CN108627206B - 确定流动轮廓的方法、测量值转换器、磁感应流量测量设备及其应用 - Google Patents

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Abstract

描述用于在磁感应流量测量设备的测量管中确定流动轮廓的方面，该设备有测量值转换器和测量值传感器，该传感器有测量管、第一和第二线圈、第一和第二电极，第一线圈在测量管内产生第一磁场，第二线圈在测量管内产生第二磁场，为了测量流体中的电压，将第一和第二电极布置在测量管处，转换器有控制和评估单元。说明能够特别精确地确定流经测量管的流体的流动轮廓的方法的任务以下述方式解决：存在产生参考电势的器件，该方法包括以下步骤：以第一励磁电流为第一线圈通电，以第二励磁电流为第二线圈通电，在第一电极处测量第一电压E1，在第二电极处测量第二电压E2，由第一和第二电压测量值确定流动轮廓的竖直和/或水平不对称性。

Description

确定流动轮廓的方法、测量值转换器、磁感应流量测量设备及 其应用
技术领域
本发明的出发点为一种用于在磁感应式流量测量设备的测量管中确定流动轮廓的方法，其中，所述流量测量设备具有至少一个测量值转换器和至少一个测量值传感器，其中，所述测量值传感器具有至少一个测量管、至少一个第一线圈、至少一个第二线圈、至少一个第一电极和至少一个第二电极，所述第一线圈用于在所述测量管之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在所述测量管之内产生第二磁场，其中，为了测量在流体中出现的电压，优选将所述第一电极和所述第二电极沿直径地布置在所述测量管处，并且其中，所述测量值转换器具有至少一个控制和评估单元。
此外，本发明涉及一种用于与磁感应式流量测量设备的测量值传感器连接的测量值转换器，所述测量值转换器包括控制和评估单元。
此外，本发明的出发点为磁感应式流量测量设备，所述磁感应式流量测量设备具有至少一个测量值转换器和至少一个测量值传感器，其中，所述测量值传感器具有至少一个测量管、至少一个第一线圈、至少一个第二线圈、至少一个第一电极和至少一个第二电极，所述第一线圈用于在所述测量管之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在所述测量管之内产生第二磁场，其中，为了测量在流体中出现的电压，将所述第一电极和所述第二电极布置在所述测量管处，并且其中，所述测量值转换器具有至少一个控制和评估单元。
此外，本发明涉及一种对磁感应式流量测量设备的应用，用于确定流过测量管的流体的流动轮廓，其中，所述流量测量设备具有至少一个测量值转换器和至少一个测量值传感器，其中，所述测量值传感器具有至少一个测量管、至少一个第一线圈、至少一个第二线圈、至少一个第一电极和至少一个第二电极，所述第一线圈用于在所述测量管之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在所述测量管之内产生第二磁场，其中，为了测量在流体中出现的电压，将所述第一电极和所述第二电极布置在所述测量管处，并且其中，所述测量值转换器具有至少一个控制和评估单元。
背景技术
从现有现状中已知：借助磁感应式流量测量设备来确定流过测量管的介质的流量。这种流量测量设备使用电磁感应的原理来确定介质的流动速度。为此，磁感应式流量测量设备通常具有至少两个有电流流过的线圈，将所述线圈如此布置在测量管处，使得它们在运行中在测量管之内产生磁场，所述测量管具有至少一个部件，所述部件垂直于流动方向地延伸。由于存在于流体中的带电微粒（Teilchen）的偏转，在所述流体中产生电压，所述电压能够借助布置在测量管处的电极来证明。从所测量的电压中能够确定速度，流体以所述速度流过测量管。
在此，根本的出发点为，流体的流动轮廓的速度分布不受干扰并且因此是对称的。
然而在测量管弯曲、减小或者扩大之后，或者在伸入到测量管中的元件之后，流动轮廓能够受到干扰。这种干扰能够导致流动轮廓的竖直和/或水平的不对称性。如果在受干扰的流动轮廓的区域中确定了流体的速度，并且不考虑对流动轮廓的干扰，则对速度或者由此推导出的体积流量的确定也是错误的。
从文献EP 1 275 940 A2中已知，为了监控流动轮廓，利用磁感应式流量测量设备暂时地产生关于测量管纵向轴线明显不对称的磁场，测量在电极之间的、下降的电压并且与对应的值进行比较，所述流量测量设备被校准到所述值。在此，与所校准的标准的偏差表明对于流动轮廓的干扰。
文献EP 0 641 999 A1涉及一种利用磁感应式流量测量设备来确定流体的流动速度的方法，其中，设置了校正函数，所述校正函数将在电极之间的电压校正成输出信号，所述电压在相同方向的磁场处只是与流体的速度大致成比例，所述输出信号与流体的速度成比例，其中，所述校正函数例如由商数形成，所述商数由对应于相反方向的磁场的电压和对应于相同方向的磁场的电压求得。详细地说，区分了用于流体的流动运动的矫正函数和用于流体的射击运动（schießende Bewegung）的矫正函数。
欧洲的专利申请EP 0 770 855 A1公开了一种用于利用磁感应式流量测量设备来测量在测量管中流动的液体的、平均的流动速度的方法，其中，为了产生磁场，在相同方向和相反方向上为线圈通电，并且其中，由在电极之间在相反方向上通电时截取的电压并且由在相同方向上通电的电极时截取的电压来确定液体的流动指数，所述流体指数表征与牛顿行为的偏差。
因此，原则上从现有技术中已知的是，检测对于对称的流动轮廓的干扰。
发明内容
从这个现有技术出发，本发明的任务是说明一种方法，利用所述方法能够特别精确地确定流过测量管的流体的流动轮廓。此外，本发明的任务是，说明一种测量值转换器和对应的、磁感应式流量测量设备以及对磁感应式流量测量设备的应用，用于确定流过测量管的流体的流动轮廓。
根据本发明的第一教导，前述任务由开头所提到的方法通过下述方式得到解决：存在用于产生参考电势的器件，并且，所述方法包括以下步骤：
- 以第一励磁电流为用于产生第一磁场的所述第一线圈通电，
- 以第二励磁电流为用于产生第二磁场的所述第二线圈通电，
- 在所述第一电极处测量相对于所述参考电势的第一电压E1，
- 在所述第二电极处测量相对于所述参考电势的第二电压E2，
- 由所述第一电压测量值E1并且由所述第二电压测量值E2来确定所述流动轮廓的、竖直的和/或水平的不对称性。
根据本发明已经认识到，能够特别精确地确定在磁感应式流量测量设备的测量管中的流体的流动轮廓，当单独地测量相对于参考电势的下述电压时，所述电压在测量管的或者流动横截面的各个部分区域中下降。在各个部分区域中下降的电压尤其是取决于在测量管之内的磁场，以及取决于流体在测量位置处的速度分布。通过改变在测量管内的磁场或者改变由各个线圈所产的磁场，如下面将更详细地阐述的，能够产生不同的测量状态。通过在不同的测量状态下单独地测量在每个电极处的电压E1和E2，能够由不同的磁场的影响来表征在各个部分区域中的流动轮廓。
根据一种方案，第一激励电流和第二激励电流具有相同的电流强度，从而在测量管之内对称地构造第一磁场和第二磁场。第一和第二线圈尤其是串联连接。可替代地，通电也能够彼此独立地通过分开的电路来进行。同样能够设想的是，励磁电流具有不同的电流强度。
参考电势优选具有地电势，并且尤其是被构造为参考电极或者接地环。
在优选的方案中，如此沿直径地布置第一和第二电极，使得关于由线圈所产生的、相同方向的磁场垂直地布置电极的连接线，以确定流体的流动速度。优选地，以与电极成大约90°的角度来布置用于产生参考电势的器件。这种方案具有这样的优点：根据磁场的构造，能够确定流动轮廓的、竖直的和水平的不对称性。
根据另外的、有利的方案，如此为第一和第二线圈通电，使得第一磁场和第二磁场取向相同，其中，由所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2的比较来完成对所述流动轮廓的水平不对称性的确定。尤其是当如前所述地布置电极和用于产生参考电势的器件时，利用所述方法的这种方案能够特别容易地确定流动轮廓的水平不对称性。在此，电压测量值E1是用于（例如在测量管的左半部中的）带电微粒的偏转的量度，而电压测量值E2是用于（例如在测量管的右半部中的）带电微粒的偏转的量度。在此，E1和E2以符号相区别。就这点而言，电压测量值E1和E2的数值分别是用于例如在测量管的右半部和左半部中的流体的速度的量度。特别优选地，由所测量的电压测量值E1和E2来确定流体的流动速度。
为了判断是否存在流动轮廓的水平不对称性，电压E1和E2、尤其是电压E1和E2的数值例如通过形成商数或者通过求和或者减法来彼此比较。如果电压的比较偏离先前所确定的极限值，则这归因于流动轮廓的、水平的不对称性。优选地，流动轮廓于是具有不对称的干扰，当从极限值的偏离在所述极限值的公差范围之外时。在优选的方案中，公差范围为极限值的10%，在特别优选的方案中为极限值的5%，并且在另外的、特别优选的方案中为极限值的2%。在此，从极限值的偏离越高，不对称性越大。
根据另外的、有利的方案，在产生取向相同的磁场之前或者之后交替地或者暂时地如此为所述第一线圈和所述第二线圈通电，使得所述第一和所述第二磁场彼此反向，其中由所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2来完成对所述流动轮廓的竖直不对称性的确定。尤其是当如前所述地布置电极和用于产生参考电势的器件时，利用所述方法的这种方案能够特别容易地确定在流动轮廓的每个半部中的、竖直的不对称性。
如果将第一电极布置在测量管的左半部处并且将第二电极布置在测量管的右半部处，如前面已经描述的，首先确定了在左半部出现的电压E1以及在测量管的右半部出现的电压E2。
如果竖直的流动轮廓在测量管的右半部或者左半部中是对称的，则电压E1或者E2为0V。如果流动轮廓例如在测量管的左半部中在竖直方向上是不对称的，则E1≠0V。如果流动轮廓在测量管的右半部中在竖直方向上是不对称的，则E2≠0V。如果E1和E2的数值一样大，则在测量管的两侧上的、竖直的不对称性平均而言是相同的。然而，如果所测量的电压的数值不同，也就是说|E1|≠|E2|，则在两侧上的流动轮廓具有竖直的不对称性并且附加地具有水平的不对称性。
根据特别优选的方案，在第一测量状态M1下，如此为所述第一线圈和所述第二线圈通电，使得所述第一和所述第二磁场取向相同，其中，至少确定所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2，并且，在第二测量状态M2下，如此为所述第一线圈和所述第二线圈通电，使得所述第一和所述第二磁场彼此反向，其中，至少确定所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2，并且，由在所述第一测量状态M1下所确定的电压测量值E1和E2和由在所述第二测量状态M2下所确定的电压测量值E1和E2来完成对所述竖直的和所述的水平的不对称性的确定。特别优选地，根据这种方案，如前所述地布置第一和第二电极以及用于产生参考电势的器件。
显然，能够将流动轮廓分成四个象限，其中，借助前述的方案能够确定在右半部和左半部之内的竖直的不对称性和在右半部和左半部之间的水平的不对称性。为此，尤其是在第一测量状态M1下所测量的电压测量值E1和E2以及在第二测量状态M2下所测量的电压测量值E1和E2被共同评估。尤其是形成了在第一测量状态M1下所测量的电压测量值的商数的数值QM1=|
Figure DEST_PATH_IMAGE001
|和在所述第二测量状态M2下所测量的电压测量值的商数的数值QM2=|
Figure 932827DEST_PATH_IMAGE001
|。
如果QM1=1，则流动轮廓平均而言不具有水平的、尤其是在右测量管半部和左测量管半部之间的不对称性。如果QM1≠1，则流动轮廓具有水平的不对称性。
如果QM2=1，则流动轮廓具有竖直的、尤其是在上测量管半部和下测量管半部之间的不对称性。如果QM2≠1，则流动轮廓具有竖直的和水平的不对称性。
此外，由对在在第二测量状态M2下所测量的电压测量值E1和E2的评估能够获得关于在每个半部中的、竖直的不对称性的信息。
因而，总体而言，至少能够定性地确定在四个象限中的每个象限之内的流动轮廓。
此外，特别优选地，附加地由在第一测量状态M1下所测量的电压测量值E1和E2来确定所述流体的流动速度。特别优选地，在由流动速度来确定流量时，也考虑到所测量的流动轮廓。
根据另外的、有利的方案，在附加的测量状态下，如此为所述第一和所述第二线圈通电，从而反转每个线圈的所述磁场，其中，确定所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2，并且其中，在确定所述流动轮廓的、所述竖直和/或水平的不对称性时考虑所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2。
这种方案尤其是有利的，当在第一测量状态M1下如此为第一和第二线圈通电时，使得第一磁场和第二磁场取向相同，当在第二测量状态M2下如此为第一和第二线圈通电时，使得所述第一和所述第二磁场彼此反向，并且，当在第三测量测量状态M3下如此与第二测量状态M2反转地为第一和第二线圈通电时，使得第一和第二磁场彼此相反地定向，然而与第二测量状态M2相反。此外，在每个测量状态M1、M2和M3下均确定了在第一和第二电极处的电压测量值E1和E2。
通过附加地考虑反转的、相反方向的磁场，能够执行对可能的流动轮廓的、进一步的区分。
根据另外的、有利的方案，由在取向相同的磁场时测量的电压测量值E1和E2来附加地确定介质的流动速度。
有利的是，在所述评估单元中以在第一和第二电极之间的、不同的电压比的形式储存有多个流动轮廓，尤其是在考虑不同的测量状态的情况下，和借助关于这些电压比的查询来完成对流动轮廓的竖直的和/或水平的不对称性的确定。
例如，能够定性地区分下面表格式地列举出的、流动轮廓的种类，其中Q1至Q4分别表示流动轮廓的象限，并且其中，具体地将Q1布置在左上方，将Q2置在右上方，将Q3置在左下方并且将Q4布置在右下方：
类型 Q1 Q2 Q3 Q4
A 正常 正常 正常 正常
B 快 快 慢 慢
C 快 慢 快 慢
D 快 慢 慢 慢
E 快 慢 慢 快
F 慢 正常 正常 正常
流动轮廓的各个类型A至F在第一测量状态M1下具有以下电压测量值E1和E2：
类型 微分 |E<sub>1</sub>| |E<sub>2</sub>| |
Figure 849968DEST_PATH_IMAGE001
|		 |E<sub>1</sub>-E<sub>2</sub>|
A E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2 E<sub>v</sub>/2 1 E<sub>v</sub>
B E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2 E<sub>v</sub>/2 1 E<sub>v</sub>
C E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2+偏移量 E<sub>v</sub>/2-偏移量 S<sub>1</sub>/S<sub>r</sub> E<sub>v</sub>
D E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2+偏移量 E<sub>v</sub>/2-偏移量 S<sub>1</sub>/S<sub>r</sub> E<sub>v</sub>
E E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2 E<sub>v</sub>/2 1 E<sub>v</sub>
F E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2-偏移量 E<sub>v</sub>/2 S<sub>1</sub>/S<sub>r</sub> E<sub>v</sub>
在此，在第一测量状态M1下、在流体之内的带电微粒的偏转对应于用于确定流体的速度v的偏转。据此，电压测量值E1和E2能够与对于流量测量来说重要的测量值Ev进行比较。
在上面的表格中，微分对应于在第一和第二电极之间的电势差。表述Ev表示用于确定流动的流体的流动速度的电压测量值。如果所说明的、用于E1和E2的测量值以一偏移量为程度向上或者向下与用于流量确定的（半个）测量值EV偏离，则这能够归因于从正常的流动速度偏离的、快的或者慢的流动速度。尤其是在第五栏中所说明的、用于商数E1/E2的值表明在左测量管半部和右测量管半部之间的、水平的不对称性。在就平均而言其中存在水平的不对称性的情况下，即就流动轮廓类型A、B和E而言，|
Figure 629705DEST_PATH_IMAGE001
| =1。如果流动轮廓平均而言具有不同的速度并且因而在数值上具有在右测量管半部和左测量管半部中的、不同的电压测量值，则用于在左流动轮廓Sl和右流动轮廓Sr之间的不对称性的量度是|
Figure 713330DEST_PATH_IMAGE001
|。
在第二测量状态M2下，对于所提到的流动轮廓类型得到以下值：
类型 微分 |E<sub>1</sub>| |E<sub>2</sub>| |
Figure 527702DEST_PATH_IMAGE001
|		 |E<sub>1</sub>-E<sub>2</sub>|
A 0 0 0 1 0
B 偏移量*2 偏移量 偏移量 S<sub>o</sub>/S<sub>u</sub> 偏移量*2
C 0 0 0 1 0
D 偏移量 偏移量 0 S<sub>o</sub>/S<sub>u</sub> 偏移量
E 0 偏移量 偏移量 1 0
F 偏移量 偏移量 0 S<sub>o</sub>/S<sub>u</sub> 偏移量
由于在第二测量状态M2下在流体中的带单微粒的偏转由于相反方向作用的磁场而与用于测量流动速度的、微粒的偏转的方向不同，所以由在第二测量状态M2下所确定的电压测量值E1和E2不能够获得关于流动速度v的信息。相反，只有当在左测量管半部或者在右测量管半部中存在竖直不对称的流动轮廓时，才在第二测量状态M2下测量出在左测量管半部或者在右测量管半部中的电压E1和E2。如果竖直的流动轮廓在流动速度方面在测量管半部中是对称的，则不能够在电极处测量到电压。因此，在先前所示出的表格中，比值|
Figure 350164DEST_PATH_IMAGE001
|是用于在上部的流动轮廓So和下部的流动轮廓Su之间的对称性的量度。
在第三测量状态M3下励磁电流的方向的反转引起所测量的电压的符号反转。
因此，通过在第一测量状态M1下并且在第二测量状态M2下并且优选也在第三测量状态M3下测量电压测量值E1和E2，上面所说明的流动轮廓类型A至F中的一个能够配属于所述流体。
优选地，为此将以下算法储存在评估单元中：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
只要没有探测到流动轮廓类型A、B、C或者E中的一个，则存在下述流动轮廓，在所述流动轮廓中，一个象限具有比其余三个象限显著更高或者更低的速度（流动轮廓类型D或者F）。
例如，能够使用以下算法来进一步地识别流动轮廓类型：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
除了先前示例性地描述的、具体的流动轮廓类型和用于借助所测量的电压来分类轮廓类型的算法之外，当然也能够使具有其他的速度分布的、另外的流动轮廓类型彼此区分，并且，尤其是通过在不同的测量状态下测量压力E1和E2来分类。
根据第二教导，开头所陈述的任务由用于与磁感应式流量测量设备的测量值传感器连接的测量值转换器——所述测量值转换器包括控制和评估单元——通过以下方式来解决：所述控制和评估单元被构造用于执行前述方法中的任一种。
根据本发明的第三教导，开头所陈述的任务由开头所提到的、磁感应式流量测量设备通过以下方式来解决：存在用于产生参考电势的器件，并且如此构造所述评估单元，使得它在运行中由在所述电极处测量的电压测量值来确定所述流动轮廓的竖直的和/或水平的不对称性，其中分别相对于所述参考电势来测量所述电压测量值。
根据特别优选的方案，流量测量设备在运行中执行前述方法中的任一种。
根据本发明的第四教导，开头所陈述的任务也由开头所提到的应用通过以下方式得到解决：存在用于产生参考电势的器件，并且，如此构造所述评估单元，使得它在运行中由在所述电极处测量的电压测量值来确定所述流动轮廓的竖直的和/或水平的不对称性，其中，分别相对于所述参考电势来测量所述电压测量值。
根据本发明，因此已经认识到，不仅能够将磁感应式流量测量设备用于确定流量，而且确定流动轮廓的水平的和/或竖直的不对称性也是可能的。由此，在确定流动速度时能够考虑到流动轮廓，从而，改善了测量或者流量测量设备的可靠性。
根据优选的方案，如前所述地构造流量测量设备，和/或，流量测量设备在运行中执行前述方法中的任一种。
附图说明
具体地，存在多个可能性来构造并且改型根据本发明的方法、根据本发明的流量测量设备和根据本发明的应用。
在附图中示出：
图1根据本发明的方法的第一实施例，
图2根据本发明的方法的第二实施例，
图3根据本发明的方法的第三实施例，
图4根据本发明的方法的第四实施例，
图5流体的、不同的流动轮廓的示意图，
图6根据本发明的设备的第一实施例，
图7根据本发明的设备的第二实施例。
具体实施方式
在图1中示出了根据本发明的方法1的第一实施例，用于在磁感应式流量测量设备2的测量管5中确定流动轮廓。为此，如在图6中所示出的，流量测量设备2具有测量值转换器3和测量值传感器4。测量值传感器4具有测量管5、第一线圈6、第二线圈7、第一电极8和第二电极9以及参考电极10，所述第一线圈用于在测量管5之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在测量管之内产生第二磁场。替代参考电极10地，也能够存在接地环。为了测量在流体中出现的电压，将第一电极8和第二电极9沿直径地布置在测量管5处。分别以与第一电极8和第二电极9成约90°的角度布置参考电极10。测量值转换器4具有评估单元11。
在图1所示出的方法1的第一步骤12中，现在，以第一励磁电流为第一线圈6通电，以在测量管5之内产生第一磁场。此外，以第二励磁电流为第二线圈7通电13，以产生第二磁场。
在所示出的实施例中，如此为第一线圈6和第二线圈7通电，使得第一磁场和第二磁场取向相同。各个磁场叠加成在图6中所示出的总磁场14。
在所述方法的下一个步骤15中，在第一电极8处测量相对于参考电势10的第一电压E1，并且此外，在第二电极9处测量16相对于参考电势10的第二电压E2。随后，将电压测量值E1和E2进行相互比较17。为此，当前形成了商数|
Figure 554881DEST_PATH_IMAGE001
|。如果|
Figure 940732DEST_PATH_IMAGE001
|≠1，则在考虑公差范围的情况下，在流动轮廓的右半部和左半部之间存在水平的不对称性。
附加地，能够由所测量的电压值E1和E2来确定流体的流动速度v。
图2示出了方法1的第二实施例，用于在磁感应式流量测量设备2的测量管5中确定流动轮廓，其中，流量测量设备2对应于在图7中所示出的流量测量设备地被构造。详细地说，也存在测量值转换器3和测量值传感器4，其中，测量值传感器4具有测量管5、第一线圈6、第二线圈7、第一电极8和第二电极9、参考电极10，所述第一线圈用于在测量管5之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在测量管之内产生第二磁场。替代参考电极10地，也能够存在接地环。为了测量在流体中出现的电压，将第一电极8和第二电极9沿直径地布置在测量管5处，并且，分别以与第一电极8和第二电极9成约90°的角度布置参考电极10。测量值转换器具有控制和评估单元11。
在图2所示出的方法1的第一步骤12中，现在，以第一励磁电流为第一线圈6通电，以在测量管5之内产生第一磁场。此外，以第二励磁电流为第二线圈7通电13，以产生第二磁场。在此，如此为第一线圈6和第二线圈7通电，使得所述第一和第二磁场彼此反向。结果，在测量管5之内存在着在图7中所示出的磁场。显然，能够将测量管横截面划分成四个象限Q1至Q4，其中，借助在图2中所示出的方法能够确定在Q1和Q3之间或者在Q2和Q4之间的、竖直的不对称性。
在所述方法的下一个步骤15中，在第一电极8处测量相对于参考电势10的第一电压E1，并且此外，在第二电极9处测量16相对于参考电势10的第二电压E2。
随后，为了确定流动轮廓的、竖直的不对称性，评估18电压E1和E2。如果电压的值E1≠0，则在测量管横截面的左半部的象限Q1和Q3中的流动轮廓是不对称的。如果电压的值E2≠0，则在测量管横截面的右半部的象限Q2和Q4中的流动轮廓是不对称的。
图3示出了方法1的第三实施例，用于在磁感应式流量测量设备2的测量管5中确定流动轮廓，其中，流量测量设备2具有测量值转换器3和测量值传感器4，其中，测量值传感器4具有测量管5、第一线圈6、第二线圈7、第一电极8和第二电极9、参考电极10，所述第一线圈用于在测量管5之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在测量管5之内产生第二磁场。为了测量在流体中出现的电压，将第一电极8和第二电极9沿直径地布置在测量管5处，并且，分别以与第一电极8和第二电极9成约90°的角度布置参考电极10。所述测量值转换器具有控制和评估单元11。
在图3所示出的方法1的第一步骤12中，现在，以第一励磁电流为第一线圈6通电，以在测量管5之内产生第一磁场。此外，以第二励磁电流为第二线圈7通电13，以产生第二磁场。在此，如此为第一线圈6和第二线圈7通电，使得第一磁场和第二磁场取向相同，如在图6中所示出的那样。这对应于方法1的第一测量状态M1。随后，确定15、16电压E1和E2。
在下一个步骤12中，重新为第一线圈6通电，并且此外，为第二线圈7通电13，其中，现在如此为线圈6、7通电，使得第一磁场和第二磁场反向地定向，如在图7中所示出的那样。这对应于方法1的第二测量状态M2。
随后，确定15、16电压E1和E2。最后，进行对第一测量状态M1和第二测量状态M2的电压E1和E2的评估19，以定性地确定流动轮廓。在评估19的框架中，一方面通过比较第一测量状态M1的电压E1和E2来确定，在流动轮廓的左半部和右半部之间是否存在水平的不对称性，如已经关于图1所描写的。此外，如关于图2所描写的，评估第二测量状态M2的电压E1和E2，以确定竖直的不对称性。
图4示出了方法1的第四实施例，用于在磁感应式流量测量设备2的测量管5中确定流动轮廓。如在图3中所示出的实施例中，首先在第一测量状态M1下确定电压E1和E2，其中，在测量管5之内存在取向相同磁场，并且随后，在第二测量状态M2下确定电压E1和E2，其中，在测量管5之内存在方向相反的磁场。在随后的步骤12、13中，重新为第一线圈6和第二线圈7通电，使得在测量管5之内存在方向相反的磁场，其中，每个磁场与第二测量状态相比都被反转。这对应于第三测量状态M3。在这个测量状态下，也确定15、16电压E1和E2。在随后的评估20中，在考虑所有三个测量状态M1、M2、M3的电压E1和E2的情况下，确定流动轮廓。
图5示出了由流体流过的测量管5的测量管横截面的图示，其中，测量管横截面以及因此流动轮廓被分为四个象限Q1至Q4。借助在图4中所描述的方法，现在能够区分以下流动轮廓类型，其中，通过在各个象限中的速度的、定性的表述来区分各个类型，如在以下表格中所列举的：
类型 Q1 Q2 Q3 Q4
A 正常 正常 正常 正常
B 快 快 慢 慢
C 快 慢 快 慢
D 快 慢 慢 慢
E 快 慢 慢 快
F 慢 正常 正常 正常
在第一测量状态M1下，能够如下地区分前述流动轮廓类型：
类型 微分 |E<sub>1</sub>| |E<sub>2</sub>| |
Figure 609610DEST_PATH_IMAGE001
|		 |E<sub>1</sub>-E<sub>2</sub>|
A E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2 E<sub>v</sub>/2 1 E<sub>v</sub>
B E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2 E<sub>v</sub>/2 1 E<sub>v</sub>
C E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2+偏移量 E<sub>v</sub>/2-偏移量 S<sub>1</sub>/S<sub>r</sub> E<sub>v</sub>
D E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2+偏移量 E<sub>v</sub>/2-偏移量 S<sub>1</sub>/S<sub>r</sub> E<sub>v</sub>
E E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2 E<sub>v</sub>/2 1 E<sub>v</sub>
F E<sub>v</sub> E<sub>v</sub>/2-偏移量 E<sub>v</sub>/2 S<sub>1</sub>/S<sub>r</sub> E<sub>v</sub>
在第二测量状态下，对于所提到的流动轮廓类型得出以下值：
类型 微分 |E<sub>1</sub>| |E<sub>2</sub>| |
Figure 602974DEST_PATH_IMAGE001
|		 |E<sub>1</sub>-E<sub>2</sub>|
A 0 0 0 1 0
B 偏移量*2 偏移量 偏移量 S<sub>o</sub>/S<sub>u</sub> 偏移量*2
C 0 0 0 1 0
D 偏移量 偏移量 0 S<sub>o</sub>/S<sub>u</sub> 偏移量
E 0 偏移量 偏移量 1 0
F 偏移量 偏移量 0 S<sub>o</sub>/S<sub>u</sub> 偏移量
在所示出的实施例中，例如通过以下算法来完成对流动轮廓的确定：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
只要没有探测出流动轮廓类型A、B、C或者E中的一个，则存在下述流动轮廓，在所述流动轮廓中，一个象限具有比其余三个象限明显更高或者更低的速度（流动轮廓类型D或者F）。
例如，能够使用以下算法来进一步地识别流动轮廓类型：
Figure 294987DEST_PATH_IMAGE003
结果，描写和示出了一种方法，利用所述方法能够位置分辨地（ortsaufgelöst）确定流过测量管的流体的流动轮廓。如果在确定流动速度或者流体的流量时考虑到这一点，则流动速度或者流量的确定的可靠性是特别高的。
附图标记
1 方法
2 磁感应式流量测量设备
3 测量值转换器
4 测量值传感器
5 测量管
6 线圈
7 线圈
8 电极
9 电极
10 参考电极
11 控制和评估单元
12 为第一线圈通电
13 为第二线圈通电
14 磁场
15 测量电压E1
16 测量电压E2
17 比较E1和E2
18 评估电压E1和E2
19 评估第一和第二测量状态的电压E1和E2
20 评估第一和第二以及第三测量状态的电压E1和E2。

Claims (13)

1.用于在磁感应式流量测量设备（2）的测量管（5）中确定流动轮廓的方法（1），其中，所述流量测量设备（2）具有至少一个测量值转换器（3）和至少一个测量值传感器（4），其中，所述测量值传感器（4）具有至少一个测量管（5）、至少一个第一线圈（6）、至少一个第二线圈（7）、至少一个第一电极（8）和至少一个第二电极（9），所述第一线圈用于在所述测量管（5）之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在所述测量管（5）之内产生第二磁场，其中，为了测量在流体中出现的电压，将所述第一电极（8）和所述第二电极（9）布置在所述测量管（5）处，并且其中，所述测量值转换器（3）具有至少一个控制和评估单元（11），
其特征在于，
存在用于产生参考电势的器件（10），并且，所述方法（1）包括以下步骤：
- 以第一励磁电流为用于产生第一磁场的所述第一线圈（6）通电（12），
- 以第二励磁电流为用于产生第二磁场的所述第二线圈（7）通电（13），
- 在所述第一电极（8）处测量（15）相对于所述参考电势的第一电压E1，
- 在所述第二电极（9）处测量（16）相对于所述参考电势的第二电压E2，
- 由所述第一电压测量值E1并且由所述第二电压测量值E2来确定（17、18、19、20）所述流动轮廓的、竖直的和/或水平的不对称性。
2.根据权利要求1所述的方法（1），其特征在于，如此为所述第一线圈（6）和所述第二线圈（7）通电，使得所述第一磁场和所述第二磁场取向相同，并且，由所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2的比较来完成对所述流动轮廓的、水平的不对称性的确定（17、19、20）。
3.根据权利要求1所述的方法（1），其特征在于，在产生取向相同的磁场之前或者之后，交替地或者暂时地如此为所述第一线圈（6）和所述第二线圈（7）通电，使得所述第一和所述第二磁场彼此反向，并且，由所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2来完成对所述流动轮廓的、竖直的不对称性的确定（18、19、20）。
4.根据权利要求1所述的方法（1），其特征在于，在第一测量状态M1中，如此为所述第一线圈（6）和所述第二线圈（7）通电，使得所述第一和所述第二磁场取向相同，并且，至少确定所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2，并且，在第二测量状态M2中，如此为所述第一线圈（6）和所述第二线圈（7）通电，使得所述第一和所述第二磁场彼此反向，并且，至少确定所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2，并且，由在所述第一测量状态M1下所确定的电压测量值E1和E2中和在所述第二测量状态M2下所确定的电压测量值E1和E2，进行对所述竖直的和所述的水平的不对称性的确定（17、18、19、20）。
5.根据权利要求1所述的方法（1），在附加的测量状态下，如此为所述第一线圈（6）和所述第二线圈（7）通电，从而反转每个线圈（6、7）的磁场，并且，确定所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2，并且，在确定（20）所述流动轮廓的、所述竖直和/或水平的不对称性时考虑所述第一电压测量值E1和所述第二电压测量值E2。
6.根据权利要求1所述的方法（1），其特征在于，在考虑不同的测量状态的情况下，在所述评估单元（11）中以不同的电压比的形式储存有多个流动轮廓，所述电压比是在所述第一电极（8）处所测量的电压E1和在所述第二电极（9）处所测量的电压E2之间的电压比，并且，借助关于这些电压比的查询来完成对所述流动轮廓的、竖直和/或水平的不对称性的确定（17、18、19、20）。
7.根据权利要求1所述的方法（1），其特征在于，所述参考电势是地电势。
8.根据权利要求1所述的方法（1），其特征在于，由在取向相同的磁场时测量的电压测量值E1和E2来确定所述流体的流动速度v。
9.用于与磁感应式流量测量设备（2）的测量值传感器（4）连接的测量值转换器（3），包括控制和评估单元（11），
其特征在于，
所述控制和评估单元（11）被构造用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法（1）。
10.磁感应式流量测量设备（2），该流量测量设备具有至少一个测量值转换器（3）和至少一个测量值传感器（3），其中，所述测量值传感器（4）具有至少一个测量管（5）、至少一个第一线圈（6）、至少一个第二线圈（7）、至少一个第一电极（8）和至少一个第二电极（9），所述第一线圈用于在所述测量管（5）之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在所述测量管（5）之内产生第二磁场，其中，为了测量在流体中出现的电压，将所述第一电极（8）和所述第二电极（9）布置在所述测量管（5）处，并且其中，所述测量值转换器（3）具有至少一个控制和评估单元（11），
其特征在于，
存在用于产生参考电势的器件（10），并且，如此构造所述控制和评估单元（11），使得它在运行中由在所述电极（8、9）处测量的电压测量值E1和E2来确定流动轮廓的、竖直的和/或水平的不对称性，其中，分别相对于所述参考电势来测量所述电压测量值E1和E2。
11.根据权利要求10所述的磁感应式流量测量设备（2），其特征在于，所述流量测量设备（2）具有根据权利要求9所述的测量值转换器（3），所述测量值转换器适用于，在运行中执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法（1）。
12.对磁感应式流量测量设备（2）的应用，用于确定流过测量管（5）的流体的流动轮廓，其中，所述流量测量设备（2）具有至少一个测量值转换器（3）和至少一个测量值传感器（4），其中，所述测量值传感器（4）具有至少一个测量管（5）、至少一个第一线圈（6）、至少一个第二线圈（7）、至少一个第一电极（8）和至少一个第二电极（9），所述第一线圈用于在所述测量管（5）之内产生第一磁场，所述第二线圈用于在所述测量管（5）之内产生第二磁场，其中，为了测量在所述流体中出现的电压，将所述第一电极（8）和所述第二电极（9）布置在所述测量管（5）处，并且其中，所述测量值转换器（3）具有至少一个控制和评估单元（11），
其特征在于，
存在用于产生参考电势的器件（10），并且，如此构造所述控制和评估单元（11），使得它在运行中由在所述电极（8、9）处测量的电压测量值E1和E2来确定所述流动轮廓的、竖直的和/或水平的不对称性，其中，分别相对于所述参考电势来测量所述电压测量值E1和E2。
13.根据权利要求12所述的对磁感应式流量测量设备（2）的应用，其特征在于，根据权利要求10或者11来构造所述流量测量设备（2），和/或，所述流量测量设备（2）在运行中执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法（1）。
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