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Die Erfindung betrifft eine Messrohranordnung, ein Messrohrsystem und eine Trägereinheit eines Messgerätes und ein Messgerät zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums.
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Feldgeräte der Prozessmesstechnik mit einem Messaufnehmer vom Vibrationstyp und besonders Coriolis-Durchflussmessgeräte sind seit vielen Jahren bekannt. Der grundsätzliche Aufbau eines solchen Messgerätes wird beispielsweise in der
EP 1 807 681 A1 beschrieben, wobei auf den Aufbau eines gattungsgemäßen Feldgeräts im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf diese Druckschrift vollumfänglich Bezug genommen wird.
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Typischerweise weisen Coriolis-Durchflussmessgeräte zumindest ein oder mehrere schwingfähige Messrohre auf, welche mittels eines Schwingungserregers in Schwingung versetzt werden können. Diese Schwingungen übertragen sich über die Rohrlänge und werden durch die Art des im Messrohr befindlichen fließfähigen Mediums und dessen Durchflussgeschwindigkeit variiert. Ein Schwingungssensor oder insbesondere zwei voneinander beabstandete Schwingungssensoren können an einer anderen Stelle des Messrohres die variierten Schwingungen in Form eines Messsignals oder mehrerer Messsignale aufnehmen. Aus dem oder den Messsignalen kann eine Auswerteeinheit sodann den Massedurchfluss, die Viskosität und/oder die Dichte des Mediums ermitteln.
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Es sind Coriolis-Durchflussmessgeräte mit austauschbaren Einweg-Messrohranordnungen bekannt. So wird beispielsweise in der
WO 2011/099989 A1 ein Verfahren zur Herstellung einer monolithisch ausgebildeten Messrohranordnung eines Coriolis-Durchflussmessgerätes mit gebogenen Messrohren gelehrt, wobei der Messrohrkörper der jeweiligen Messrohre zuerst massiv aus einem Polymer gebildet und der Kanal zum Führen des fließfähigen Mediums anschließend spannend eingearbeitet wird. Die
WO 2011/099989 A1 lehrt - ebenso wie die
US 10,209,113 B2 - einen Verbindungskörper, welcher dazu eingerichtet ist eine auswechselbare Messrohranordnung, umfassend dünnwandige Kunststoffrohre, aufzunehmen und zu stützen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein alternatives Einweg-Messrohr-Konzept für Coriolis-Durchflussmessgeräte bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Messrohranordnung nach Anspruch 1, das Messrohrsystem nach Anspruch 8, die Trägereinheit nach Anspruch 11 und das Messgerät nach Anspruch 16.
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Die erfindungsgemäße Messrohranordnung eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums umfasst:
- - zwei insbesondere zueinander parallel verlaufende, gerade Messrohre zum Führen des fließfähigen Mediums,
wobei die Messrohre jeweils einen Einlaufbereich, einen Auslaufbereich und einen zwischen Einlaufbereich und Auslaufbereich angeordneten Messabschnitt aufweisen,
wobei die Messrohre im Einlaufbereich und im Auslaufbereich Montageflächen aufweisen, zum mechanisch lösbaren Einbau der Messrohranordnung in eine Trägereinheit in einer, insbesondere durch die Montageflächen definierte Position,
- - eine Koppleranordnung zum mechanischen Koppeln der beiden Messrohre,
wobei die Koppleranordnung mindestens zwei Kopplerelemente aufweist,
wobei mindestens ein Kopplerelement im Einlaufbereich der jeweiligen Messrohre angeordnet ist,
wobei mindestens ein Kopplerelement im Auslaufbereich der jeweiligen Messrohre angeordnet ist;
- - zwei Magnetanordnungen, welche im Messabschnitt der jeweiligen Messrohre angeordnet sind,
wobei an einem Messrohr genau eine Magnetanordnung angeordnet ist,
wobei die Magnetanordnungen jeweils mindestens zwei Magnete aufweisen, welche in Fließrichtung des fließfähigen Mediums nacheinander angeordnet sind.
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Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Messrohranordnung ist, dass die mediumsberührende Messrohranordnung von der Trägereinheit mechanisch lösbar und somit austauschbar ist.
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Das Biegen von Messrohren ist besonders bei Messrohrkörpern aus Keramik, Glas und Kunststoff nur sehr aufwendig realisierbar und somit kostenintensiv und für Einweg-Konzepte nachteilig. Es ist daher vorteilhaft, wenn die Messrohranordnung zwei gerade Messrohre umfasst.
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Das Messgerät zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums umfasst ein Coriolis-Durchflussmessgerät, welches auf den Coriolis-Effekt basiert.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn im Einlaufbereich mindestens zwei Kopplerelemente und im Auslaufbereich mindestens zwei Kopplerelemente angebracht sind. Dies resultiert in einer besseren Abgrenzung des Schwingens der Messrohre von der Umgebung.
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Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messrohre jeweils eine Längsebene aufweisen, welche das Messrohr in zwei Seiten einteilt,
wobei eine die beiden Messrohre verbindende Bezugsgerade die beiden Längsebenen senkrecht schneidet,
wobei die Magnetvorrichtungen an den einander abgewandten Seiten der Messrohre angeordnet sind.
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Das Anordnen der Magnetvorrichtungen an den einander abgewandten Seiten ermöglicht das Auftrennen der Schwingungserreger und Schwingungssensoren, so dass eine erste Komponente, nämlich die Magnetvorrichtung am Messrohr angeordnet und eine zweite Komponente, nämlich die Spulenvorrichtung an der Trägereinheit, getrennt vom Messrohr angebracht werden kann. Es sind Messrohre bekannt, bei denen eine Magnetvorrichtung an einer der beiden sich zugewandten Seiten der Messrohre angeordnet ist. Für derartige Messrohr ist es notwendig die Spulenvorrichtung entweder in den Zwischenraum zwischen den beiden Messrohren oder an der gegenüberliegenden Seite am Messrohr anzuordnen.
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Das Anordnen der Spulenvorrichtung zwischen den beiden Messrohren ist besonders nachteilig für das Einführen in die Aufnahme der Trägereinheit, da es zu sterischen Behinderungen zwischen Messrohren und Spulenvorrichtung kommen kann.
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Das Anordnen der Spulenvorrichtung am Messrohr birgt den Nachteil, dass die Spulenvorrichtung nach dem Anordnen der Messrohranordnung in der Trägereinheit mit der Mess- und/oder Betriebsschaltung elektrisch verbunden werden muss. Entweder über eine Verbindungskörper zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen Mess- und/oder Betriebsschaltung und Spulenvorrichtung oder über eine kabellose Verbindung. Beide Lösungen sind für auswechselbare Messrohranordnungen nur aufwendig realisierbar und somit nachteilig.
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Die Magnete sind vorzugsweise auf die Messrohre geklebt, geklemmt oder gelötet.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messrohre jeweils einen insbesondere metallischen Messrohrkörper mit einer Wandstärke kleiner 1 Millimeter, insbesondere kleiner 0,7 Millimeter und bevorzugt kleiner 0,25 Millimeter aufweisen.
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Üblicherweise wird die Messrohranordnung mit der Trägereinheit verschweißt. Dafür müssen die Messrohre der Messrohranordnung eine Mindestdicke aufweisen. Dadurch, dass die erfindungsgemäße Messrohranordnung über Montageflächen mechanisch lösbar mit der Trägereinheit verbunden ist, muss auch die Mindestdicke nicht eingehalten werden. Es sind somit Messrohrkörper mit einer Wandstärke von kleiner 1 Millimeter, insbesondere kleiner 0,7 Millimeter und bevorzugt kleiner 0,25 Millimeter realisierbar.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messrohre jeweils einen Messrohrkörper aufweisen, welcher aus Stahl, Glas, Keramik, und/oder Kunststoff gefertigt ist, insbesondere aus Polyetheretherketone (PEEK), Polyaryletherketone (PAEK), Polyphenylsulfone (PPSU), Polyethersulfone (PESU), Polysulfone (PSU), Polyarylamide (PARA).
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Es existiert eine Nachfrage an Messgeräten mit Einweg-Messrohren bzw. Einweg-Messrohranordnungen für biopharmazeutische Anwendungen. Dafür müssen die Materialien, welche in Kontakt mit dem Medium kommen biokompatibel und gammasterilisierbar sein. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn das Messrohr aus einem der oben genannten Materialien hergestellt ist, da diese die biopharmazeutischen Anforderungen erfüllen. Die genannten Kunststoffe eignen sich zudem als Vergussmasse in einem Spritzgussverfahren zur Herstellung des Verbindungskörpers.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Koppleranordnung genau sechs Koppler aufweist,
wobei drei Kopplerelemente im Einlaufbereich der beiden Messrohre und drei Kopplerelemente im Auslaufbereich der beiden Messrohre angeordnet sind.
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Die Positionen der einzelnen Kopplerelementen sind so gewählt, dass möglichst wenig Schwingungsenergie verloren geht. Die Auslegung der besten Positionen erfolgt mittels numerischer Simulation.
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Für eine Optimierung des Messsignales können die Kopplerelemente mit Fenstern, d.h. einer von einer ersten Stirnseite bis zu einer zweiten Stirnseite durchgehenden Öffnung versehen sein, wodurch eine Frequenztrennung von einer lateralen Nutzfrequenz und der gleichen Frequenz senkrecht dazu erfolgt.
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Zudem wird bei Kopplerelementen mit jeweils mindestens einem durchgehenden Loch die modale Biegesteifigkeit in Y-Richtung im Wesentlichen kleiner als die Torsionssteifigkeit.
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Die Materialdicke des Kopplerelementes ist ein weiterer Parameter, um dies zu beeinflussen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung entspricht die Materialstärke eines Kopplerelementes, insbesondere eines Kopplerelementes mit einem durchgehenden Loch der N-fachen Wandstärke des Messrohres, wobei vorzugsweise gilt, dass 1 ≤ N ≤ 4 ist, wobei N eine reale Zahl ist, wobei sich das Loch von einer ersten Stirnseite bis zur zweiten Stirnseite des Kopplerelementes erstreckt.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messrohre über einen Verbindungskörper miteinander verbunden sind,
wobei der Verbindungskörper zwischen Koppleranordnung und Einlauf angeordnet ist,
wobei der Verbindungskörper die Montageflächen aufweist.
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Wenn die Messrohranordnung über den Verbindungskörper mechanisch an die Trägereinheit fixiert wird, hängt die Fixiervorrichtung nicht von der Nennweite der jeweiligen Messrohre ab. Somit lassen sich Messrohranordnungen mit unterschiedlichen Nennweiten in die Trägereinheit anordnen und fixieren. Des Weiteren könnte es beim Kontaktieren der Messrohre durch die Fixiervorrichtung zu mechanischen Spannungen führen, was die Schwingeigenschaften der Messrohre verändern würde. Die in einer vorab durchgeführten Kalibration ermittelten Kalibrationsfaktoren wären somit fehlerhaft. Das Fixieren der Messrohranordnung über einen Verbindungskörper hat den Vorteil, dass sich das Schwingverhalten einer fixen Messrohranordnung für variierende Trägereinheit reproduzieren lässt.
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In einer weitere vorteilhaften Ausgestaltung weist die Messrohranordnung zwei Verbindungskörper auf, wobei der erste Verbindungskörper zwischen Koppleranordnung und Einlauf und der zweite Verbindungskörper zwischen Koppleranordnung und Auslauf angeordnet sind und beide Verbindungskörper eine Montagefläche aufweisen.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass sich die Montageflächen an den Messrohren befinden.
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Das erfindungsgemäße Messrohrsystem umfasst:
- - eine Messrohranordnung, insbesondere die erfindungsgemäße Messrohranordnung; und
- - ein Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem, vorzugsweise zur Durchflussmessung bei automatisierten industriellen oder labortechnischen Anlagen,
wobei die Messrohranordnung an das Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem angeschlossen ist und dazu eingerichtet ist die Durchflussgeschwindigkeit und/oder den Volumendurchfluss und/oder den Massedurchfluss des fließfähigen Mediums zu messen.
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Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Messrohranordnung in einem Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem integriert und steht so dem Monteur für das Anbringen an eine Pufferherstellvorrichtung, eine Zellerntevorrichtung, eine Medienherstellanordnung, eine Filtervorrichtung, einen Virusaktivierer, einen Bioreaktor und/oder eine Virusfiltrationsvorrichtung zur Verfügung steht. Dadurch erspart sich der Monteur das aufwendige Zusammenstecken der in der Regel sterilisierten Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem mit der sterilisierten Messrohranordnung.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messrohranordnung und das Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem in einem Behälter, insbesondere einem Sterilisationsbeutel angeordnet ist, welcher dazu ausgebildet eine Sterilität der Messrohranordnung und des Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystems bis zur Öffnung des Behälters aufrechtzuerhalten,
wobei das Messrohrsystem mittels Strahlensterilisation, vorzugsweise Gammastrahlensterilisation oder Elektronenstrahlensterilisation, Heißdampfsterilisation und/oder Gassterilisation sterilisiert ist.
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In biomedizinischen Anwendungen besteht ein hoher Bedarf an einer automatisierten Prozessüberwachung. Für derartige Anwendungen sind sterilisierte Messkomponenten essentiell. Es ist daher vorteilhaft, wenn das Messrohrsystem insbesondere durch Gammastrahlensterilisation sterilisiert ist, und die Sterilität durch die Unterbringung des Messrohrsystems in einem Behälter aufrechterhalten wird. Als Behälter eignen sich vorzugsweise Kunststoffbeutel, welche Gammastrahlen und/oder Elektronenstrahlen im Wesentlichen vollständig durchlassen, jedoch undurchlässig für Verunreinigungen und Keime sind.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Prozessüberwachungseinheit an das Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem angeschlossen,
wobei die Prozessüberwachungseinheit einen Druckmesswandler, Temperatursensor, eine Waage, einen pH-Sensor, einen Dichtesensor, ein Durchflussmessgerät zur Ermittlung eines Massedurchflusses, eines Volumendurchflusses und/oder einer Durchflussgeschwindigkeit, einen Durchflussschalter, einen Füllstandssensor, einen Leitfähigkeitssensor, einen Konzentrationssensor, einen Sauerstoffsensor und/oder einen Trübungssensor umfasst.
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Die erfindungsgemäße Trägereinheit eines Messgerätes zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums umfasst:
- - einen Trägereinheitskörper zum Befestigen einer Messrohranordnung, insbesondere der erfindungsgemäßen Messrohranordnung, oder eine Messrohrsystem, insbesondere das erfindungsgemäße Messrohrsystem,
wobei der Trägereinheitskörper eine Aufnahme für die Messrohranordnung aufweist,
wobei die Aufnahme derart ausgebildet ist, dass die Messrohranordnung durch eine im Wesentlichen lineare Bewegung in eine Montagerichtung senkrecht zur Bezugsgerade in den Trägereinheitskörper eingeführt werden kann,
wobei der Trägereinheitskörper zwei gegenüberliegende Seitenflächen aufweist, welche die Aufnahme senkrecht zur Längsrichtung der Messrohranordnung und eine weitere Seitenfläche, welche die Aufnahme in Montagerichtung beschränkt;
- - mindestens zwei Schwingungserreger, welcher dazu eingerichtet ist, die Messrohranordnung zu Schwingungen anzuregen,
wobei die Schwingungserreger an den gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet sind; und
- - mindestens zwei Schwingungssensoren, welcher dazu eingerichtet ist, die Auslenkung der Schwingungen der Messrohranordnung zu erfassen,
wobei die Schwingungssensoren an den gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet sind,
wobei die Schwingungssensoren in Längsrichtung des Trägereinheitskörpers versetzt zum Schwingungserreger angeordnet sind.
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Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Schwingungssensoren, insbesondere die Spulenvorrichtungen an der Trägereinheit und nicht an der Messrohranordnung angebracht sind. Somit ist es ausreichend, wenn die Magnetanordnungen an der Messrohranordnung angeordnet ist, was dazu führt dass beim Austauschen der Messrohranordnung nicht die Spulenvorrichtungen ausgetauscht werden müssen.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass ein Schwingungssensor zwei Spulenvorrichtungen aufweist, welche in Längsrichtung des Trägereinheitskörpers versetzt zueinander angeordnet sind.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Schwingungserreger und der Schwingungssensor jeweils mindestens eine Spulenvorrichtung aufweisen,
wobei die Spulenvorrichtungen jeweils in einer Vertiefung im Trägereinheitskörper angeordnet sind.
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Vorteilhaft an der Ausgestaltung ist, dass die Montage der Messrohranordnung deutlich vereinfacht wird und es beim Einführen der Messrohranordnung in die Aufnahme nicht zu Defekten bei den Schwingungserregern und Schwingungssensoren durch bspw. Abriss der Magnete, etc. kommt.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Spulenvorrichtungen mindestens eine insbesondere eine planare Stirnfläche aufweisende Leiterplattenspule umfasst.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Trägereinheitskörper zwei den Trägereinheitskörper in Längsrichtung begrenzende Stirnseiten aufweist,
wobei an den Stirnseiten jeweils eine Fixiervorrichtung angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung zwischen Messrohranordnung, insbesondere dem Verbindungskörper der Messrohranordnung und Trägereinheitskörper herzustellen,
wobei die kraftschlüssige Verbindung über eine Kraftwirkung der Fixiervorrichtung auf den Verbindungskörper senkrecht zu einer die zwei gegenüberliegende Seitenflächen verbindenden Bezugsgerade realisiert wird.
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Bisher ist eine Fixierung der Messrohranordnung in eine Trägereinheit durch eine Kraftwirkung in Längsrichtung des Verbindungskörpers. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass für eine bessere Reproduzierbarkeit des Schwingungsverhaltens der einzelnen Messrohre eine Kraftwirkung senkrecht zu einer die zwei gegenüberliegende Seitenflächen verbindenden Bezugsgerade vorteilhafter ist.
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Das erfindungsgemäße Messgerät zum Erfassen eines Massedurchflusses, einer Viskosität, einer Dichte und/oder einer davon abgeleiteten Größe eines fließfähigen Mediums umfasst:
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- - eine Messrohranordnung, insbesondere die erfindungsgemäße Messrohranordnung oder ein Messrohrsystem, insbesondere das erfindungsgemäße Messrohrsystem;
- - eine Trägereinheit, insbesondere die erfindungsgemäße Trägereinheit,
wobei die Messrohranordnung in der Aufnahme der Trägereinheit angeordnet ist und mechanisch lösbar mit der Trägereinheit verbunden ist;
- - eine Mess- und/oder Betriebsschaltung,
wobei die Mess- und/oder Betriebsschaltung dazu eingerichtet ist, die Schwingungssensoren und den Schwingungserreger zu betreiben, und mittels elektrischer Verbindungen mit diesen verbunden ist,
wobei die elektronische Mess- und/oder Betriebsschaltung weiter dazu eingerichtet ist, Massedurchflussmesswerte, Viskositätswerte und/oder Dichtemesswerte und/oder Werte einer davon abgeleiteten Größe zu ermitteln und bereitzustellen.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Fixiervorrichtung zwei Fixiereinheiten aufweist,
wobei die Fixiereinheiten jeweils eine Auflagefläche aufweisen, auf welche die Messrohranordnung mit den Montageflächen zumindest teilweise aufliegt,
wobei mindestens eine Fixiereinheiten zwischen Koppleranordnung und Einlaufseite angeordnet ist.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
- 1 : eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messgerätes;
- 2: eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messgerätes; und
- 3: eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohrsystems.
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Die 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messgerätes 2. Das Messgerät 2 umfasst eine Trägereinheit 16 und eine Messrohranordnung 4, welche in eine vorgegebene Montageposition in die Trägereinheit 16 angeordnet ist. Die Messrohranordnung 4 ist mechanisch lösbar mit der Trägereinheit 16 verbunden und lässt sich durch lösen einer kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung entnehmen und auswechseln. Die Messrohranordnung 4 weist zwei Messrohre 3, 3.2 auf, welche gerade ausgebildet sind und parallel zueinander verlaufen. Die beiden Messrohre 3, 3.2 weisen jeweils eine Seite 12 und eine Seite 12 auf, wobei die jeweiligen Seiten 12 der beiden Messrohre zueinander gewandt und die jeweiligen Seiten 12 der beiden Messrohre voneinander abgewandt sind. An den jeweiligen Seiten 12 sind jeweils eine Magnetanordnung 9 angebracht, welche mindestens zwei Magnete 10 umfassen. In der abgebildeten Ausgestaltung sind genau drei Magnete in Längsrichtung des jeweiligen Messrohres 3, 3.2 versetzt angeordnet. Die Magnetanordnungen sind jeweils im Messabschnitt des Messrohres 3, 3.2 angeordnet. Die Magnete 10 sind mit dem zugehörigen Messrohr 3, 3.2 verklebt oder verlötet. Alternativ kann zwischen den jeweiligen Magneten 10 und dem zugehörigen Messrohr 3, 3.2 ein Verbindungskörper angeordnet sein. Die Magnete 10 sind vorzugsweise zylindrisch ausgebildet und weisen ein planare Stirnfläche auf, welche zur jeweiligen Spulenvorrichtung gerichtet ist. Die Trägereinheit 16 weist Seitenflächen 24, 24.2 welche eine Aufnahme 23 für die Messrohranordnung 4 quer zur Längsrichtung der Messrohranordnung 4 teilweise beschränkt. Die Seitenflächen 24, 24.2 verlaufen parallel zueinander. An den Seitenflächen 24, 24.2 sind Spulenvorrichtungen 25, 25.2, 25.3angebracht, wobei die Spulenvorrichtung 25 mit dem Magneten 10 zusammen den Schwingungssensor 8, wobei die Spulenvorrichtung 25 mit dem Magneten 10 zusammen den Schwingungssensor 8 und wobei die Spulenvorrichtung 25 mit dem Magneten 10 zusammen den Schwingungserreger 7 bilden. Die Spulenvorrichtungen 25, 25.3, 25.3 umfassen jeweils eine Leiterplattenspule.
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Die Aufnahme 23 kann auch durch zwei Seitenwände quer zur Längsrichtung der Messrohranordnung 4 begrenzt werden. In dem Fall erstreckt sich die jeweiligen Seitenflächen 24, 24.2 entlang der gesamten Seitenwände. Zudem sind die Spulenvorrichtungen 25, 25.2, 25.3 gemäß der Ausgestaltung in einer Vertiefung der Seitenwand angeordnet.
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Die Messrohre 3, 3.2 sind über eine Koppleranordnung 1 miteinander mechanisch gekoppelt und bilden somit ein einzelnes gekoppeltes Schwingsystem. Die Koppleranordnung 1 umfasst gemäß der Ausgestaltung drei Kopplerelemente 6 im Einlaufbereich und drei Kopplerelemente 6 im Auslaufbereich. Ein Kopplerelement 6 weist eine Materialstärke auf, die dem 1- bis 4-fachen der Wandstärke des Messrohres 3, 3.2 entspricht.
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Die Trägereinheit 16 umfasst eine Fixiervorrichtung 34, welche dazu eingerichtet ist die Messrohranordnung 4 in der Trägereinheit 16 zu fixieren und gegen externe Einflüsse zu entkoppeln. Die Fixiervorrichtung 34 weist Anbringflächen 14 auf, wobei die Messrohranordnung 4 so mit der Trägereinheit 16 zu verbinden ist, dass die jeweilige Montagefläche 26 der Messrohre 3, 3.2 auf der vorgesehenen Anbringfläche 14 aufliegt. Eine Fixiervorrichtung 34 ist zwischen Einlauf 20 und Koppleranordnung 1 angeordnet und eine weitere Fixiervorrichtung 34 ist zwischen Koppleranordnung 1 und Auslauf angeordnet. Die abgebildete Fixiervorrichtung 34 ist in direktem Kontakt mit den beiden Messrohren 3, 3.2.
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Die Messrohre 3, 3.2 weisen jeweils zwei Prozessanschlüsse 30 auf, welche als Flansch ausgebildet sind. Die Messrohre 3, 3.2 weisen jeweils einen Messrohrkörper 13 auf, welcher einen Werkstoff aus Kunststoff, Keramik, Glas und/oder bevorzugt Metall umfasst.
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Die Trägereinheit 16 weist einen Trägereinheitskörper 22 auf, welcher Kunststoff und/oder Metall umfasst.
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Die 2 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messgerätes 2. Die Ausgestaltung der 2 unterscheidet sich von der Ausgestaltung der 1 im Wesentlichen dadurch, dass die beiden Messrohre 3, 3.2 über zwei Verbindungskörper 5 miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungskörper 5 dazu dienen, die Messrohranordnung 4 über die Fixiervorrichtung 34 mit der Trägereinheit 16 zu verbinden. Die Fixiervorrichtung 34 ist derart ausgebildet, dass beim Fixieren der Messrohranordnung 4 eine Kraft senkrecht zu einer durch die beiden Längsebenen der beiden Messrohre 3, 3.2 definierte Ebene wirkt.
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Des Weiteren umfasst die Koppleranordnung 1 genau eine Kopplerelement 6 im Einlaufbereich und genau ein Kopplerelement 6 im Auslaufbereich. Die beiden Kopplerelemente 6 weisen jeweils im Längsschnitt die Form einer Sanduhr auf, d.h. die Materialstärke nimmt in Richtung des geometrischen Zentrums ab.
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Des Weiteren ist in der abgebildeten Ausgestaltung die Mess- und/oder Betriebsschaltung 15 abgebildet, welche an der Trägereinheit 16 angeordnet ist. Die Mess- und/oder Betriebsschaltung 15 ist mit den sechs Spulenanordnungen verbunden und dazu eingerichtet ein Messsignal an den Spulenanordnungen abzugreifen oder ein Erregersignal anzulegen. Das Messsignal umfasst eine durch eine Magnetfeldänderung induzierte Spannung an den jeweiligen Spulenanordnungen. Das Erregersignal umfasst eine zeitlich veränderliche Spannung, die ein zeitlich veränderliches Magnetfeld erzeugt.
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Die Messrohre 3, 3.2 weisen jeweils zwei Prozessanschlüsse 30 auf, welche als pneumatische Schnellverbindungsanschlüsse ausgestaltet sind und ein Push-In-Design zum Anschließen an eine Schlauch- und/oder Kunststoffrohrleitung aufweisen. Die Messrohre 3, 3.2 weisen jeweils einen Messrohrkörper 13 auf, welcher einen Werkstoff aus Metall, Keramik, Kunststoff und/oder bevorzugt Glas umfasst.
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Die 3 zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohrsystems 31. Eine Messrohranordnung 4 - in dem Fall aus 2 - ist über die Prozessanschlüsse 30 mit einem Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem 17 verbunden. Im Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem 17 ist eine Prozessüberwachungseinheit 19 integriert. Das Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem 17 weist einen Bioprozessbeutel 33 und ein Anschlusselemente 32 auf, mit dem das Messrohrsystem 31 an eine Prozessleitung angeschlossen werden kann. Das gesamte Messrohrsystem 31 befindet sich in einem Behälter 18. In dem Fall handelt es sich bei dem Behälter 18 um einen Sterilisationsbeutel, welcher für Sterilisationsverfahren basierend auf ionischer Strahlung geeignet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Koppleranordnung
- 2
- Messgerät
- 3
- Messrohr
- 4
- Messrohranordnung
- 5
- Verbindungskörper
- 6
- Kopplerelement
- 7
- Schwingungserreger
- 8
- Schwingungssensor
- 9
- Magnetanordnung
- 10
- Magnet
- 11
- Schenkel
- 12
- Seite
- 13
- Messrohrkörper
- 14
- Anbringfläche
- 15
- Mess- und/oder Betriebsschaltung
- 16
- Trägereinheit
- 17
- Schlauch- und/oder Kunststoffrohrsystem
- 18
- Behälter
- 19
- Prozessüberwachungseinheit
- 20
- Einlauf
- 21
- Auslauf
- 22
- Trägereinheitskörper
- 23
- Aufnahme
- 24
- Seitenfläche
- 25
- Spulenvorrichtung
- 26
- Montagefläche
- 30
- Prozessanschluss
- 31
- Messrohrsystem
- 32
- Anschlusselement
- 33
- Bioprozessbeutel
- 34
- Fixiervorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1807681 A1 [0002]
- WO 2011/099989 A1 [0004]
- US 10209113 B2 [0004]