CN105784024A - 磁感应式流量测量仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁感应式流量测量仪，其带有测量管路(1)、磁场产生装置(2)和测量电极(3)。在此，测量管路(1)具有单侧展平的测量区段(4)以及磁场产生装置(2)和极靴(7)，测量区段(4)带有平的测量管路部分面、以下总是称部分面(5)。本发明目的在于说明一种流量测量仪，其在高的压力载荷下也实现高的测量精确度。本发明通过在部分面(5)上实现有支撑肋(9)来实现该目的。

Description

磁感应式流量测量仪
技术领域
本发明涉及一种用于流动介质的流量测量的磁感应式流量测量仪，其带有测量管路、用于产生至少部分地贯穿测量管路的磁场的磁场产生装置、至少一个用于截取在该流动介质中所感应的测量电压的测量电极，其中，测量管路具有中间的、拥有测量电极的、至少单侧展平的测量区段，其带有平的测量管路部分面(Messleitungsteilflaeche)、以下总是称部分面，并且其中，磁场产生装置包括至少一个线圈芯和一个极靴。
背景技术
根据法拉第感应定律，在由磁场贯穿的流动的导电介质中产生垂直于介质的流动方向且垂直于磁场的电场强。在磁感应式流量测量仪中由此来利用法拉第感应定律，即借助于通常具有至少一个磁场线圈、线圈芯以及极靴的磁场产生装置通常来产生在测量过程期间随时间变化的磁场并且磁场至少部分地贯穿流动通过测量管路的导电介质。该磁场在此具有至少一个垂直于测量管路的纵轴线或垂直于介质的流动方向的分量。
所谈及的磁感应式流量测量仪包括至少一个截取在导电的介质中所感应的测量电压的测量电极。通常存在两个测量电极。优选地，这些测量电极接触介质且这两个测量电极的虚拟连接线至少与垂直于测量管路的纵轴线贯穿测量管路的磁场的方向大致垂直地伸延。
已实施的是，测量电极尤其可以是这样的测量电极，其接触介质、即与介质电流地接触地截取测量电压。但是也存在磁感应式流量测量仪，在其中电容式地来截取测量电压。
对于在现有技术中已知的磁感应式流量测量仪示例性地参照文件DE69232633C2、DE19907864A1、DE10064738B4、DE10243748A1、DE102008005258A1和DE102011112703A1以及还参照文件EP0704682A1和EP0834057A1。尤其参照文件DE102008057756A1，从其中已知开头所说明的磁感应式流量测量仪。在该已知的磁感应式流量测量仪中，测量管路在长度上具有可变的横截面并且在测量管路的中间区域(开头以测量区段称呼)中的横截面比在测量管路的始端处和在测量管路的末端处更小。在此，测量管路的横截面在其中间区域中、即在测量区段中是矩形的、必要时还是正方形的。相对于此，本发明从磁感应式流量测量仪出发，在其中测量管路的测量区段在功能上需要具有至少一个平的测量管路部分面、开头以部分面称呼。测量区段还可具有两个或更多个平的测量管路部分面。
已知的磁感应式流量测量仪通常由此是总体“稳定的结构”，即测量管路或/和测量仪壳体由金属构成。测量管路在各种情况下是测量管、即是带有圆环状横截面的柱状空心体。此外对于大多数磁感应式流量测量仪适用的是，测量仪壳体具有两侧由金属构成的封闭-和联接法兰。一方面，该封闭-和联接法兰(利用其将测量管路的两个端部直接或间接相连接)封闭该流量测量仪，术语“封闭法兰”是指此。另一方面，封闭-和联接法兰用于流量测量仪在两侧联接在相应的管路法兰处，术语“联接法兰”是指此。
磁感应式流量测量仪须满足对测量精度的显著要求。在此要考虑在流动的导电介质中所感应的测量电压相对低。这已适用于“正常情况”，“正常情况”应理解成流动介质的不特别低的流速和不特别低的导电性。对于测量技术上“困难条件”，这意味着在流动介质的流速较低或导电性较低的情况下感应出特别低的测量电压，结果是(绝对可见)相对低的干扰电压还显著影响测量精度。
因此，测量管路中的磁场产生装置应产生相对强的且很大程度上均匀的磁场。这尤其由此实现，即测量管路在测量区段中仅应具有相对小的厚度。
在由文件DE102008057756A1已知的磁感应式流量测量仪的实施形式中，在测量区段中测量管路的壁厚小于在测量管路的始端处和末端处。为了还在测量区段中确保测量管路的一定的压力负荷能力，在测量管路的中间区域中、即在测量区段的区域中设置有至少一个将测量管路与测量仪壳体相连接的加强部。
代替由金属制成的测量管路可设置成由可承受相对低负荷的且因此成本有利的材料制造测量管路，尤其由相对低价的塑料。这样的材料导致，须相应地来平衡其相对低的负荷能力。然而另一方面，即使在金属测量管路中也会出现高到须考虑必需的稳定性的压力。
为了产生上面所提及的强的且均匀的磁场，此外设置成在测量区段中产生至少一个展平的且平面的测量管路部分面、以下总是称部分面并且将磁场产生装置的极靴直接且面状地布置在平的部分面上且因此靠近测量管路的内部。
发明内容
本发明目的在于说明一种磁感应式流量测量仪，其即使在高压力负荷下也使高测量精确度成为可能。
根据本发明的磁感应式流量测量仪(在其中实现了之前所导出的且列举的目的)首先且主要特征在于，在测量管路部分面、以下总是称部分面上存在至少一个支撑肋。
尤其存在多个支撑肋，其必要时单件式地实施为支撑结构。
如果在磁感应式流量测量仪中部分面相对薄地来实施，则在测量管路中相应高的压力下在没有另外的措施的情况下不能阻止部分面向外鼓出。这将无意地且不期望地改变位于部分面上的极靴的位置和取向。根据本发明存在的支撑肋导致部分面的抵抗鼓出的稳定化或加固。
在此，支撑肋尤其仅在部分面上或与部分面固定。
在根据本发明的磁感应式流量测量仪的特别优选的实施形式中，极靴由多个极靴部分组成。在实施形式中，通过使得用于支撑肋的凹部位于极靴之间可将极靴部分布置在支撑肋之间。在该特别优选的实施形式中，设置在部分面上的支撑肋即不阻止极靴部分齐平地贴靠在其余部分面上。同时，极靴部分支撑在支撑肋处。
如果在根据本发明的磁感应式流量测量仪的优选的实施形式中极靴由多个极靴部分组成，那么一在此特别优选的实施形式另外特征在于，极靴部分经由导磁性良好的极靴接片(Polschuhsteg)与线圈芯相连接。优选地，该实施形式补充地特征在于，极靴部分、极靴接片和线圈芯一件式地来实施。这那么具有该优点，即由磁线圈产生的磁通以最小磁阻磁影响极靴部分，使得在通过磁线圈和通过磁线圈的通电规定的磁通下相对强的磁场可贯穿测量管路。备选地，极靴部分、极靴接片和线圈芯分组成一件式地实施的子组(Untergruppe)。如此，例如极靴部分和极靴接片一件式地来实施而线圈芯是单独的构件。这相应地还适用于其它子组分组。
在最后所说明的实施形式(在其中极靴部分、极靴接片和线圈芯一件式地来实施)中，推荐通过MIM-方法(MIM=金属检查铸模)制造由线圈芯、线圈接片和极靴部分构成的整体。如果不是所有元件(即极靴部分、极靴接片和线圈芯)一件式地来实施，则在一设计方案中线圈芯和/或极靴接片和/或极靴部分通过MIM-方法来制造。
一实施形式特征在于，极靴部分基本上布置在与部分面平行的一平面中。在一变体中，极靴部分直接位于部分面上。此外，在一设计方案中，线圈芯大致居中地位于部分面内。此外，线圈芯的面向部分面的端部布置在极靴部分之上且由此也在部分面之上。如果在该设计方案中尤其还存在线圈接片，那么其从极靴部分的平面向上延伸至(通过靠近部分面引起)线圈芯的下端。
在一实施形式中存在四个极靴部分。在一备选的或补充的设计方案中，极靴部分分别具有大致矩形的外轮廓。在一变体中，该四个极靴部分尤其这样相对于部分面布置，使得其又总地覆盖矩形的面。
在一设计方案中，支撑肋在部分面上形成十字形，其中，尤其在一变体中支撑肋的交叉区域大致处于部分面的中间。在一备选的设计方案中，至少两个支撑肋彼此平行布置。在另一设计方案中，支撑肋布置成菱形。
附图简述
如先前详细所述，存在设计和改进根据本发明的磁感应式流量测量仪的不同可能性。对此参照从属于权利要求1的权利要求和以下结合附图的说明。其中：
图1显示出属于磁感应式流量测量仪的测量管路的透视图，
图2显示出用于阐述磁感应式流量测量仪的优选实施例的第一简图以及
图3显示出用于阐述图2的实施例的第二简图。
具体实施方案
磁感应式流量测量仪包括其流量应被测量的介质流过的测量管路1、这里在图2和3中仅部分地示出的用于产生至少部分地贯穿测量管路1的磁场的磁场产生装置2和至少一个用于截取在流动介质中所感应的测量电压的测量电极3。通常存在评估单元和测量仪壳体(此处未示出)。
在根据本发明的磁感应式流量测量仪中，测量管路1具有中间的、拥有测量电极3的、单侧展平的测量区段4，其带有平的测量管路面、以下总是称部分面5。仅简示的磁场产生装置2包括未示出的磁线圈、线圈芯6和至少一个极靴7。在装配状态中，极靴7居中地位于部分面5上并且在此尤其在这两个支撑肋9作为十字的梁相遇的区域之上。
如果测量管路1由塑料构成或者在测量管路中出现非常高的压力，则在考虑可在测量管路1中存在的压力的情况下测量管路1还在测量区段4中须具有一定的压力负荷能力。因此，测量管路1的不同区域具有相对大的厚度。然而出于上面另外所阐述的原因，这不适用于部分面5。其具有相对小的厚度。
为了稳定性，在部分面5上实现有支撑肋9，其用于极靴7的支撑和测量管路1的测量区段4的部分面5的强化。支撑肋9即是支撑-加强肋，其此处十字形地布置在部分面5上。支撑肋9的交叉区域在此位于线圈芯6之下。
在示出的实施例中，如图2和3所示，极靴7由多个且尤其4个极靴部分10构成，其分别设计成矩形并通过其相对于部分面5的布置与在支撑肋9之间的支承面相配合地同样形成矩形。
在此，通过使在极靴部分10之间的凹部12和支撑肋9配合地相互协调，通过极靴7布置在支撑肋9之间，支撑肋9允许极靴部分10齐平地贴靠在其余部分面5上。
此外，极靴部分10经由导磁性良好的极靴接片11与线圈芯6的面向部分面5的端部8相连接。由此产生最小可能的磁阻的优点，使得在通过未示出的磁线圈和通过磁线圈的通电所规定的磁通下相对强的磁场可贯穿测量管路1。

Claims (10)

1.一种用于流动的介质的流量测量的磁感应式流量测量仪，其具有测量管路(1)、用于产生至少部分地贯穿所述测量管路(1)的磁场的磁场产生装置(2)、至少一个用于截取在流动的介质中所感应的测量电压的测量电极(3)，其中，所述测量管路(1)具有中间的、拥有所述测量电极(3)的、至少单侧展平的测量区段(4)，其带有平的测量管路部分面、以下总是称部分面(5)，并且其中，所述磁场产生装置(2)包括至少一个线圈芯(6)和极靴(7)，
其特征在于，
在所述部分面(5)上实现有至少一个支撑肋(9)。
2.根据权利要求1所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，存在多个支撑肋(9)。
3.根据权利要求1或2所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，所述极靴(7)由多个极靴部分(10)组成。
4.根据权利要求2和3所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，在所述极靴部分(10)之间存在用于所述支撑肋(9)的凹部(12)。
5.根据权利要求3或4所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，所述极靴(10)经由导磁性良好的极靴接片(11)与所述线圈芯(6)相连接。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，所述线圈芯(6)和/或所述极靴接片(11)和/或所述极靴部分(10)通过MIM-方法(MIM=金属喷注)制成。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，所述极靴部分(10)基本上布置在与所述部分面(5)平行的平面中，所述线圈芯(6)大致居中地位于所述部分面(5)内并且所述线圈芯(6)的面向所述部分面(5)的端部(8)布置在所述极靴部分(10)之上。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，存在四个极靴部分(10)。
9.根据权利要求3-8中任一项所述的磁感应流量测试器，其特征在于，所述极靴部分(10)具有大致矩形的外轮廓。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的磁感应式流量测量仪，其特征在于，所述支撑肋(9)十字形地布置在所述部分面(5)上。
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