Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einrichtung eines Clamp-On-Ultraschall- Messgeräts an einer Rohrleitung zur Messung einer Medieneigenschaft eines durch die Rohrleitung strömenden Mediums und ein solches Clamp-On-Ultraschall-Messgerät, wobei das Clamp-On-Ultraschall-Messgerät mindestens einen Clamp-On- Ultraschallwandler aufweist.

Clamp-On-Ultraschall-Messgeräte und Vorrichtungen zur Kontaktierung von Clamp-On- Ultraschallwandlern an einer Rohrleitung sind bereits bekannt wie beispielsweise in der DE102020111122B4 gezeigt. Jedoch ist die Kontaktierung bzw. akustische Kopplung von Clamp-On-Ultraschallwandlern bei Rohrleitungen mit rauer Außenfläche wie beispielsweise bei faserhaltigen Rohrleitungen wie beispielsweise aus Asbestzement problematisch, da langzeitstabile Lösungen schwierig umsetzbar sind. Beispielsweise bei Anwendung von Fett auf solchen Rohrleitungen zieht das Fett in die Wandung der Rohrleitung ein, so dass die ursprüngliche Koppelfunktion verloren geht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein robustes und langzeitstabiles Verfahren zur Einrichtung eines Clamp-On-Ultraschall-Messgeräts und ein solches Clamp-On- Ultraschall-Messgerät vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie durch ein Clamp-On-Ultraschall-Messgerät gemäß dem unabhängigen Anspruch 14.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Einrichtung eines Clamp-On-Ultraschall- Messgeräts an einer Rohrleitung zur Messung einer Medieneigenschaft eines durch die Rohrleitung strömenden Mediums, weist das Clamp-On-Ultraschall-Messgerät mindestens einen Clamp-On-Ultraschallwandler auf, wobei die Rohrleitung eine Wandung mit einer Außenfläche aufweist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine Versiegelungsschicht umfassend eine fließfähige Masse auf einen Abschnitt der Außenfläche aufgebracht wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt die Versiegelungsschicht aushärtet oder zum Aushärten veranlasst wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt während oder nach Aushärten einer des mindestens einen Clamp-On-Ultraschallwandlers auf der Versiegelungsschicht positioniert wird.

Auf diese Weise kann ein guter akustischer, langzeitstabiler Kontakt zwischen Clamp- On-Ultraschallwandler und Rohrleitung bei einfacher Entfernbarkeit des Clamp-On- Ultraschallwandlers erreicht werden.

Aushärten bedeutet in diesem Zusammenhang, dass aus einer fließfähigen Masse eine elastische Masse wird, welche je nach Ausgangsmaterial beispielsweise eine Elastizität wie Gummi oder auch wie ein Metall aufweist.

In einer Ausgestaltung ist die fließfähige Masse eine plastische, selbstständig aushärtende Masse und umfasst zumindest eines der folgenden Materialien:

Silikon, Acryl, PU, Kleber wie beispielsweise Ein- oder Zweikomponentenkleber, Kitt, Epoxid, Lack, Farbe, Beton, Mörtel.

In einer Ausgestaltung wird die fließfähige Masse durch Erwärmung in einen fließfähigen Zustand gebracht, härtet durch Abkühlung aus und umfasst zumindest eines der folgenden Materialien:

Ein Lot, ein Glas, einen Schmelzkleber.

In einer Ausgestaltung wird die Aushärtung durch UV-Licht gesteuert.

In einer Ausgestaltung wird die Versiegelungsschicht durch wobei die Versiegelungsschicht durch additive Fertigung wie Auftragsschweißen, Sintern wie beispielsweise Lasersintern oder Vulkanisieren aufgebracht wird.

In einer Ausgestaltung wird zwischen Clamp-On-Ultraschallwandler der Masse eine Trennvorrichtung eingerichtet.

Mittels der Trennvorrichtung kann bei einer plastischen, selbstständig aushärtenden Masse während oder nach der Aushärtung eine geometrische Form der Masse beeinflusst, oder ein Verkleben des Clamp-On-Ultraschallwandlers mit der Masse verhindert werden. Beispielsweise bei vor der Aushärtung flüssigen Materialien wie beispielsweise Lot kann eine durch Aushärtung entstehende Oberflächenrauheit unschädlich gemacht werden.

In einer Ausgestaltung weist die Trennvorrichtung ein Blech bzw. eine Folie oder ein Gewebe auf und weist eine Dicke von höchstens 10 Millimetern, und insbesondere höchstens 3 Millimetern und bevorzugt höchstens 1 Millimetern auf.

In einer Ausgestaltung ist die Trennvorrichtung scheibenförmig, und insbesondere mit geometrischen Abmessungen des Clamp-On-Ultraschallwandlers abgestimmt.

In einer Ausgestaltung weist die Trennvorrichtung zumindest eines der folgenden Materialien auf: ein Kunststoff wie beispielsweise PET, PE, PVC, PS, PEI, PI, ein Metall wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder ein Edelstahl, Metalllegierungen wie Bronze oder Messing eine Keramik oder ein Glas.

In einer Ausgestaltung weist die Trennvorrichtung mindestens auf einer Seite eine Beschichtung auf, welche Beschichtung selbstklebend, haftverstärkend oder haftmindernd ist.

In einer Ausgestaltung weist die Trennvorrichtung ein Volumen auf oder bildet ein Volumen aus, in welchem die aushärtbare Masse angeordnet ist.

Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Masse vor oder während der Aushärtung ihre Position nicht ändert.

In einer Ausgestaltung weist der Clamp-On-Ultraschallwandler folgendes auf: ein Wandlerelement; einen Koppelkörper mit einer ersten, der Rohrleitung abzuwendenden Seite und einer zweiten, der Rohrleitung zuzuwendenden Seite, wobei das Wandlerelement auf der ersten Seite angeordnet ist, eine Unterlage, welches auf der zweiten Seite des Koppelkörpers angeordnet ist, wobei die Unterlage aus einem plastischen oder elastischen Material wie beispielsweise Silikon oder Acryl gefertigt ist, wobei bei Positionierung des Clamp-On-Ultraschallwandlers die Unterlage den akustischen und mechanischen Kontakt zur Trennvorrichtung oder zur Versiegelungsschicht ausbildet.

Ein erfindungsgemäßes Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessgerät eingerichtet nach einem Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche umfassend: zumindest einen Clamp-On-Ultraschallwandler mit einem Wandlerelement, einen Koppelkörper mit einer ersten, der Rohrleitung abzuwendenden Seite und einer zweiten, der Rohrleitung zuzuwendenden Seite, wobei das Wandlerelement auf der ersten Seite angeordnet ist, eine Unterlage, welches auf der zweiten Seite des Koppelkörpers angeordnet ist, wobei bei Positionierung des Clamp-On- Ultraschallwandlers die Unterlage den akustischen und mechanischen Kontakt zur Trennvorrichtung oder zur Versiegelungsschicht ausbildet; eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung, welche dazu eingerichtet ist, den zumindest einen Clamp-On-Ultraschallwandler zu betreiben, Messsignale des zumindest einen Clamp-On-Ultraschallwandlers auszuwerten und Messwerte einer Messgröße bereitzustellen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.

Fig. 1 beschreibt ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Verfahren;

Fig. 2 zeigt eine Skizze eines Ausschnitts einer Frontansicht auf einen beispielhaften erfindungsgemäß eingerichteten Clamp-On-Ultraschallwandler;

Fig. 3 skizziert einen Schnitt durch einen schematischen Clamp-On-Ultraschallwandler;

Fig. 4 skizziert ein beispielhaftes Clamp-On-Ultraschallmessgerät.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren 100 zur Einrichtung eines Clamp-On-

Ultraschall-Messgeräts 1 wie in Fig. 1 skizziert, wird in einem ersten Verfahrensschritt 101 eine fließfähige Masse 21 auf eine Außenfläche 211 einer Wandung 210 einer Rohrleitung 200 mit rauer Oberfläche aufgetragen, welche Masse eine Versiegelungsschicht 20 ausbildet.

In einer Ausgestaltung ist die fließfähige Masse eine plastische, selbstständig aushärtende Masse und umfasst zumindest eines der folgenden Materialien:

Silikon, Acryl, PU, Kleber wie beispielsweise Ein- oder Zweikomponentenkleber, Kitt, Epoxid, Lack, Farbe, Beton, Mörtel.

In einer Ausgestaltung wird die fließfähige Masse durch Erwärmung in einen fließfähigen Zustand gebracht, härtet durch Abkühlung aus und umfasst zumindest eines der folgenden Materialien:

Ein Lot, ein Glas, einen Schmelzkleber.

Mit Aushärten beispielsweise durch Abkühlen oder Erhitzen oder Warten nimmt die vormals fließfähige Masse einen elastischen Zustand ein, wobei die Versiegelungsschicht an eine Oberflächenbeschaffenheit der Außenfläche der Rohrleitung angepasst ist und diese versiegelt. Auf diese Weise kann eine langzeitstabile akustische Kopplung zwischen Rohrleitung und Clamp-On- Ultraschallwandler sichergestellt werden.

In einer Ausgestaltung kann auf die die Masse 21 eine Trennvorrichtung 30 aufgebracht sein, welche beispielsweise als Blech bzw. Folie, ein Gewebe oder eine Scheibe ausgearbeitet ist. Die Trennvorrichtung kann dabei zumindest eines der folgenden Materialen: einen Kunststoff wie beispielsweise PET, PE, PVC, PS, PEI, PI, ein Metall wie beispielsweise Aluminium oder ein Edelstahl, eine Keramik oder ein Glas aufweisen.

Nach Aushärtung der Masse 21 kann die Trennvorrichtung entfernt werden, so dass der Ultraschallwandler einen direkten mechanischen Kontakt zur Versiegelungsschicht eingehen kann, ohne dass Gefahr eines Festklebens entsteht. Dies kann beispielsweise bei nach Aushärtung weichen elastischen Versiegelungsschichten wie beispielsweise bei Silikon vorteilhaft sein. Nach Aushärtung der Masse kann die Trennvorrichtung aber auch erhalten bleiben. Dies kann bei harten elastischen Versiegelungsschicht wie beispielsweise Beton vorteilhaft sein. In diesem Fall kann eine scheibenförmige Trennvorrichtung aus einem Metall, Keramik oder Glas vorteilhaft sein. Mittels der Trennvorrichtung kann bei einer plastischen, selbstständig aushärtenden Masse während oder nach der Aushärtung eine geometrische Form der Masse beeinflusst, oder ein Verkleben des Clamp-On-Ultraschallwandlers mit der Masse verhindert werden. Beispielsweise bei vor der Aushärtung flüssigen Materialien wie beispielsweise Lot kann eine durch Aushärtung entstehende Oberflächenrauheit unschädlich gemacht werden.

In einem dritten Verfahrensschritt während oder nach Aushärten wird einer von mindestens einem Clamp-On-Ultraschallwandler 10 des Clamp-On-Ultraschall- Messgeräts 1 auf der Trennvorrichtung bzw. der Versiegelungsschicht positioniert.

Auf diese Weise kann ein robustes und langzeitstabiles Verfahren zur Einrichtung eines Clamp-On-Ultraschall-Messgeräts umgesetzt werden.

Fig. 2 zeigt eine Skizze eines Ausschnitts einer Frontansicht auf einen beispielhaften erfindungsgemäß eingerichteten Clamp-On-Ultraschallwandler, wobei auf einer Rohrleitung 200 mit einer Wandung 210 und einer Außenfläche der Wandung 211 eine Versiegelungsschicht 20 mit einer Masse 21 aufgebracht ist, wobei die Masse erfindungsgemäß ausgehärtet ist. Mit Aushärtung ist ein Clamp-On-Ultraschallwandler 10 auf der Versiegelungsschicht positioniert, wobei wie hier gezeigt eine Trennvorrichtung 30 zwischen Versiegelungsschicht und Ultraschallwandler angeordnet sein kann. Alternativ kann auf die die Trennvorrichtung jedoch verzichtet werden oder sie kann vor Positionierung des Clamp-On-Ultraschallwandlers entfernt werden. Die Trennvorrichtung kann beispielsweise auf einer der Rohrleitung abzuwendenden Seite der Versiegelungsschicht eine konvexe Einhüllende ausbilden und die Versiegelungsschicht umgreifen, wobei eine der Rohrleitung zuzuwendende Seite frei bleibt. Die Trennvorrichtung kann eine Beschichtung 31 aufweisen, welche Beschichtung selbstklebend, haftverstärkend oder haftmindernd wirkt. Die Hafteigenschaft der Beschichtung kann somit an die Versiegelungsschicht und/oder an den Clamp-On-Ultraschallwandler angepasst werden. Fig. 3 skizziert einen Schnitt durch einen beispielhaften Clamp-On-Ultraschallwandler 10, welcher ein Wandlerelement 11 , einen Koppelkörper 12 und eine Unterlage 13 aufweist. Das Wandlerelement 11 ist auf einer ersten, der Rohrleitung abzuwendenden Seite 12.1 des Koppelkörpers angeordnet. Die Unterlage 13 ist auf einer zweiten, der Rohrleitung zuzuwendenden Seite 12.2 des Koppelkörpers angeordnet.

Ultraschallsignale sind durch das Wandlerelement erzeugbar sowie empfangbar. Üblicherweise weisen Clamp-On-Ultraschallwandler auch ein Gehäuse 14 auf, welches das Koppelelement führt und positioniert und gegebenenfalls die Trennvorrichtung abschnittsweise formt. Üblicherweise werden Clamp-On-Ultraschallwandler beispielsweise mittels einer Verschraubung oder einer Federvorrichtung gegen die Außenfläche der Rohrleitung gepresst.

Fig. 4 skizziert ein beispielhaftes Clamp-On-Ultraschallmessgerät 1 mit zwei entlang einer Rohrleitungsachse versetzen Ultraschallwandlern 10 und einer elektronischen Mess-/Betriebsschaltung 40, welche dazu eingerichtet ist, die Clamp-On- Ultraschallwandler zu betreiben, Messsignale der Clamp-On-Ultraschallwandlers auszuwerten und Messwerte einer Messgröße bereitzustellen.

Das hier gezeigte Clamp-On-Ultraschallmessgerät kann beispielsweise ein Ultraschall- Durchflussmessgerät nach dem Laufzeit- oder Laufzeitdifferenzenprinzip sein. Alternativ kann die Erfindung auch bei Clamp-On-Ultraschallmessgeräten nach dem Dopplerprinzip angewandt werden. Der Fachmann ist dabei nicht auf die Messung eines Durchflusses beschränkt, sondern kann die Erfindung auch beispielsweise bei Füllstandmessungen oder ähnlichem anwenden.

Bezugszeichenliste

I Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessgerät

10 Clamp-On-Ultraschallwandler

I I Wandlerelement

12 Koppelkörper

12.1 erste Seite

12.2 zweite Seite

13 Unterlage

14 Gehäuse

20 Versiegelungsschicht

21 Masse

30 Trennvorrichtung

31 Beschichtung

40 elektronische Mess-/Betriebsschaltung

100 Verfahren

101 erster Verfahrensschritt

102 zweiter Verfahrensschritt

103 dritter Verfahrensschritt

200 Rohrleitung

210 Wandung

211 Außenfläche