(57)【要約】  本発明は、互いから離れて取付けられている２つ以上の測定センサ、好適には超音波センサを備える流量計に関し、測定信号は、結合要素によって流体中におけるまたは流体からの結合および分離が行われる。本発明によると、測定チャネルは、断面において、設計ではほぼ楕円または台形である。
2019521345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定チャネル（１４）を有する流量計であって、該測定チャネル（１４）は流体が流れるとともに測定ユニットが保持されるパイプに取付けられることが可能であり、該測定ユニットは、互いから離間しており前記測定チャネル（１４）の１つ以上の凹部（１２）に浸漬される２つ以上のセンサ（２８，３０）、好適には超音波センサを有し、前記流体へのまたは前記流体からの測定信号の結合は、測定バー（５４）により、または１つもしくは複数の前記センサ（２８，３０）を収容する結合要素（３２，３４）により行われ、前記測定チャネル（１４）は、前記センサ（２８，３０）のほぼ発信部／受信部方向において横方向の幅よりも大きい間隙幅を有する断面を有し、前記測定チャネル（１４）は、ほぼ楕円形状を有するか、前記センサ（２８，３０）とは反対側の領域において細くなる台形の形態をなし、縦軸（ｈ）の方向に延びている側壁（４４，４６）は外に湾曲しており、ほぼ横軸の方向に延びておりほぼ平坦またはわずかに外に湾曲している横方向壁（４０，４２）とともに前記楕円形状を形成し、前記センサ（２８，３０）から離れている前記横方向壁（４０）に反射部（５２）が配置されており、前記反射部は前記横方向壁のポケット（７８）に面一に挿入されていることを特徴とする、流量計。
【請求項２】
前記測定バー（５４）または前記結合要素（３２，３４）は、前記横方向壁のうちの１つ（４２）に面一に挿入される、請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
前記横方向壁（４０，４２）の幅（ｂ）に対する前記湾曲の頂部における前記測定チャネル（１４）の幅（ｑ）の比率は、１．２よりも大きく、好適には約１．３〜１．６であり、前記横方向壁（４０，４２）の前記幅（ｂ）に対する前記側壁（４４，４６）の高さ長（ｈ）の比率は、１．５よりも大きく、好適には約１．５〜２である、請求項２に記載の流量計。
【請求項４】
各結合要素（３２，３４）は、前記側壁（４４，４６）の中に限って延びている、請求項２または３に記載の流量計。
【請求項５】
前記測定バー（５４）または前記結合要素（３２，３４）は、制御電子部品、さらなるセンサ、バッテリパック、通信モジュール、および電源のうちの１つ以上を収容する測定筐体（１６）に取付けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項６】
前記結合要素（３２，３４）または前記測定バー（５４）は、測定チャネル軸に対して傾斜しており１つ以上のセンサ（２８，３０）が置かれている結合ウェッジ（４８，５０）を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項７】
前記結合要素（３２，３４）は封止材（３８）によって前記測定チャネル（１４）に封止される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項８】
前記結合要素（３２，３４）または前記測定バー（５４）は、前記測定筐体（１６）に直接取り付けられているか、またはセンサ収容部（１２１）もしくはシステムアダプタ（２６）によって前記測定筐体（１６）に取付けられている、請求項５または６に記載の流量計。
【請求項９】
前記測定チャネル（１４）は、凹部（１２）を備えるフランジ（１０）を有し、該フランジ（１０）に対し、前記センサ（２８，３０）を間接的にもしくは直接支持するシステムアダプタ（２６）が、または前記測定筐体（１６）のセンサ収容部（１２１）が固定され、それによって、好適には前記結合要素（３２，３４）の結合面（１１６）が前記測定チャネル（１４）の前記周壁と面一に延びる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項１０】
前記測定チャネル（１４）は、少なくともパイプ部分（８）に挿入される部分にあるか、または前記パイプ部分（８）自身が前記測定チャネル（１４）を形成する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項１１】
２つの取付フランジ（５，６）を有する筐体（４）を備え、該２つの取付フランジ（５，６）の間に前記パイプ部分（８）か前記測定チャネル（１４）かまたはその両方が延びており、前記取付フランジ（５，６）の入口領域または出口領域における流量断面は、前記測定チャネル（１４）におけるよりも大きい、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項１２】
前記結合要素（３２，３４）は、ＰＥＥＫ，ＰＳＵもしくはＰＥＩまたは別の適切なプラスチック材料からなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項１３】
１つの結合要素（３２，３４）に２つ以上のセンサ（２８，３０）が収容されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項１４】
結合要素（３２，３４）または測定バー（５４）内に参照経路（７０）が形成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項１５】
前記結合要素（３２，３４）にもしくは前記測定バー（５４）にまたは測定筐体（１６）に、温度センサ（１３８）、もしくは圧力センサ（１３０）、または別のセンサが収容されている、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに係る、パイプ等において流体の流量を測定するための流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
そうした流量計は、例えば、２つの超音波トランスデューサを有し、それらのトランスデューサは、互いから離れていわゆる「クリップ留め解決策」として、パイプのパイプ部分に挿入され、両方のトランスデューサが発信部および受信部として作用する。測定信号は、パイプ部分の壁を通じて流体に斜めに結合する。
【０００３】
このとき、流速は、それ自体が知られている手法により、発信部から受信部への測定信号の走行時間から決定可能である。そうした流量計は、例えば、印刷出版物の特許文献１および特許文献２に記載されている。
【０００４】
クリップ留め流量計の不都合は、測定信号が測定チャネルの壁を貫通するので、測定チャネルを製造可能な異なる材料について異なる測定信号が得られ、結果として、測定信号評価においてその材料の影響を考慮に入れる必要があることである。
【０００５】
さらに、超音波トランスデューサが収容される測定挿入部を有する解決策が知られている。この測定挿入部は、パイプ部分／測定チャネルの凹部に挿入され、実際の測定チャネルは、この測定挿入部の一部であることも可能である。
【０００６】
そうした解決策は、例えば、特許文献３に開示されており、２つの超音波トランスデューサは、互いから離れ、流れ方向において測定チャネルの反対側に配置される。
特許文献４には、流量計／流量計数管が開示され、その流量計／流量計数器において、測定挿入部は、超音波トランスデューサを収容し、さらに実際の測定チャネルを形成する。この測定挿入部は、流量計の筐体のパイプ部分の接線方向のフランジに取付けられる。測定チャネルを形成する外形部は、フランジにより囲まれているパイプ部分の凹部に浸漬され、測定領域内の流れに影響を及ぼし、測定信号用の反射部がこれに加えてその外形部に提供される。この解決策では、２つの超音波トランスデューサが測定挿入部の鍋形筐体部分に配置され、この測定挿入部が流れに向かって閉じられ、その流れに浸漬される。
【０００７】
同様の解決策が、特許文献５に示される。この実施形態において、測定挿入部は、互いに対しある角度をなして流れ方向に配置されておりさらに鍋形筐体部分に収容される２つの超音波トランスデューサを支持し、筐体のパイプ部分の、フランジにより囲まれている開口部を通じて、測定チャネルの中に突出する。測定チャネル内の流れ誘導は、筐体の前面から挿入されることが可能でありまた超音波信号用の反射部を支持する筐体挿入部により決定され、その結果、超音波は、例えば、超音波トランスデューサのうちの一方により発信され、下流に位置するその他の超音波トランスデューサへと反射部により反射される。当然ながら、信号は逆方向に誘導されることも可能である。
【０００８】
印刷出版物の特許文献６には、筐体のパイプ部分の領域において接線方向のフランジに測定挿入部がさらに取付けられている流量計が記載されている。測定挿入部は、筐体部分の底部の凹部に挿入されそれぞれの封止材によってその凹部に封止される２つの超音波トランスデューサを支持する。測定挿入部全体は、次に、両方の超音波トランスデューサを取り囲む別の周囲封止材によりフランジに対して封止される。この実施形態において、測定チャネルは、フランジにより取り囲まれている凹部を通じて筐体のパイプ部分に挿入される測定挿入部によっても形成される。この測定チャネルは、矩形である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００４／０３６１５１号
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２００５０５７８８８号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０１２０３５５号明細書
【特許文献４】欧州特許出願公開第２３０６１６０号明細書
【特許文献５】欧州特許第２３８６８３６号明細書
【特許文献６】欧州特許第０８９０８２６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の全ての解決策において、反射部は、超音波トランスデューサに関して正反対に形成され、その結果、超音波信号を誘導するように２つ以上の反射部が提供される必要がある。
【００１１】
後者の流量計において、２つの超音波トランスデューサは、各々センサ筐体（以下、結合要素と呼ばれる）に配置され、流体がその２つの超音波トランスデューサのあたりを流れるように、測定チャネルの中に半径方向に突出する。
【００１２】
そうした解決策の不都合は、測定チャネルの領域、特にセンサの領域における流れが、特に、小さい公称幅では特に、留められるか渦を形成することとなり、それによって測定誤差が生じることである。
【００１３】
上記に鑑み、本発明は、向上した測定確度を有する流量計／流量計数管を作り出すことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的は、請求項１の特徴を有する流量計により解決される。
本発明の有利なさらなる発展は、従属請求項の主題である。
本発明によると、流量計は測定チャネルを有し、該測定チャネルは流体が流れるとともに測定ユニットが保持されるパイプに取付けられることが可能であり、該測定ユニットは、互いから離間しており測定チャネルの１つ以上の凹部に浸漬される２つ以上の測定センサ（好適には、超音波トランスデューサ）を有する。流体へのおよび流体からの測定信号の結合および分離は、１または複数の測定センサを収容する共通またはそれぞれの結合要素を通じて行われる。
【００１５】
本発明によると、測定チャネルは、センサの発信部／受信部方向において横方向の幅よりも大きい公称幅を有する断面プロファイルを有するように設計される。本発明によると、これは、測定チャネルが楕円形状を有するために形成される。これに代えて、測定チャネルは台形の形状を有してもよい。
【００１６】
この一様な、丸みを帯びた断面プロファイルによって、流れは、矩形のプロファイルまたは円形のプロファイルによる既知の解決策と比較して、最適な引き延ばされた信号経路についてより一様になることが可能であり、それによって、測定確度が従来の解決策と比較して向上する。
測定チャネルの領域において流体の流れが加速するように、その全断面は、好適には、流量計の入口および出口の断面よりもわずかに小さくなるように設計される。発信部および受信部方向における寸法を増加させることによって、円形の断面と比較して、信号経路、したがって信号の走行時間も増加する。
【００１７】
特に好適な実施形態において、測定チャネルは形状の点においてほぼ楕円であり、すなわち、測定チャネルは、その縦軸の方向における真直な壁によってではなく、凹に湾曲している側壁により制限される（これは、流体の流れのさらに外にまでも寄与する）。
【００１８】
特に好適な実施形態において、縦軸の方向に（超音波信号のほぼ発信部および受信部方向に）延びている側壁は、湾曲しており、ほぼ横軸の方向に延びているほぼ平坦またはわずかに湾曲している横方向壁とともに上述の楕円形状を形成する。驚くべきことに、そうした楕円形状が最適な流れとそれに伴う最大の信号品質とを保証することが分かった。
【００１９】
代替の解決策では、楕円形状に代えて、おおよそ台形の断面が形成されることが可能であり、横方向において比較的幅広の横方向壁がセンサ側に形成され、顕著により小さい幅または丸みを有する横方向壁が反射部側に形成される。
【００２０】
有利には、結合要素は、測定チャネルの周壁に面一に挿入される。これは、より一様な流れによる従来の解決策と比較して測定確度が顕著に増加するように、結合要素も実際の測定センサも、または別の筐体部分も、測定チャネルに突出しないことを意味する。
【００２１】
発明の好適な実施形態によると、結合要素は、測定チャネルの横方向壁のうちの１つに面一に挿入される。
信号の結合は、結合要素が測定チャネル軸に対して傾いて傾斜しており超音波トランスデューサが置かれている結合ウェッジを有する場合に最適になる。
【００２２】
封止は、この結合要素が測定チャネルにおける封止材によって封止される場合には、特に簡単である。
有利には、横方向における横方向壁の幅に対する、側壁の湾曲の頂部における測定チャネルの幅の比率は、＞１．２、好適には約１．３〜１．６であることが可能である。これに代えて、またはこれに加えて、横方向壁の幅に対する側壁の高さ長の比率は、＞１．５、好適には約１．５〜２であることが可能である。
【００２３】
例えば、小さい公称幅では、結合要素が側壁の中に限って延びている場合、流体の流れはさらに一様になることが可能である。この領域ではまた、流れと干渉する突出した部品がないように、結合要素は側壁と面一である。
【００２４】
特に簡単な実施形態において、１または複数の結合要素は、制御電子部品、さらなるセンサ、バッテリパック、通信モジュール、および電源のうちの１つ以上を収容する測定筐体に取付けられている。バッテリパックは、好適には取替可能であるように設計されることが可能である。
【００２５】
発明の１つの実施形態において、測定筐体は底部を有するように設計され、その底部には、超音波トランスデューサを備える１つまたは複数の結合要素が直接またはセンサ収容部によって挿入される。
【００２６】
測定チャネルが１つ以上の凹部を取り囲むフランジを有し、その凹部に、１つ以上の結合要素が浸漬され測定筐体のシステムアダプタが取付けられる場合には、流量計の筐体の構造は、さらに簡単になる。
【００２７】
発明によるさらなる発展によると、反射デバイスは、超音波トランスデューサから離れた横方向壁に配置され、好適には横方向壁のポケットの中に面一に挿入される。
反射部／反射鏡、センサ／結合要素、またはその両方の、測定チャネルへの面一の挿入によって、乱流および流れの失速は、関連する汚れの堆積および生じた信号改変とともに、それらの部品の領域において防止される。
【００２８】
その構造は、パイプ部分が測定チャネルを形成する場合、さらに簡単になることが可能である。これは、パイプ部分が上で定義される仕様（楕円形状）に従って構造形成されることを必要とする。これに代えて、測定チャネルがパイプ部分に挿入されることも可能である。
【００２９】
別の実施形態において、流量計は、２つの入口および出口の取付フランジを有する筐体を有し、それらの取付フランジの間にはパイプ部分および／または測定チャネルが延びており、取付フランジの導入領域または導出領域における流量断面は、測定チャネルにおけるよりも小さい。
【００３０】
結合要素がＰＥＥＫ、ＰＳＵまたはＰＥＩ製である場合、信号品質をさらに向上させることが可能である。
さらなる好適な解決策では、２つのほぼ平行な信号経路が形成されるように、２個組のセンサが１つの結合要素に収容される。
【００３１】
測定確度をさらに向上させるように、結合要素の形状とその材料とにより決定される参照経路が、各結合要素に形成されることが可能である。
そうした結合要素において、例えば、測定中に流体または結合要素の熱を検出し対応する信号補正を行うことが可能な、温度センサまたは別のセンサが収容されることが可能である。
【００３２】
出願人は、参照経路とともに、および／または追加のセンサまたは測定挿入部の封止の種類とともに、２個組のセンサか結合要素の形状に関する独立請求項を配置する権利を留保し、これによって、分割出願などの主題を構成することが可能である。
【００３３】
本発明の実施形態によると、結合要素は、測定バーを形成するように組み合わされる。
この測定バーはまた、例えば、ゼロドリフト補正を可能とする参照経路とともに形成されることも可能である。
【００３４】
気泡および沈殿の影響は、傾けることまたはプロファイル断面の水平方向の位置を定めることにより低減されることが可能である（この解決策は、独立した特許出願の主題として用いられることも可能である）。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】測定挿入部により実施される流量計の第１実施形態を示す図。
【図２ａ】図１に係る流量計のさらなる部分図。
【図２ｂ】図１に係る流量計のさらなる部分図。
【図３】本発明に係る流量計のさらなる実施形態の図。
【図４】本発明に係る流量計の第３実施形態の図。
【図５】測定チャネルが測定挿入部により形成される、流量計のさらなる実施形態を示す図。
【図６】図５に係る実施形態の測定バー／結合要素の部分図。
【図７】本発明に係る流量計の２つのさらなる実施形態を示す図。
【図８】図７に係る流量計の筐体の図。
【図９】図７ａに係る実施形態のさらなる図。
【図１０】図９、図７ａに係る実施形態の測定挿入部の分解立体図。
【図１１】図６に係る測定バーの詳細な図と、図１０に係る測定挿入部のさらなる図。
【図１２】本発明に係る流量計のバッテリパックの図。
【図１３】図１２に係るバッテリパックの分解立体図。
【図１４】測定取付部を備える本発明に係る流量計のさらなる実施形態の概略図。
【図１５ａ】測定取付部を備える流量計のさらなる実施形態の図。
【図１５ｂ】測定取付部を備える流量計のさらなる実施形態の図。
【図１５ｃ】測定取付部を備える流量計のさらなる実施形態の図。
【図１５ｄ】図１５ａ、図１５ｂ、図１５ｃに係る実施形態の変形形態を示す図。
【図１６ａ】測定取付部を備える本発明に係る流量計のさらなる実施形態の主要部品群を示す図。
【図１６ｂ】測定取付部を備える本発明に係る流量計のさらなる実施形態の主要部品群を示す図。
【図１６ｃ】測定取付部を備える本発明に係る流量計のさらなる実施形態の主要部品群を示す図。
【図１７ａ】外部モジュールを有する図１６に係る実施形態の変形形態を示す図。
【図１７ｂ】外部モジュールを有する図１６に係る実施形態の変形形態を示す図。
【図１７ｃ】外部モジュールを有する図１６に係る実施形態の変形形態を示す図。
【図１８】図１６，図１７に係る流量計の筐体の変形形態を示す図。
【図１９】図１６，図１７に係る流量計の筐体の変形形態を示す図。
【図２０】本発明に係る超音波トランスデューサの構造を説明するための概略図。
【図２１】図１９に係る筐体の測定挿入部の実施形態を示す図。
【図２２】図１８に係る筐体用の測定取付部の図。
【図２３】図２２に係る測定取付部の実施形態の変形形態を示す図。
【図２４】２個組センサの構造に関する概略図。
【図２５】２個組センサの信号経路の進路を説明するための概略図。
【図２６】追加のセンサ（例えば、圧力センサ）を備える流量計の実施形態を示す図。
【図２７】外部センサモジュールを備える流量計の図。
【図２８】追加のセンサ（例えば、温度センサ）を備える２個組センサの変形形態を示す図。
【図２９】結合要素に組み込まれているゼロドリフト補正用の参照経路についての３つの実施形態の図。
【図３０】２個組センサを備える流量計のさらなる実施形態の図。
【図３１】４つの１個組センサが２個組センサの代わりに用いられる流量計の図。
【図３２】図３０，図３１の流量計の比較説明を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本発明の好適な実施形態は、概略図を用いて以下でより詳細に説明される。
図１は、測定挿入部２とともに実施される流量計１の第１の実施形態を示す。流量計１は、２つの取付フランジ５，６を有する筐体４を有し、その取付フランジ５，６の間にはパイプ部分８が延びている。この筐体４は、流量が測定される媒質／流体が流れる設置パイプに挿入される。
【００３７】
パイプ部分８は、ほぼ接線方向に配置されているフランジ１０を備え、フランジ１０は凹部１２を有する。実際の測定挿入部２は、測定チャネル１４を有し、以下に記載するようにセンサシステムがその測定チャネル１４に割り当てられる。
【００３８】
制御電子部品および電源ならびに信号処理のために必要な流量計１の他の部品は、測定筐体１６に収容される。さらに、図１には見られない測定される流量についての表示部が、この筐体に提供される。測定チャネル１４が筐体４の凹部１２を通じてパイプ部分８の断面に挿入され、次いで、測定筐体１６がフランジ１０に対し固定される。
【００３９】
図２ａは、図１に係る流量計の測定挿入部の一部の分解立体図を示し、図２ｂは、取付けられた状態における流量計を示す。
図２ａに係る図において、筐体４は、２つの取付フランジ５，６の間に横たわるパイプ部分８とともに示される。パイプ部分８に対して接線方向に（図２ａにおいて上向きに）フランジ１０が形成される。フランジ１０は凹部１２を備え、測定挿入部２が、特に測定チャネル１４が、凹部１２を通じてパイプ部分８の内部空間２０に挿入されることが可能である。
【００４０】
入口および出口領域における流れ誘導では、導入および導出部２２，２４がパイプ部分にまたはそれぞれ入口および出口側における取付フランジに挿入され、組み立てられた状態において、これら導入および導出部２２，２４は、測定チャネル１４への実質的に流体密である接続を確立する。
【００４１】
以下でより詳細に説明するように、この測定チャネル１４は、円形または矩形の断面を有するのではなく、流れの失速および乱流を低減するように楕円形状に設計されている。示される実施形態において、測定チャネル１４は、測定挿入部２または測定筐体１６のシステムアダプタ２６に取付けられている。このシステムアダプタ２６には、結合要素３２，３４の上に配置されている２つの超音波トランスデューサ（以下、センサ２８，３０と呼ぶ）も提供されており、その結合要素３２，３４を通じて超音波信号が流体に対しまたは流体から結合される。
【００４２】
図２ａは、その上部において、システムアダプタ２６に取付けられている測定筐体１６の筐体底部３６を示す。
図３ａおよび図３ｂは、同様にシステムアダプタ２６に取付けられる測定チャネル１４を示す。図３ａに示されるように、測定チャネル１４は、取付けられた状態においてフランジ１０の上に置かれる周囲封止リング３８によってシステムアダプタ２６に対する接続領域において囲まれている。システムアダプタ２６は、結果として、筐体底部３６により覆われる。
【００４３】
この図は、プラスチック製の測定チャネル１４が、例えば、円形ではなく、縦軸ｈおよび横軸ｑを有する楕円の流量断面を有することを示す。縦軸ｈは、横軸ｑよりも長い。示される実施形態において、寸法の比率はｈ：ｑ＞１．２、好適には約１．５である。図３ａに示される幅ｂに対する縦軸ｈの長さの比率は、（ａ：ｂ）＞１．５、好適には約２である。
【００４４】
幅ｂは、平坦面またはわずかに凹に湾曲している壁として設計される横方向壁４０，４２の幅を示す。側壁４４，４６は、縦軸ｈの方向に延びており、横方向壁４０，４２とともに測定チャネル１４のほぼ楕円の断面を形成する。この楕円となって丸みを帯びた断面形態は、従来の直角または円形のチャネル断面と比較して流れの失速および乱流を低減し、それによって、大きい高さ長ｈによって信号伝搬および信号経路が増加し、横方向における比較的小さい幅ｑ，ｂによって、流速が入口領域および出口領域と比較して顕著に増加することが可能である。導入部２２および導出部２４は、速度について対応する増加が生じるように、その流れが流れる測定チャネルの断面よりも小さい断面を有することが必須である。
【００４５】
図３ｃは、３次元表示において、わずかに異なる視界にて、図３ａに係る配置を示す。上述したように、楕円の測定チャネル断面を有する測定チャネル１４は、プラスチック製であり、システムアダプタ２６に取付けられている封止リング３８によって囲まれている。システムアダプタ２６には、２つの結合要素３２，３４が配置され、図３ｃに係る図においては、その２つの結合要素３２，３４のうち結合要素３２しか見られない。この図では、結合要素３２が、センサ側における平坦またはわずかに湾曲している横方向壁４２に面一に挿入されていることが見られ、その結果、測定チャネル１４は、またはより正確にはその周壁は、丸みを帯びた移行部を有し、十分に滑らかである。
【００４６】
図３ｄは、図３ｃに係る配置の平面図を示し、導入部２２および導出部２４が、測定チャネル１４に取付けられている。この図によると、２つの結合要素３２，３４は、図３に見られるシステムアダプタ２６の大きな表面を越えてわずかに上方に、示されていない筐体床面３６に向かって突出する。以下でより詳細に記載するように、各結合要素３２，３４は、結合ウェッジ４８，５０を有し、（以下でより詳細に説明するように）センサがその結合ウェッジ４８，５０に取付けられている。結合ウェッジ４８，５０のウェッジ角度は、センサ２８，３０により生成される超音波信号が測定チャネル１４の中に斜めに結合されるように選択される。
【００４７】
図３ａ，図３ｂに示すように、測定チャネル、またはその測定チャネルにおいて提供される流れ断面は、その縦軸ｈが重力の方向に対して斜めに定められるような手法により配置されることが可能である。この手法では、沈殿、気泡などに起因する測定信号の干渉が防止される。この傾斜は、記載される全ての実施形態において可能である。冒頭で述べたように、水平配置もまた可能であり、それによって、楕円プロファイルの縦軸は、そのとき、重力の方向に対して横方向に配置される。
【００４８】
図４は、流量計１が「測定取付部」概念に従って実施される変形形態を示す。２つの結合要素３２，３４は横方向壁４２に直接挿入される。測定チャネル１４は、同様に、導入および導出部２２，２４を通じて、２つの外部取付フランジ５，６に流れる。この実施形態において、測定チャネル１４は、このようにしてパイプ部分８により直接形成され、一方で図１から図３に係る実施形態においては、測定チャネル１４は、パイプ部分８に挿入される。測定チャネル１４の楕円となった断面は、図４に示される実施形態にも提供され、その断面の縦軸は、示される実施形態（これは特に明らかに図４ｂ、図４ｃおよび図４ｄに示される。）について重力の方向に対して斜めに定められる。図４ａによると、２つの結合要素３２，３４は、（上で説明したように）パイプ部分８の対応する凹部に挿入され、各々が結合ウェッジ４８，５０を有し、その結合ウェッジ４８，５０の上にはそれぞれのセンサ２８，３０が支持されている。これらのセンサは、例えば、測定筐体１６に収容されている制御部と電極を通じて接触される圧電セラミックにより形成されることが可能である。
【００４９】
結合ウェッジ４８，５０の傾斜角度は、２つのセンサにより測定チャネル１４へのまたは測定チャネル１４からの結合が行われる信号が互いにほぼＶ形に傾斜するように形成される。信号誘導は、そうしたＶ形に限定されない。例えば、信号経路はＷ形であることも可能であり、それによって測定信号は、そのとき、第１の反対側の反射部から、２つのセンサ同士の間に配置されている別の反射部に戻って向けられる。その信号は、次に、この反射部から、今度は反対の面上に配置されている第３の反射部の方向に向けられ、測定信号が第３の反射部を介して他方のセンサへと反射される。その最後の反射部は、第１の反射部と同一の手法により配置される。センサ側における中央の反射部は、そのとき、測定チャネルにまたは測定取付部／測定挿入部に位置することが可能である。測定チャネル１４における結合要素３２，３４の封止は、示されていない封止リングにより行われる。
【００５０】
図４ｂに係る図において、測定チャネル１４が滑らかな周壁により囲まれるように、２つの結合要素３２，３４の流体側の結合面が、対応する横方向壁４２に面一に挿入されることが再び明らかに見られる。
【００５１】
図４ｃは、結合要素３２，３４の反対側の横方向壁４０が見られるように、上からの視点における測定チャネルを示す。この平坦またはわずかに丸みを帯びた横方向壁４０には、２つのセンサ軸により形成されるＶの頂点にある反射部５２が挿入されている。信号経路は、例えば、センサ２８から結合要素４８を通じて測定チャネル１４の断面の中に、反射部５２に向かって延びている。測定信号は、次に、反射部５２から他方のセンサ３０に反射され、それによって反射信号は関連する結合要素３４を通じて誘導され、ウェッジ５０をセンサ３０に結合する。
【００５２】
図５は、「測定挿入部」を備える実施形態の変形形態を示す。この図（図のａを参照）は、２つの取付フランジ５，６を有する上記の筐体４を示し、フランジ１０を有するパイプ部分８が、その２つの取付フランジ５，６の間に延びている。図５ｄに示される測定チャネル１４は、フランジ１０によって囲まれている、筐体４の凹部１２に挿入される。このチャネルは、今度は、ポケット形の収容部５６を有し、測定バー５４（図５ｂ）がその収容部５６の中に挿入される。この一体の測定バー５４は、２つの結合要素と関連するセンサとを有する前述の構造に取って代わる。図５ｄおよび図５ｂにおいて特に示すように、測定チャネル１４は、収容部５６を備えるコンソール５７を有し、そのコンソール５７により測定チャネル１４がシステムアダプタ２６に取付けられる。
【００５３】
図５ｅに示される実施形態において、システムアダプタ２６は、測定筐体１６の一部を形成する制御筐体フレーム５８を有し、電力供給および信号処理用の全ての電子部品を備える、図５ｃに示される電子モジュール６０が、その制御筐体フレーム５８に挿入される。この電子モジュール６０は、測定バー５４に配置されているコネクタ６２を通じてセンサ２８，３０に接続されている。
【００５４】
図５ｆは、実質的に流体密に測定チャネル１４に取付けられる導入部２２を示す。導出部２４は、対応する構造を有する。この図から見られるように、導入部２２の測定チャネル側における端部は、断面プロファイルに関して測定チャネル１４の楕円プロファイルに適合する。結果として、断面が円形の入力断面から楕円の測定断面に向かって細くなるので、流れは導入部２２内においてすでに加速されている。
【００５５】
図６ａ，図６ｂは、収容部５６に挿入される測定バー５４の詳細な図を示す。測定バー５４は、プラスチック製（例えば、ＰＳＵ，ＰＥＥＫ，ＰＥＩまたは別の適切な材料）であり、測定チャネルの収容部５６の中に、より正確にはコンソール５７の中に嵌合するように挿入される。圧電素子／圧電セラミックとして設計される２つのセンサ２８，３０は、測定バー５４上に一体に形成されている結合ウェッジ４８，５０に取付けられている。特に図６ｂから見られるように、測定バー５４は、鍋形である。測定バー５４により囲まれている空間には、プリント回路板６４が配置されており、そのプリント回路板６４は、電力供給および信号送信用に、一方においてはコネクタ６２に、他方においては２つのセンサ２８，３０に接続されている。図６ａに係る図において見られるように、コネクタ６２は、制御筐体において封止材６６により封止されている。測定バー５４により囲まれている空間は、そのとき、センサ２８，３０、プリント回路板６４、対応する接触部などが流体密に埋め込まれ固定されるように、キャスティングコンパウンド６８により満たされる。
【００５６】
図６ｂに示すように、参照経路７０は、測定バー５４において、互いに向かって傾斜した２つの結合ウェッジ４８，５０の間に形成されている。一方のセンサ２８により発信される信号は、主として、それぞれの他方のセンサ３０への２つの信号経路に沿って進むことが可能である。一方の信号経路は、図６ｂに示される参照経路７０に沿って、測定バー５４を通じて、隣接センサ３０に直接向かって延びる。他方の信号経路７２は、測定バー５４において比較的短い経路に沿って延び、次いでこの経路を通じて媒質の中に結合される。この信号経路７２は、反射部５２（図６に示さず）へと、またそこから他方のセンサ３０に向かって続き、流体からの信号は、測定バー５４の中に結合され、次に、測定バー５４を通じて比較的短い経路に沿ってセンサ３０に達する。
【００５７】
参照経路７０は、流体の流量に依存しない参照信号を測定電子部品に提供し、したがって、ゼロドリフト補正用に用いられることが可能である。
図７から図１１は、図５，図６に係る実施形態のさらなる変形形態を説明する。図７は、原理「測定取付部」に従って実施される流量計１の２つの具体的な実施形態を示す。図７ａは、筐体４を有する流量計１を示し、その筐体４には、制御電子部品と計数器と図７ａに示されるデジタルディスプレイ７４とを備える測定筐体１６が取付けられる。図７ｂは、通信モジュール７６が測定筐体１６に追加で取付けられている変形形態を示し、この通信モジュール７６は、例えば、コンピュータへの無線信号送信、モバイルリードアウトステーション、センサへの接続などを確立するように用いられることが可能である。
【００５８】
図８ａから図８ｅは、筐体４の基本構造を示す。筐体４の基本構造は、上記の筐体の構造と十分に対応するので、少数の設計特徴しか説明されず、その他については、筐体構造に関する上の説明に対して参照がなされる。
【００５９】
図８ａは、２つの取付フランジ５，６と、間にパイプ部分８とを備える筐体４の３次元図を示し、接線方向に延びているフランジ１０が、パイプ部分８上に配置されている。これは凹部１２を備え、測定挿入部が、この場合は測定バー５４が、その凹部１２に流体密に挿入される。
【００６０】
図８ｂは、図８ａに係る筐体４を通る縦断面を示す。フランジ１０を貫通する凹部１２が、パイプ部分８により制限される測定チャネル１４の中に至ることが、この図面において見られる。
【００６１】
凹部１２に対して正反対にて、測定チャネル１４内にポケット７８が形成され、上記の反射部５２は、そのポケット７８の中に嵌合するように挿入され、好適には圧入される。図８ｃは、図８ｂにおける線Ａ−Ａに沿った断面を示す。この図では、下部の測定チャネル１４の横方向壁４０に至るポケット７８が明らかに見られる。凹部１２は、対応する手法により上部における横方向壁４２に至る。示されていない反射部５２は、この実施形態において、凹部１２を通じてポケット７８に挿入される。
【００６２】
通常、筐体４は粉体塗装されている。しかしながら、高い精度を伴った締まり嵌めが生じることが可能となるように、粉体塗装は、ポケット７８の領域には、好適には形成されない。本出願人は、この締まり嵌めに関する独立請求項を配置する権利を留保する。
【００６３】
図８ｄは、筐体４の上面図を示す。この図は、凹部１２を通じて到達することが可能なポケット７８を明らかに示す。固定凹部を有するフランジ１０のＨ形の封止表面も明らかに見られ、その固定凹部を通じて測定筐体１６がフランジ１０に対し固定される。
【００６４】
図８ｅは、測定筐体４の側面図を示す。半径方向に突出している突出部８０が明らかに見られ、その突出部８０にポケット７８が形成されている。この突出部８０は、フランジ１０に対して正反対にある。
【００６５】
図９は、図７ａに示される実施形態の測定筐体１６の詳細な図を示す。したがって、その筐体は、同様に電子モジュール６０およびデジタルディスプレイ７４を収容する制御筐体フレーム５８と一体に形成されている、すでに記載したシステムアダプタ２６を有する。図９を観察した者には理解されるように、測定筐体１６は筐体カバーによって閉じられる。
【００６６】
上で説明したように、測定バー５４は、システムアダプタ２６に取付けられ、筐体４（図８を参照）の凹部１２と面一になるように設計される。
図１０は、測定筐体１６の分解立体図を再び示す。説明したように、測定筐体１６は、主に制御筐体フレーム５８を有するシステムアダプタ２６からなる。電子モジュール６０は、制御筐体フレーム５８の中に挿入され、コネクタ６２を通じて測定バー５４と接触する。電子モジュール６０は、上記のデジタルディスプレイ７４、計数器ならびに信号処理および電力供給のために必要なその他の部品を含む。デジタルディスプレイ７４は、次に透明ガラス板８４により覆われ、筐体カバー８２により制御筐体フレーム５８に固定される。
【００６７】
図９および図１０に基づいて説明された実施形態は、測定筐体１６の中に挿入されることが可能な交換可能なバッテリパック８６を有する。このために、制御筐体フレーム５８はバッテリ供給開口部８８を伴って形成され、バッテリパック８６は、そのバッテリ供給開口部８８を通じて電子モジュール６０の容器９０の中に挿入されることが可能である。この容器９０は、そのとき、電子部品がバッテリパック８６を通じて電力を供給するように、対応する接触部を有する。
【００６８】
図１１は、図９に係る測定筐体１６の下からの視点を示す。この図において、バッテリパック８６は、制御筐体フレーム５８の中に、したがって、電子モジュール６０の中にも挿入されている。測定バー５４は、システムアダプタ２６から下方に突出している。
【００６９】
図１２は、図１３に示される、実際のバッテリブロック９８用の封入筐体を形成する２つの外殻９４，９６とともに蓋部９２を有するバッテリパック８６の２つの詳細な図を再び示す。電子モジュール６０に接触するための接触部１００が、蓋部９２から離れた筐体の前面から突出している。
【００７０】
図１４は、パイプ部分８により形成される測定チャネル１４が楕円ではなく広義で台形である上記の実施形態の変形形態を示す。測定チャネル１４は、（上記の実施形態と類似の）センサ側の横方向壁４２と下部の横方向壁４０との間に延びている２つの側壁４４，４６を有する。２つの側壁４４，４６は、横方向壁４２の幅Ｂが、横方向壁４０の幅ｂよりも明らかに大きいように、互いに対してほぼＶ形に配置されている。このほぼ台形の形状に起因して、水平な横軸の方向において断面の狭小化が結果として生じ、一方で縦長の縦軸の方向において、円形の断面よりも大きい信号経路が作り出される。
【００７１】
図１４に示されるように、反射部５２は、下部にある、幅狭な横方向壁４０の領域に挿入される。上部の幅広の横方向壁４２は、２つの１個組または２つの２個組のセンサ２８，３０を備える測定取付部２が取付けられることが可能なフランジ１０を有するように設計される。記載される測定取付部または測定挿入部の各々の基本構造が用いられることが可能である。
【００７２】
図１５ａから図１５ｄには、流量計１のさらなる実施形態が示される。図１５ａ，図１５ｂおよび図１５ｃは、センサシステムが測定取付部として設計されている流量計１の異なる視点を示す。上記の実施形態の場合と同様に、測定筐体１６を有する測定取付部２は、２つの取付フランジ５，６を有する筐体４に取付けられており、信号送信用の１つまたは複数の通信モジュールが筐体１６に取付けられている。
【００７３】
図１５ｄは、デジタルディスプレイ７４を有する変形形態を示す。
図１５に示される実施形態は、主に２つの主要部品、すなわち、図１６ａに示される測定筐体１６と図１６ｂに示される筐体４とから構成されている。測定筐体１６は、測定取付部として設計され、筐体４のフランジ１０に取付けられる。この組立工程が図１６ｃに概略的に示される。この図は、以下でより詳細に説明されるフランジ１０の開口部／凹部に挿入される２つのセンサ２８，３０を示す。
【００７４】
応用の場合に応じて、上で説明したように、他のモジュール（例えば、上で説明されたＬ形の通信モジュール７６（図１７ａ参照））が、測定筐体１６に取付けられることが可能である。この取付けは、図１７ｂに示される。示される実施形態において、測定筐体１６は、通信モジュール７６または他のモジュールを挿入するために開けられることが可能な旋回するカバー１０２を有するように設計されており、その結果、それらのモジュールは、対応するスロットの中に挿入されることと、電子モジュール６０と接触されることとが可能である。この挿入の後、通信モジュール７６または他のモジュール／部品が定位置に固定され、必要なら接触されるように、カバー１０２は閉じられる（図１７ｃを参照）。
【００７５】
図１８および図１９に基づいて、筐体４の設計の２つの基本的な可能性が説明される。
どちらの筐体の変形形態も、測定チャネル１４の形状（やはり楕円プロファイルとして設計されている）では異なっていない。この楕円プロファイルは、２つの変形形態（図１８、図１９）を含む共通の側面図（ｃ）に示される。
【００７６】
図１８に示される筐体４の実施形態において、フランジ１０は、センサシステムを備える測定挿入部が挿入される単一の凹部１２を有するように設計されている。図１８ａに示すように、反射部５２は凹部１２を通じて取付けられ、それによって、反射部５２は、次に（図８における実施形態と同様に）パイプ部分８のポケット７８に挿入される。このポケット７８も、やはり突出部８０に形成されることが可能である。
【００７７】
図１９は、単一の凹部ではなく分離した凹部１２ａ，１２ｂが各センサ２８，３０用に提供され、各凹部の中にセンサ２８，３０が挿入される変形形態を示し、その基本構造が図２０を用いて説明される、変形形態を示す。これらの比較的小さい凹部１２ａ，１２ｂを用いると、これらの凹部を通じて反射部５２を取付けることは困難である。このため、反射部５２が外側からポケット７８に挿入されることが可能であるように、そうした実施形態では、外側に向かって開くポケット７８を備える突出部８０を設計することが好ましい。封止は、次に、封止キャップ１０４を用いて行われる。
【００７８】
上記の実施形態の場合と同様に、測定信号は、好適には平坦またはわずかに湾曲している上側の横方向壁４２を通じて、その壁に面一に挿入されているセンサに対し結合および分離される。反射部５２は、対応する手法で、センサから離間している反対側の横方向壁４０に挿入される。
【００７９】
図２０は、上記の実施形態に関して用いられることが可能であるようなセンサ１８，２０の基本構造を示す。各センサ１８，２０は、結合要素３２，３４に保持されている。測定バー５４を用いて前に説明したように、各結合素子３２は、結合ウェッジ４８を有し、その結合ウェッジ４８の傾斜したウェッジ表面にそれぞれのセンサ１８を備える。
【００８０】
測定バー５４と同様に、結合素子３２および結合ウェッジ４８は、ＰＥＥＫ、ＰＳＵまたはＰＥＩなどの適切なプラスチック製である。当然ながら、以下の基準、すなわち、材料が２０００から２４００ｍ／ｓの範囲内の適切な音速を有する信号送信を可能とすること、温度影響が可能な限り小さいか少なくとも線形であること、材料が低い線膨張率を有すること、材料が十分に良い粘着性およびキャスト性を有し、また吸水が低いかまたは吸水に起因する関連特性のわずかな変化しか有しないこと、を満たす他の材料もまた用いられることが可能である。さらに、その材料は、飲料水環境における使用に適し、また比較的安価である。
【００８１】
示される実施形態において、結合素子３２は、ほぼ鍋形であり、それによって、収容チャンバ１０６は、キャスティングコンパウンドなどにより満たされる。リングフランジ１０８は、結合素子３２が筐体４内の収容部の中にまたは測定筐体１６内に封止されるように挿入されることが可能であるように、組み立てられた状態においてＯリング１１０の上方に伸張する結合素子３２の外周上に提供される。センサ１８の結合ウェッジ４８への音響的および機械的結合は、グリース、ゲル、シリコーンパッド、接着剤のうちの１つ以上によって行われる。この層は、図２０において参照符号１１２の印を付されている。センサの、すなわち例えば圧電セラミックの接触部は、２つの電極１１４ａ，１１４ｂにより作られ、それによって、上からの接触が簡単になるように、結合ウェッジ側にある下方の電極１１４ｂは、他方の電極１１４ａに向かって片側において上向きに導かれる。
【００８２】
図２１に基づいて、図１９に係る筐体についての測定取付部２の構造が説明される。上記のように、筐体４のこの実施形態は、２つの個々の凹部１２ａ，１２ｂを有し（図２１ｄを参照）、関連した結合要素３２，３４を備えるセンサ２８，３０が、その凹部１２ａ，１２ｂの各々の中に封止されるように挿入される。図２１ｄに示すように、２つの結合要素３２，３４（センサ２８，３０は組み込まれているが示されていない）および２つのＯリング１１０が、それぞれの凹部１２ａ，１２ｂに個々に挿入され、その場所でＯリング１１０によって封止される。測定筐体１６は、次に、フランジ１０の上に置かれ、それによって、電子モジュール６０も流体に対して封止されるように、封止リング３８は、測定筐体１６のシステムアダプタ２６とフランジ１０との間に配置され、結合要素３２，３４を有する２つのセンサ２８，３０を取り囲む。示されるように、例えば、図２０ｂにおいて、結合要素３２は、測定チャネル１４の横方向壁４２と面一で終わる。図２１において説明される実施形態において、この横方向壁は、基本的には、筐体４のフランジ１０により形成される。小さい公称幅では、結合要素３２，３４の縁部領域が側壁４４，４６の中に限って延びるように、結合要素３２，３４が横方向壁４２の幅よりもわずかに大きい直径を有することが起こり得る。そうした形状において、（図２１ａ、図２１ｃ、図２１ｄに係る実施形態におけるように）側壁４４，４６への移行領域に形成される結合面１１６の領域が、側壁４４，４６に伸びている突出部１１８ａ，１１８ｂ（図２１ｃを参照）により形成されている場合、それによって、これらの突出部１１８ａ，１１８ｂは側壁４４，４６の中に面一に延び、その結果、測定チャネル１４の周壁において張り出したり引き込んだりすることなしに結合要素３２，３４が正確に嵌められる。
【００８３】
図２１に示される実施形態における測定筐体１６内の結合要素３２，３４の位置固定は、固定要素１２０（図２１ｃ，図２１ａを参照）により行われ、その固定要素１２０は、一方には結合要素３２または３４を備え、他方ではシステムアダプタ２６に取付けられている。上で説明したように、この実施形態において、反射部５２は外側から取付けられ、それによって、反射部５２は、外側に向かって開く筐体４のポケット７８の中に挿入される。
【００８４】
筐体４におけるセンサ２８，３０と結合要素３２，３４との直接固定の不都合は、後者は比較的複雑な構造を有し、したがって、製造、特にキャスティングにおいて比較的高い要求が生じることである。
【００８５】
図２２に係る実施形態では、製造するのが容易である図１８に係る筐体が用いられ、その筐体においては、センサシステムがフランジ１０の単一の大きな凹部１２に挿入される。図２２に示される実施形態において、測定筐体１６は、一方ではシステムアダプタ２６に接続され他方では２つの凹部１２２ａ，１２２ｂを有する（図２２ｄを参照）プレート型センサ収容部１２１（例えば、プラスチック製）を有し、その２つの凹部１２２ａ，１２２ｂの各々には、結合要素３２，３４が封止されるように挿入される。この封止も、やはりＯリング１１０を用いて行われる。特に図２２ｂに示すように、結合要素３２，３４は、取付けられているとき、測定チャネル側におけるセンサ収容部１２１の表面と面一である。この表面は、このようにして、測定チャネル１４の横方向壁４２の一部を形成する（このため、この表面も図２２ｂにおいて参照符号４２を与えられる）。取付けられているとき、センサ収容部１２１は、フランジ１０の凹部１２の中に浸漬され、フランジ１０の肩部１５０上に置かれている追加のリング形封止材１４８によって凹部の中に封止される。さらにこの実施形態では、結合要素３２，３４およびセンサ収容部１２１も、側壁４４，４６に向かって突出する突出部１１８により形成され、その突出部１１８は、それぞれの隣接の側壁４４，４６への連続的な移行部を保証する。上述したように、結合要素３２，３４は、そのとき、その全面により横方向壁４２の中に挿入されることが可能であるので、これらの突出部１１８は、より大きな公称幅については必要とされない。
【００８６】
センサ収容部１２１およびシステムアダプタは、周囲封止リング３８によってフランジ１０に対して封止される。したがって、４つの封止材（２つのＯリング１１０，封止リング３８および封止材１４８）が、図２２に係る解決策のために必要とされる。
【００８７】
２つの結合要素３２，３４が、システムアダプタ２６に形成されるかシステムアダプタ２６に取付けられている、測定筐体１６のセンサプレート１２４に挿入されると（図２３に示されるように）、技術的労力はさらに低減されることが可能である。これは、図２２において説明されるセンサ収容部１２１の機能が、測定筐体１６に組み込まれることを意味する。
【００８８】
センサプレート１２４は、図２３ｄにおける図によると、２つの結合要素３２，３４が封止されるように挿入されている収容部１２２ａ，１２２ｂを有する。封止は、Ｏリング１１０によって成し遂げられる。結合要素３２，３４の位置は、次に、センサシステムを測定筐体１６に保持する固定要素１２０によって固定される。
【００８９】
この実施形態において、センサ側の横方向壁４２の少なくとも一部は、センサプレート１２４により形成されている。小さい公称幅では、２つの突出部１１８は、やはり結合要素３２，３４に形成されることと、隣接の側壁４４，４６への連続的な移行部が保証されるように、センサプレート１２４上のその結合要素３２，３４に配置される（図２３ａ、図２３ｃを参照）こととが可能である。センサプレート１２４を備える測定筐体１６は、そのとき、周囲封止リング３８（図２３ｃ）によって筐体４に対し再び封止される。このため、センサプレート１２４は、フランジ１０の凹部１２に浸漬される。
【００９０】
図２１に示される実施形態では、３つの封止材（２つのＯリング１１０および封止リング３８）しか必要とされない。
比較的大きい凹部１２に起因して、この実施形態の反射部５２もまた、凹部１２を通じてパイプ部分８のポケット７８の中に挿入されることが可能であり、それによって、反射部５２も面一に挿入され、下方の横方向壁４０に並べられる。
【００９１】
上記の実施形態において、１個組のセンサ２８，３０は、各結合要素３２，３４に配置されている。図２４は、２つのセンサ２８ａ，２８ｂ；３０ａ，３０ｂが、２つの結合要素３２，３４の各々に配置されている実施形態を示す。これらのセンサ２８，３０は、それぞれの結合要素３２，３４の結合ウェッジ４８，５０に接続されている。測定筐体１６における固定は、例えば、ネジ釘および／または固定要素１２０といった、固定手段によってやはり成し遂げられる。上で説明したように、３つ以上のセンサ２８，３０が、各々１つの結合要素に組み込まれることもまた可能である。図２４に係る図において、側壁４４，４６の中に面一に入る２つの突出部１１８ａのうちの一方が見られる。図２４に係る図面では、Ｏリング１１０の収容部についての周囲リング溝１２６も見られる。
【００９２】
そうした２個組のセンサは、例えば図２５に示されるように、２つの平行な信号経路が形成されることが可能であるといった利点を有する。上部にて、比較的小さいＤＮ５０の公称径を有する流量計１の実施形態が示される。示される測定チャネルは、例えば、２つの２個組のセンサ、すなわちそれぞれのセンサ２８ａ，２８ｂおよび３０ａ，３０ｂを備える２つの結合要素３２，３４が面一に挿入されている上側の横方向壁４２を有する。結合要素３２，３４は、横方向壁４２に対して面一にその結合面１１６とともに延びており、それによって、側壁４４，４６への移行領域における小さい公称幅に起因して、結合要素３２，３４は、各々、側壁４４，４６に面一に延びている既述の突出部１１８ａ，１１８ｂにより設計される。
【００９３】
冒頭で説明したように、そうした２個組のセンサは、好適には、小さな公称幅について、両方のセンサ２８，３０に対して、共通の結合要素３２，３４とともに用いられる。大きい公称幅では、２個組のセンサの代わりに４つの信号センサが測定取付部／測定挿入部に保持されるように、２つの平行な１個組のセンサが、好適には２個組のセンサの代わりに用いられる。
【００９４】
そうした２個組センサまたは対で配置された１個組センサでは、測定は、２つの平行な信号経路１２８ａ，１２８ｂに沿って行われ、それらの信号経路は、小さい公称幅（図２５ａを参照）については、大きい公称幅（図２５ｂを参照）についてよりも比較的小さい距離にて進む。そうした大きい公称幅では、その幅が、突出部１１８の形成が不要となり、したがって結合面１１６が平坦であるかまたは横方向面４２のわずかな湾曲によって形成されることが可能であるように、結合要素３２，３４の直径よりも大きい程度に、センサ側の横方向壁４２は幅広である。
【００９５】
図２６は、関連した結合要素３２，３４を備える２つのセンサ２８，３０に加えて、さらなるセンサ（例えば、圧力センサ１３０）が提供される設計の変形形態を示す。図２６に示される実施形態は、２つのセンサが測定筐体に組み込まれる、図２３に係る実施形態の基本構造を有する。図２６ｄに係る２つの結合要素３２，３４は、測定挿入部側におけるセンサプレート１２４の収容部１２２ａ，１２２ｂに挿入される。圧力センサ１３０は、２つの収容部１２２ａ，１２２ｂの間、またはその２つの収容部１２２ａ，１２２ｂに挿入されている結合要素３２，３４の間の領域に位置する。接触は、接触部１３２を通じて確立され、センサプレート１２４およびシステムアダプタ２６を通じて制御筐体フレーム５８により囲まれた空間の中に突出し、その空間において電子モジュール６０と接触される（図２６ｂおよび図２６ｄを参照）。
【００９６】
図２６ｃに係る図は、測定チャネル１４の中への結合要素３２，３４の面一な埋め込みを明らかに示す。左側において、側壁４４，４６の中に面一に入っている２つの突出部１１８が見られる。
【００９７】
上記の実施形態において、圧力センサ１３０は、このようにして制御筐体に組み込まれる。図２７は、圧力センサモジュール１３４がパイプ部分８の側面に、すなわち、側壁のほぼ中央に取付けられている実施形態を示す。信号送信および電力供給は、そのとき、測定筐体１６の電子モジュール６０またはバッテリパック８６に接続されているフレキシブル線（電力／信号送信チェーン）１３６を通じて行われる。その線１３６のこの接続は、通信モジュール（図１７ｂを参照）に接続が提供されるのとほぼ同じ手法でなされることが可能である。
【００９８】
図２８は、図２４に係る２個組のセンサの変形形態を示す。この点についての説明が無用であるように、基本構造は図２４の構造に対応する。２つの２個組のセンサに加えて、図２８に係る実施形態において、複数の温度センサ１３８が、それぞれの結合要素３２，３４に収容され、それらの温度センサ１３８によって、センサ２８，３０および／または結合要素３２，３４の温度が検出されることが可能であり、対応する信号の補正が温度変化のイベントにおいて行われることが可能である。これらの温度センサ１３８は、例えば、結合ウェッジ４８の領域における適切な凹部／ポケットの中に挿入されることが可能である。
【００９９】
図２９は、参照経路の形態についての可能性を再び示す。
図２９ａは、測定バー５４内のすでに記載された参照経路７０（Ｐ２）を示し、その参照経路は、一方のセンサ２８から他方のセンサ３０にジグザグのパターンにより延びている。実際の信号経路７２（Ｐ１）は、比較的短い距離の後、測定バー５４を出て、それによって、測定チャネル１４と面一である結合面１１６を通じてこの信号経路７２（Ｐ１）が生じる。
【０１００】
図２９ｂは、そうした参照経路Ｐ２を結合要素３２においても形成する可能性を示す。この場合、例えば、反射鏡１４０は、結合ウェッジ４８により支持されているセンサ２８と平行に結合要素３２に配置される。測定信号は、そのとき、この反射鏡１４０により反射され、センサ２８に戻って再び向けられ、今度はセンサ２８が送信された信号を再び受信し、このようにして補正を可能にする。測定ビームＰ１は、結合面１１６を通じて、それ自体が知られている手法により測定チャネルに入る。
【０１０１】
図２９ｃに係る２個組のセンサにおいて、例えば、センサ２８ａにより送信される信号の一部が結合要素３２において反射され、平行に配置されているセンサ２８ｂに逸れ、その結果このセンサ２８ｂがセンサ２８ａの信号を受信するように結合要素３２は設計され、２つのセンサ２８ａ，２８ｂの間に延びる参照経路Ｐ２がやはり形成される。信号の大部分は、測定チャネルまたは測定チャネルを通じる流体の流れに、結合要素３２および結合面１１６によって、それ自体が知られている手法により結合される。図２９に係る図は、小さい公称幅について有利な突出部１１８ａ，１１８ｂを再び示す。
【０１０２】
上記の実施形態において、縦軸を有する測定チャネル１４の楕円の断面は、垂直方向に（すなわち、重力の方向に）または重力の方向に対して斜めに配置される。主として、この「縦軸」は、水平方向に、すなわち垂直方向に対して横方向にも配置されることが可能である。
【０１０３】
図３０は、図２４，図２５，図２８および図２９ｃにおいて説明されるように２個組センサを備える流量計を示す。
図３０ａに示すように、筐体４は、主として、上記の実施形態におけるように設計されている。したがって、筐体は、パイプ部分８に形成されているフランジ１０を有し、フランジ１０には、結合要素３２，３４（図３０ｂを参照）用の２つの凹部１２ａ，１２ｂが形成されている。上記の実施形態とは対照的に、結合要素３２，３４またはそれらのそれぞれの結合面１１６を形成するとともに凹部１２ａ，１２ｂの中に突出する端部は、丸みを帯びた「コーナー領域」を有するほぼ矩形であるように形成される。したがって、凹部１２ａ，１２ｂもまた、短い周縁部と長い周縁部との間に丸みを帯びた移行部を有する矩形である。図３０ａにおける図がさらに示すように、各凹部１２ａ，１２ｂは肩部１４２を有し、その肩部には、取付けられているときに、センサ２８，３０のそれぞれのＯリング１１０が封止されるように置かれている。示される実施形態において、２個組のセンサとして設計されている２つのセンサ２８，３０は、システムアダプタ２６の中に挿入されている。このシステムアダプタ２６は、例えば、センサ２８，３０用の対応する収容部１４４を備える鍋形（図３２を参照）である。システムアダプタ２６の収容部１４４の中へのこれらのセンサ２８，３０の挿入後、センサ２８，３０が封止されるように確実に収容されるように、内部はキャスティングコンパウンドにより満たされることが可能である。このシステムアダプタ２６は、そのとき、電子モジュール６０と示されていない同様なものとを収容する制御筐体フレーム５８を上記の手法により支持する。
【０１０４】
図３０に示される実施形態において、システムアダプタ２６は、このようにして両方のセンサ２８，３０に割り当てられる。主として、両方のセンサ２８，３０を１つのシステムアダプタに各々収容することも可能である。システムアダプタ２６は、センサプレートとも呼ばれる。２個組のセンサを備えるそうした解決策は、（冒頭で述べたように）小さい公称幅を有する流量計１について特に用いられる。
【０１０５】
大きい公称幅では、図３１に示されるような解決策が好ましい。図３１ｂに係るそうした実施では、２つの２個組のセンサの代わりに、結合要素３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂを各々有する４つの１個組のセンサ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂが用いられ、したがって、それらのセンサに対して、４つの凹部１２ａ，１２ｂ、１２ｃ，１２ｄが筐体４のフランジ１０において割り当てられる。４つの個々のセンサを備えるこの解決策の基本構造は、図３０に係る実施形態の構造に対応する。しかしながら、個々のセンサ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂは、形状の点において矩形ではなく楕円であり、すなわち、丸みを帯びた頂縁部といくらか長い長手方向の縁部とを有し、これらがともにほぼ楕円の結合面１１６を形成する。したがって、凹部１２ａ，１２ｂ、１２ｃ，１２ｄもまた、楕円形である。Ｏリング１１０もまた、この実施形態において、それぞれの凹部１２ａ，１２ｂ、１２ｃ，１２ｄの肩部１４２にある。封止材についての対応する肩部は、主として、上記の全ての実施形態に関して実現される。
【０１０６】
フランジ１０とシステムアダプタとの間の封止では、示されていない封止リング３８が再び提供される。
上記の実施形態におけるように、示される１個組および２個組のセンサは、各々結合要素３２，３４に挿入され、それによって、それぞれの圧電セラミックは、各々結合要素３０，３２の結合ウェッジ５０に置かれる。これらの要素はすでに上で詳細に記載されたので、この点について繰り返しを避けるためにこの説明への参照がなされる。
【０１０７】
上で説明したように、大きい公称幅では、隣接の１個組のセンサ２８ａ，２８ｂまたは３０ａ，３０ｂの間の距離（図２５ｂに示されるように）は、複数の信号経路がより大きい距離をおいて平行に延びるように、図３０に係る実施形態についてよりも大きいことが可能である。示される実施形態において、４つの全てのセンサ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂは、共通のシステムアダプタ２６にやはり収容され、好適にはキャスティングコンパウンド１４６によって定位置に固定される。
【０１０８】
図３２では、２つの概念が、縦断面において、並んで配置されている。図３２ａは、図３０に係る実施形態の縦断面を示す。この図では、２つの結合要素３２，３４が見られ、その結合要素３２，３４のウェッジ表面４８，５０上に、２つのセンサ２８または３０（それぞれ図３２ａには１つしか見えない）がそれぞれ配置されている。これらは各々、凹部１２ａ，１２ｂの中に挿入され、Ｏリング１１０によって凹部１２ａ，１２ｂの中に封止される。結合面１１６は、この実施形態においてパイプ部分８により形成されている測定チャネル１４の周壁（横方向壁４２および側壁４４，４６の隣接の領域）に対して面一に延びている。フランジ１０の一部は、このようにして、横方向壁４２を形成する。この実施形態の反対側の横方向壁４０は、外側に向かって開くポケット７８とともに形成され、このポケット７８の中に反射部５２が圧入される。
【０１０９】
この図において、キャスティングコンパウンド１４６が見られ、キャスティングコンパウンド１４６によって、センサ２８，３０を備える２つの結合要素３２，３４が鍋形システムアダプタ２６に定位置に固定される。
【０１１０】
図３２ｂは、図３１に係る流量計の対応する部分を示す。関連する説明によると、１個組のセンサを用いて実施されるこの実施形態の２つの結合要素３２，３４は、図３２ａに係る実施形態におけるよりも随分と小型である。結合要素３２の各々は、Ｏリング１１０によってそれぞれの凹部１２ａ，１２ｂ、１２ｃ，１２ｄに封止される。全ての結合面は、横方向壁４２と面一である。
【０１１１】
図３２ｂに係る図において、反射部５２は、簡単のため示されていない。主として、しかしながら、その反射部５２は、前述の反射部５２と同一位置に位置する。これは、破線により示されている。
【０１１２】
例えば、４つの凹部１２ａ，１２ｂ、１２ｃ，１２ｄおよび４つの１個組のセンサ２８ａ，２８ｂ，３０ａ，３０ｂ／結合要素３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂならびにＯリング１１０が提供される必要があるので、主として、デバイスおよびアセンブリに関する技術的労力は、図３２ｂに係る実施形態について、上記の実施形態についてよりも大きい一方、図３１ａに係る実施形態では、これらのそれぞれの部品のうち２つしか存在しない。
【０１１３】
図３０，図３１，図３２に記載される実施形態において、横方向壁４２は、フランジ１０の一部により形成される。しかしながら、上で説明したように、個々の凹部１２ａ，１２ｂ、１２ｃ，１２ｄの代わりに比較的大きい凹部１２が提供されることも可能であり、この場合、システムアダプタ２６またはセンサプレートがその凹部１２の中に浸漬されて、結合要素３２，３４が、システムアダプタ２６またはセンサプレートに面一に配置されて、その結果、システムアダプタは、測定チャネルの一部と楕円プロファイルの横方向壁４２とを形成する。そうした実施形態は、例えば、上で図２２において説明される。この変形形態において、システムアダプタ２６は、センサ２８，３０が挿入されるセンサ収容部１２１（センサプレート１２４）を有する。
【０１１４】
好ましい解決策では、システムアダプタ２６自身がセンサ収容部として設計され、それによって、図３０、図３１，図３２に係る実施形態とは対照的に、結合要素３２，３４がシステムアダプタまたはセンサ収容部１２１／センサプレート１２４（これらは実際にはシステムアダプタ２６に組み込まれる）の中に面一に挿入される。
【０１１５】
出願人は、これらの概念（パイプ部分に、またはセンサ収容部／センサプレートに面一に、もしくはシステムアダプタに面一にセンサ／結合要素の配置）の各々に関する独立請求項を配置する権利を留保する。
【０１１６】
図２１、図２２、図２３に係る実施形態においてもまた、個々のセンサまたはそれらのそれぞれの結合要素３２，２４は、キャスティングコンパウンド１４６によって、それぞれのシステムアダプタ２６またはセンサプレート１２４／センサ収容部１２１に関して定位置に固定されることが可能である。
【０１１７】
開示されるものは、互いから離間している２つ以上の測定センサ、好適には超音波センサを備える流量計であり、流体へのおよび流体からの測定信号の結合は、結合要素を通じて行われる。本発明によると、測定チャネルは、ほぼ楕円または台形の断面を有するように形成される。
【符号の説明】
【０１１８】
１      流量計
２      測定挿入部／測定取付部
４      筐体
５      取付フランジ
６      取付フランジ
８      パイプ部分
１０    フランジ
１２    凹部
１４    測定チャネル
１６    測定筐体
２０    内部
２２    導入部
２４    導出部
２６    システムアダプタ
２８    センサ
３０    センサ
３２    結合要素
３４    結合要素
３６    筐体底部
３８    封止リング
４０    横方向壁
４２    横方向壁
４４    側壁
４６    側壁
４８    結合ウェッジ
５０    結合ウェッジ
５２    反射部
５４    測定バー
５６    収容部
５７    コンソール
５８    制御筐体フレーム
６０    電子モジュール
６２    コネクタ
６４    プリント回路板
６６    封止材
６８    キャスティングコンパウンド
７０    参照経路
７２    信号経路
７４    デジタルディスプレイ
７６    通信モジュール
７８    ポケット
８０    突出部
８２    筐体カバー
８４    ガラス板
８６    バッテリパック
８８    バッテリ供給開口部
９０    容器
９２    蓋部
９４    外殻
９６    外殻
９８    バッテリブロック
１００  接触部
１０２  カバー
１０４  封止キャップ
１０６  収容チャンバ
１０８  リングフランジ
１１０  Ｏリング
１１２  接着剤、グリース、ゲル
１１４  電極
１１６  結合面
１１８  突出部
１２０  固定要素
１２１  センサ収容部
１２２  収容部
１２４  センサプレート
１２６  リング溝
１２８  信号経路
１３０  圧力センサ
１３２  接触部
１３４  圧力センサモジュール
１３６  フレキシブル線
１３８  温度センサ
１４０  反射鏡
１４２  肩部
１４４  収容部
１４６  キャスティングコンパウンド
１４８  封止材
１５０  封止用の肩部
【図１】
2019521345.tif 000003
【図２ａ】
2019521345.tif 000004
【図２ｂ】
2019521345.tif 000005
【図３ａ】
2019521345.tif 000006
【図３ｂ】
2019521345.tif 000007
【図３ｃ】
2019521345.tif 000008
【図３ｄ】
2019521345.tif 000009
【図４ａ】
2019521345.tif 000010
【図４ｂ】
2019521345.tif 000011
【図４ｃ】
2019521345.tif 000012
【図４ｄ】
2019521345.tif 000013
【図５ａ】
2019521345.tif 000014
【図５ｂ】
2019521345.tif 000015
【図５ｃ】
2019521345.tif 000016
【図５ｄ】
2019521345.tif 000017
【図５ｅ】
2019521345.tif 000018
【図５ｆ】
2019521345.tif 000019
【図６ａ】
2019521345.tif 000020
【図６ｂ】
2019521345.tif 000021
【図７ａ】
2019521345.tif 000022
【図７ｂ】
2019521345.tif 000023
【図８ａ】
2019521345.tif 000024
【図８ｂ】
2019521345.tif 000025
【図８ｃ】
2019521345.tif 000026
【図８ｄ】
2019521345.tif 000027
【図８ｅ】
2019521345.tif 000028
【図９】
2019521345.tif 000029
【図１０】
2019521345.tif 000030
【図１１】
2019521345.tif 000031
【図１２】
2019521345.tif 000032
【図１３】
2019521345.tif 000033
【図１４】
2019521345.tif 000034
【図１５ａ】
2019521345.tif 000035
【図１５ｂ】
2019521345.tif 000036
【図１５ｃ】
2019521345.tif 000037
【図１５ｄ】
2019521345.tif 000038
【図１６ａ】
2019521345.tif 000039
【図１６ｂ】
2019521345.tif 000040
【図１６ｃ】
2019521345.tif 000041
【図１７ａ】
2019521345.tif 000042
【図１７ｂ】
2019521345.tif 000043
【図１７ｃ】
2019521345.tif 000044
【図１８ａ−１９ｂ】
2019521345.tif 000045
【図２０】
2019521345.tif 000046
【図２１ａ】
2019521345.tif 000047
【図２１ｂ】
2019521345.tif 000048
【図２１ｃ】
2019521345.tif 000049
【図２１ｄ】
2019521345.tif 000050
【図２２ａ】
2019521345.tif 000051
【図２２ｂ】
2019521345.tif 000052
【図２２ｃ】
2019521345.tif 000053
【図２２ｄ】
2019521345.tif 000054
【図２３】
2019521345.tif 000055
【図２４】
2019521345.tif 000056
【図２５ａ】
2019521345.tif 000057
【図２５ｂ】
2019521345.tif 000058
【図２６ａ】
2019521345.tif 000059
【図２６ｂ】
2019521345.tif 000060
【図２６ｃ】
2019521345.tif 000061
【図２７ａ】
2019521345.tif 000062
【図２７ｂ】
2019521345.tif 000063
【図２８】
2019521345.tif 000064
【図２９ａ】
2019521345.tif 000065
【図２９ｂ】
2019521345.tif 000066
【図２９ｃ】
2019521345.tif 000067
【図２９ｄ】
2019521345.tif 000068
【図３０ａ】
2019521345.tif 000069
【図３０ｂ】
2019521345.tif 000070
【図３１ａ】
2019521345.tif 000071
【図３１ｂ】
2019521345.tif 000072
【図３２ａ】
2019521345.tif 000073
【図３２ｂ】
2019521345.tif 000074
【国際調査報告】
2019521345.tif 000075
2019521345.tif 000076
2019521345.tif 000077
2019521345.tif 000078