WO2001069182A2 - Vibrationssensoreinrichtung zur strömungsmessung - Google Patents

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WO2001069182A2
WO2001069182A2 PCT/EP2001/002776 EP0102776W WO0169182A2 WO 2001069182 A2 WO2001069182 A2 WO 2001069182A2 EP 0102776 W EP0102776 W EP 0102776W WO 0169182 A2 WO0169182 A2 WO 0169182A2
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medium
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Gerald Sobotta
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EADS Deutschland GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/666—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by detecting noise and sounds generated by the flowing fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid

Definitions

  • Sensor device for flow measurement device for flow through with a medium and method for determining flow parameters
  • the invention relates to a sensor device for flow measurement according to the preamble of claim 1, a device for flow through with a medium according to the preamble of claim 6, and a method for determining flow parameters according to the preamble of claim 9.
  • flow data such as mass throughput or speed within a line or pipeline are determined using measuring devices or sensors that are located directly in a media stream.
  • the sensors can e.g. Have impellers that are driven by the media flow, wherein the flow rate and other flow parameters can be determined via the speed.
  • floats are introduced into the stream, the flow parameters being determined via their movement.
  • hot wire sensors are arranged in the media stream.
  • One or more wires are heated by an electric current and kept at a constant temperature.
  • the power required for this is a measure of the flow velocity.
  • the flow rate can also be determined by changing the electrical resistance of the wires.
  • a sensor device for flow measurement which has a vibration or vibration sensor which can be coupled or coupled from the outside to a device which is flowed through by a medium during operation, the sensor device further comprising an evaluation unit which is connected to the
  • Vibration or vibration sensor can be coupled or coupled and from vibration or Vibration variables of the device determined flow parameters of the flowing medium.
  • the vibration or vibration sensor is preferably firmly connected to the device or to a wall of the device, so that there is a particularly good coupling with regard to sound transmission.
  • the sensor device advantageously comprises a film sensor as a vibration or vibration sensor, in particular a piezo film sensor, which e.g. is made of polyvinylidene fluoride (PVDF piezo film sensor).
  • PVDF piezo film sensor polyvinylidene fluoride
  • a shield or a housing surrounds the sensor device, preferably in the manner of a cover.
  • This provides effective shielding against sensor interference from outside.
  • a tube can also be provided, which is arranged coaxially or concentrically with a first tube which is flowed through and on which the vibration or flow sensor is attached. In this case, the sensor is shielded from the outside by the concentric tube.
  • the vibration or vibration sensor is therefore decoupled from the environment or from the outside, i.e. the weak coupling to the environment results in good sound and flow shielding.
  • the sensor device enables, for example, the determination of the flow and / or speed of the medium in the device.
  • the evaluation unit is preferably designed to filter the signals and in particular to form RMS values from the signals. This enables very quick and very precise evaluations to be carried out, so that the measuring accuracy is increased still further.
  • a device for through-flow with a medium which has a wall which encloses a flow-through interior, the device comprising a sensor device which serves to detect vibrations and / or vibrations and on an outside of the wall is arranged, and which generates signals during operation that represent vibration or vibration quantities, the device further comprising an evaluation unit for evaluating the signals, which determines the flow parameters from the vibration or vibration quantities.
  • the device avoids, in particular, measurement errors dependent on operating time and the service life of the device is significantly increased.
  • Another significant advantage is a uniform measurement method for gases, liquids and, in principle, also for fine-grained bulk materials, such as sand, as flowing media.
  • the design is simplified, which reduces costs. Complex construction and connection techniques, wall bushings, flanges, bearings and membranes or the like can be saved.
  • the design is simplified, which reduces costs. Complex construction and connection techniques, wall bushings, flanges, bearings and membranes or the like can be saved.
  • Sensor device a piezo film sensor, or it is designed as a piezo film sensor, the piezo film sensor being made in particular from polyvinylidene fluoride (PVDF).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the device preferably comprises a shield or a housing which surrounds the sensor device. This causes the sensor device to face the outside shielded, which increases the lifespan even further and leads to even more precise measurement results.
  • the flow rate and / or the speed of the medium flowing in the device can be determined as flow parameters. This allows the exact mass throughput to be determined so that, for example, exact mixtures can be made from different substances.
  • the evaluation unit is designed to filter the signals and to form RMS values from the signals.
  • the RMS values or Roote Mean Square values enable a particularly precise determination of the flow parameters from the measured signals.
  • the device is advantageously a line or pipeline for supplying air in an internal combustion engine, for example an intake pipe or intake line of an internal combustion engine.
  • an internal combustion engine for example an intake pipe or intake line of an internal combustion engine.
  • the flow-through device according to the invention and the sensor device can advantageously be used in particular for motor vehicle technology, but also for aircraft and other vehicles.
  • flow parameters of a medium in a flowed-through line are determined, vibration and / or vibration quantities of the line being measured on an outside of the line and the flow parameters within the line being determined from the vibration or vibration quantities of the line.
  • flow parameters such as speed or throughput
  • the procedure can be Carry out inexpensively, offers high reliability and requires little design effort.
  • the measurement results are not falsified, for example by sensors in the flow, and there are no holes or other bushings in a line to be able to carry out the measurement.
  • the measurement is advantageously carried out with a piezo film sensor, in particular with a PVDF piezo film sensor.
  • the vibration and / or vibration quantities on the line are recorded in particular with the piezo film sensor.
  • the method for determining flow parameters can thus be carried out on existing devices without having to modify them to a large extent.
  • the piezo film sensor can be easily attached to the outside of the device or line and delivers reliable measurement results.
  • the measured values are preferably subjected to filtering and, in particular, to the formation of RMS values.
  • This special embodiment of the method enables the flow parameters within the line to be determined from the measured variables in a very precise manner.
  • the measurement is preferably carried out at time intervals, for example at a frequency of at least 1 kHz, in particular 10 and more kHz. With these sampling rates or measuring distances, an evaluation can be carried out at high speed, which nevertheless delivers reliable results.
  • the mass flow rate, speed or flow rate are advantageously determined individually or in combination as flow parameters.
  • the medium is liquid or gaseous, or it can also be a fine-grained, solid material, for example a bulk material, in particular sand.
  • the medium is a liquid or gaseous fuel which is fed to an internal combustion engine.
  • Fig. 1a shows a flowable device or line according to a preferred
  • Embodiment of the invention shown schematically as a longitudinal section
  • FIG. 1b shows a schematic cross section through the device from FIG. 1a;
  • FIG. 2 shows a sectional view, in which the sensor device is schematically shown enlarged as a detail of the device
  • FIG. 3 shows an example of a flow measurement on a PU hose
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a flow-through device 10 according to a preferred embodiment of the invention.
  • the device 10 comprises a line or pipeline, which is formed by a wall 11.
  • the wall 11, which is designed here as a cylindrical tube, has an inlet opening 11a and an outlet opening 11b for the entry or exit of a preferably liquid or gaseous one Medium.
  • the wall 11 encloses an interior 12 through which the medium flows from the inlet opening 1 1a to the outlet opening 11b during operation.
  • a sensor device 13 in the form of a piezo film sensor is coupled to the wall 11 of the device 10.
  • the sensor device 13 is designed to detect vibrations and / or vibrations and is arranged on an outer side 14 of the wall 12.
  • the sensor device 13 or the piezo film sensor During operation, the sensor device 13 or the piezo film sensor generates signals that represent vibration or vibration quantities.
  • An evaluation unit which is not shown in the figure, is used to evaluate the signals generated by the sensor device 13, the evaluation unit determining the flow parameters from the vibration or vibration quantities.
  • the piezo film sensor is a PVDF piezo film sensor, i.e. it is made of polyvinylidene fluoride.
  • the piezo film sensor supplies voltage signals which are generated by the vibrations or oscillations of the wall 11 due to the interaction of the flowing medium with this wall.
  • the oscillations or vibrations are caused by the flow that is in the interior 12 of the device 10. That is, when a medium flows through the device 10, the oscillation or vibration due to the flow in the interior 12 is measured via the piezo film sensor attached to the outside of the wall 11.
  • FIG. 1 shows a cross section through the device 10 with the piezo film sensor or the sensor device 13.
  • the film sensor or piezo film sensor is arranged flat on a partial area of the wall 11 on the outside 14 thereof.
  • a housing 15 forms a shield for the sensor device 13 from the outside.
  • the housing 15 is designed as a cover and surrounds the sensor device 13, together with a portion of the wall 11.
  • the sensor device 13 is thus protected against external influences, for example mechanical or chemical influences.
  • a tube concentric with the wall 11, which shields the sensor device 13 from the outside, can also be provided as a shield or housing.
  • the film sensor or the piezo film sensor is glued to the wall 11 from the outside.
  • the wall 1 1 has a circular cross-section here, but it can also be different Have shapes depending on the specific needs.
  • a segment of the wall 1 1 which is circular in cross section is occupied by the sensor or piezo film sensor, ie in direct contact with it.
  • FIG. 2 shows an enlarged section of the sensor structure of the device 10 according to the invention from FIGS. 1a and 1b.
  • the sensor device 13 comprises the film sensor as a vibration or vibration sensor 9, which is firmly connected to the wall 11 or pipe wall by an adhesive layer 16.
  • the vibration or vibration sensor 9 has sensitive areas 13a, which have a piezoelectric property and generate electrical signals when a pressure occurs.
  • the sensitive areas 13a are distributed over the outside 14 of the wall 11 in order to measure area-like pressures, vibrations or oscillations of the wall 11.
  • An amplifier board 17 with amplifier elements 18 is arranged on the back of the PVDF film and serves to amplify the signals generated by the sensor film with the individual sensitive areas 13a.
  • the housing 15 surrounds the sensor device 13 in a cover-like manner with the film sensor or vibration or vibration sensor 9 and the amplifier board 17.
  • the electrical signals generated by the sensor device 13 are sent via signal lines or by radio transmission to an evaluation unit, which determines the flow parameters from the measured variables or vibrations or oscillations.
  • FIG. 3 shows the results of a flow measurement carried out on a PU tube, with a piezo film sensor on the tube surface.
  • the PU hose on which the measurement was carried out has an outer diameter of 10.5 mm and an inner diameter of 8 mm.
  • the measurement was carried out with a sampling frequency of 10 kHz. Structure-borne noise signals were recorded or measured and transferred to the evaluation unit as electrical signals.
  • the measurements were carried out at different flow velocities or at different flow pressures or flow advances.
  • the measurement signals supplied by the sensor device 13 were filtered and an RMS value formation was then carried out.
  • the RMS value or Roote Meän Square value results from the formula:
  • Signal (t n ) is the signal measured at time t n and signal is the mean value of the measurement signals.
  • N is, for example, 500 or 1000, ie 500 or 1000 measurement signals are determined and used to form an RMS value.
  • RMS can advantageously also be used for the evaluation, according to the formula:
  • This type of RMS value formation has the advantage that the absolute level of a previously formed high-pass signal is irrelevant and that a more stable calibration results.
  • the RMS value is also insensitive to temperature fluctuations, since it remains unaffected, for example, if the modulus of elasticity of the piezo film changes linearly with the temperature.
  • FIG. 3 shows the dependency of the RMS signals determined in this way in mV on the flow admission pressure in bar.
  • the evaluation interval for a measured value in FIG. 3 is 100 ms, whereby 1000 measuring points are included in the evaluation.
  • the linear relationship between the RMS signals and the flow pressure can be used to assign a flow rate using the well-known Hagen-Poiseuille equation.
  • FIG. 4 shows an analysis of series of measurements that were carried out with piezo film sensors on an intake manifold of an internal combustion engine.
  • FIGS. 4a, 4b and 4c show the analysis of the measurement signals when the engine is idling at 700 rpm.
  • FIGS. 4d, 4e and 4f show the measurement signals in the stationary state at 3000 rpm.
  • the corrected pressure signal series or pressure signals are shown in FIGS. 4a and 4d. These signals are generated by the sensor device described above on the flow-through device.
  • the signals are now fed to a low-pass filter in order to obtain the low-frequency component of the vibrations (FIG. 4b or FIG. 4e).
  • the low-frequency vibrations show the engine frequency or crankshaft frequency of the 4-stroke engine on which the measurement was carried out.
  • the RMS value is now formed from these values.
  • the mean values are subtracted from the signals, the result is squared and then summed over the selected time window.
  • the optional standardization enables the formation of standardized RMS values.
  • the formation of the RMS values according to Formula 2 can be advantageous.
  • the high-frequency signal components according to FIGS. 4c and 4f are due to the friction of the flowing medium on the inside of the tube wall.
  • the relationship is determined in test series for different substances, pipe geometries and materials. The values can be saved and later used to determine the flow parameters from measured values.
  • FIGS. 5 and 6 show the analysis of series of measurements obtained in intake manifold measurements with piezo film sensors. When analyzing the series of measurements, the low-frequency and high-frequency components were separated.
  • FIG. 5 shows the frequency analysis of the filtered pressure signal series, with measurements being made directly on the intake pipe.
  • FIG. 5 shows the direct or linear relationship between the speed of the motor and the frequency.
  • FIG. 6 shows dynamically reduced piezo signals from two sensors as a function of the engine speed, the vehicle being at a standstill.
  • the sensor distance during the measurement was 2 cm, and measurements were also taken on the intake pipe.
  • the relationship between the speed and the RMS values can be seen in FIG. 6.
  • the curve resulting in this way is characteristic of the respective flow in the intake pipe. With a different load on the engine or with a different flow, a different characteristic curve results.
  • the relationship between the flow and the RMS values is determined via a calibration measurement, which is carried out on a test bench with appropriate sensors, for example.
  • the calibration measurement then results, for example, in calibration curves which are stored in a memory of the evaluation device and which, after measurement, filtering and RMS value formation, are used to determine the flow parameters such as, for example, flow velocity or flow or mass flow.
  • the PVDF film used as sensor device 13 or as a vibration or vibration sensor has a thickness of 50 ⁇ m, for example, and can be located on a copper-clad printed circuit board.
  • a piezo film sensor system is used for the simultaneous detection of vibration and vibration quantities on pipe or line structures.

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Abstract

Eine von einem Medium durchströmte Vorrichtung (10) hat eine Wandung (11), die einen durchströmbaren Innenraum (12) umschließt, sowie eine Sensoreinrichtung (13) zur Erfassung von Vibrationen bzw. Schwingungen, die auf einer Außenseite (14) der Wandung (11) angeordnet ist. Im Betrieb erzeugt die Sensoreinrichtung (13) Signale, die Vibrations- oder Schwingungsgrößen repräsentieren. Eine Auswerteeinheit dient zur Auswertung der Signale, wobei die Auswerteeinheit aus den Vibrations- oder Schwingungsgrößen die Strömungsparameter ermittelt. Beispielsweise umfasst die Sensoreinrichtung (13) einen PVDF-Piezofoliensensor, der auf eine Rohraußenwand geklebt ist. Durch Messung der Vibrations- und/oder Schwingungsgrößen an einer Außenseite der Leitung oder des Leitungsrohres werden aus den entsprechenden Größen die Strömungsparameter für ein Medium ermittelt, das die Leitung durchströmt. Durch Filterung und RMS-Wertbildung wird z.B. die Strömungsgeschwindigkeit und/oder der Massendurchsatz ermittelt.

Description

Sensoreinrichtung zur Strömυngsmessung, Vorrichtung zur Durchströmung mit einem Medium und Verfahren zur Bestimmung von Strömungsparametern
Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung zur Strömungsmessung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, eine Vorrichtung zur Durch.strömung mit einem Medium gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 6, und ein Verfahren zur Bestimmung von Strömungsparametern gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9.
Bei den bisher bekannten Vorrichtungen und Verfahren zur Bestimmung von Strömungsdaten werden mit Messgeräten bzw. Sensoren, die sich direkt in einem Medienstrom befinden, Strömungsdaten wie beispielsweise Massendurchsatz oder Geschwindigkeit innerhalb einer Leitung oder Rohrleitung bestimmt. Die Sensoren können z.B. Flügelräder aufweisen, die durch den Medienstrom angetrieben werden, wobei über die Drehzahl die Durchströmungsgeschwindigkeit und weitere Strömungsparameter bestimmt werden können. Bei einem anderen Messverfahren werden Schwebekörper in den Strom eingebracht, wobei über deren Bewegung die Strömungsparameter ermittelt werden.
Bei einem anderen bekannten Verfahren sind Hitzdrahtsensoren im Medienstrom angeordnet. Dabei werden ein oder mehrere Drähte durch einen elektrischen Strom erhitzt und auf einer konstanten Temperatur gehalten. Die Leistung, die hierzu benötigt wird, ist ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit. Auch kann über eine Änderung des elektrischen Widerstands der Drähte die Strömungsgeschwindigkeit bestimmt werden.
Die bekannten Verfahren zur Bestimmung von Strömungsdaten haben jedoch einige
Nachteile. Beispielsweise können in der Strömung lokale Störungen vorhanden sein, was zu Messfehlern führt. Diese lokalen Störungen werden z.B. durch einen Übergang von laminarer zu turbulenter Strömung verursacht. Weiterhin verursachen die Sensoren selbst eine Verwirbelung, so dass sich hieraus ebenfalls Messfehler ergeben. Hinzu kommt eine Verschmutzung der Sensoren, die durch chemisch oder mechanisch wirksame Anteile im zu untersuchenden Medium verursacht wird. Derartige Verschmutzungen, können sogar zur Zerstörung der sensierenden Elemente führen. Besonders im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik ist dies ein erheblicher Nachteil, da z.B. im Ansaugstrang eines Verbrennungsmotors sehr genaue Messungen erforderlich sind, um die erforderliche Einspritzmenge an Kraftstoff in idealer Weise an die zugeführte Luftmenge anzupassen. Besonders im Winter können die Sensoren aufgrund von Salzanteilen im Luftstrom in ihrer Funktion beeinträchtigt oder sogar zerstört werden. Aber auch im Sommer kann z.B. staubhaltige Luft die Sensoren verschmutzen und eventuell sogar zerstören.
Darüber hinaus erfordern die bekannten Vorrichtungen und Verfahren eine äußerst komplexe Aufbau- und Verbindungstechnik, da z.B. Wanddurchführungen und Flansche notwendig sind. Gegebenenfalls müssen auch Lager und Membranen an der Rohrinnenwand integriert werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchströmung mit einem Medium zu schaffen und ein Verfahren zur Bestimmung von Strömungsparametern eines Mediums in einer durchströmten Leitung anzugeben, mit dem Messfehler reduziert oder vermieden werden können, wobei die Lebensdauer der Messeinrichtung erhöht wird. Weiterhin soll eine Sensoreinrichtung geschaffen werden, mit der eine genaue Strömungsmessung dauerhaft durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Sensoreinrichtung zur Strömungsmessung gemäß Patentanspruch 1, durch die Vorrichtung zur Durchströmung mit einem Medium gemäß Patentanspruch 6 und durch das Verfahren zur Bestimmung von Strömungsparametern eines Mediums gemäß Patentanspruch 9. Weitere vorteilhafte Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Gemäß der Erfindung wird eine Sensoreinrichtung zur Strömungsmessung geschaffen, die einen Vibrations- oder Schwingungssensor aufweist, der von außen an eine Vorrichtung ankoppelbar oder angekoppelt ist, welche im Betrieb von einem Medium durchströmt wird, wobei die Sensoreinrichtung weiterhin eine Auswerteeinheit aufweist, die an den
Vibrations- oder Schwingungssensor koppelbar oder gekoppelt ist und aus Vibrations- oder Schwingungsgrößen der Vorrichtung Strömungsparameter des strömenden Mediums ermittelt.
Dadurch können genaue Messungen der Strömungsparameter erfolgen, ohne dass ein Messfühler in der Strömung das Ergebnis verfälscht. Weiterhin kann keine Beeinträchtigung des Messfühlers durch das strömende Medium erfolgen, weshalb seine Lebensdauer erhöht ist. Der Vibrations- oder Schwingungssensor ist bevorzugt fest mit der Vorrichtung bzw. mit einer Wandung der Vorrichtung verbunden, sodass sich eine besonders gute Ankoppelung bezüglich der Schallübertragung ergibt.
Vorteilhafterweise umfasst die Sensoreinrichtung einen Foliensensor als Vibrations- oder Schwingungssensor, insbesondere einen Piezofoliensensor, der z.B. aus Polyvinylidenfluorid gefertigt ist (PVDF-Piezofoliensensor). Damit können auf besonders kostengünstige Weise genaue Messungen erfolgen.
Beispielsweise umgibt eine Abschirmung bzw. ein Gehäuse die Sensoreinrichtung, bevorzugt in der Art eines Deckels. Dadurch ist eine wirksame Abschirmung gegen Störungen des Sensors von außen gegeben. Anstatt eines Deckels kann auch ein Rohr vorgesehen sein, das koaxial bzw. konzentrisch zu einem ersten Rohr angeordnet ist, welches durchströmt wird und auf welchem der Vibrations- oder Strömungssensor befestigt ist. Der Sensor ist in diesem Fall durch das konzentrische Rohr nach außen abgeschirmt.
Der Vibrations- oder Schwingungssensor ist also von der Umwelt bzw. vom Außenraum entkoppelt, d.h., durch die schwache Ankoppelung zur Umwelt ergibt sich eine gute Schall- und strömungsmäßige Abschirmung.
Die Sensoreinrichtung ermöglicht beispielsweise die Bestimmung vom Durchfluss und/oder Geschwindigkeit des Mediums in der Vorrichtung. Bevorzugt ist die Auswerteeinheit zur Filterung der Signale und insbesondere zur Bildung von RMS-Werten aus den Signalen ausgestaltet. Damit können sehr schnelle und sehr genaue Auswertungen erfolgen, so dass die Messgenauigkeit noch erhöht wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchströmung mit einem Medium geschaffen, die eine Wandung aufweist, welche einen durchströmbaren Innenraum umschließt, wobei die Vorrichtung eine Sensoreinrichtung umfasst, die zur Erfassung von Vibrationen und/oder Schwingungen dient und auf einer Außenseite der Wandung angeordnet ist, und die im Betrieb Signale erzeugt, die Vibrations- oder Schwingungsgrößen repräsentieren, wobei die Vorrichtung weiterhin eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Signale aufweist, die aus den Vibrations- oder Schwingungsgrößen die Strömungsparameter ermittelt. Durch die Vorrichtung werden insbesondere betriebsdauerabhängige Messfehler vermieden und die Lebensdauer der Vorrichtung wird deutlich erhöht. Als weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich ein einheitliches Messverfahren für Gase, Flüssigkeiten und prinzipiell auch für feinkörnige Schüttgüter, beispielsweise Sand, als strömende Medien. Durch die Applikation der Sensorik außerhalb des Medienstroms, d.h. an der Außenwand der Leitung bzw. des Rohres, bleibt die Strömung von der Messung unbeeinflusst, was zu genaueren Messergebnissen führt. Die Sensoreinrichtung bleibt frei von einer Verschmutzung durch das Medium, was zu einer höheren Zuverlässigkeit und einer verlängerten Lebensdauer führt, wobei auch hierdurch zur erhöhten Messgenauigkeit beigetragen wird.
Hinzu kommt, dass die Konstruktion vereinfacht wird, was die Kosten reduziert. Komplexe Aufbau- und Verbindungstechniken, Wanddurchführungen, Flansche sowie Lager und Membranen oder ähnliches können eingespart werden. Bevorzugt umfasst die
Sensoreinrichtung einen Piezofoliensensor, oder sie ist als Piezofoliensensor ausgestaltet, wobei der Piezofoliensensor insbesondere aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) gefertigt ist. Damit lässt sich die Sensoreinrichtung auf besonders kostengünstige Weise herstellen, wobei eine besonders hohe Zuverlässigkeit gegeben ist.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Abschirmung bzw. ein Gehäuse, das die Sensoreinrichtung umgibt. Dadurch wird die Sensoreinrichtung nach außen hin abgeschirmt, was die Lebensdauer noch weiter erhöht und zu noch genaueren Messergebnissen führt.
Mit der Vorrichtung kann z.B. der Durchfluss und/oder die Geschwindigkeit des Mediums, das in der Vorrichtung fließt, als Strömungsparameter ermittelt werden. Damit lässt sich der genaue Massendurchsatz bestimmen, so dass beispielsweise exakte Mischungen aus verschiedenen Stoffen hergestellt werden können.
Insbesondere ist die Auswerteeinheit zur Filterung der Signale und zur Bildung von RMS- Werten aus den Signalen ausgestaltet. Die RMS-Werte bzw. Roote Mean Square Werte ermöglichen eine besonders genaue Bestimmung der Strömungsparameter aus den gemessenen Signalen.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung eine Leitung bzw. Rohrleitung zur Zufuhr von Luft in einer Brennkraftmaschine, beispielsweise ein Ansaugrohr oder Ansaugstrang eines Verbrennungsmotors. Somit können auch bei ungünstigen Witterungen oder bei Vorhandensein von Staub oder auch aggressiven Stoffen in der Luft sehr genaue Luftzufuhrmengen zuverlässig ermittelt bzw. bestimmt werden. Damit ist es möglich, beispielsweise die Einspritzmenge von Kraftstoff und die einem Brennraum zugeführte Luftmenge in einem idealen Verhältnis aufeinander abzustimmen, so dass der
Treibstoffverbrauch gesenkt wird und darüber hinaus die Umweltfreundlichkeit noch erhöht wird. Insbesondere für die Kraftfahrzeugtechnik, aber auch für Flugzeuge und andere Fahrzeuge ist die erfindungsgemäße durchströmte Vorrichtung und die Sensoreinrichtung in vorteilhafterweise anwendbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Strömungsparameter eines Mediums in einer durchströmten Leitung bestimmt, wobei auf einer Außenseite der Leitung Vibrationsund/oder Schwingungsgrößen der Leitung gemessen werden und aus den Vibrations- oder Schwingungsgrößen der Leitung die Strömungsparameter innerhalb der Leitung ermittelt werden. Dadurch können Strömungsparameter, wie beispielsweise Geschwindigkeit oder Durchsatz, sehr genau bestimmt werden, ohne dass in der Strömung selbst oder innerhalb der Leitung eine Sensoreinrichtung angebracht werden muss. Das Verfahren lässt sich kostengünstig durchführen, bietet eine hohe Zuverlässigkeit und erfordert einen geringen konstruktiven Aufwand. Die Messergebnisse werden nicht verfälscht, beispielsweise durch Messfühler in der Strömung, und es müssen keine Löcher oder andere Durchführungen in einer Leitung angebracht werden, um die Messung ausführen zu können.
Vorteilhafterweise wird die Messung mit einem Piezofoliensensor durchgeführt, insbesondere mit einem PVDF-Piezofoliensensor. D.h., die Vibrations- und/oder Schwingungsgrößen an der Leitung werden insbesondere mit dem Piezofoliensensor erfasst. Damit kann das Verfahren zur Bestimmung von Strömungsparametern an bestehenden Vorrichtungen durchgeführt werden, ohne dass diese in großem Umfang konstruktiv verändert werden müssen. Der Piezofoliensensor lässt sich einfach an der Außenseite der Vorrichtung oder Leitung anbringen und liefert zuverlässige Messergebnisse.
Bevorzugt werden die gemessenen Werte einer Filterung, sowie insbesondere der Bildung von RMS-Werten unterzogen. Durch diese spezielle Ausgestaltung des Verfahrens lassen sich aus den gemessenen Größen auf sehr genaue Art und Weise die Strömungsparameter innerhalb der Leitung ermitteln.
Die Messung erfolgt bevorzugt in zeitlichen Abständen, beispielsweise mit einer Frequenz von mindestens 1 kHz, insbesondere 10 und mehr kHz. Mit diesen Abtastraten bzw. Messabständen kann eine Auswertung mit hoher Geschwindigkeit erfolgen, die dennoch zuverlässige Ergebnisse liefert.
Vorteilhafterweise werden als Strömungsparameter Massendurchsatz, Geschwindigkeit oder Durchflussrate einzeln oder in Kombination ermittelt.
Das Medium, dessen Strömungsparameter gemessen werden, ist flüssig oder gasförmig, oder es kann auch ein feinkörniges, festes Material sein, beispielsweise ein Schüttgut, insbesondere Sand. Insbesondere ist das Medium ein flüssiger oder gasförmiger Brennstoff der einem Verbrennungsmotor zugeführt wird. Somit kann das optimale Gemisch zur Zufuhr in eine Brennkammer und zur dortigen Verbrennung aufbereitet werden, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors bzw. der Brennkraftmaschine erhöht wird, die Abgase reduziert werden, und der Treib- oder Brennstoffverbrauch gesenkt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1a eine durchströmbare Vorrichtung bzw. Leitung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung, schematisch als Längsschnitt dargestellt;
Fig. 1b einen schematischen Querschnitt durch die Vorrichtung von Figur 1a;
Fig. 2 eine Schnittansicht, in der die Sensoreinrichtung als Detail der Vorrichtung vergrößert schematisch dargestellt ist;
Fig. 3 ein Beispiel einer Strömungsmessung an einem PU-Schlauch;
Fig. 4 ein Beispiel für eine Messreihenanalyse, wobei den Messdaten
Saugrohrmessungen mit Piezofolien-Sensoren zugrundeliegen;
Fig. 5 eine Frequenzanalyse gefilterter Drucksignalreihen; und
Fig. 6 dynamikreduzierte Piezosignale zweier Sensoren als Funktion der
Motordrehzahl eines Kraftfahrzeugs.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine durchströmbare Vorrichtung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die Vorrichtung 10 umfasst eine Leitung oder Rohrleitung, die durch eine Wandung 1 1 gebildet wird. Die Wandung 1 1, die hier als zylindrisches Rohr ausgestaltet ist, hat eine Eingangsöffnung 1 1a und eine Ausgangsöffnung 1 1b zum Ein- bzw. Austritt eines bevorzugt flüssigen oder gasförmigen Mediums. Die Wandung 1 1 umschließt einen Innenraum 12, durch den im Betrieb das Medium von der Eingangsöffnung 1 1a zur Ausgangsöffnung 1 1b strömt. An die Wandung 1 1 der Vorrichtung 10 ist eine Sensoreinrichtung 13 in Form eines Piezofoliensensors gekoppelt. Die Sensoreinrichtung 13 ist zur Erfassung von Vibrationen und/oder Schwingungen ausgestaltet und auf einer Außenseite 14 der Wandung 12 angeordnet. Die Sensoreinrichtung 13 bzw. der Piezofoliensensor erzeugt im Betrieb Signale, die Vibrations- oder Schwingungsgrößen repräsentieren. Eine Auswerteeinheit, die in der Figur nicht dargestellt ist, dient zur Auswertung der von der Sensoreinrichtung 13 erzeugten Signale, wobei die Auswerteeinheit aus den Vibrations- oder Schwingungsgrößen die Strömungsparameter ermittelt.
Der Piezofoliensensor ist im vorliegenden Fall ein PVDF-Piezofoliensensor, d.h., er ist aus Polyvinylidenfluorid gefertigt. Der Piezofoliensensor liefert Spannungssignale, welche durch die Vibrationen oder Schwingungen der Wandung 1 1 aufgrund der Wechselwirkung des strömenden Mediums mit dieser Wandung erzeugt werden. Die Schwingungen oder Vibrationen werden durch die Strömung verursacht, die sich im Innenraum 12 der Vorrichtung 10 befindet. D.h., bei Durchströmung der Vorrichtung 10 mit einem Medium wird über den außen an der Wandung 1 1 angebrachten Piezofoliensensor die Schwingung oder Vibration aufgrund der Strömung im Innenraum 12 gemessen.
In Figur 1 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung 10 mit dem Piezofoliensensor bzw. der Sensoreinrichtung 13 gezeigt. Der Foliensensor bzw. Piezofoliensensor ist flächig auf einem Teilbereich der Wandung 1 1 an deren Außenseite 14 angeordnet. Ein Gehäuse 15 bildet eine Abschirmung der Sensoreinrichtung 13 nach außen. Das Gehäuse 15 ist als Deckel ausgebildet und umgibt die Sensoreinrichtung 13, zusammen mit einem Teilstück der Wandung 1 1. Damit wird die Sensoreinrichtung 13 gegen Einflüsse von außen, beispielsweise mechanische oder chemische Einflüsse, geschützt. Als Abschirmung bzw. Gehäuse kann auch ein zur Wandung 1 1 konzentrisches Rohr vorgesehen sein, das die Sensoreinrichtung 13 nach außen abschirmt.
Der Foliensensor bzw. der Piezofoliensensor ist auf der Wandung 1 1 von außen aufgeklebt. Die Wandung 1 1 hat hier einen kreisrunden Querschnitt, sie kann jedoch auch andere Formen haben, in Abhängigkeit von den jeweiligen Erfordernissen. Ein Segment der im Querschnitt kreisförmigen Wandung 1 1 ist von dem Sensor bzw. Piezofoliensensor belegt, d.h. in direktem Kontakt mit diesem.
Figur 2 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt den Sensoraufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 von Figur 1a und 1 b. Die Sensoreinrichtung 13 umfasst den Foliensensor als Vibrations- oder Schwingungssensor 9, der durch eine Klebeschicht 16 mit der Wandung 1 1 bzw. Rohrwand fest verbunden ist. Der Vibrations- oder Schwingungssensor 9 hat sensible Bereiche 13a, die eine piezoelektrische Eigenschaft haben und bei einem auftretenden Druck elektrische Signale erzeugen. Die sensiblen Bereiche 13a sind über die Außenseite 14 der Wandung 1 1 verteilt, um flächenartig auftretende Drücke, Vibrationen oder Schwingungen der Wandung 1 1 zu messen.
Eine Verstärkerplatine 17 mit Verstärkerelementen 18 ist auf der Rückseite der PVDF-Folie angeordnet und dient zur Verstärkung der von der Sensorfolie mit den einzelnen sensiblen Bereichen 13a erzeugten Signale. Das Gehäuse 15 umschließt deckelartig die Sensoreinrichtung 13 mit dem Foliensensor bzw. Vibrations- oder Schwingungssensor 9 und der Verstärkerplatine 17.
Über Signalleitungen oder durch Funkübertragung werden die von der Sensoreinrichtung 13 erzeugten elektrischen Signale an eine Auswerteeinheit gegeben, die aus den Messgrößen bzw. Vibrationen oder Schwingungen, die Strömungsparameter ermittelt.
Figur 3 zeigt als Beispiel die Ergebnisse einer an einem PU-Schlauch durchgeführten Strömungsmessung, mit einem Piezofoliensensor an der Schlauchoberfläche. Der PU- Schlauch, an dem die Messung durchgeführt wurde, hat einen Außendurchmesser von 10,5 mm und einen Innendurchmesser von 8 mm. Die Messung wurde mit einer Abtastfrequenz von 10 kHz durchgeführt. Dabei wurden Körperschallsignale aufgenommen bzw. gemessen und als elektrische Signale an die Auswerteeinheit übergeben. Die Messungen wurden bei verschiedenen Strömungsgeschwindigkeiten bzw. bei verschiedenen Strömungsdrücken oder Ström ungsvord rücken durchgeführt. Die von der Sensoreinrichtung 13 gelieferten Messsignale wurden gefiltert und anschließend wurde eine RMS-Wert-Bildung durchgeführt. Der RMS-Wert bzw. Roote Meän Square Wert ergibt sich nach der Formel:
Figure imgf000012_0001
Dabei ist Signal (tn) das zum Zeitpunkt tn gemessene Signal und Signal der Mittelwert der Messsignale. N ist beispielsweise 500 oder 1000, d.h. es werden 500 bzw. 1000 Messsignale ermittelt und zur Bildung eines RMS-Wertes herangezogen. Über den Term
-jy — erfolgt eine Normierung, so dass man bei der Auswertung einen normierten RMS-
Σ
Wert erhält.
Zur Auswertung kann in vorteilhafterweise auch der Wert RMS herangezogen werden, der nach der Formel:
Figure imgf000012_0002
ermittelt wird. Diese Art der RMS-Wert-Bildung hat den Vorteil, dass die absolute Höhe eines zuvor gebildeten Hochpasssignals keine Rolle spielt und sich eine stabilere Eichung ergibt. Der Wert RMS ist darüber hinaus unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, da er beispielsweise unbeeinflusst bleibt, wenn sich das E-Modul der Piezofolie mit der Temperatur linear ändert.
Figur 3 zeigt die Abhängigkeit der so ermittelten RMS-Signale in mV vom Strömungsvordruck in bar. Es ergibt sich ein linearer Zusammenhang zwischen den RMS- Signalen und dem Strömungsvordruck. Das Auswerteintervall für einen Messwert in Fig. 3 beträgt 100 ms, wobei 1000 Messpunkte in die Auswertung miteinbezogen sind. Aus dem linearen Zusammenhang zwischen den RMS-Signalen und dem Strömungsvordruck kann bei laminarer Strömung - über die bekannte Hagen-Poiseuille-Gleichung eine Durchflussmenge zugeordnet werden. Der Messwert bei einem Strömungsvordruck P=0 ergibt das Rauschsignal. Dieses Rauschsignal wird z.B. erzeugt, wenn der Sensor bzw. die PVDF-Folie nicht nach außen abgeschirmt ist.
Figur 4 zeigt eine Analyse von Messreihen, die mit Piezofolien-Sensoren an einem Saugrohr eines Verbrennungsmotors durchgeführt wurden. Dabei zeigen die Figuren 4a, 4b und 4c die Analyse der Messsignale im Stand beim Leerlauf des Motors bei 700 U/min. Die Figuren 4d, 4e und 4f zeigen die Messsignale im Stand bei 3000 U/min.
In den Figuren 4a und 4d sind die korrigierten Drucksignalreihen bzw. Drucksignale dargestellt. Diese Signale werden durch die oben beschriebene Sensoreinrichtung an der durchströmten Vorrichtung erzeugt.
Die Signale werden nun einem Tiefpassfilter zugeführt, um den niederfrequenten Anteil der Schwingungen zu erhalten (Figur 4b bzw. Figur 4e). Die niederfrequenten Schwingungen zeigen die Motorfrequenz bzw. Kurbelwellenfrequenz des 4-Takt-Motors, an dem die Messung durchgeführt wurde.
Nun werden die niederfrequenten Signale von den ursprünglichen Signalen gemäß Figur 1a bzw. Figur 1d abgezogen. Somit ergibt sich ein hochfrequenter Anteil in den Signalen, der in den Figuren 4c und 4f dargestellt ist.
Aus diesen Werten wird nun, wie oben erläutert, der RMS-Wert gebildet. Dabei werden von den Signalen die Mittelwerte abgezogen, von dem Ergebnis das Quadrat gebildet und anschließend über das gewählte Zeitfenster summiert. Die optionale Normierung ermöglicht die Bildung normierter RMS-Werte.
Je nach den entsprechenden Anforderungen kann die Bildung der nach Formel 2 gebildeten RMS-Werte vorteilhaft sein. Die hochfrequenten Signalanteile gemäß den Figuren 4c und 4f sind auf die Reibung des strömenden Mediums an der Innenseite der Rohrwand zurückzuführen. Zwischen den RMS-Werten und der Reibung an der Rohrwand besteht ein monotoner Zusammenhang, durch den auf die Geschwindigkeit des strömenden Mediums im Innenraum der Vorrichtung 10 geschlossen werden kann. Beispielsweise wird in Versuchsreihen für verschiedenartige Stoffe, Leitungsgeometrien und Materialien der Zusammenhang ermittelt. Die Werte können gespeichert werden und später zur Bestimmung der Strömungsparameter aus gemessenen Werten herangezogen werden.
Die Figuren 5 und 6 zeigen die Analyse von Messreihen, die bei Saugrohrmessungen mit Piezofolien-Sensoren erhalten wurden. Bei der Analyse der Messreihen wurden die niederfrequenten und die hochfrequenten Anteile voneinander getrennt.
In Figur 5 ist die Frequenzanalyse der gefilterten Drucksignalreihen gezeigt, wobei direkt am Ansaugrohr gemessen wurde. Aus Figur 5 ist der direkte bzw. lineare Zusammenhang zwischen der Drehzahl des Motors und der Frequenz ersichtlich.
Figur 6 zeigt dynamikreduzierte Piezosignale zweier Sensoren als Funktion der Motordrehzahl wobei sich das Fahrzeug im Stand befindet. Der Sensorabstand bei der Messung betrug 2 cm, wobei ebenfalls am Ansaugrohr gemessen wurde. Der Zusammenhang zwischen der Drehzahl und den RMS-Werten ist aus Figur 6 ersichtlich. Die sich so ergebende Kurve ist charakteristisch für die jeweilige Strömung im Ansaugrohr. Bei einer anderen Belastung des Motors bzw. bei einer andersartigen Strömung ergibt sich eine andere charakteristische Kurve. Über eine Eichmessung, die z.B. an einem Prüfstand mit entsprechenden Sensoren durchgeführt wird, wird der Zusammenhang zwischen dem Durchfluss und den RMS-Werten ermittelt. Aus der Eichmessung resultieren dann beispielsweise Eichkurven, die in einem Speicher der Auswerteeinrichtung abgelegt werden und über die nach Messung, Filterung und RMS- Wertbildung die Strömungsparameter wie beispielsweise Strömungsgeschwindigkeit oder Durchfluss bzw. Massendurchfluss ermittelt werden. Die als Sensoreinrichtung 13 bzw. als Vibrations- oder Schwingungssensor verwendete PVDF-Folie hat beispielsweise eine Dicke von 50μ und kann sich auf einer kupferkaschierten Leiterplatine befinden.
Durch das Integrations- und Auswerteverfahren, wie es oben beschrieben wurde, werden Rohrströmungen von Gasen und Flüssigkeiten charakterisiert und quantitativ bestimmt. Dabei wird eine Piezofolien-Sensorik verwendet, die zur gleichzeitigen Erfassung von Vibrations- und Schwingungsgrößen an Rohr- oder Leitungsstrukturen dient.
Durch Applikation der Sensorik außerhalb des Medienstroms bzw. an der Rohraußenwand werden betriebsdauerabhängige Messfehler vermieden und die Lebensdauer deutlich erhöht. Als wesentlicher weiterer Vorteil ergibt sich ein einheitliches Messverfahren für Gase, Flüssigkeiten und prinzipiell auch für feinkörnige Schüttgüter, beispielsweise in einer Korngröße von Sand oder darunter.

Claims

Patentansprüche
1. Sensoreinrichtung zur Strömungsmessung, gekennzeichnet durch einen Vibrations- oder Schwingungssensor (9), der an eine Vorrichtung (IO) ankoppelbar oder angekoppelt ist, welche im Betrieb von einem Medium durchströmt wird, und eine Auswerteeinheit, die an den Vibrations- oder Schwingungssensor (9) koppelbar oder gekoppelt ist und aus Vibrations- oder Schwingungsgrößen der Vorrichtung (10) Strömungsparameter des strömenden Mediums ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrations- oder Schwingungssensor (9) ein Piezofoliensensor ist, der von außen an die Vorrichtung (10) ankoppelbar oder angekoppelt ist.
2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vibrationsoder Schwingungssensor (9) ein PVDF-Piezofoliensensor ist
3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Abschirmung (15), welche die Sensoreinrichtung umgibt.
4. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Durchfluss und/oder Geschwindigkeit des Mediums in der
Vorrichtung (10) als Strömungsparameter ermittelbar sind oder ermittelt werden.
5. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit zur Filterung der Signale und zur Bildung von RMS-Werten aus den Signalen ausgestaltet ist.
6. Vorrichtung zur Durchströmung mit einem Medium, mit einer Wandung (1 1), die einen durchströmbaren Innenraum (12) umschließt, mit einer Sensoreinrichtung (13) zur Erfassung von Vibrationen und/oder Schwingungen, die im Betrieb Signale erzeugt, die Vibrations- oder Schwingungsgrößen repräsentieren, und einer Auswerteeinheit zur
Auswertung der Signale, die aus den Vibrations- oder Schwingungsgrößen die Strömungsparameter ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (13) einen Piezofoliensensor umfasst und auf einer Außenseite (14) der Wandung (1 1) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Sensoreinrichtung (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 5
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Leitung zur Zufuhr von Brennstoff in einer Brennkraftmaschine ist oder umfasst, insbesondere ein Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors.
9. Verfahren zur Bestimmung von Strömungsparametern eines Mediums in einer durchströmten Vorrichtung oder Leitung, bei dem Vibrations- und/oder Schwingungsgrößen der Leitung gemessen werden und aus den Vibratio'ns- oder Schwingungsgrößen der Leitung (10) die Strömungsparameter innerhalb der Leitung (10) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrations- und/oder
Schwingungsgrößen auf einer Außenseite (14) der Leitung (10) mittels eines Piezofoliensensors (9) erfasst werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Werte einer Filterung unterzogen werden.
1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Werte einer RMS-Bildung unterzogen werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung in zeitlichen Abständen erfolgt, mit einer Frequenz von mindestens 1 kHz, insbesondere 10 und mehr kHz.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Strömungsparameter Massendurchsatz, Geschwindigkeit oder Durchflussrate ermittelt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium flüssig oder gasförmig ist, oder ein feinkörniges Schüttgut ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium ein flüssiger oder gasförmiger Brennstoff ist, der einem Verbrennungsmotor zugeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrations- und/oder Schwingungsgrößen an der Leitung (10) mittels eines Strömungssensors nach einem der Ansprüche 1 bis 5 erfasst werden.
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