AT10959U2 - Ultraschall-gasdurchflusssensor sowie verfahren zur ermittlung des durchflusses von gasen - Google Patents

Ultraschall-gasdurchflusssensor sowie verfahren zur ermittlung des durchflusses von gasen Download PDF

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Claims (14)

  1. österreichisches Patentamt AT 10 959 U2 2010-01-15 Ansprüche 1. Ultraschall-Gasdurchflusssensor, umfassend ein vom Gas durchströmtes Messrohr (1) mit zumindest einem Sende-Schallwandler (2) zur Schallgenerierung und zumindest einem Empfangs-Schallwandler (3) zum Empfang der zeitlich transienten Schallsignale und eine Sende-, Empfangs- und Auswerte-Elektronik (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperatursensor (5) für die Messung der Temperatur des Gases vorgesehen und mit der Auswerteelektronik (4) verbunden ist, wobei in der Auswerteelektronik (4) ein Auswertealgorithmus implementiert ist, der aus der Laufzeit der Schallsignale die Gastemperatur ermittelt und diese mit der vom Temperatursensor (5) gemessenen Temperatur des Gases vergleicht.
  2. 2. Gasdurchflusssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteelektronik (4) ein Auswertealgorithmus implementiert ist, der die Ermittlung der Temperatur des Gases aus der Laufzeit der Schallsignale durch die vom Temperatursensor (5) gemessene Temperatur des Gases kalibriert.
  3. 3. Ultraschall-Gasdurchflusssensor, umfassend ein vom Gas durchströmtes Messrohr (1) mit zumindest einem Sende-Schallwandler (2) zur Schallgenerierung und zumindest einem Empfangs-Schallwandler (3) zum Empfang der zeitlich transienten Schallsignale und eine Sende-, Empfangs- und Auswerte-Elektronik (4), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Temperatursensor (5) für die Messung der Temperatur des Gases vorgesehen und mit der Auswerteelektronik (4) verbunden ist, wobei in der Auswerteelektronik (4) ein Auswertealgorithmus implementiert ist, der aus der Laufzeit der Schallsignale die Gastemperatur ermittelt und der weiters ein Qualitätskriterium für die vom Temperatursensor (5) gemessene Temperatur des Gases und auf gleicher Basis ein Qualitätskriterium für die aus der Laufzeit der Schallsignale ermittelte Temperatur bestimmt und die Werte beider Qualitätskriterien miteinander vergleicht.
  4. 4. Gasdurchflusssensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Qualitätskriterium das Signal/Rausch-Verhältnis herangezogen wird.
  5. 5. Gasdurchflusssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein weiterer Temperatursensor (6) für die Messung der Temperatur der Wand des Messrohres (1) vorgesehen und mit der Auswerteelektronik (4) verbunden ist.
  6. 6. Gasdurchflusssensor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (8) zur Ermittlung der Gaszusammensetzung vorgesehen ist, insbesondere eine Lambda-Sonde.
  7. 7. Vorrichtung zur Messung von Abgas-Strömungen von Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass in den Abgasstrang der Verbrennungskraftmaschine ein Gasdurchflusssensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 eingebaut ist.
  8. 8. Verfahren zur Ermittlung des Durchflusses von Gasen, umfassend die Ermittlung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit des Gases und weiter der strömenden Gasmenge aus der Laufzeit von zwei Schallsignalen zwischen Sender und Empfänger mit hoher zeitlicher Auflösung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Gases bei bekannter Strömungsgeschwindigkeit aus der Laufzeit der Schallsignale ermittelt wird, dass die Temperatur des Gases unabhängig davon mit einer weiteren Messmethode ermittelt wird, und dass beide Temperaturwerte miteinander verglichen werden.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der weiteren Messmethode ermittelte Temperatur des Gases mit einer Temperatur verglichen wird, die bei Strömungsgeschwindigkeit gleich Null aus der Laufzeit der Schallsignale ermittelt wurde.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmessung und damit die Durchflussmessung aus der Bestimmung der Laufzeiten der Schallsignale durch Vergleich mit der mittels der weiteren Messmethode ermittelten Temperatur kalibriert wird. 5/11 österreichisches Patentamt AT 10 959 U2 2010-01-15
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Laufzeit der Schallsignale ein Wert für den Durchfluss berechnet und dieser zumindest mittels der Temperatur des Gases korrigiert wird.
  12. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der Laufzeit der Schallsignale ermittelte Wert für den Durchfluss des Gases in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz der charakteristischen Temperatur des Gases und der Temperatur der Wand des Messrohres korrigiert wird.
  13. 13. Verfahren zur Ermittlung des Durchflusses von Gasen, umfassend die Ermittlung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit des Gases und weiter der strömenden Gasmenge aus der Laufzeit von zwei Schallsignalen zwischen Sender und Empfänger mit hoher zeitlicher Auflösung ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Gases bei bekannter Strömungsgeschwindigkeit aus der Laufzeit der Schallsignale ermittelt wird, dass die Temperatur des Gases unabhängig davon mit einer weiteren Messmethode ermittelt wird, und dass ein Qualitätskriterium für die Messwerte beider Methoden bestimmt und die Werte beider Qualitätskriterien miteinander verglichen werden.
  14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Qualitätskriterium das Signal/Rausch-Verhältnis der Werte beider Messmethoden ermittelt wird. Hierzu 5 Blatt Zeichnungen 6/11
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