Die Erfindung betrifft eine Montiervorrichtung eingerichtet zur Montage eines Clamp-On- Ultraschallwandlers, einen Clamp-On-Ultraschallwandler und ein Clamp-On-Ultraschall- Messgerät zum Messen einer Messgröße eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums.

Clamp-On-Ultraschall-Messgeräte, wie beispielsweise in der DE102016119910A1 gezeigt, weisen Ultraschallwandler auf, welche an einer Außenseite von medienführenden Rohrleitungen befestigt werden. Üblicherweise kommen zur Befestigung solcher Ultraschallwandler beispielsweise Befestigungsgurte oder Befestigungsbänder zum Einsatz. Jedoch kann dies zu Verschiebungen des Ultraschallwandlers während der Befestigung führen.

Als Aufgabe der Erfindung kann es gesehen werden, eine einfache und robuste Montierung eines Clamp-On-Ultraschallwandlers vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Montiervorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 , durch einen Clamp-On-Ultraschallwandler gemäß dem unabhängigen Anspruch 7 sowie durch ein Clamp-On-Ultraschall-Messgerät gemäß dem unabhängigen Anspruch 9.

Eine erfindungsgemäße Montiervorrichtung eingerichtet zur Montage eines Ultraschallwandlers an einer medienführenden Rohrleitung umfasst eine Wippe mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einem dazwischengelegenen Rotationslager; einen Sockel, auf welchem die Wippe mittels des Rotationslagers gelagert und bzgl. lateraler sowie vertikaler Bewegung befestigt ist, wobei der Sockel zumindest ein Befestigungslager für eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen des Sockels an der Rohrleitung aufweist; wobei das erste Ende der Wippe ein Koppelkörperlager aufweist, welches Koppelkörperlager dazu eingerichtet ist, eine Kraft auf einen Koppelkörper eines Ultraschallwandlers in Richtung einer der Rohrleitung zuzuwendenden ersten Seite der

Montiervorrichtung zu bewirken, wobei das zweite Ende der Wippe einen linear geführten Stempel aufweist, wobei der Stempel dazu eingerichtet ist, mittels eines ersten Endes des Stempels eine Kraft in Richtung der ersten Seite gegen den Sockel zu wirken.

Durch die separate Befestigung von Sockel und Clamp-On-Ultraschall-Wandler kann die Montiervorrichtung zunächst positioniert und befestigt werden, um dann den Ultraschallwandler an der Rohrleitung zu fixieren. Durch Bewirken der Kraft gegen den Sockel mittels des Stempels wird bei positioniertem Clamp-On-Ultraschallwandler das erste Ende der Wippe in Richtung Rohrleitung bewegt und entsprechend eine Anpresskraft auf den Clamp-On-Ultraschallwandler bewirkt.

In einer Ausgestaltung ist der Stempel in einem Gehäuse geführt, wobei das Gehäuse umfasst: einen auf einer der Rohrleitung zuzuwendenden ersten Seite des Gehäuses angeordneten Gehäusetopf mit einer zentral angeordneten ersten Öffnung, einen auf einer der Rohrleitung abzuwendenden Seite des Gehäuses angeordneten Gehäusedeckel mit einer zentral angeordneten zweiten Öffnung, eine Stempelhülse zum radialen Lagern des Stempels mit einem offenen ersten Ende, wobei der Stempel in der Stempelhülse entlang einer Hülsenachse beweglich ist, wobei das erste Ende des Stempels durch die erste Öffnung des Gehäuses verläuft und aus dem offenen ersten Ende der Stempelhülse hervorragt, wobei der Gehäusedeckel im Bereich der zweiten Öffnung ein Innengewinde aufweist, in welches ein Außengewinde der Stempelhülse eingreift, wobei eine im Gehäuse angeordnete Federvorrichtung in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung dazu eingerichtet ist, entlang der Hülsenachse eine Vorspannung zwischen Stempel und Stempelhülse zu bewirken, wobei die Vorspannung durch Einbringen des Stempels in die Stempelhülse durch das erste Ende der Stempelhülse aufbaubar ist. In einer Ausgestaltung weist die Federvorrichtung eine Tellerfeder auf, welche gegen einen radialen Vorsprung des Stempels sowie gegen das dem radialen Vorsprung zugewandten ersten Ende der Stempelhülse wirkt.

In einer Ausgestaltung weist ein zweites Ende des Stempels eine Stempelstirnfläche auf, wobei die Stempelhülse ein zweites offenes Ende mit einer ringförmigen Hülsenstirnfläche aufweist, wobei in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung bei Abgleich der Stempelstirnfläche mit der Hülsenstirnfläche ein Vorliegen einer Sollkraft auf den Koppelkörper indiziert.

Auf diese Weise kann ein Monteur auf einfache Art und Weise erkennen, ob der Clamp- On-Ultraschallwandler mit einer gewünschten Kraft gegen die Rohrleitung gepresst wird.

In einer Ausgestaltung ist eine Hebellänge des ersten Endes der Wippe bzgl. des Rotationslagers größer ist als eine Hebellänge des zweiten Endes der Wippe.

In einer Ausgestaltung sind Wippe und Sockel jeweils aus einem Metall wie beispielsweise ein Stahl, oder insbesondere ein rostfreier Stahl hergestellt.

In einer Ausgestaltung ist die Montiervorrichtung mit einer ersten Kraft gegen eine Rohrleitung anpressbar ist, wobei das Koppelkörperlager dazu eingerichtet ist, eine zweite Kraft gegen den Koppelkörper zu bewirken, wobei die zweite Kraft kleiner als die erste Kraft ist.

Ein erfindungsgemäßer Clamp-On-Ultraschallwandler umfasst: ein Wandlerelement zum Erzeugen und Erfassen von Ultraschallsignalen; einen Koppelkörper zum Übertragen von der Ultraschallsignale zwischen Rohrleitung und Wandlerelement mit einem Gegenlager eingerichtet für das Koppelkörperlager.

Ein erfindungsgemäßes Clamp-On-Ultraschall-Messgerät umfasst eine erfindungsgemäße Montiervorrichtung; zumindest einen erfindungsgemäßen Ultraschallwandler, insbesondere mindestens ein Paar Ultraschallwandler, eingerichtet zur Montage jeweils mittels der Montiervorrichtung; eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung zum Betreiben des zumindest einen Ultraschallwandlers, zum Auswerten von Messsignalen des zumindest einen Ultraschallwandlers und zu Bereitstellen von Messwerten mindestens einer Messgröße wie beispielsweise Durchfluss oder Schallgeschwindigkeit eines durch eine Rohrleitung strömenden Mediums.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montiervorrichtung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Wippe einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montiervorrichtung.

Fig. 3 skizziert einen an einer Rohrleitung erfindungsgemäß befestigten Clamp-On- Ultraschallwandler.

Fig. 4 skizziert ein beispielhaftes Clamp-On-Ultraschall-Messgerät.

Fig.1 zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften erfindungsgemäßen Montiervorrichtung 10 zur Befestigung eines Clamp-On-Ultraschallwandlers 20. Die Montiervorrichtung weist einen Sockel 12 auf, welcher mittels Befestigungslager 12.1 über eine Befestigungsvorrichtung an einer Rohrleitung befestigbar ist. Eine Wippe 11 ist mittels eines Rotationslagers 11.3 rotativ beweglich sowie lateral fixiert am Sockel gelagert. Ein erstes Ende 11.1 der Wippe weist ein Koppelkörperlager 13 zum Lagern eines Gegenlagers 22.1 eines Koppelkörpers 22 eines Clamp-On-Ultraschallwandlers 20. Ein zweites Ende 11 .2 der Wippe weist ein Gehäuse 14 zur linearen Führung eines Stempels 15 auf, wobei der Stempel dazu eingerichtet ist, mittels eines ersten Endes des Stempels 15.1 eine Kraft in Richtung der ersten Seite gegen den Sockel zu wirken. Auf diese Weise kann über eine Hebelwirkung der Wippe 11 eine Anpresskraft auf den Koppelkörper eines Ultraschallwandlers 20 bewirkt werden. Der Stempel kann anstatt eines Gehäuses auch über andere Konstruktionen linear geführt werden.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 14 der in Fig. 1 gezeigten Wippe, wobei das Gehäuse auf einer der Rohrleitung zuzuwendenden Seite 14.01 einen ersten Gehäuseteil 14.1 auf, und auf einer der Rohrleitung abzuwendenden Seite 14.02 einen zweiten Gehäuseteil 14.2 aufweist. Jeweils eines der beiden Gehäuseteile als Gehäusetopf und jeweils ein anderes der beiden Gehäuseteile als Gehäusedeckel ausgeführt ist. In diesem Beispiel bildet das erste Gehäuseteil einen Gehäusetopf aus, und das zweite Gehäuseteil einen Gehäusedeckel. Eine Stempelhülse 14.3 ist dazu eingerichtet, den Stempel 15 radial fixiert und axial beweglich zu lagern. Die Stempelhülse weist ein erstes offenes Ende 14.31 auf, welches der ersten Seite des Gehäuses zugewandt ist, wobei der Stempel aus dem ersten offenen Ende herausragt.

Die Stempelhülse ist im zweiten Gehäuseteil, hier der Gehäusedeckel, mittels eines Außengewindes 14.32 gelagert, welches in ein Innengewinde 14.22 des zweiten Gehäuseteils eingreift. Im Gehäuse ist eine Federvorrichtung 16, beispielsweise wie hier gezeigt mit zwei Tellerfedern 16.1 angeordnet, welche Federvorrichtung dazu eingerichtet ist, entlang der Hülsenachse 14.33 eine Vorspannung zwischen Stempel 15 und Stempelhülse 14.3 zu bewirken, wobei die Vorspannung durch Einbringen des Stempels in die Stempelhülse durch das erste Ende 14.31 der Stempelhülse aufbaubar ist. Durch Drehen der Stempelhülse im Innengewinde des zweiten Gehäuseteils kann die Vorspannung zwischen Stempel und Stempelhülse und somit die Kraft, welche der Stempel gegen den Sockel bewirkt eingestellt werden. Die Federvorrichtung wirkt bzw. die Tellerfedern wirken gegen einen radialen Vorsprung 15.3 des Stempels sowie gegen das dem radialen Vorsprung zugewandten ersten Ende der Stempelhülse 14.31.

In einer Ausgestaltung weist wie hier gezeigt ein zweites Ende 15.2 des Stempels eine Stempelstirnfläche 15.21 auf, wobei die Stempelhülse 14.3 ein zweites offenes Ende 14.34 mit einer ringförmigen Hülsenstirnfläche 14.4 aufweist, wobei in befestigtem Zustand der Montiervorrichtung bei Abgleich der Stempelstirnfläche mit der Hülsenstirnfläche ein Vorliegen einer Sollkraft auf den Koppelkörper indiziert.

Fig. 3 skizziert einen an einer Rohrleitung 40 befestigten Clamp-On-Ultraschallwandler

20, welcher mittels einer erfindungsgemäßen Montiervorrichtung 10 an einer Außenseite der Rohrleitung befestigt ist. Die Befestigung der Montiervorrichtung kann beispielsweis wie hier angedeutet über ein Stangensystem bewerkstelligt sein, der Fachmann hat bei der Wahl der Befestigung der Montiervorrichtung jedoch freie Wahl. Mittels der Montiervorrichtung 10 wird ein Koppelkörper 22 des Ultraschallwandlers 20 über das Gegenlager 22.1 des Koppelkörpers gegen die Rohrleitung gepresst, so dass durch das Wandlerelement 21 erzeugte Ultraschallsignale gut in die Rohrleitung eingekoppelt werden können.

Fig. 4 skizziert ein beispielhaftes schematisches Clamp-On-Ultraschallmessgerät 1 mit zwei Clamp-On-Ultraschallwandlern 20, welche an einer Außenseite der Rohrleitung 40 angeordnet sind. Eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 30 ist dazu eingerichtet, die Clamp-On-Ultraschwandler zu betreiben sowie Messsignale der Clamp-On- Ultraschallwandler auszuwerten und Messwerte einer Messgröße bereitzustellen. Eine solche Messgröße kann beispielsweise eine Durchflussgeschwindigkeit oder eine Schallgeschwindigkeit eines durch die Rohrleitung strömenden Mediums sein. Dabei kann beispielsweise auf eine Laufzeit- oder Laufzeitdifferenzenmethode zurückgegriffen werden. Die hier gezeigte Anzahl sowie Anordnung von Clamp-On-Ultraschallwandlern ist rein beispielhaft und nicht beschränkend auszulegen.

Bezugszeichenliste

I Clamp-On-Ultraschall-Durchflussmessgerät

10 Montiervorrichtung

10.1 erste Seite

I I Wippe

11.1 erstes Ende

11.2 zweites Ende

11.3 Rotationslager

12 Sockel

12.1 Befestigungslager

13 Koppelkörperlager

14 Gehäuse

14.01 erste Seite

14.02 zweite Seite

14.1 erster Gehäuseteil

14.11 erste Öffnung

14.2 zweiter Gehäuseteil

14.21 zweite Öffnung

14.22 Innengewinde

14.3 Stempelhülse

14.31 offenes erstes Ende

14.32 Außengewinde 14.33 Hülsenachse

14.34 offenes zweites Ende

14.4 Hülsenstirnfläche

15 Stempel

15.1 erstes Ende

15.2 zweites Ende

15.21 Stempelstirnfläche

15.3 radialer Vorsprung

16 Federvorrichtung

16.1 Tellerfeder

20 Ultraschallwandler

21 Wandlerelement

22 Koppelkörper

22.1 Gegenlager

30 elektronische Mess-/Betriebsschaltung

40 Rohrleitung