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DE102008039464A1 - Multilayered measuring pipe for use in e.g. clamp-on ultrasonic flowrate measuring system in hygiene application, has material layers including thickness at thin side of each layer not exceeding wavelength of ultrasound signal in each layer - Google Patents

Multilayered measuring pipe for use in e.g. clamp-on ultrasonic flowrate measuring system in hygiene application, has material layers including thickness at thin side of each layer not exceeding wavelength of ultrasound signal in each layer Download PDF

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DE102008039464A1
DE102008039464A1 DE200810039464 DE102008039464A DE102008039464A1 DE 102008039464 A1 DE102008039464 A1 DE 102008039464A1 DE 200810039464 DE200810039464 DE 200810039464 DE 102008039464 A DE102008039464 A DE 102008039464A DE 102008039464 A1 DE102008039464 A1 DE 102008039464A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring tube
ultrasonic
material layer
layer
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810039464
Other languages
German (de)
Inventor
Achim Wiest
Andreas Berger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG, Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Priority to DE200810039464 priority Critical patent/DE102008039464A1/en
Publication of DE102008039464A1 publication Critical patent/DE102008039464A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/662Constructional details

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

The pipe (3) has a measuring pipe wall (10) including two material layers (7, 8) as an acoustic damper, where thicknesses of the material layers at a thin side of each layer do not exceed a wavelength of an ultrasound signal in each layer. The wall includes a third material layer (9) in an area of two ultrasonic transducers (2) e.g. clamp-on-ultrasonic transducers, which are provided on an outer wall (14) of the pipe. The two material layers are made of different materials. The pipe is monolithically designed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messrohr eines Ultraschall-Durchfluss-Messsystems zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums durch das Messrohr, welches Ultraschall-Durchfluss-Messsystem mindestens einen Ultraschallwandler und mindestens eine Regel-/Auswerteeinheit aufweist, welche Regel-/Auswerteeinheit anhand der Messsignale bzw. anhand von Messdaten, welche aus den Messsignalen abgeleitet sind, den Volumen- und/oder den Massenstrom des in dem Messrohr strömenden Messmediums ermittelt, wobei der Ultraschallwandler mindestens ein elektromechanisches Wandlerelement aufweist, welches Ultraschallsignale sendet und/oder empfängt.The The present invention relates to a measuring tube of an ultrasonic flow measuring system for determining and / or monitoring the flow of a Measuring medium through the measuring tube, which ultrasonic flow measuring system at least one ultrasonic transducer and at least one control / evaluation unit which control / evaluation unit based on the measurement signals or based on measurement data derived from the measurement signals, the volume and / or the mass flow of the flowing in the measuring tube Determined measuring medium, the ultrasonic transducer at least one electromechanical Transducer element which transmits ultrasonic signals and / or receives.

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

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.At the Runtime difference principle, the different maturities of ultrasonic pulses relative to the flow direction of Liquid evaluated.

Hierzu werden Ultraschallimpulse in einem bestimmten Winkel zur Rohrachse sowohl mit als auch entgegen der Strömung gesendet. Aus der Laufzeitdifferenz lässt sich die Fließgeschwindigkeit und damit bei bekanntem Durchmesser des Rohrleitungsabschnitts der Volumendurchfluss bestimmen.For this Ultrasonic pulses are at a certain angle to the tube axis sent both with and against the flow. Out the transit time difference can be the flow rate and so that with known diameter of the pipe section of the volume flow determine.

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 686 255 B1 , US-A 44 84 478 oder US-A 45 98 593 bekannt.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 686 255 B1 . US-A 44 84 478 or US-A 45 98 593 known.

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

Ein großer Vorteil von Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmesssystemen ist, dass sie das Messmedium nicht berühren und auf eine bereits bestehende Rohrleitung angebracht werden.One big advantage of clamp-on ultrasonic flow measuring systems is that they do not touch the measuring medium and on one already existing pipeline are attached.

Die Ultraschallwandler bestehen normalerweise aus einem piezoelektrischen Element, auch kurz Piezo genannt, und einer Koppelschicht, auch Koppelkeil oder seltener Vorlaufkörper genannt. Die Koppelschicht ist dabei meist aus Kunststoff gefertigt, das piezoelektrische Element besteht in der industriellen Prozessmesstechnik üblicherweise aus einer Piezokeramik. Im piezoelektrischen Element werden die Ultraschallwellen erzeugt und über die Koppelschicht zur Rohrwandung geführt und von dort in die Flüssigkeit geleitet. Da die Schallgeschwindigkeiten in Flüssigkeiten und Kunststoffen 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 Medien.The Ultrasonic transducers usually consist of a piezoelectric Element, also called piezo for short, and a coupling layer, also coupling wedge or less commonly called Vorlaufkörper. The coupling layer is usually made of plastic, the piezoelectric element exists in industrial process measuring technology usually from a piezoceramic. In the piezoelectric element, the Ultrasonic waves generated and the coupling layer to Passed pipe wall and from there into the liquid directed. Because the speed of sound in liquids and plastics are different, the ultrasonic waves broken in the transition from one medium to another. 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 the propagation speeds in the media.

Zwischen dem piezoelektrischen Element und der Koppelschicht kann eine weitere Koppelschicht angeordnet sein, eine so genannte Anpassungsschicht. 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 layer can be another Coupling layer may be arranged, a so-called adaptation layer. The adaptation layer assumes the function of Transmission of the ultrasonic signal and at the same time the reduction a reflection caused by different acoustic impedances at boundary layers between two materials.

Ein großer Nachteil insbesondere von Clamp-On-Systemen, aber auch von Inline-Ultraschall-Durchflussmesssystemen, ist die Ausbreitung so genannter Rohrwellen im Messrohr. Das von einem als Sender verwendeten Ultraschallwandler in das Messrohr eingekoppelte Ultraschallsignal breitet sich nicht nur auf seinem eigentlichen Schallpfad im Messrohr aus, sondern auch als Rohrwelle in der Messrohrwand. Die Rohrwellen können sich dabei über die Messrohrwand zwischen Sender und Empfänger so stark ausbreiten, dass das eigentliche Messsignal auf dem Signalpfad im Messmedium mit diesen Rohrwellen interferiert und sich dadurch die Messgenauigkeit signifikant verschlechtert. Besonders bei Messrohren mit großen Wandstärken im Bereich mehrfacher Wellenlängen des verwendeten Ultraschallsignals besteht dieser Effekt.A major disadvantage, in particular of clamp-on systems, but also of inline ultrasonic flow measuring systems, is the propagation of so-called tube waves in the measuring tube. The ultrasonic signal coupled into the measuring tube by an ultrasonic transducer used as transmitter propagates not only on its actual sound path in the measuring tube, but also as a tube wave in the measuring tube wall. The tube waves can propagate so much over the measuring tube wall between the transmitter and the receiver that the actual measuring signal on the signal path in the measuring medium interferes with these tube waves and thereby significantly worsens the measuring accuracy. Especially for measuring tubes with large wall thicknesses in the range of multiple wavelengths of Ul used This signal effect exists.

Da herkömmlicherweise Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmesssysteme in Anwendungen eingesetzt werden, die nicht für den Einsatz von Inline-Systemen geeignet sind, wie z. B. für besondere Hygiene-Anwendungen oder bei aggressiven Messmedien, Messrohre für hohe Drücke jedoch über große Wandstärken verfügen, sind diese Messrohr nicht für den Einsatz von Clamp-On-Systemen sehr ungünsitg.There conventionally clamp-on ultrasonic flow measurement systems used in applications that are not for use of inline systems are suitable, such. B. for special hygiene applications or with aggressive measuring media, measuring tubes for high pressures however, have large wall thicknesses, These measuring tubes are not for the use of clamp-on systems very unfavorable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messrohr für den Einsatz von Ultraschall-Durchflussmesssystemen bereit zu stellen, welche die Ausbreitung von Rohrwellen stark unterdrückt.The The object of the invention is to provide a measuring tube for the Use of ultrasonic flow measurement systems to provide which strongly suppresses the propagation of tube waves.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Messrohr eines Ultraschall-Durchfluss-Messsystems zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums durch das Messrohr, welches Ultraschall-Durchfluss-Messsystem mindestens einen Ultraschallwandler und mindestens eine Regel-/Auswerteeinheit aufweist, welche Regel-/Auswerteeinheit anhand der Messsignale bzw. anhand von Messdaten, welche aus den Messsignalen abgeleitet sind, den Volumen- und/oder den Massenstrom des in dem Messrohr strömenden Messmediums ermittelt, wobei der Ultraschallwandler mindestens ein elektromechanisches Wandlerelement aufweist, welches Ultraschallsignale sendet und/oder empfängt, wobei das Messrohr eine Messrohrwandung aufweist, welche Messrohrwandung zumindest bereichsweise aus einer ersten Werkstoffschicht und mindestens einer zweiten Werkstoffschicht besteht, wobei die Dicken der ersten und der zweiten Werkstoffschichten an der jeweils dünnsten Stelle der jeweiligen Werkstoffschicht höchstens das Einfache der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht betragen. Ein mehrschichtiger Teil einer Wandung des Messrohrs besteht somit aus mindestens zwei Werkstoffschichten. Die Werkstoffschichten, deren Dicken höchstens das Einfache der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht betragen, sind akustisch dämpfend. Dabei können die einzelnen Werkstoffschichten des mehrschichtigen Teils des Messrohrs näherungsweise gleiche Schichtdicken aufweisen. In einer Ausgestaltung weist jedoch zumindest eine Werkstoffschicht des mehrschichtigen Teils des Messrohrs eine zur ersten Werkstoffschicht unterschiedliche Dicke auf. Die Werkstoffschichten des mehrschichtigen Teils des Messrohrs können über ihre Längsausdehnung sich verändernde oder näherungsweise konstante Dicken aufweisen.The The task is solved by a measuring tube of an ultrasonic flow measuring system for determining and / or monitoring the flow of a Measuring medium through the measuring tube, which ultrasonic flow measuring system at least one ultrasonic transducer and at least one control / evaluation unit which control / evaluation unit based on the measurement signals or based on measurement data derived from the measurement signals, the volume and / or the mass flow of the flowing in the measuring tube Determined measuring medium, the ultrasonic transducer at least one electromechanical Transducer element which transmits ultrasonic signals and / or receives, wherein the measuring tube has a measuring tube, which Meßrohrwandung at least partially from a first Material layer and at least a second material layer consists, wherein the thicknesses of the first and the second material layers on the each thinnest point of the respective material layer at most the simple of the wavelength λ of Ultrasonic signal in the respective material layer amount. A multi-layered part of a wall of the measuring tube thus exists from at least two material layers. The material layers, whose thicknesses are at most the simple of the wavelength λ of Amount to ultrasonic signal in the respective material layer, are acoustically damping. The individual can Material layers of the multilayer part of the measuring tube approximately have the same layer thicknesses. However, in one embodiment at least one material layer of the multilayer part of the measuring tube a different thickness to the first material layer. The material layers of the multi-layered part of the measuring tube can over their longitudinal extent is changing or approximately have constant thicknesses.

In einer Ausgestaltung der Erfindung betragen die Dicken an der jeweils dünnsten Stelle der ersten und der weiteren Werkstoffschichten höchstens das 0,8fache der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht, bevorzugt maximal das 0,5fache, insbesondere höchstens das 0,3fache, in besonderer Ausführung höchstens das 0,2fache, insbesondere höchstens das 0,1fache.In In one embodiment of the invention, the thicknesses are at the respective thinnest point of the first and further material layers at most 0.8 times the wavelength λ of Ultrasonic signal in the respective material layer, preferably maximum 0.5 times, in particular at most 0.3 times, in particular Not more than 0.2 times, in particular at most 0.1 times.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung verfügt über eine erste und mindestens eine weitere, zweite Werkstoffschicht mit jeweils einer Dicke an der jeweils dünnsten Stelle der jeweiligen Werkstoffschicht von höchstens dem 0,5fachen der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht. Eine Variante weist die Dicken der besagten Werkstoffschichten mit mindestens dem 0,2fachen der besagten Wellenlänge des Ultraschallsignals aus.A particularly preferred embodiment of the invention Solution has a first and at least another, second material layer, each having a thickness each thinnest point of the respective material layer of at most 0.5 times the wavelength λ of Ultrasonic signal in the respective material layer. A variant has the thicknesses of said material layers with at least 0.2 times the said wavelength of the ultrasonic signal out.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung betragen die Längsausdehnungen der jeweils näherungsweise dünnsten Stelle der Werkstoffschichten mindestens das Zweifache der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht, insbesondere mindestens das Fünffache, in besonderer Ausführung mindestens das Zehnfache der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht. Die Längsausdehnung steht dabei im Wesentlichen näherungsweise senkrecht auf die Dicke der jeweiligen Werkstoffschicht. Die dünnste Stelle kennzeichnet hier den Teil der einzelnen Werkstoffschicht, welcher höchstens das Einfache der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht dick ist.In In a further embodiment of the invention, the longitudinal dimensions are each approximately the thinnest point of Material layers at least twice the wavelength λ of Ultrasonic signal in the respective material layer, in particular at least five times, in special execution at least ten times the wavelength λ of Ultrasonic signal in the respective material layer. The longitudinal extent is essentially approximately perpendicular the thickness of the respective material layer. The thinnest Position here denotes the part of the individual material layer, which is at most the simple of the wavelength λ of Ultrasound signal in the respective material layer is thick.

Solche Messrohre können hochflexibel sein, bei gleichzeitig hoher statischer Belastbarkeit. Die Werkstoffschichten sind dabei bevorzugt radial geschichtet, d. h. von der Innenseite bis zur Außenseite des Messrohrs.Such Measuring tubes can be highly flexible, but at the same time high static load capacity. The material layers are preferred radially layered, d. H. from the inside to the outside of the Measuring tube.

In einer weiteren Ausgestaltung weist das Messrohr über dessen gesamte axiale Länge einen näherungsweise gleichen Außen- und Innendurchmesser auf. Die Wandstärke des mehrschichtigen Teils des Messrohrs kann dabei von der Wandstärke eines einschichtigen Teils durch zwischengelagerte Hohlräume abweichen.In In another embodiment, the measuring tube has its total axial length is approximately the same Outside and inside diameter. The wall thickness of the multi-layered part of the measuring tube can thereby of the wall thickness of a single-layered part by intermediately stored cavities differ.

Weitergebildet sind auf der Außenwand des Messrohrs mindestens zwei Clamp-On-Ultraschallwandler anbringbar und/oder es sind in der Messrohrwandung mindestens zwei Inline-Ultraschallwandler anbringbar.Next Made are on the outer wall of the measuring tube at least two clamp-on ultrasonic transducer attachable and / or there are at least two in the Meßrohrwandung Inline ultrasonic transducer attachable.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs besteht die Messrohrwandung im Bereich des Ultraschallwandlers aus genau einer dritten Werkstoffschicht. Die Messrohrwandung weist somit im Bereich des Ultraschallwandlers genau eine dritte Werkstoffschicht auf, welche von der Messrohrinnenwand bis zur Messrohraußenwand durchgängig ist. Im Bereich des Ultraschallwandlers befindet sich also nur ein einschichtiger Teils des Messrohrs. Genau eine massive Werkstoffschicht verläuft von der Messrohrinnenwand bis zur Messrohraußenwand. Vorteilhaft ist dies für den Einsatz eines Clamp-On-Ultraschallwandlers auf der Außenseite der Messrohrwandung. Die ein- und/oder ausgekoppelbaren Ultraschallsignale sind somit nicht durch getrennte Schichten unterbrochen. Die dritte Werkstoffschicht weist dabei insbesondere eine Dicke größer der Einfachen Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der dritten Werkstoffschicht auf. In einer Ausführung ist die Wanddicke des Messrohrs über die gesamte Messrohrdicke näherungsweise konstant. Dies hat zur Folge, dass die dritte Werkstoffschicht eine Dicke aufweist, die näherungsweise der Summe der ersten und der weiteren Werkstoffschichten des mehrschichtigen Teils des Messrohrs und eventueller Hohlräume zwischen den Werkstoffschichten entspricht.According to an advantageous development of the measuring tube according to the invention, the measuring tube wall in the region of the ultrasonic transducer consists of exactly one third material layer. The measuring tube wall thus has in the region of the ultrasonic transducer exactly a third material layer, which is continuous from the measuring tube inner wall to the measuring tube outside wall. In the area of the Ultra Sound transducer is thus only a single-layered part of the measuring tube. Exactly one massive layer of material runs from the measuring tube inner wall to the measuring tube outside wall. This is advantageous for the use of a clamp-on ultrasonic transducer on the outside of the measuring tube. The input and / or output ultrasonic signals are thus not interrupted by separate layers. In this case, the third material layer in particular has a thickness greater than the single wavelength λ of the ultrasound signal in the third material layer. In one embodiment, the wall thickness of the measuring tube is approximately constant over the entire measuring tube thickness. This has the consequence that the third material layer has a thickness which corresponds approximately to the sum of the first and the further material layers of the multilayer part of the measuring tube and any voids between the material layers.

Zu erreichen ist diese Ausgestaltung z. B. mit einem massiven Einsatz in einem sonst mehrschichtigen Messrohr, welcher die Mehrschichtigkeit unterbricht, oder z. B. mit mehrschichtigen Einsätzen in einem ansonsten massiven Messrohr. Die Einsätze können dabei rohrförmig oder schalenförmig sein.To achieve this embodiment z. B. with a massive use in an otherwise multi-layered measuring tube, which the multi-layered interrupts, or z. B. with multi-layer inserts in an otherwise massive measuring tube. The bets can be tubular or cup-shaped.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht einen einschichtigen Einsatz mit umlaufendem mehrschichtigem Ring vor. Dieser Einsatz kann z. B. in ein bestehendes einschichtiges Rohrleitungssystem eingesetzt werden. Auf den einschichtigen Teil des Einsatzes kann dann ein Ultraschallsensor aufgebracht werden. Der Einsatz nimmt bei der Verwendung in einem näherungsweise kreisrunden Rohr die Form einer einfach gekrümmten Schale an. Die Bohrung im Rohr und die entsprechend diese Bohrung ausfüllende Form des Einsatzes kann wahlweise rund oder eckig sein.A Another variant of the invention provides a single-layer insert with circumferential multilayer ring in front. This use can z. B. used in an existing single-layer piping system become. On the one-layered part of the insert can then a Ultrasonic sensor can be applied. The insert decreases in the Use in an approximately circular tube the Shape of a simply curved shell. The hole in the pipe and the corresponding filling this form of the hole Insert can be either round or square.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs ist darin zu sehen, dass die Messrohrwandung mindestens eine Bohrung zum Einsatz mindestens eines Ultraschallwandlers aufweist.A very advantageous development of the invention Measuring tube can be seen in that the measuring tube wall at least a bore for use of at least one ultrasonic transducer.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs schlägt vor, dass die erste Werkstoffschicht aus einem ersten Werkstoff herstellbar ist und dass zumindest die zweite Werkstoffschicht aus einem zweiten Werkstoff herstellbar ist, wobei sich der erste und der zweite Werkstoff voneinander unterscheiden.A advantageous development of the invention Measuring tube suggests that the first material layer can be produced from a first material and that at least the second material layer produced from a second material is, wherein the first and the second material differ from each other.

Hierbei kann sich z. B. der Werkstoff der Werkstoffschicht, welche das Messmedium berührt, also die Messrohrinnenwand bildet, von dem Werkstoff der Werkstoffschicht, welche die Messrohraußenwand, also die Messrohrwand zur Umgebung bildet, unterscheiden. Eine andere Variante ist, dass sich zwischen zwei Werkstoffschichten des mehrschichtigen Teils des Messrohrs, welche aus dem gleichen Werkstoff bestehen, eine weitere Werkstoffschicht aus einem anderen Werkstoff befindet. Solche Trenn- bzw. Zwischenschichten sind bevorzugt aus einem schalldämpfenden Werkstoff oder einem Werkstoff mit entsprechender akustischer Impedanz im Vergleich zu den ihn umgebenden Schichten, hergestellt.in this connection can z. B. the material of the material layer, which is the measuring medium touched, so the measuring tube inner wall forms, of the material the material layer, which the measuring tube outer wall, ie the measuring tube wall forms the environment differ. Another Variant is that between two material layers of the multilayer Part of the measuring tube, which consist of the same material, another material layer is made of a different material. Such separation or intermediate layers are preferably made of a sound-damping Material or a material with corresponding acoustic impedance in Compared to the surrounding layers, made.

In einer Ausgestaltung unterscheiden sich die Werkstoffe einer oder mehrere Werkstoffschichten des mehrschichtigen Teils des Messrohrs vom Werkstoff eines einschichtigen Teils des Messrohrs. Die dritte Werkstoffschicht weist somit einen von der ersten und/oder zweiten Werkstoffschicht unterschiedlichen Werkstoff auf.In In one embodiment, the materials differ one or several material layers of the multilayer part of the measuring tube from the material of a single-layered part of the measuring tube. The third Material layer thus has one of the first and / or second Material layer on different material.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung unterscheiden sich die Werkstoffe des Messrohrs nicht vom Rohrleitungssystem in der Umgebung des Messrohrs, d. h. also von den das Messrohr umgebenden Rohrstücken eines Rohrleitungssystems, in welches das Messrohr einsetzbar ist.In a further embodiment of the invention, the differ Materials of the measuring tube not from the piping system in the environment of the measuring tube, d. H. So from the pipe sections surrounding the measuring tube a piping system, in which the measuring tube is used.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs sieht vor, dass alle Werkstoffschichten des Messrohrs aus ein und demselben Werkstoff herstellbar sind. In einer Variante sind zumindest die das Messmedium berührenden Werkstoffschichten des Messrohrs aus demselben Werkstoff gefertigt ist, wie ein Rohrleitungssystem, in welches das Messrohr eingebettet ist. Eine andere Ausführung zeigt, dass die erste und/oder die zweite Werkstoffschicht des Messrohrs aus demselben Werkstoff gefertigt sind, wie die dritte Werkstoffschicht.A further advantageous embodiment of the invention Measuring tube provides that all material layers of the measuring tube can be produced from one and the same material. In a variant are at least the material layers contacting the measuring medium the measuring tube is made of the same material as a pipeline system, in which the measuring tube is embedded. Another version shows that the first and / or the second material layer of the measuring tube are made of the same material as the third material layer.

Bei einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Messrohr monolithisch aufgebaut. Das Messrohr ist einstückig. Es ist also aus einem Stück fertigbar. Herzustellen beispielsweise über elektrochemische Abscheidungsverfahren wie die Galvanisierung, durch Gießen mit verlorenen Kernen oder durch Wickeln eines Coils zu einer Spirale. Kunststoff ist beispielsweise mittels eines Rapid-Prototyping-Verfahrens oder verwandten Verfahren herzustellen.at A very advantageous development of the invention is the measuring tube built monolithic. The measuring tube is in one piece. It is therefore manufacturable from one piece. Produce for example via electrochemical Deposition processes such as galvanization, by casting with lost cores or by winding a coil into a spiral. plastic is for example by means of a rapid prototyping method or to produce related processes.

Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von einem mehrschichtigen Teil des Messrohrs, einem Schalldämpferzwischenstück, welches in einstückiges und/oder einschichtiges Messrohr eingelagert ist und/oder zwischen zwei einstückigen und/oder einschichtigen Messrohrteilen eingelagert ist. Methoden solche Rohre herzustellen sind z. B. das Zusammenschweißen von Einzelteilen oder das ineinander legen und aufschrumpfen mehrerer Rohrteile zu einem mehrschichtigen Rohrteil.These Design differs from a multi-layered part of the measuring tube, a silencer adapter, which in one-piece and / or single-layer measuring tube is stored and / or between two integral and / or embedded einschichtigen Meßrohrteilen. Methods such pipes are to produce z. B. the welding of individual parts or nesting and shrinking several pipe parts a multi-layer pipe part.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs wird vorgeschlagen, dass die erste und mindestens die zweite Werkstoffschicht nicht form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Der mehrschichtige Teil des Messrohrs kann dabei durchaus mit dem einschichtigen Teil des Messrohrs und/oder dem umgebenden Rohrleitungssystem form- und/oder stoffschlüssig verbunden sein, zwischen den Werkstoffschichten des mehrschichtigen Teils besteht jedoch keine form- und/oder stoffschlüssige Verbindung. Die Schichten berühren sich nicht, z. B. wenn ein gefüllter und/oder ungefüllter Hohlraum zwischen den Werkstoffschichten besteht, und/oder sie liegen lose aufeinander. Jedoch sind die Werkstoffschichten des mehrschichtigen Teils über den einschichtigen Teil des Messrohrs und/oder über das umgebende Rohrleitungssystem bzw. über angebrachte Rohrflansche miteinander verbunden.According to one advantageous development of the invention Measuring tube is suggested that the first and at least the second material layer non-positive and / or cohesive connected to each other. The multilayer part of the measuring tube can certainly with the single-layered part of the measuring tube and / or the form-fitting and / or materially connected to the surrounding piping system be, between the material layers of the multilayer part However, there is no positive and / or material connection. The layers do not touch, z. B. when a filled and / or unfilled cavity between the layers of material exists, and / or they are loosely on each other. However, the material layers are of the multi-layered part over the single-layered part the measuring tube and / or over the surrounding piping system or via attached pipe flanges interconnected.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung zeigt, dass gegenüberliegende Oberflächen der ersten und zweiten Werkstoffschicht strukturierbar ausgestaltet sind. Durch gegenüberliegende Strukturen entstehen kleine, definierbare Berührungspunkte. Dadurch ist ein Hohlraum zwischen den Werkstoffschichten definierbar, welche z. B. auch mit einem mechanisch weichen und/oder komprimierbaren Werkstoff füllen lässt. Des Weiteren lassen sich so die Werkstoffschichten form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbinden.A further embodiment of the solution according to the invention shows that opposite surfaces of the configured first structurable first and second material layer are. Through opposing structures arise small, definable points of contact. This is a cavity definable between the material layers, which z. B. also with fill a mechanically soft and / or compressible material leaves. Furthermore, this allows the material layers connect positively and / or non-positively.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Messrohrs besteht darin, dass das Messrohr mittels eines elektrochemischen Abscheidungsverfahrens herstellbar ist, wobei zwei oder mehr unterschiedliche Werkstoffe sich in beliebiger Reihenfolge abwechseln können, wie z. B. Metalle mit geringer und hoher Dichte.A advantageous development of the invention Measuring tube is that the measuring tube by means of an electrochemical Deposition method can be produced, with two or more different Materials can alternate in any order, such as For example, low and high density metals.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Messrohr mit zwei oder mehr unterschiedlichen Herstellungsverfahren schichtweise aufbaubar. So ist beispielsweise eine galvanisch hergestellte Oberfläche einer dämpfenden Werkstoffschicht, also einer Werkstoffschicht des mehrschichtigen Teils des Messrohrs, noch zu lackieren oder mechanisch zu bearbeiten, z. B. zu Rändeln. Dadurch kann eine strukturierte Oberfläche erhalten werden. Auf diese geprägte bzw. strukturierte Oberfläche könnte beispielhaft eine weitere Werkstoffschicht aufgebracht werden, z. B. durch schrumpfen zweier Rohre ineinander. Dadurch wird erreicht, dass die Oberflächen beider Werkstoffschichten nur punktuell miteinander in direktem Kontakt stehen. Der gleiche Effekt ist erzielbar mit einem strukturierten Blech, welches zu einem mehrschichtigen Rohr gewickelt wird.In a further embodiment of the invention, the measuring tube with Two or more different manufacturing processes can be built up in layers. For example, an electroplated surface a damping material layer, ie a material layer of the multilayer part of the measuring tube, still to be painted or mechanically to edit, z. B. to knurling. This can be a structured Surface to be obtained. On this embossed or structured surface could be exemplary another material layer are applied, for. B. by shrinking two Pipes into each other. This will ensure that the surfaces Both material layers only selectively with each other in direct Standing in contact. The same effect can be achieved with a structured sheet, which is wound into a multilayer pipe.

Weiterhin wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines mehrschichtigen Rohrstücks mit mindestens zwei Werkstoffschichten als einen akustischen Dämpfer zwischen zwei einschichtigen Rohrstücken, wobei die mindestens zwei Werkstoffschichten Dicken aufweisen, welche Dicken an der jeweils dünnsten Stelle der jeweiligen Werkstoffschicht höchstens das Einfache der Wellenlänge λ eines akustischen Signals in der jeweiligen Werkstoffschicht betragen. Die mindestens zwei Werkstoffschichten sind dabei bevorzugt radial übereinander von der Messrohrinnenwand bis zur Messrohraußenwand geschichtet. Mindestens eines der zwei einschichtigen Rohrstücken ist mit einem Ultraschallwandler akustisch koppelbar.Farther the problem underlying the invention is solved by the use of a multilayer pipe section with at least two layers of material as an acoustic damper between two single-layer pipe sections, wherein the at least two Material layers have thicknesses, which thicknesses at the respectively thinnest point of the respective material layer at most the simple of the wavelength λ of an acoustic Be signal in the respective material layer. The least two layers of material are preferably radially superimposed layered from the measuring tube inner wall to the measuring tube outside wall. At least one of the two single-layer pipe sections is acoustically coupled with an ultrasonic transducer.

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 ein mehrschichtiges Messrohr mit einschichtigen Einsätzen im Bereich von zwei Clamp-On-Ultraschallwandlern, 1 shows a multi-layered measuring tube with single-layer inserts in the region of two clamp-on ultrasonic transducers,

2 zeigt ein einschichtiges Messrohr mit zwei Clamp-On-Ultraschallwandlern und einem mehrschichtigen Rohrstück dazwischen, 2 shows a single-layer measuring tube with two clamp-on ultrasonic transducers and a multilayer tube piece in between,

3 zeigt ein mehrschichtiges Messrohr mit zwei eingesetzten Inline-Ultraschallwandlern. 3 shows a multilayer measuring tube with two inline ultrasonic transducers used.

In 1 ist ein Messrohr 3 dargestellt, welches eine Messrohrwandung 10 von der Messrohrinnenwand 15 bis zur Messrohraußenwand 14 aufweist, welche aus zwei Werkstoffschichten 7, 8 besteht. Diese Messrohrwandung 10 kann erfindungsgemäß auch aus mehreren Werkstoffschichten bestehen. Die Dicken der Werkstoffschichten 7, 8 ist jedoch begrenzt auf das Einfache der Wellenlänge eines verwendeten Ultraschallsignals im Messrohr. Dies hat die akustisch dämpfende Wirkung, womit die Ausbreitung von Rohrwellen, insbesondere zwischen den Ultraschallsensoren 2, verhindert wird. Zwei Ultraschallwandler 2 mit jeweils einem elektromechanischen Wandlerelement 5 sind an dem Messrohr 3 aufgebracht. Es handelt sich somit um ein Clam-On-Ultraschall-Durchfluss-Messsystem 1.In 1 is a measuring tube 3 represented, which a Messrohrwandung 10 from the measuring tube inner wall 15 to the measuring tube outside wall 14 which consists of two material layers 7 . 8th consists. This measuring tube wall 10 may also consist of several layers of material according to the invention. The thicknesses of the material layers 7 . 8th However, it is limited to the simple of the wavelength of a used ultrasonic signal in the measuring tube. This has the acoustically damping effect, which means the propagation of tube waves, especially between the ultrasonic sensors 2 , is prevented. Two ultrasonic transducers 2 each with an electromechanical transducer element 5 are on the measuring tube 3 applied. It is therefore a clam-on ultrasonic flow measuring system 1 ,

Die erste Werkstoffschicht 7 ist in diesem Beispiel die messmediumberührende Werkstoffschicht. Diese bildet also die Messrohrinnenwand 15. Umgekehrt wird die Messrohraußenwand 14 von der zweiten Werkstoffschicht 8 gebildet. Die dritte Werkstoffschicht 9 ist von der Messrohraußenwand 14 bis zur Messrohrinnenwand 15 durchgängig. Hier bildet die dritte Werkstoffschicht 9 einen in das ansonsten mehrschichtige Messrohr 3 eingesetzten Einsatz. Der Einsatz bildet also sowohl einen Teil der Messrohraußenwand 14 als auch der Messrohrinnenwand 15.The first material layer 7 is in this example the medium contacting material layer. So this forms the measuring tube inner wall 15 , Conversely, the measuring tube outside wall 14 from the second material layer 8th educated. The third material layer 9 is from the measuring tube outside wall 14 to the measuring tube inner wall 15 continuously. Here forms the third material layer 9 one into the otherwise multi-layered measuring tube 3 used insert. The insert thus forms both a part of the measuring tube outer wall 14 as well as the measuring tube inner wall 15 ,

Dieser Einsatz kann sowohl in vorgesehene Bohrungen im ansonsten mehrschichtigen Messrohr 3 eingebracht sein und, z. B. durch eine Schweißverbindung, mit dem ansonsten mehrschichtigen Messrohr 3 verbunden sein, womit der Einsatz Teil des Messrohrs 3 ist, oder der einschichtige Einsatz, also die dritte Werkstoffschicht 9, und der mehrschichtige teil des Messrohrs, hier die erste Werkstoffschicht 7 und die zweite Werkstoffschicht 8, sind in einem urformenden Verfahren hergestellt worden, z. B. durch Gießen oder Galvanisieren oder durch Rapid-Prototyping.This insert can be provided both in Holes in the otherwise multi-layered measuring tube 3 be introduced and, for. B. by a welded joint, with the otherwise multi-layered measuring tube 3 be connected, whereby the insert part of the measuring tube 3 is, or the single-layer use, so the third layer of material 9 , and the multi-layered part of the measuring tube, here the first material layer 7 and the second material layer 8th , have been prepared in a primary molding process, for. As by casting or galvanizing or by rapid prototyping.

Wie bereits erwähnt, könnte der mehrschichtige Teil des Messrohrs z. B. auch aus drei übereinanderliegenden Werkstoffschichten bestehen. Eine Art Sandwich würde entstehen. Die erste und die zweite Werkstoffschicht würden hierbei eine vierte Werkstoffschicht einschließen. Geeignete Werkstoffe als solche Trenn- bzw. Zwischenschicht sind z. B. Aluminium zwischen zwei Stahl- oder Edelstahlschichten, eine Oxidschicht, z. B. durch eine Oberflächenbehandlung der ersten und/oder zweiten Werkstoffschicht. Je nach erwarteter Anwendungstemperatur ist auch Kunststoff geeignet, z. B. auch als Folie, oder Keramik, Lot, Klebstoff, Flüssigkeit oder auch Gas, z. B. bei einem Luftspalt zwischen der ersten und zweiten Werkstoffschicht. Auch ein Vakuum ist denkbar.As already mentioned, could be the multilayered part of the measuring tube z. B. also from three superimposed Material layers exist. A kind of sandwich would emerge. The first and the second material layer would be here include a fourth layer of material. Suitable materials as such separation or intermediate layer are z. B. aluminum between two steel or stainless steel layers, an oxide layer, z. B. by a surface treatment of the first and / or second Material layer. Depending on the expected application temperature is also Plastic suitable, for. B. as a foil, or ceramic, solder, adhesive, Liquid or gas, eg. B. at an air gap between the first and second material layers. A vacuum is also conceivable.

Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von einem mehrschichtigen Teil des Messrohrs, einem Schalldämpferzwischenstück, welches in ein einstückiges und/oder einschichtiges Messrohr eingelagert ist und/oder zwischen zwei einstückigen und/oder einschichtigen Messrohrteilen eingelagert ist, wie es in 2 dargestellt ist.This embodiment differs from a multilayer part of the measuring tube, a silencer intermediate piece which is embedded in a one-piece and / or single-layer measuring tube and / or interposed between two one-piece and / or single-layered measuring tube parts, as shown in FIG 2 is shown.

2 offenbart ein Ultraschall-Durchfluss-Messsystem 1 mit einem Messrohr 3 aus drei Rohrstücken. Ein mehrschichtiges Rohrstück 12 ist zwischen zwei einschichtigen Rohrstücken 13 angebracht. Auf den einschichtigen Rohrstücken 13 aus jeweils nur einer Werkstoffschicht 9, sind auf der Außenwand 14, jeweils ein Ultraschallsensor 2 angebracht. Beide Ultraschallwandler 2 verfügen über jeweils mindestens ein elektromechanisches Wandlerelement 5. Das zwischen den beiden einschichtigen Rohrstücken 13 angebrachte mehrschichtige Rohrstück 12 weist in diesem Beispiel eine erste Werkstoffschicht 7 und eine zweite Werkstoffschicht 8 auf. Die erste Werkstoffschicht 7 bildet einen Teil der Innenwand 15 des Messrohrs 3, welche das Messmedium 4 in seiner Ausdehnung radial nach außen begrenzt, während die zweite Werkstoffschicht 8 die einen Teil der Außenwand 14 des Messrohrs 3 bildet. Weitere Teile der Innen- und Außenwand 14, 15 des Messrohrs 3 werden von der Werkstoffschicht 9 des einschichtigen Messrohrstücks 13 gebildet. Beide Werkstoffschichten 7, 8 des mehrschichtigen Rohrstücks 12 weisen an ihrer dünnsten Stelle eine Dicke auf, die höchstens der Wellenlänge des verwendeten Ultraschallsignals entspricht. Bevorzugt sind sie sogar nur 0,5 mal so groß. Die dritte Werkstoffschicht 9 hingegen ist viel dicker. In diesem Ausführungsbeispiel sind alle Werkstoffschichten 7, 8, 9 über die Messrohrlänge näherungsweise konstant dick. 2 discloses an ultrasonic flowmeter 1 with a measuring tube 3 from three pieces of pipe. A multilayer pipe piece 12 is between two single-layer pipe sections 13 appropriate. On the single-layer pipe sections 13 from only one material layer 9 , are on the outside wall 14 , in each case an ultrasonic sensor 2 appropriate. Both ultrasonic transducers 2 each have at least one electromechanical transducer element 5 , The between the two single-layer pipe sections 13 attached multilayer pipe section 12 has a first material layer in this example 7 and a second material layer 8th on. The first material layer 7 forms part of the inner wall 15 of the measuring tube 3 , which is the measuring medium 4 limited in its extent radially outward, while the second material layer 8th the part of the outer wall 14 of the measuring tube 3 forms. Other parts of the inner and outer wall 14 . 15 of the measuring tube 3 be from the material layer 9 of the single-layered measuring tube piece 13 educated. Both material layers 7 . 8th of the multilayer pipe section 12 have at their thinnest point a thickness which corresponds at most to the wavelength of the ultrasonic signal used. Preferably, they are even only 0.5 times as large. The third material layer 9 however, it is much thicker. In this embodiment, all material layers 7 . 8th . 9 About the tube length approximately constant thick.

Diese Ausgestaltung eines mehrschichtigen Einsatzes, in diesem Fall ein mehrschichtiges Messrohrstück 12, in ein ansonsten einschichtiges Messrohr unterscheidet sich somit wesentlich von der Ausgestaltung aus 1, wo einschichtige Einsätze in ein ansonsten mehrschichtiges Messrohr 3 eingebracht sind.This embodiment of a multilayer insert, in this case a multi-layered measuring tube piece 12 , in an otherwise single-layer measuring tube thus differs significantly from the design 1 where single-layer inserts into an otherwise multi-layered measuring tube 3 are introduced.

Die erste und die zweite Werkstoffschicht 7, 8 liegen dabei nur lose aufeinander. Sie sind nicht direkt miteinander verbunden. Lediglich durch die dritte Werkstoffschicht 9 stehen sie miteinander in Verbindung. Einstückig herstellbar ist diese Ausgestaltung z. B. durch elektrochemische Abscheidung. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung besteht darin, die einzelnen Werkstoffschichten 7, 8 des mehrschichtigen Schalldämpferzwischenstücks 12 einzeln an die einschichtigen Rohrstücke 13 anzuschweißen. Da die erste und die zweite Werkstoffschicht 7, 8 in diesem Beispiel näherungsweise konstant dick ist und auch noch näherungsweise gleich dick sind und die dritten Werkstoffschichten 9 ebenfalls näherungsweise konstant dick sind, sind die dritten Werkstoffschichten 9 näherungsweise doppelt so dick, wie die ersten beiden Werkstoffschichten 7, 8.The first and the second material layer 7 . 8th lie only loosely on each other. They are not directly connected. Only through the third material layer 9 they communicate with each other. Can be produced in one piece this embodiment z. B. by electrochemical deposition. Another possibility for the production consists of the individual material layers 7 . 8th of the multilayer muffler spacer 12 individually to the single-layer pipe sections 13 to weld. As the first and the second material layer 7 . 8th in this example, approximately constant in thickness and also approximately the same thickness and the third material layers 9 are also approximately constant in thickness, are the third material layers 9 approximately twice as thick as the first two layers of material 7 . 8th ,

3 zeigt ein Inline-Ultraschall-Durchfluss-Messsystem 1 mit einem mehrschichtigen Messrohr 3. Das Messrohr besteht hier aus einer, das Messmedium 4 berührenden und damit die Messrohrinnenwand 15 bildenden ersten Werkstoffschicht 7 und einer die Messrohraußenwand bildenden zweiten Werkstoffschicht 8. In dem messrohr 3 sind Bohrungen 11 vorgesehen, in welche die Ultraschallwandler 2 mit den elektromechanischen Wandlerelementen 5 eingesetzt sind. Durch den mehrschichtigen Aufbau der Messrohrwandung 10 werden die Messung störende Rohrwellen zwischen den Ultraschallsensoren 2 vermieden. Dazu weisen beiden Werkstoffschichten 7, 8 entsprechende maximale Dicken auf. 3 shows an in-line ultrasonic flow measuring system 1 with a multilayer measuring tube 3 , The measuring tube here consists of one, the measuring medium 4 touching and thus the measuring tube inner wall 15 forming first material layer 7 and a second material layer forming the measuring tube outside wall 8th , In the measuring tube 3 are holes 11 provided, in which the ultrasonic transducer 2 with the electromechanical transducer elements 5 are used. Due to the multilayer structure of the measuring tube wall 10 Be the measuring interfering tube waves between the ultrasonic sensors 2 avoided. For this purpose, have two material layers 7 . 8th corresponding maximum thicknesses.

11
Ultraschall-Durchfluss-MesssystemsUltrasonic flowmeter
22
Ultraschallwandlerultrasound transducer
33
Messrohrmeasuring tube
44
Messmediummeasuring medium
55
Elektromechanisches Wandlerelementelectromechanical transducer element
66
Regel-/AuswerteeinheitControl / evaluation unit
77
Erste WerkstoffschichtFirst Material layer
88th
Zweite WerkstoffschichtSecond Material layer
99
Dritte Werkstoffschichtthird Material layer
1010
MessrohrwandungMessrohrwandung
1111
Bohrungdrilling
1212
Mehrschichtiges Rohrstückmultilayer pipe section
1313
Einschichtiges RohrstückSingle layer pipe section
1414
Außenwand des Messrohrsouter wall of the measuring tube
1515
Innenwand des Messrohrsinner wall of the measuring tube

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Claims (10)

Messrohr (3) eines Ultraschall-Durchfluss-Messsystems (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung des Durchflusses eines Messmediums (4) durch das Messrohr (3), welches Ultraschall-Durchfluss-Messsystem mindestens einen Ultraschallwandler (2) und mindestens eine Regel-/Auswerteeinheit (6) aufweist, welche Regel-/Auswerteeinheit (6) anhand der Messsignale bzw. anhand von Messdaten, welche aus den Messsignalen abgeleitet sind, den Volumen- und/oder den Massenstrom des in dem Messrohr (3) strömenden Messmediums (4) ermittelt, wobei der Ultraschallwandler (2) mindestens ein elektromechanisches Wandlerelement (5) aufweist, welches Ultraschallsignale sendet und/oder empfängt, wobei das Messrohr (3) eine Messrohrwandung (10) aufweist, welche Messrohrwandung (10) zumindest bereichsweise aus einer ersten Werkstoffschicht (7) und mindestens einer zweiten Werkstoffschicht (8) besteht, wobei die Dicken der ersten und der zweiten Werkstoffschichten (7, 8) an der jeweils dünnsten Stelle der jeweiligen Werkstoffschicht (7, 8) höchstens das Einfache der Wellenlänge λ des Ultraschallsignals in der jeweiligen Werkstoffschicht (7, 8) betragen.Measuring tube ( 3 ) of an ultrasonic flow measuring system ( 1 ) for determining and / or monitoring the flow of a measuring medium ( 4 ) through the measuring tube ( 3 ), which ultrasonic flow measuring system has at least one ultrasonic transducer ( 2 ) and at least one control / evaluation unit ( 6 ), which control / evaluation unit ( 6 ) based on the measurement signals or on the basis of measurement data, which are derived from the measurement signals, the volume and / or the mass flow of the in the measuring tube ( 3 ) flowing measuring medium ( 4 ), wherein the ultrasonic transducer ( 2 ) at least one electromechanical transducer element ( 5 ) which transmits and / or receives ultrasonic signals, wherein the measuring tube ( 3 ) a measuring tube wall ( 10 ), which measuring tube wall ( 10 ) at least partially from a first material layer ( 7 ) and at least one second material layer ( 8th ), wherein the thicknesses of the first and the second material layers ( 7 . 8th ) at the thinnest point of the respective material layer ( 7 . 8th ) at most the simple of the wavelength λ of the ultrasonic signal in the respective material layer ( 7 . 8th ) amount. Messrohr (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messrohrwandung (10) im Bereich des Ultraschallwandlers (2) aus genau einer dritten Werkstoffschicht (9) besteht.Measuring tube ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the measuring tube wall ( 10 ) in the region of the ultrasonic transducer ( 2 ) from exactly one third material layer ( 9 ) consists. Messrohr (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenwand (14) des Messrohrs (3) mindestens zwei Clamp-On-Ultraschallwandler (2) anbringbar sind und/oder in der Messrohrwandung (10) mindestens zwei Inline-Ultraschallwandler (2) anbringbar sind.Measuring tube ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that on the outer wall ( 14 ) of the measuring tube ( 3 ) at least two clamp-on ultrasonic transducers ( 2 ) are attachable and / or in the measuring tube wall ( 10 ) at least two inline ultrasonic transducers ( 2 ) are attachable. Messrohr (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messrohrwandung (10) mindestens eine Bohrung (11) zum Einsatz mindestens eines Ultraschallwandlers (2) aufweist.Measuring tube ( 3 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring tube wall ( 10 ) at least one bore ( 11 ) for use of at least one ultrasonic transducer ( 2 ) having. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Werkstoffschicht (7) aus einem ersten Werkstoff herstellbar ist und dass zumindest die zweite Werkstoffschicht (8) aus einem zweiten Werkstoff herstellbar ist, wobei sich der erste und der zweite Werkstoff voneinander unterscheiden.Measuring tube ( 3 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first material layer ( 7 ) can be produced from a first material and that at least the second material layer ( 8th ) can be produced from a second material, wherein the first and the second material differ from each other. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Werkstoffschichten (7, 8, 9) des Messrohrs (3) aus ein und demselben Werkstoff herstellbar sind.Measuring tube ( 3 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that all material layers ( 7 . 8th . 9 ) of the measuring tube ( 3 ) are made of one and the same material. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) monolithisch aufgebaut ist.Measuring tube ( 3 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring tube ( 3 ) is constructed monolithically. Messrohr (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und mindestens die zweite Werkstoffschicht (7, 8) nicht form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.Measuring tube ( 3 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the first and at least the second material layer ( 7 . 8th ) are not positively and / or materially connected to each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (3) mit einem elektrochemischen Abscheidungsverfahren herstellbar ist.Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the measuring tube ( 3 ) can be produced by an electrochemical deposition process. Verwendung eines mehrschichtigen Rohrstücks (12) mit mindestens zwei Werkstoffschichten (7, 8) als akustischen Dämpfer zwischen zwei einschichtigen Rohrstücken (13), wobei die mindestens zwei Werkstoffschichten (7, 8) Dicken aufweisen, welche Dicken an der jeweils dünnsten Stelle der jeweiligen Werkstoffschicht (7, 8) höchstens das Einfache der Wellenlänge λ eines akustischen Signals in der jeweiligen Werkstoffschicht (7, 8) betragen.Use of a multilayer pipe section ( 12 ) with at least two layers of material ( 7 . 8th ) as an acoustic damper between two single-layer pipe sections ( 13 ), wherein the at least two material layers ( 7 . 8th ) Thicknesses, which thicknesses at the respectively thinnest point of the respective material layer ( 7 . 8th ) at most the simple of the wavelength λ of an acoustic signal in the respective material layer ( 7 . 8th ) amount.
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