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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DETERMINING THE FLOW OF A MEDIUM THROUGH A MEASURING TUBE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/144398
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and flow measuring device for determining the flow of a medium through a measuring tube by using at least a first measured signal, which depends at least on the flow velocity of the medium in the measuring tube, wherein the first measured signal is detected, wherein a further second measured signal, which depends on the flow cross section of the medium in the measuring tube and which is independent of the flow velocity of the medium in the measuring tube, is detected, wherein the flow is determined as a function of the first and of the second measured signal.

Inventors:
DRAHM WOLFGANG (DE)
RIEDER ALFRED (DE)
HEIDENBLUT STEFAN (DE)
SCHMALZRIED FRANK (DE)
SULZER THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/055948
Publication Date:
November 24, 2011
Filing Date:
April 14, 2011
Export Citation:
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Assignee:
FLOWTEC AG (CH)
DRAHM WOLFGANG (DE)
RIEDER ALFRED (DE)
HEIDENBLUT STEFAN (DE)
SCHMALZRIED FRANK (DE)
SULZER THOMAS (DE)
International Classes:
G01F1/00; G01F1/58
Foreign References:
DE10116776A12001-10-11
US4336719A1982-06-29
US5684250A1997-11-04
US4546649A1985-10-15
DE19751241A11998-06-04
DE102007024006A12008-11-27
DE10347890A12005-05-04
Attorney, Agent or Firm:
ANDRES, ANGELIKA (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Verfahren zum Ermitteln des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr anhand zumindest eines ersten Messsignals, welches zumindest von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr abhängt,

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Erfassen des ersten Messsignals,

- Erfassen eines weiteren, zweiten Messsignals, welches vom

Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr abhängt und unabhängig ist von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr,

- Ermitteln des Durchflusses in Abhängigkeit des ersten und des zweiten Messsignals.

2. Verfahren zur Messung des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der ermittelte Durchfluss vom Durchflussmessgerät ausgegeben wird.

3. Verfahren zur Messung des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass ein Kalibrierfaktor, abhängig vom Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr, mittels des zweiten Messsignals korrigiert wird und der Durchfluss des Mediums durch das Messrohr mit dem korrigierten Kalibrierfaktor ermittelt wird.

4. Verfahren zur Messung des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass als erstes Messsignal eine, in zumindest zwei im Messrohr angeordneten Messelektroden eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts induzierte Messspannung abgegriffen wird.

5. Verfahren zur Messung des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass das zweite Messsignal in Abhängigkeit einer geometrischen Abmessung auf einer Außenseite des Messrohrs erfasst wird.

6. Verfahren zur Messung des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass zusätzlich zu den ersten und zweiten Messsignalen, Druck und/oder Temperatur des Mediums gemessen werden und der Durchfluss des Mediums durch das Messrohr zusätzlich in Abhängigkeit des Drucks und/oder der Temperatur ermittelt wird.

7. Durchflussmessgerät zum Ermitteln des Durchflusses eines durch ein

Messrohr strömendes Medium, welches Durchflussmessgerät einen

Messaufnehmer zur Erfassung eines ersten, von der Strömung des

Messmediums im Messrohr abhängigen Messsignals umfasst, und eine Auswerteeinheit zum Ermitteln des Durchflusses zumindest in Abhängigkeit des ersten Messsignals und in Abhängigkeit des Strömungsquerschnitts des Mediums im Messrohr,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Durchflussmessgerät Mittel zum Erfassen eines weiteren, zweiten Messsignals aufweist, welches vom Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr abhängt.

8. Durchflussmessgerät nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Mittel zum Erfassen des zweiten Messsignals zumindest ein

Dehnungsmessstreifen ist.

9. Durchflussmessgerät nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit des Durchflussmessgeräts geeignet ist, den errechneten Durchfluss auszugeben.

10. Durchflussmessgerat nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Messrohr zumindest anteilig aus einem Polymer hergestellt ist.

1 1 . Durchflussmessgerat nach einem der Ansprüche 7 bis 10,

dadurch gekennzeichnet,

dass es ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerat ist.

Description:
Verfahren zur Ermittlung des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Durchflussmessgerät und ein Verfahren zum Ermitteln des Durchflusses eines Mediums durch ein Messrohr anhand zumindest eines ersten Messsignals, welches zumindest von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr abhängt.

Durchflussmessgerate sind insbesondere in der Prozessmesstechnik weit verbreitet und bekannt. Beispielhaft nutzen magnetisch-induktive Durchflussmessgerate für die volumetrische Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus und sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Senkrecht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren eine Messspannung in im Wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordneten Messelektroden. Die in die

Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den

Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, also proportional zum Volumenstrom. Ist die Dichte des Mediums bekannt, lässt sich der Massestrom in der Rohrleitung bzw. in dem Messrohr bestimmen. Die

Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das bezüglich der Koordinate entlang der Messrohrachse in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und wo folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist.

Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte weisen dabei üblicherweise ein

Messrohr aus Metall, ausgekleidet mit einem Liner aus Polymer auf. Daneben sind auch magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte mit Messrohren aus Kunststoff bekannt. Diese können den Nachteil einer größeren und möglicherweise auch teilweise plastischen Verformung beim Überschreiten eines bestimmten Drucks des Mediums im Messrohr oder nach mehreren Druckzyklen aufweisen.

Die Offenlegungsschrift DE 103 47 890 A1 zeigt ein magnetisch-induktives

Durchflussmessgerät mit einem Messrohr aus Schichten von

Faserverbundwerkstoffen. Zwischen der Messrohrinnen- und Messrohraußenseite in diese Schichten eingebettet ist ein Dehnungsmessstreifen, um die zulässige Beanspruchung in der jeweiligen Einbausituation zu überwachen. Einen direkten Einfluss auf die Messung des Durchflusses nehmen diese nicht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Durchflussmessgerät bereit zu stellen, welches robust gegenüber Druckschwankungen ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 und durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 7. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der jeweils abhängigen Ansprüche wider.

Mit einem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Durchfluss, insbesondere der Volumen- und/oder der Massendurchfluss, eines Mediums durch ein Messrohr ermittelt. Der Durchfluss wird anhand zumindest eines ersten Messsignals ermittelt, welches zumindest von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr abhängt. Dies kann beispielsweise die Laufzeitdifferenz oder die

Dopplerverschiebung bei einem Ultraschalldurchflussmessgerät, die an zwei

Messelektroden abgegriffene Messspannung eines magnetisch-induktiven

Durchflussmessgeräts, die Wirbelablösefrequenz eines Vortex- Durchflussmessgeräts, die Rotorendrehzahl eins Turbinen-Durchflussmessgeräts oder der Wärmeverlust eines Heizers eines thermischen Durchflussmessgeräts sein. Weitere Beispiele sind dem Fachmann bekannt, auch wie die einzelnen Messsignale von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr abhängen. Am

Beispiel eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts soll hier die

Abhängigkeit der Messspannung von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr kurz umrissen werden. Der Volumendurchfluss Q v errechnet sich nach der Formel Q v = v * A, mit v der Strömungsgeschwindigkeit und A dem

Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr. Dies gilt bei Messrohren deren Lumen im Querschnitt dem Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr entspricht, d.h. bei voll gefüllten Messrohren. Der Strömungsquerschnitt des

Mediums im Messrohr entspricht also der Durchtrittsfläche des Mediums im Bereich des Messaufnehmers. Die Strömungsgeschwindigkeit v des Mediums im Messrohr ist nun wiederum gleich dem Quotienten aus der besagten Messspannung U und dem Produkt aus Magnetfeldstärke und Abstand der Elektroden. Fließt die Messspannung U als erstes Messsignal in die Ermittlung des Durchflusses mit ein, hängt das erste Messsignal also zumindest anteilig von der, hier mittleren, Strömungsgeschwindigkeit ab. Die Strömungsgeschwindigkeit wird in diesem

Beispiel als über den Strömungsquerschnitt gemittelte Geschwindigkeit angesehen.

In der Regel finden also zusätzlich zum ersten Messsignal weitere Faktoren bei der Ermittlung des Durchflusses Berücksichtigung. So fließt auch der

Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr in die Ermittlung des Durchflusses mit ein. Dieser wird üblicherweise als konstant angenommen. Erfindungsgemäß jedoch, wird ein zweites Messsignal, welches vom Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr abhängt und unabhängig ist von der

Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr, erfasst.

Beispielsweise weisen die ersten und zweiten Messsignale nur einen veränderlichen Parameter auf, von dem sie abhängig sind. Sie repräsentieren sozusagen die

Strömungsgeschwindigkeit bzw. den Strömungsquerschnitt bzw. sie repräsentieren eine zeitliche Änderung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des

Strömungsquerschnitts. Die weiteren Parameter, von denen die Messsignale abhängen sind unveränderlich oder werden als unveränderlich angenommen.

Wir der Durchfluss in einer Auswerteinheit des erfindungsgemäßen

Durchflussmessgeräts errechnet, findet dies nach einer vorgegebenen Vorschrift statt, insbesondere nach einer vorgegebenen Formel. Die Formel weist zumindest zwei Parameter auf, mit den Werten des ersten Messsignals als erstem Parameter und den Werten des zweiten Messsignals als zweitem Parameter. Die Messsignale würden entsprechend zu bestimmten Zeitpunkten abgetastet und der jeweils abgetastete Wert geht als Parameter in die Durchflussberechnung mit ein. In diese könnten dann auch weitere Parameter wie Druck und/oder Temperatur des Mediums einfließen. Auch weitere Messgrößen als unveränderliche oder veränderliche Parameter können berücksichtigt werden, wie z.B. die Dichte, die Viskosität, die chemische Zusammensetzung oder die Leitfähigkeit des Mediums. Sind diese Messgrößen in einem Kalibrierfaktor gespeichert, muss selbstverständlich der Kalibrierfaktor korrigiert werden, wenn sich diese zeitlich verändern. So weist ein erfindungsgemäßes Durchflussmessgerät zum Ermitteln des Durchflusses eines durch ein Messrohr strömendes Mediums einen Messaufnehmer zur Erfassung eines ersten, von der Strömung des Messmediums im Messrohr abhängigen Messsignals und eine Auswerteeinheit zum Ermitteln des Durchflusses zumindest in Abhängigkeit des ersten Messsignals und in Abhängigkeit des

Strömungsquerschnitts des Mediums im Messrohr auf, und weiterhin Mittel zum Erfassen eines weiteren, zweiten Messsignals aufweist, welches vom

Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr abhängt und unabhängig ist von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums. Der Durchfluss ist vom

Durchflussmessgerät in einer vorgegebenen Form ausgebbar. Als Mittel zum

Erfassen des zweiten Messsignals ist z.B. ein Dehnungsmessstreifen vorgesehen. Dieser kann auf der Außenseite des Messrohrs angebracht sein. So erfasst dieser eine geometrische Abmessung oder deren Änderung des Messrohrs auf dessen Außenseite, also der dem Lumen und damit dem Medium abgewandten Seite der Messrohrwand. Die erfasste Abmessungsänderung, beispielsweise eine Änderung des Umfangs des Messrohrs, ist über eine bekannte Vorschrift abhängig vom

Querschnitt des Lumens des Messrohrs und damit abhängig vom

Strömungsquerschnitt. Der Strömungsquerschnitt lässt sich somit also leicht errechnen. Es könnte sich auch einfach auf den Druck und/oder die Dichte des Mediums schließen lassen.

Alternativ zum außen am Messrohr angebrachten Dehnungsmessstreifen ist das Durchflussmessgerät beispielsweise ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, z.B. mit einem Messrohr aus einem polymeren Kunststoff. Durch eine Änderung des Strömungsquerschnitts des Mediums durch das Messrohr ändert sich ebenfalls die Induktivität des Magnetsystems des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts, welche gemessen und daraus das zweite Messsignal erzeugt werden kann. Ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Mittel zur

Erfassung des zweiten Messsignals besteht darin, eine Messung über akustische Oberflächenwellen (SAW) eventuell kombiniert mit einem RFID zu verwenden. Dabei werden akustische Oberflächenwellen eingesetzt, die mechansiche Spannung oder Dehnung in ein frequenzanaloges Signalumwandeln. Derartige Frequenzen liegen typischerweise im Bereich 500kHz bis 5MHz. Die Übertragung des daraus

entstandenen Messsignals könnte drahtlos erfolgen, wie z.B. bei Reifendrucksensoren im Bereich einiger MHz. In diesem Ausführungsbeispiel wird das zweite Messsignal mittels akustischer Oberflächenwellen erzeugt. Weitere Mittel zum Erfassen des zweiten Messsignals stellen z.B. ein oder mehrere Wiegand- Drähte oder ein kapazitiver Entfernungsmesser dar, welche jeweils am Messrohr angeordnet sein können.

Nach der Erfassung des ersten Messsignals, welches zumindest von der

Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr abhängt, und des zweiten Messsignals, welches vom Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr abhängt und unabhängig ist von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Messrohr, wird der Durchflusses in Abhängigkeit des ersten und des zweiten Messsignals, insbesondere von einer dafür geeigneten Auswerteinheit ermittelt. Anschließend kann der Durchfluss ausgegeben werden. Als erstes Messsignal dient beispielsweise die in zumindest zwei im Messrohr angeordneten Messelektroden eines magnetisch- induktiven Durchflussmessgeräts induzierte Messspannung.

Neben dem ersten und zweiten Messsignal, kann das Durchflussmessgerät weitere Messaufnehmer aufweisen, um Druck und/oder Temperatur des Mediums zu messen, wobei dann zur Ermittlung des Durchflusses des Mediums durch das Messrohr zusätzlich der Druck und/oder die Temperatur herangezogen werden.

Üblicherweise wird ein Durchflussmessgerät mit einem bekannten Lumen in einer Kalibrieranlage kalibriert. Bei der Kalibrierung werden ein Kalibrierfaktor oder mehrere Kalibrierfaktoren oder eine Kalibrierfunktion ermittelt und im

Durchflussmessgerät hinterlegt, z.B. in dessen Auswerteeinheit gespeichert. Ein solcher Kalibrierfaktor ist abhängig vom Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr. Mittels des zweiten Messsignals wird dieser nun korrigiert und der

Durchfluss des Mediums wird durch das Messrohr mit dem korrigierten Kalibrierfaktor ermittelt.

Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn sich das Lumen des Messrohrs über einen gewissen Zeitraum reversibel oder irreversibel ändert, z.B. aufgrund von

Druckschwankungen des Mediums im Messrohr. Erfasst werden kann eine solche Änderung z.B. dadurch, dass eine geometrische Abmessung des Messrohrs auf dessen Außenseite gemessen wird, um darüber auf den Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr zu schließen. Der Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr ist über eine vorgegebene Vorschrift mit der gemessenen geometrischen Abmessung des Messrohrs auf dessen Außenseite verknüpft.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen hier kurz anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert werden. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 zeigt schematisch ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät im

Querschnitt,

Fig. 2 zeigt eine Außenwand eines Messrohrs mit erfindungsgemäßen Mitteln zur

Erfassung des Strömungsquerschnitts des Mediums im Messrohr in einer ersten Ausgestaltung,

Fig. 3 zeigt eine Außenwand eines Messrohrs mit erfindungsgemäßen Mitteln zur Erfassung des Strömungsquerschnitts des Mediums im Messrohr in einer zweiten Ausgestaltung,

Fig. 4 zeigt eine Außenwand eines Messrohrs mit erfindungsgemäßen Mitteln zur

Erfassung des Strömungsquerschnitts des Mediums im Messrohr in einer dritten Ausgestaltung,

Fig. 5 zeigt eine Außenwand eines Messrohrs mit erfindungsgemäßen Mitteln zur Erfassung des Strömungsquerschnitts des Mediums im Messrohr in einer vierten Ausgestaltung.

In Fig. 1 ist ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät 1 im Querschnitt schematisch dargestellt. In der Wand des Messrohrs 2, welches in diesem Beispiel aus einem nicht elektrisch leitfähigen Kunststoff wie z.B. PE, PET, PES, PFA, PTFE, POM, PP, PPS, PB oder PA hergestellt ist, sind zwei Messelektroden 4 eingebracht, welche das Medium 3 im Lumen des Messrohrs berühren. Da über die Erregerspulen 5 ein Magnetfeld, welches durch seine Feldlinien 6 skizziert ist, am Messrohr 2 angelegt ist, induzieren senkrecht zum Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums 3 eine Messspannung in den im Wesentlichen senkrecht zur

Durchflussrichtung des Mediums 3 und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordneten Messelektroden 4. Die in die Messelektroden 4 induzierte

Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres 2 gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 3, also bei bekanntem

Querschnitt proportional zum Volumenstrom. Die Durchflussrichtung des Mediums 3 im Messrohr 2 ist parallel zur Messrohrlängsachse. Der Querschnitt des Lumens des Messrohrs 2 entspricht bei voll gefülltem Messrohr 2 dem Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Messrohr 2 ein im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmiges Lumen auf, weshalb der Querschnitt des Lumens des Messrohrs 2 bzw. der Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2 einfach über die Formel zur Berechnung einer Kreisfläche zu berechnen ist. Dazu muss beispielsweise der Umfang des Messrohrs 2 bekannt sein oder, wie hier angedeutet, der Innendurchmesser 7 des Messrohrs 2.

Der Innendurchmesser 7 des Messrohrs 2 wird während des Messbetriebs des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 1 beispielsweise folgendermaßen ermittelt. Um das beschriebene Messrohr 2 ist eine magnetische Rückführung 8 zum Führen des Magnetfelds angeordnet, in welchem ebenfalls die Erregerspulen 5 und die zur Magnetfeldausrichtung vorgesehenen Polbleche 9 angeordnet sind. Als magnetische Rückführung könnte auch ein entsprechend ausgestaltetes Gehäuse dienen. Die Erregerspulen 5 und die Polbleche 9 sind Teil des Erregersystems aus einem magnetischen Kreis aus weichmagnetischem Material. Zwischen den

Erregersystemen unter anderem aus den jeweiligen Erregerspulen 5 und Polblechen 9 ist das Messrohr 2 angeordnet. Zwischen den jeweiligen Erregerspulen 5 und Polblechen 9 und dem Messrohr 2 bestehen nun Luftspalte 10. Die Polbleche 9 sind elastisch und können einer, insbesondere druckbedingten, Ausdehnung des

Messrohrs 2 folgen. Die Erregerspulen 5 sind jedoch fest in der magnetischen Rückführung 8 untergebracht, welche nicht den Ausdehnungen des Messrohrs 2 folgt. Dadurch ändert sich die Länge der Luftspalte 10 somit die Induktivität des gesamten Magnetsystems. Aus der Änderung der Induktivität kann die Änderung des Innendurchmessers 7 des Messrohrs 2 errechnet werden. Die Induktivität wird beispielsweise bestimmt über die Messung des induktiven Widerstands des

Feldsystems oder die Messung der Anstiegszeit beim Umschalten des Magnetfelds. Dieses stellt das zweite Messsignal dar. Es ist abhängig vom Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2 und unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 3 im Messrohr 2. Ist der Innendurchmesser 7 des Messrohrs 2 bekannt, kann der

Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2 leicht errechnet werden.

Zusammen mit dem Spannungssignal der Messelektroden 4, als erstem Messsignal, wird daraus anschließend der Durchfluss ermittelt. Dessen Werte können

anschließend von einer nicht dargestellten Auswerteeinheit, die dazu geeignet ist, ausgegeben werden. Dies kann beispielsweise über die visuelle Darstellung des Durchflusses auf einem Display geschehen, oder diskrete Durchflussmesswerte werden in digitaler Form, beispielsweise über einen Bus ausgegeben, oder ein analoges Signal, den Durchfluss repräsentierend wird per eine 4-20mA-Schnittstelle zur Verfügung gestellt. Auch kann ein Steuerungsausgang zur Steuerung von

Pumpen oder Ventilen oder ähnlichem vorgesehen sein. Des Weiteren sind weitere Ausgabemöglichkeiten denkbar, wie z.B. ein akustischer oder optischer Alarm bei Über-/Unterschreiten vorgegebener Grenzwerte. Fig. 2 zeigt ein Messrohr 2 ungeschnitten in der Seitenansicht. Auf der Außenseite des Messrohrs 2, also auf dessen Wand, welche das Lumen des Messrohrs 2 bildet, in welchem das Medium 3 strömt, sind zwei Dehnungsmessstreifen 1 1 und 12 angebracht. Der erste Dehnungsmessstreifen 1 1 ist so am Messrohr 2 angeordnet, dass er die Ausdehnung des Messrohrs 2 in radialer Richtung aufnehmen kann, der zweite Dehnungsmessstreifen 12 misst die axiale Ausdehnung des Messrohrs 2.

Mit dem ersten Dehnungsmessstreifen 1 1 wird also ein zweites Messsignal erzeugt, welches abhängig vom Umfang des Messrohrs 2 ist, und damit auch abhängig vom Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2, bei voll gefülltem Messrohr 2. Nicht dargestellt sind die Brückenschaltungen zu den Dehnungsmessstreifen 1 1 und 12. Diese sind dem Fachmann jedoch geläufig. Auch nicht näher eingegangen soll hier auf die Beziehung zwischen Querschnitt des Lumens des Messrohrs 2 bzw. Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2 und Außendurchmesser, Umfang oder weiteren geometrischen Abmessungen auf der Messrohraußenseite. Das zweite Messsignal wird hier entsprechend in Abhängigkeit einer geometrischen Abmessung auf einer Außenseite des Messrohrs erfasst. Diese ist jedoch, wie eben erläutert, abhängig vom Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2. In der Regel werden Durchflussmessgeräte kalibriert. Dabei geht in die Ermittlung des Durchflusses, neben dem ersten Messsignal, welches von der

Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 3 im Messrohr 2 abhängig ist, sei es bei der Messung eines Massendurchflusses oder bei der Messung des

Volumendurchflusses, auch der Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr mit ein. Dieser geht meist über einen Kalibrierfaktor mit ein. Der Kalibrierfaktor wird beispielsweise in der Auswerteeinheit hinterlegt, z.B. in einem Speicher gehalten. Es ist auch durchaus üblich mehrere Kalibrierfaktoren zu hinterlegen oder gar die

Parameter einzeln vorzuhalten, um sie gegebenenfalls leicht ändern zu können.

Wird nun erfindungsgemäß der Strömungsquerschnitt des Mediums 3 im Messrohr 2 online, also während des Messbetriebs ermittelt, bzw. ein von ihm abhängiges zweites Messsignal, wird damit der entsprechende Kalibrierfaktor online geändert bzw. korrigiert.

Zusätzlich könnten zu den ersten und zweiten Messsignalen, noch Druck und/oder Temperatur des Mediums gemessen werden und in die Ermittlung des Durchflusses des Mediums durch das Messrohr mit einfließen. Mit der erfindungsgemäßen

Methode ist jedoch der Druck im Messrohr indirekt bestimmbar. Die Ausdehnung des Messrohrs 2 kann direkt oder indirekt abhängen vom Druck des Mediums 3 im

Messrohr 2.

In den Fig. 3 bis Fig. 5 sind weitere Ausgestaltungsbeispiele der Erfindung

veranschaulicht. Die Mittel in Fig.3 und Fig. 4 basieren auf dem gleichen Messprinzip. In Fig. 3 ist ein einzelner Draht 13 um das Messrohr 2 gewickelt. Dehnt sich das Messrohr 2 aus, wird auch der Draht 13 in seiner Länge gedehnt und sein

Widerstand ändert sich entsprechend. Das daraus zu erzeugende zweite Messsignal ist somit direkt abhängig vom Umfang des Messrohrs 2 und damit indirekt vom

Strömungsquerschnitt des Mediums im Messrohr 2.

Im weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Fig. 4 ist eine robuste Metallfolie 14 um das Messrohr 2 gelegt. Sie weist gegenüber dem einzelnen Draht eine höhere Stabilität auf. Das Messprinzip ist gleich. Alternativ zur Folie könnte auch eine leitfähige

Beschichtung des Messrohrs vorgesehen werden. In Fig. 5 hingegen sind mehrere Drähte 15, 16, 17 und 18 mit unterschiedlichen Streckgrenzen am Messrohr 2 auf dessen Außenwand angeordnet. Diese weisen, wie angedeutet, verschiedene Drahtdurchmesser auf, oder bestehen aus

unterschiedlichen Materialien. Eine Aufweitung des Messrohrs 2 führt dann schrittweise zum Abreißen der Drähte. Ihre Dimensionierung könnte z.B. so ausgestaltet sein, dass mit jedem Prozent Umfangszuwachs ein bestimmter Draht reißt. Durch Prüfung der intakten Drähte kann damit eine Aussage zum

Umfangszuwachs getroffen werden. Diese Messeinrichtung ist jedoch nicht geeignet, um elastische Veränderungen des Messrohrs 2 exakt zu verfolgen, da die Drähte dann irreversibel beschädigt sind. Wird das Messrohr 2 hingegen dauerhaft, d.h. plastisch, verformt, z.B. aufgrund mehrerer Druckzyklen, kann diese Form der Berücksichtigung des Strömungsquerschnitts des Mediums im Messrohr 3 bei der Ermittlung des Durchflusses durchaus vorteilhaft sein. Insbesondere bei

Kunststoffmessrohren kann es nach mehreren Druckzyklen zu Aufweitungen des Lumens des Messrohrs 2 von mehreren Prozent kommen. Dementsprechend groß wäre der Messfehler des Durchflusses ohne die erfindungsgemäße Korrektur. Nun können Dehnungsmessstreifen über einen längeren Zeitraum und über solche Längenänderungen sehr störanfällig sein, weshalb eine diskrete Erfassung des Strömungsquerschnitts vorteilhaft sein kann.

Bezugszeichenliste

1 Durchflussmessgerät

2 Messrohr

3 Medium

4 Messelektroden eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerats

5 Erregerspulen eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerats

6 Feldlinien eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerats

7 Innendurchmesser des Messrohrs

8 Magnetische Rückführung des Durchflussmessgerats

9 Polbleche eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerats

10 Luftspalt

1 1 Dehnungsmessstreifen

12 Dehnungsmessstreifen

13 Einzelner Draht

14 Folie

15 Draht

16 Draht

17 Draht

18 Draht