DE19951313A1

DE19951313A1 - Continuous measurement of flow speed or liquid flow involves observing flow of every bubble through flow tube using photodiode to determine flow speed or flow of liquid from path time data of bubbles

Info

Publication number: DE19951313A1
Application number: DE19951313A
Authority: DE
Inventors: Ralf Steinkuhl; Thomas Vering
Original assignee: Institut fuer Chemo und Biosensorik Muenster eV ICB
Current assignee: STEINKUHL, RALF, 48291 TELGTE, DE; Vering Thomas Dr Bremgarten Ch
Priority date: 1999-10-25
Filing date: 1999-10-25
Publication date: 2001-05-23

Abstract

The method involves incorporating a sequence of bubbles (5) into a liquid (4) which is made to flow through a flow tube (1). A photodiode (3) observes the flow of every bubble through the flow tube to obtain the flow of every bubble in the sequence and to continuously determine the flow speed or flow of liquid from the path time information of the bubbles.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Messung von Flüssen bzw. der Fließ geschwindigkeit einer Flüssigkeit. Derartige Verfah ren werden überall dort eingesetzt, wo eine Fließge schwindigkeit bestimmt werden muß oder durchgeleitete Volumina ermittelt werden müssen.The present application relates to a method for continuous measurement of rivers or the flow speed of a liquid. Such procedure are used wherever a flow ge speed must be determined or passed through Volumes must be determined.

Zur Bestimmung von Fließgeschwindigkeiten (dx/dt) bzw. von Flüssen (Volumenströmen dV/dt)werden her kömmlicherweise Flügelräder eingesetzt, die sich im Fluidstrom befinden und deren Drehfrequenz erfaßt wird (siehe Götzen, R. und Reinhardt A. "Microsystem production with Rapid Micro Product Development (RMPD)", MST News, 1999, Nr. 1, Seite 16). Diese Drehfrequenz ist dann proportional zu der durchflie ßenden Flüssigkeitsmenge bzw. in Abhängigkeit vom Leitungsquerschnitt zu der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit. Alternativ wird die Fließgeschwindigkeit über die Messung des Druckes in der Flüssigkeit be stimmt (siehe Stemme G., "MST activities at KTH, Stockholm, MST News, 1995, Nr. 12, Seite 18 bis 19). Derartige Drucksensoren können auch als Mikromembran sensoren ausgeführt sein.To determine flow velocities (dx / dt) or of flows (volume flows dV / dt) conventionally used impellers that are in the Are fluid flow and their rotational frequency detected (see Götzen, R. and Reinhardt A. "Microsystem production with Rapid Micro Product Development (RMPD) ", MST News, 1999, No. 1, page 16). This The rotational frequency is then proportional to the flow amount of liquid or depending on Line cross section to the flow rate of the Liquid. Alternatively, the flow rate about the measurement of the pressure in the liquid true (see Stemme G., "MST activities at KTH, Stockholm, MST News, 1995, No. 12, pages 18 to 19). Such pressure sensors can also be used as a micro membrane sensors.

Nachteilig an diesen herkömmlichen Systemen ist, daß sie nicht bei sehr kleinen Flüssen unterhalb 1 µl/min eingesetzt werden können. Die Messung mittels eines Flügelrades hat weiterhin den Nachteil, daß die hier eingesetzte drehbare mechanische Komponente fehler- und schadensanfällig ist.A disadvantage of these conventional systems is that not at very small flows below 1 µl / min can be used. The measurement using a Impeller still has the disadvantage that the here rotatable mechanical component used and is prone to damage.

Darüber hinaus sind Strömungsmesser, sog. Anemometer bekannt, die die Wärmeausdehnung über Konvektion in einem fließenden Medium (Gas oder Flüssigkeiten) aus nutzen.In addition, there are flow meters, so-called anemometers known that the thermal expansion via convection in a flowing medium (gas or liquids) use.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur kontinuierlichen Messung von Fließge schwindigkeiten bzw. Flüssen von Flüssigkeiten anzu geben, mit dem auch geringste Fließgeschwindigkeiten bzw. kleinste Flüsse auf einfache und kostengünstige Weise erfaßt werden können.The object of the present invention is therefore a Process for the continuous measurement of flow speed or flow of liquids with the lowest flow velocities or smallest rivers on simple and inexpensive Way can be grasped.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfin dungsgemäßen Verfahrens werden in den abhängigen An sprüchen gegeben.This object is achieved by the method according to claim 1 solved. Advantageous further developments of the inventions The method according to the invention is described in the dependent An given sayings.

Erfindungsgemäß wird der Flüssigkeit, deren Fluß zu bestimmen ist, eine Abfolge von einzelnen Gassegmen ten, beispielsweise Luftsegmenten, beigefügt. Die Flüssigkeit wird danach durch eine Kammer, beispiels weise ein Strömungsrohr, geleitet, die mit mindestens einem Detektor versehen ist. Dieser Detektor erfaßt nun die Weg-Zeit-Information jedes vorbeifließenden Gassegmentes. Aus dieser Weg-Zeit-Information jedes Gassegmentes kann der augenblickliche Fluß bzw. die augenblickliche Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit ermittelt werden und aus einer Abfolge von Meßwerten für ein Gassegment oder für eine Abfolge von Gasseg menten kann eine kontinuierliche Bestimmung des Flus ses bzw. der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit durchgeführt werden.According to the liquid, the flow of which is too is to determine a sequence of individual gas segments ten, for example air segments added. The Liquid is then passed through a chamber, for example wise a flow pipe, passed with at least is provided with a detector. This detector detects now the path-time information of each flowing past Gas segment. From this path-time information each The current flow or the gas segment instantaneous flow rate of the liquid be determined and from a sequence of measured values for a gas segment or for a sequence of Gasseg The flow can be determined continuously ses or the flow rate of the liquid be performed.

Die Gassegmente können dabei der Flüssigkeit entweder in vorbestimmten Abständen, vorteilhafterweise in gleichmäßigen Intervallen beigefügt werden oder es wird jeweils ein neues Gassegment der Flüssigkeit beigefügt, sobald das vorangehende Gassegment voll ständig vermessen ist, also beispielsweise die Meß kammer verlassen oder den letzten Detektor in der Meßkammer passiert hat.The gas segments can either be the liquid at predetermined intervals, advantageously in regular intervals are added or it each time a new gas segment of the liquid added as soon as the previous gas segment is full is constantly measured, for example the measuring leave the chamber or the last detector in the Measuring chamber has passed.

Zur Erfassung der Weg-Zeit-Information bieten sich nun mehrere Möglichkeiten an. Beispielsweise kann der Übergang von Flüssigkeit zu Luft erfaßt werden, der sich an der vorderen Grenzfläche des Gassegmentes be findet. Alternativ kann auch die hintere Gas/Flüssigkeits-Grenzfläche des Gassegmentes erfaßt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, zu erfassen, ob und wie lange an dem jeweiligen Detektor ein Gassegment vorbeiläuft. Hierzu wird dann erfaßt, ob sich im Fließsystem zwischen Quelle und Detektor eine Flüssigkeit oder ein Gas befindet.There are ways of capturing the distance-time information now several options. For example, the Transition from liquid to air can be detected be at the front boundary of the gas segment finds. Alternatively, the rear one Gas / liquid interface of the gas segment detected become. Another option is to record whether and for how long at the respective detector a gas segment passes. For this purpose, it is then recorded whether there is in the flow system between source and detector there is a liquid or a gas.

In letzterem Falle kann die Weg-Zeit-Information be sonders einfach gewonnen werden, sofern die einzelnen Gassegmente ein vorbestimmtes Volumen und damit bei einem vorbestimmten Querschnitt der Meßkammer eine vorbestimmte Länge aufweisen. In the latter case, the path-time information can be particularly easy to win, provided that the individual Gas segments a predetermined volume and thus a predetermined cross section of the measuring chamber have a predetermined length.

Als weitere Möglichkeit bietet es sich an, die jewei ligen Signale zweier aufeinanderfolgender Gassegmente für die Berechnung der Weg-Zeit-Information zu ver wenden. In diesem Falle ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Gassegmente in vorbestimmten Abständen, beispielsweise in gleichen Intervallen aufeinander folgen. Auch in diesem Falle kann der Übergang an ei ner Grenzfläche von Flüssigkeit zu Luft bzw. Luft zu Flüssigkeit oder auch bei entsprechender Wahl der Länge der Gassegmente, z. B. bei nur sehr kleinen Gas segmenten, die Signale zweier aufeinanderfolgender Gassegmente ausgewertet werden, die anzeigen, daß an dem Detektor ein Gassegment vorbeifließt.Another option is to use the signals from two successive gas segments ver for calculating the distance-time information turn. In this case it is advantageous if the individual gas segments at predetermined intervals, for example at the same intervals consequences. In this case too, the transition to egg ner interface from liquid to air or air to Liquid or with the appropriate choice of Length of the gas segments, e.g. B. with only very small gas segments, the signals of two consecutive Gas segments are evaluated that indicate that at a gas segment flows past the detector.

Weitere Meßmöglichkeiten ergeben sich, wenn längs der Flußrichtung der Flüssigkeit in der Meßkammer eine Mehrzahl von Detektoren hintereinander angeordnet ist. Aus dem Abstand der Detektoren und den Zeitpunk ten, an denen das Gassegment die einzelnen Detektoren passiert, kann ebenfalls eine Weg-Zeit-Information gewonnen werden. Besonders vorteilhaft kann dies an gewandt werden, wenn jeweils dann ein weiteres Gas segment erzeugt wird, wenn das letzte Gassegment den letzten Detektor passiert bzw. bereits passiert hat. In diesem Falle steht für die Messung jeweils genau ein Gassegment zur Verfügung, so daß eine kontinuier liche Messung bei minimaler Zugabe von Gassegmenten gewährleistet ist.Further measurement options arise if along the Flow direction of the liquid in the measuring chamber A plurality of detectors arranged one behind the other is. From the distance of the detectors and the time at which the gas segment the individual detectors happens can also be a path-time information be won. This can be particularly advantageous be used if there is another gas segment is generated when the last gas segment reaches the last detector happened or has already happened. In this case it stands for the measurement a gas segment is available so that a continuous Measurement with minimal addition of gas segments is guaranteed.

Als Detektoren kommen bei der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise Lichtschranken, beispielsweise Ga bellichtschranken, Ultraschalldetektoren oder auch elektrische Kontakte in Frage. Mit allen derartigen Detektoren können sowohl die Flüssigkeitsfronten als auch die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gassegmentes erfaßt werden. Als elektrische Kontakte, bei spielsweise für Elektroden, eignen sich Leiterbahnen, die auf der Innenseite der Kammer in Kontakt mit der Flüssigkeit aufgebracht sind. Derartige Leiterbahnen können sehr dicht und klein strukturiert sein, bei spielsweise mit einer Breite von lediglich 2 µm und einem Abstand voneinander in Flußrichtung zwischen 2 µm bis 1 mm, so daß ein sehr kleiner und kompakter und hochauflösender Sensor, insbesondere für kleinste zu messende Volumina, hergestellt werden kann.As detectors come in the present invention advantageously light barriers, for example Ga light barriers, ultrasonic detectors or electrical contacts in question. With all of these Detectors can measure both the liquid fronts also the presence or absence of a gas segment be recorded. As electrical contacts, at for example for electrodes, conductor tracks are suitable, the inside of the chamber in contact with the Liquid are applied. Such traces can be structured very dense and small, at for example with a width of only 2 µm and a distance from each other in the flow direction between 2 microns to 1 mm, making a very small and compact and high-resolution sensor, especially for the smallest volumes to be measured.

Die Gassegmente können in den Flüssigkeitsstrom ein gefügt werden, indem beispielsweise die Flüssigkeit kurzzeitig elektrochemisch zersetzt wird. So kann beispielsweise für kurze Zeit über Elektroden Wasser oder eine wäßrige Lösung elektrolysiert werden, um eine Gasblase in einer Fluidströmung zu erzeugen.The gas segments can enter the liquid flow be added by, for example, the liquid is briefly electrochemically decomposed. So can for example for a short time over electrodes water or an aqueous solution can be electrolyzed to create a gas bubble in a fluid flow.

Alternativ können die Gassegmente auch eingefügt wer den, indem über ein T-Stück und ein Schlauch quetschventil entsprechende Gasvolumina in die Flüs sigkeit eingedrückt oder eingesaugt werden. Das letz tere Verfahren hat insbesondere den Vorteil, daß in der Flüssigkeit keinerlei analyserelevante chemische Umsetzung stattfindet.Alternatively, the gas segments can also be inserted by putting on a tee and hose pinch valve corresponding gas volumes into the rivers be pressed in or sucked in. The last tere procedure has the particular advantage that in the liquid has no chemical analysis-relevant Implementation takes place.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht zusammen fassend eine einfache und kostengünstige Erfassung auch kleinster Flüsse, beispielsweise im Bereich un terhalb von 1 µl/min, wobei die zu messende Flüssig keit keine analyserelevante chemische Umsetzung er fährt, ihr keine analyserelevanten Chemikalien zuge setzt werden und sie daher für weitere Analysen prak tisch unverändert zur Verfügung steht. Im Falle der Gassegmenterzeugung durch elektrochemische Umsetzung liegt ein vollständig geschlossenes und damit ggf. leicht steril zu haltendes System vor.The method according to the invention enables together summarizing a simple and inexpensive registration even the smallest rivers, for example in the area un below 1 µl / min, the liquid to be measured no chemical conversion relevant to analysis drives, you did not receive any analysis-relevant chemicals be set and therefore prak for further analysis table is available unchanged. In case of Gas segment generation through electrochemical conversion there is a completely closed and possibly easily sterile system.

Im folgenden werden einige Beispiele für das erfin dungsgemäße Verfahren beschrieben.The following are some examples of the invention described methods according to the invention.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 verschiedene erfindungsgemäße Meßverfahren; Fig. 1, different measuring methods according to the invention;

Fig. 2 ein weiteres erfindungsgemäßes Meßverfah ren; und Fig. 2 ren another Messverfah inventive; and

Fig. 3 ein Ergebnis eines erfindungsgemäßen Meß verfahrens. Fig. 3 shows a result of a measurement method according to the invention.

Fig. 1 zeigt drei verschiedene erfindungsgemäße Meß verfahren. In Fig. 1A ist ein Strömungsrohr 1 als Meßkammer dargestellt, an dem eine Leuchtdiode 2 und eine Photodiode einander gegenüberliegend angeordnet sind. Der in Fig. 1A eingezeichnete Pfeil deutet die Fließrichtung einer Flüssigkeit 4 an, deren Fließge schwindigkeit gemessen werden soll. In Fig. 1A ist das Strömungsrohr zu einem Teil mit der Flüssigkeit 4 gefüllt, die eine Gasblase 5 vor sich herschiebt. Zwischen der Flüssigkeit 4 und der Gasblase 5 bildet sich eine Flüssigkeitsfront (Phasengrenze) 7 aus. Fig. 1 shows three different measuring methods according to the invention. In Fig. 1A, a flow tube 1 is shown as a measuring chamber, are arranged on the light emitting diode 2 and a photodiode facing each other. The arrow drawn in FIG. 1A indicates the direction of flow of a liquid 4 , the flow speed of which is to be measured. In Fig. 1A, the flow tube is partially filled with the liquid 4 , which pushes a gas bubble 5 in front of it. A liquid front (phase boundary) 7 forms between the liquid 4 and the gas bubble 5 .

Die Anordnung in Fig. 1A kann nun so betrieben wer den, daß aufgrund der an der Flüssigkeitsfront 7 auf tretenden Änderung des Absorptionsverhaltens, das von der Leuchtdiode 2 ausgesandte Licht an dieser Flüs sigkeitsfront deutlich ändert und sich folglich eine Signaländerung an der Photodiode 3 ergibt. Damit ist der Zeitpunkt genau erfaßt, an dem die Phasengrenze die Lichtschranke passiert. Dieser Zeitpunkt kann den Beginn einer Fluß- oder Volumenmessung darstellen. The arrangement in Fig. 1A can now operate the who that due to the occurring on the liquid front 7 on change in absorption behavior, the light emitted by the light emitting diode 2 on this liquid front fluid changes significantly and consequently there is a signal change at the photodiode 3 . This precisely records the point in time at which the phase boundary passes the light barrier. This point in time can represent the start of a flow or volume measurement.

Auf dieselbe Weise kann die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und der Gasblase am anderen Ende der Gas blase erfaßt werden. Dieser Zeitpunkt kann die Zeit messung stoppen. Aus der Laufzeitdifferenz dieser beiden Grenzflächen kann bei Kenntnis der Länge oder des Volumens der Gasblase nun die Fließgeschwindig keit, ermittelt werden. Mittels des Querschnittes des Strömungsrohres 1 kann aus dem Fluß auch das Volumen der Gasblase oder der Flüssigkeit erfaßt werden.In the same way, the interface between the liquid and the gas bubble at the other end of the gas bubble can be detected. This time can stop the time measurement. With the knowledge of the length or the volume of the gas bubble, the flow velocity can now be determined from the transit time difference between these two interfaces. By means of the cross section of the flow tube 1 , the volume of the gas bubble or the liquid can also be detected from the flow.

Ist die Wellenlänge der Leuchtdiode 2 auf die Gasbla se 5 abgestimmt, so kann auch die Dauer erfaßt wer den, in der die Gasblase 5 an der Leuchtdiode und der Photodiode 3 vorbeifließt. In diesem Falle kann aus der Länge der Gasblase 5 und der Dauer ihrer Passage ebenfalls die Fließgeschwindigkeit bestimmt werden.If the wavelength of the light emitting diode 2 is tuned to the Gasbla se 5 , the duration can also be detected who in which the gas bubble 5 flows past the light emitting diode and the photodiode 3 . In this case, the flow rate can also be determined from the length of the gas bubble 5 and the duration of its passage.

In Fig. 1B ist ein weiteres Beispiel dargestellt, bei dem wiederum ein Strömungsrohr 1 von einer Flüs sigkeit 4 durchströmt wird, die eine Gasblase 5 ein schließt. Diese Gasblase bildet ebenfalls an ihrem vorderen und ihrem hinteren Ende je eine Grenzfläche zu der Flüssigkeit 4 aus. In Fig. 1B sind an dem Strömungsrohr zwei ringförmige Elektroden 8 und 10 angeordnet. Die ringförmigen Elektroden 8 und 10 kön nen wechselseitig die Bezugselektroden darstellen oder auf nicht dargestellte Hilfselektroden bezogen werden.In Fig. 1B, a further example is shown in which, in turn, a flow tube 1 from a FLÜS sigkeit flows through 4, which includes a gas bubble. 5 This gas bubble also forms an interface with the liquid 4 at its front and rear ends. In Fig. 1B, two annular electrodes 8 and 10 are arranged on the flow tube. The ring-shaped electrodes 8 and 10 can mutually represent the reference electrodes or refer to auxiliary electrodes, not shown.

Da sich der elektrische Widerstand der Gasblase von demjenigen der Flüssigkeit unterscheidet, ist es wie derum möglich, die jeweilige Grenzfläche flüssig zu gasförmig fest mit jeder der Elektroden zu erfassen. Mit jeder der Elektroden kann auch die Dauer der Pas sage der Gasblase an der Elektrode erfaßt werden. Als dritte Möglichkeit der Erfassung kann weiterhin die Dauer bestimmt werden, die die Gasblase bzw. einer ihrer Grenzflächen benötigt, um von der Elektrode 8 zu der Elektrode 10 zu gelangen. Ist der Abstand der beiden Elektroden 8 und 10 bekannt, so kann die Fließgeschwindigkeit und über den Querschnitt des Strömungsrohres 1 wiederum das Volumen der Flüssig keit ermittelt werden. Eine weitere Möglichkeit zur Messung mittels der Anordnung in Fig. 1B besteht darin, daß die Elektrode 8 dazu verwendet wird, um über eine Elektrolyse eine Gasblase 5 in die Flüssig keit 4 einzufügen, wobei die Geschwindigkeit der Gas blase, wie oben beschrieben, mittels der Elektrode 10 erfaßt wird. In diesem Falle ist es auch möglich, die Erzeugung der Gasblasen 5 durch die Elektrode 8 über das Ausgangssignal der Elektrode 10 zu regeln, so daß auch bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Flüssigkeit immer eine Gasblase zur kontinuierlichen Messung zur Verfügung steht.Since the electrical resistance of the gas bubble differs from that of the liquid, it is again possible to detect the respective interface liquid-gaseous with each of the electrodes. With each of the electrodes, the duration of the passage of the gas bubble at the electrode can also be detected. As a third possibility of detection, the duration that the gas bubble or one of its interfaces needs to get from electrode 8 to electrode 10 can also be determined. If the distance between the two electrodes 8 and 10 is known, the flow rate and the cross-section of the flow tube 1 can in turn determine the volume of the liquid. A further possibility for measurement by means of the arrangement in Fig. 1B is that the electrode 8 is used to insert a gas bubble 5 into the liquid speed 4 via an electrolysis, the speed of the gas bubble, as described above, by means of Electrode 10 is detected. In this case, it is also possible to regulate the generation of the gas bubbles 5 by the electrode 8 via the output signal of the electrode 10 , so that a gas bubble is always available for continuous measurement even at different liquid speeds.

Fig. 1C zeigt ein weiteres Verfahren zur Messung der Geschwindigkeit einer Flüssigkeit 4 in einem Strö mungsrohr 1. Das Strömungsrohr 1 ist mit einer Lei terbahn 12 versehen, die sich in Längsrichtung der Fließrichtung der Flüssigkeit 4 in dem Strömungsrohr 1 erstreckt. Die entsprechende Gegenelektrode befin det sich außerhalb des dargestellten Abschnittes des Strömungsrohres im Kontakt mit der Flüssigkeit. Fig. 1C shows another method for measuring the velocity of a fluid in a 4 Strö mung tube 1. The flow tube 1 is provided with a Lei terbahn 12 which extends in the longitudinal direction of the flow direction of the liquid 4 in the flow tube 1 . The corresponding counter electrode is located outside the illustrated section of the flow tube in contact with the liquid.

Auch hier kann wiederum die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und der Gasblase erfaßt werden. Über die Abnahme bzw. Zunahme des über die Leiterbahn 12 ge messenen Widerstandes beim Vorrücken der Gasblase längs der Leiterbahn 12 kann auch unmittelbar konti nuierlich die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit erfaßt werden. Again, the interface between the liquid and the gas bubble can be detected. About the decrease or increase in the measured via the conductor track 12 resistance when advancing the gas bubble along the conductor track 12 can also be continuously detected directly the flow rate of the liquid.

Fig. 2 zeigt wiederum ein Strömungsrohr 1, in dem der eingezeichnete Pfeil die Strömungsrichtung der Flüssigkeit andeutet. Auf der Innenseite des Strö mungsrohres 1 sind eine Vielzahl von Elektroden 20 bis 27 als Leiterbahnen mit einer Dicke von 2 µm in einem Abstand von 100 µm zueinander aufgebracht. Fig. 2 shows in turn a flow pipe 1, in which the drawn arrow indicates the direction of flow of the liquid. On the inside of the flow tube 1 , a plurality of electrodes 20 to 27 are applied as conductor tracks with a thickness of 2 μm at a distance of 100 μm from one another.

Die Elektrode 20 ist eine Kathode, die Elektrode 21 eine Anode, während die Elektroden 22 bis 27 Meßelek troden darstellen. Mittels der Elektroden 20 und 21 wird nun in der Flüssigkeit, hier eine wäßrige Lö sung, eine Elektrolyse durchgeführt und eine Gasblase 28 in den Flüssigkeitsstrom eingefügt (Fig. 2B). Die Größe der Gasblase wird durch den Abstand zwischen der Kathode 20 und der Anode 21 bestimmt, da die Elektrolyse beendet wird, wenn die Gasblase anwächst und sich von der Kathode 20 bis zur Anode 21 er streckt und dadurch der Stromfluß unterbrochen wird (selbstjustierende Gasblasenbildung).The electrode 20 is a cathode, the electrode 21 is an anode, while the electrodes 22 to 27 represent electrodes. By means of the electrodes 20 and 21 , an electrolysis is now carried out in the liquid, here an aqueous solution, and a gas bubble 28 is inserted into the liquid flow ( FIG. 2B). The size of the gas bubble is determined by the distance between the cathode 20 and the anode 21 , since the electrolysis is ended when the gas bubble grows and extends from the cathode 20 to the anode 21 and the current flow is thereby interrupted (self-adjusting gas bubble formation) .

Diese Gasblase überstreicht nun die einzelnen Detek torelektroden 22 bis 27, wobei, wie oben beschrieben, Meßsignale erfaßt werden. Zuletzt überstreicht die Gasblase 28 die letzte Elektrode 27 und verläßt dann den Meßbereich (Fig. 2C).This gas bubble now sweeps over the individual detector electrodes 22 to 27 , wherein, as described above, measurement signals are detected. Finally, the gas bubble 28 sweeps over the last electrode 27 and then leaves the measuring range ( FIG. 2C).

Aus den Meßsignalen der einzelnen Elektroden 22 bis 27 kann nun ein kontinuierliches Geschwindigkeitspro fil der Flüssigkeit und über den bekannten Quer schnitt des Strömungsrohres 1 auch der Fluß der Flüs sigkeit erfaßt werden.From the measurement signals of the individual electrodes 22 to 27 , a continuous speed pro file of the liquid and the known cross section of the flow tube 1 and the flow of the liquid can be detected.

Da die einzelnen Elektroden mit lediglich 2 µm sehr schmal sind und einen geringen Abstand von lediglich 100 µm aufweisen, sind auch sehr geringe Flüsse zeit lich hoch aufgelöst erfaßbar. Since the individual electrodes with a mere 2 µm are narrow and a short distance of only 100 µm, are also very small rivers can be recorded with high resolution.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel wird die erzeugte Gasblase letztmalig von der Elektrode 27 er faßt. Das Ausgangssignal der Elektrode 27 wird nun zur Steuerung der Elektroden 20 und 21 verwendet, so daß diese immer dann eine neue Gasblase erzeugen, wenn die vorhergehende Gasblase die Elektrode 27 pas siert bzw. soeben passiert hat. Auf diese Weise wird eine periodische Gasblasenerzeugung für eine kontinu ierliche Messung des Flusses gewährleistet.In the example shown in FIG. 2, the gas bubble generated is last captured by the electrode 27 . The output signal of the electrode 27 is now used to control the electrodes 20 and 21 so that they always generate a new gas bubble when the previous gas bubble has passed or just passed the electrode 27 . In this way, periodic gas bubble generation is ensured for a continuous measurement of the flow.

Fig. 3 zeigt ein Ausgangssignal einer Photodiode als Beispiel eines Detektors, wie es bei einer Messung mit einer Anordnung nach Fig. 1A ermittelt wurde. Die Ausgangssignale für die Passage von Luft bzw. von Wasser als Flüssigkeit unterscheiden sich deutlich, so daß unmittelbar erfaßt werden kann, ob eine Gas blase oder die Flüssigkeit selbst an der Photodiode vorbeiströmt. Weiterhin kann zur Weg-Zeit-Bestimmung aus dem Anstieg bzw. Abfall des Signals die Passage der jeweiligen Flüssigkeitsfront zu Beginn bzw. am Ende einer Gasblase erfaßt werden. FIG. 3 shows an output signal of a photodiode as an example of a detector, as was determined during a measurement with an arrangement according to FIG. 1A. The output signals for the passage of air or water as a liquid differ significantly, so that it can be immediately detected whether a gas bubble or the liquid itself flows past the photodiode. Furthermore, the passage of the respective liquid front at the beginning or at the end of a gas bubble can be detected from the rise or fall of the signal for the distance-time determination.

Claims

1. A method for the continuous determination of the flow rate or the flow of liquids, characterized in that
a sequence of individual gas segments is added to the liquid,
the liquid is passed through a chamber,
the flow of each gas segment through the chamber is observed with at least one detector and the flow velocity or the flow of the liquid is continuously determined from the path-time information of the flow of each gas segment of the sequence of gas segments thus obtained.

2. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Liquid the gas segments in predetermined Intervals are added.

3. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Liquid at regular intervals Gas segments are added.

4. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the path Time information of each gas bubble is determined several times in succession.

5. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Liquid with a sequence of gas segments equal volumes are added.

6. Procedure according to one of the preceding Claims, characterized in that as Chamber a flow tube with known Cross section is used.

7. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the duration is determined, which each gas segment to Passing a predetermined location along the Chamber needed.

8. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Times are determined at which the front Liquid / gas interface of each gas segment and the rear gas / liquid interface the same gas segment and / or the front one Liquid / gas interface of the following Gas segments a predetermined location along the Pass chamber.

9. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the duration is determined which the front liquid / gas Interface and / or the rear Gas / liquid interface of each gas segment for passing a distance along the chamber needed.

10. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Determination of the times or periods by means of light barriers, for example Light emitting diodes / photodiode combinations and / or via electrical contacts, for example applied to the inside of the chamber Conductor tracks, with the liquid as a detector he follows.

11. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that as Detector a detector with a longitudinal extent towards the flow of the liquid is used.

12. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Passage of each gas segment along one in the Chamber arranged electrical resistance is determined.

13. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Gas segments in the liquid through a electrochemical decomposition of the liquid be generated.

14. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Formation of the gas segments is controlled.

15. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Formation of the gas segments is controlled in such a way that a new gas segment is formed if that previous gas segment a certain point happened or happened to the chamber.

16. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Formation of the gas segments is controlled in such a way that a new gas segment is formed if that previous gas segment in the flow direction of the Liquid passed last detector or happened.

17. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Gas segments into the liquid via a T-piece be introduced.

18. Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the Gas segments into the liquid by means of a Hose pinch valve are introduced.