DE10034474C1

DE10034474C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung eines Fluides oder Gases mittels Ultraschall

Info

Publication number: DE10034474C1
Application number: DE2000134474
Authority: DE
Inventors: Mathias Panicke
Original assignee: FLEXIM FLEXIBLE INDUSTRIEMESTECHNIK GmbH; Flexim Flexible Industriemesstechnik GmbH
Current assignee: FLEXIM FLEXIBLE INDUSTRIEMESTECHNIK GmbH; Flexim Flexible Industriemesstechnik GmbH
Priority date: 2000-07-15
Filing date: 2000-07-15
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2020-07-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung eines Fluides oder Gases mit Hilfe von Ultraschall. DOLLAR A Es ist dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Ultraschallmeßköpfe zur Rohrachse symmetrische Schallwellen mit im wesentlichen kegelförmigen Phasenfronten, die sich durch das Meßmedium ausbreiten, erzeugen und empfangen. Die Vorrichtung besteht aus mindestens einem Ultraschallmeßkopf, der einen im wesentlichen geraden Kreiskegelstumpf mit einer Bohrung entlang der Symmetrieachse des Kegelstumpfes als Reflektorkörper (2) oder mindestens ein Kegelsegment, das aus genanntem Kegelstumpf durch Schnitte, die in radialer Richtung verlaufen, entsteht, als Vorlaufkörper aufweisen, auf dessen Grund- oder Mantelfläche mindestens ein elektroakustischer Schallwandler (1) aufgebracht ist, wobei das Meßmedium die genannte Bohrung ganz oder teilweise durchsetzt. Durch die Geometrie des Meßkopfes wird eine optimale Einkopplung der Ultraschallenergie in Form einer Zylinderwelle in die Rohrwand und das strömende Medium erreicht. Der Ultraschallmeßkopf eignet sich insbesondere für Rohre kleinster Durchmesser.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Charakterisierung eines Fluides oder Gases mittels Ultraschall.

Die Bestimmung der Eigenschaften flüssiger und gasförmiger Medien ist in der Industrie und Meßtechnik von weitreichender Bedeutung. Die Messung beispielsweise des Durchflusses mit Hil fe von Ultraschallwellen wird ebenfalls von bereits bekannten Systemen verwendet. Dabei ist der Versatz des eingebrachten Schallfeldes, der sich als eine Laufzeitänderung der Ultraschallsignale erfassen läßt, ein Maß für die Strömungsgeschwindigkeit des durchstrahlten Meßmediums, aus der dann der zu bestimmende Durchfluß berechnet wird.

In der DE 37 34 635 A1 wird dazu eine Anordnung beschrieben, bei der das Meßmedium sich mit dem eingestrahlten Ultraschall in die gleiche Richtung ausbreitet. Die Anbringung der Ultraschall sensoren erfordert dabei einen speziellen Meßraum, der einen starken Eingriff in die Strömung dar stellt. Andere Anordnungen verwenden zwei flächenhafte Wandler, die in einem bestimmten Win kel zum strömenden Medium angebracht sind. Ein Wandler arbeitet dabei als Ultraschallsender, der andere als Ultraschallempfänger. Werden solche Systeme zur Durchflußmessung in Rohrleitungs systemen eingesetzt, sind keilförmige Vertiefungen in der Rohrwand oder Vorsprünge unvermeid lich. Bei der in der DE 43 36 370 C1 beschriebenen Anordnung erfordern die senkrecht in die Rohr wand und das Meßmedium einstrahlenden Sensoren zusätzliche schräg zur Rohrwand angebrachte Reflektorflächen im Rohrinneren. Diese Vorrichtungen zum Einbau der Schallwandler oder Füh rung des Ultraschallstrahls stellen ein unerwünschtes Strömungshindernis dar, an dem sich Ablage rungen aus dem Fluid sammeln und die Funktionsfähigkeit des Durchflußmesser beeinträchtigen. Weiterhin verändern diese Einbauten das Strömungsprofil innerhalb des Rohres und führen damit zu einer Verfälschung des Meßergebnisses. Um diese Störungen zu verringern, wird in der EP 0040837 A1 ein an die Form der Rohrwand angepaßter Wandler verwendet. Die Einstrahlrich tung ist durch die Ausbildung als Interdigitalwandler bestimmt. Durch den direkten Kontakt von Wandler und strömendem Medium ist eine gute akustische Kopplung gegeben. Nachteilig wirkt sich der direkte Kontakt des Wandlers oder Meßkopfes bei der Messung an aggressiven Medien oder bei sehr hohen Drücken aus. Andere Anordnungen, wie sie aus der DE 43 35 394 A1, EP 0268314 A1 oder DE 198 08 642 C1 bekannt sind, nutzen speziell gestaltete Meßrohre, um un abhängig vom vorhandenen Strömungsprofil und dessen Störungen zu messen. Durch ihre spezielle Form des Meßraumes weisen sie einen höheren Strömungswiderstand auf und sind anfälliger gegen die Ansammlung von Ablagerungen aus dem Meßmedium.

Bekannt ist ferner durch die US 5533402 ein Verfahren zur Charakterisierung eines Fluides oder Gases durch Ultraschall unter Verwendung eines Ultraschallmeßkopfes mittels einer speziellen zylindrischen Welle. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens weist einen zylindri schen Resonator auf, der gleichzeitig als Probenraum dient, wobei der Resonator mit dem aktiven akustischen Element eine konstruktive Einheit bildet. Zur Einbringung der Meßprobe wird dieser Raum entweder von außen befüllt oder in die Probe eingetaucht oder mit speziellen Anschlußstüc ken versehen. Mit dem in dieser Patentschrift beschriebenen Verfahren ist auf Grund der Schallausbreitungsrichtung senkrecht zur Rohrachse eine Messung der Strömungsgeschwindigkeit nicht möglich.

Vollständig eingriffsfrei arbeiten dagegen Clamp-on-Ultraschalldurchflußmesser, wie z. B. in der DE 41 14 233 C2 beschrieben. Bei diesen werden die beiden Ultraschallmeßköpfe unter Verwen dung eines Koppelmittels von außen auf die Rohrwand geschnallt und haben dadurch keinen di rekten Kontakt zum Meßmedium und beeinflussen auch das Strömungsprofil nicht, da keine spezi elle Veränderung des Meßrohres notwendig ist. Der Winkel zwischen Schallausbreitungsrichtung und Strömungsrichtung des Meßmediums wird dabei durch das Brechungsgesetz und den Winkel des Wandler bestimmt. Durch Wahl des Einstrahlwinkels des Wandlers können die akustischen Eigenschaften des Meßsystems optimiert werden. In der WO 00/03207 A1 ist eine Anordnung be schrieben, um mittels eines speziellen Transducers den niedrigsten, akustischen Ausbreitungsmode im Rohr in axialer Richtung anzuregen. Dazu muß die Schallgeschwindigkeit des Vorlaufmaterials kleiner als die Schallgeschwindigkeit des Meßmediums sein. Die Longitudinalwellengeschwindig keit von festen Vorlaufmaterialien ist aber für die Mehrzahl der Anwendungfälle größer, als die Schallgeschwindigkeit des Meßmediums. Daher können nur Scherwellenwandler zum Senden und Empfangen des Ultraschalls genutzt werden. Die Auswahl an geeigneten Vorlaufmaterialien ist aufgrund der Schallgeschwindigkeitsforderung sehr begrenzt.

Die genannten Clamp-on-Systeme verwenden nahezu ebene Wellen, die durch den sendenden Meßkopf erzeugt werden. Beispielsweise wird zur Durchflußmessung nach dem Laufzeiteffekt mindestens ein Paar gleicher Ultraschallmeßköpfe benötigt. Das Meßmedium wird dabei entlang des Ausbreitungspfades des ausgesandten Ultraschallimpulses durchstrahlt. Der Empfangswandler wird am Austrittsort aus der Rohrwand des sich ungestört ausbreitenden Schalls positioniert. Bekannte Systeme verwenden ebene Ultraschallmeßköpfe, die auf die gekrümmte Rohrwand auf gesetzt werden. Dadurch ergibt sich ein linienhafter Kontakt zwischen Meßkopf und Rohrwand. Nur an dieser Kontaktstelle kann die Schallenergie des Sendewandlers in die Rohrwand und an schließend in das Meßmedium eingekoppelt werden. Der übrige Teil der Schallwelle wird an der Auskoppelfläche des Meßkopfes reflektiert und verbleibt im Vorlauf des Meßkopfes. Ein Großteil der erzeugten Schallenergie gelangt nicht in das Meßmedium. Der Empfangswandler kann entspre chend nur einen geringen Teil des Schallfeldes aus dem Rohr über die linenhafte Kontaktstelle empfangen. Daraus resultiert eine geringe Effektivität der Schallenergieübertragung zwischen Sen der und Empfänger, und die Empfangssignale sind schwer auswertbar. Inbesondere bei geringen Rohrdurchmessern, bei denen die Krümmung der Rohrwand sehr stark ist, tritt dieser Effekt auf, so daß dann keine Messung möglich ist.

Spezifische Eigenschaften des Meßmediums, wie beispielsweise die Schallgeschwindigkeit, lassen sich ebenfalls eingriffsfrei durch Ultraschall-Clamp-on-Anordnungen bestimmen. Diese Messun gen lassen dann beispielsweise Rückschlüsse auf die Zusammensetzung des Meßmediums zu.

Daraus ergibt sich die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Ultraschall-Meßgerät zur Charakterisierung von Fluiden oder Gases zu schaffen, das

- keinen direkten Kontakt zum Meßmedium erfordert und somit eingriffsfrei ist,
- günstige akustische Eigenschaften aufweist, eine gezielte Festlegung der Einstrahlrichtung durch konstruktive Parameter erlaubt,
- eine hohe Energieeffizienz aufweist,
- für kleinste Rohrdurchmesser anwendbar ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Patent ansprüchen 1 und 2 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die von außen auf der Rohrwand angebrachten Ultraschallmeßköpfe werden so gestaltet, daß eine zylindrische Welle mit im wesentlichen kegelförmigen Phasenfronten in die Rohrwand eingestrahlt wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Ultraschallmeßkopfes mit spitzwinkligem Reflektorkegel,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Ultraschallmeßkopfes mit stumpfwinkligem Reflektorkegel,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Ultraschallmeßkopfes mit Dämpfungskörper.

Entsprechend Fig. 1 wird eine durch einen ebenen Schallwandler 1 erzeugte Schallwelle durch ei nen kegelförmigen Reflektor 2 in eine Zylinderwelle scharfer Richtcharakteristik mit dem Ein strahlwinkel ϑ transformiert. Der Schall tritt dabei an der Grundfläche des Kegels ein, wird an der gekrümmten Mantelfläche reflektiert und breitet sich als Zylinderwelle mit dem Einstrahlwinkel ϑ weiter über die Rohrwand 3 in das Meßmedium aus. Das Meßrohr 3 verläuft dabei durch eine Bohrung im Reflektorkegel 2 entlang der Symmetrieachse des Kegels. Durch die Wahl des Öff nungswinkels α des Kegels wird der Einstrahlwinkel ϑ bestimmt und damit die Ausbreitungs richtung des Schalls im Meßmedium festgelegt. Die gesamte durch die Grundfläche des Kegels 2 tretende Schallenergie wird dabei über den gesamten Rohrumfang auf die Rohrwand 3 eingestrahlt und über diese in das Meßmedium eingekoppelt. Projiziert man die Grundfläche des Reflektorke gels 2 in die Ebene des Schallwandlers 1, erhält man die optimale Umrandung des ebenen Wand lers. Zur Durchführung des Meßrohres 3 wird der ebene Schallwandler 1 durchbohrt. Ist der Kegelwinkel α ein spitzer Winkel, breitet sich die erzeugte, zylindrische Welle sowohl in Richtung der Rohrachse als auch der Kegelspitze aus. Der Einstrahlwinkel 19 in das Meßrohr (Fig. 1) bestimmt sich dabei aus:

ϑ = 90° - α (1).

Bei Wahl eines stumpfen Kegelwinkels α entsprechend Fig. 2 breitet sich die dann entstehende, zylindrische Welle in Richtung der Rohrachse und der Kegelgrundfläche mit dem Einstrahlwinkel

ϑ = α - 90° (2)

aus. Diese Anordnung erlaubt einen kompakteren Aufbau des Durchflußmessers.

Wird der Reflektorkörper aus einem festen Material, z. B. Kunstoff gefertigt, treten bei der Re flexion der ebenen Welle am Kegelmantel und am Übergang zur Rohrwand Modenkonversionen auf. Eine eingestrahlte Longitudinalwelle erzeugt dabei sowohl eine reflektierte Longitudinalwelle als auch eine reflektierte Transversalwelle. Gleiches gilt für eine eingestrahlte Transversalwelle. Nach der Reflexion am Kegelmantel sind i. a. immer beide Wellenarten vorhanden. Der Einstrahl winkel ϑ wird durch den Kegelwinkel α bestimmt. Bei Modenkonversion wirkt außerdem das Brechungsgesetz

Der Einstrahlwinkel in die Rohrwand für die Longitudinalwelle wird mit ϑ_L und für die Transver salwelle mit ϑ_T bezeichnet. Die Longitudinalwellengeschwindigkeit wird mit c_L und die Transver salwellengeschwindigkeit mit c_T bezeichnet. In den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 ist jeweils nur eine der möglichen Wellenarten dargestellt.

Für die Anordnung mit spitzem Kegelwinkel α gilt dann (Fig. 1):

ϑ_L < ϑ_T (4),

und bei Verwendung eines stumpfen Kegelwinkels α gilt (Fig. 2):

ϑ_L < ϑ_T (5).

Die Differenz der Einstrahlwinkel ϑ_L und ϑ_T wird dabei durch das Material, aus dem der Reflek torkegel gefertigt ist, bestimmt.

Soll z. B. nur die Transversalwelle zur Einstrahlung in die Rohrwand genutzt werden, kann der Ke gelwinkel α bei der Anordnung mit spitzem Kegelwinkel entsprechend dem Brechungsgesetz (3) so gewählt werden, daß die Longitudinalwelle am Kegelmantel bereits totalreflektiert wird, wenn zur Anregung ein ebener Transversalwellenwandler genutzt wird. Für die Anordnung mit stumpfem Kegelwinkel α läßt sich ein Winkel α finden, für den die Transversalwelle an der Rohrwand to talreflektiert wird. Der nutzbare Bereich für den diese Bedingungen gelten, wird durch die Mate rialeigenschaften des Reflektors entsprechend dem Brechungsgesetz (3) beeinflußt. Der Winkel, für den eine Welle totalreflektiert ist (Grenzwinkel der Totalreflexion ϑ_G1), wird durch die Schallge schwindigkeiten des Rohrwandmaterials und des Reflektorkegels bestimmt.

Die durch die Strömung hervorgerufene Laufzeitänderung wird mittels bekannter Verfahren als Maß für die Strömungsgeschwindigkeit und den Durchfluß gemessen. Dazu werden vorzugsweise beide Meßköpfe wechselweise als Sender und Empfänger betrieben. Die beiden Meßköpfe sind dabei mit einer Umschalteinrichtung verbunden, die die Änderung der Durchlaufrichtung des Ultra schalls durch das Meßmedium bei jedem Sendevorgang erlaubt. Mit demselben Wandlerpaar wird damit jeweils ein Empfangssignal für die beiden möglichen Ausbreitungsrichtungen gewonnen. Die Strömungsgeschwindigkeit ergibt sich aus der Auswertung der Laufzeitdifferenz dieser beiden Empfangssignale. Die Bestimmung der Laufzeitdifferenz erfolgt mittels Digitalisierung der Emp fangssignale und anschließender abgestimmter, rechentechnischer Verarbeitung.

Der Abstand der beiden Ultraschallmeßköpfe auf dem Meßrohr bestimmt die Länge des Ausbrei tungsweges des Schalls im Meßmedium, da der Schall auf dem Weg zum Empfänger innerhalb des Rohres mehrfach an der Rohrinnenwand reflektiert wird. Wird der Abstand vergrößert, erfolgen eine größere Anzahl von Reflexionen an der Rohrinnenwand, und damit ergibt sich ein längerer Weg im Fluid, der eine Vergrößerung der zu messenden Zeitdifferenz bewirkt. Der Abstand der Meßköpfe wird daher so gewählt, daß die zu erwartende Zeitdifferenz durch die Auswerteelektronik optimal erfaßt werden kann.

Alternativ kann zur Messung des Durchflusses und der Strömungsgeschwindigkeit auch der Dopplereffekt genutzt werden. Die Meßköpfe werden dabei so angeordnet, daß der Empfangs wandler nicht direkt vom Sendewandler bestrahlt wird. Dadurch detektiert der Empfangswandler nur an den im Medium vorhandenen Inhomogenitäten gestreute Anteile des ausgesandten Ultra schallsignals. Der Dopplereffekt besteht in einer von der Strömungsgeschwindigkeit ν abhängigen Frequenzverschiebung f_D im Empfangssignal. Sind Sende- und Empfangswinkel α gleich groß, gilt mit der Sendefrequenz f_S:

Werden zeitliche begrenzte Sendesignale genutzt, kann ein einzelner Ultraschallmeßkopf sowohl als Sender als auch als Empfänger zur Nutzung des Dopplereffektes verwendet werden, indem die ser nach dem Sendevorgang in den Empfangsbetrieb umgeschaltet wird.

Zur Bestimmung von Materialeigenschaften des Meßmediums, wie z. B. der Schallgeschwindigkeit, wird vorzugsweise ein Kegelwinkel von α = 90° benutzt. Die erzeugten, zylindrischen Schallwellen breiten sich dann senkrecht zur Rohrwand (ϑ = 0°) durch das Meßmedium aus und gelangen dann wieder auf denselben Wandler, so daß nur ein Schallwandler benötigt wird. Bei einer solchen, senk rechten Einstrahlung treten keine Modenkonversionen auf.

Werden Reflektor und Schallwandler so angeordnet, daß die Grundfläche des Kegels und die Flä che des ebenen Wandlers parallel zueinander sind - der ebene Wandler also senkrecht zur Rohrach se steht, werden axialsymmetrische Zylinderwellen erzeugt. Die Projektion der Ausbreitungspfade dieser Wellen in den Rohrquerschnitt entspricht den Durchmesserlinien des Rohres. Die Ausbrei tung erfolgt dann durch die Rohrachse.

Die nicht parallele Ausrichtung führt zu Zylinderwellen höherer Ordnung. Diese breiten sich dann auf nicht diametrischen Pfaden durch das Rohr aus.

Um die Montage der Meßköpfe zu vereinfachen, können diese mehrteilig ausgeführt werden. Der Zusammenbau erfolgt dann am Meßort. Die einzelnen Segmente erhält man, indem ein Kreiskegel stumpf entlang seines Radius geschnitten wird, so daß die Grundfläche des entstehenden Seg mentes einen Kreissektor ergibt.

Wird nur ein einzelnes dieser Segmente verwendet, bleiben die günstigen, akustischen Koppelei genschaften zur Rohrwand und dem Meßmedium im Bereich der Kontaktfläche zwischen Meßkopf und Meßrohr im wesentlichen erhalten. Für Meßrohre mit größerem Durchmesser ist es beispiels weise nicht erforderlich, daß die Meßköpfe das Meßrohr vollständig umschließen. Durch die zwischen dem Material des Reflektorkegels und Rohrwand vorhandene, akustische Grenzfläche ist auch eine an der Rohrwand reflektierte Welle zu verzeichnen. Um Störungen durch mehrfach im Reflektor hin- und herlaufende Wellen zu vermeiden, wird ein Dämpfungskörper 4 nach Fig. 3 angebracht. Die an der Rohrwand reflektierte Welle wird dabei in den Dämpfungskör per geleitet und läuft in diesem mehrfach hin- und her. Die Reflektorflächen des Dämpfungskörpers sind so gegeneinander geneigt, daß die Welle in diesem gefangen wird.

Zur Erzeugung zylindrischer Wellen kann anstelle des beschriebenen, kegelförmigen Reflektors 2 auch ein kegelförmiger Vorlaufkörper, auf dessen Mantelfläche ein flexibler Wandler, wie z. B. ein PVDF-Wandler aufgebracht wird, verwendet werden. Die zylindrische Ausbreitung der Welle wird hierbei bereits durch die Wandlerform festgelegt. Durch die Wahl des Kegelwinkels wird auch bei dieser Variante die Einstrahlrichtung in die Rohrwand und das Meßmedium bestimmt. Die Einkopplung in die Rohrwand und damit in das Meßmedium ist optimal, wenn der Kegelwin kel α so gewählt wird, daß die Einstrahlung auf einer Resonanz der Rohrwand erfolgt. Übliche, in der industriellen Anwendung vorkommende Rohrleitungssysteme besitzen Wandstärken von nur wenigen Vielfachen der verwendeten Ultraschallwellenlänge. Sie weisen daher ein stark frequenz- und einstrahlwinkelselektives Verhalten auf. Für eine vorgegebene Frequenz lassen sich einige Ein strahlwinkel finden, für die der eingestrahlte Ultraschall nahezu komplett in das Meßmedium über tragen wird. Die Rohrwand wird dabei in einer akustischen Eigenresonanz angeregt. Für alle übri gen Einstrahlwinkel tritt eine starke Dämpfung auf. Die Meßköpfe können somit hinsichtlich ihrer Arbeitsfrequenz und ihrer Einstrahlrichtung für ein bestimmtes Meßrohr optimal angepaßt werden. Vorteilhaft wirkt hierbei die scharfe Richtcharakteristik der Meßköpfe, die eine hohe Selektivität bezüglich des gewünschten Einstrahlwinkels ϑ erlaubt. Um die Abstimmung zwischen Meßkopf und Meßrohr zu gewährleisten, wird ein Meßsystem aus Meßrohr, angepaßtem, kegelförmigem Re flektor bzw. Vorlaufkörper und Schallwandler aufgebaut. Das Meßrohr wird mit Prozeßanschlüs sen wie z. B. Flanschen zum Einbau in eine Rohrleitung versehen.

Claims

1. Verfahren zur Charakterisierung eines Fluides oder Gases in im wesentlichen rotationssymme trischen Rohren mittels Ultraschall unter Verwendung von mindestens einem von außen auf der Rohrwand angebrachten Ultraschallmeßkopf, der bzw. die in die genannten Rohre einstrahlen und zur Rohrachse symmetrische, zylindrische Schallwellen mit im wesentlichen kegelförmigen Phasenfronten, die sich durch das Fluid oder Gas ausbreiten, erzeugen und empfangen.

2. Vorrichtung zur Charakterisierung eines Fluides oder Gases in im wesentlichen rotationssym metrischen Rohren mittels Ultraschall unter Verwendung von mindestens einem von außen auf der Rohrwand angebrachten Ultraschallmeßkopf, der bzw. die in die genannten Rohre ein strahlen und zur Rohrachse symmetrische zylindrische Schallwellen mit im wesentlichen kegel förmigen Phasenfronten, die sich durch das Fluid oder Gas ausbreiten, erzeugen und empfan gen, wobei der Ultraschallmeßkopf bzw. die Ultraschallmeßköpfe einen im wesentlichen gera den Kreiskegelstumpf mit einer Bohrung entlang der Symmetrieachse des Kegelstumpfes als Reflektorkörper (2) oder mindestens ein Kegelsegment, das aus genanntem Kegelstumpf durch Schnitte, die in radialer Richtung verlaufen, entsteht, als Vorlaufkörper aufweist bzw. aufwei sen, auf dessen Grund- oder Mantelfläche mindestens ein elektroakustischer Schallwandler (1) aufgebracht ist, wobei das Fluid oder Gas die genannte Bohrung ganz oder teilweise durchsetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallmeßkopf bzw. die Ultraschallmeßköpfe mit einem Meßrohr (3), in dem sich das Fluid oder Gas befindet, und des sen Längsachse mit der Achse des Ultraschallmeßkopfes zusammenfällt, verbunden ist, und der Einstrahlwinkel ϑ des Meßkopfes bzw. der Meßköpfe vorzugsweise auf eine akustische Rohr wandresonanz des Meßrohres (3) abgestimmt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschallmeßkopf bzw. die Ultraschallmeßköpfe mit einem zusätzlichen Dämpfungskörper (4) versehen ist bzw. sind, der vorzugsweise gegeneinander geneigte Reflexionsflächen aufweist, so daß die am Übergang zum Fluid oder Gas reflektierte Welle zwischen diesen gefangen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Ultra schallmeßköpfe paarweise in Axialsymmetrie auf Abstand zueinander angeordnet sind, und die Ultraschallmeßköpfe jeweils eines Paares wechselweise als Sender und Empfänger betrieben werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ultra schallmeßkopf axialsymmetrisch auf dem Meßrohr (3) angeordnet ist und sowohl als Sender als auch als Empfänger betrieben wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Laufzeitdiffe renz zweier mit einem Meßkopfpaar gewonnener Signale zur Messung der Strömungsge schwindigkeit des Fluids bzw. Gases erfolgt.