(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波流量計測定ヘッド用の測定ヘッド固定部であって、少なくとも１つの測定ヘッド（８）のための少なくとも１つの測定ヘッド保護ケーシング（７）を受け入れる案内エレメント（５）と、当該案内エレメント（５）に接続される少なくとも２つのクランプユニット（１）と、当該クランプユニット（１）に接続されていて前記案内エレメント（５）を測定管（９）に脱着可能に固定するためのクランプ手段（２）とを備え、
前記案内エレメント（５）は、当該案内エレメントを前記測定管（９）上でセンタリングしかつ固定締め付けするための少なくとも１つの装置に力結合的および／または形状結合的に接続されており、これにより前記案内エレメント（５）は平行に、かつ前記測定管（９）の頂点に対して規定の間隔をもって、パイプ直径に依存せずに配向されて固定され、
前記案内エレメント（５）をセンタリングしかつ固定締め付けするための前記装置は、センタリングエレメント（４）と、間隔エレメント（３）と、クランプユニット（１）とから構成され、
前記センタリングエレメント、前記間隔エレメントおよび前記クランプユニットは、接続エレメントを介して相互に接続されており、
前記案内エレメント（５）は、前記間隔エレメント（３）とは固定的に、そして前記センタリングエレメント（４）とは可動に接続されている、測定ヘッド固定部。
【請求項２】
前記間隔エレメント（３）は、互いに平行な２つの機能面（３２，３３）から構成され、当該機能面は規定の間隔を互いに有し、第１の機能面（３２）は、前記測定管（９）に対して配置された自由回転継手（３１）を有し、かつ前記接続エレメントを受け入れるための接続機構を形成し、第２の機能面（３３）は前記測定管（９）上に載置され、
前記間隔エレメント（３）は、前記案内エレメント（５）に固定的な不動の接続によって直接接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の測定ヘッド固定部。
【請求項３】
前記センタリングエレメント（４）は、矩形の成形部材から構成され、その遠位端部には自由回転継手（４１）が設けられており、当該自由回転継手は前記測定管（９）に対して配置されると共に前記接続エレメントを受け入れるための接続機構を形成し、
前記センタリングエレメントは、前記測定管（９）に指向する端部において中央に、パイプ頂点に対して対称の切欠部（４２）を有し、当該切欠部は、前記案内エレメント（５）を前記測定管（９）の取り付け直線（Mantelgerade）に対して平行にパイプ表面（９１）で配向するための機能面として用いられる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の測定ヘッド固定部。
【請求項４】
前記センタリングエレメント（４）の、パイプ頂点に対して対称の前記切欠部（４２）は、ダブテール形状を有し、または２つのボールの形または２つの円筒体の形で配置されており、または１つの角柱状切欠部である、ことを特徴とする請求項３に記載の測定ヘッド固定部。
【請求項５】
前記センタリングエレメント（４）は、滑り軸受け（４３）内に配置されており、前記測定管（９）に対して半径方向にだけ可動である、ことを特徴とする請求項３または４に記載の測定ヘッド固定部。
【請求項６】
前記クランプユニット（１）は、円筒状の圧縮バネ（１１）と、引張ボルト（１４）と、引張部材（１５）と、クランプネジ（１２）と、支持ボルト（１３）と、クランプ手段（２）と、接続エレメントとから構成されている、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の測定ヘッド固定部。
【請求項７】
前記引張部材（１５）は前記引張ボルト（１４）と力的に接続されており、
前記クランプ手段（２）は、前記案内エレメント（５）を対称に引張するように前記引張部材（１５）に装着され、
前記接続エレメントの中心は、前記引張ボルト（１４）上に配置された回転継手（６１）内に支承されており、当該回転継手は同時に前記支持ボルトの受け入れのために用いられ、
前記圧縮バネ（１１）は、前記支持ボルト（１３）に対して遠位部に配置されており、一方では前記クランプネジ（１２）を押圧し、他方では前記案内エレメント（５）の長手軸に対して垂直かつ前記測定管（９）に対して半径方向に前記支持ボルト（１３）に作用し、
前記引張ボルト（１４）は前記支持ボルト（１３）を通って案内される、ことを特徴とする請求項６に記載の測定ヘッド固定部。
【請求項８】
前記接続エレメントはシーソー部材（６）として構成されており、
当該シーソー部材の両端部は、回転継手（３１，４１）として間隔エレメント（３）とセンタリングエレメント（４）により構成されるそれぞれ１つの摺動可能な自在関節ベアリング上に緩く載置される、ことを特徴とする請求項６または７に記載の測定ヘッド固定部。
【請求項９】
前記測定ヘッド保護ケーシング（７）は力貯蔵器（ないし力付勢器）（８１）と接続されており、当該力貯蔵器は前記案内エレメント（５）と作用的に接続している、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の測定ヘッド固定部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
超音波流量計測定ヘッド用の測定ヘッド固定部のための本発明の解決策は、超音波流量測定技術の技術分野である。
【背景技術】
【０００２】
一対の超音波測定ヘッドがパイプ管路の外に取り付けられる。１つの測定変換器によって２つの測定ヘッドで交互に超音波が形成され、パイプ壁とパイプ中の媒体を通過した後、それぞれ他方の測定ヘッドにより受信される。測定された伝搬時間差（媒体の流れとの、ないし流れに対する）、パイプパラメータおよび流れプロフィール（Stroemungsprofil）を介して、測定変換器において通流量が計算される。
【０００３】
この測定に対する前提は、超音波パルスを測定ヘッドからパイプ壁内に確実に伝達することである。このことは、適切な結合手段、パイプ軸に沿って互いに面の揃った（複数）測定ヘッドの配向、および測定ヘッドのパイプ壁への押圧によって達成される。測定ヘッドの配向および押圧は、測定ヘッド固定部の役目である。
【０００４】
超音波測定ヘッドは、現在のところ多くの場合、レール形状の固定システムによって取り付けられ、この固定システムは金属製のクランプベルトまたはチェーンによりパイプに固定される。
【０００５】
１つまたは複数の測定ヘッド対を受け入れるためのレール形状のシステムの他に、個別の測定ヘッドを受け入れるための受け部を備える固定システムもある。測定ヘッドは固定システムにより位置決めされ、多くの場合、測定ヘッドは弾性エレメントによって弾性にパイプ壁に押圧される。
【０００６】
例えば超音波流量測定装置用の測定ヘッド固定部が公知であり、これは規定の押圧力を保証する。この測定ヘッド固定部は、固定設置用に構成されており、測定ヘッドのパイプへの連続的で均一の押圧力を提供する。
【０００７】
クランプオン式流量測定では、音波経路の形成に必要な２つの音波変換器が、音波経路がパイプの直径上を経過するようにパイプ上に配置されている。そのためにこれらの音波変換器は、パイプの対向する側に配置することができる。これがいわゆるダイレクト配置である（特許文献１、特許文献２）。その代わりに反射配置も可能であり、この反射配置では、音波変換器が測定管の同じ側に配置されており、音波信号が対向するパイプの内側で一度反射される（特許文献３）。
【０００８】
特許文献４には、少なくとも２つの超音波測定ヘッドにより被測定管（以下、測定管という）を通る測定媒体の流量を決定および／または監視するための方法および測定システムが記載されている。さらにこのような測定システムを取り付けるための方法が開示されている。そのために測定システムは測定ヘッドホルダを有し、この測定ヘッドホルダは測定管に、固定機構を介して脱着可能に固定することができる。超音波測定ヘッドを備える測定ヘッドケーシングは、センサホルダに固定可能でありこのセンサホルダから取り外すことのできるユニットを形成する。超音波測定ヘッドは取り付けの際に、設定可能な力により測定管に押圧される。センサホルダの部材としての固定プレートが、測定管に向いた側に角柱形の凸部を有し、この凸部は固定プレートの湾曲部として作製することができる。固定プレートは、その前方および後方端部においてＵ字形金具またはクランプベルトによって測定管に直接固定される。
【０００９】
特許文献５では、センサホルダがクランプベルトによって測定管に、そしてボルトおよびナットによって固定される。
【００１０】
特許文献６では、測定センサがレールに、そして２つのパイプクリップ（Rohrschellen）によって測定管に固定される。２つのセンサの間隔を調整するためには、少なくとも１つのセンサをパイプ管路から取り外さなければならない。同様にその固定ベルトも取り外さなければならない。両者は、新たな配向の後、再び固定される。
【００１１】
特許文献７は、超音波測定ヘッドを測定管上で摺動可能に固定するためのレールを開示する。
【００１２】
特許文献８には、測定変換器を支持体に保持するための保持装置を固定する固定装置が開示されている。この固定装置は、ラッチ装置と本体とから構成され、本体はローレット付きナット（Raendelmutter）によりラッチ装置上に固定される。センタリングのための装置は、案内フレームをパイプに対して長手方向に確実に配向できるようにするため、ノーズが案内される溝から構成される。
【００１３】
特許文献９は同じように、保持部に２つの脚部を設け、これらの脚部は可能な全てのパイプ直径に簡単に適合することができることを示す。特許文献１０には、パイプ直径が小さければ小さいほど、測定ヘッドがパイプ上により密に載置されることを示唆する視点が示されている。案内エレメントは可変に配向することができない。
【００１４】
特許文献１１には、センサをパイプ管路に直接押圧することを可能にする装置が開示されている。そのためにエラストマーまたは金属シート製の結合マットが、センサとパイプ管路との間に設けられている。この構造は、センサの比較的に大きな押圧力を可能にするために用いられる。
【００１５】
特許文献１２は、スペースホルダによって測定装置の間隔を、パイプの曲率に対応して適合する可能性を示す。この（複数）スペースホルダにはピンが設けられており、クランプ装置をパイプに載置する前に種々の位置に装着することができる。これにより、種々のパイプ直径へのある程度の適合が可能であるが、しかしながら無段階の適合は行われない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】DE 102011005170 B4
【特許文献２】DE 102005047790 A1
【特許文献３】DE 102008029772 A1
【特許文献４】DE 102008034411 A1
【特許文献５】US 5131278 A
【特許文献６】US 6397683 B1
【特許文献７】EP 1840528 B1
【特許文献８】DE 102005052550 B3
【特許文献９】US 5001936 A
【特許文献１０】US 20120085164 A1
【特許文献１１】DE 102004052489 A1
【特許文献１２】WO 1998017980 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
以下の分析は本発明により与えられる。すなわち、とりわけガスの測定は、十分に大きな測定ヘッド圧力に対して高い要求を課す。なぜならこの場合、パイプ壁での障害音波を最小にするため、パイプ壁に減衰エレメントが取り付けられるからである。この減衰エレメントがあるにもかかわらず十分に良好な信号入力を達成するためには、この場合、測定ヘッドのパイプへの十分に大きな押圧力ないし接触圧（Anpressdruck）が重要である。
【００１８】
既存の多くの解決策は、ユーザの知識や技能に依存せずに達成される規定の押圧力に対する要求を満たさない。ユーザが例えば測定ヘッド固定部を過度に小さな押圧力により固定する場合、測定ヘッドがパイプに不良に不十分に結合され、そのため良好な信号入力が得られない。または測定ヘッド固定部が過度に大きな押圧力により固定されると、そのことから使用される構成部材に対して過度に大きな負荷が生じる。
【００１９】
本発明の一課題は、超音波流量測定装置用の公知の測定ヘッド固定部が、大きなパイプまたは小さなホースのような種々の直径の管への携帯型固定部として所要の機能を果たすようにし、取り扱いを簡素化することである。この課題には、可及的に少数の作動エレメントによるツール不要の取り付け、２つの異なる大きさの押圧力を選択できるオプション、スペースを節約して梱包することができ、同時に高い引張強さを有する再使用可能なクランプ手段の選択が望まれる。本発明のさらなる課題は、運転中の装置における流量測定用測定ヘッドの取り付けを、パイプ管路の中断無しで、かつ漏れのリスク無しで、固定的に組み込まれた測定の動作確実性および頑強性と関連して可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
携帯型測定ヘッド固定部は、ただ１つの作動エレメントにより、測定管でのセンタリング、適合および規定の押圧力を保証することが望まれる。ここで難しい点は、測定ヘッド固定部のパイプへのセンタリングにより、パイプ頂点と測定ヘッド固定部の基準点（弾性エレメントを受け入れるための）との間の間隔がパイプ直径に依存して変化することである。したがって、この依存性を回避する機能エレメントを提供しなければならない。
【００２１】
本発明の一視点により、超音波流量計測定ヘッド用の本発明による測定ヘッド固定部は、少なくとも１つの測定ヘッドのための少なくとも１つの測定ヘッド保護ケーシングを受け入れる案内エレメントと、この案内エレメントに接続される少なくとも１つのクランプユニットと、当該クランプエレメントに接続され、前記案内エレメントを測定管に脱着可能に固定するためのクランプ手段とを備える。前記案内エレメントは、当該案内エレメントを前記測定管上でセンタリングして固定締め付けするための少なくとも１つの装置に力的結合（摩擦力による結合）および／または形状的結合（ありつぎ式結合）により接続されており、これにより前記案内エレメントは平行に、かつ前記測定管の頂点に対して規定の間隔をもって、パイプ直径には依存せずに配向されて固定される。本発明によれば、前記案内エレメントをセンタリングし、固定締め付けするための前記装置は、センタリングエレメントと、間隔エレメントと、クランプユニットとから構成され、これらセンタリングエレメント、間隔エレメントおよびクランプユニットは、接続エレメントを介して相互にも前記案内エレメントにも接続されている。前記案内エレメントは、間隔エレメントとは固定的に、そして前記センタリングエレメントとは可動に接続される。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
一実施形態に対して前記間隔エレメントは、互いに平行な２つの機能面から構成され、これらの機能面は互いに規定の間隔を有し、第１の機能面は、測定管に対向して配置された自由回転継手を有し、かつ前記接続エレメントを受け入れるための接続機構を形成し、第２の機能面は前記測定管上に載置されている。前記間隔エレメントは、前記案内エレメントと固定的な不動の接続によって直接接続されている。
【００２３】
センタリングエレメントは、一実施形態では、矩形の成形部材から構成され、その（測定管の半径方向について）遠位端部には自由回転継手（ないし回転自在の関節手段 Gelenk）が設けられており、この自由回転継手は測定管に対して（回転自在に）配置されており、かつ接続エレメントを受け入れるための接続機構を形成する。センタリングエレメントは、測定管に向いた側の端部において、中央に切欠部を有する。この切欠部は、案内エレメントを測定管の取り付け直線（Mantelgerade）に対して平行にパイプ表面で配向するための機能面として用いられる。パイプ頂点に対して対称のセンタリングエレメントの切欠部は、ダブテール（鳩尾状）形状を有する。機能面に対する別の実施形態も、２つのボール、２つの円筒体または１つの角柱状（primatisch）切欠部の形で可能である。
【００２４】
センタリングエレメントは、滑り軸受け（gleitende Lagerung）内に配置されており、測定管に対して半径方向にだけ可動である。
【００２５】
クランプユニットは、（円筒状の）圧縮バネ（コイルスプリング）と、引張ボルトと、引張部材と、クランプネジと、支持ボルトと、クランプ手段と、接続エレメントとから構成される。引張部材は引張ボルトと力結合的に接続されており、クランプ手段は、前記案内エレメントに対称に引張力を及ぼすために前記引張部材内に装着（ないし介装）される。接続エレメントの中心は、引張ボルト上に配置された回転継手内に支承されており、この回転継手は同時に支持ボルトの受け入れに用いられる。圧縮バネは、支持ボルトに対して（測定管の半径方向に対して）遠位部に配置されており、一方ではクランプネジを押圧し、他方では測定管に対して半径方向に前記支持ボルトに作用し、前記引張ボルトは前記支持ボルトを通って案内される。
【００２６】
接続エレメントはシーソー部材（ないし天秤部材、Wippe）として構成されており、このシーソー部材の両端部は、回転継手（腕継手）として間隔エレメントと案内エレメントにより構成されるそれぞれ１つの摺動可能な関節支承部（Gelenklager）上に緩く載置されている。
【００２７】
測定ヘッド保護ケーシングは力貯蔵器（ないし力付勢器）と接続されており、この力貯蔵器は、案内エレメントと作用的に接続している。
【００２８】
クランプユニットは、規定の押圧力によって固定するために寸法設定されている。そのための前提は、パイプ表面から規定の間隔を有する接続機構が存在することである。この所定の間隔は、測定ヘッド固定部が十分に良好にセンタリングされる場合にはパイプ直径に依存しないで達成される。
【００２９】
本発明の重要な利点は、本発明の測定ヘッド固定部を載置し、クランプ手段（例えばチェーン）を１つだけの作動エレメントによって引張することにより、簡単な形式の操作という要求が満たされることである。
【００３０】
本発明を図面に基づき詳細に説明する。なお、特許請求の範囲に付記した図面参照番号はもっぱら理解を助けるためであり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の測定ヘッド固定部を備える測定管を示す図である。
【図２】図１による測定ヘッド固定部の機能エレメントを概略的に示す図である。
【図３】一実施例の断面図である。
【図４】センタリングエレメントの概略的側面図である。
【実施例】
【００３２】
超音波流量計測定ヘッドの固定は、パイプ管路の外で行われる。したがって測定ヘッドは、パイプ軸に対して面一にその中心に合わせて（mittig）配向でき、半径方向には自由に位置決めすることができる。そのためには、パイプ表面での測定ヘッド固定部のセンタリングが必要である。測定ヘッド固定部は、２つの測定ヘッドを受け入れることができるように構成されている。測定ヘッド固定部は、（複数）測定ヘッドの相互の移動を保証するために十分な長さである。２つの測定ヘッド固定部を使用し、反射モード（２つの測定ヘッドが同じパイプ側にある）で測定する場合、それぞれの測定ヘッド間隔を調整しなければならない。直接モードでは、２つの測定ヘッドをパイプ上で正確に対向させて、または最小のずれをもって固定しなければならず、したがって負の測定ヘッド間隔も調整可能である。測定管における測定ヘッド固定部の固定は、測定管の周囲に置かれる適切なクランプ手段（ないし締め付け手段、Spannmittel）によって行われる。このクランプ手段は、測定ヘッド固定部にある作動エレメントによって引張される。引張は中心で行われる。すなわち、クランプ手段の両端部は、均等にかつ同時に引張される。規定の押圧力は、パイプ直径に依存しない。本発明の装置により、押圧力が確実に、かつユーザ（の知識ないし技術）に依存しないで達成される。測定ヘッド（複数）に対する結合媒体（Koppelmittel、すなわち被測定媒体）が異なることにより、パイプ壁に対して測定ヘッドの異なる大きさの押圧力が必要である。測定ヘッド固定部は、化学的耐性のある材料から作製されている。
【００３３】
本発明の携帯型測定ヘッド固定部（ないし固定機構）の基本構造は、案内エレメント５と、少なくとも１つの測定ヘッド保護ケーシング７と、クランプ手段２を備える２つのクランプユニット１と、２つの間隔エレメント３と、２つのセンタリングエレメント４とから構成される（図１）。
【００３４】
案内エレメント
案内エレメント５は、当該案内エレメント５を介して少なくとも力結合的（kraftschluessig）および/または形状結合（formschluessig）的に互いに接続された全ての部分機能エレメントに対する中心的構成部材である。案内エレメント５は、長手方向に延在するケーシングであり、さらに少なくとも１つの測定ヘッド保護ケーシング７を受けるために用いられる。そのために案内エレメント５は測定管９に向かって開放している。測定ヘッド保護ケーシング７内には少なくとも１つの測定ヘッド８が配置されており、この測定ヘッドの接触面はパイプ表面９１上に載置されている。さらに測定ヘッド保護ケーシング７は力貯蔵器８１（例えば１つまたは複数のバネないし力付勢手段）と接続されており、この力貯蔵器は測定ヘッド８と接続されている。力貯蔵器８１によって、測定ヘッド保護ケーシング７内に存在する測定ヘッド８は、規定の一定の押圧力と規定の経路によりパイプ表面９１に対して押し付けられる。案内エレメント５内では測定ヘッド保護ケーシング７がパイプ長手軸に沿って案内される。
【００３５】
この実施例では、案内エレメント５をセンタリングして固定締め付けするためのそれぞれ１つの装置が両端部で案内エレメント５と接続されている。この装置は、図示の態様においては、測定管９の軸方向で鏡像対称に両端部に配置されており、それぞれ１つのセンタリングエレメント４と、クランプユニット１と、間隔エレメント３とから構成されている。案内エレメント５は平行に、かつ間隔エレメント３によりパイプ表面９１の頂点（頂点のなす線）に対して規定の間隔をもって、パイプ直径には依存せずに配向され、クランプユニット１により固定される。間隔エレメント３への接続は、固定的かつ不動である。間隔エレメント３によりパイプ表面９１の頂点に対して規定の間隔が達成されるから、測定ヘッド保護ケーシング７と接続された力貯蔵器８１（例えばバネ）は、パイプ直径には依存せずに常に同じ強度で圧縮される。しっかり引張された状態では、案内エレメント５によりパイプ表面９１の何れの点に対しても同じ力が及ぼされる。
【００３６】
図２は、図１の測定ヘッド固定部の機能エレメントを概略的に示し、図３は、以下に説明する実施例の一部を示す。
【００３７】
間隔エレメント
それぞれ１つの間隔エレメント３が案内エレメント５の両端部に、固定かつ不動の接続、例えば溶接またはネジ留めによって直接配置されている。間隔エレメント３により、パイプ表面９１に対する測定ヘッド８の間隔を常に同じにすることが可能である。間隔エレメント３は、互いに平行な２つの機能面３２と３３を有し、これらの機能面は互いに規定の間隔を有する。第１の機能面３２は自由回転継手（自在継手、Gekenk）３１を有し、第２の機能面３３は測定管９上に載置されている。簡単な一実施形態では、間隔エレメント３は矩形に成形された薄板部材によって構成される。間隔エレメントは、例えば円形ロッドとして構成することもできる。一構成では固定の回転継手として作用する回転継手３１は、接続エレメント、例えばシーソー部材（天秤部材）６を受け入れるための接続機構を形成する。その構造的構成によって間隔エレメント３は、測定ヘッド８ないし測定ヘッド保護ケーシング７が規定の押圧力を測定管９に及ぼすことを可能にする。
【００３８】
センタリングエレメント
案内エレメント５の両端部には、間隔エレメント３から測定管９の軸方向に外側に向かって離間して、それぞれ１つのセンタリングエレメント４が配置されている。センタリングエレメント４により、パイプ長手軸に対してシステム全体を面一に取り付けることができる。センタリングエレメント４は、矩形の成形部材、例えば薄板から形成され、回転継手４１を備える。この回転継手は、測定管９とは反対の側のセンタリングエレメント４の端部に配置されている。センタリングエレメント４は、測定管９に向いた側のその端部の中央に、パイプ頂点に対して対称の切欠部４２を有し、これにより小さなパイプにも大きなパイプにも（調心して）載置するのが容易になる。測定管９との切欠部４２の（複数）接触点の間隔は、パイプ直径よりも小さくすべきである。この条件は、種々のパイプ直径に対してただ１つの装置（Anordnung）によって満たされる。したがって測定管９の種々の直径に対して１つの同じ装置を使用することができる。これについて図４は、センタリングエレメント４を見た概略図である。切欠部４２は、例えばダブテール形状を有し、案内エレメント５をパイプ９の取り付け直線（Mantelgerade）に対して平行にパイプ表面９１で配向するための機能面として用いられる。回転継手４１は、間隔エレメント３の場合と同様に自由継手であり、この自由継手にはシーソー部材６が載置され、シーソー部材の２つの点（回転継手３１と４１）で自由に回転可能に支承されている。シーソー部材６と、例えば遊動式軸受け（フローティングベアリング、Loslager）として構成されたセンタリングエレメント４の滑り軸受け４３によって、パイプ直径が異なっていてもセンタリングエレメント４の可動載置ストリーク（Auslenkung）が補償されることが可能になる。センタリングエレメント４は案内エレメント５と、このセンタリングエレメント４が測定管９に対して半径方向にだけ可動であるように接続されている。
【００３９】
接続エレメント
接続エレメントは、本実施例ではシーソー部材６として構成されており、間隔エレメント３とセンタリングエレメント４へのその接続機構により、この構造の基本的構成部分が形成される。シーソー部材６は長手に延在するユニットであり、その両端部において間隔エレメント３とセンタリングエレメント４の上に緩く載置されたバー（天秤）の形をしている。シーソー部材６は構造全体と、第一に、センタリングエレメント４に対して摺動可能な自在関節ベアリングと、間隔エレメント３のためのさらなる自在関節ベアリング（Glenklager）とによって接続されている。これらの自在関節ベアリングは回転継手４１および３１として構成されている。第二に、回転継手６１として構成され、支持ボルト１３の受け部に用いられる自在関節ベアリングへの接続が形成されている。
【００４０】
シーソー部材６は、一端部が回転継手３１上に回転可能に支承されている。間隔エレメント３により、パイプ頂点（ないし頂点のなす線）に対するこの回転点の間隔が固定的に規定される。軸受け４３はセンタリングエレメント４に配置されており、このセンタリングエレメントはシーソー部材６の反対側の端部と作用的に接続している。ここでシーソー部材６は、継手ベアリング（回転継手４１）が摺動可能であるようにセンタリングエレメント４上に載置される。シーソー部材６は、支持ボルト１３が回転可能に支承された穿孔部を有する。センタリングエレメント４と間隔エレメント３がパイプ表面９１上に載置され、支持ボルト１３により測定管９のパイプ中心に対して半径方向に向けられた力がシーソー部材６に作用する場合、クランプユニット１と測定管９との固定的かつ不動の接続が得られる。クランプネジ１２は支持ボルト１３を支持部として利用するから、支持ボルト１３は、クランプ手段２の引張の際にクランプネジ１２によって測定管９の方向に引っ張られる。この過程により、シーソー部材の（間隔エレメント３とセンタリングエレメント４における）２つの支承点が同時に測定管９に押圧される。これにより測定管９とクランプユニット１との固定的な接続が得られる。かくして、シーソー部材６と支持ボルト１３は、センタリングエレメント４との相互作用で、一方では測定管９上での測定ヘッド固定部のセンタリングを行い、他方では、間隔エレメント３との相互作用で、規定の押圧力に達するための前提を実現する。
【００４１】
クランプユニットおよびクランプ手段
クランプユニット１によって、クランプユニット１、間隔エレメント３、センタリングエレメント４、案内エレメント５および測定ヘッド保護ケーシング７を備える測定ヘッド固定部全体が測定管９に位置決めされ、固定される。クランプユニット１は、それぞれ間隔エレメント３とセンタリングエレメント４との間に配置されており、接続エレメントすなわちシーソー部材６を介して間隔エレメント３およびセンタリングエレメント４に、したがって案内エレメント５に接続されている。クランプユニットは、円筒状の圧縮バネ１１と、引張ボルト１４と、引張部材１５と、支持ボルト１３と、クランプ手段２と、シーソー部材６とから構成される。測定管９における固定は、基本的にクランプ手段２の引張によって行われる。そのためにクランプ手段２は、引張部材１５に装着される。引張部材１５は、引張ボルト１４と力結合的に接続されている。引張部材１５により、クランプ手段２を対称的に引張することができる。引張ボルト１４上には支持ボルト（Widerlagerbolzen）１３が配置されており、支持ボルトはシーソー部材６と作用的に接続している。したがって支持ボルト１３は、引張ボルト１４とシーソー部材６との間の接続部材である。シーソー部材６は回転ベアリング６１に支承されており、したがってシーソー部材は自由に揺動することができる。シーソー部材６は、引張ボルト１４によってもたらされた引張力を間隔エレメント３にもセンタリングエレメント４にも分配し、したがって同時に測定ヘッド固定部のセンタリングを行い、測定ヘッド８の規定の押圧力に対する前提を実現する。支持ボルト１３に対する（測定管の半径方向）遠位部には圧縮バネ１１が配置されている。この圧縮バネ１１は、一方ではクランプネジ１２に対し押圧力を及ぼし、他方では案内エレメント５の長手軸に対して垂直かつ測定管９に対して半径方向に支持ボルト１３に作用する。支持ボルト１３を通って引張ボルト１４が案内される。支持ボルト１３は同時に、圧縮バネ１１に対する抗支部として用いられる。圧縮バネ１１と作用的に接続するクランプネジ１２は、簡単な予組み立てに用いられる。
【００４２】
引張は対称的に行わなければならないから、クランプ手段２の両端部に同時に作用を及ぼす。パイプをクランプ手段により可及的にしっかりと巻き付けるためには、十分に大きな引張ストロークをクランプ手段２にもたらすことが必要である。そのためにクランプユニットは、クランプネジ１２、引張ボルト１４および引張部材１５を有する。これらの部材は、支持ボルト１３内において回転可能に案内される。
【００４３】
測定ヘッド固定部を取り付けるために、引張ボルト１４は圧縮バネ１１への押圧により作動され、測定管９に対して半径方向に移動される。クランプ手段２が測定管に巻き掛けられ、可及的にしっかりと測定管９の周囲で引き締められる。引張ボルト１４が緩められ、引張部材内に掛けられたクランプ手段２が圧縮バネ１１により予付勢される。センタリングエレメント４とその滑り軸受け４３およびシーソー部材６により、測定ヘッド固定部がセンタリングされる。円筒状の圧縮バネ１１は、クランプユニット１を測定管９の上方頂点の位置に保持し、クランプ装置１に取り付けられた後、クランプ手段２を予付勢する。クランプネジ１２は、クランプユニットを工具無しで操作するよう、取り扱いを容易にする。このようにして測定ヘッド固定部は測定管９に固定されるが、測定管９において最適の配向を達成するためにさらに摺動することができる。
【００４４】
クランプ手段２として例えば、一列のローラチェーン、クランプベルトまたは他の公知のクランプ手段（締め付け手段）が使用される。本実施例に対しては一列のローラチェーンが選択される。ローラチェーンの利点は、引張強さが大きく、伸びが小さく、同時に非常にフレキシブルなことである。柔軟性によってローラチェーンは、小さなパイプの周囲にも容易に巻き掛けられ、そこに留まり、何回も／任意に繰り返し使用することができる。伸びが小さいことにより所要の引張経路も小さく、このことは取り扱いを容易にする。
【００４５】
種々のパイプ直径に対してローラチェーンの長さは、パイプ円周および測定ヘッド固定部に対して可変に構成され、クランプユニット１に固定される。ここでは一方のチェーン端部に固定取り付けされたフック（チェーンフック（Kettenhaken））を設け、他方のチェーン端部を（ワンウェイ）方向ロック部（チェーンロック（Kettenschloss））に案内することが好ましい。方向ロック部によってローラチェーンは、チェーンピッチの範囲内で測定管９に密に当接し、方向ロック部を通してローラチェーンを引っ張ることにより、チェーンは可及的に最小の長さで固定される。続いてローラチェーンの残りの遊びがクランプユニット１によって補償され、測定ヘッド固定部は測定管９にしっかりと緊張される。測定ヘッド固定部を解除するためにチェーンジョイントは、方向ロック部のロックを解除する解除レバーを有し、ローラチェーンを引き戻すことができる。
【００４６】
測定ヘッド固定部の取り扱いを容易にするため、クランプネジ１２と支持ボルト１３との間で圧縮バネ１１が作用し、この圧縮バネによりクランプ手段２が予付勢される。部品構成であるのでチェーンロックは下死点に掛けることができるだけであり、そのためにクランプネジ１２は、測定ヘッド固定部を測定管９上に載置した後、測定管９の方向に押圧され、引き続きチェーンロックが巻き掛けられる。
【００４７】
測定ヘッド保護ケーシング
ワンピースの測定ヘッド保護ケーシング７は、半径方向の運動だけを許容する案内部を介して案内エレメント５と接続されており、かくて測定管９に対して軸方向に配向されている。測定ヘッド保護ケーシング７は、１つまたは２つの測定ヘッド８とこれに所属する力貯蔵器８１（力付勢器、例えばバネ）を受け入れ、一方で測定ヘッド８に対して衝撃保護機能を提供し、同時に案内エレメント５と測定ヘッド８との間で軸方向の接続を形成する。ここで力貯蔵器８１は、規定の押圧力を測定ヘッド保護ケーシング７と対応の測定ヘッド８との間に及ぼす。押圧力を測定ヘッド８に及ぼすために、測定ヘッド保護ケーシング７は両端部にそれぞれ１つの偏心レバー７１を有する。これらの偏心レバーは、案内エレメント５の対応の接続機構に係合する。偏心レバー７１の作動によって測定ヘッド保護ケーシング７はパイプ表面９１の方向に押圧され、これにより力貯蔵器８１が荷重され、規定の押圧力が測定ヘッド８に及ぼされる。
【符号の説明】
【００４８】
１  クランプユニット、クランプ装置
２  クランプ手段
３  間隔エレメント
３１  回転継手（自在関節機構）
３２  機能面
３３  機能面
４  センタリングエレメント
４１  回転継手（自在関節機構）
４２  切欠部
４３  センタリングエレメント４の軸受け
５  案内エレメント
６  シーソー部材
６１  回転継手、回転ベアリング
７  測定ヘッド保護ケーシング
７１  偏心レバー
８  測定ヘッド
８１  力貯蔵器（予付勢器）
９  測定管
９１  パイプ表面
１１  圧縮バネ
１２  クランプネジ
１３  支持ボルト
１４  引張ボルト
１５  引張部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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