DE102018003802B4 - Measuring device for determining a fluid variable - Google Patents
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Abstract
Messeinrichtung zur Ermittlung einer ein Fluid und/oder eine Fluidströmung des Fluids betreffenden Fluidgröße mit einer Steuereinrichtung (2), einem das Fluid aufnehmenden und/oder von dem Fluid durchströmbaren Messrohr (3) und einem an dem Messrohr (3) angeordneten ersten Schwingungswandler (5), wobei der erste Schwingungswandler (5) genau eine Schwingeinrichtung (16) oder mehrere voneinander beabstandete Schwingeinrichtungen (16) umfasst, wobei die Schwingeinrichtung (16) oder die Schwingeinrichtungen (16) jeweils aus einem Schwingkörper (17) und einer messrohrseitigen Elektrode (18), die an einer messrohrseitigen Seitenfläche (19) des jeweiligen Schwingkörpers (17) angeordnet ist, und einer messrohrabgewandten Elektrode (20), die an einer der messrohrseitigen Seitenfläche (19) gegenüberliegenden, messrohrabgewandten Seitenfläche (21) des Schwingkörpers (17) angeordnet ist, besteht oder bestehen, wobei sich die messrohrseitige Elektrode (18) und die messrohrabgewandte Elektrode (19) auf eine jeweilige weitere Seitenfläche (22, 23) des Schwingkörpers (17) erstrecken, die gewinkelt zu der messrohrseitigen und der messrohrabgewandten Seitenfläche (19, 21) steht, wobei die Steuereinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, eine Spannung zwischen der messrohrseitigen und der messrohrabgewandten Elektrode (18, 20) zu variieren, um durch die Schwingeinrichtung (16) oder durch die Schwingeinrichtungen (16) des ersten Schwingungswandlers (5) gemeinsam eine in einer Seitenwand (9) des Messrohrs (3) geführte Welle anzuregen, die direkt über die Seitenwand (9) oder indirekt zumindest teilweise über das Fluid zu einem an dem Messrohr (3) angeordneten zweiten Schwingungswandler (6) oder zurück zu dem ersten Schwingungswandler (5) führbar ist, wobei die Steuereinrichtung (2) dazu ausgebildet ist, sie dort zur Ermittlung von Messdaten zu erfassen und die Fluidgröße in Abhängigkeit der Messdaten zu ermitteln, wobei die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Elektrode (18, 20) an der jeweiligen weiteren Seitenfläche (22, 23) und der messrohrseitigen Seitenfläche (19) und der messrohrabgewandten Seitenfläche (21) angeordnet sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung zur Ermittlung einer ein Fluid und/oder eine Fluidströmung des Fluids betreffenden Fluidgröße.The invention relates to a measuring device for determining a fluid variable relating to a fluid and/or a fluid flow of the fluid.
Eine Möglichkeit einen Durchfluss durch ein Messrohr zu messen, sind Ultraschallzähler. Bei diesen wird wenigstens ein Ultraschallwandler genutzt, um eine Ultraschallwelle in das durch das Messrohr strömende Fluid einzukoppeln, wobei diese auf einem geraden Weg oder nach mehreren Reflexionen an Wänden oder speziellen Reflexionselementen zu einem zweiten Ultraschallwandler geführt wird. Aus der Laufzeit der Ultraschallwelle zwischen den Ultraschallwandlern bzw. aus einem Laufzeitunterschied bei einer Vertauschung von Sender und Empfänger kann eine Durchflussgeschwindigkeit durch das Messrohr bestimmt werden.Ultrasonic meters are one way of measuring flow through a measuring tube. In these, at least one ultrasonic transducer is used to couple an ultrasonic wave into the fluid flowing through the measuring tube, which is guided to a second ultrasonic transducer on a straight path or after several reflections on walls or special reflection elements. A flow rate through the measuring tube can be determined from the transit time of the ultrasonic wave between the ultrasonic transducers or from a transit time difference when the transmitter and receiver are interchanged.
Aus dem Artikel G. Lindner, „Sensors and actuators based on surface acoustic waves propagating along solid-liquid interfaces“, J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (2008) 123002, ist es bekannt, zur Anregung von geführten Wellen sogenannte Interdigitaltransducer zu nutzen, bei denen ein piezoelektrisches Element genutzt wird, das kammartig ineinandergreifende Steuerleitungen aufweist, um eine Anregung bestimmter Anregungsmoden geführter Wellen zu erreichen. Da notwendigerweise Schermoden des piezoelektrischen Elements angeregt werden, werden typischerweise keine hohen Wirkungsgrade der Anregung erreicht. Zudem ist eine relativ aufwändige, hochgenaue Lithographie erforderlich, um die erforderliche Elektrodenstruktur mit ausreichender Exaktheit aufzubringen, wobei häufig dennoch keine ausreichende Modenreinheit der Anregung erreicht wird.From the article G. Lindner, "Sensors and actuators based on surface acoustic waves propagating along solid-liquid interfaces", J. Phys. D: appl. Phys. 41 (2008) 123002, it is known to use so-called interdigital transducers to excite guided waves, in which a piezoelectric element is used which has control lines that engage in one another like a comb, in order to achieve excitation of specific excitation modes of guided waves. Since shear modes of the piezoelectric element are necessarily excited, high excitation efficiencies are typically not achieved. In addition, a relatively complex, high-precision lithography is required in order to apply the required electrode structure with sufficient accuracy, although sufficient mode purity of the excitation is often not achieved.
Eine Anregung einer modenreinen geführten Welle ist jedoch für eine Nutzung in einem Ultraschallzähler hochrelevant, da der Winkel, in dem Kompressionsschwingungen in das Fluid abgestrahlt werden, von der Phasengeschwindigkeit der geführten Welle abhängt, die typischerweise in unterschiedlichen Anregungsmoden bei gleicher angeregter Frequenz unterschiedlich ist. Werden verschiedene Moden angeregt, so resultieren verschiedene Ausbreitungspfade für die Kompressionsschwingungen im Fluid, die allenfalls durch eine aufwändige Signalauswertung herausgerechnet werden können.However, excitation of a single-mode guided wave is highly relevant for use in an ultrasonic counter, since the angle at which compressional vibrations are radiated into the fluid depends on the phase velocity of the guided wave, which is typically different in different excitation modes with the same excited frequency. If different modes are excited, the result is different propagation paths for the compression vibrations in the fluid, which can at best be calculated out by means of a complex signal evaluation.
Die Druckschrift
Ein Ultraschallwandler für einen Einsatz in einem Durchflussmesser ist aus der Druckschrift
Aus dem Artikel von C.S. Desilets et al., „Effect of Wraparound Electrodes on Ultrasonic Array Performance“, 1998 IEEE Ultrasonics Symposium, Proceedings, Vol. 2, 1998, S. 993, sind Ultraschallwandler bekannt, bei denen die ober- und unterseitige Elektrode jeweils zusätzlich auf eine vertikale Seitenfläche des Wandlers geführt ist.From the article by C.S. Desilets et al., "Effect of Wraparound Electrodes on Ultrasonic Array Performance", 1998 IEEE Ultrasonics Symposium, Proceedings, Vol. 2, 1998, p Side surface of the converter is performed.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messeinrichtung anzugeben, die geführte Wellen zur Messung nutzt, wobei bei geringem Bauraumbedarf und einfachem Aufbau vorzugsweise eine möglichst modenreine Anregung von geführten Wellen ermöglicht werden soll.The invention is therefore based on the object of specifying a measuring device which uses guided waves for the measurement, with the aim being to enable guided waves to be excited as mode-free as possible with a small installation space requirement and a simple structure.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messeinrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die eine Steuereinrichtung, ein das Fluid aufnehmendes und/oder von dem Fluid durchströmbares Messrohr und einen an dem Messrohr angeordneten, ersten Schwingungswandler umfasst, wobei der erste Schwingungswandler genau eine Schwingeinrichtung oder mehrere voneinander beabstandete Schwingeinrichtungen umfasst, wobei die Schwingeinrichtung oder die Schwingeinrichtungen jeweils aus einem Schwingkörper und einer messrohrseitigen Elektrode, die an einer messrohrseitigen Seitenfläche des jeweiligen Schwingkörpers angeordnet ist, und einer messrohrabgewandten Elektrode, die an einer der messrohrseitigen Seitenfläche gegenüberliegenden, messrohrabgewandten Seitenfläche des Schwingkörpers angeordnet ist, besteht oder bestehen, wobei sich die messrohrseitige Elektrode und die messrohrabgewandte Elektrode auf eine jeweilige weitere Seitenfläche des Schwingkörpers erstrecken, die gewinkelt zu der messrohrseitigen und der messrohrabgewandten Seitenfläche steht, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Spannung zwischen der messrohrseitigen und der messrohrabgewandten Elektrode zu variieren, um durch die Schwingeinrichtung oder durch die Schwingeinrichtungen des ersten Schwingungswandlers gemeinsam eine in einer Seitenwand des Messrohrs geführte Welle anzuregen, die direkt über die Seitenwand oder indirekt über das Fluid zu einem an dem Messrohr angeordneten zweiten Schwingungswandler oder zurück zu dem ersten Schwingungswandler führbar ist, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, sie dort zur Ermittlung von Messdaten zu erfassen und die Fluidgröße in Abhängigkeit der Messdaten zu ermitteln, wobei die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Elektrode an der jeweiligen weiteren Seitenfläche und der messrohrseitigen Seitenfläche und der messrohrabgewandten Seitenfläche angeordnet sind.The object is achieved according to the invention by a measuring device of the type mentioned at the outset, which comprises a control device, a measuring tube that receives the fluid and/or through which the fluid can flow, and a first vibration converter arranged on the measuring tube, with the first vibration converter being exactly one vibration device or several of each other comprises spaced-apart oscillating devices, wherein the oscillating device or the oscillating devices each consist of an oscillating body and an electrode on the measuring tube side, which is arranged on a side surface of the respective oscillating body on the measuring tube side, and an electrode facing away from the measuring tube, which is arranged on a side surface of the oscillating body that is opposite the side surface on the measuring tube side and faces away from the measuring tube, consists or exist, wherein the electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube extend onto a respective further side surface of the oscillating body, which is at an angle to the measuring tube The control device is designed to vary a voltage between the electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube in order to jointly excite a wave guided in a side wall of the measuring tube by the oscillating device or by the oscillating devices of the first vibration converter, which wave is guided directly via the side wall or indirectly via the fluid to a second one arranged on the measuring tube vibration converter or can be guided back to the first vibration converter, with the control device being designed to record it there to determine measurement data and to determine the fluid quantity as a function of the measurement data, the electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube being on the respective further side surface and the measuring tube side Side surface and the side surface facing away from the measuring tube are arranged.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, eine im Messrohr geführte Welle, die im Rahmen der Ermittlung der Fluidgröße genutzt wird, durch eine Schwingungseinrichtung oder gemeinsam durch mehrere Schwingungseinrichtungen anzuregen, bei denen sich die messrohrabgewandte Elektrode und die messrohrseitige Elektrode jeweils auf zumindest eine jeweilige weitere Seitenfläche des Schwingkörpers, der beispielsweise durch einen Block aus piezoelektrischem Material gebildet sein kann, erstrecken. Hierbei ist es bekannt, dass ein Führen der messrohrseitigen Elektrode entlang einer weiteren Seitenfläche bzw. bis auf die messrohrabgewandte Seitenfläche hin ein Kontaktieren dieser Elektrode erleichtert. Im Rahmen der Erfindung wurde jedoch festgestellt, dass eine asymmetrische Elektrodenstruktur, bei der beispielsweise die messrohrseitige Elektrode zumindest teilweise um den Schwingkörper herumgeführt ist, während die messrohrabgewandte Elektrode ausschließlich auf der messrohrabgewandten Seitenfläche angeordnet ist, die Eigenmoden der Schwingeinrichtung auf eine Weise beeinflusst, die bei einer möglichst modenreinen gewünschten Anregung von geführten Wellen in der Seitenwand des Messrohrs hinderlich sein kann. Aus einer asymmetrischen Anordnung der Elektroden resultiert einerseits eine Asymmetrie der mechanischen Eigenschaften der Schwingeinrichtung und andererseits eine asymmetrische Feldverteilung im Schwingkörper beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden. Es wurde erkannt, dass selbst in dem Fall, wenn im Wesentlichen ebene geführte Wellen senkrecht zu jener Richtung angeregt werden, in der diese Asymmetrie auftritt, eine solche Asymmetrie eine modenreine Anregung verhindern oder zumindest erschweren kann. Es wurde jedoch erkannt, dass eine solche Asymmetrie dadurch behoben werden kann, dass sich auch die messrohrabgewandte Elektrode auf eine weitere Seitenfläche des Schwingkörpers erstreckt bzw. sogar bis hinauf die messrohrseitige Seitenfläche erstreckt. Hierdurch kann die Symmetrie der Elektroden und somit die Symmetrie der gesamten Schwingeinrichtung erhöht werden. Es wurde erkannt, dass dies zur Anregung von modenreinen Schwingungen vorteilhaft ist.According to the invention, it is therefore proposed to excite a wave guided in the measuring tube, which is used in the context of determining the fluid variable, by a vibrating device or jointly by several vibrating devices, in which the electrode facing away from the measuring tube and the electrode on the measuring tube side are each on at least one additional side surface of the oscillating body , which can be formed, for example, by a block of piezoelectric material. It is known that guiding the electrode on the measuring tube side along a further side surface or up to the side surface facing away from the measuring tube facilitates contacting this electrode. However, it was found within the scope of the invention that an asymmetrical electrode structure, in which, for example, the electrode on the measuring tube side is at least partially guided around the oscillating body, while the electrode facing away from the measuring tube is arranged exclusively on the side surface facing away from the measuring tube, influences the natural modes of the oscillating device in a way that a possible mode-pure desired excitation of guided waves in the side wall of the measuring tube can be a hindrance. An asymmetrical arrangement of the electrodes results on the one hand in an asymmetry of the mechanical properties of the oscillating device and on the other hand in an asymmetrical field distribution in the oscillating body when a voltage is applied to the electrodes. It was recognized that even in the case where essentially planar guided waves are excited perpendicularly to the direction in which this asymmetry occurs, such an asymmetry can prevent or at least make it more difficult to have a single-mode excitation. However, it was recognized that such an asymmetry can be remedied in that the electrode facing away from the measuring tube also extends onto a further side surface of the oscillating body or even extends up to the side surface on the measuring tube side. As a result, the symmetry of the electrodes and thus the symmetry of the entire oscillating device can be increased. It was recognized that this is advantageous for exciting single-mode oscillations.
Soll beispielsweise eine im Wesentlichen ebene geführte Welle, beispielsweise in Längsrichtung des Messrohrs, angeregt werden, kann dies dadurch erreicht werden, dass Abmessungen der Messeinrichtung auf eine Wellenlänge einer gewünschten Schwingungsmode abgestimmt werden, um deren Anregung zu verstärken, bzw. auf die Wellenlänge einer zu dämpfenden Schwingungsmode abgestimmt werden, um eine Anregung dieser Schwingungsmode zu unterdrücken bzw. eine Amplitude dieser Schwingungsmode zu reduzieren. Wird das Messrohr beispielsweise in mehreren Anregungsbereichen angeregt, deren Mittenabstand der halben Wellenlänge einer bestimmten Schwingungsmode bei einer aktuell genutzten Anregungsfrequenz entspricht, so wird diese Schwingungsmode bei einer gleichphasigen Anregung bzw. bei Anregung mit gleicher Polarität gedämpft und bei einem Phasenversatz der Anregung von 180° bzw. einer umgekehrten Polarität der Anregung in den Anregungsbereichen verstärkt. Ist der Abstand zwischen den Mitten der Anregungsbereiche hingegen ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge der entsprechenden Schwingungsmode, so gilt die umgekehrte Beziehung.If, for example, a substantially planar guided wave is to be excited, for example in the longitudinal direction of the measuring tube, this can be achieved by the dimensions of the measuring device being matched to a wavelength of a desired vibration mode in order to intensify its excitation, or to the wavelength of a be tuned damping vibration mode in order to suppress an excitation of this vibration mode or to reduce an amplitude of this vibration mode. For example, if the measuring tube is excited in several excitation areas whose center distance corresponds to half the wavelength of a specific vibration mode at a currently used excitation frequency, this vibration mode is damped with in-phase excitation or with excitation with the same polarity and with a phase offset of the excitation of 180° or A reversed polarity of excitation in the excitation areas is enhanced. If, on the other hand, the distance between the centers of the excitation areas is an integer multiple of the wavelength of the corresponding vibration mode, the reverse relationship applies.
Eine gleichphasige Anregung in beabstandeten Anregungsbereichen kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine Schwingeinrichtung nur in diesen Anregungsbereichen mit der Seitenwand des Messrohrs gekoppelt ist. Dies ist beispielsweise durch eine entsprechende Strukturierung der Seitenwand des Messrohrs, also beispielsweise durch das Vorsehen von beabstandeten Erhebungen bzw. Vertiefungen, oder durch die Nutzung eines entsprechend strukturierten Kopplungselements zwischen Schwingeinrichtung und Seitenwand möglich.In-phase excitation in spaced excitation areas can be achieved, for example, by coupling an oscillating device to the side wall of the measuring tube only in these excitation areas. This is possible, for example, by appropriately structuring the side wall of the measuring tube, for example by providing spaced elevations or depressions, or by using an appropriately structured coupling element between the oscillating device and the side wall.
Alternativ oder ergänzend können mehrere beabstandet voneinander angeordnete Schwingeinrichtungen genutzt werden, die jeweils mit einem oder mehreren Anregungsbereichen gekoppelt sind. Diese können gleichphasig betrieben werden, um eine gleichphasige Anregung in den zugeordneten Anregungsbereichen zu erreichen. Alternativ kann das Anregungssignal für Teile der Schwingeinrichtungen invertiert oder phasengeschoben werden, um eine phasenverschobene oder invertierte Anregung zu erreichen.Alternatively or in addition, a plurality of oscillating devices arranged at a distance from one another can be used, which are each coupled to one or more excitation areas. These can be operated in phase in order to achieve in-phase excitation in the associated excitation areas. Alternatively, the excitation signal for parts of the oscillating devices can be inverted or phase-shifted in order to achieve phase-shifted or inverted excitation.
Unabhängig von der konkreten Implementierung der Anregung in den verschiedenen Anregungsbereichen können durch die Schwingeinrichtung oder Schwingeinrichtungen in mehreren voneinander beabstandeten Anregungsbereichen jeweils in der Wand geführte Teilwellen angeregt werden, die sich zu der jeweiligen Gesamtwelle überlagern, wobei der Abstand zwischen den Mitten der Anregungsbereiche und die Anregungsfrequenz derart gewählt sind, dass eine zu dämpfende Schwingungsmode durch eine destruktive Interferenz der Teilwelle zumindest in einer Ausbreitungsrichtung zumindest teilweise ausgelöscht wird. Insbesondere wenn die Schwingeinrichtung oder die Schwingeinrichtungen hierbei resonant betrieben werden sollen, also eine Eigenschwingung der Schwingeinrichtung oder Schwingeinrichtungen für eine besonders effiziente Anregung genutzt werden soll, können asymmetrische Eigenschwingungen die erreichbare Modenreinheit reduzieren. Dies wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Erhöhung der Symmetrie durch Ziehen sowohl der messrohrabgewandten Elektrode als auch der messrohrseitigen Elektrode auf eine jeweilige weitere Seitenfläche vermieden bzw. dieser Effekt wird reduziert.Irrespective of the specific implementation of the excitation in the various excitation areas, partial waves guided in the wall can be excited by the oscillating device or oscillating devices in a number of excitation areas that are spaced apart from one another and are superimposed to form the respective overall wave, with the distance between the centers of the excitation areas and the excitation frequency are chosen such that a vibration mode to be damped by a destructive interference of Partial wave is at least partially canceled at least in one direction of propagation. In particular if the oscillating device or the oscillating devices are to be operated resonantly, ie a natural vibration of the oscillating device or oscillating devices is to be used for particularly efficient excitation, asymmetric natural vibrations can reduce the achievable mode purity. This is avoided by the increase in symmetry provided according to the invention by pulling both the electrode facing away from the measuring tube and the electrode on the measuring tube side onto a respective further side surface, or this effect is reduced.
Für eine Vielzahl von Messaufgaben, beispielsweise zur Ermittlung eines Durchflusses, soll die in der Seitenwand geführte Welle eine Kompressionsschwingung im Fluid anregen. Zu diesem Zweck können vorzugsweise Lamb-Wellen in der Seitenwand angeregt werden. Bei diesen handelt es sich um kombinierte Druck- und Scherwellen, womit auch bei einer Anregung an der Außenseite der Wand des Messrohrs eine Auslenkung der Innenfläche der Wand in Richtung des Fluids bzw. von dem Fluid weg resultiert. Hierdurch werden Kompressionswellen im Fluid ausgelöst. Der gesamte Bereich, innerhalb dem sich die geführte Welle auf der Wand ausbreitet, kann somit als Anregungsfläche für die Kompressionsschwingung des Fluids dienen. Umgekehrt kann die Kompressionsschwingung des Fluids in einem ausgedehnten Bereich der Wand wiederum eine geführte Welle anregen, die durch den jeweiligen empfangenden Schwingungswandler erfasst werden kann. In diesem Fall kann durch den gewählten Abstand der Anregungsbereiche und optional durch eine Wahl des Vorzeichens oder der Phase bei der Überlagerung der in verschiedenen Anregungsbereichen erfassten Messsignale eine Wellenlängenselektivität und somit eine Modenselektivität der Messung erreicht werden. Bei Lamb-Wellen sind auch bei niedrigen Anregungsfrequenzen stets zwei Schwingungsmoden anregbar, wobei durch die obig beschriebene Bedämpfung einer dieser Schwingungsmoden eine weitgehend modenreine Anregung bzw. Messung erfolgen kann.For a large number of measuring tasks, for example to determine a flow rate, the shaft guided in the side wall should excite a compression oscillation in the fluid. For this purpose, Lamb waves can preferably be excited in the side wall. These are combined pressure and shear waves, which results in a deflection of the inner surface of the wall in the direction of the fluid or away from the fluid even when there is an excitation on the outside of the wall of the measuring tube. This triggers compression waves in the fluid. The entire area within which the guided wave propagates on the wall can thus serve as an excitation surface for the compression oscillation of the fluid. Conversely, the compressional vibration of the fluid in an extended area of the wall can in turn excite a guided wave that can be detected by the respective receiving vibration transducer. In this case, a wavelength selectivity and thus a mode selectivity of the measurement can be achieved by the chosen spacing of the excitation areas and optionally by a choice of sign or phase when superimposing the measurement signals detected in different excitation areas. In the case of Lamb waves, two vibration modes can always be excited even at low excitation frequencies, with the above-described damping of one of these vibration modes permitting largely mode-free excitation or measurement.
In der erfindungsgemäßen Messeinrichtung können die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Seitenfläche zueinander und/oder zu einer Außenfläche des Messrohrs im Wesentlichen parallel sein, das heißt sie können zum Beispiel einen Winkel von weniger als 5°, weniger als 3° oder weniger als 1° einschließen. Die weiteren Seitenflächen können insbesondere im Wesentlichen senkrecht auf der messrohrseitigen und/oder der messrohrabgewandten Seitenfläche stehen, das heißt zum Beispiel mit der Senkrechten einen Winkel von weniger als 5°, weniger als 3° oder weniger als 1° einschließen. Die weiteren Seitenflächen können einander insbesondere im Wesentlichen parallel gegenüberliegen. Der Schwingkörper kann insbesondere quaderförmig sein.In the measuring device according to the invention, the side surface on the measuring tube side and the side surface facing away from the measuring tube can be essentially parallel to one another and/or to an outer surface of the measuring tube, i.e. they can enclose an angle of less than 5°, less than 3° or less than 1°, for example. The additional side surfaces can in particular be essentially perpendicular to the side surface on the measuring tube side and/or the side surface facing away from the measuring tube, ie for example enclosing an angle of less than 5°, less than 3° or less than 1° with the vertical. The further side surfaces can in particular lie opposite one another in an essentially parallel manner. The oscillating body can in particular be cuboid.
Die Elektroden können die weitere Seitenfläche, an der sie angeordnet sind, jeweils im Wesentlichen vollständig, also beispielsweise zu wenigstens 70% oder zu wenigstens 80%, bedecken. Die messrohrseitige Elektrode kann sich über die weitere Seitenfläche bis auf die messrohrabgewandte Seitenfläche erstrecken und diese teilweise bedecken und umgekehrt.The electrodes can cover the further side surface on which they are arranged essentially completely, ie for example at least 70% or at least 80%. The electrode on the measuring tube side can extend over the further side surface to the side surface facing away from the measuring tube and partially cover it and vice versa.
Werden mehrere Schwingeinrichtungen in der erfindungsgemäßen Messeinrichtung genutzt, so können diese insbesondere in eine Längsrichtung und/oder in eine Querrichtung des Messrohres voneinander beabstandet angeordnet sein. Vorzugsweise sind alle Schwingeinrichtungen auf gleicher Höhe in Richtung senkrecht zu der Seitenwand des Messrohrs angeordnet. Insbesondere werden Schwingeinrichtungen oder Schwingkörper nicht übereinander in Richtung senkrecht zur Seitenwand des Messrohrs gestapelt. Die beabstandete Anordnung der Schwingeinrichtungen bedeutet insbesondere, dass sich weder die Schwingkörper noch die Elektroden der verschiedenen Schwingeinrichtungen berühren.If several oscillating devices are used in the measuring device according to the invention, they can be arranged spaced apart from one another in particular in a longitudinal direction and/or in a transverse direction of the measuring tube. All vibrating devices are preferably arranged at the same height in the direction perpendicular to the side wall of the measuring tube. In particular, oscillating devices or oscillating bodies are not stacked one above the other in the direction perpendicular to the side wall of the measuring tube. The spaced arrangement of the oscillating devices means in particular that neither the oscillating body nor the electrodes of the various oscillating devices touch.
Durch die erfindungsgemäße Messeinrichtung können Messungen an einer durch das Messrohr strömenden Fluidströmung, jedoch auch an einem in dem Messrohr stehenden Fluid durchgeführt werden. Die Nutzung eines Schwingungstransports zur Erfassung von Fluideigenschaften ist prinzipiell im Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden in bereits eingangs erläuterten Ultraschallzählern Laufzeiten beziehungsweise Laufzeitunterschiede einer Schwingung erfasst und hieraus kann eine Flussgeschwindigkeit beziehungsweise ein Durchfluss bestimmt werden. Es können jedoch auch andere Messdaten ausgewertet werden, um Fluideigenschaften zu bestimmen. Beispielsweise kann eine Signalamplitude am empfangenden Schwingungswandler ausgewertet werden, um eine Dämpfung der Schwingung beim Transport durch das Fluid zu erfassen. Amplituden können auch frequenzabhängig ausgewertet werden und es können absolute oder relative Amplituden bestimmter Spektralbereiche ausgewertet werden, um ein spektral unterschiedliches Dämpfungsverhalten im Fluid zu erfassen. Auch Phasenlagen unterschiedlicher Frequenzbänder können ausgewertet werden, um beispielsweise Informationen über das Dispersionsverhalten der Messstrecke zu gewinnen. Vorzugsweise können Informationen über das Dispersionsverhalten der Druckwelle im Fluid und/oder über das Dispersionsverhalten der geführten Welle in der Seitenwand ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend können auch Veränderungen der spektralen Zusammensetzung beziehungsweise der Amplitude über die Zeit, beispielsweise innerhalb eines Messpulses, ausgewertet werden.The measuring device according to the invention allows measurements to be carried out on a fluid flow flowing through the measuring tube, but also on a fluid standing in the measuring tube. The use of vibrational transport for detecting fluid properties is known in principle in the prior art. For example, in the ultrasonic meters already explained at the outset, runtimes or runtime differences of an oscillation are recorded and a flow velocity or flow rate can be determined from this. However, other measurement data can also be evaluated in order to determine fluid properties. For example, a signal amplitude can be evaluated at the receiving vibration transducer in order to detect damping of the vibration during transport through the fluid. Amplitudes can also be evaluated as a function of frequency, and absolute or relative amplitudes of specific spectral ranges can be evaluated in order to detect spectrally different damping behavior in the fluid. Phase angles of different frequency bands can also be evaluated, for example to obtain information about the dispersion behavior of the measurement section. Information about the dispersion behavior of the pressure wave in the fluid and/or about the dispersion behavior of the guided wave in the side wall can preferably be determined. Alternatively or additionally, changes in the spectral composition Settlement or the amplitude over time, for example within a measurement pulse, are evaluated.
Durch Auswertung dieser Größen können als Fluidgrößen beispielsweise eine Durchflussgeschwindigkeit und/oder ein Durchflussvolumen und/oder eine Dichte, Temperatur und/oder Viskosität des Fluids ermittelt werden. Ergänzend oder alternativ können beispielsweise eine Schallgeschwindigkeit im Fluid und/oder eine Zusammensetzung des Fluids, beispielsweise ein Mischungsverhältnis unterschiedlicher Komponenten, ermittelt werden. Verschiedene Ansätze zur Gewinnung dieser Fluidgrößen aus den vorangehend erläuterten Messgrößen sind im Stand der Technik bekannt und sollen daher nicht detailliert dargestellt werden. Beispielsweise können Zusammenhänge zwischen einer oder mehreren Messgrößen und der Fluidgröße empirisch ermittelt werden und es kann beispielsweise eine Look-up-Tabelle oder eine entsprechende Formel genutzt werden, um die Fluidgröße zu ermitteln.By evaluating these variables, for example a flow rate and/or a flow volume and/or a density, temperature and/or viscosity of the fluid can be determined as fluid variables. Additionally or alternatively, a speed of sound in the fluid and/or a composition of the fluid, for example a mixing ratio of different components, can be determined. Various approaches for obtaining these fluid variables from the measured variables explained above are known in the prior art and should therefore not be presented in detail. For example, relationships between one or more measured variables and the fluid variable can be determined empirically, and a look-up table or a corresponding formula can be used, for example, to determine the fluid variable.
In einigen Fällen kann es auch möglich sein, eine Fluidgröße ausschließlich in Abhängigkeit des Transports der geführten Welle durch die Seitenwand des Messrohrs zu ermitteln. Beispielsweise kann ein Druck des Fluids zu einer Verformung der beziehungsweise einer Kraft auf die Seitenwand führen, womit sich die Eigenschaften der Seitenwand bezüglich des Transports geführter Wellen, insbesondere die Schallgeschwindigkeit, verändern können. Durch Erfassung einer Laufzeit oder Ähnliches kann somit auf den Druck des Fluids geschlossen werden.In some cases, it may also be possible to determine a fluid variable solely as a function of the transport of the guided wave through the side wall of the measuring tube. For example, a pressure of the fluid can lead to a deformation of or a force on the side wall, with which the properties of the side wall with regard to the transport of guided waves, in particular the speed of sound, can change. The pressure of the fluid can thus be inferred by detecting a transit time or the like.
Die messrohrseitige Elektrode kann in einer nicht erfindungsgemäßen Ausgestaltung ausschließlich an der messrohrseitigen Seitenfläche und genau einer der weiteren Seitenflächen und die messrohrabgewandte Elektrode ausschließlich an der messrohrabgewandten Seitenfläche und genau einer anderen der weiteren Seitenflächen angeordnet sein. Erfindungsgemäß sind die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Elektrode hingegen an einer jeweiligen weiteren Seitenfläche und der messrohrseitigen Seitenfläche und der messrohrabgewandten Seitenfläche angeordnet. Im nicht erfindungsgemäßen Fall werden ähnliche Schwingungsmoden erreicht, wie in dem Fall, dass die messrohrabgewandte Elektrode ausschließlich an der messrohrabgewandten Seitenfläche und die messrohrseitige Elektrode ausschließlich an der messrohrseitigen Seitenfläche angeordnet wird. Es kann somit die gesamte Grundfläche des Schwingkörpers zur Schwingungsanregung genutzt werden, wobei dennoch eine leichte Kontaktierung durch Bereitstellung der Elektroden an den Seitenflächen erreicht werden kann. Im erfindungsgemäßen Fall führt das Führen der messrohrabgewandten Elektrode auf die messrohrseitige Seitenfläche und umgekehrt, wie später noch genauer erläutert wird, dazu, dass Teile des Schwingkörpers im Wesentlichen feldfrei sind und somit nicht zu Schwingungen angeregt werden. Dies kann vorteilhaft sein, um die Schwingeinrichtung zu haltern oder eine Kontaktierung in einem nicht oder wenig schwingenden Bereich durchzuführen.In an embodiment not according to the invention, the electrode on the measuring tube side can be arranged exclusively on the side surface on the measuring tube side and exactly one of the further side surfaces and the electrode facing away from the measuring tube can be arranged exclusively on the side surface facing away from the measuring tube and exactly one other of the further side surfaces. According to the invention, however, the electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube are arranged on a respective further side face and the side face on the measuring tube side and the side face facing away from the measuring tube. In the case not according to the invention, similar vibration modes are achieved as in the case where the electrode facing away from the measuring tube is arranged exclusively on the side surface facing away from the measuring tube and the electrode on the measuring tube side is arranged exclusively on the side surface on the measuring tube side. The entire base area of the oscillating body can thus be used for excitation of oscillations, with easy contacting nevertheless being able to be achieved by providing the electrodes on the side surfaces. In the case according to the invention, guiding the electrode facing away from the measuring tube to the side surface on the side of the measuring tube and vice versa, as will be explained in more detail later, means that parts of the oscillating body are essentially field-free and are therefore not excited to oscillate. This can be advantageous in order to hold the oscillating device or to carry out contacting in an area that oscillates little or not at all.
Im zweiten diskutierten Fall kann die von der messrohrseitigen Elektrode bedeckte Teilfläche der messrohrabgewandten Seitenfläche wesentlich kleiner, also beispielsweise wenigstens um den Faktor 3, wenigstens um den Faktor 5 oder wenigstens um den Faktor 10 kleiner sein, als die von der messrohrabgewandten Elektrode bedeckte Teilfläche der messrohrabgewandten Seitenfläche und umgekehrt. Die Erstreckung der jeweiligen Elektroden auf die ihnen nicht zugeordneten Seitenflächen kann ausschließlich der Kontaktierung der Elektrode beziehungsweise der Bereitstellung nichtschwingender Bereiche beziehungsweise der Herstellung von Symmetrie dienen, wobei eine zu große Bedeckungsfläche nachteilig wäre.In the second discussed case, the partial area covered by the measuring tube-side electrode of the side surface facing away from the measuring tube can be significantly smaller, i.e. at least by a factor of 3, at least by a factor of 5 or at least by a factor of 10, than the partial area covered by the electrode facing away from the measuring tube of the side facing away from the measuring tube side surface and vice versa. The extension of the respective electrodes to the side surfaces not assigned to them can only serve to make contact with the electrode or to provide non-oscillating areas or to produce symmetry, in which case too large a covering surface would be disadvantageous.
Die messrohrabgewandte Elektrode und die messrohrseitige Elektrode sind gegeneinander isoliert. Im Bereich der Schwingeinrichtung kann die Isolierung insbesondere dadurch erfolgen, dass zwischen den Elektroden ein Bereich des Schwingkörpers nicht mit einer leitfähigen Beschichtung versehen ist. Durch Anpassung der Breite beziehungsweise Form dieser nicht leitfähig beschichteten Teilfläche kann insbesondere die elektrische Impedanz der Schwingeinrichtung angepasst werden, da die Kapazität zwischen den Elektroden hiervon abhängt. Somit ist es möglich, eine elektrische Resonanzfrequenz eines Schwingkreises durch Anpassung der Breite oder Form dieser Teilfläche anzupassen. Die Form der Elektroden und/oder der Bedeckungsgrad des Schwingkörpers durch die Elektroden können auch dazu genutzt werden, um eine mechanische Resonanzfrequenz des Schwingelements vorzugeben.The electrode facing away from the measuring tube and the electrode on the measuring tube side are insulated from one another. In the area of the oscillating device, the insulation can be achieved in particular by not providing an area of the oscillating body with a conductive coating between the electrodes. In particular, the electrical impedance of the vibrating device can be adjusted by adjusting the width or shape of this non-conductively coated partial area, since the capacitance between the electrodes depends on this. Thus, it is possible to adjust an electrical resonant frequency of an oscillating circuit by adjusting the width or shape of this patch. The shape of the electrodes and/or the degree of coverage of the oscillating body by the electrodes can also be used to specify a mechanical resonance frequency of the oscillating element.
Die messrohrabgewandte Elektrode kann die messrohrabgewandte Seiteninnenfläche und die Seitenfläche auf die sie sich erstreckt nahezu vollständig, also beispielsweise zu wenigstens 80 % oder 90 % bedecken. Ebenso kann die messrohrseitige Elektrode die messrohrseitige Seitenfläche und die zugeordnete weitere Seitenfläche nahezu vollständig bedecken.The electrode facing away from the measuring tube can cover the side inner surface facing away from the measuring tube and the side surface to which it extends almost completely, ie for example at least 80% or 90%. Likewise, the electrode on the measuring tube side can almost completely cover the side surface on the side of the measuring tube and the associated further side surface.
Die messrohrseitige Elektrode und die messrohrabgewandte Elektrode der oder der jeweiligen Schwingeinrichtung können zueinander eine 2-zählige Drehsymmetrie aufweisen. Anders ausgedrückt wird die messrohrseitige Elektrode bei einer Drehung der gesamten Schwingeinrichtung um eine Symmetrieachse um 180° auf die messrohrabgewandte Elektrode abgebildet und umgekehrt. Dies entspricht einer Punktsymmetrie eines Schnitts durch die Schwingeinrichtung senkrecht zur Symmetrieachse bezüglich der beiden Elektroden. Vorzugsweise ist das gesamte Schwingelement, abgesehen von der Polarisierung des Schwingkörpers, also beispielsweise des piezoelektrischen Materials, derart drehsymmetrisch. Offensichtlich können produktions- beziehungsweise designbedingt geringe Abweichungen von der genannten Drehsymmetrie auftreten. Beispielsweise kann die Form der messrohrseitigen Elektrode von der Form der messrohrabgewandten Elektrode nach der genannten Abbildung beispielsweise um maximal 1 mm oder 2 mm oder 5 mm beziehungsweise um maximal 1 %, 3 % oder 5 % der längsten Seitenlänge des Schwingkörpers abweichen.The electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube of the or the respective oscillating device can have a 2-fold rotational symmetry with respect to one another. In other words, the electrode on the measuring tube side is rotated during a rotation of the entire oscillating device around an axis of symmetry by 180° onto the electrode facing away from the measuring tube and vice versa. This corresponds to a point symmetry of a section through the oscillating device perpendicular to the axis of symmetry with respect to the two electrodes. The entire oscillating element is preferably rotationally symmetrical in this way, apart from the polarization of the oscillating body, ie, for example, the piezoelectric material. Apparently, due to production or design, small deviations from the rotational symmetry mentioned can occur. For example, the shape of the electrode on the measuring tube side can deviate from the shape of the electrode facing away from the measuring tube according to the figure mentioned, for example by a maximum of 1 mm or 2 mm or 5 mm or by a maximum of 1%, 3% or 5% of the longest side length of the vibrating body.
Durch eine symmetrische Ausgestaltung der Elektroden beziehungsweise der gesamten Schwingeinrichtung resultiert auch eine entsprechende Symmetrie der Schwingungsmoden. Gegenüber Schwingeinrichtungen, bei denen ausschließlich eine der Elektroden auf die weitere Seitenwand beziehungsweise die gegenüberliegende Seitenwand geführt ist, werden somit die Eigenmoden weniger gestört, was wie vorangehend erläutert, für eine modenreine Anregung vorteilhaft sein kann. Zudem wird durch eine solche Drehsymmetrie der Schwingeinrichtung erreicht, dass es, abgesehen von einer Polarisation des Schwingkörpers, unwesentlich ist, ob die messrohrseitige Seitenfläche des Schwingkörpers oder versehentlich aufgrund eines fehlerhaften Aufbaus die eigentliche messrohrabgewandte Seitenfläche des Schwingkörpers zum Messrohr hin angeordnet wird. Eine solche „falsche“ Anordnung der Schwingeinrichtung am Messrohr kann somit dadurch kompensiert werden, dass die Polarität der Ansteuerung entsprechend umgekehrt wird. Hierdurch kann potentiell der Aufbau der Messeinrichtung vereinfacht werden beziehungsweise eine fehlerhafte Anordnung der Schwingeinrichtungen an dem Messrohr führt nicht notwendigerweise zu einer erforderlichen Aussonderung der fehlerhaft aufgebauten Messeinrichtung, sondern diese kann nach einfachen Korrekturmaßnahmen weiter genutzt werden.A symmetrical configuration of the electrodes or the entire oscillating device also results in a corresponding symmetry of the oscillation modes. Compared to oscillating devices in which only one of the electrodes is routed to the further side wall or the opposite side wall, the natural modes are therefore less disturbed, which, as explained above, can be advantageous for mode-only excitation. In addition, such a rotational symmetry of the oscillating device means that, apart from a polarization of the oscillating body, it is immaterial whether the side surface of the oscillating body on the measuring tube side or the side surface of the oscillating body actually facing away from the measuring tube is accidentally arranged towards the measuring tube due to a faulty structure. Such an “incorrect” arrangement of the oscillating device on the measuring tube can thus be compensated for by reversing the polarity of the control accordingly. This can potentially simplify the construction of the measuring device or an incorrect arrangement of the oscillating devices on the measuring tube does not necessarily lead to the necessary separation of the incorrectly constructed measuring device, but it can continue to be used after simple corrective measures.
Die messrohrseitige Elektrode kann die messrohrseitige Seitenfläche und/oder die messrohrabgewandte Elektrode die messrohrabgewandte Seitenfläche zu wenigstens 50 % bedecken. Ergänzend oder alternativ können die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Elektrode die jeweilige weitere Seitenfläche, an der sie angeordnet sind, zu wenigstens 50 % bedecken. Besonders bevorzugt werden die Seitenflächen im Wesentlichen vollständig durch die jeweilige Elektrode bedeckt. Wird an der messrohrabgewandten Seitenfläche ausschließlich die messrohrabgewandte Elektrode angeordnet und umgekehrt, kann die jeweilige Elektrode die jeweilige Seitenfläche im Wesentlichen vollständig bedecken. Sind an der messrohrabgewandten Seitenfläche und der messrohrseitigen Seitenfläche jeweils beide Elektroden angeordnet, so ist der verfügbare Bedeckungssgrad geringer, da Platz für die jeweils andere Elektrode und einen zwischen den Elektroden liegenden, nichtleitenden Isolationsstreifen bleiben muss.The electrode on the measuring tube side can cover the side surface on the measuring tube side and/or the electrode facing away from the measuring tube can cover the side surface facing away from the measuring tube by at least 50%. Additionally or alternatively, the electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube can cover at least 50% of the respective further side surface on which they are arranged. Particularly preferably, the side faces are essentially completely covered by the respective electrode. If only the electrode facing away from the measuring tube is arranged on the side surface facing away from the measuring tube and vice versa, the respective electrode can essentially completely cover the respective side surface. If both electrodes are arranged on the side surface facing away from the measuring tube and the side surface on the measuring tube side, the available degree of coverage is lower since space must remain for the other electrode and a non-conductive insulating strip between the electrodes.
Die, die jeweilige oder jede Schwingeinrichtung kann quaderförmig sein, wobei die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Seitenfläche durch eine Längsrichtung und eine Querrichtung des Quaders aufgespannt werden, wobei die Schwingeinrichtung in Querrichtung an einem ersten Rand einen ersten Randbereich und an einem gegenüberliegenden zweiten Rand einen zweiten Randbereich aufweist, wobei in dem ersten Randbereich sowohl an der messrohrseitigen Seitenfläche als auch an der messrohrabgewandten Seitenfläche ausschließlich die messrohrseitige Elektrode angeordnet ist und in dem zweiten Randbereich sowohl an der messrohrseitigen Seitenfläche als auch an der messrohrabgewandten Seitenfläche ausschließlich die messrohrabgewandte Elektrode angeordnet ist. Beim Anliegen einer Spannung zwischen den Elektroden sind die Randbereiche der Schwingeinrichtung beziehungsweise des Schwingkörpers somit weitgehend feldfrei und es erfolgt somit beispielsweise bei einem piezoelektrischen Schwingkörper keine oder nur eine geringförmige Verformung des Schwingkörpers im Randbereich. Die Randbereiche schwingen somit nicht oder mit erheblich geringerer Amplitude als weitere Bereiche der Schwingeinrichtung und sind somit besonders geeignet, um die Schwingeinrichtung zu haltern beziehungsweise zu kontaktieren, wobei insbesondere eine Beeinflussung der Eigenmoden der Schwingung bei einer Halterung beziehungsweise Kontaktierung in diesen Bereichen weitgehend vermieden werden kann.The, the respective or each vibrating device can be cuboid, with the side surface on the side of the measuring tube and the side facing away from the measuring tube being spanned by a longitudinal direction and a transverse direction of the cuboid, with the vibrating device having a first edge region in the transverse direction on a first edge and a second edge region on an opposite second edge has, wherein in the first edge region both on the side surface on the measuring tube side and on the side surface facing away from the measuring tube exclusively the electrode on the measuring tube side is arranged and in the second edge region both on the side surface on the measuring tube side and on the side surface facing away from the measuring tube exclusively the electrode facing away from the measuring tube is arranged. When a voltage is applied between the electrodes, the edge areas of the oscillating device or the oscillating body are therefore largely field-free and, for example in the case of a piezoelectric oscillating body, there is little or no deformation of the oscillating body in the edge area. The edge areas therefore do not oscillate or vibrate with a significantly lower amplitude than other areas of the oscillating device and are therefore particularly suitable for holding or contacting the oscillating device, with in particular an influencing of the natural modes of the oscillation when holding or contacting in these areas can be largely avoided .
Vorzugsweise ist die messrohrseitige Elektrode an der weiteren Seitenfläche angeordnet, die den Schwingkörper im ersten Randbereich in Querrichtung begrenzt und umgekehrt.The electrode on the measuring tube side is preferably arranged on the further side surface which delimits the oscillating body in the first edge region in the transverse direction and vice versa.
Die Schwingeinrichtung kann in dem ersten und/oder dem zweiten Randbereich an einer Halteeinrichtung befestigt sein und/oder die messrohrseitige Elektrode kann in dem ersten Randbereich und/oder die messrohrabgewandte Elektrode kann in dem zweiten Randbereich elektrisch kontaktiert sein. Die Halteeinrichtung kann beispielsweise ein Gehäuse beziehungsweise ein Träger für die Schwingelemente sein, das oder der insbesondere die relative Anordnung mehrerer in einem Schwingwandler genutzter Schwingeinrichtungen zueinander vorgibt, um beispielsweise eine Abstimmung von Abständen von Anregungsbereichen und einer zur Anregung genutzten Wellenlänge zu erreichen, wie vorangehend erläutert wurde.The oscillating device can be attached to a holding device in the first and/or the second edge area and/or the electrode on the measuring tube side can be electrically contacted in the first edge area and/or the electrode facing away from the measuring tube can be electrically contacted in the second edge area. The holding device can be, for example, a housing or a carrier for the oscillating elements, which in particular the relative arrangement of several in one oscillating element converter used oscillating devices to each other in order to achieve, for example, a tuning of distances from excitation areas and a wavelength used for excitation, as explained above.
Die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Elektrode können elektrisch an der messrohrabgewandten Seitenfläche oder an der weiteren Seitenfläche, auf die sich die jeweilige Elektrode erstreckt, kontaktiert werden. Dies ist vorteilhaft, da entsprechende Kontaktbereiche auch nach einer Anordnung am Messrohr leicht zugänglich sein können. Bei einer seitlichen Kontaktierung beziehungsweise bei einer Kontaktierung der messrohrabgewandten Seite in den vorangehend erläuterten Randbereichen erfolgt eine Kontaktierung zudem in Bereichen die wenig schwingen, womit die Kontakte weniger mechanisch belastet werden.The electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube can be electrically contacted on the side surface facing away from the measuring tube or on the further side surface to which the respective electrode extends. This is advantageous since corresponding contact areas can also be easily accessible after an arrangement on the measuring tube. In the case of lateral contacting or contacting of the side facing away from the measuring tube in the edge regions explained above, contacting also takes place in regions that oscillate little, with the result that the contacts are subjected to less mechanical stress.
Der Schwingkörper kann aus einem piezoelektrischen Material, beispielsweise aus einer Piezokeramik, gebildet sein. Vorzugsweise wird genau ein Block aus piezoelektrischem Material als Schwingkörper genutzt, der durch genau zwei Elektroden, nämlich die messrohrseitige und die messrohrabgewandte Elektrode, kontaktiert wird.The oscillating body can be formed from a piezoelectric material, for example from a piezoceramic. Precisely one block of piezoelectric material is preferably used as the oscillating body, which is contacted by exactly two electrodes, namely the electrode on the measuring tube side and the electrode facing away from the measuring tube.
Die messrohrseitige Elektrode kann das Messrohr oder ein Kopplungselement, das das Messrohr mit dem Schwingelement koppelt, mechanisch kontaktieren. Das Kopplungselement kann insbesondere isolierend sein. Insbesondere nutzt die erfindungsgemäße Messeinrichtung vorzugsweise keine senkrecht zur Seitenfläche des Messrohrs gestapelten Schwingelemente oder Schwingkörper. Anders ausgedrückt werden die Schwingeinrichtungen vorzugsweise nicht gestapelt beziehungsweise es wird eine Stapelhöhe von genau einer Schwingeinrichtung genutzt. Vorzugsweise liegen alle Schwingeinrichtungen eines Schwingungswandlers in einer Ebene, die sich parallel zu der Seitenwand des Messrohrs erstreckt.The electrode on the measuring tube side can mechanically contact the measuring tube or a coupling element that couples the measuring tube to the oscillating element. In particular, the coupling element can be insulating. In particular, the measuring device according to the invention preferably does not use any oscillating elements or oscillating bodies stacked perpendicular to the side surface of the measuring tube. In other words, the oscillating devices are preferably not stacked or a stack height of exactly one oscillating device is used. All the oscillating devices of an oscillating converter preferably lie in a plane that extends parallel to the side wall of the measuring tube.
Die messrohrabgewandte Seitenfläche kann abgesehen von der daran angeordneten messrohrabgewandten Elektrode oder den daran angeordneten messrohrabgewandten und messrohrseitigen Elektroden zumindest außerhalb der Randbereiche freischwingend angeordnet sein. Insbesondere sind weder die messrohrabgewandte Seitenfläche noch jener Abschnitt der messrohrabgewandten Elektrode, der an der messrohrabgewandten Seitenfläche angeordnet ist, außerhalb der Randbereiche im Kontakt mit einer weiteren Komponente der Messeinrichtung. Hierdurch kann eine Störung der Eigenmode der Schwingeinrichtung beziehungsweise eine Bedämpfung der Schwingung vermieden werden.The side surface facing away from the measuring tube can be arranged to oscillate freely at least outside the edge regions, apart from the electrode facing away from the measuring tube arranged thereon or the electrodes facing away from the measuring tube and on the side of the measuring tube arranged thereon. In particular, neither the side surface facing away from the measuring tube nor that section of the electrode facing away from the measuring tube, which is arranged on the side surface facing away from the measuring tube, outside the edge regions are in contact with a further component of the measuring device. As a result, a disturbance in the natural mode of the oscillating device or a damping of the oscillation can be avoided.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Hierbei zeigen schematisch:
-
1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung, -
2 eine Detailansicht eines Schwingungswandlers der in1 gezeigten Messeinrichtung, und -
3 eine Detailansicht eines Schwingungswandlers einer nicht erfindungsgemäßen Messeinrichtung.
-
1 an embodiment of a measuring device according to the invention, -
2 a detailed view of a vibration converter in1 shown measuring device, and -
3 a detailed view of a vibration converter of a measuring device not according to the invention.
Um einerseits eine Anordnung der Schwingungswandler 5, 6 außerhalb des Messrohrs 3 zu ermöglichen und andererseits eine Empfindlichkeit bezüglich unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeiten an unterschiedlichen Positionen des Strömungsprofils zu reduzieren, wird durch den ersten Schwingungswandler 5 nicht direkt ein Ultraschallstrahl 8, also eine Druckwelle, in dem Fluid induziert. Stattdessen wird durch den Schwingungswandler 5 eine geführte Welle in der Seitenwand 9 des Messrohrs 3 angeregt. Die Anregung erfolgt mit einer Frequenz, die derart gewählt ist, dass eine Lamb-Welle in der Seitenwand 9 angeregt wird. Solche Wellen können angeregt werden, wenn die Dicke 10 der Seitenwand 9 vergleichbar mit der Wellenlänge der Transversalwelle im Festkörper ist, welche sich aus dem Verhältnis der Schallgeschwindigkeit der Transversalwelle im Festkörper und der angeregten Frequenz ergibt.In order, on the one hand, to enable the
Die durch den Schwingungswandler 5 in der Seitenwand 9 angeregte geführte Welle ist schematisch durch den Pfeil 11 dargestellt. Durch die geführte Welle werden Kompressionsschwingungen des Fluids angeregt, die im gesamten Ausbreitungspfad der geführten Welle in das Fluid abgestrahlt werden. Dies ist schematisch durch die in Strömungsrichtung zueinander versetzten Ultraschallstrahlen 8 dargestellt. Die Abstrahlung erfolgt gewinkelt zur Seitenwand 9 unter dem Rayleigh-Winkel 14. Die abgestrahlten Ultraschallstrahlen 8 werden an der gegenüberliegenden Seitenwand 12 reflektiert und über das Fluid zurück zu der Seitenwand 9 geführt. Dort regen die auftreffenden Ultraschallstrahlen 8 erneut eine geführte Welle in der Seitenwand 9 an, die schematisch durch den Pfeil 13 dargestellt ist und die durch den Schwingungswandler 6 erfasst werden kann, um die Laufzeit zu bestimmen. Alternativ oder ergänzend ist es möglich, die abgestrahlten Ultraschallwellen über einen Schwingungswandler 15 zu erfassen, der an der Seitenwand 12 angeordnet ist. Im gezeigten Beispiel werden die Ultraschallstrahlen 8 auf ihrem Pfad zum Schwingungswandler 6, 15 nicht bzw. nur einmal an den Seitenwänden 9, 12 reflektiert. Es wäre selbstverständlich möglich, eine längere Messstrecke zu nutzen, wobei die Ultraschallstrahlen 8 mehrfach an den Seitenwänden 9, 12 reflektiert werden.The guided wave excited by the
Um eine weitgehend modenreine Anregung beziehungsweise eine Modenselektivität beim Erfassen einer Schwingung zu erreichen, werden in den Schwingungswandlern 5, 6 jeweils eine oder mehrere Schwingeinrichtungen genutzt, die die Seitenwand 9 des Messrohrs 3 in in Längsrichtung des Messrohrs voneinander beabstandeten Anregungsbereichen kontaktieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass mehrere beabstandete Schwingeinrichtungen genutzt werden oder durch eine entsprechende Formung der Seitenwand 9 oder eines, insbesondere isolierenden, Kopplungselements, das zwischen der Seitenwand 9 und der jeweiligen Schwingeinrichtung angeordnet ist. Dies ermöglicht es, relativ einfach aufgebaute Schwingeinrichtungen zu nutzen, die im Detail im Folgenden mit Bezug auf
Werden relativ niedrige Anregungsfrequenzen genutzt, so sind bei einer bestimmten Anregungsfrequenz Lamb-Wellen mit genau zwei Wellenlängen im Material der Seitenwand 9 anregbar. Die Wellenlängen hängen von der Dispersionsrelation in der Seitenwand 9 ab. Wird nun beispielsweise der Abstand zwischen den Mitten der Schwingeinrichtungen 16 derart gewählt, dass er der halben Wellenlänge einer zu dämpfenden Schwingungsmode bei dieser Anregungsfrequenz entspricht und erfolgt die Anregung gleichphasig beziehungsweise mit dem gleichen Anregungssignal, wird die zu dämpfende Schwingungsmode durch Überlagerung der durch die beiden Schwingeinrichtungen 16 angeregten Teilschwingungen weitgehend ausgelöscht. Ähnliches gilt, wenn der Abstand einem ganzteiligen Vielfachen der Wellenlänge der zu dämpfenden Mode entspricht und die Anregung mit umgekehrter Polarität beziehungsweise mit 180° Phasenversatz erfolgt. Durch Beabstandung der Schwingeinrichtungen um ein Viertel einer Wellenlänge einer Schwingungsmode und einer Anregung mit einem Phasenversatz von 90° kann eine richtungsselektive Abstrahlung erreicht werden. Somit sind durch entsprechende Wahl beziehungsweise Vorgabe einer Anregungsfrequenz, des Abstands zwischen den Schwingeinrichtungen und einer relativen Polarität beziehungsweise Phasenlage der Anregungen der verschiedenen Schwingungseinrichtungen verschiedene Anregungsmuster realisierbar. If relatively low excitation frequencies are used, Lamb waves with exactly two wavelengths in the material of the
Um einen einfachen Aufbau der Schwingeinrichtungen 16 zu realisieren, werden diese durch einen Schwingkörper 17, beispielsweise einem Block aus einem piezoelektrischen Material, eine messrohrseitige Elektrode 18 und eine messrohrabgewandte Elektrode 20 gebildet. Die messrohrseitige Elektrode 18 ist primär an der messrohrseitigen Seitenfläche 19 des Schwingkörpers 17 angeordnet und die messrohrabgewandte Elektrode 20 primär an der messrohrabgewandten Seitenfläche 21 des Schwingkörpers 17. Die messrohrseitige Elektrode 18 erstreckt sich zudem über eine weitere Seitenfläche 22 und in einem Randabschnitt 27 auf die messrohrabgewandte Seitenfläche 21. Dies ermöglicht eine Kontaktierung beider Elektroden 18, 20 an der messrohrabgewandten Seitenfläche 21.In order to realize a simple construction of the
Würde ausschließlich die messrohrseitige Elektrode 18 um den Schwingkörper 17 zur Oberseite der Anordnung geführt, würde dies dazu führen, dass die Schwingeinrichtung 16 sowohl bezüglich ihrer mechanischen Ausgestaltung als auch bezüglich der resultierenden Feldverteilung bei Anliegen einer Spannung zwischen den Elektroden 18, 20 asymmetrisch wäre. Dies würde zu asymmetrischen Eigenmoden der Schwingeinrichtung 16 führen. Es wurde erkannt, dass dies dazu führen kann, dass bei der Schwingungsanregung eine geringere Modenreinheit beziehungsweise beim Erfassen von Schwingungen eine schlechtere Modenselektivität erreicht wird. Um dies zu vermeiden ist bei der Schwingeinrichtung 16 auch die messrohrabgewandte Elektrode 20 entlang einer der weiteren Seitenfläche 22 gegenüberliegenden weiteren Seitenfläche 23 zur gegenüberliegenden Seite des Schwingkörpers 17 geführt und ist im Randbereich 28 auch an der messrohrzugewandten Seitenfläche 19 angeordnet. Dies führt dazu, dass die messrohrseitige Elektrode 18 und die messrohrabgewandte Elektrode 20 eine 2-zählige Drehsymmetrie um die Symmetrieachse 26 zueinander aufweisen. Dies entspricht in der gezeigten geschnittenen Darstellung einer Punktsymmetrie bezüglich des Schnittpunkts der Symmetrieachse 26 mit der Bildebene.If only the
Aufgrund der gezeigten Anordnung der Elektroden 18, 20 ist der Schwingkörper 17 in den Randbereichen 27, 28 auch bei einem Anliegen einer Spannung zwischen den Elektroden 18, 20 weitgehend feldfrei, womit diese Bereiche nicht beziehungsweise verglichen mit dem mittleren Bereich des Schwingkörpers 17 mit einer erheblich reduzierten Amplitude schwingen. Dies ermöglicht es, dass die Kontakte 24, 25 zur Kontaktierung der Elektroden in diesen Bereichen und eine Befestigung über eine Halteeinrichtung 29, die in diesen Bereichen angreift, die Schwingung der Schwingeinrichtung 16 nicht oder allenfalls geringfügig stören beziehungsweise bedämpfen.Due to the arrangement of the
Um einen Kurzschluss zwischen den Elektroden 18, 20 zu vermeiden, sind isolierende Bereiche 30 vorgesehen, in denen der Schwingkörper 17 nicht mit einer leitfähigen Beschichtung versehen ist. Die Form und Abmessung der Bereiche 30 beeinflusst die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Schwingeinrichtung 16. Insbesondere wirkt sich die Form und Breite des Bereichs 30 auf die Kapazität zwischen den Elektroden 18, 20 aus und somit beispielsweise auf eine Resonanzfrequenz eines Schwingkreises, der zur resonanten Anregung der Schwingeinrichtung 16 genutzt werden kann. Im Rahmen des Designprozesses beziehungsweise der Fertigung kann somit beispielsweise durch Anpassung der Breite des Bereichs 30 oder ein Laser-Trimmen des Bereichs 30 eine gewünschte elektrische und/oder mechanische Resonanzfrequenz realisiert werden.In order to avoid a short circuit between the
Ein weiterer Unterschied zu dem in
Die gezeigten Ausführungsbeispiele betreffen eine Messeinrichtung, die einen Durchfluss eines Fluids erfasst, in dem die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Kompressionswellen im Fluid ausgewertet wird. Die beschriebene Ausgestaltung der Schwingeinrichtung 16 ist jedoch auch für andere Messeinrichtungen nutzbar, die Fluidgröße messen und hierbei in Seitenwänden eines Messrohrs geführte Wellen nutzen. Beispielsweise können auch Temperaturen, Drücke oder Ähnliches erfasst werden. In einigen Ausführungsformen kann es auch möglich sein, statt zwei Schwingungswandlern am Messrohr nur einen Schwingungswandler zu nutzen, zu dem die geführte Welle direkt oder durch das Fluid zurückgeführt wird, beispielsweise indem sie an einem Reflexionselement reflektiert wird oder nach einem Umlauf um das Messrohr in der Seitenwand 9.The exemplary embodiments shown relate to a measuring device that detects a flow of a fluid by evaluating the propagation speed of compression waves in the fluid. However, the configuration of the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Messeinrichtungmeasuring device
- 22
- Steuereinrichtungcontrol device
- 33
- Messrohrmeasuring tube
- 44
- Innenrauminner space
- 55
- Schwingungswandlervibration converter
- 66
- Schwingungswandlervibration converter
- 77
- PfeilArrow
- 88th
- Ultraschallstrahlultrasonic beam
- 99
- SeitenwandSide wall
- 1010
- Dickethickness
- 1111
- PfeilArrow
- 1212
- SeitenwandSide wall
- 1313
- PfeilArrow
- 1414
- Rayleigh-WinkelRayleigh angle
- 1515
- Schwingungswandlervibration converter
- 1616
- Schwingeinrichtungvibrating device
- 1717
- Schwingkörperoscillating body
- 1818
- Elektrodeelectrode
- 1919
- Seitenflächeside face
- 2020
- Elektrodeelectrode
- 2121
- Seitenflächeside face
- 2222
- Seitenflächeside face
- 2323
- Seitenflächeside face
- 2424
- KontaktContact
- 2525
- KontaktContact
- 2626
- Symmetrieachseaxis of symmetry
- 2727
- Randbereichedge area
- 2828
- Randbereichedge area
- 2929
- Halteeinrichtungholding device
- 3030
- Bereicharea
- 3131
- Kopplungselementcoupling element
Claims (9)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102018003802.6A DE102018003802B4 (en) | 2018-05-09 | 2018-05-09 | Measuring device for determining a fluid variable |
| PCT/EP2019/060568 WO2019214952A1 (en) | 2018-05-09 | 2019-04-25 | Measuring device for determining a fluid variable |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| WO2002071002A1 (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-12 | Spanner-Pollux Gmbh | Transducer for an ultrasonic flowmeter |
| US20050046312A1 (en) * | 2003-09-01 | 2005-03-03 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Laminated structure, piezoelectric actuator and method of manufacturing the same |
| EP2562517A1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-02-27 | Kamstrup A/S | Ultrasonic flow meter with transducers adhered to flow channel |
| US8928137B2 (en) * | 2013-05-15 | 2015-01-06 | Kamstrup A/S | Flow meter with ultrasound transducer directly connected to and fixed to measurement circuit board |
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19823165A1 (en) | 1997-06-04 | 1998-12-10 | Douglas S Baumoel | Device for installing ultrasonic flow detector inside pipe |
| DE10045646A1 (en) | 2000-09-15 | 2002-04-04 | Hydrometer Gmbh | Ultrasound converter for flow meter in liquid or gaseous medium, has electrodes at piezoelectric body defining overlapping area and contact points for electrodes are provided outside overlapping area |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| DESILETS, C.S. [et al.]: Effect of wraparound electrodes on ultrasonic array performance. In: 1998 IEEE Ultrasonics Symposium. Proceedings, Vol. 2, 1998, S. 993-997. |
| LINDNER, Gerhard: Sensors and actuators based on surface acoustic waves propagating along solid-liquid interfaces. In: Journal of Physics D: Applied Physics. 2008, Bd. 41, H. 12, S. 123002/1-123002/13. ISSN 1361-6463 (E); 0022-3727; 0262-8171; 0508-3443 (P). |
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