(57)【要約】      （修正有）【課題】配管を流れる流体の物理的、化学的または生物的特性に関する情報を急速かつ確実に得ることを可能にする小型で汎用的な、流体メータを備える測定装置を提供する。【解決手段】測定管１２を通過する流体の流量を決定するための流体メータ１４と、その流体の物理的、化学的または生物学的特性を検出するための少なくとも１つの測定ユニットと、その測定ユニットによって捕捉されたデータを評価するための少なくとも１つの評価ユニットと、少なくとも１つの通信ユニットとを備えた測定装置１０に関する。その場合、測定ユニット、評価ユニットおよび通信ユニットが、１つか複数の個別モジュール１６として設計され、各個別モジュール１６は、流体メータ１４に機械的に結合することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定管（１２）を通過する流体の流量を決定するための流体メータ（１４；１１４；２１４；３１４）と、前記流体の物理的、化学的または生物学的特性を検出するための少なくとも１つの測定ユニットと、前記測定ユニットによって捕捉されたデータを評価するための少なくとも１つの評価ユニットと、少なくとも１つの通信ユニットとを備えて構成される測定装置であって、前記測定ユニット、評価ユニットおよび通信ユニットが、１つか複数の個別モジュール（１６；１１６；２１６；３１６）として構成され、各個別モジュール（１６；１１６；２１６；３１６）が、前記流体メータ（１４；１１４；２１４；３１４）に機械的に結合可能である、測定装置。
【請求項２】
前記流体メータ（１４；１１４；２１４；３１４）と前記個別モジュール（１６；１１６；２１６；３１６）との間の結合が取り外し可能であるように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記個別モジュール（１６；１１６；２１６；３１６）と前記流体メータ（１４；１１４；２１４；３１４）とが、相互に電気的および／または音響的に通信することを特徴とする、請求項１または２に記載の測定装置。
【請求項４】
前記通信ユニットが、データを遠隔伝送するためのデータ伝送ユニットを備えて構成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項５】
制御ユニットが設けられることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項６】
前記制御ユニットが、前記流体メータ（１４；１１４；２１４；３１４）に機械的に結合可能である個別モジュール（１６；１１６；２１６；３１６）として構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の測定装置。
【請求項７】
前記流体メータ（１４；１１４；２１４；３１４）受け入れ用として保持装置（１８；１１８；２１８；３１８）が設けられることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項８】
少なくとも１つの個別モジュール（１１６；２１６；３１６）が、前記保持装置（１１８；２１８；３１８）の上に配されることを特徴とする、請求項７に記載の測定装置。
【請求項９】
前記保持装置（２１８；３１８）が、バンドとして、または関節接合リンクとして構成されることを特徴とする、請求項７または８に記載の測定装置。
【請求項１０】
前記保持装置（１８；１１８）が、外殻体の形態に、特に半外殻体の形態に構成されることを特徴とする、請求項７または８に記載の測定装置。
【請求項１１】
前記流体メータが、個別モジュールを収容する少なくとも１つの収容装置を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の測定装置。
【請求項１２】
前記流体メータ（１４）がハウジングを有し、前記ハウジングの外側に、個別モジュール（１６）を収容する少なくとも１つの収容装置（２４）が配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体メータと、流体の物理的、化学的または生物学的特性を検出するための少なくとも１つの測定ユニットと、その測定ユニットによって捕捉されたデータを評価するための少なくとも１つの評価ユニットと、少なくとも１つの通信ユニットとを備えた測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の流体メータは、多様な異なる技術によって、単位時間に配管の一部分を通過する流体の量に関する情報を与える。
【０００３】
従って、例えば、自治体が飲料水の供給を受ける場合、いわゆるバルク水量計（bulk water meter）が、測定管を通過する流体の流量を決定するために流体メータとして用いられる。
【０００４】
しかし、自治体が飲料水の供給を受ける場合、供給される飲料水の量に関する情報だけでなく、供給される飲料水の品質に関する情報も必要である。
【０００５】
このため、通常、飲料水のサンプルが採取され、試験所において分析される。この方法は、高い人件費に結びつき、従って相対的に高価である。その結果、飲料水の品質を決定するための測定間隔が一般的に非常に長くなり、飲料水の品質の変化を検出するのに大幅なタイムラグが生じてしまう。
【０００６】
例えば飲料水のような配管を流れる流体の品質の変化を急速かつ確実に検出する装置の提供が望まれるところである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、配管を流れる流体の物理的、化学的または生物学的特性に関する情報を急速かつ確実に得ることを可能にする小型で汎用的な装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、この目的は、測定管を通過する流体の流量を決定するための流体メータと、その流体の物理的、化学的または生物学的特性を検出するための少なくとも１つの測定ユニットと、その測定ユニットによって捕捉されたデータを評価するための少なくとも１つの評価ユニットと、少なくとも１つの通信ユニットとを備えた測定装置によって実現される。この場合、測定ユニット、評価ユニットおよび通信ユニットからなる複数のユニットが１つ以上の個別モジュールとして設計され、各個別モジュールは流体メータに機械的に結合できる。
【０００９】
本発明においては「流体」は液体および気体の両者を意味すると理解される。
【００１０】
本発明は、配管の一部分における一般的に単一の既存の測定位置において、その配管部分を通過する流体の流量の決定の他に、例えば、温度、ｐＨ値、圧力、硝酸塩または塩素含有量、あるいは微生物のような流体関係の複数の変数を決定することが可能になるという利点を有する。計量データの捕捉および評価に必要なすべてのユニットは、本発明による測定装置内にモジュール形態において包含されるので、測定装置を、相対的に小型かつ簡素に用いることができる。
【００１１】
測定装置をモジュール構造とすることによって、測定装置の柔軟な使用が可能になり、その結果、用途に応じて、１つ以上の必要な流体関連変数を決定できる。
【００１２】
好ましい一実施態様においては、流体メータと個別モジュールとの間の結合が取り外し可能に設計されるので、例えば、１つのモジュールを別のモジュールに交換することが可能になり、その結果、本発明による測定装置を多数の用途においてコスト効率よく使用できるようになる。
【００１３】
個別モジュールおよび流体メータは、相互に、電気的におよび／または音響的に結合できることが望ましい。それによって両者は相互に通信できる。さらに、または代替的に、視覚的な通信を設けることができる。
【００１４】
捕捉データを遠隔読み取りするために、通信ユニットはデータの遠隔伝送用のデータ伝送ユニットを含むことが有利である。この方式によって、例えば、測定ユニットによって検出される流体の品質の変動を急速かつ確実に認識できるようになる。
【００１５】
さらに、制御ユニットを設けることが有利である。この制御ユニットは、例えば制御信号をバルブ部品に中継するために使用できる。制御ユニットは、特に、測定ユニットが受け入れ可能な制限値を超えた値を決定した時に、停止コックまたはプッシャーを作動させるために用いることができる。この場合、制御ユニットを、流体メータに機械的に結合できる個別モジュールとして構成することが有利である。
【００１６】
流体メータを配管の一部分に固定するため、流体メータを収容する保持装置を設けることが有利である。
【００１７】
好ましい一実施態様においては、少なくとも１つの個別モジュールが保持装置の上に配置される。この場合、保持装置は、例えば、バンドとして、または関節接合リンクとして、あるいはまた外殻体（シェル）の形態において、特に半外殻体（ハーフシェル）の形態において構成できる。
【００１８】
代わりの方式として、流体メータが、個別モジュールを収容する少なくとも１つの収容装置を有することができる。従って、流体メータは、例えば、ハウジングを有することができ、そのハウジングの外側に、個別モジュールを収容する少なくとも１つの収容装置が配置される。
【００１９】
以下、好ましい実施態様を、添付の図面を参照して詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】配管の一部分に装着された第１実施態様による測定装置を示す。
【図２】第１実施態様による保持装置を示す。
【図３】第１実施態様による流体メータおよび個別モジュールを示す。
【図４】測定装置の第２実施態様を示す。
【図５】測定装置の第３実施態様を平面図で示す。
【図６】図５の実施態様を下から見た図を示す。
【図７】本発明の第４実施態様を斜視図で示す。
【図８】図７の実施態様を配管の一部分に装着する前の状態で示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、測定管１２として構成される配管の一部分に装着された測定装置１０の第１実施態様を示す。測定装置１０は、流体メータ１４と、流体メータ１４の回りに円周状に配置される複数の個別モジュール１６とを含む。流体メータ１４は保持装置１８上に固定される。
【００２２】
図２からよく分かるように、保持装置１８は、実質的にスリーブ状に形成され、配管の一部分１２をすっぽり包む。流体メータ１４を固定できる支持プレート２０が、保持装置１８の外面上に配置されている。
【００２３】
図３は、流体メータ１４と３つの個別モジュール１６とを示す。各個別モジュール１６はそれ独自の機能を有する。図示の個別モジュール１６は、例えば次の各項、すなわち、流体の物理的、化学的または生物学的特性検出用の測定ユニットを含むモジュール、その測定ユニットによって捕捉されたデータ評価用の評価ユニットを含むモジュール、捕捉データおよび／または評価データの指示および／または伝送用の通信ユニットを含むモジュール、バルブ部品制御用の制御ユニットを含むモジュール、あるいは、バッテリユニットを含むモジュールの内の３つを表す。この場合、これらの個別のユニットを１つの共通のモジュールに結合することも可能である。
【００２４】
流体メータ１４はハウジング２２を有し、そのハウジング２２に、収容装置２４が、個別モジュール１６を取り外し可能に受け入れる形状拘束的結合要素（positive-locking connecting elements）の形態で配置される。
【００２５】
個別モジュール１６および流体メータ１４は、相互に通信できるように、相互に電気的におよび／または音響的に接続される。個別モジュール１６相互間の通信、および個別モジュール１６と流体メータ１４との通信は、図示されていないが、追加的にまたは代替的に、光学的に行うことも可能である。
【００２６】
図４は、測定装置１１０の第２の実施態様を示す。流体メータ１１４は、半外殻体の形態のクランプ状の保持装置１１８に結合される。半外殻体の形態の保持装置１１８は配管の一部分に固定できる。保持装置１１８は、軸方向に延びる縦リブ１２２を備えており、その縦リブ１２２の上に、個別モジュール１１６が取り外し可能に配置される。個別モジュール１１６相互間および流体メータ１１４との通信を可能にする電気接続ライン１２４が、保持器１１８の内面に設けられる。個別モジュール１１６の構成および機能は、図３に関連して説明した個別モジュールの構成および機能にほぼ合致する。
【００２７】
図５に、測定装置２１０の第３の実施態様を示す。保持装置２１８は弾性バンドとして構成され、その上に、流体メータ２１４および個別モジュール２１６が配置される。図６に示すように、個別モジュール２１６は、保持装置２１８の下側で、電気接続ライン２２４によって相互にかつ流体メータ２１４と接続され、それによって、それらは相互通信可能になる。前記の個別モジュール１６、１１６と実質的に同じ構成を有する個別モジュール２１６は、弾性バンドに堅固に結合される。別の実施態様（図示せず）においては、個別モジュール２１６は弾性バンドに取り外し可能に結合される。
【００２８】
図７に、測定装置３１０の第４の実施態様を示す。この実施態様においては、保持装置３１８がリンクバンドとして構成される。１つ以上のリンクを個別モジュール３１６として構成することが可能であり、この個別モジュール３１６は、相互に直接的に機械的に連結されるか、あるいは、スペーサリンクを介して相互に機械的に連結され、かつ、電気接続ラインによって相互に通信する。
【００２９】
流体メータ３１４はチェーンリンク３２６に固定される。
【００３０】
特に図８に示すように、保持装置３１８を配管の一部分に固定するために連結具（クロージャ）３２８が設けられる。
【００３１】
リンクは、測定装置３１０の用途に応じて所要のモジュール３１６を結合できるように、任意の方法で相互に連結できる。
【００３２】
個別モジュール１６、１１６、２１６、３１６および／または流体メータ１４、１１４、２１４、３１４が相互に通信するように、実施態様が、個別モジュール１６、１１６、２１６、３１６に電気的におよび／または音響的に接続される流体メータ１４、１１４、２１４、３１４を含むことが、すべての実施態様の１つの共通の特徴である。この場合、個別モジュール１６、１１６、２１６、３１６は異なる機能を有し、それらが用いられるべき目的に従って、相互に連結または交換することができる。
【００３３】
図示の測定装置１０、１１０、２１０、３１０の例示的な実施態様においては、これらの装置は、流体メータ１４、１１４、２１４、３１４と、流体の物理的、化学的または生物学的特性検出用の測定ユニット、その測定ユニットによって捕捉されたデータ評価用の評価ユニット、通信ユニットおよび制御ユニットとを含み、その場合、測定ユニット、評価ユニット、通信ユニットおよび制御ユニットは個別モジュール１６、１１６、２１６、３１６として構成され、相互にかつ流体メータと電気的に通信する。代替方式として、個別モジュール１６、１１６、２１６、３１６および流体メータ１４、１１４、２１４、３１４が相互に音響的に通信する。
【００３４】
流体メータ１４、１１４、２１４、３１４は、例えば、配管の一部分を流れる飲料水のような流体の流量を決定する。流体の物理的、化学的または生物学的特性検出用の測定ユニットによって、例えば温度、ｐＨ値のような流体関連変数、あるいはまた、例えば硝酸塩、鉛およびフッ素のような異種物質の濃度を決定でき、かつ、評価ユニットによってそれを評価できる。通信ユニットは、流体メータおよび測定ユニットが捕捉したデータを指示し、および／または、評価ユニットが評価したデータを指示する。この場合、通信ユニットは、捕捉データおよび／または評価データを遠隔伝送によって遠隔読み取りステーションに伝送するためのデータ伝送ユニットを有する。制御信号は、例えば、測定ユニットが捕捉する測定値が所定の限界値を超えた場合に、配管の一部分におけるバルブを閉止するように制御ユニットによって中継される。
【００３５】
別の一実施態様においては、制御ユニットおよびデータ伝送ユニットは設けられない。
【００３６】
流体の複数の異なるパラメータを、測定ユニットとして設計される１つ以上の個別モジュールによって決定できる。例えば、測定ユニットとして設計される個別モジュールを、水の圧力、温度、ｐＨ値決定用として、あるいはまた、例えば硝酸塩、鉛、フッ素などのような異種物質の濃度決定用として適合させることができる。測定装置における複数の測定ユニットの組み合わせによって、流体の複数の異なるパラメータを同時に決定することが可能になる。
【００３７】
図示の実施態様において、個別モジュールを保持装置に全体的に取り外し可能に結合する場合、測定装置のいくつかの個別モジュールまたはすべての個別モジュールを保持装置に堅固に結合しても、それは本発明の範囲内である。
【００３８】
図示されていない測定装置の一実施態様においては、保持装置が流体メータを収容するように設けられるが、その場合、個別モジュールが、流体メータのハウジング上の収容装置と保持装置との両者に取り外し可能に配置され、電気的または音響的接続ラインによって、相互にかつ流体メータと通信する。
【００３９】
本発明による測定装置は、特に、流体メータとしてバルク水道メータを用いる、例えば自治体の供給ラインを通る飲料水の流量および品質を決定するのに適している。
【００４０】
しかし、本発明による測定装置は、任意のタイプの流体メータを用いる種々の流体の流量および品質パラメータの決定にも用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１０、１１０、２１０、３１０    測定装置
１２                            配管の一部分
１４、１１４、２１４、３１４    流体メータ
１６、１１６、２１６、３１６    個別モジュール
１８、１１８、２１８、３１８    保持装置
２０                            支持プレート
２２                            ハウジング
１２２                    縦リブ
２４                            収容装置
１２４、２２４            電気接続ライン
３２６    チェーンリンク
３２８    連結具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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