CN102725614B - 磁感应流量测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于对通过量管(6)的被测介质的流量进行测量的磁感应流量测量装置,该装置包括至少第一线圈组件(1),该第一线圈组件(1)具有线圈本体(2),该线圈本体用于容纳线圈(4)的线圈芯(3),其中线圈(4)缠绕在线圈本体(2)上,并且其中线圈芯(3)布置在线圈本体(2)的第一开口(5)中,其中,线圈芯(3)的纵向轴线与线圈(4)共轴,其中线圈芯(3)具有加宽部分(7),并且其中线圈本体(2)具有第一止动件(8),该第一止动件(8)布置在量管(6)和线圈(4)之间,其中线圈芯(3)的加宽部分(7)在第一线圈组件(1)的已装配状态下抵靠线圈本体(2)的第一止动件(8),并且阻止线圈芯(3)相对于线圈本体(2)沿线圈芯(3)的纵向轴线在背离量管(6)的第一方向上的移位,其中线圈本体(2)具有第二止动件(9),该第二止动件(9)在线圈本体(2)的背离量管(6)的一侧上,其中线圈芯(3)利用固定元件(12)在沿线圈芯(3)在线圈本体(2)的第一止动件(8)和第二止动件(9)之间的纵向轴线的预应力下固定到线圈本体(2),所述固定元件在已装配状态下抵靠线圈本体(2)的第二止动件(9)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对通过量管的被测介质的流量进行测量的磁感应流量测量装置。该装置包括至少第一线圈组件,该第一线圈组件具有用于容纳线圈的线圈芯的线圈本体,其中,线圈缠绕在线圈本体上,并且其中,线圈芯布置在线圈本体的第一开口中,线圈芯的纵向轴线与线圈共轴,其中,线圈芯具有加宽部分,并且其中线圈本体具有第一止动件,该第一止动件布置在量管和线圈之间,其中线圈芯的加宽部分在第一线圈组件的已装配状态下抵靠线圈本体的第一止动件并且阻止线圈芯相对于线圈本体沿线圈芯的纵向轴线在背离量管的第一方向上的移位。
背景技术
磁感应流量测量装置利用电动感应的原理,用于体积流量测量并且在很多出版物中被描述。垂直于磁场移动的介质的电荷载流子感应测量电极中的测量电压,所述测量电极布置成基本上垂直于介质的流向,并且垂直于磁场方向。在测量电极中感应的测量电压与量管的截面上的平均的介质的流速成比例,并且因此与体积流量成比例。如果已知介质的密度,则还能够分别确定量管中、管路中的质量流量。测量电压通常通过测量电极对来感测,该测量电极对沿量管轴线的坐标相关地布置在最大磁场强度的附近,并且在该处,最大测量电压因此将被预期。
WO2004/072590A1公开了一种磁感应流量测量装置,该装置具有两个线圈本体,其相对地布置在量管上,并且在每种情况下中具有线圈和作为线圈芯的极靴。极靴沿线圈轴线被保持在线圈本体的第一开口中。它包括加宽部分,该加宽部分被体现为使得量管近似无间隙地接触极靴。线圈本体借助于两个场反向引导元件相互偏置。以这种方式,相应的极靴压靠着量管。
发明内容
本发明的一个目的是提供成本有效地制造的、模块化地构造的、电磁感应测量装置。
该目的通过如权利要求1所限定的磁感应流量测量装置来实现。本发明的进一步的发展和实施例在从属权利要求中阐明。
附图说明
本发明能够以许多形式体现。这些形式中的一些将基于所附的附图在下文中详细地解释。在图中提供的相等元件具有相等的参考符号。如下示出了附图中的图示:
图1:本发明的两个相同线圈布置的分解图;
图2:本发明的两个在已装配状态下的相同线圈布置的透视图,
图3:本发明的带有已装配极片的线圈布置的一部分的截面图,
图4:本发明的磁感应流量测量装置。
具体实施方式
图1示出本发明的磁感应流量测量装置的两个同样构造的线圈组件1。这样的流量测量装置应用在例如用于对通过量管的被测介质的流量进行测量的过程测量技术中(在图1中未示出)。每个线圈组件1包括线圈本体2,该线圈本体2用于容纳线圈4的线圈芯3,其中线圈4缠绕在线圈本体2上。线圈芯3与线圈4共轴线地布置在线圈本体2的第一开口5中。线圈芯3在开口中沿其纵轴线至少在一个方向上可移位地被引导,所述一个方向在操作就绪的状态下基本上垂直于量管纵轴线。
根据本发明,线圈芯3具有至少第一加宽部分7。在该实例中,线圈芯3的加宽部分形成极靴。极靴用于磁场引导并且相应地形成。因此,线圈芯3在此处执行线圈芯的功能和极靴的功能,尤其是用于量管中的场线引导。该部件因此在此处还可被为极靴。加宽部分7在此处具有管管段的形状。以便能够平齐地接触量管。对曲率和尺寸的选择适于与量管的良好装配。在这种情况下,加宽部分7具有比线圈本体2中的开口5大的截面,其贯穿线圈芯3的纵向轴线。因此,加宽部分7不适于通过线圈本体2的开口5。特别地,线圈本体2在线圈4的面对量管的一侧上具有第一止动件8。在该实例中,止动件8因此布置在线圈本体2上的在量管6和线圈4之间。在这样的情况下,加宽部分7和止动件8形成为使得,在第一线圈组件1的已装配状态下,线圈芯3的加宽部分7或极靴抵靠线圈本体2的第一止动件8。因此,线圈芯3相对于线圈本体2沿线圈芯3的纵向轴线在背离量管6的第一方向上的移位从而被阻止。特别地,止动件8具有基本上为加宽部分7的形状,使得加宽部分7平齐地抵靠止动件8。为了这样的目的,可以在线圈本体2中设置凹陷部。
根据本发明,线圈本体2在线圈本体2的一侧上具有第二止动件9,并且与此一起也在背离量管6的线圈4的一侧上。能够被应用到该第二止动件9的是固定元件12。在这样的情况下,固定元件12通过形状和/或通过例如摩擦的力与线圈芯3互锁地连接,使得线圈芯3在轴向应力下固定到线圈本体2,因此应力作用在线圈芯3的纵向轴线方向上。线圈芯3因此通过固定元件12固定到线圈本体2,该固定元件12在已装配状态下在至少出现在线圈4的区域中的预应力下抵靠线圈本体2的第二止动件9。因此,应力至少作用在线圈4的区域中,特别是作用于线圈本体2的第一止动件8和第二止动件9之间。第一止动件8在此处分别位于线圈本体2的开口5的边缘的外侧。由于,在此处线圈芯被形成为极靴,所以加宽部分7在已装配状下位于线圈芯3的背离量管的第一端上。作为简化,线圈芯3可能被称为T形或Y形。通过如此描述的底座,线圈芯3被以限定的方式放置在线圈本体2中。在开口5中的引导阻止垂直于线圈芯3的纵向轴线的过度移位。两个止动件8和9之间的预应力阻止相对于线圈本体2沿纵轴线的移位。
预应力和固定借助于固定元件12来实现,例如借助于包括如下结构的特征来实现:即,线圈芯3具有凹槽14,并且固定元件12具有至少一个突起部13,该突起部配合到凹槽14中,其相应地配合到线圈芯3的凹槽14中,其中,线圈芯3和固定元件12借助凹槽14和突起部13彼此的形状互锁连接而连接。在这样的情况下,如所绘制的,固定元件12能够以具有对应的切口的片的形式体现。因此,还因固定元件12和线圈芯3的加宽部分7的弹性,在线圈芯3中产生预应力。凹槽14特别地布置在线圈芯3的位于与其第一端相对的第二端上。
如果所示的固定元件12连同其突起部13被推到线圈芯3的凹槽14中,则当线圈芯3被插入线圈本体2的开口中时,固定元件12抵靠线圈本体3的第二止动件9。为了确保它抵抗沿垂直于线圈芯3的纵向轴线的两个其它空间方向上的移位,线圈本体2包括第三止动件10和第四止动件11,其中,固定元件12在已装配状态下抵靠第三止动件10和第四止动件11,其阻止固定元件12沿垂直于第一方向的第二方向上的移位以及固定元件12沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的移位。因此在一实施例中,利用两个止动件10和11用于固定元件12的位置限定。在锥形腔在固定元件中并且止动件相应地形成在线圈本体上的情况下,为了防止固定元件沿垂直于第一方向的第二方向上的移位以及固定元件沿垂直于第一方向和第二方向的第三方向上的移位,仅一个止动件就已足够。
进一步示出了两个极片16,在磁感应流量测量装置的已装配状态下,所述两个极片16近似无空气间隙地布置在线圈芯3和量管6之间。可替代地,提供仅一个极片也是可能的。另外,不应排除三个或更多极片的应用。极片16用于量管中的磁场引导。因此,极片16和线圈芯3或极靴的尺寸使得两个组件的接触面积非常大,并且尽可能无间隙。当然,相应地对线圈本体2进行设计,尤其是当每个极片16将分离地卡合到为此设置在线圈本体2中的凹陷部17、18中时。每个极片16例如通过卡合而固定在其自身在线圈本体上的凹陷部17、18中。因此,极片16与线圈芯3或极靴的接触面积不受影响,并且量管应尽可能大且无间隙。
对于磁感应流量测量装置,两个线圈组件1布置在量管的相对横躺侧上。在这样的情况下,线圈4被连接使得由它们所产生的磁场指向公共方向,特别地,所产生的磁场的场线沿着共轴线的线圈芯3的纵轴线指向第一方向。此处所涉及的两个基本上相同的线圈组件1具有相等的部件和互补的界面,因此实现相等的功能,并且还由于两个线圈组件1中线圈4的构造相等,所以线圈4必须相应地被连接。它们本质上位于两个相对于彼此旋转180°的近似平行的平面中。线圈组件1在构造上使得它们仅能够以被概括为术语“Poka-Yoke(防错技术)”的预定的方式安装。
第一线圈组件1和第二线圈组件1特别地形状互锁地彼此连接。因此,在每种情况下,为此提供并设计的、分别定尺寸的接合钩21与其他线圈组件的相应的连接配对件的容座20接合。这可能伴随着出现与线圈芯3的纵向轴线共轴线的小预应力,这意味着线圈本体通过例如摩擦、互锁的力而与量管连接。然而,由于线圈本体由例如塑料制造,所以该预应力可能因塑料在某段时间内的徐变而损失。可替代地,将场反向引导片(field guide-back sheet)放置在线圈本体2上,线圈本体2将线圈本体1压在量管上并且通过例如摩擦、互锁的力与线圈本体1连接。线圈本体在两种情况下被体现为使得它们实际上无空气间隙地接触量管。已装配的线圈组件1借助于安装在量管中的或设置于量管的电极组件的电极来固定,抵抗绕量管的纵向轴线的旋转以及沿量管的纵向轴线的移位。
而且,在这个实施例中,每个线圈本体2包括至少一个用于引导线缆的线缆引导件19,其在此处为凹槽和线缆捕获器的形式,使得预定长度的受引导线缆离线圈本体2不会超出预定的最大距离。该线缆引导件19特别地起到引导线圈线缆(在该图中未示出)的作用。线缆引导件19的另一功能是用于固定线缆,以抵抗线圈的展开。为了将测量变送器的线缆15引导至电极,可在线圈本体1中设置另一线缆引导件。例如,这些线缆15在开口5中、特别地在开口5中的附加腔中受引导。
图2示出两个已安装的线圈组件1。在磁感应测量系统的操作就绪状态中,量管处于两个线圈组件1中,为了简化附图,在图2中未示出量管。在每种情况下,看到的是线缆引导件19以凹槽和线缆捕获器的形式。同样,在此处,为了简明的目的,省略了对受引导线缆的说明。线缆将仅插入到线缆引导件19中。
同样地,看到的是已装配的固定元件12,其抵靠第二止动件9、第三止动件10和第四止动件11。因此,固定元件12仅可沿箭头方向移动。突起部13座置于线圈芯3的凹槽14中,并且在凹槽连接中形成突起部。一个线圈组件1的接合钩21与另一线圈组件1的容座20接合。
图3示出穿过面对已装配的具有两个极片16的磁感应流量测量装置中的量管的线圈组件的部分的局部截面。作为弯曲的极靴并且具有管状形状的线圈芯3至少在面对量管6的一端上,其加宽部分7抵靠线圈本体2的第一止动件8。两个极片16布置在线圈芯3和量管6之间。它们实际上在线圈芯3和量管6之间形成无间隙桥接。在这样的情况下,极片16中的每一个被保持在其本身的凹陷部17、18中。相应的线圈本体1中凹陷部17、18是弯曲表面,其与量管6的轮廓相匹配,并且以台阶23、24终止。因此,将两个极片16中的每一个卡合到凹陷部17、18中是可能的。以这种方式,极片16中的每一个在预应力下被保持在限定的位置中。
图4示出本发明的磁感应流量测量装置的完全装配的传感器。带有线圈4的两个线圈组件安装在量管6上并且被场反向引导片22包围,其实现两个功能。一方面,场反向引导片22用于定向和引导磁场的磁力线,尤其是抵抗所谓的串扰(也就是磁场扩展到另一紧邻的磁感应流量测量装置上),并且从而避免影响另一磁感应流量测量装置的测量。另一方面,线圈组件能够借助场反向引导片22压靠在量管6上。
附图标记清单
1线圈组件
2线圈本体
3带有极靴的线圈芯
4线圈
5线圈本体中的第一开口
6量管
7极靴的加宽部分
8线圈本体的第一止动件
9线圈本体的第二止动件
10线圈本体的第三止动件
11线圈本体的第四止动件
12固定元件
13固定元件的突起部
14极靴的凹槽
15信号线缆
16极片
17对于线圈本体中的极片的第一凹陷部
18对于线圈本体中的极片的第二凹陷部
19线缆引导件
20容座
21接合钩
22场反向引导片
23第一台阶
24第二台阶
Claims (9)
1.一种用于对通过量管(6)的被测介质的流量进行测量的磁感应流量测量装置,所述装置包括至少一个第一线圈组件(1),所述第一线圈组件(1)具有线圈本体(2),所述线圈本体(2)用于容纳线圈(4)的线圈芯(3),其中所述线圈(4)缠绕在所述线圈本体(2)上,并且其中所述线圈芯(3)布置在所述线圈本体(2)的第一开口(5)中,所述线圈芯(3)的纵向轴线与所述线圈(4)共轴,其中所述线圈芯(3)具有加宽部分(7),并且其中所述线圈本体(2)具有第一止动件(8),所述第一止动件(8)布置在量管(6)和线圈(4)之间,并且其中所述线圈芯(3)的所述加宽部分(7)在所述第一线圈组件(1)的已装配状态下抵靠所述线圈本体(2)的所述第一止动件(8)并且阻止所述线圈芯(3)相对于所述线圈本体(2)沿所述线圈芯(3)的纵向轴线在背离所述量管(6)的第一方向上的移位,并且其中所述线圈本体(2)具有第二止动件(9),所述第二止动件(9)在所述线圈本体(2)的背离所述量管(6)的一侧上,其中所述线圈芯(3)利用固定元件(12)在沿所述线圈芯(3)的所述纵向轴线在所述线圈本体(2)的所述第一止动件(8)和所述第二止动件(9)之间的预应力下固定到所述线圈本体(2),其中所述固定元件在已装配状态下抵靠所述线圈本体(2)的所述第二止动件(9),
其特征在于,
所述线圈芯(3)具有凹槽(14),并且所述固定元件(12)具有至少一个与所述线圈芯(3)的所述凹槽(14)适配的突起部(13),其中线圈芯(3)和固定元件(12)借助凹槽(14)和突起部(13)的形状互锁而彼此连接。
2.如权利要求1所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
所述线圈芯(3)被成形为极靴。
3.如权利要求1或2所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
所述线圈本体(2)具有至少一个第三止动件(10),其中,所述固定元件(12)在已装配状态下抵靠所述第三止动件(10),因而所述固定元件(12)沿垂直于所述第一方向的第二方向的移位被阻止,并且因而所述固定元件(12)的沿垂直于所述第一方向和第二方向的第三方向的移位被阻止。
4.如权利要求1所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
在线圈芯(3)和量管(6)之间布置至少一个极片(16)。
5.如权利要求4所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
在所述线圈本体(2)的已装配状态下,每个极片(16)分离地卡合到在所述线圈本体(2)中为该极片设置的凹陷部(17,18)中。
6.如权利要求1所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
所述第一线圈组件(1)和第二线圈组件相对地布置在所述量管(6)上,其中,所述线圈(4)被连接为使得由它们所产生的磁场指向公同的方向。
7.如权利要求6所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
所述第一线圈组件(1)和所述第二线圈组件在与所述线圈芯(3)的纵向轴线共轴的预应力下形状互锁地彼此连接。
8.如权利要求6或7所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
所述第一线圈组件(1)和所述第二线圈组件(1)基本上互补地构造。
9.如权利要求1所述的磁感应流量测量装置,
其特征在于,
所述线圈本体(2)具有至少一个用于引导线缆(15)线缆引导件(19),使得预定长度的受引导线缆(15)离所述线圈本体(2)不会超出预定的间距。
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