specific frequency coupled into the liquid and that of the liquid Evaluated reflected ultrasonic waves. From the frequency shift between the coupled and reflected waves also the flow rate of the liquid determine.

Reflexionen in der Flüssigkeit treten jedoch nur auf, wenn Luftbläschen oder Verunreinigungen in dieser vorhanden sind, so dass dieses Prinzip hauptsächlich bei verunreinigten Flüssigkeiten Verwendung findet.reflections in the liquid, however, occur only when air bubbles or impurities are present in this, so this principle mainly with contaminated liquids Use finds.

Die Ultraschallwellen werden mit Hilfe so genannter Ultraschallwandler erzeugt bzw. empfangen. Hierfür sind Ultraschallwandler an der Rohrwandung des betreffenden Rohrleitungsabschnitts fest angebracht. Seit neuerem sind auch Clamp-on-Ultraschall-Durchflussmesssysteme erhältlich. Bei diesen Systemen werden die Ultraschallwandler nur noch mit einem Spannverschluss an die Rohrwandung gepresst. Derartige Systeme sind z. B. aus der EP-B-686 255 , US-A 44 84 478 oder US-A 45 98 593 bekannt. Clamp-On-Systeme verfügen jedoch in der Regel nicht über die hohe Genauigkeit von Inline-Systemen.The ultrasonic waves are generated or received with the help of so-called ultrasonic transducers. For this purpose, ultrasonic transducers are firmly attached to the pipe wall of the relevant pipe section. More recently, clamp-on ultrasonic flow measurement systems have become available. In these systems, the ultrasonic transducers are pressed against the pipe wall only with a tension lock. Such systems are for. B. from the EP-B-686 255 . US-A 44 84 478 or US-A 45 98 593 known. However, clamp-on systems typically do not have the high accuracy of inline systems.

Ein weiteres Ultraschall-Durchflussmessgerät, das nach dem Laufzeitdifferenz-Prinzip arbeitet, ist aus der US-A 50 52 230 bekannt. Die Laufzeit wird hier mittels Bursts, das sind kurze sinusförmige Ultraschallimpulse, ermittelt.Another ultrasonic flowmeter, which operates on the transit time difference principle, is from the US-A 50 52 230 known. The runtime is determined here by means of bursts, which are short sinusoidal ultrasonic pulses.

Die Ultraschallwandler bestehen normalerweise aus einem Piezoelement, auch kurz Piezo genannt, und einem Koppelelement, auch Koppelkeil oder seltener Vorlaufkörper genannt. Im Piezoelement werden die Ultraschallwellen erzeugt und bei einem Clamp-On-System über das Koppelelement zur Rohrwandung geführt und von dort in die Flüssigkeit geleitet. Da die Schallgeschwindigkeiten in Messmedium, Koppelelement und Rohrwandung meist unterschiedlich sind, werden die Ultraschallwellen beim Übergang von einem zum anderen Medium gebrochen. Der Brechungswinkel bestimmt sich in erster Näherung nach dem Snell'schen Gesetz. Der Brechungswinkel ist somit abhängig von dem Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten in den beiden Medien.The Ultrasonic transducers normally consist of a piezoelement, also called piezo for short, and a coupling element, also coupling wedge or called rare precursor body. Be in the piezo element the ultrasonic waves generated and in a clamp-on system over guided the coupling element to the pipe wall and from there passed into the liquid. Because the speed of sound in measuring medium, coupling element and pipe wall usually different are the ultrasonic waves in the transition from one broken to the other medium. The angle of refraction is determined in the first approximation according to Snell's law. The angle of refraction is thus dependent on the ratio of the propagation velocities in the two media.

Zwischen dem piezoelektrischen Element und dem Koppelelement ist üblicherweise eine Anpassungsschicht angeordnet. Die Anpassungsschicht übernimmt dabei die Funktion der Transmission des Ultraschallsignals und gleichzeitig die Reduktion einer durch unterschiedliche akustische Impedanzen verursachte Reflektion an Grenzschichten zwischen zwei Materialen.Between The piezoelectric element and the coupling element is usually arranged an adaptation layer. The adaptation layer takes over while the function of the transmission of the ultrasonic signal and at the same time the reduction of one caused by different acoustic impedances Reflection on boundary layers between two materials.

In der US-PS 5 179 862 ist ein Ultraschall-Messsystem mit, in einer Ausführungsform, zwei Ultraschallwandlern in einem Gehäuse offenbart. Das Gehäuse kann begrenzt auf Rohre verschiedener Größen aufgeschnappt werden, d. h. die Erfindung ist auf eine bestimmte Anzahl an festgelegten Rohrgrößen und Formen beschränkt. Durch verschiedene Verstellmöglichkeiten lässt sich ein Ultraschallsignalpfad mit definierten Abständen der Ultraschallwandler herstellen. Eine weitere Ausgestaltung besteht in einem Ultraschall-Messsystem, welches zwei Ultraschallsensoren aufweist und der Pfad des Ultraschallsignals zwischen den Sensoren in axialer Richtung durch das Messrohr verläuft. Das Messrohr hat dabei einen bestimmten Durchmesser, der klein im Vergleich zur Rohrlänge ist. Die Ultraschallsensoren sind dabei in einem Gehäuse befestigt, welches ein flexibles Messrohr, also einen Schlauch, umschließt oder welches Gehäuse eine rohrförmige Aussparung aufweist, durch welche das Messmedium strömt. Um die Ultraschallsignale in das Messmedium bzw. in das Messrohr ein- und/oder auszukoppeln sind unterschiedliche Ausprägungen an Koppelementen vorgeschlagen. Diese richten sich stets nach dem Messrohrmaterial, der konstruktiven Ausgestaltung des Gehäuses oder nach dem Messmedium selbst.In the U.S. Patent 5,179,862 is an ultrasonic measuring system with, in one embodiment, disclosed two ultrasonic transducers in a housing. The housing can be snapped limited to tubes of different sizes, that is, the invention is limited to a certain number of fixed pipe sizes and shapes. Various adjustment options make it possible to produce an ultrasonic signal path with defined distances between the ultrasonic transducers. A further embodiment consists in an ultrasonic measuring system, which has two ultrasonic sensors and the path of the ultrasonic signal between the sensors extends in the axial direction through the measuring tube. The measuring tube has a certain diameter, which is small compared to the tube length. The ultrasonic sensors are fastened in a housing which encloses a flexible measuring tube, ie a hose, or which housing has a tubular recess through which the measuring medium flows. In order to input and / or decouple the ultrasonic signals into the measuring medium or into the measuring tube, different forms of coupling elements are proposed. These are always based on the measuring tube material, the structural design of the housing or the measuring medium itself.

Das vorgeschlagene Ultraschall-Messsystem lässt auf bestimmte bestehende Rohre aufklemmen. Der Feststellmechanismus ist jedoch aufwendig. Die Form und Größe der Messrohre ist eingeschränkt und auch die konstruktive Ausgestaltung des Messsystems ist von dem Messrohrwerkstoff abhängig.The proposed ultrasonic measuring system can be clamped on certain existing pipes. However, the locking mechanism is expensive. The shape and size of the measuring tubes is limited and also the structural design of the measuring system is dependent on the measuring tube material pending.

Die US-PS 5 463 906 zeigt ein Ultraschall-Durchflussmessgerät mit einer auswechselbaren Kammer, durch die das Messmedium fließt. Die Kammer verfügt über zwei Düsen, eine Eingangs- und eine Ausgangsdüse, mittels derer ein Schlauch an die Kammer anschließbar ist. Die Kammer weist weiterhin eine glatte und merkmalslose Innenseite, in welcher das Messmedium fließt, damit Blutzellen nicht beschädigt werden, und bevorzugt keilförmige Koppelelemente auf. Eine Brechung oder Reflektion des Ultraschallsignals wird jedoch verhindert, da das Koppelelement die gleiche akustische Impedanz wie das Messmedium, insbesondere Blut, besitzt. Der Ultraschallsignalpfad verläuft axial in der Kammer und zur Strömung und senkrecht auf die Fläche der Kammer, welche den Ultraschallwandler des Durchflussmessgeräts koppelt. Das Ultraschall-Durchflussmessgerät weist mindestens einen Ultraschallwandler auf, der mittels eines Körpers, an welchem die kammerabgewandte Seite des Wandlers befestigt ist, und mittels einer Feder an die Kammer gepresst wird. Sowohl der Körper, an welchem der Ultraschallwandler befestigt ist, als auch die Kammer befinden sich in einem hohlräumigen Aufnehmer. In dessen quaderförmigen Hohlraum kann der Körper mit dem Ultraschallwandler axial verschoben werden. Dieser ist mit einer Feder an einem axialen Ende des Aufnehmers verbunden. Die Kammer hat ebenfalls eine äußere Gestalt, so dass sie in den Hohlraum passt und mittels der Feder am Körper mit dem Ultraschallwandler und der gegenüberliegenden Innenwand der Ausnehmung verspannt werden kann.The U.S. Patent No. 5,463,906 shows an ultrasonic flowmeter with a replaceable chamber through which the medium flows. The chamber has two nozzles, an inlet and an outlet nozzle, by means of which a hose can be connected to the chamber. The chamber further has a smooth and featureless inside, in which the measuring medium flows, so that blood cells are not damaged, and preferably wedge-shaped coupling elements. Refraction or reflection of the ultrasonic signal is prevented, however, because the coupling element has the same acoustic impedance as the measuring medium, in particular blood. The ultrasonic signal path extends axially in the chamber and to the flow and perpendicular to the surface of the chamber which couples the ultrasonic transducer of the flowmeter. The ultrasonic flowmeter has at least one ultrasonic transducer which is pressed against the chamber by means of a body to which the chamber-remote side of the transducer is fastened and by means of a spring. Both the body to which the ultrasonic transducer is attached and the chamber are housed in a hollow space transducer. In the cuboidal cavity of the body can be moved axially with the ultrasonic transducer. This is connected to a spring at one axial end of the transducer. The chamber also has an outer shape so that it fits into the cavity and can be clamped by the spring on the body with the ultrasonic transducer and the opposite inner wall of the recess.

Das beschriebene Ultraschalldurchflussmessgerät umfasst eine auf das Messmedium Blut abgestimmte Messkammer, welche in eine Ausnehmung gleicher Form und Größe einer Vorrichtung eingelegt ist. Dadurch ist es nicht möglich, den Durchfluss anderer Messmedien im gleichen Ultraschalldurchflussmessgerät mit ähnlicher Genauigkeit zu messen oder das Ultraschalldurchflussmessgerät für Du rchflussbereiche einzusetzen, welche stark von einem bestimmten, vorgesehenen Bereich abweichen.The described ultrasonic flowmeter comprises a on the measuring medium blood tuned measuring chamber, which in a recess the same shape and size of a device inserted is. This does not allow the flow of others Measuring media in the same ultrasonic flowmeter with similar Accuracy or the ultrasonic flowmeter for use in areas which are heavily influenced by a certain intended area.

In der EP-A 1 840 534 ist ein Ultraschall-Messsystem mit einer chirurgischen Kassette beschrieben. In dieser Kassette befindet sich eine rohrförmige Ausnehmung, durch die ein Messmedium strömt. Auf einer Seite der rohrförmigen Ausnehmung ist ein flaches Koppelelement für die Ein- bzw. Auskopplung eines Ultraschallsignals angeformt und auf der gegenüberliegenden Seite der rohrförmigen Ausnehmung befindet sich ein akustischer Reflektor. Beide Bauteile bilden eine Linie, welche senkrecht auf der Achse der rohrförmigen Ausnehmung steht. Beim Einlegen der Kassette in eine Konsole, welche einen Ultraschallwandler aufweist, wird dieser Ultraschallwandler mit dem Koppelelement der Kassette akustisch gekoppelt. Das Koppelelement besteht dabei bevorzugt aus einem Elastomeren.In the EP-A 1 840 534 is described an ultrasonic measuring system with a surgical cassette. In this cassette is a tubular recess through which a medium flows. On one side of the tubular recess a flat coupling element for the coupling or decoupling of an ultrasonic signal is formed and on the opposite side of the tubular recess is an acoustic reflector. Both components form a line which is perpendicular to the axis of the tubular recess. When inserting the cassette in a console, which has an ultrasonic transducer, this ultrasonic transducer is acoustically coupled to the coupling element of the cassette. The coupling element preferably consists of an elastomer.

Da das Koppelelement nun nicht mittels Klebstoffen an die Kassette angebracht ist, besteht kein Übergang mit anderer akustischer Impedanz zwischen Koppelelement und Messrohr und kein akustischer Spalt, beispielsweise durch Luftblasen im Klebstoff hervorgerufen. Die Anwendung der Kassette ist jedoch sehr beschränkt, insbesondere auf bestimmte Messmedien und bestimmte, enge Durchflussbereiche. Eine Messung einer Laufzeitdifferenz von Ultraschallsignalen auf Signalpfaden senkrecht zur Strömungsrichtung mit einem Ultraschallwandler und einem Reflektor ist dem Fachmann unbekannt und nicht ausführbar. Für eine Messung eines Dopplereffektes wäre der Reflektor überflüssig. Wahrscheinlich handelt es sich hier um eine Messung von Korrelationen, eine Erkennung von Mustern in der Strömung, deren Genauigkeit bezüglich des Durchflusses beschränkt ist.There the coupling element now not by means of adhesives to the cassette is attached, there is no transition with other acoustic Impedance between coupling element and measuring tube and no acoustic Gap, caused for example by air bubbles in the adhesive. However, the use of the cassette is very limited, in particular to certain measuring media and certain, narrow flow ranges. A measurement of a transit time difference of ultrasound signals Signal paths perpendicular to the flow direction with a Ultrasonic transducer and a reflector is unknown in the art and not executable. For a measurement of a Doppler effect the reflector would be superfluous. Probably this is a measurement of correlations, a detection of patterns in the flow, their accuracy regarding the flow is limited.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein hochgenaues Ultraschall-Messsystem mit auswechselbaren, je nach Anwendung verschiedenartigen Messzellen vorzuschlagen.The The object of the invention is a high-precision ultrasonic measuring system with exchangeable measuring cells, depending on the application propose.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass eine Messzelle vorgeschlagen wird, welche lösbar an einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung anbringbar ist, wobei die Messzelle mindestens ein Formstück zur Ausrichtung der Messzelle an einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist und welches Formstück eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist.The The object is achieved by proposing a measuring cell which is detachable on a designated Measuring device is attachable, wherein the measuring cell at least one Shaped piece for aligning the measuring cell with one having provided measuring device and which fitting an area for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a flow a measuring medium through the measuring cell has.

Ein Formstück ist ein dreidimensionales Gebilde mit äußerer Gestalt, eine Form. Die Form ist in der Regel einstückig, kann sich aber aus mehreren Formelementen zusammengesetzten. Formelemente sind die kleinsten Einheiten einer Form, in welche diese sich zerlegen lässt. Die Eigenschaften, welche die Formelemente charakterisieren, sind ihre Gestalt, Größe, Position bzw. Lagebeziehung und das Material, aus welchem sie bestehen. Die Eigenschaften aller Formelemente beschreiben die Form und damit hier das Formstück.One Shaped piece is a three-dimensional structure with outer Shape, a shape. The shape is usually one-piece, but can be composed of several features. form elements are the smallest units of a form into which they break up leaves. The properties that characterize the form elements are their shape, size, position or positional relationship and the material of which they are made. The properties of all Form elements describe the shape and thus here the fitting.

Das Formstück ist so ausgestaltet, dass es eine Fläche aufweist, auf welcher ein Ultraschallwandler ohne akustischen Spalt angebracht werden kann und weiterhin Formelemente aufweist, die zur Orientierung der Messzelle an einem entsprechend ausgestalteten Gegenstück der Messvorrichtung dienen. Ein Formstück kann auch Teil eines Mechanismus' sein, um die Messzelle an der Messvorrichtung lösbar fest zu machen, wie z. B. ein Teil eines zweiteiligen Bajonettverschlusses. Das Formstück kann dabei einteilig bzw. integraler Bestandteil der Messzelle sein, oder ein oder mehrere Formelemente sind an der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung der Ultraschallsignale befestigt.The shaped piece is designed so that it has a surface on which an ultrasonic transducer without acoustic gap can be attached and further comprises mold elements which serve to orient the measuring cell on a suitably designed counterpart of the measuring device. A fitting may also be part of a mechanism to releasably secure the measuring cell to the measuring device, such as, e.g. B. a part of a two Partial bayonet closure. The molding may be integral or integral part of the measuring cell, or one or more mold elements are attached to the surface for coupling and / or decoupling the ultrasonic signals.

Eine Variante der erfindungsgemäßen Messzelle besteht daher darin, dass die Messzelle mindestens ein Formelement zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist und dass die Messzelle mindestens eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist. Das Formelement zur Ausrichtung der Messzelle ist bevorzugt mit der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals verbunden. Das Formstück besteht in dieser Variante aus zwei Teilen, also aus zwei Formelementen, einerseits aus dem Formelement zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung und andererseits aus der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals, welche miteinander in Verbindung stehen.A Variant of the measuring cell according to the invention exists therefore, in that the measuring cell has at least one shape element for alignment the measuring cell on the measuring device provided for this purpose and that the measuring cell has at least one surface for and / or decoupling an ultrasonic signal for determination and / or monitoring having a flow of a measuring medium through the measuring cell. The mold element for aligning the measuring cell is preferably with the surface for coupling and / or decoupling the ultrasonic signal connected. The fitting is made in this variant two parts, so of two form elements, on the one hand from the form element for aligning the measuring cell with the designated one Measuring device and on the other hand from the surface for input and / or Coupling of the ultrasonic signal, which in conjunction with each other stand.

Besonders bevorzugt wird die Messzelle in der industriellen Durchflussmesstechnik eingesetzt.Especially the measuring cell is preferred in industrial flow measurement technology used.

Die erfindungsgemäße Messzelle kann exakt ein Formstück zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweisen, welches Formstück seinerseits exakt eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist oder die Messzelle weist ein Formstück zur Ausrichtung der Messzelle mit mehreren, insbesondere zwei Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals auf oder die Messzelle weist mehrere, insbesondere zwei Formstücke zur Ausrichtung der Messzelle auf, welche ihrerseits wiederum über eine oder mehrere Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals verfügen.The Measuring cell according to the invention can exactly a fitting for aligning the measuring cell with the designated one Have measuring device, which molding in turn exactly one surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal to Determination and / or monitoring of a flow of a Measuring medium through the measuring cell or has the measuring cell a fitting for aligning the measuring cell with a plurality, in particular two surfaces for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal or the measuring cell has a plurality, in particular two fittings for aligning the measuring cell, which in turn, over one or more surfaces for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal.

Alle Merkmale der nachfolgend beschriebenen Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lösungen sind beliebig untereinander kombinierbar.All Features of the training and further education described below The solutions according to the invention are arbitrary can be combined with each other.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle sieht vor, dass das Formstück der Messzelle eine Vertiefung zur Aufnahme einer Erhebung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist oder dass das Formstück der Messzelle eine Erhebung zur Aufnahme einer Vertiefung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist. Die Erhebung bzw. Vertiefung kann dabei aber auch am Rand des Formstücks liegen.A Particularly advantageous development of the measuring cell according to the invention provides that the fitting of the measuring cell has a recess for receiving a survey of a fitting of a designated Measuring device or that the shaped piece of the measuring cell a survey for receiving a recess of a fitting having a dedicated measuring device. The Survey or depression can but also at the edge of the fitting lie.

Nach einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messzelle ist die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle eine Koppelmatte bzw. die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals besitzt die Eigenschaften einer Koppelmatte oder eine Koppelmatte ist auf der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals angebracht. Eine Koppelmatte ist elastisch federnd, so dass sie sich sowohl an die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals eines an der Messzelle anlegbaren Ultraschallwandlers, als auch an die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals der Messzelle, auf welcher sie appliziert ist, anpasst. Durch die guten akustischen Eigenschaften und Koppeleigenschaften der Koppelmatte lässt sich ein Ultraschallwandler ohne akustischen Spalt an die Messzelle koppeln. Weiterhin weist sie eine geringe Schalldämpfung auf. Koppelmatten bestehen üblicherweise aus weichen Metallen, Silikonverbindungen oder Polymeren, insbesondere Elastomeren.To an embodiment of the measuring cell according to the invention is the area for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a flow a measuring medium through the measuring cell a coupling mat or the Surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal has the properties of a coupling mat or a coupling mat is on the surface for coupling and / or decoupling a Ultrasonic signal attached. A coupling mat is resilient, so that they are both to the area for input and / or Coupling of an ultrasonic signal of an applicable to the measuring cell Ultraschallwandlers, as well as to the surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal of the measuring cell on which it is applied is, adapt. Due to the good acoustic properties and coupling properties The coupling mat can be an ultrasonic transducer without couple the acoustic gap to the measuring cell. Furthermore, she points a low sound attenuation. Pad mats usually exist made of soft metals, silicone compounds or polymers, in particular Elastomers.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Messzelle aus einem sterilisierbarem, insbesondere aus einem mit Gammastrahlung sterilisierbarem Material gefertigt ist.A further advantageous embodiment of the invention Device provides that the measuring cell from a sterilizable, in particular from a sterilizable with gamma radiation material is made.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Messzelle aus einem kompostierbaren Material gefertigt ist oder dass die Messzelle aus einem, zu einem Großteil recycelbaren Material gefertigt ist.A further advantageous embodiment of the device according to the invention Provides that the measuring cell is made of a compostable material or that the measuring cell is made of one, for the most part made of recyclable material.

Die Messzelle ist aus verschiedenen Materialien, wie z. B. Polymeren also Duroplasten, Thermoplasten und auch Elastomeren, Gläsern, Keramiken und auch Metallen, herstellbar. Eine Variante ist, eine Messzelle aus mehreren Materialen herzustellen, bspw. für die Koppelmatte, welche üblicherweise aus einem weichen Material mit bestimmten akustischen Eigenschaften besteht, einen anderen Werkstoff auszuwählen als für den Strömungskanal. Eine andere Variante ist, ein Basismaterial, aus welchem die Messzelle hauptsächlich gefertigt ist, mit diversen Beschichtungen zu versehen, z. B. um Reflektionseigenschaften zu verbessern. Eine besonders bevorzugte Eigenschaft ist die Kompostierbarkeit und/oder die Gamma-Sterilisierbarkeit einer speziellen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messzelle.The Measuring cell is made of different materials, such. B. polymers ie thermosets, thermoplastics and also elastomers, glasses, Ceramics and metals, manufacturable. One variant is a measuring cell made of several materials, for example. For the coupling mat, which usually made of a soft material with certain acoustic properties consists of selecting a different material as for the flow channel. Another variant is, a base material from which the measuring cell mainly is made to provide with various coatings, for. B. order Reflect reflection properties. A particularly preferred Property is the compostability and / or gamma sterilizability a special embodiment of the invention Measuring cell.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle weist die Messzelle mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens eines weiteren Fluidparameters auf. Die Bestimmung und/oder Überwachung des ersten Fluidparameters, des Durchflusses, wird dadurch nicht wesentlich eingeschränkt. Bei diesem Sensor handelt es sich z. B. um einen Temperaturfühler, um die Temperatur des Messmediums zu bestimmen. Dieser ist bspw. mit elektrischen Anschlüssen auf der Außenseite der Messzelle versehen, um die Signale des Sensors einer Auswerteeinheit zuzuführen. Aber auch eine induktive Kopplung ist zur Signalübertragung einsetzbar. Der Temperaturfühler kann z. B. als Spritzteil in die Messzelle integriert sein. über metallisierte Kontaktflächen auf einer Außenwand ist das Sensorsignal einer Auswerteeinheit zuführbar.According to an advantageous development of the measuring cell according to the invention, the measuring cell has at least one sensor for detecting at least one further fluid parameter. The determination and / or monitoring of the first fluid parameter, the flow, is not significantly limited thereby. This sensor is z. B. around a temperature sensor to determine the temperature of the medium to be measured. This is, for example, provided with electrical connections on the outside of the measuring cell in order to supply the signals of the sensor to an evaluation unit. But also an inductive coupling can be used for signal transmission. The temperature sensor can, for. B. be integrated as a molded part in the measuring cell. Via metallized contact surfaces on an outer wall, the sensor signal can be fed to an evaluation unit.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Messzelle eine Vorrichtung zur Erfassung mindestens eines weiteren Fluidparameters auf. Eine solche Vorrichtung kann auch z. B. darin begründet sein, dass die Messzelle in einem bestimmten Bereich eine transparente und/oder für die Durchstrahlung mit Infrarotem Licht geeignete Wandung aufweist, also von der Außenseite der Messzelle, welche mit der Umwelt in Kontakt steht, bis zur Innenseite der Messzelle, welche mit dem Messmedium in Berührung steht, ist die Messzelle transparent und/oder für die Durchstrahlung mit Infrarotem Licht geeignet. Damit ist es möglich, mittels eines Infrarotthermometers, welcher nicht Teil der Messzelle ist, die Temperatur des Messmediums in der Messzelle zu bestimmen und/oder zu Überwachen.In a further embodiment of the invention Solution, the measuring cell has a device for detection at least one further fluid parameter. Such a device can also z. B. be justified in that the measuring cell in a transparent and / or for a particular area the radiation with infrared light has a suitable wall, So from the outside of the measuring cell, which is with the environment is in contact, to the inside of the measuring cell, which with the Measuring medium is in contact, the measuring cell is transparent and / or suitable for the transmission of infrared light. This makes it possible, by means of an infrared thermometer, which is not part of the measuring cell, the temperature of the measuring medium in the measuring cell to determine and / or to monitor.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle besteht darin, dass die Messzelle Mittel zur Identifikation der Messzelle und/oder Mittel zur Erfassung, Speicherung und Übertragung von Daten aufweist.A advantageous development of the invention Measuring cell is that the measuring cell means for identification the measuring cell and / or means for detection, storage and transmission of data.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messzelle wird vorgeschlagen, dass das Mittel zur Datenerfassung, -speicherung und -übertragung ein RFID-Transponder ist.According to one advantageous embodiment of the invention Measuring cell, it is proposed that the means of data collection, storage and transmission is an RFID transponder.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messzelle wird vorgeschlagen, dass das Mittel zur Datenerfassung, -speicherung und -übertragung ein Barcode ist.According to one further advantageous embodiment of the invention Measuring cell is proposed that the means of data acquisition, storage and transfer is a barcode.

Die Messzelle kann somit wichtige Daten, welche z. B. für die Messung relevant sind, mit sich führen. Die Datenspeicherung erfolgt dabei z. B. durch einen Barcode einen RFID-Transponder. Der RFID-Transponder hat den Vorteil, dass er sich bei geändertem Datenbestand einfach aktualisieren lässt, d. h. der Datenbestand geändert werden kann. Somit könnte z. B. auf einer Messzelle nach Ihrem Gebrauch gespeichert werden, dass die Messzelle bereits benutzt ist und sie nun sterilisiert oder entsorgt werden muss. Werden die Daten beim Anbringen der Messzelle an eine dafür vorgesehene Vorrichtung, z. B. von dieser Vorrichtung selbst, ausgelesen, kann eine fehlerhafte Verwendung der Messzelle verhindert werden. Weitere Beispiele für speicherbare Parameter sind Beschädigungen, Größe und Form der Messzelle, insbesondere ihre Nennweite, Anschlussmöglichkeiten, Material der Messzelle, ob die Messzelle Steril ist oder nicht, vorhandene integrierte Sensoren und deren Ausgangssignale oder Steuersignale. Optional können diese Daten verschlüsselt gespeichert werden, um ein unerwünschtes Auslesen oder Manipulieren zu verhindern. Ebenfalls ist die Einführung eines Schreibschutzes vorsehbar.The Measuring cell can thus important data, which z. B. for the Measurement are relevant to carry with you. The data storage takes place z. B. by a barcode an RFID transponder. The RFID transponder has the advantage that it changes when Simply update data, d. H. the dataset can be changed. Thus z. B. on one Measuring cell stored after your use, that the measuring cell already is used and now it must be sterilized or disposed of. If the data when attaching the measuring cell to one for provided device, for. B. from this device itself, read, a faulty use of the measuring cell can be prevented. Other examples of storable parameters are damage, Size and shape of the measuring cell, in particular their Nominal diameter, connection possibilities, material of the measuring cell, whether the measuring cell is sterile or not, existing integrated sensors and their output signals or control signals. Optionally These data are stored encrypted to an unwanted Read out or prevent manipulation. Also, the introduction a write protection predictable.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Mittel zur Identifikation der Messzelle stellen in die Messzelle integrierte unterschiedliche Reflektionsschichten für das Ultraschallsignal dar.One further inventive means for identification The measuring cell places different integrated into the measuring cell Reflection layers for the ultrasonic signal is.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messzelle ist darin zu sehen, dass die Messzelle Mittel zur Strömungskonditionierung aufweist. Alternativ weist die Messzelle eine Gestalt auf, welche eine Strömungskonditionierung ermöglicht, d. h. dass die Messzelle so ausgestaltet ist, dass eine bestimmte Strömung einstellbar ist.A very advantageous embodiment of the invention Measuring cell can be seen in that the measuring cell has means for flow conditioning. Alternatively, the measuring cell has a shape, which is a flow conditioning allows, d. H. that the measuring cell is designed so that a certain flow is adjustable.

Mittels einer Strömungskonditionierung kann bspw. ein bestimmtes Strömungsprofil hergestellt werden. Dadurch ist kein langer Messrohreinlauf nötig. Einer fachlich qualifizierten Person sind verschiedene Beispiele zur Strömungskonditionierung bekannt, z. B. aus der WO-A 03 076 880 , der US-A 4 365 518 oder der US-A 4 523 478 .By means of a flow conditioning, for example, a specific flow profile can be produced. This does not require a long measuring tube inlet. A person skilled in the art is aware of various examples of flow conditioning, e.g. B. from the WO-A 03 076 880 , of the US Pat. No. 4,365,518 or the US-A 4 523 478 ,

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messzelle ist darin zu sehen, dass die lichte Weite der Messzelle über die Länge der Messzelle, von der Einlassseite bis zur Auslassseite in Größe und Form variieren kann, insbesondere dass die Messzelle eine Querschnittsverengung aufweist. Eine Querschnittsverengung dient z. B. zur Fokussierung des Ultraschallsignals, ähnlich einer Linse.A further advantageous embodiment of the invention Measuring cell can be seen in that the clear width of the measuring cell over the length of the measuring cell, from the inlet side to the outlet side may vary in size and shape, in particular that the measuring cell has a cross-sectional constriction. A cross-sectional constriction serves z. B. for focusing the ultrasonic signal, similar a lens.

Weiterhin kann die Messzelle Anschlussmöglichkeiten zum lösbaren Anschluss der Messzelle an ein Rohrleitungssystem aufweisen. Aus dem Stand der Technik sind viele Ausprägungen von Druck- und Mediumsdichten Anschlüssen bekannt. Hier eignen sich insbesondere schnell zu öffnende und zu schließende Anschlüsse wie Gewinde oder Stecker, wie sie z. B. bei Gartenschläuchen gebräuchlich sind.Farther the measuring cell can connect to the detachable Have connection of the measuring cell to a piping system. Out In the state of the art many forms of printing and medium-tight connections known. Here are suitable especially fast to open and close Connections such as threads or plugs, as z. B. at Garden hoses are in use.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle schlägt vor, dass die Messzelle zwei sich gegenüberliegende Formstücke zur Ausrichtung der Messzelle an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung aufweist, wobei mindestens ein Formstück eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist. Wird in der Messzelle der Durchfluss des Messmediums mittels Laufzeitdifferenzverfahren von Ultraschallsignalen bestimmt und das Ultraschallsignal nur über eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals ein- und ausgekoppelt, kann die der Fläche zur Ein- und Auskopplung des Ultraschallsignals gegenüberliegende Seite der Messzelle als Reflektionsfläche zur Reflektion des Ultraschallsignals ausgebildet sein.A further advantageous development of the measuring cell according to the invention proposes that the measuring cell has two opposing shaped pieces for aligning the measuring cell on the measuring device provided for this, wherein at least one shaped piece has a surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a Flow of a Having measured medium through the measuring cell. If the flow of the measuring medium in the measuring cell by means of transit time differential method of ultrasound signals determined and the ultrasound signal on and / or out coupled only over a surface for input and / or decoupling of the ultrasonic signal, the surface of the coupling and decoupling of the ultrasonic signal opposite side of the measuring cell as Reflection surface to be formed for reflection of the ultrasonic signal.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Messzelle wird vorgeschlagen, dass beide Formstücke Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweisen.According to one advantageous development of the invention Measuring cell is proposed that both shaped pieces surfaces for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determination and / or monitoring a flow of a measuring medium have through the measuring cell.

Die Messzelle weist auf zwei sich gegenüberliegenden Außenseiten jeweils eine Gestalt auf, die das Ein- und/oder Auskoppeln von Ultraschallsignalen ermöglicht und an welcher die Position der Messzelle relativ zu einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung festlegbar ist. Die Formstücke können dabei unterschiedliche Geometrien aufweisen oder sie sind näherungsweise gleich ausgestaltet.The Measuring cell has two opposite outer sides each have a shape that the input and / or decoupling of ultrasonic signals allows and at which the position of the measuring cell relative fixable to a dedicated measuring device is. The fittings can be different Have geometries or they are approximately the same designed.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Messzelle modular aufgebaut mit mindestens einem ersten Modul, welches als Messrohr ausgestaltet ist und mindestens einem zweiten Modul, welches als Formstück zur Ausrichtung der Messzelle ausgestaltet ist. Im Gegensatz zur Messzelle mit einem Formstück als integralem Bestandteil des Messrohrs, also wo die Messzelle mittels eines Gießverfahrens, eines Spritzverfahrens, eines stereolithographischen Verfahrens oder durch spanabhebende Verfahren aus Vollmaterial herstellbar ist, besteht die Messzelle in diesem Beispiel aus mindestens zwei zusammenfügbaren Teilen. Das Formstück ist an das Messrohr anschweißbar oder anklebbar oder aufschrumpfbar ausgestaltet. So sind bei dem Fertigungsverfahren der Messzelle lediglich zwei Werkzeuge notwendig. Weiterhin besteht die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe in einem Messsystem zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch eine Messzelle, bestehend aus einer Messvorrichtung, welche Messvorrichtung mindestens ein Formstück aufweist, welches Formstück eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist, an welchem Formstück eine dafür vorgesehenen Messzelle ausrichtbar ist, welche Messvorrichtung weiterhin mindestens einen Ultraschallwandler aufweist, und einer Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche Messzelle lösbar in der Messvorrichtung anbringbar ist.To According to an advantageous development, the measuring cell has a modular structure with at least one first module, which is designed as a measuring tube is and at least one second module, which as a fitting designed for alignment of the measuring cell. In contrast to Measuring cell with a fitting as an integral part the measuring tube, ie where the measuring cell by means of a casting process, a spraying method, a stereolithographic method or produced by machining of solid material is, the measuring cell in this example consists of at least two joinable parts. The fitting is on the measuring tube weldable or glued or shrinkable configured. So in the manufacturing process of the measuring cell are only two Tools necessary. Furthermore, there is the solution of the Invention underlying task in a measuring system for determination and / or monitoring a flow of a measuring medium by a measuring cell, consisting of a measuring device, which Measuring device has at least one molding, which Fitting a surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determination and / or monitoring having a flow of a measuring medium through the measuring cell, on which fitting a measuring cell intended for this purpose can be aligned which measuring device further comprises at least one ultrasonic transducer and a measuring cell according to one of the claims 1 to 5, which measuring cell is detachable in the measuring device attachable.

Die Anzahl der Formstücke der Messvorrichtung entspricht vorzugsweise analog der Anzahl der Formstücke der Messzelle. Die geometrische Gestalt der sich gegenüberliegenden Formstücke von Messzelle und Messvorrichtung sind als positiv und negativ oder als sich ergänzend ausgestaltet oder sie sind Teil eines Mechanismus'. Messzelle und Messvorrichtung sind zueinander passend ausgestaltbar.The Number of fittings of the measuring device preferably corresponds analogous to the number of fittings of the measuring cell. The geometric Shape of the opposing fittings from measuring cell and measuring device are considered positive and negative or as complementary or they are part of one Mechanism'. Measuring cell and measuring device are suitable for each other capacities configurable.

Die Messzelle ist mit der Messvorrichtung lösbar verbindbar. Ihre Position relativ zur Messvorrichtung ist im montierten Zustand festlegbar. Sowohl die Montage als auch die Demontage können, z. B. mittels eines Mechanismus', leicht und schnell erfolgen, so z. B. ist die Messzelle anklemmbar ausgestaltet. Durch den Kontakt der Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals der Messzelle und der Messvorrichtung, welche über eine definierbare Anpresskraft aneinanderpressbar sind, ist die Messzelle ohne akustischen Spalt an die Messvorrichtung anschließbar.The Measuring cell can be detachably connected to the measuring device. Their position relative to the measuring device is in the assembled state fixable. Both assembly and disassembly can, z. B. by means of a mechanism ', easily and quickly, so z. B. the measuring cell is configured clamped. Through the contact the surfaces for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal the measuring cell and the measuring device, which via a definable contact force can be pressed against each other, is the measuring cell connectable without acoustic gap to the measuring device.

Die definierbare Anpresskraft kann z. B. auch durch das Aufbringen einer bestimmten Haltekraft mittels einer Feder in einem Bajonettverschluss, mittels einer Schraubspannvorrichtung mit Drehmomentgrenze und/oder einer Anzeige der Verschlusskraft oder eines Grenzschalters bzw. einer Grenzstandanzeige (LED) oder einer, einer Fahradnaben-Schnellspannvorrichtung nachempfundenen Mechanik aufgebracht werden. Die Messzelle ist bspw. auch durch ein Band an der Messvorrichtung lösbar anbringbar. Auch hier ist eine bestimmte Kraft, mit welcher die Messzelle an der Messvorrichtung gehalten wird und/oder mit welcher die Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals aufeinander pressen aufbringbar. Diese Aufzählung erhebt keinen Anspruch auf Vollzähligkeit.The definable contact force can z. B. by the application of a certain holding force by means of a spring in a bayonet lock, by means a Schraubspannvorrichtung with torque limit and / or a Display of the closing force or a limit switch or a Limit level indicator (LED) or one, a wheel hub quick release device imitated mechanics are applied. The measuring cell is, for example. also releasably attachable by a tape on the measuring device. Again, there is a certain force with which the measuring cell the measuring device is held and / or with which the surfaces for coupling and / or decoupling the ultrasonic signal to each other can be applied. This list makes no claim on completeness.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Messsystems ist darin zu sehen, dass Messzellen verschiedener Größen und/oder Formen an der Messvorrichtung ausrichtbar und/oder befestigbar sind. Eine Messvorrichtung kann also Messzellen z. B. verschiedener Nennweiten und/oder Längen aufnehmen und damit messen.One Another advantage of the measuring system according to the invention can be seen in the fact that measuring cells of different sizes and / or forms on the measuring device can be aligned and / or fastened. A measuring device can thus measuring cells z. B. different nominal sizes and / or record lengths and thus measure.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems schlägt vor, dass die Messvorrichtung so ausgestaltet ist, dass Messzellen verschiedener Größen und/oder Formen an der Messvorrichtung anbringbar sind.A advantageous development of the invention Measuring system suggests that the measuring device designed in this way is that measuring cells of different sizes and / or Forms can be attached to the measuring device.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems sieht vor, dass die Messvorrichtung zwei sich gegenüberliegende Formstücke zur Ausrichtung der Messzelle aufweist, wobei mindestens ein Formstück eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweist.A further advantageous development of the measuring system according to the invention provides that the measuring device has two opposing shaped pieces for aligning the measuring cell, wherein at least one shaped piece has a surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a transmission has flow of a measuring medium through the measuring cell.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems wird vorgeschlagen, dass beide Formstücke eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle aufweisen. Also sowohl das dritte Formstück zur Ausrichtung der Messzelle der Messvorrichtung, als auch das diesem gegenüberliegende vierte Formstück zur Ausrichtung der Messzelle der Messvorrichtung weisen jeweils mindestens eine Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle auf.According to one advantageous development of the invention Measuring system is proposed that both fittings one Surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a flow having a measuring medium through the measuring cell. So both third fitting for aligning the measuring cell of the measuring device, as well as this opposite fourth fitting for aligning the measuring cell of the measuring device each have at least one surface for coupling and / or decoupling a Ultrasonic signal for determination and / or monitoring a flow of a measuring medium through the measuring cell.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems besteht darin, dass von der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals der Messvorrichtung auf die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals der Messzelle eine bestimmte Kraft aufbringbar ist. Die Kraft kann beispielsweise über eine Feder oder über eine andere Mechanik, welche sich eignet, eine näherungsweise konstante und bestimmte Kraft über eine längere Zeit aufzubringen, vorzugsweise ohne eine wesentliche Energiezufuhr, z. B. ein Gewinde, aufgebracht werden. Beide Flächen werden dabei näherungsweise ohne Spalt, insbesondere ohne akustischen Spalt, aufeinander gepresst.A advantageous development of the invention Measuring system consists in that from the surface to the and / or decoupling of the ultrasonic signal of the measuring device on the surface for coupling and / or decoupling the ultrasonic signal the measuring cell a certain force can be applied. The power can for example, via a spring or a other mechanics, which is suitable, an approximate constant and certain strength over a longer period Time to apply, preferably without a substantial supply of energy, z. As a thread can be applied. Both surfaces are included approximately without a gap, in particular without acoustic Gap, pressed together.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems ist darin zu sehen, dass das Ultraschallsignal einen Signalpfad aufweist, welcher im Wesentlichen axial zur Strömungsrichtung des Messmediums in der Messzelle liegt. Diese Ausgestaltung ist bspw. vorteilhaft bei Ultraschallwandlern auf beiden Seiten der Messzelle auf der Achse der Strömungsrichtung des Messmediums.A very advantageous development of the invention Measuring system can be seen in that the ultrasonic signal a Signal path which is substantially axially to the flow direction of the measuring medium is in the measuring cell. This embodiment is For example, advantageous in ultrasonic transducers on both sides of Measuring cell on the axis of the flow direction of the measuring medium.

Vorteilhaft weitergebildet weist die Messvorrichtung zwei sich gegenüberliegende Ultraschallwandler auf. Die Ultraschallsignale zwischen den Ultraschallsensoren werden über die sich gegenüberliegenden Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals ein- und/oder ausgekoppelt.Advantageous further developed, the measuring device has two opposite ones Ultrasonic transducer on. The ultrasonic signals between the ultrasonic sensors be over the opposite surfaces for input and / or decoupling of the ultrasonic signal on and / or decoupled.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems sieht vor, dass das Formstück der Messvorrichtung eine Vertiefung zur Aufnahme einer Erhebung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messzelle aufweist oder dass das Formstück der Messvorrichtung eine Erhebung zur Aufnahme einer Vertiefung eines Formstücks einer dafür vorgesehenen Messzelle aufweist. Die Erhebung bzw. Vertiefung kann dabei aber auch am Rand des Formstücks liegen.A particularly advantageous development of the invention Measuring system provides that the fitting of the measuring device a recess for receiving a survey of a fitting a designated measuring cell has or that the Form piece of the measuring device, a survey for recording a recess of a fitting of a having provided measuring cell. The survey or depression can but also lie on the edge of the fitting.

Nach einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung ist die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle der Messvorrichtung eine Koppelmatte bzw. die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals besitzt die Eigenschaften einer Koppelmatte oder eine Koppelmatte ist auf der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals angebracht.To an embodiment of the measuring device according to the invention is the area for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal for determining and / or monitoring a flow a measuring medium through the measuring cell of the measuring device, a coupling mat or the surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal has the properties of a coupling mat or a coupling mat is on the surface for coupling and / or decoupling a Ultrasonic signal attached.

Für verschiedene Anwendungen sind unterschiedliche Messzellen, d. h. in Form und Größe unterschiedlich, aber auch in den Eigenschaften die Leitung des Ultraschallsignals betreffend, einsetzbar. Um die Messleistung den geänderten Messbedingungen anzupassen, kann es vorteilhaft sein, dass die Koppelmatte austauschbar ausgestaltet ist. Je nach Anwendung kommt somit eine andere Koppelmatte zum Einsatz. In diesem Sinne ist weiterhin von Vorteil, dass das piezoelektrische Element des Ultraschallwandlers der Messvorrichtung austauschbar ist. Somit lassen sich Größenverhältnisse besser anpassen und/oder die Frequenzbandbreite der piezoelektrischen Elemente besser nutzen. Sinnvoll ist allerdings der Austausch eines Ultraschallwandler-Moduls, welches das piezoelektrische Element mit einschließt. Der Austausch und die elektrische Kontaktierung sind somit sehr einfach. Durch die geeignete Wahl der Koppelmatte und/oder des Piezos lässt sich ein bestimmtes Schallfeld im Messrohr erzeugen.For different applications are different measuring cells, i. H. different in shape and size, but also in concerning the properties of the line of the ultrasonic signal, used. To the measuring performance of the changed measuring conditions It may be advantageous for the coupling mat to be interchangeable is designed. Depending on the application thus comes another coupling mat for use. In this sense, it is also advantageous that the piezoelectric element of the ultrasonic transducer of the measuring device is interchangeable. Thus, size ratios can be better adapt and / or the frequency bandwidth of the piezoelectric Make better use of elements. However, it makes sense to exchange one Ultrasonic transducer module, which is the piezoelectric element includes. The replacement and the electrical contact are very easy. By the suitable choice of the coupling mat and / or the piezo can be a specific sound field in the measuring tube.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messsystems ist die Messvorrichtung modular aufgebaut, mit mindestens einem auswechselbaren Ultraschallwandler-Modul.To an advantageous development of the invention Measuring system, the measuring device is modular, with at least a replaceable ultrasonic transducer module.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messsystems weist die Messvorrichtung mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens eines weiteren Fluidparameters auf. Bei diesem Sensor handelt es sich z. B. um einen Infrarot-Temperaturfühler, um die Temperatur des Messmediums in der Messzelle zu bestimmen.According to one advantageous embodiment of the invention Measuring system, the measuring device, at least one sensor to Detection of at least one further fluid parameter. In this Sensor is z. B. an infrared temperature sensor, to determine the temperature of the measuring medium in the measuring cell.

Weiterhin weist die Messvorrichtung vorteilhaft Mittel zur Identifikation der Messzelle und/oder Mittel zur Erfassung, Speicherung und Übertragung von Daten auf. Die Messvorrichtung kann die Daten, welche die Messzelle mitführt, auslesen, verarbeiten bzw. verwerten. Neue bzw. geänderte Daten der Messzelle können entsprechend übermittelt werden, d. h. das Mittel zur Erfassung, Speicherung und Übertragung von Daten der Messvorrichtung kann das Mittel zur Erfassung, Speicherung und Übertragung von Daten der Messzelle beschreiben, falls die Messzelle ein entsprechendes Mittel aufweist. Damit können ältere Daten sowohl überschrieben werden oder es werden Daten neubeschrieben. Es ist aber auch möglich, z. B. bei einem Barcode auf der Messzelle, die Daten lediglich auszulesen und zu verarbeiten. Aus den Daten sind Messvorrichtungs- und/oder Auswertespezifische Daten ableitbar und/oder einstellbar.Furthermore, the measuring device advantageously has means for identifying the measuring cell and / or means for detecting, storing and transmitting data. The measuring device can read out, process or utilize the data carried by the measuring cell. New or changed data of the measuring cell can be transmitted accordingly, ie the means for detecting, storing and transmitting data of the measuring device can describe the means for detecting, storing and transmitting data of the measuring cell, if the measuring cell has a corresponding means. This allows older data to be overwritten or data to be rewritten. But it is also possible, for. As with a barcode on the measuring cell, the data only read and process. From the data measuring device and / or evaluation specific data can be derived and / or adjustable.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren zum Betreiben des Messsystems gelöst, wobei das Formstück zur Ausrichtung an der Messvorrichtung der Messzelle an dem Formstück zur Ausrichtung der Messzelle der Messvorrichtung ausgerichtet wird, wobei auf die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals der Messzelle eine bestimmte Kraft von der Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals der Messvorrichtung aufgebracht wird. Auf die Fläche der Messzelle wird eine Andruckkraft von der Fläche der Messvorrichtung aufgebracht oder umgekehrt.The The object underlying the invention is further by a Method for operating the measuring system solved, wherein the Shaped piece for alignment on the measuring device of the measuring cell the fitting for aligning the measuring cell of the measuring device is aligned, wherein on the surface for input and / or Coupling of the ultrasonic signal of the measuring cell a certain Force from the surface for coupling and / or decoupling the Ultrasonic signal of the measuring device is applied. On the Surface of the measuring cell becomes a pressure force from the surface the measuring device applied or vice versa.

Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe besteht in einem Verfahren zum Betreiben des Messsystems, wobei eine Kalibrierung des Messsystems ohne Messmedium erfolgt. Über die Mittel zur Erfassung, Speicherung und Übermittlung von Daten sowohl der Messzelle, als auch der Messvorrichtung können messzellenspezifische bekannte Kalibrierdaten, wie Nennweite und Werkstoff und damit akustische Eigenschaften der Messzelle an die Messvorrichtung übermittelt werden. Durch den Aufbau des Messsystems ist es diesem nun möglich eine Trockenkalibrierung durchzuführen. Auch ohne die automatisierte Übermittlung der Daten von der Messzelle, können die Daten z. B. per Hand eingegeben werden, womit das Messsystem ebenfalls trocken kalibrierbar ist. Eine Trockenkalibrierung erfolgt naturgemäß nicht zwingend in einem Vakuum, sondern beispielsweise in der Messumgebung mit Luft.A Another solution to the problem underlying the invention consists in a method of operating the measuring system, wherein a calibration of the measuring system without measuring medium takes place. about the means of collection, storage and transmission of data of both the measuring cell and the measuring device Measuring cell-specific known calibration data, such as nominal diameter and material and thus transmit acoustic properties of the measuring cell to the measuring device become. Due to the structure of the measuring system, this is now possible to perform a dry calibration. Even without the automated transmission of Data from the measuring cell, the data z. B. by hand can be entered, whereby the measuring system also dry calibrated is. Dry calibration does not occur naturally mandatory in a vacuum, but for example in the measuring environment with air.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to the following figures.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messsystems im Querschnitt mit einer in einem Bajonettverschluss einseitig gehalterten Messzelle, 1 shows a schematic representation of a measuring system according to the invention in cross-section with a one-sided saloon in a bayonet fitting measuring cell,

2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messsystems im Querschnitt mit einer zwischen zwei Ultraschallwandlern eingespannter Messzelle. 2 shows a schematic representation of a measuring system according to the invention in cross-section with a measuring cell clamped between two ultrasonic transducers.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Messsystem 1 mit einer erfindungsgemäßen Messzelle 2 und einer Messvorrichtung 3 im Querschnitt dargestellt. Die Messzelle 2 ist einseitig an der Messvorrichtung 3 ausgerichtet und mittels eines Bajonettverschlusses 4 an der Messvorrichtung 3 lösbar festgemacht. Der Bajonettverschluss 4 besteht, ähnlich dem eines BNC-Steckerverbinders, aus einem ersten Teil, dem Kuppler 5, an der Messvorrichtung 3 und einem zweiten Teil, dem Stecker 6, an der Messzelle. Die beiden Teile des Bajonettverschlusses 4 dienen zur Ausrichtung und lösbaren Feststellung der Messzelle 2 an der Messvorrichtung 3. Dabei ist der Stecker 6 der Messzelle als ein Formstück ausgestaltet während das Formstück der Messvorrichtung, das Koppelelement 12, Teil des Mechanismus' Kuppler 5 ist.In 1 is an inventive measuring system 1 with a measuring cell according to the invention 2 and a measuring device 3 shown in cross section. The measuring cell 2 is one-sided on the measuring device 3 aligned and by means of a bayonet lock 4 at the measuring device 3 releasably moored. The bayonet lock 4 similar to that of a BNC connector, consists of a first part, the coupler 5 , at the measuring device 3 and a second part, the plug 6 , at the measuring cell. The two parts of the bayonet catch 4 serve for alignment and detachable detection of the measuring cell 2 at the measuring device 3 , Here is the plug 6 the measuring cell designed as a shaped piece while the fitting of the measuring device, the coupling element 12 , Part of the mechanism 'coupler 5 is.

Weiter Teil des Formstücks der Messzelle ist die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals 7. Die Koppelmatte 9 der Messvorrichtung 3, welche ihrerseits die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals 8 bildet, wird an sie mit einer bestimmten Kraft, bevorzugt ohne akustischen Spalt zwischen den beiden Flächen, angepresst. Die Andruckkraft wird durch die Feder 10 erzeugt. Da der Feststellmechanismus des Messsystems 1 zum Feststellen der Messzelle 2 in der Messvorrichtung 3 näherungsweise gleich ausgestaltet ist, ist die Andruckkraft, unbeachtet der Form und Größe der Messzelle 2, näherungsweise gleich. Dadurch ist ein Set von Messzellen 2 mit unterschiedlichen Nennweiten und/oder mit unterschiedlichen Prozessanschlüssen an die Messvorrichtung 3 anschließbar. Neben der Befestigung der Messzelle 2 an der Messvorrichtung 3 mittels eines Bajonettverschlusses 4, sind weitere Mechanismen zur Schnellbefestigung einer fachlich qualifizierten Person bekannt.Next part of the fitting of the measuring cell is the surface for coupling and / or decoupling of the ultrasonic signal 7 , The paddock 9 the measuring device 3 , which in turn the surface for coupling and / or decoupling of the ultrasonic signal 8th is formed on it with a certain force, preferably without acoustic gap between the two surfaces, pressed. The pressure force is due to the spring 10 generated. Because the locking mechanism of the measuring system 1 for detecting the measuring cell 2 in the measuring device 3 is approximately the same design, the pressure force, regardless of the shape and size of the measuring cell 2 , approximately the same. This is a set of measuring cells 2 with different nominal diameters and / or with different process connections to the measuring device 3 connected. In addition to the attachment of the measuring cell 2 at the measuring device 3 by means of a bayonet catch 4 , other mechanisms for quick attachment of a technically qualified person are known.

Die Koppelmatte 9 der Messvorrichtung 3 ist, wie auch der Ultraschallwandler 11, austauschbar ausgestaltet. So ist die Messvorrichtung 3 auf verschiedene Messbedingungen einstellbar. Die Ultraschallwandler 11 wie auch weitere in die Messvorrichtung 3 integrierte, wechselbare Sensoren, besitzen Mittel zur eigenen Identifizierung. Weiterhin weist die Messvorrichtung eine Zugentlastung für Schläuche und Anschlüsse der Messzelle 2 auf, so dass ein Abknicken und damit die Gefahr eines Auslaufens von Messmedium minimiert ist. Eine Messelektronik mit diversen Schnittstellen zu Mensch, Sensoren und anderen Mess- bzw. Feldgeräten und/oder Auswerteeinheiten ist in die Messvorrichtung 3 integriert. Diese erfasst die Kalibrations- bzw. Produktionsdaten der Messzelle 2, welche auch über eine geeignete Schnittstelle mit einem handelsüblichen Computer auslesbar sind, und kann die wechselbaren Sensoren identifizieren.The paddock 9 the measuring device 3 is, as well as the ultrasonic transducer 11 interchangeable. That's the measuring device 3 adjustable to different measuring conditions. The ultrasonic transducers 11 as well as others in the measuring device 3 integrated, interchangeable sensors, have means for their own identification. Furthermore, the measuring device has a strain relief for hoses and connections of the measuring cell 2 on, so that a kinking and thus the risk of leakage of measuring medium is minimized. A measuring electronics with various interfaces to humans, sensors and other measuring or field devices and / or evaluation is in the measuring device 3 integrated. This records the calibration or production data of the measuring cell 2 which are also readable via a suitable interface with a commercial computer, and can identify the interchangeable sensors.

Die Mittel zur Identifikation sind vielfältig. Es handelt sich z. B. um einen Barcode, 2d-Code, akustische oder elektrische Eigenschaften, einen RFID oder um geometrische Kennungen. Eine geometrische Erkennung der Messzelle 2 erfolgt bspw. mit gefederten Fühlern, welche z. B. den Außendurchmesser der Messzelle erfassen, oder mit einer Vielzahl von kleinen Schaltern, welche eine Binärzahl bzw. ein Bitmuster erzeugen, anhand derer die charakteristischen Daten der Messzelle, wie z. B. deren Oberflächenstruktur, ablesbar ist. Auf eine Darstellung dieser Mittel wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Eine elektrische Erkennung erfolgt z. B. analog der Erkennung von Filmen in Fotoapparaten mittel leitenden und nichtleitenden Flächen, die ebenfalls ein charakteristisches Bitmuster im Lesegerät erzeugen. Die akustische Identifikation erfolgt mittels Reflektoren im Schallpfad, die neben dem eigentlichen Signalpfad angeordnet sind und zu bestimmten Zeiten ein Echo zum Ultraschallwandler 11 zurück reflektieren. Die Echoabfolge ist wiederum charakteristisch für die Messzelle 2.The means of identification are many. It is z. For example, a barcode, 2d code, acoustic or electrical properties, RFID or geometric identifiers. A geometric recognition of the measuring cell 2 takes place, for example, with spring-loaded probes, which z. B. detect the outer diameter of the measuring cell, or with a plurality of small switches which a binary number or a Generate bit pattern, based on which the characteristic data of the measuring cell, such. B. whose surface structure is readable. An illustration of these funds has been omitted for the sake of clarity. An electrical detection takes place z. As analogous to the detection of films in cameras medium conductive and non-conductive surfaces, which also produce a characteristic bit pattern in the reader. The acoustic identification takes place by means of reflectors in the sound path, which are arranged next to the actual signal path and at certain times an echo to the ultrasonic transducer 11 reflect back. The echo sequence is in turn characteristic of the measuring cell 2 ,

Über einen RFID Chip ist die Messvorrichtung 3 in der Lage, weitere physikalische Größen, wie Temperatur, Druck, pH Wert, Dichte, Leitwert oder Konzentration zu erfassen. Der RFID Chip ist über eine einmalig lösbare Verbindung mit der Messzelle vergossen, so dass die kontaminierte Messzelle getrennt entsorgt werden kann und die Information des Prozesses im Chip gespeichert und gerettet werden können. Damit endet die Rückverfolgbarkeit der Messzelle 2, nicht aber die des Prozesses. Die Trennung von Messzelle 2 und Speicherchip kann an der Messvorrichtung beim Ausbau nach einer Messung oder bei einem Stromausfall erfolgen. Alternativ dazu weist die Messzelle nach dem Ausbau aus, mit was sie Kontaminiert wurde, um eine fachgerechte Entsorgung und Handhabung zu ermöglichen.The measuring device is via an RFID chip 3 able to detect other physical quantities such as temperature, pressure, pH, density, conductance or concentration. The RFID chip is encapsulated with a single detachable connection with the measuring cell, so that the contaminated measuring cell can be disposed of separately and the information of the process can be stored in the chip and saved. This concludes the traceability of the measuring cell 2 but not the process. The separation of measuring cell 2 and Memory chip can be done on the measuring device when removing after a measurement or power failure. Alternatively, once removed, the cell will show what it has been contaminated with to allow for proper disposal and handling.

Die Prozessanschlüsse 14 der sterilisierbaren Messzelle 2 sind an die Normen des entsprechenden Markts angepasst und sind, ja nach Bedarf, an die Messzelle anbringbar, z. B. durch Kleben, Schweißen, Schmelzen etc. Die Messzelle 2 läuft durch die Strömungs-Führung und Positionierung in der Messvorrichtung 3 rückstandsfrei aus. Sie kann in ihrem Innern teilweise oder vollständig mit einer Beschichtung, z. B. mit Nano-Partikeln, versehen sein oder sie ist aus einem Material gefertigt, so dass ein Benetzen mit dem Messmedium minimiert ist, wobei die Einkoppelstellen für das Ultraschallsignal in das Messmedium 15, also die Oberflächen der Messzelle, welche mit dem Messmedium in Verbindung stehen und das Ultraschallsignal in das Messmedium einkoppeln, sehr gut benetzen.The process connections 14 the sterilizable measuring cell 2 are adapted to the standards of the relevant market and are, as required, attachable to the measuring cell, z. B. by gluing, welding, melting, etc. The measuring cell 2 passes through the flow guide and positioning in the measuring device 3 residue-free. It may be partially or completely coated in its interior with a coating, for. B. with nano-particles, or it is made of a material, so that wetting with the measuring medium is minimized, wherein the Einkoppelstellen for the ultrasonic signal in the measuring medium 15 , So the surfaces of the measuring cell, which are in communication with the measuring medium and couple the ultrasonic signal into the measuring medium, very well wet.

In der hier dargestellten Ausführung umfasst die Messvorrichtung 3 einen Ultraschallwandler 11. Dieser arbeitet nach dem Doppler-Prinzip. Es sind auch zwei Sensoren in dem Koppelelement 12 der Messvorrichtung 3 einbringbar, welche einen gewissen Winkel zueinander und zur Messzelle 2 aufweisen. Die Messzelle 2 besitzt dann auf der den Ultraschallwandlern gegenüberliegenden Seite eine Reflektionsschicht, um die Ultraschallsignale von einem Ultraschallwandler zu dem anderen zu reflektieren. Somit ist der Durchfluss mit dem Laufzeitdifferenzverfahren zu bestimmen.In the embodiment illustrated here, the measuring device comprises 3 an ultrasonic transducer 11 , This works according to the Doppler principle. There are also two sensors in the coupling element 12 the measuring device 3 einbringbar, which a certain angle to each other and to the measuring cell 2 exhibit. The measuring cell 2 then has on the side opposite the ultrasonic transducers a reflective layer to reflect the ultrasonic signals from one ultrasonic transducer to the other. Thus, the flow is to be determined with the transit time difference method.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Messsystem 1 mit einer Messzelle 2 und einer Messvorrichtung 3 im Querschnitt. Die Messvorrichtung 3 verfügt über zwei sich gegenüberliegende Ultraschallwandler 11. Der Signalpfad des Ultraschallsignals liegt im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung des Messmediums in der Messzelle 2. Die Koppelmatte 9 ist fest mit der Messzelle 2 verbunden und bildet die Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals. Sie ist leicht von der dem Ultraschallwandler 11 der Messvorrichtung 3 gegenüberliegenden Oberfläche des Formstücks der Messzelle 2 abgesetzt und bildet somit eine Ringnut 22. Damit und mit der entsprechend ausgeprägten Form des Formstücks der Messvorrichtung 3, einem Ring 17, lässt sich die Messzelle 2 an der Messvorrichtung 3 ausrichten. Mit einer zusätzlichen, hier nicht gezeigten, Nut und Feder lassen sich die Freiheitsgrade der Zelle im montierten Zustand weiter einschränken. 2 shows a measuring system according to the invention 1 with a measuring cell 2 and a measuring device 3 in cross section. The measuring device 3 has two opposing ultrasonic transducers 11 , The signal path of the ultrasonic signal is substantially parallel to the flow direction of the measuring medium in the measuring cell 2 , The paddock 9 is fixed to the measuring cell 2 connected and forms the surface for coupling and / or decoupling of the ultrasonic signal. It is easy from the ultrasonic transducer 11 the measuring device 3 opposite surface of the molding of the measuring cell 2 deposited and thus forms an annular groove 22 , This and with the correspondingly pronounced shape of the molding of the measuring device 3 , a ring 17 , the measuring cell can be 2 at the measuring device 3 align. With an additional tongue and groove, not shown here, the degrees of freedom of the cell in the installed state can be further restricted.

Die Messzelle 2 weist eine Einschnürung bzw. Verengung ihres Querschnitts 13 auf. Weiterhin ist ihr Aufbau bzw. ihr Inneres so ausgestaltet, dass keine äußeren Einlaufbedingungen notwendig sind. Die Strömung wird konditioniert. Der Ultraschallsignalpfad verläuft parallel zur Hauptströmungsrichtung des Messmediums in der Messzelle 2. Die Einkoppelstellen des Ultraschallsignals in das Messmedium sind so ausgestaltet, dass sich kein Luftpolster vor der Einkoppelstelle 15 bilden kann, z. B. durch eine hier dargestellte leicht gekrümmte Oberfläche 21. Die Übertragung des Ultraschalls erfolgt durch einen akustisch angepassten Wellenleiter mit Fokussierung 16. Die Messzelle 2 umfasst einen nicht gezeigten Temperaturfühler, welcher mittels Schleifkontakten, Federstiften oder metallisierten Kontaktflächen kontaktiert wird.The measuring cell 2 has a constriction or narrowing of its cross section 13 on. Furthermore, their construction or their interior is designed so that no external inlet conditions are necessary. The flow is conditioned. The ultrasonic signal path runs parallel to the main flow direction of the measuring medium in the measuring cell 2 , The Einkoppelstellen of the ultrasonic signal in the measuring medium are designed so that no air cushion before Einkoppelstelle 15 can form, for. B. by a slightly curved surface shown here 21 , The ultrasound is transmitted through an acoustically adjusted waveguide with focus 16 , The measuring cell 2 includes a temperature sensor, not shown, which is contacted by means of sliding contacts, spring pins or metallized contact surfaces.

Die Ultraschallwandler 11 sind durch einen geeigneten Vorschub mit einem Gewinde, einem Hebel, einem Elektromagneten, einem Linearantrieb oder pneumatisch auf die Messzelle mit einer bestimmten Kraft ohne akustischen Spalt anpressbar. Hier ist die Variante mit einer Gewindestange 19 und einem daran befestigten Drehregler 20 gezeigt. Durch Drehen des Drehreglers 20 wird eine Einspannkraft auf die Messzelle aufgebracht. Die Kraft kann durch einen dafür geeigneten Mechanismus begrenzt werden. Eine energielose Einspannung der Messzelle 2 oder ein energieloser Auswurf der Messzelle 2 aus der Messvorrichtung 3 wäre ebenfalls denkbar. Die Flächen zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals der Messvorrichtung 8 sind so ausgestaltet bzw. bearbeitet, dass sie eine lange Lebensdauer erwarten lassen. So bestehen sie z. B. aus poliertem Glas, Keramik, Metall oder aus Hochleistungskunststoff.The ultrasonic transducers 11 are by a suitable feed with a thread, a lever, an electromagnet, a linear drive or pneumatically to the measuring cell with a certain force without acoustic gap pressed. Here is the variant with a threaded rod 19 and a knob attached to it 20 shown. Turn the rotary control 20 a clamping force is applied to the measuring cell. The force can be limited by a suitable mechanism. An energy-free clamping of the measuring cell 2 or an energy-free ejection of the measuring cell 2 from the measuring device 3 would also be possible. The surfaces for coupling and / or decoupling the ultrasonic signal of the measuring device 8th are designed or edited so that they can be expected to last a long time. So they exist for. As polished glass, ceramic, metal or high-performance plastic.

11
Messsystemmeasuring system
22
Messzellecell
33
Messvorrichtungmeasuring device
44
Bajonettverschlussbayonet catch
55
Kupplerpimp
66
Steckerplug
77
Fläche zur Ein-/Auskopplung eines Ultraschallsignals der Messzellearea for coupling / decoupling an ultrasonic signal of the measuring cell
88th
Fläche zur Ein-/Auskopplung eines Ultraschallsignals der Messvorrichtungarea for coupling / decoupling an ultrasonic signal of the measuring device
99
Koppelmattecoupling mat
1010
Federfeather
1111
Ultraschallwandlerultrasound transducer
1212
Koppelelement der Messvorrichtungcoupling element the measuring device
1313
Querschnittsverengung der MesszelleCross-sectional narrowing the measuring cell
1414
Prozessanschlussprocess connection
1515
Einkoppelstelle in das Messmediumcoupling point into the measuring medium
1616
Fokussierungfocusing
1717
Ringring
1818
KabeldurchführungGrommet
1919
Gewindestangethreaded rod
2020
Drehreglerknobs
2121
Gekrümmte Einkoppelflächecurved coupling surface
2222
Ringnutring groove

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (16)

Messzelle (2), welche lösbar an einer dafür vorgesehenen Messvorrichtung (3) anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (2) mindestens ein erstes Formstück zur Ausrichtung der Messzelle (2) an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung (3) aufweist und welches erste Formstück mindestens eine erste Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals (7) zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle (2) aufweist.Measuring cell ( 2 ) which can be detachably attached to a measuring device ( 3 ) is attachable, characterized in that the measuring cell ( 2 ) at least a first fitting for aligning the measuring cell ( 2 ) on the measuring device ( 3 ) and which first fitting has at least one first surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal ( 7 ) for determining and / or monitoring a flow of a measuring medium through the measuring cell ( 2 ) having. Messzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formstück mindestens eine Vertiefung zur Aufnahme mindestens einer dafür ausgestalteten Erhebung aufweist oder dass das Formstück mindestens eine Erhebung (6, 17) zur Aufnahme in mindestens einer dafür ausgestalteten Vertiefung (5, 22) aufweist.Measuring cell according to claim 1, characterized in that the shaped piece has at least one recess for receiving at least one elevation designed therefor, or in that the shaped piece has at least one elevation ( 6 . 17 ) for inclusion in at least one well ( 5 . 22 ) having. Messzelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (2) mindestens einen Sensor zur Erfassung mindestens eines weiteren Fluidparameters aufweist.Measuring cell according to one of claims 1 or 2, characterized in that the measuring cell ( 2 ) has at least one sensor for detecting at least one further fluid parameter. Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (2) Mittel zur Identifikation der Messzelle und/oder Mittel zur Erfassung, Speicherung und Übertragung von Daten aufweist.Measuring cell according to one of claims 1 to 3, characterized in that the measuring cell ( 2 ) Comprises means for identifying the measuring cell and / or means for detecting, storing and transmitting data. Messzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messzelle (2) ein zweites Formstück zur Ausrichtung der Messzelle (2) an der dafür vorgesehenen Messvorrichtung (3) aufweist, welches dem ersten Formstück gegenüber liegt, wobei mindestens eines der beiden Formstücke eine erste Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals (7) zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle (2) aufweist.Measuring cell according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring cell ( 2 ) a second fitting for aligning the measuring cell ( 2 ) on the measuring device ( 3 ), which lies opposite the first shaped piece, wherein at least one of the two shaped pieces has a first surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal ( 7 ) for determining and / or monitoring a flow of a measuring medium through the measuring cell ( 2 ) having. Messzelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Formstücke eine erste Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals (7) zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle (2) aufweisen.Measuring cell according to claim 5, characterized in that both fittings have a first surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal ( 7 ) for determining and / or monitoring a flow of a measuring medium through the measuring cell ( 2 ) exhibit. Messsystem (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch eine Messzelle (2), bestehend aus einer Messvorrichtung (3), welche Messvorrichtung (3) mindestens ein drittes Formstück aufweist, welches dritte Formstück eine zweite Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals (8) zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle (2) aufweist, an welchem dritten Formstück eine dafür vorgesehenen Messzelle (2) ausrichtbar ist, welche Messvorrichtung (3) weiterhin mindestens einen Ultraschallwandler (11) aufweist, und einer Messzelle (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, welche Messzelle (2) lösbar in der Messvorrichtung (3) anbringbar ist.Measuring system ( 1 ) for determining and / or monitoring a flow of a measuring medium through a measuring cell ( 2 ), consisting of a measuring device ( 3 ), which measuring device ( 3 ) has at least a third fitting, which third fitting a second surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal ( 8th ) for determining and / or monitoring a flow of a measuring medium through the measuring cell ( 2 ), on which third fitting a dedicated measuring cell ( 2 ), which measuring device ( 3 ) at least one ultrasonic transducer ( 11 ), and a measuring cell ( 2 ) according to one of claims 1 to 5, which measuring cell ( 2 ) detachable in the measuring device ( 3 ) is attachable. Messsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (3) so ausgestaltet ist, dass Messzellen (2) verschiedener Größen und/oder Formen an der Messvorrichtung (3) anbringbar sind.Measuring system according to claim 7, characterized in that the measuring device ( 3 ) is designed so that measuring cells ( 2 ) of different sizes and / or shapes on the measuring device ( 3 ) are attachable. Messsystem nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messsystem (1) so ausgestaltet ist, dass der Ultraschallwandler (11) auswechselbar ist.Measuring system according to one of claims 7 or 8, characterized in that the measuring system ( 1 ) is configured such that the ultrasonic transducer ( 11 ) is interchangeable. Messsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (3) ein viertes Formstück zur Ausrichtung der Messzelle (2) aufweist, welches dem dritten Formstück gegenüber liegt, wobei mindestens eines der beiden Formstücke eine zweite Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals (8) zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle (2) aufweist.Measuring system according to one of claims 7 to 9, characterized in that the measuring device ( 3 ) a fourth fitting for aligning the measuring cell ( 2 ), which lies opposite the third shaped piece, wherein at least one of the two shaped pieces has a second surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal ( 8th ) for determining and / or monitoring a flow of a measuring medium through the measuring cell ( 2 ) having. Messsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Formstücke eine zweite Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung eines Ultraschallsignals (8) zur Bestimmung und/oder Überwachung eines Durchflusses eines Messmediums durch die Messzelle (2) aufweisen.Measuring system according to claim 10, characterized in that both fittings have a second surface for coupling and / or decoupling an ultrasonic signal ( 8th ) for determining and / or monitoring a flow of a measuring medium through the measuring cell ( 2 ) exhibit. Messsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals (7) der Messzelle (2) und die zweite Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals (8) der Messvorrichtung (3) so ausgestaltet sind, dass sie mit einer bestimmten Kraft näherungsweise ohne Spalt aufeinanderpressbar sind.Measuring system according to one of claims 7 to 11, characterized in that the first surface for coupling and / or decoupling of the ultrasonic signal ( 7 ) of the measuring cell ( 2 ) and the second surface for coupling and / or decoupling the ultrasonic signal ( 8th ) of the measuring device ( 3 ) are configured so that they can be pressed together with a certain force approximately without a gap. Messsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die bestimmte Kraft mittels einer Feder (10) aufbringbar ist.Measuring system according to claim 12, characterized in that the determined force by means of a spring ( 10 ) can be applied. Messsystem nach Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein von dem mindestens einen Ultraschallwandler (11) erzeugbares Ultraschallsignal einen Signalpfad aufweist, welcher im Wesentlichen axial zur Strömungsrichtung des Messmediums in der Messzelle (2) liegt.Measuring system according to claims 7 to 13, characterized in that one of the at least one ultrasonic transducer ( 11 ) can be generated signal path, which is substantially axially to the flow direction of the measuring medium in the measuring cell ( 2 ) lies. Verfahren zum Betreiben eines Messsystems nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Formstück zur Ausrichtung an der Messvorrichtung (3) der Messzelle (2) an einem dritten Formstück zur Ausrichtung der Messzelle (2) der Messvorrichtung (3) ausgerichtet wird, wobei auf die erste Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals (7) der Messzelle (2) eine bestimmte Kraft von der zweiten Fläche zur Ein- und/oder Auskopplung des Ultraschallsignals (8) der Messvorrichtung (3) aufgebracht wird.Method for operating a measuring system according to one of claims 7 to 14, characterized in that a first fitting for alignment with the measuring device ( 3 ) of the measuring cell ( 2 ) on a third fitting for aligning the measuring cell ( 2 ) of the measuring device ( 3 ), wherein on the first surface for coupling and / or decoupling the ultrasonic signal ( 7 ) of the measuring cell ( 2 ) a certain force from the second surface for coupling and / or decoupling the ultrasonic signal ( 8th ) of the measuring device ( 3 ) is applied. Verfahren zum Betreiben eines Messsystems nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierung des Messsystems (1) ohne Messmedium erfolgt.Method for operating a measuring system according to one of Claims 7 to 15, characterized in that a calibration of the measuring system ( 1 ) without measuring medium.
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