Bei der Herstellung verschiedenster Werkstoffe wird Fluiden ge- zielt Gas zugeführt, welches im wesentlichen innerhalb dieser Fluide verbleibt und seinen gasförmigen Zustand behält. In den Fertigungsendstufen können die das Gas aufnehmenden Materialien flüssig und insbesondere auch zähflüssig oder fest sein.

So werden beispielsweise bei der Herstellung von Schaumstoffen Kunststoffe im zähfließbaren Verarbeitungszustand derart be- gast, daß echte Schäume aus zusammengewachsenen Gasblasen oder Poren entstehen, welche durch Vernetzen oder Abkühlen standfest werden. Diese Schaumstoffe können in Ihren Fertigungsendstufen hart, mittelhart oder weich sein. Der Gasgehalt dieser Schaum- stoffe beeinflußt verschiedene Materialkennwerte, wie die Bie- gesteifigke-_, die Zugfestigkeit, die Dichte und die Härte.

Überdies kann in den verschiedensten Arbeitsmedien, wie Schmierstoffen, Hydrauliflüssigkeiten und dergleichen, disper- giertes Gas vorhanden sein, welches die Betriebssicherheit die- ses Arbeitsmediums in Maschinen und dergleichen, in welchen sie eingesetzt werden, beeinflussen kann. Dieses Gas beeinflußt insbesondere die Viskosität, die Dichte, die Kompressibilität und die Wärmeleitfähigkeit dieses Arbeitsmediums. Dispergiertes Gas in Arbeitsmedien ist beim Betrieb vieler Anlagen oder Ma- schinen unerwünscht. Beispielsweise kann die Betriebssicherheit von hydraulischen Steuerungen durch dispergiertes Gas in dem Hydraulikfluid beeinträchtigt werden, da das Volumen dieses Hy- draulikfluids durch dispergiertes Gas erheblich erhöht wird.

Da die Eigenschaften von Arbeitsmedien, wie Schmierstoffen, Hy- draulikfluid und dergleichen, bei der Auslegung und Konstrukti- on von Maschinen und Anlagen in vielen Fällen einen wesentli- chen Einfluß hat, beeinflußt auch der Gasgehalt dieser Arbeits- medien die Auslegung und Konstruktion derartiger Maschinen und Anlagen.

Da der Gasgehalt von Werkstoffen deren Werkstoffkennwerte be- einflußt und darüber hinaus einen Einfluß auf die Betriebssi- cherheit von technischen Anwendungen mit derartigen Werkstoffen haben kann, sollte der Gasgehalt in derartigen Werkstoffen in Abhängigkeit des Werkstoffs und gegebenenfalls des Anwendungs- gebiets dieses Werkstoffs derart eingestellt sein, daß er in- nerhalb bestimmter Grenzen liegt. Je nach Werkstoff und Anwen- dungsgebiet können diese Grenzen ein mehr oder weniger enges Toleranzfeld um einen vorbestimmten Wert bestimmen.

Sofern ein bestimmter Gasgehalt eines Werkstoffs gewünscht wird, kann die Gaszufuhr im Rahmen des Herstellungsprozesses an diesen Gasgehalt angepaßt werden. Verschiedenste Störgrößen, wie Betriebsstörungen bei der Gaszufuhr oder dergleichen, kön- nen jedoch bewirken, daß der jeweilige Ist-Gasgehalt vom ange- strebten Soll-Gasgehalt abweicht, so daß die angeszrebten Werk- stoffkennwerte beeinträchtigt werden.

In vielen Anwendungsgebieten kann sich jedoch der Gasgehalt von Werkstoffen auch während des Betriebs verändern. So kann bei- spielsweise in hydraulischen Steuerungen Luft in das Hydraulik- system eindringen und somit die Werkstoffkennwerte des Hydrau- likfluids beeinflussen und eine Beeinträchtigung der Betriebs- sicherheit der hydraulischen Steuerung bewirken.-m Beispiel der hydraulischen Steuerung wird dieser Beeinträchtigung häufig dadurch begegnet, daß das Hydrauliksystem in gewissen zeitli- chen Abständen entlüftet wird. Bei unzureichender Kenntnis über den aktuellen Gasgehalt führt dieses jedoch häufic dazu, daß die Entlüftung zum falschn Zeipunkt vorgenommen wird, so daß die Betriebssicherheit vorübergehend eingeschränkt wird oder unnötige Entlüftungsvorgänge eingeleitet werden.

Insbesondere bei Werkstoffen, die nach Abschluß des Herstel- lungsprozesses fest und gashaltig sind, läßt sich der Gasgehalt nur innerhalb bestimmter Fertigungsstufen verändern : So läßt sich bei der Schaumstoffherstellung der Gasgehalt durch ent- sprechende Begasung beeinflussen, wenn der Grundstoff in einem fließfähigen Zustand ist, jedoch nicht mehr, wenn er einen fe- sten Zustand angenommen hat.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvor- richtung zur Erfassung des Gasgehalts in Fluiden zu schaffen.

Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung liegt dieser Erfin- dung die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung zum Erfassen des Gasgehalts in Fluiden zu schaffen, welche diesen Gasgehalt im Herstellungsprozeß oder im Betrieb ermitteln kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Meßvorrichtung zur Erfassung des Gasgehalts in Fluiden gemäß Anspruch l.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist Gegenstand des Anspruchs 28 oder des Anspruchs 29.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Erfindungsgemäß wird eine Meßvorrichtung vorge- schlagen, welche eine elektrische Anordnung, eine Auswerteein- richtung sowie ein erstes, elektrisch leitendes Teil mit einer ersten Fläche und ein zweites elektrisches Teil mit einer zwei- ten Fläche aufweist. Zwischen diesen Flächen der elektrisch leitenden Teile, welche jeweils ein elektrisches Potential auf- weisen, erstreckt sich ein Zwischenraum, in welchem das auf seinen Gasgehalt zu überprüfende Fluid aufgenommen werden kann.

Das Fluid kann durch diesen Zwischenraum strömen oder in diesem Zwischenraum im wesentlichen unbewegt angeordnet sein.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann somit insbesondere in Herstellungs-oder Betriebseinrichtungen integriert werden, in welchen Strömungsprozesse gegeben sind und während des Strö- mungsprozesses den Gasgehalt des strömenden Mediums erfassen.

Im Sinne der Erfindung ist unter"strömend"inbesondere jegli- che Form der Bewegung eines fließfähigen Mediums zu verstehen.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann jedoch auch isoliert von derartigen Prozessen den Gasgehalt eines Fluids bestimmen, wobei sie sich dabei inbesondere teilweise in ein Behältnis er- streckt oder ein derartiges Behältnis aufweist, in welchem sich das auf seinen Gasgehalt zu überprüfende Fluid befindet.

Das erste elektrisch leitende Teil und das zweite elektrisch leitende Teil können auf unterschiedlichste Weise ausgebildet und beabstandet sein, so daß der Zwischenraum zwischen diesen elektrisch leitenden Teilen ebenfalls auf unterschiedlichste Weise geformt sein kann. Der Zwischenraum kann durch das erste und das zweite elektrische Teil im wesentlichen nach allen Sei- ten umhüllend begrenzt werden oder umfangsmäßig begrenzt werden oder zu einzelnen Seiten begrenzt werden. Insbesondere können das erste und das zweite Teil plattenkondensatorartig oder ringspaltkondensatorartig zueinander ausgerichtet sein.

Bevorzugt ist das erste elektrisch leitende Teil rohrförmig ausgebildet und nimmt in seinem Innenraum das zweite Teil auf, welches vorzugsweise länglich, insbesondere stabartig, ausge- bildet ist und sich im wesentlichen parallel zur Längsachse des ersten Teils erstreckt, und zwar konzentrisch oder exzentrisch.

Das Potential der ersten Fläche des ersten elektrisch leitenden Teils und der zweiten Fläche des zweiten elektrisch Teils kann sich unterscheiden. Wenigstens ein elektrischer Kennwert der elektrischen Anordnung hängt von der Zusammensetzung des auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluids aD und kann von der Auswerteeinrichtung, welche insbesondere als intelligente Aus- werteeinrichtung ausgebildet ist, ermittelt werden.

Diese Auswerteeinrichtung weist vorzugsweise eine Steuerungs- einrichtung auf, welche vorbestimmte elektrische Kennwerte der elektrischen Anordnung, wie eine elektrische Spannung oder ei- nen elektrischen Strom oder einen elektrischen Widerstand oder -im Falle einer mit Wechselstrom betriebenen elektrischen An- ordnung-die Frequenz des Wechselstroms oder dergleichen, steuert.

In Abhängigkeit des ermittelten elektrischen Kennwerts sowie wenigstens Referenzwerts wird erfindungsgemäß auf den Gasgehalt im Fluid geschlossen.

Vorzugsweise ist die elektrische Anordnung als Wechselstrom- kreis ausgebildet, wobei besonders bevorzugt der erste elektri- sche Kennwert, welcher durch die Zusammensetzung, also insbe- sondere dem Gasgehalt, des Fluids beeinflußt wird, die Impedanz ist, welche sich zwischen der ersten Fläche des ersten elek- trisch leitenden Teils und der zweiten Fläche des zweiten elek- trisch leitenden Teils in Abhängigkeit des sich dazwischen be- findlichen, auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluids ein- stellt.

Dieser elektrische Kennwert bzw. diese Impedanz wird ermittelt bzw. erfaßt.

Der Referenzwert, welcher zur Ermittlung des Gasgehalts des Fluids verwendet wird, ist insbesondere ein erster elektrischer Kennwert bzw. die Impedanz, welcher mittels einem Fluid mit be- kanntem Gasgehalt bzw. bekannter Zusammensetzung in der elek- trischen Anordnung ermittelt werden kann. Dieser für ein Fluid mit bekannter Zusammensetzung bzw. bekanntem Gasgehalt ermit- telte elektrische Kennwert, welcher insbesondere eine Impedanz ist, ist unter Zuordnung zu der Zusammensetzung bzw. dem Gasge- halt in der Auswerteeinrichtung vorbekannt und kann mittels der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung gemessen worden sein oder auf sonstige Weise bereitgestellt und insbesondere gespeichert sein. Der Referenzwert ist insbesondere ein elektrischer Kenn- wert bzw. eine Impedanz, die für ein im wesentlichen unver- schaumtes Mediums und/oder die für Gas, also 100% Gas bestimmt ist.

Der Referenzwert kann auch für eine oder mehrere andere Zusam- mensetzungen des Fluids bestimmt werden. Eine Referenzwertbe- stimmung auf Basis eines im wesentlichen unverschäumten bzw. kein Gas aufweisenden Fluids weist für viele Anwendungsfälle den Vorteil auf, daß ein unverschäumtes bzw. kein Gas aufwei- sendes Fluid ohnehin bereitgestellt ist oder besonders einfach bereitgestellt werden kann, so daß kein zusätzlicher Aufwand durch die Bereitstellung eines Fluides mit bestimmtem, bekann- tem Gasgehalt bewirkt wird.

Insbesondere bei der Herstellung von Schaumstoffen werden in der Regel unverschäumte bzw. nicht-gashaltige Kunststoffe sowie Gas als Ausgangsmaterialien eingesetzt. Dies ermöglicht dem An- wender einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung, daß er ohne be- sonderen Aufwand mittels eines unverschaumten Fluids die erfin- dungsgemäße Meßvorrichtung kalibrieren kann.

Die Kalibrierung kann automatisch oder interaktiv durchgeführt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der Impedanz oder dessen Kehrwert, der Admittanz, welche zwi- schen der ersten Fläche des ersten elektrisch leitenden Teils und der zweiten Fläche des zweiten elektrischen Teils in Abhän- gigkeit des sich dazwischen befindlichen Fluids ermittelt wer- den kann, erläutert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung nicht auf die Impedanz bzw. die Admittanz beschränkt ist, sondern auch eine Vielzahl anderer elektrischer Kennwerte bei der Ermittlung des Gasgehalts eines Fluids verwendet werden können.

Das erste und das zweite elektrisch leitende Teil sind derart zueinander angeordnet, daß die sich zwischen deren Flächen in Abhängigkeit des dazwischen befindlichen Fluids einstellende Teilimpedanz in Abhängigkeit von der sich durch gasfreies Fluid einstellenden Impedanz sowie in Abhängigkeit von der sich in- folge des Gases einstellenden Teilimpedanz beschreiben läßt.

Dabei ist die Admittanz, also der Kehrwert der Impedanz, insbe- sondere die Summe aus der Teiladmittanz YG, welche durch das Gas bewirkt wird, und der Teiladmittanz YF, welche durch das gasfreie Fluid bewirkt wird.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß im Sinne der vorliegenden Erfindung als Fluid sowohl das reine, also gas- freie Fluid bezeichnet wird, wie auch das gashaltige Fluid.

Die (Gesamt) admittanz läßt sich somit im Ersatzschaltbild als Hintereinanderschaltung der Teiladmittanzen vereinfacht dar- stellen.

Durch die Messung und gegebenenfalls die Auswertung wird die (Gesamt) impedanz bzw. die (Gesamt) admittanz ermittelt.

Somit wirkt im Grenzfall des gasgefüllten Meßsystems nur die Admittanz des Gases, während im Grenzfall des mit einem unver- schäumten Fluid gefüllten Zwischenraums nur die Admittanz des unverschäumten Fluides wirkt.

Mittels dieser in diesen Grenzfällen gegebenen Admittanzen kann der Gasanteil im auf seinen Gasanteil zu überprüfenden Fluid bestimmt werden, indem die Gesamtadmittanz bzw. die Gesamtimpe- danz des Fluides mit unbekannter Zusammensetzung bzw. unbekann- tem Gasgehalt ermittelt wird und diese Admittanzen er. tsprechend ausgewertet werden.

Die Gasadmittanz kann dazu ebenfalls mittels der erfkndungsge- mäßen Vorrichtung vom Anwender ermittelt werden.

Insbesondere die Gasadmittanz kann jedoch auch herstellerseitig bereits vorgegeben und gespeichert sein, was insbesondere für den Fall vorgesehen ist, daß der Gaskonzentrationssensor, also insbesondere eine Einrichtung mit dem ersten elektrisch leiten- den Teil und dem zweiten elektrisch leitenden Teil, im wesent- lichen temperaturunabhängig, also unabhängig von der Temperatur dieser Einrichtung, die Impedanzen bzw. Admittanzen ermittelt.

Die Gasadmittanz bzw. Teiladmittanz des Gases ist dabei im we- sentlichen unabhängig von der Art des Gases, also insbesondere der chemischen Zusammensetzung des Gases.

Die Kalibrierung mittels eines im wesentlichen gasfreien Fluids wird insbesondere in dem Temperaturbereich durchgeführt, im welchem das Fluid mit unbekanntem Gasgehalt gegeben ist, wenn es auf den Gasgehalt überprüft wird.

Die Kalibrierung mittels des im wesentlichen gasfreien Fluids kann dabei in einem eng begrenzten Temperaturbereich bzw. bei einer bestimmten Temperatur durchgeführt werden, so daß eine dieser Temperatur zugeordnete Fluidadmittanz YF bzw. Fluid- impedanz ermittelt wird, oder es können in einem vorbestimmten Temperaturbereich mehrere Fluidadmittanzen Y ? bzw. Fluidimpe- danzen ermittelt werden, die jeweils der Temperatur zugeordnet werden, bei welcher sie ermittelt wurden.

Im letztgenannten Fall werden diese einzelnen Fluidadmittanzen YF unter Zuordnung zur Temperatur abgespeichert und/oder wei- terverarbeitet.

Eine Weiterverarbeitung kann beispielsweise derart gestaltet sein, daß anhand der somit bekannten Admittanz-Temperaturpaare mittels geeigneter Verfahren eine Funktion ermittelt wird, die den Zusammenhang zwischen Temperatur und Fluidadmittanz mit möglichst hoher Genauigkeit beschreibt. Insbesondere ist bevor- zugt, daß Ausgleichskurven annanc der e-faßten Meßwertpaare ge- bildet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden diese Meßwert- paare gespeichert. Sofern dann beim Auswerten der Meßwerte, die beim Fluid mit unbekanntem Gasgehalt gemessen wurden, bei vor- gegebener Temperatur bzw. Betriebstemperatur, die im Rahmen der Kalibrierung dieser Temperatur zugeordnete Gasadmittanz bzw.

Gasimpedanz benötigt wird, kann diese mittels geeigneter Ver- fahren wie Mittelwertbildung bzw. mehriacher Mittelwertbildung oder linearer Extrapolation oder linearer Intrapolation oder dergleichen ermittelt werden.

Die Kalibrierung kann somit insbesondere nach Art einer Auf- heizkurve bzw. Abkühlkurve vorgenommen werden. Vorzugsweise ist der Temperaturgradient dabei beschränkt und ist insbesondere kleiner als 2°C/min., vorzugsweise kleiner als 1°C/min., beson- ders bevorzugt kleiner als 0,5°C/min. Die Temperaturdifferenzen zwischen diesen erfaßten bzw. vorgegebenen Temperaturen können konstant beabstandet sein oder im wesentlichen willkürlich ge- wählt sein. Die Temperaturen, bei welchen die zugehörigen Flui- dadmittanzen ermittelt werden, werden insbesondere in Abhängig- keit der voraussichtlichen Betriebsgegebenheiten ermittelt, bei welchen das Fluid mit unbekanntem Gasgehalt auf den Gasgehalt überprüft werden soll.

Die Kalibrierung für im wesentlichen gasfreies Fluid ist für jedes Fluid, also die Fluide, welche sich durch ihren Gasgehalt unterscheiden, nur einmal erforderlich.

Erfindungsgemäß wird also insbesondere die Abweichung der Flui- dimpedanz bzw.-admittanz zwischen einem unverschäumten Fluid und einem Fluid mit unbekanntem Gasgehalt ermittelt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann verschiedene Sensoren aufweisen, welche vorbestimmte Betriebskennwerte wie den Druck oder die Temperatur, des auf ihren Gasgehalt zu überprüfenden Fluids erfassen. Die Auswerteeinrichr. ung ist insbesondere im ersten oder im zweiten elektrischen Teil integriert oder wird von einem separaten Gehäuse aufgenommen, welches beispielsweise portabel ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist also insbesondere eine Art Elektrodenpaar vorgesehen, welches von dem ersten und dem zweiten elektrisch leitenden Teil gebildet wird und-gegebenenfalls mit weiteren Bauelementen-einen Meßaufnehmer bzw. einen Gaskonzentrations- sensor bildet.

Vorzugsweise ist dabei das erste elektrische Teil außerhalb des zweiten elektrischen Teils angeordnet und wirkt als Sendeelek- trode, während das zweite elektrisch leitende Teil als Em- pfangselektrode wirkt.

Die Auswerteeinrichtung ist vorzugsweise elektronisch ausgebil- det und weist einen mikroprozessorgesteuerten Frequenzgenerator und ein Modul zur digitale Erfassung der komplexen Admittanz, welche zwischen der ersten Fläche des ersten elektrisch leiten- den Teils und der zweiten Fläche des zweiten elektrisch leiten- den Teils wirkt, auf.

Die geometr-sche Auslegung des Meßaufnehmers, welche das erste und das zweite elektrisch leitende Teil aufweist, kann über die Beabstandung und die Flächengröße, insbesondere die Flächenlän- ge, optimiert und an das auf seinen Gasgehalt zu überprüfende Fluid angepaßt werden. Beispielsweise können bei einem ring- spaltkondensatorartig ausgebildeten Meßaufnehmer die Länge die- ses Meßaufnehmers sowie das Durchmesserverhältnis zwischen dem Innendurchmesser des außenliegenden Teils und dem Außendurch- messer des innenliegenden Teils optimiert werden.

Hierbei ist insbesondere zu beachten, daß mit abnehmender Rohr- lange, also der Lange des ersten elektrisch leitenden Teils, und mit zunehmender Scaltweite, also Beabstandung zwischen dem ersten elektrischen Teil und dem zweiten elektrischen Teil ein schlechteres, insbesondere verlängertes. Nutzsignal bewirkt wird, während, durch jeweils gegenläufige Maße, die Druckverlu- ste entlang der Meßstrecke steigen.

Vorzugsweise wird zur Dimensionierung des spaltkondensatorartig ausgebildeten Meßaufnehmers die Gleichung nach PINKUS & STERN- <BR> <BR> <BR> LICHT verwendet. Diese lautet :<BR> dV 8 1<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> p = * *(*L1* dt ( (r22-r22)*[(r22+r22)-(r22-r22)/(ln(r2/r1) mit rl : Innenradius der Rohres (erstes Teil) ; r2 : Außenradius des sich innerhalb des Rohres in Längsrichtung erstreckenden Stabes ; p : Druckabfall im Rohr ; dV/dt : Volumenstrom ; und Viskositat des Fluids Die Erfindung ermöglicht, den Verschäumungsgrad bzw. den Gasge- halt von Fluiden zu erfassen, und zwar kontinuierlich oder punkt'uell. Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann isoliert zur Bestimmung des Gasgehalts verwendet werden oder integrier- ter Bestandteil von Strömungsprozessen sein. Somit kann die er- findungsgemäße Meßvorrichtung simultan bei der Herstellung von Werkstoffen, wie Klebstoffen oder Schaumstoffen oder derglei- chen, verwendet werden, und während des Herstellungsprozesses den Gasgehalt im Fluid ermitteln. Die erfindungsgemäße Meßvor- richtung kann dabei insbesondere in einer Steuerungs-bzw. Re- gelungseinrichtung verwendet werden, so daß während des Her- stellungsprozesses von Werkstoffen der Gasgehalt bzw. die Gas- zufuhr in Abhängigkeit des aktuellen Gasgehaltes geregelt wer- den kann.

Die Erfindung läßt sich ferner bei der Entwicklung und Kon- struktion von Maschinen und Anlagen verwenden, bei welchen gas- haltige Fluide zum Betrieb eingesetzt werden. Beispielhaft sei diesbezüglich die Motor-und Getriebeentwicklung inklusive der Schmierstoffauslegung genannt.

Überdies lassen sich mittels der Erfindung auf einfache Weise Arbeitsmedien, wie Schmierstoffe oder dergleichen auslegen, die beim Betrieb von Maschinen und Anlagen verwendet werden. Die Erfindung kann ferner zur Überwachung der Betriebssicherheit und insbesondere der Funktionalität von Maschinen, Anlagen, hy- draulischen Steuerungen und dergleichen verwendet werden. So können insbesondere bei hydraulischen Steuerungen die Zeitpunk- te, zu denen das Hydrauliksystem entlüftet wird, in Abhängig- keit des mittels der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ermittel- ten Gasgehalts im Hydraulikfluid bestimmt werden. Hierdurch kann z. B. vermieden werden, daß unnötige Entlüftungsvorgänge eingeleitet werden oder für die Betriebssicherheit gewünschte Entlüftungsvorgänge unterlassen werden.

Die Erfindung ermöglicht ferner einen kostengünstigeren Betrieb von Maschinen, Anlagen, Steuerungen und dergleichen, bei wel- chen der Gasgehalt von Fluiden für die Betriebssicherheit be- deutend ist.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung läßt sich ferner bei jegli- cher Art von Prozessen verwenden, bei welchen ein Fluid einem Prozeß zugeführt wird. Beispielsweise kann beim Auftragen eines Klebstoffes der Gasgehalt bzw. der Verschäumungsgrad mittels der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ermittelt werden, so daß anhand dieses ermittelten Gasgehalts bzw. dieses Verschäumungs- grades der Verschäumungsgrad gezielt eingestellt werden kann, so daß eine Qualitätsverbesserung bei reduzierten Produktions- kosten bewirkt wird. Die Reduzierung der Produktionskosten ist insbesondere auch auf die Rohstoffeinsparung zurückzuführen, welche durch die erfindungsgemäße Meßvorrichtung ermöglicht wird.

Mittels der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung kann ein Gasgehalt eines Fluids zerstörungsfrei und ohne RückwirRung auf das Fluid ermittelt werden.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Meßvorrichtung eine An- zeigeeinrichtung auf, welche insbesondere vorbestimmte Be- triebskennwerte, wie den Gasgehalt des Fluids bei Betriebsdruck oder bei Atmosphärendruck anzeigt. Bevorzugt weist der Meßauf- nehmer, also eine Einrichtung, welche das erste und das zweite elektrisch leitende Element aufweist und im Rahmen der vorlie- genden Erfindung auch als Gaskonzentrationssensor (CGS-Sensor) bezeichnet wird, ais erstes elektrisch leitendes Teil ein Rohr auf, welches in seinem Inneren das zweite elektrisch leitende Teil aufnimmt, und an welchem sämtliche gegebenenfalls montier- ten Bauteile fest gegenüber diesem Rohr angeordnet sind.

Ein derartiges Rohr (erstes Teil), welches im wesentlichen kei- ne mechanisch bewegten Teile aufweist, bewirkt Verbesserungen hinsichtlich des Verschleißes sowie des Wartungsaufwandes.

Das erste und/oder das zweite elektrisch leitende Teil ist vor- zugsweise zumindest mit den sich gegebenenfalls in einem Strö- mungskanal erstreckenden Bereichen derart ausgebildet, daß Strömungsverluste, welche durch das erste oder das zweite elek- trische Teil bedingt sind, zumindest gering gehalten werden.

Insbesondere ist die Beabstandung des ersten und des zweiten elektrisch leitenden Elements sowie die Länge der ersten Fläche und der zweiten Flache dieser Elemente derart ausgebildet, daß die Strömungsverluste im Betrieb zumindest gering gehalten wer- den. Diese Maße und gegebenenfalls andere geometrische Abmaße sind vorzugsweise an die Betriebskennwerte angepaßt.

Bevorzugt ist das erste und/oder das zweite elektrisch leitende Teil in Strcmungsvichtung nach außen verjunct ausgebildet. Die Verjüngung ist insbesondere kegelartig oder halbkugelartig aus- gebildet.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann, muß jedoch nicht, mit einer Steuerungseinrichtung gekoppelt sein, welche den Betrieb der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung steuert.

Es sei angemerkt, daß der Begriff"Steuern"und der davon abge- leitete Begriff im Sinne der vorliegenden Erfindung'im Sinne einer offenen oder geschlossenen Steuerung, also einer Rege- lung, zu verstehen ist.

Die Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Meßvorrichtung ist insbesondere ein Computer. Die Meßvorrichtung weist vorzugswei- se ein cder mehrere Schnittstellen auf, über welche sie mit ex- ternen Geräten, wie einem Computer oder dergleichen, gekoppelt werden kann. Diese Schnittstellen können als Analog-oder als serielle Datenschnittstelle ausgebildet sein und sind vorzugs- weise frei konfigurierbar. Insbesondere sind die Schittstellen derart konfiguriert, àaß verschiedene Kennwerte bzw. Meßwerte, angezeigt werden, wie der aktuelle Verschäumungsgrad bzw. Gas- gehalt eines Fluids, der entsprechende, ermittelte Verschäu- mungsgrad bzw. Gasgehalt dieses Fluids bei Atmosphärendruck, die Betriebstemperatur an einer Meßstelle und der Betriebsdruck an dieser Meßstelle.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann auch ohne Anbindung eines Steuerungsrechners betrieben werden. Vorzugsweise sind hierbei verschiedene Menüfunktionen vorgesehen, wie insbesonde- re ein Menü zur Anzeige/Eingabe von Kalibrierparametern, ein Menü zum Starten der Kalibrierung, ein Menü zum Anhalten der Kalibrierung, ein Menü, über welches sich die Gasgehaltanzeige auf einen vorbestimmten Wert setzen läßt, ein Menü, über wel- ches sich eine Druckanzeige auf einen vorbestimmLen Wert setzen läßt, ein Menü, über welches sich vorbestimmre Ausgabewerte, die vorzugsweise analog ausgegeben werden, konfigurieren las- sen, sowie ein Menü zur Datensicherung.

Vorzugsweise ist die elektrische Anordnung als Wechselstrom- kreis ausgebildet, wobei die Frequenz des elektrischen Stroms bzw. der elektrischen Spannung variiert werden kann, so daß ybeim Ermitteln des Gasgehaltes eines Fluids die Frequenz der Spannung bzw. des Stroms verändert wird, welche an den Meßauf- nehmer angelegt ist.

Die erfindungsgemäße Meßvorrichtung kann wenigstens teilweise innerhalb der Wandungen eines Strömungskanals angeordnet sein, und ist gegebenenfalls an den Wandungen dieses Strömungskanals befestigt.

Vorzugsweise erstreckt sich die Meßvorrichtung dabei derart in den bzw. in dem Strömungskanal, daß zumindest ein Teil des durch diesen Strömungskanal fließenden Fluids außerhalb der Meßvorrichtung an dieser Meßvorrichtung vorbeiströmen kann.

Die Meßvorrichtung weist vorzugsweise eine Befestigungseinrich- tung auf, welche in das erste und/oder das zweite Teil ein- greift, und diese Teile in ihrer Relativlage zueinander fi- xiert.

Bevorzugt wird im Rahmen der Auswertung der Meßwerte, die vom Meßaufnehmer aufgenommen werden, der vorbestimmte elektrische Kennwert, also insbesondere die Impedanz, in einen entsprechen- den elektrischen Kennwert, also insbesondere eine Impedanz, transformiert, und zwar derart, daß die neue Impedanz die Impe- danz ist, die bei vorbestimmten Referenzbetriebskennwerten festgestellt werden würde, wobei sich diese Referenzbetriebs- kennwerte von den tatsächlichen Betriebskennwerten unterschei- den. Es wird also insbesondere ermittelt, bei welchen Betriebs- kennwerten, wie Fluiddruck und/oder Fluidtemperatur, der ermit- telte elektrische Kennwert, also insbesondere die Impedanz, er- mittelt wurde. Im Rahmen der Auswertung der Meßwerte wird der Einfluß vorbestimmrer Betriebskennwerte wie Fluidtemperatur und Fluiddruck berücksichtigt, indem, unter Berücksichtigung vorbe- stimmter Einflußparameter bzw. Betriebskennwerte, der elektri- sche Kennwert ermittelt wird, welcher bei vorbestimmten Refe- renzbetriebskennwerter. gegeben sein wird. In entsprechender Weise kann der Gasgehalt für die Betriebskennwerte, bei denen der Gasgehalt erfaßt wurde, sowie für Referenzbetriebsgegeben- heiten ermittelt und angezeigt werden. Insbesondere wird der Gasgehalt für den bei der Messung gegebenen Betriebsdruck sowie für Atmosphärendruck eymittelt. Besonders bevorzugt wird eine gegebenenfalls vorhandene Temperaturabhängigkeit berücksich- tigt, indem im Rahmen der Kalibrierung für das gleiche Fluid, also insbesondere ein gasfreies Fluid, der elektrische Kenn- wert, also insbesondere die Impedanz, für unterschiedliche Fluidtemperaturen ermittelt wurde.

Vorzugsweise wird in der Auswerteeinrichtung berücksichtigt, wenn innerhalb der Meßstrecke, also in dem Bereich, der von dem Meßauînehmer zur Ermittlung des Gasgehaltes sensiert wird, der (Betriebs) Druck des Fluids in Strömungsrichtung unterschiedlich ist.

Die Auswerteeinrichtung weist vorzugsweise einen Mikrocontrol- ler auf.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß An- spruch 28.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß An- spruch 29.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Fig. näher beschrie- ben, wodurch, ebenso wie durch die bevorzugten Ausfihrungsfor- men, die Erfindung nicht beschränkt werden soll.

Dabei zeigt : Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung in schematischer Darstellung ; Fig. 2 eine teilgeschnittene Darstellung der Fig. 1 ; Fig. 3 eine Explosionsansicht der Darstellung gemäß Fig. 2 in Teilansicht ; und Fig. 4 ein Blockschaltbild einer beispielhaften erfindungsge- mäßen Auswerteeinrichtung.

Fig. 1 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer erfin- dungsgemäßen Meßvorrichtung 10 in Teilansicht, welche mit einem Meßrohr 12 kombiniert ist bzw. ein Meßrohr 12 aufweist. Dieses Meßrohr 12 ist in seinem Querschnitt, welcher sich senkrecht zu seiner Längsachse 14 erstreckt, rotationssymmetrisch oder nicht-rotationssymmetrisch ausgebildet. Das Meßrohr 12 kann, was in Fig. 1 nicht gezeigt ist, einen runden oder rechteckigen oder quadratischen oder vieleckigen oder auf sonstige Weise ausgebildeten Querschnitt aufweisen.

Das Meßrohr 12 kann Bestandteil einer nicht dargestellten Ord- nung sein, in welcher Strömungsprozesse gegeben sind, oder es kann mit einer derartigen Anordnung verbunden werden.

In das Meßrohr 12 erstreckt sich ein Anschluß 16 für einen Drucksensor sowie ein Anschluß 18 für einen Gaskonzentrations- sensor (CGS-Sensor bzw. Meßaufnehmer).

Die Meßvorrichtung 10 weist ferner eine Auswerteeinrichtung auf, welche schematisch durch das Kästchen 20 angedeutet ist.

Diese Auswerteeinrichtung 20 ist in Fig. 1 außerhalb der Meß- rohrs 12 angeordnet, kann jedoch auch innerhalb des Meßrohrs 12 angeordnet sein. Die Auswerteeinrichtung 20 kann auch in einem anderen Bauteil der Meßvorrichtung 10, wie einem Sensor oder dergleichen angeordnet sein. Die Auswerteeinrichtung 20 ist ein fester Bestandteil der Meßvorrichtung oder lösbar mit dieser gekoppelt.

Die Anschlüsse 16,18 verlaufen im wesentlichen senkrecht zur zentrale Achse 14 des Meßrohres 12. In den jeweiligen Endberei- chen 22, 24 des Meßrohres 12 sind jeweils Anschlüsse 26, 28 ausgebildet, welche insbesondere 1/4"-ERMETO-Einschraubungen sind und das Meßrohr 12 mit externen Bauteilen verbinden können.

Fig. 2 zeigt eine teilgeschnittene Ansicht der 1.

Die den durch den Doppelpfeil 40 angedeuteten Strömungskanal umhüllende Wandung 42 des Meßrohrs 12 weist eine erste Durch- gangsöffnung 44 sowie eine zweite Durchgangsöffnung 46 auf, die sich jeweils durch diese Wandung 42 erstrecken. Die Anschlüs- se 16,18 sind insbesondere mit der Wandung 42 des Meßrohrs 12 fest verbunden. Hierzu weisen die Durchgangsöffnungen 44, 46 jeweils ein Gewinde 48,50 auf, in welche jeweils ein Außenge- winde 52,54 der Anschlüsse 16,18 eingreift. Dabei sind die Anschlüsse 16,18, was in Fig. 2 nicht dargestellt ist, insbe- sondere durch geeignete Dichtmittel gegenüber der Außenwan- dung 42 des Meßrohrs 12 abgedichtet. Innerhalb des Meßrohres 12 ist ein Gaskonzentrationssensor, der auch als Meßaufnehmer oder CGS-Sensor 174 bezeichnet wird, angeordnet, welcher in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 56 versehen ist. Dieser Gas- konzentrationssensor 56 weist ein erstes elektrisch leitendes Teil 58 sowie ein zweites elektrisch leitendes Teil 60 auf.

Das erste elektrisch leitende Teil 58 ist im wesentlichen rohr- förmig ausgebildet, wobei die Wandung 62 dieses Rohres im we- sentlichen dünn ist. Beispielsweise ist die Wandung 62 weniger als 15 mm oder weniger als 10 mm oder weniger als 5 mm oder we- niger als 3 mm dick. Die Wandung 62 weist mehrere Durchgangs- öffnungen 64, 66,68,70 auf. Das rohrförmige erste Teil 58 weist ferner eine sich in Längsrichtung durch dieses Rohr er- streckende Durchgangsöffnung 72 auf. In den Endbereichen 74,76 dieser Durchgangsöffnung 72 bzw. in den Endbereichen 78,80 des rohrförmigen erster. Teils 58, welches in Fig. 3 als Einzelteil dargestellt ist, is-c in der Wandung 62 des ersten rohrförmigen Teils 58 jeweils Gewinde 82,84 vorgesehen.

Innerhalb des Rohres 58 ist ein zweites elektrisch leitendes Teil 60 angeordnet, welches als stabförmiger Körper ausgebildet ist. Dieser stabförmige Körper weist einen im wesentlichen zy-. lindrischen Querschnitt auf, der in Fig. 2 nicht dargestellt ist. In den Endbereichen 86,88 verjüngt sich der stabförmige Körper 60 nach außen, und zwar insbesondere derart, daß er ke- gelförmig ausgebildet und gegebenenfalls abgerundet ist. Dieser stabförmige Körper 60 ist insbesondere ein sogenannter Strö- mungsparaboloid bzw. hat eine entsprechende Wirkung. Auf seinem Außenumfang 90 weist der in Fig. 3 als Einzelteil dargestellte, stabförmige Körper 60 Vertiefungen 100,102 auf, die insbeson- dere sacklochartig ausgebildet sind und jeweils mit einem Ge- winde 104,106 versehen sind.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der stabförmige Körper 60 innerhalb des Rohres 58 derart in Längsrichtung angeordnet, daß unterschiedliche Durchgangsöffnungen 64,66 in der Wandung 62 des Rohres 58 mit am Außenumfang 90 des stabförmigen Körpers 60 angeordneten Vertiefungen 102,100 fluchten, so da3 Befesti- gungsmittel 108 sich durch bzw. in diese Öffnungen 64,66,100, 102 erstrecken können und somit den stabförmigen Körper 60 ge- genüber dem Rohr 58 fixieren können.

Da das Rohr 58 und der stabförmige Körper 60 ein unterschiedli- ches elektrisches Potential aufweisen können, sind diese Befe- stigungsmittel 108 derart ausgebildet, daß sie eine Isolations- wirkung zwischen dem stabförmigen Körper 6G und dem Rohr 58 be- wirken ; beispielsweise werden Isolierbuchsen verwendet. Die Be- <BR> <BR> <BR> <BR> festigungsmittel stützen sich insbesondere von der Rohraußen- seite gegen die Außenoberfläche des Rohres ab und weisen ein Gewinde auf, welches in die mit Gewinden 104, 106 versehenen Bohrungen 100,102 eingreifen. Hierbei können, müssen jedoch nicht, Distanzmittel vorgesehen sein, welche eine bestimmte Be- abstandung zwischen dem stabförmigen Körper 60 und dem Rohr 58 bewirken.

Die Befestigungsmittel 108 können jeweils einteilig-oder mehr- teilig ausgebildet sein.

Der Außendurchmesser des stabförmigen Körpers 60, der durch ei- nen Doppelpfeil 112 schematisch angedeutet ist, und im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als d2 mit zugehörigem Radi- us r2 bezeichnet wird, ist kleiner als der Innendurchmesser des Rohres 58, der durch den Pfeil 114 schematisch angedeutet ist und der im Rahmen der vorliegenden Erfindung als dl mit zugehö- rigem Radius ri bezeichnet wird. Das Rohr 58 weist im übrigen die Lange 11 auf.

Durch diese vorgenannten Durchmesserdifferenzen wird bewirkt, daß sich zwischen dem stabförmigen Teil 60 und dem Rohr 58 in radialer Richtung ein Zwischenraum 116 erstreckt, durch welchen ein Fluid strömen kann, welches auf seinen Gasgehalt hin zu überprüfen ist.

In. Fig. 2 ist ferner dargestellt, daß der stabförmige Körper 60 in Längsrichtung kürzer als das Rohr 58 ist.

Die Gewinde 82,84, welche in den Endbereichen 78,80 des Roh- res 58 vorgesehen sind, greifen jeweils, und dies ist in Fig. 2 nur für eine Seite dargestellt, in Befestigungsmittel ein, die in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 118 versehen sind.

Insbesondere ist eine Isolierbuchse 120 vorgesehen, welche in das Gewinde 82,84 eingreift und hierzu ein Gewinde 122 auf- weist. Die Isolierbuchse, welche im wesentlichen rotationssym- metrisch ausgebildet ist und eine Durchgangsöffnung 124 mit un- terschiedlichen Innendurchmessern aufweist, weist ferner in dieser sich in Längsrichtung der Isolierbuchse 120 erstrecken- den Durchgangsöffnung 124 ein zweites Gewinde 126 auf, welches in ein Gewinde 128 eines Befestigungselements 130 eingreift.

Das Befestigungselement 130 weist ebenfalls sich in Längsrich- tung erstreckende Durchgangsöffnung 132 auf. Der Innendurchmes- ser dieser Durchgangsöffnung ist dabei insbesondere-gestuft ausgebildet, so daß in Öffnungslängsrichtung unterschiedliche Durchmesser vorhanden sind. Das Befestigungselement 130 ist insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet und weist unter- schiedliche Außendurchmesser auf. Ferner weist das Befestigung- selement 130 insbesondere Befestigungslaschen 134 auf, welche als umlaufender Steg oder als einzelne Stege im Umfangsrichtung außen an das Befestigungselement 130 angeflanscht sind. Diese Befestigungslaschen 134 kontaktieren im montierten Zustand Ste- ge 137, welche mit der Außenwandung 62 des Rohres 58 verbunden sind und sich insbesondere radial von dieser Außenwandung 62 nach innen erstrecken. Die Stege 137 können derart ausgebildet sein, daß sie eine geschlossene Fläche darstellen, also insbe- sondere kreisringförmig ausgebildet sind, oder aus einer Mehr- zahl von Einzelstegen bestehen, so daß während eines Strömungs- prozesses Fluid in den Zwischenbereich 136, welcher sich außer- halb des Rohres 58 zwischen diesem Rohr und der Wandung 42 des Meßrohres erstreckt, eindringen kann.

Durch die Öffnung 70 erstreckt sich der Anschluß für den Druck- sensor bzw. ein Drucksensor, welcher den Druck des Fluids im Zwischenraum 116 zwischen dem stabförmigen Körper 60 und dem Rohr 58 erfassen kann. Durch die Öffnung 68 erstreckt sich ein nicht dargestellter Temperatursensor, welcher mit dem An- schluß 18 in Verbindung steht. Dieser nicht dargestellte Tempe- ratursensor kann innerhalb des Rohres 58 die Temperatur des auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluids erfassen. Der An- schluß 18 steht ferner mit dem Gaskonzentrationssensor in Ver- bindung, und zwar derart, daß der Gaskonzentrationssensor bzw. der Meßaufnehmer 56 in eine elektrische Anordnung elektrisch integriert ist.

Somit ist der Gaskonzentrationssensor 56 als eine Art Rings- paltkondensator ausgebildet, so daß über die sich an diesem Kondensator einstellende Admittanz bzw. Impedanz, welche von der Zusammensetzung des Fluids abhängt, welches sich im Rings- palt befindet, also insbesondere auch von dem Gasgehalt dieses Fluids.

Über Isoliermittel bzw. eine Isolierbuchse 120 wird das Rohr 58 vom Meßrohr 12 bzw. der Auswerteeinrichtung 20 elektrisch ge- trennt. Das Rohr 58 kann sich konzentrisch um den stabförmigen Körper 60 erstrecken. Dies ist allerdings nicht zwangsläufig erforderlich, da bei einem Ringspaltkondensator die Impedanz bzw. Admittanz durch Exzentritäten, also einen nicht konzen- trisch angeordneten Innenkörper 58, im wesentlichen nicht be- einflußt wird.

Insbesondere das Rohr 58 und der stabförmige Körper 60 bestehen aus einem Material, welches derart ausgewählt ist, daß die ge- messenen Impedanzen im wesentlichen nicht einem durch den Gas- konzentrationssensor 56 bedingten Temperatureinfluß unterlie- gen.

Die Auswerreeinrichtung 20 kann den Gaskonzentrationssensor über eine nicht dargestellte Signalverbindung mit einem Wech- selstrom beaufschlagen, so daß die sich infolge dieses Wechsel- stroms einstellende Impedanz am Gaskonzentrationssensor erfaßt werden kann. Hierzu kann insbesondere auch ein durchstimmbarer Frequenzgenerator verwendet werden, welcher insbesondere einen nachgeschalteten Impedanz-bzw. Admittanzbaustein aufweist. Die Frequenzen des Frequenzgeneratcrs bzw. die vom Freauenzgenera- tor vorgegebenen Frequenzen werden insbesondere in Abhängigkeit des auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluids geeignet aus- gewählt, und zwar derart, daß sich möglichst AdmitLanzen am Gaskonzentrationssensor 56 ergeben, bei welchen in Abhängigkeit des Gasgehalts möglichst signifikante Notsignaländerungen, also insbesondere Änderungen der Admittanzen bzw. Impedanzen, wir- ken.

Die Frequenz des Wechselstroms kann beispielsweise niedrig sein, z. B. unter 100 Hz liegen, so daß praktisch nur der reale Anteil des Widerstands einer elektrisch leitenden Flüssigkeit bestimmt werden kann. Insbesondere kann auch mittels eines di- gitalen Synthesizers die Durchstimmung bei unterschiedlichen Frequenzen erfolgen.

Die in der Auswerteeinrichtung 20 ermittelten Impedanzen bzw.

Admittanzen des sich im Zwischenraum 116 befindenden Fluids werden zur Ermittlung des Gasgehalts dieses Fluids verwendet.

Hierzu wird die mittels des Temperatursensors gemessene Be- triebstemperatur des Fluids sowie der mittels des Drucksensors gemessene Betriebsdruck des Fluids berücksichtigt. Ferner wer- den Referenzwerte berücksichtigt. Diese Referenzwerte sind ins- besondere Impedanzen, welche für dieses Fluid im gasfreien Zu- stand ermittelt wurden. Vorzugsweise werden mehrere Referez- werte verwendet, die sich dadurch unterscheiden, da3 bei unter- schiedlichen Temperaturen des Referenzfluids, also des gasfrei- en Fluids, die Impedanz bzw. Admittanz dieses Fluids ermittelt wurde.

Ferner wird die Admittanz bzw. Impedanz für ein Gas ermittelt, wobei es grundsätzlich nicht auf die Art des Gases, also dessen chemische Zusammensetzung, sondern lediglich auf den gasförmi- gen Zustand ankommt.

Anhand dieser Impedanzen für die Extremzustände, also den Ex- tremzustand"0% Gas im Fluid" und "100% Gas im Fluid", kann durch Erfassung der Impedanz bzw. Admittanz eines Fluids unbe- kannter Zusammensetzung auf den Gasgehalt geschlossen werden.

Dieser Gasgehalt wird in Volumenprozent angezeigt. Eine gegebe- nenfalls bestenende Druckabhängigkeit kann berücksichtigt wer- den, indem die jeweiligen Werte auf atmosphärischen Druck gemäß einer vorbestimmten Charakteristik umgerechnet werden. Hier- durch wird ferner eine Vergleichbarkeit des ermittelten Gasge- halts bei verschiedenen Betriebsdrücken ermöglicht. Der Be- triebsdruck wird über den Drucksensor erfaßt.

In entsprechender Weise wird die Betriebstemperatur'des Fluids über einen nicht dargestellten Temperatursensor ermittelt. Aus den jeweils unterschiedlichen (Referenz) Temperaturen zugeordne- ten Referenzwerten können dann zur Auswertung die Referenzwerte verwendet werden, die einer Referenztemperatur zugewiesen sind, die der erfaßten Betriebstemperatur entspricht. Sofern keine der ermittelten Betriebstemperatur entsprechende Referenztempe- ratur bereitgestellt wird, kann anhand der bereitgestellten Re- fernztemeratur bzw. Referenzwerte mittels geeigneter Verfahren oder Berechnungen, wie Schätzung oder lineare Extrapolation oder lineare Interpolation oder dergleichen, ermittelt die ent- sprechende Referenzimpedanz bzw. der Referenzgasgehalt ermit- telt werden.

Die mechanischen Bauelemente der erfindungsgemäßen Meßvorrich- tung, also insbesondere der Meßaufnehmer 174 bzw. dessen er- stes 58 und dessen zweites Teil 60, sind vorzugsweise aus Edel- stahl gefertigt. Die Isoliermittel und insbesondere die Iso- lierbuchse 120 sind vorzugsweise aus einem hochwertigen Kunst- stoff gefertigt.

Diese Werkstoffwahl, auf welche die erfindungsgemäße Meßvor- richtung allerdings nicht beschränkt ist, bewirkt eine hohe chemische Resistenz bei hoher Temperaturfestigkeit.

Fig. 3 zeigt eine teilgeschnittene Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung.

Zur Montage wird der stabförmige Körper 60 in Richtung des Pfeils 150 in das Rohr 58 axial eingeschoben und über die Befe- stigungsmittel 108, welche sich durch die Durchgangsöffnun- gen 64,66 in die Lochbohrungen 100,102 erstrecken und welche isolierend ausgebildet sind, befestigt. Vorzugsweise ist diese Befestigung als Schraubbefestigung ausgebildet. Auch andere Be- festigungsarten, wie mittels einer Preßpassung oder derglei- chen, sind erfindungsgemäß bevorzugt. anschließend wird in den Orientierungen der axiaien Richtung des Rohres 58, also aus Richtung der Pfeile 150, 152, jeweils eine Isolierbuchse 120 an dem Rohr 58 befestigt, in welche, je- weils außenliegend, ein Befestigungselement 130 eingreift, wel- ches über nicht dargestellte Stege 137 mit einem ebenfalls nicht cargestellten Meßrohr 12 verbunden wird. Die Verbindung zwischen den Stegen 137 und den Befestigungslaschen 134 der Be- festigungselemente 130 kann beispielsweise als eine Schraubver- bindung oder eine Schweißverbindung oder eine Preßpassung oder dergleichen ausgebildet sein. Ein mit dem Anschluß 16 verbunde- ner Drucksensor erstreckt sich durch die Durchgangsöffnung 70 der Wandung 62 des Rohrs 58, so daß dieser Drucksensor den Fluiddruck im Inneren des Rohres erfassen kann.

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer Auswerteeinheit, welche ebenfalls SXeuerungsaufgaben übernehmen kann, und welche die Admittanz eines auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluids, welches im Zwischenraum zwischen einem ersten 58 und einem zweiten elektrisch leitenden Teil 60 angeordnet ist, überprüfen kann.

Die Admittanz ist im Sinne der vorliegenden Erfindung insbeson- dere die komplexe Admittanz, also eine komplexe Größe.

Die Auswerteeinrichtung kann die komplette Admittanz insbeson- dere automatisch ermitteln kann und weist einen Mikrocontroller auf. In diesem Mikrocontroller ist insbesondere ein RAM-, ein EPROM-und/oder ein EEPROM-Speicher integriert. Dieser Mikro- <BR> <BR> <BR> <BR> contro ler 70 stehL m_t weiteren Bauelementen n Signalverbin dung. Hierzu können Datenleitungen vorgesehen sein, oder die Signalübertragung kann berührungslos erfolgen. Insbesondere ist der Mikrocontroller 170 mit einem Frequenzgenerator verbunden.

Der Frequenzgenerator 172 erzeugt ein Ausgangssignal, welches insbesondere sinusförmig ausgebildet ist. Dieses Ausgangssignal hat eine vorbestimmte Frequenz, welche insbesondere variiert werden kann. Insbesondere hat der Frequenzgenerator 172 einen Arbeitsbereich von 1 Hz bis 100 kHz.

Das Ausgangssignal des Frequenzgenerators wird an einen CGS- Sensor bzw. einen Meßaufnehmer 174 übermittelt, der insbesonde- re derart angeordnet ist und ausgebildet sein kann, wie es an- hand der Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Dieser CGS-Sensor 174 erzeugt Ausgangssignale, welche mittels eines Analogschal- ters 178 an einen Impedanzwandler 180 übermittelt werden. Der Analogschalter 178 steht insbesondere mit dem Mikrocontrol- ler 170 in Signalverbindung. Mittels des Analogschalters kann ferner ein von einem Drucksensor 176 erzeugtes Signal, welches insbesondere in der Art angeordnet ist, wie es anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert wurde, an den Impedanzwandler 180 über- tragen werden. Der Impedanzwandler 180 erzeugt ein Ausgangs- signal, welches einem Baustein 182 zugeführt wird, der die Ad- mittanz eines Fluids ermittelt, welches in einem Zwischenraum zwischen einem ersten elektrischen Element 58 und einem zweiten elektrisch leitenden Element 60 des CGS-Sensors 174 angeordnet ist, und zwar insbesondere sowohl den Betrag als auch die Pha- senlage dieser Admittanz. Diese Admittanz ermittelt der Bau- stein 182 ferner in Abhängigkeit des Erregersignals, welches von dem Frequenzgenerator 172 erzeugt wurde. Hierzu wird dieses jeweilige Erregersignal ebenfalls an den Baustein 182 übermit- telt, wie durch den Pfeil 184 angedeutet ist. Ein Ausgangs- signal des Bausteins 132 kann in Abhängigkeit des Schaltzu- stands des Analogschalters 186 auf den A/D-Wandler 188 übertra- gen werden, so daß in diesem A/D-Wandler 188 das Eingangssignal digitalisiert wird, und somit ein digitalisiertes Ausgangs- signal bereitgestellt wird. Der Analogschalter 186 steht ferner mit dem Mikroconzroller 170 in Signalverbindung.

Das digitalisierte Ausgangssignal des A/D-Wandlers 188 wird mittels eines BUS-Systems an den Mikrocontroller 170 übermit- telt.

Während der Mikrocontroller 170 mit dem Freauenzgenerator 172 sowie dem A/D-Wandler 188 über Datenleitungen verbunden ist, ist der Mikrocontroller 170 mit dem Analogschalter 178 bzw. dem Analogschalter 186 über Steuerleitungen verbunden, wie durch die Pfeile 190,191 schematisch angedeutet ist. In diesem Zu- sammenhang sei angemerkt, daß - auch wenn im Rahmen dieser Of- fenbarung von Steuerleitungen oder Datenleitungen gesprochen wird-die Signalübertragung jeweils über verkörperte Leitungen oder dergleichen erfolgen kann oder durch geeignete Einrichtun- gen berührungslos.

Mittels der Steuerleitung 190, über welche Signale vom Mikro- controller 170 an den Analogschalter 178 übertragen werden kön- nen, kann der Mikrocontroller 170 steuern, ob der Analogschal- ter 178 ein Ausgangssignal des CGS-Sensors 174, also insbeson- dere ein Signal, welches die komplexe Admittanz. anzeigt, oder ein ausgangssignal des Drucksensors 176, also insbesondere ein Signal, welches den Betriebsdruck im Meßrohr 12 oder den Be- triebsdruck im Rohr 58 anzeigt, empfängt und verarbeitet.

In entsprechender Weise kann der Mikrocontroller 170 über die Steuerleitung 190 steuern, ob der Analogschalter 186 ein Aus- gangssignal des Bausteins 182, welches vom Betriebsdruck abhän- gen kann oder von der Admittanz abhängen kann oder ein Aus- gangssignal des Temperatursensors 194, welches insbesondere die Betriebstemperatur im Meßrohr 12 oder im Rohr 58 anzeigt, an den A/D-Wandler 188 ubermittelt.

Anhand der an den Analogschalter 186 bzw. an den A/D-Wand- ler 188 vom Baustein 182 übermittelten Signale werden im Mikro- control ler 170 vorbestimmte Fluidkennwerre bestimmte, wie ins- besondere der Gasgehalt des Fluids. Dieser Gasgehalt kann für den Betriebsdruck oder nach gegebenenfalls vorgesehener Umrech- nung für einen Referenzdruck, wie atmosphärischen Druck, ange- geben werden.

Nach Bestimmung dieser vorbestimmten Fluidkennwerte steuert der Mikrocontroller 170 den Analogschalter 186 an, so daß dieser anstelle der von Baustein 182 zugeführten Signale die Ausgangs- signale des Temperatursensors 192 an den A/D-Wandler 188 über- mittelt. Anhand dieser Ausgangssignale des Temperatursen- sors 192, die die Betriebstemperatur des auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluids anzeigen, kann im Mikrocontroller 170 eine gegebenenfalls bestehende Temperaturabhängigkeit des Gas- gehalts des auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluids be- rücksichtigt werden.

Hierzu wird insbesondere eine Temperaturzuordnung zu verschie- denen Referenzwerten verwendet.

Der Mikrocontroller 170 steuert ferner einen BUS-Treiber 194 an, welcher ausgangsseitig ein Schnittstellensignal erzeugt, welches insbesondere ein cenormtes RS232-Schnittstellensignal ist. Dieses Schnittstellensignal kann verwendet werden, um die Auswerteeinrichtung mit einem Computer zu koppeln.

Der Mikrocontroller 170 steht ferner mit einem Baustein 196 in Verbindung, welcher einen Digital-/Analog-Konverter sowie einen diesem nachgeschalteten Spannungs-/Stromwandler aufweist. Die- ser Baustein 196 stellt ausgangsseitig Signale bereit, welche vorbestimmte Betriebskennwerte, insbesondere den Gasgehalt im auf seinen Gasgehalt zu überprüfenden Fluid anzeigt. Diese Aus- gangssignale werden insbesondere als Spannungssignale oder als Stromsignale bereitgestellt. Insbesondere können die Ausgangs- signale als 0 bis 10 Volt-Pegel oder als 4 bis 20 mA-Signal be- reitgestellt werden. Ausgangsseitig kann der Baustein 196 mit einer Prozeßregeleinrichtung, welche insbesondere analog ausge- bildet ist, gekoppelt sein. Diese nicht dargestellte Prozeßre- geleinrichtung kann unterschiedlichste Funktionen aufweisen, wie beispielsweise die Steuerung bzw. Regelung des einem Her- stellungsprozeß zugeführten Gases, mit welchem ein Fluid begast werden soll.

Bezugszeichen 10 erfindungsgemäße Meßvor-' richtung 12 Meßrohr 14 Längsachse von 12 16 Anschluß Drucksensor 18 Anschluß fiar Temperatursen- sor und CGS-Sensor 20 Auswerteeinrichtung 22 Ende von 12 24 Ende von 12 26 Anschluß von 12 28 Anschluß von 12 30 1/4"-ERMETO-Einschraubung 32 "-ERMETO-Einschraubung 40 Strömungskanal 42 Wandung von 12 44 Durchgangsöffnung in 42 46 Durchgangsöffnung in 42 48 Gewinde von 44 50 Gewinde von 46 52 Außengewinde von 18 54 Außengewinde von 16 56 Gaskonzentrationssensor, Meßaufnehmer 58 erstes elektrisch leitendes Teil, Rohr 60 zweites elektrisch leiten- des Teil, stabformiger Kör- per 62 Wandung 64 Durchgangsöffnung in 62 66 Durchgangsöffnung in 62 68 Durchgangsö-fnung in 62 70 Durchgangsöffnung in 62 72 Durchgangsöffnung in 62 74 Endbereich von 72 76 Endbereich von 72 78 Endbereich von von 80 Endbereich von 58 82 Gewinde von 62 84 Gewinde von 62 86 Endbereich von 60 88 Endbereich von 60 90 Außenumfang von 60 100 Vertiefunge in 60 102 Vertiefunge in 60 104 Gewinde in 60 106 Gewinde in 60 108 Befestigungsmittel 112 Außendurchmesser von 60 114Innendurchmesser von 58 116 Zwischenraum zwischen 58 und 60 118 Befestigungsmittel 120 Isolierbuchse 122 Gewinde 124 Durchgangsöffnung in 120 126 zweites Gewinde 128 Gewinde 130 Befestigungselement <BR> <BR> <BR> <BR> 132 Durchgangsöffnung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 134 Befestigungslasche 136 Zwischenbereich 137 Steg <BR> <BR> <BR> <BR> 150 Pfeil<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 152 Preil 170 Mikrocontroller 172Frequenzgenerator <BR> <BR> <BR> <BR> 174 Meßaufnehmer/CGS-Sensor 175 Impedanzwandler 176 (Betriebs)Drucksensor 178 Analogschalter 180 Impedanzwandler 182 Baustein 184 Pfeil 186 Analogschalter 188 A/D-Wandler 190 Steuerleitungen (schematisch) 191 Pfeil 192 (Betriebs) Temperatursensor 194 BUS-Treiber 196 Baustein 198 Baustein