Die Erfindung betrifft Messanordnung zum Ermitteln einer Eigenschaft eines mehrphasigen, fließfähigen Mediums.

Mittels Mikrowellen lassen sich die physikalischen Größen Permittivität, sowie Verlustfaktor eines Mediums in einer Prozessleitung ermitteln. Aus diesen beiden Größen

- gemessen entweder bei einer oder über viele unterschiedliche Frequenzen - lassen sich Rückschlüsse auf anwendungsspezifische Parameter ziehen, beispielsweise auf den Anteil von Wasser in einem Gemisch aus Wasser und anderen nicht oder wenig polaren Komponenten oder einen Feststoffanteil in einem flüssigen Medium.

Die etablierte Transmissions-ZReflexionsmessung ist beschrieben in L.F. Chen, C.K. Ong, C.P. Neo, V.V. Varadan, V. K. Varadan - “Microwave Electronics, Measurement and Materials Characterization”, John Wiley & Sons Ltd., 2004. Hierfür wird das Mikrowellensignal an zwei unterschiedlichen Positionen an das Medium in einem Behälter bzw. Messrohr angekoppelt, die Streuparameter (Transmission und ggfs. Reflexion) zwischen diesen Ankoppelstrukturen gemessen und aus den gemessenen Streuparametern auf die genannten physikalischen Eigenschaften des Mediums zurückgerechnet.

Die WO 2018/121927 A1 lehrt eine Messanordnung zur Analyse von Eigenschaften eines strömenden Mediums mittels Mikrowellen. Dabei weist die Messanordnung zusätzlich zu den Mikrowellenantennen eine elektrisch isolierende Auskleidungsschicht an der inneren Mantelfläche des Messrohres auf. Diese Auskleidungsschicht bildet einen dielektrischen Wellenleiter über den ein Mikrowellensignal zumindest anteilig von einer ersten Mikrowellenantenne zu einer zweiten Mikrowellenantenne gelangen kann. Eine Anwendung für eine derartige Messanordnung ist die Bestimmung von Feststoffanteilen im zu führenden flüssigen Medium. In der WO 2021/099152 A1 wird eine Mikrowellenantenne gelehrt, welche einen mediumsberührenden Frontabschnitt aufweist über den das Erregersignal in das Medium ausgestrahlt wird. Nachteilig an den offenbarten Lösungen ist, dass diese in der offenbarten Form nicht für Hygiene-Anwendungen geeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde dem Problem Abhilfe zu schaffen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Messanordnung nach Anspruch 1.

Die erfindungsgemäße Messanordnung zum Ermitteln einer Eigenschaft eines mehrphasigen, fließfähigen Mediums umfasst:

- ein vorzugsweise metallisches Messrohr zum Führen des Mediums, wobei das Messrohr eine erste Antennenaufnahme aufweist, - eine erste Mikrowellenantenne, welche in der ersten Antennenaufnahme angeordnet ist,

- eine erste Trennscheibe zum Abtrennen der ersten Mikrowellenantenne gegenüber dem Medium, wobei die erste Trennscheibe in der ersten Antennenaufnahme angeordnet ist, wobei die erste Mikrowellenantenne in radialer Richtung hinter der ersten Trennscheibe angeordnet ist,

- eine Messschaltung, wobei die Messschaltung einen Hochfrequenzgenerator zum Speisen der ersten Mikrowellenantenne mit einem Erregersignal, insbesondere mit einer Folge von Hochfrequenzsignalen, aufweist, wobei die Messschaltung dazu eingerichtet ist, anhand eines empfangenen Messsignales die Eigenschaft des Mediums zu bestimmen.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Messanordnung besteht darin, dass sich Messanordnungen für Abwasser- oder Pulp-and-Paper Anwendungen, bei denen die erste Mikrowellenantenne in direkten Kontakt mit dem Medium steht, einfach für Hygiene- Anwendungen umrüsten lassen. Dies gelingt mittels der ersten Trennscheibe, welche zwischen den zu führenden Medium und der ersten Mikrowellenantenne angeordnet ist und somit verhindert, dass die erste Mikrowellenantenne in Kontakt mit dem Medium gelangt. Die erste Trennscheibe lässt sich derart ausgestalten, dass sie die anwendungsbedingten Hygiene-Anforderungen erfüllt. Dafür kann ein spezielles Material mit dem das Medium in Kontakt kommen darf oder eine spezielle Geometrie bei der Hinterschnitte vermieden werden vorgesehen sein. Weiterhin vorteilhaft ist, dass bei geeigneter Wahl des Materials und Geometrie die erste Trennscheibe eine verbesserte Einstrahlung des Erregersignals in das Medium erreicht wird.

Dabei ist die Trennscheibe im Sinne der Erfindung als Scheibe zu verstehen. Eine Scheibe ist ein geometrischer Körper, welcher zumindest abschnittsweise die Form eines Zylinders annimmt und dessen Scheibenradius zumindest abschnittsweise um ein Vielfaches höher ist als seine Dicke. Die Trennscheibe lässt sich somit nicht als Teil eines im Messrohr innenseitig aufgebrachten Liners im Sinne der WO 2018/121927 A1 , als Wellenleiter im Sinne der US 4,755,743, als Teil eines elektrisch isolierenden Messrohrkörpern im Sinne der US 3,999,443 oder als elektrisch isolierende Ummantelung im Sinne der WO 00/43759 A1 verstehen.

Der Hochfrequenzgenerator ist vorzugsweise dazu eingerichtet ein Erregersignal zu erzeugen, welches einen Frequenzbereich von 100 MHz bis 100 GHz, insbesondere von 500 MHz bis 50 GHz und bevorzugt von 800 MHz bis 15 GHz abdeckt. Die erste Mikrowellenantenne ist dazu eingerichtet, das bereitgestellte Erregersignal in das Messrohrinnere bzw. in das Medium einzustrahlen. Bei dem Erregersignal handelt es sich um ein Mikrowellensignal, welches im Wesentlichen frei von den Einflüssen des Mediums im Messrohr ist. Die erste Mikrowellenantenne kann ebenfalls das reflektierte zurückpropagierende Messsignal zu detektieren. Das Messsignal ist ebenfalls eine Mikrowellensignal, welches im Wesentlichen das Erregersignal mit einem sich aus der Wechselwirkung des Erregersignals mit dem Medium ergebenden Anteil umfasst. Die Messschaltung weist einen Mikrocontroller, logische Schaltelemente und/oder elektrische Bauelemente auf und ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit des Anteils eine Eigenschaft des Mediums zu bestimmen.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Trennscheibe ein Material umfasst, welches in der folgenden Liste aufgeführt ist:

- Polyetheretherketone (PEEK)

- Polytetrafluorethylen (PTFE)

- Perfluoralkoxy (PFA)

- Glas

- Keramik

Das Material muss hinsichtlich hygienischem Design die in der Anwendung geforderten und gültigen Normen und Richtlinien für den Kontakt mit Lebensmitteln erfüllen. Wie z.B. anwendbare Teile der US-amerikanischen FDA (2022). Das Material erfüllt vorzugsweise die Anforderungen der FDA (2022), EHEDG, insbesondere EN 1672-2 und/oder DIN EN ISO 14159:2008-07, 3-A Sanitary Standards, (EG) Nr. 1935/2004, (EU) NR. 10/2011 , GB 4806.1-2016, GB 4806.7-2016 und/oder GB 4806.11-2016.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Trennscheibe eine erste Trennscheibenaufnahme aufweist in welcher die erste Mikrowellenantenne, insbesondere stoffschlüssig, angeordnet ist.

Vorteilhaft an einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Mikrowellenantenne und der ersten T rennscheibenaufnahme bzw. der ersten T rennscheibe ist die verbesserte Einkopplung des erzeugten Erregersignals in die Trennscheibe.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Trennscheibe einen ersten Trennscheibenabschnitt aufweist mit einer ersten Trennscheibenstärke d _{l t} wobei die erste Trennscheibe einen zweiten Trennscheibenabschnitt aufweist mit einer zweiten Trennscheibenstärke d ₂ , wobei die erste Trennscheibenstärke d _± kleiner ist als die zweite Trennscheibenstärke d ₂ , wobei der erste T rennscheibenabschnitt eine geringste T rennung zwischen Medium und erste Mikrowellenantenne bildet.

Es ist vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen der ersten Mikrowellenantenne und dem Medium möglichst gering ist. Die erste Trennscheibe weist zum verbesserten Anbinden der ersten Mikrowellenantenne mit der ersten Trennscheibe selbst und für eine möglichst optimale mechanische Stabilität der ersten Trennscheibe mehrere Trennscheibenstärken auf. So lässt sich der erste Trennscheibenabschnitt durch den sich das Erregersignal ausbreitet möglichst dünn ausgestalten. Für den zweiten Trennscheibenabschnitt - durch den anteilmäßig ein viel geringerer Beitrag des Erregersignals propagiert - lässt sich eine vergleichsmäßig hohe Trennscheibendicke vorsehen zur verbesserten mechanischen Stabilität der ersten T rennscheibe.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Trennscheibenstärke d _± maximal 1 Millimeter, insbesondere maximal 1 ,5 Millimeter und bevorzugt maximal 2 Millimeter ist.

Es hat sich herausgestellt, dass der für die Messungen brauchbare Anteil vom ins Medium abgestrahlten Erregersignal (der Reflexionsfaktor liegt unterhalb von -6 dB, d.h. mindestens 75% der Leistung werden abgestrahlt) mit zunehmender Dicke der T rennscheibe abnimmt. Für die beanspruchte Messanordnung konnte nachgewiesen werden, dass bei einer Trennscheibenstärke d _± von 1 Millimeter ca. 90% des Nutzbandes (1 ,8-3 GHz), bei einer Trennscheibenstärke d _± von 2 Millimeter nur ca. 75 % des Nutzbandes und bei einer Trennscheibenstärke d _± von 3 Millimetern nur noch ca. 50 % des Nutzbandes unterhalb von -6 dB liegen. Das heißt, dass im letzten Fall nur noch die Hälfte des Nutzbandes zu der Ermitteln der Eigenschaft des mehrphasigen, fließfähigen Mediums beiträgt.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Messrohr einen sich um einen Umfang der ersten Antennenaufnahme erstreckenden Messrohrkragen aufweist.

Der Messrohrkragen hat den Vorteil, dass er die mechanische Stabilität der ersten Antennenaufnahme erhöht und somit auch die Robustheit der gesamten Messanordnung, insbesondere das Modul umfassend die erste Mikrowellenantenne, die erste Trennscheibe und eventuelle weitere Komponenten.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Messrohr einen ersten Messrohrabschnitt aufweist mit einem ersten Außendurchmesser D _{l t} wobei das Messrohr einen zweiten Messrohrabschnitt aufweist mit einem zweiten Außendurchmesser D ₂ , wobei der erste Außendurchmesser D ₁ größer ist als der zweite Außendurchmesser D ₂ , wobei sich die erste Antennenaufnahme in dem ersten Messrohrabschnitt befindet.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Messrohr einen Messabschnitt aufweist in dem die erste Mikrowellenantenne angeordnet ist, wobei das Messrohr im Messabschnitt kugelförmig ausgebildet ist.

Vorteilhaft an der Ausgestaltung ist, dass sich somit eine kreisförmige erste Antennenaufnahme im Messrohr für eine zumindest abschnittsweise zylindrische Trennscheiben realisieren lässt, ohne dass sich Hinterschnitte zwischen Messrohr und der ersten Trennscheibe ausbilden, in denen sich Feststoffe des Mediums anlagern können. Durch ein frontbündiges Anordnen der ersten Trennscheiben im Messrohr bilden sich keine Stufen im mediumsführenden Messrohrkanal und somit auch kein Ursprung für Verwirbelungen im Medium.

Eine Ausgestaltung umfasst:

- eine erste Scheibenhalterung zum Fixieren der ersten Trennscheibe in der ersten Antennenaufnahme, wobei die erste Scheibenhalterung derart ausgestaltet, und am Messrohr angeordnet ist, dass die erste Trennscheibe in der ersten Antennenaufnahme eingespannt ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Trennscheibe in einem Frontabschnitt eine am Umfang verlaufende Dichtmittelaufnahme, insbesondere in Form einer Einbuchtung, mit einem darin angeordneten Dichtmittel aufweist.

Bei dem Dichtmittel kann es sich um einen beim Montieren einen festen Zustand aufweisendes Dichtmittel (z.B. ein O-Ring) oder um ein zunächst flüssig appliziertes und dann ausgehärtetes Dichtmittel handeln.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Mikrowellenantenne einen metallischen Trägerkörper mit einer Trägerkörperaufnahme aufweist, wobei die erste Mikrowellenantenne eine Keramik mit einer Metallisierung aufweist, welche in der Trägerkörperaufnahme angeordnet ist, wobei die erste Mikrowellenantenne eine Öffnung aufweist, die sich durch den Trägerkörper und der Keramik erstreckt, wobei die erste Mikrowellenantenne einen Ko axial Stecker umfasst, welcher in der Öffnung angeordnet ist.

Vorteilhaft an der Ausgestaltung ist die hohe Kompaktheit der ersten Mikrowellenantenne mit großer Druck- und Temperaturbeständigkeit. Eine derartige erste Mikrowellenantenne ist aus der WO 2021/099152 A1 bekannt, auf welche vollumfänglich Bezug genommen.

Eine Ausgestaltung umfasst:

- eine erste Scheibenbefestigung, die dazu eingerichtet ist, die erste Trennscheibe mit der Scheibenhalterung und/oder die erste Mikrowellenantenne zu fixieren und die erste Mikrowellenantenne abzuschirmen.

Dabei liegt die erste Scheibenbefestigung auf einer Rückseite der ersten Mikrowellenantenne auf. Vorteilhaft daran ist, dass der Signalverlust des Erregersignals reduziert wird, indem ein Abstrahlen eines Anteils des Erregersignales über die Rückseite unterbunden wird. Weiterhin vorteilhaft ist, wenn die erste Scheibenbefestigung zusätzlich oder alternativ eine seitliche Mantelfläche der ersten Mikrowellenantenne bedeckt bzw. abschirmt.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die erste Scheibenbefestigung und die erste Scheibenhalterung derart ausgebildet und um die erste Mikrowellenantenne angeordnet sind, dass eine Masseschluss zur Metallisierung (d.h. eine Verbindung zur Masse über die Metallisierung) realisiert ist.

Die Metallisierung der Scheibenhalterung verhindert, dass das Mikrowellensignal (Erregersignal) anteilig in die Elektronikkammer statt in das Medium einstrahlt.

Eine Ausgestaltung umfasst:

- eine, insbesondere zur ersten Mikrowellenantenne baugleiche, zweite Mikrowellenantenne, wobei das Messrohr eine, insbesondere zur ersten Antennenaufnahme diametral orientierte, zweite Antennenaufnahme aufweist, wobei die zweite Mikrowellenantenne in der zweiten Antennenaufnahme angeordnet ist,

- eine zweite Trennscheibe zum Abtrennen der zweiten Mikrowellenantenne gegenüber dem Medium, wobei die zweite Trennscheibe in der zweiten Antennenaufnahme angeordnet ist, wobei die zweite Mikrowellenantenne in radialer Richtung hinter der zweiten Trennscheibe angeordnet ist, wobei die zweite Mikrowellenantenne dazu eingerichtet ist, das Messsignal zu empfangen.

Eine Ausgestaltung umfasst:

- eine zweite Scheibenhalterung zum Fixieren der zweiten Trennscheibe in der zweiten Antennenaufnahme, wobei die zweite Scheibenhalterung derart ausgestaltet und am Messrohr angeordnet ist, dass die zweite Trennscheibe in der zweiten Antennenaufnahme eingespannt ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Messrohr ein Messrohrinneres aufweist, wobei die erste Scheibenhalterung mit der zweiten Scheibenhalterung über mindestens ein Befestigungsmittel miteinander verbunden sind, wobei die erste Scheibenhalterung und die zweite Scheibenhalterung derart am Messrohr angeordnet und miteinander verbunden sind, dass sie eine Kraft in Richtung des Messrohrinneren auf die jeweilige Scheibenhalterung bewirken.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 : eine Explosionsdarstellung eines Moduls einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 2: eine Explosionsdarstellung der gesamten ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 3: einen Querschnitt durch die erste Ausgestaltung der Messanordnung;

Fig. 4: eine Explosionsdarstellung eines Moduls einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung;

Fig. 5: einen Querschnitt durch die zweite Ausgestaltung der Messanordnung; und

Fig. 6: eine perspektivische und teilweise geschnittene Darstellung der erfindungsgemäßen Messanordnung. Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Moduls einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Das abgebildete Modul umfasst eine erste Trennscheibe 7, die dazu eingerichtet ist die erste Mikrowellenantenne 5 vom fließfähigen Medium zu trennen. Sie erste Trennscheibe 7 soll vermeiden, dass die erste Mikrowellenantenne 5 in Kontakt mit dem fließenden Medium gelangt. Die erste Trennscheibe 7 ist derart ausgebildet, dass sie die Anforderungen der FDA, (EG) Nr. 1935/2004, GB 4806.1-2016, GB 4806.7-2016 und/oder GB 4806.11-2016 erfüllt. Weiterhin weist die erste Trennscheibe 7 eine erste Trennscheibenaufnahme 10, die als Aussparung ausgebildet sein kann. Dafür weist es vorzugsweise als PEEK, PTFE, PFA, Glas oder Keramik als Material auf, bzw. ist daraus gebildet. Die erste Trennscheibenaufnahme 10 ist derart ausgebildet, dass eine erste Mikrowellenantenne 5 zumindest abschnittsweise in ihr anordenbar ist. Für eine ausreichende Befestigung kann eine stoffschlüssige Befestigung der ersten Mikrowellenantenne 5 in der ersten Trennscheibenaufnahme 10 vorgesehen sein. Die erste Mikrowellenantenne 5 ist dazu eingerichtet, ein Erregersignal in das Medium auszusenden. Weiterhin weist die erste Mikrowellenantenne 5 an einer äußeren Mantelfläche eine Metallisierung auf. Das Modul umfasst weiterhin eine erste Scheibenhalterung 21 , die dazu eingerichtet ist die erste Trennscheibe 7 an einem Messrohr zu befestigen. Dafür ist die erste Scheibenhalterung 21 derart ausgestaltet und am Messrohr anordenbar, dass die erste Trennscheibe 7 in der im Messrohr vorgesehenen ersten Antennenaufnahme (nicht abgebildet) eingespannt ist. Die erste Scheibenhalterung 21 weist eine Öffnung auf, durch welche die erste Mikrowellenantenne 5 anordenbar ist bzw. durch welche sich die erste Mikrowellenantenne 5 im montierten Zustand erstreckt. Die erste Mikrowellenantenne 5 ist durch eine erste Scheibenbefestigung 28 mit der ersten T rennscheibe 7 und der ersten Scheibenhalterung 21 befestigt. Die erste Scheibenbefestigung 28 dient nicht nur zur Befestigung der ersten Mikrowellenantenne 5, sondern muss auch derart ausgebildet und angeordnet sein, dass es die erste Mikrowellenantenne 5 in radialer Richtung abschirmt. Dafür ist die erste Scheibenbefestigung 28 und die Scheibenhalterung 21 derart ausgebildet und um die erste Mikrowellenantenne 5 anzuordnen, dass ein Masseschluss zur Metallisierung der ersten Mikrowellenantenne 5 realisiert ist. Die erste Scheibenbefestigung 28 ist mittels mindestens einem Befestigungsmittel 19 (z.B. Schrauben oder Nieten) mit der ersten Scheibenhalterung 21 und der ersten Trennscheibe 7 mechanisch verbunden.

Beim Einsatz zweier Mikrowellenantennen ist es vorteilhaft, wenn zwei baugleiche Mikrowellenantenne zum Einsatz kommen. In dem Fall ist eine der beiden Mikrowellenantennen dazu eingerichtet, das Erregersignal auszusenden und die entsprechend andere Mikrowellenantenne dazu eingerichtet, ein Messsignal zu empfangen. Entsprechend umfasst dann das Modul eine zweite Trennscheibe 8 mit einer zweiten Trennscheibenaufnahme 11 , eine zweite Mikrowellenantenne 6, eine zweite Scheibenhalterung 22 und eine zweite Scheibenbefestigung 29.

Fig. 2 zeigt eine Explosionsdarstellung der gesamten ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Die abgebildete Messanordnung 1 umfasst zwei der in Fig. 1 abgebildete Module in einem montierten Zustand. Diese sind diametral an einem Messrohr 2 mit einer ersten Antennenaufnahme 3 und einer zweiten Antennenaufnahme 4 anordenbar. Für eine ausreichende Abdichtung ist jeweils ein Dichtmittel 25 vorgesehen, das in einer stirnseitigen Dichtmittelaufnahme 24 der Trennscheiben 7, 8 anordenbar ist. Bei dem Dichtmittel 25 kann es sich wie abgebildet um einen Dichtring handeln. Das Messrohr 2 weist stirnseitig jeweils eine Anschlussvorrichtung in Form eines Flansches auf. Das Messrohr 2 ist in dem Bereich der Antennenaufnahmen 3, 4 kugelförmig ausgebildet. Die beiden Module sind über Befestigungsmittel 27 derart mechanisch miteinander verbindbar, dass sie gegeneinander gespannt werden und somit eine gegenseitige Kraft auf die Module in Richtung des Messrohrinneren 26 bewirkt wird.

Fig. 3 zeigt ein Querschnitt durch die erste Ausgestaltung der Messanordnung 1. In der ersten Antennenaufnahme 3 ist das in Fig. 1 abgebildete montierte Modul in der ersten Antennenaufnahme 3 des Messrohres 2 angeordnet. Die erste Trennscheibe 7 weist einen ersten Trennscheibenabschnitt 12 in dem die erste Trennscheibe 7 eine erste Trennscheibenstärke d _± aufweist und einen zweiten Trennscheibenabschnitt 13, in dem die erste Trennscheibe 7 eine zweite Trennscheibenstärke d ₂ aufweist. Dabei ist die erste Trennscheibenstärke d _± kleiner als die zweite Trennscheibenstärke d ₂ . Der erste Trennscheibenabschnitt 12 bildet eine geringste Trennung zwischen Medium im Messrohrinneren und der ersten Mikrowellenantenne 5. Dafür ist die erste Trennscheibenstärke d _± maximal 3 Millimeter, insbesondere maximal 2 Millimeter und bevorzugt maximal 1 Millimeter. Durch die Ausgestaltung der unterschiedlichen Trennscheibenstärken bildet sich eine erste Antennenaufnahme 3 in welcher die erste Mikrowellenantenne 5 angeordnet ist. Die erste Mikrowellenantenne 5 kann stoffschlüssig mittels eines Klebstoffes mit der ersten Trennscheibe 7 verbunden sein. Dafür kann ein Klebespalt (ca. 0,2 mm) zwischen der Stirnfläche der ersten Mikrowellenantenne und der gegenüberliegenden Fläche der ersten Antennenaufnahme vorgesehen sein, der mit einem Klebemittel gefüllt ist.

Weiterhin weist die erste Trennscheibe 7 eine Dichtmittelaufnahme 24 auf, in dem ein Dichtmittel 25 in Form eines Dichtrings angeordnet ist. Die Dichtmittelaufnahme 24 ist derart ausgebildet und das Dichtmittel 25 derart ausgestaltet und in der Dichtmittelaufnahme 24 angeordnet, dass dieser zumindest abschnittsweise mediumsberührend ist und sich keine Kavitäten bilden. Das Dichtmittel 25 besteht aus einem für Hygiene-Anwendungen geeigneten Material. Eine metallische erste Scheibenhalterung 21 ist in radialer Richtung hinter der ersten Trennscheibe 7 angeordnet und bewirkt eine Kraft auf die erste Trennscheibe 7 in Richtung des Messrohrinneren. Die erste Scheibenhalterung 21 kann in Wirkung mit einer zweite Scheibenhalterung 22 eines zweiten Moduls stehen, dass diametral angeordnet ist. Eine erste Scheibenbefestigung 28 ist in radialer Richtung hinter der ersten Trennscheibe 7 und der ersten Scheibenhalterung 21 angeordnet und dazu eingerichtet die erste Trennscheibe 7 mit der erste Scheibenhalterung 21 zu verbinden. Zusätzlich ist die erste Scheibenhalterung 21 derart ausgestaltet, dass sie eine möglichst große Rückfläche der ersten Mikrowellenantenne 5 verdeckt und eine Verbindung zwischen der Metallisierung der ersten Mikrowellenantenne 5 und der metallischen ersten Scheibenhalterung 21 herstellt.

Die erste Mikrowellenantenne 5 weist einen metallisierten Trägerkörper 30 auf mit einer Trägerkörperaufnahme 31 in der eine Keramik 32 angeordnet ist. Die Keramik 32 weist eine durchgehende Öffnung 33 auf, durch die ein Koaxialstecker 34 gesteckt ist. Der Koaxialstecker 34 ist mit der Messschaltung verbunden, welche einen Hochfrequenzgenerator zum Speisen der ersten Mikrowellenantenne 5 mit einem Erregersignal aufweist. Alternativ kann der Koaxialstecker 34 dazu eingerichtet sein, ein eingehendes Messsignal an die Messschaltung weiterzuleiten.

Das Messrohr 2 weist einen sich um einen Umfang der ersten Antennenaufnahme 3 erstreckenden Messrohrkragen 15 auf, in dem das gesamte Modul angeordnet ist. Der Messrohrkragen 15 erleichtert die Montage und sorgt für eine stabile Anordnung des Moduls am Messrohr.

Beim Einsatz zweier baugleicher Mikrowellenantennen bzw. Module, weist die Messanordnung 1 zwei der abgebildeten Anordnungen auf.

Fig. 4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Moduls einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messanordnung 101. Das Modul umfasst eine erste Trennscheibe 107, die stirnseitig konisch zusammenläuft. Eine frontseitig an die erste Trennscheibe 107 anzuordnendes Dichtmittel 125 in Form einer Dichthülse läuft ebenfalls stirnseitig konisch zusammen. Das Dichtmittel 125 weist einen ersten Dichtmittelabschnitt auf in dem es zylindrisch ausgebildet ist und einen im Wesentlichen konstanten ersten Dichtmitteldurchmesser aufweist. Weiterhin weist das Dichtmittel 125 einen zweiten Dichtmittelabschnitt auf mit einem zweiten Dichtmitteldurchmesser, welcher immer kleiner als der erste Dichtmitteldurchmesser ist und in Längsrichtung abnimmt bzw. zunimmt. Die erste Trennscheibe 107 ist über eine erste Scheibenhalterung 121 mit einem Messrohr verbindbar. Die erste Scheibenhalterung 121 weist dafür ein Gewinde auf. Zwischen der ersten Trennscheibe 107 und der ersten Scheibenhalterung 121 ist ein federndes Element 114 angeordnet. In der abgebildeten Ausgestaltung besteht das federnde Element 114 aus einer zylindrischen Blattfeder. Die vier genannten Einzelkomponenten - das Dichtmittel 125, die erste Trennscheibe 107, das federnde Element 114 und die erste Scheibenhalterung 121 - lassen sich zusammenmontieren und in einer Aufnahme im Messrohr befestigen. Danach ist eine erste Mikrowellenantenne 105 durch die erste Scheibenhalterung 121 und das federnde Element 114 führbar und in eine vorgesehene ersten Trennscheibenaufnahme 110 in der ersten Trennscheibe 107 anordenbar. Zur Befestigung der ersten Mikrowellenantenne 105 in der ersten Trennscheibenaufnahme 110 ist eine erste Scheibenbefestigung 128 vorgesehen, welche zwei klammerförmige Scheiben umfasst. Vier Befestigungsmittel 127 dienen dazu, das Modul am Messrohr zu befestigen. Weiterhin ist die erste Scheibenbefestigung 128 derart ausgebildet und in radialer Richtung hinter der ersten Mikrowellenantenne 105 angeordnet, dass eine größtmögliche Rückfläche der ersten Mikrowellenantenne 5 bedeckt ist.

Beim Einsatz zweier Mikrowellenantennen ist es vorteilhaft, wenn zwei baugleiche Mikrowellenantenne zum Einsatz kommen. In dem Fall ist eine der beiden Mikrowellenantennen dazu eingerichtet, das Erregersignal auszusenden und die entsprechend andere Mikrowellenantenne dazu eingerichtet, ein Messsignal zu empfangen. Entsprechend umfasst dann das Modul eine zweite Trennscheibe 108 mit einer zweiten Trennscheibenaufnahme 111 , eine zweite Mikrowellenantenne 106, eine zweite Scheibenhalterung 122 und eine zweite Scheibenbefestigung 129.

Fig. 5 zeigt ein Querschnitt durch die zweite Ausgestaltung der Messanordnung 101. Die Messanordnung 101 weist ein Messrohr 102 auf, dass - anders als in Fig. 3 - nicht kugelförmig ausgebildet ist. Stattdessen weist der mediumsführende Pfad in einem Querschnitt im Messabschnitt eine kreisrunde Fläche auf, welche um zwei diametral orientierte Kreissegmente gekürzt ist. Bei dem abgebildeten Messrohr 102 handelt es sich um ein Frästeil welches aus einen metallischen Block herausgearbeitet ist. Das Messrohr 2 mit dem kugelförmigen Messabschnitt aus der Fig. 2 wäre jedoch als alternatives Messrohr für die zweite Ausgestaltung geeignet.

Das Messrohr 102 weist eine erste Antennenaufnahme 103 auf, welche aus einer Öffnung in der Messrohrwandung und einem hohlzylindrischen Kragen gebildet ist. In der erste Antennenaufnahme 103 ist ein Dichtmittel 125, eine erste Trennscheibe 107, ein federndes Element 114 und eine erste Scheibenhalterung 121 angeordnet. Diese vier genannten Komponenten dienen dazu, dass eine mediumsdichte Abgrenzung zwischen der ersten Mikrowellenantenne 105 und dem zu führenden Medium zu gewährleisten. Die erste Mikrowellenantenne 105 ist in einer ersten Trennscheibenaufnahme 110 angeordnet und erstreckt sich durch eine Öffnung des federnden Elements 114 und eine Öffnung der ersten Scheibenhalterung 121. Die erste Scheibenhalterung 121 weist ein Gewinde auf und ist über eine Schraubverbindung mit dem Messrohr 102 bzw. mit dem Kragen des Messrohres 102 verbunden. Das Dichtmittel 125 und die erste Trennscheibe 107 ist zwischen der ersten Scheibenhalterung 121 und einem Vorsprung der ersten Antennenaufnahme 103 einspannt. Das federnde Element 114 in Form einer Tellerfeder nimmt die durch die erste Scheibenhalterung 121 erzeugte Kraft auf.

Die erste Mikrowellenantenne 105 ist identisch zu der ersten Mikrowellenantenne 5 der Fig. 3 und weist demnach ebenfalls einen T rägerkörper 130 mit einer Trägerkörperaufnahme 131 in der eine Keramik 132 angeordnet ist, welche eine Öffnung 133 aufweist. Durch die Öffnung 133 ist ein Koaxialstecker 134 gesteckt, welcher mit der Messschaltung, insbesondere mit dem Hochfrequenzgenerator verbunden ist. Die erste Mikrowellenantenne 105 ist über eine erste Scheibenbefestigung 128 in der ersten Antennenaufnahme 103 und der ersten Trennscheibenaufnahme 110 befestigt. Die erste Mikrowellenantenne 105 weist eine metallische Außenfläche auf. Die erste Scheibenbefestigung 128 ist metallisch ausgebildet und verdeckt zumindest abschnittsweise die Rückseite der ersten Mikrowellenantenne 105.

Beim Einsatz zweier baugleicher Mikrowellenantennen bzw. Module, weist die Messanordnung 101 zwei der abgebildeten Anordnungen auf.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische und teilweise geschnittene Darstellung der erfindungsgemäßen Messanordnung 1. Die Messanordnung 1 umfasst einen Messaufnehmer, der dazu eingerichtet ist, ein empfangenes Erregersignal in ein zu untersuchendes Medium einzukoppeln und ein Messsignal zu messen, welches mit der Eigenschaft des zu untersuchenden Mediums korreliert. Weiterhin umfasst die Messanordnung 1 einen Messumwandler, welcher dazu eingerichtet ist ein Erregersignale bereitzustellen, das gemessene Messsignal auszuwerten und die zu ermittelnde Eigenschaft zu bestimmen. Dafür weist der Messumwandler eine Messschaltung 9 auf, welche einen Hochfrequenzgenerator zum Speisen der ersten Mikrowellenantenne mit einem Erregersignal, insbesondere mit einer Folge von Hochfrequenzsignalen, auf. Weiterhin ist die Messschaltung 9 dazu eingerichtet, anhand eines empfangenen Messsignales die Eigenschaft des Mediums zu bestimmen. Für die Bestimmung weist die Messschaltung 9 einen Mikroprozessor, einen Speicher und logische Schaltbauteile auf. Weiterhin kann ein Computerprogrammprodukt, welches den Algorithmus zur Bestimmung der Eigenschaft des Mediums aufweist in der Messschaltung 9 hinterlegt sein.

Die Messanordnung 1 umfasst weiterhin ein insbesondere metallisches Messrohr 2, welches einen ersten Messrohrabschnitt 16 mit einem ersten Außendurchmesser D ₁ und einen zweiten Messrohrabschnitt 17 mit einem zweiten Außendurchmesser D ₂ aufweist. Dabei ist der erste Außendurchmesser D ₁ größer als der zweite Außendurchmesser D ₂ und steigt - ausgehend vom zweiten Außendurchmesser D ₂ - in Längsrichtung des Messrohres kontinuierlich an, bis er einen maximalen Außendurchmesser annimmt. Danach sinkt der erste Außendurchmesser D _t wieder. Dadurch bildet sich im ersten Messrohrabschnitt 16 eine Weitung des Messrohres aus. Die erste Antennenaufnahme 3 ist in dem ersten Messrohrabschnitt 16 angeordnet. Ein Teil des ersten Messrohrabschnittes 16 ist der Messabschnitt 20. In dem Messabschnitt 20 ist die erste Mikrowellenantenne 5 angeordnet. Der Messabschnitt 20 ist in der abgebildeten Ausgestaltung kugelförmig ausgebildet. Als Messrohr 2 eignet sich beispielsweise ein VARINLINE® Gehäuse der Firma GEA, welches totraumfrei ausgebildet ist und somit ideal für Hygiene-Anwendungen geeignet ist. Weiterhin umfasst die Messanordnung 1 ein Gehäuse 35, welches die einzelnen Komponenten des Moduls aus Fig. 1 bzw. die Mikrowellenantenne umschließt und gegen äußere Einwirkungen schützt.

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E

Messanordnung 1 , 101

Messrohr 2, 102 erste Antennenaufnahme 3 zweite Antennenaufnahme 4 erste Mikrowellenantenne 5, 105 zweite Mikrowellenantenne 6, 106 erste Trennscheibe 7, 107 zweite Trennscheibe 8, 108 Messschaltung 9 erste Trennscheibenaufnahme 10, 110 erste Trennscheibenabschnitt 12 zweite Trennscheibenabschnitt 13 federndes Element 114

Messrohrkragen 15 erster Messrohrabschnitt 16 zweiter Messrohrabschnitt 17

Befestigungsmittel 19

Messabschnitt 20 erste Scheibenhalterung 21 , 121 zweite Scheibenhalterung 22, 122 Frontabschnitt 23

Dichtmittelaufnahme 24

Dichtmittel 25, 125

Messrohrinneres 26

Befestigungsmittel 27, 127 erste Scheibenbefestigung 28, 128 zweite Scheibenbefestigung 29, 129 Trägerkörper 30, 130

Trägerkörperaufnahme 31 , 131

Keramik 32, 132

Öffnung 33, 133

Koaxialstecker 34, 134

Gehäuse 35