CN112513586B - 振荡传感器或激励器的线圈设备和测量换能器或测量仪器 - Google Patents

振荡传感器或激励器的线圈设备和测量换能器或测量仪器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于测量流过测量传感器或测量仪器的至少一个测量管的介质的密度或质量流量的所述测量传感器(100)或测量仪器(200)的振动传感器(10)或振动生成器(11)的线圈设备(1)，所述线圈设备包括：印刷电路板(2)和至少一个线圈(4)，该线圈被构造用于检测或生成随时间变化的磁场，所述至少一个线圈具有第一线圈端部(4.1)和第二线圈端部(4.2)，其特征在于，所述线圈设备具有四个接触元件(5)，其中：所述印刷电路板具有垂直于侧面延伸的截面平面(SE)，所述截面平面给这些侧面中的每个侧面指定第一侧(S1)和第二侧(S2)；一对接触元件中的一个接触元件被布置在所述第一侧上；并且一对接触元件中的一个接触元件被布置在所述第二侧上。

Description

振荡传感器或激励器的线圈设备和测量换能器或测量仪器
技术领域
本发明涉及一种用于测量流过测量换能器或测量仪器的至少一个测量管的介质的密度或质量流量的所述测量换能器或所述测量仪器的振荡传感器或振荡激励器的线圈设备，以及涉及这样的一种测量换能器和这样的一种测量仪器。
背景技术
DE102015120087A1描述了一种具有线圈设备的测量仪器，该线圈设备具有两个接触元件，以通过电线连接到测量仪器的电子测量/操作电路。这存在缺点，例如在固定线圈设备和在测量管上部分引导电线的情况下，至少一个电线必须经由线圈设备可振荡地导引到接触元件。以这种方式，例如，导体断裂的风险增大。同样地是，不同的电线长度可能是不期望的。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种线圈设备，一种测量换能器和一种测量仪器，使得可以更好地导引用于将线圈设备连接至电子测量/操作电路的电线并且/或者降低电缆断裂的风险。
本发明的用于测量流过测量换能器或测量仪器的至少一个测量管的介质的密度或质量流量的所述测量换能器或所述测量仪器的振荡传感器或振荡激励器的线圈设备，包括：
电路板，所述电路板具有至少一个电路板层，其中，每个电路板层都具有第一面和第二面，所述第二面与所述第一面平面平行，
至少一个线圈，所述至少一个线圈适于记录或产生时变磁场，其中，所述线圈至少部分地通过导电迹线实现，其中，所述线圈被布置在电路板层的所述第一面和/或所述第二面上，
其中，所述至少一个线圈具有第一线圈端部和第二线圈端部，
其中，所述线圈设备具有四个接触元件，其中，第一对接触元件经由第一连接与所述第一线圈端部电连接，并且其中，第二对接触元件经由第二连接与所述第二线圈端部电连接，
其中，所述电路板具有垂直于这些面延伸的切割平面，
其中，所述切割平面将这些面分别划分成第一侧和第二侧，
其中，分别地是，一对接触元件中的一个接触元件被布置在所述第一侧上，并且其中，分别地是，一对接触元件中的一个接触元件被布置在所述第二侧上，
其中，所述线圈设备分别都能够经由电线将第一对和第二对中的至少一个接触元件连接到科里奥利测量仪器的电子测量/操作电路。
在一个实施例中，电路板包括多个电路板层，所述多个电路板层被堆叠起来并经由面与相邻的电路板层相连接。
在一个实施例中，接触元件被布置在至少一个第一面上或者被布置在至少一个第二面上。
因而，所有接触元件在平面图中都是可见的。
在一个实施例中，接触元件关于切割平面对称地布置。
在一个实施例中，电路板的电路板层的总数为Ntotal，其中，Ntotal大于1，
其中，所述电路板具有至少一个槽口，所述至少一个槽口由相关联的接续的一组电路板层的至少一个狭槽实现，其中，属于相关联的组的电路板层的数目小于Ntotal，
其中，属于槽口的接触元件被布置在接触电路板层上，所述接触电路板层在对应的组上接界，其中，接触元件至少部分地形成槽口的底板，
其中，承载接触元件的电路板层至少在该接触元件的区域中未被邻接的电路板层覆盖。
例如，槽口可以至少部分地通过导电块填充，所述导电块适于将电线保持在接触元件上并且改善电线与接触元件之间的电接触。
在一个实施例中，多个电路板层分别都具有线圈，所述线圈分别都具有第一线圈端部，并且分别都具有第二线圈端部，
其中，线圈彼此串联地和/或并联地相互连接起来，
其中，当在第一过孔和第二过孔之间施加电压时，不同电路板层的线圈产生相长干涉磁场。
通过将多个线圈连接在一起，可以提高线圈设备对线圈设备的区域中的磁场变化的灵敏度，并且可以产生更强的磁场。
在一个实施例中，第一线圈端部通过第一过孔相连接，第二线圈端部通过第二过孔相连接。
在一个实施例中，邻接的线圈分别都通过它们的线圈端部中的一个线圈端部连接，其中，分别地是，外部线圈的端部分别都与接触元件相连接。
本发明的用于记录流过测量换能器的至少一个测量管的介质的质量流量或密度的测量仪器的所述测量换能器，包括：
所述至少一个测量管，所述至少一个测量管具有进口和出口，并适于在所述进口和所述出口之间输送所述介质；
至少一个振荡激励器，所述至少一个振荡激励器适于激励所述至少一个测量管以执行振荡；
至少两个振荡传感器，所述至少两个振荡传感器适于记录至少一个测量管的振荡的偏转；
其中，至少一个振荡激励器以及所述振荡传感器分别都具有线圈设备，并且分别都具有磁体设备，其中，所述磁体设备和所述线圈设备能够相对于彼此移动，其中所述线圈设备分别都具有至少一个线圈，并且
其中，振荡激励器或振荡传感器的所述磁体设备和所述线圈设备视情况而定能够适于通过磁场来相互作用，
其中，所述测量换能器具有支撑体，所述支撑体适于保持所述测量管，
其中，所述测量换能器的所述振荡传感器分别都包括本发明的线圈设备。
在一个实施例中，振荡传感器的线圈设备被固定到支撑体。
在一个实施例中，横截面平面将所述至少一个测量管划分成进口侧段和出口侧段，
其中，相对于接触元件的进口侧线圈设备和出口侧线圈设备关于横截面平面对称地镜像布置。
在一个实施例中，测量换能器包括两个歧管，其中，在测量换能器的上游导向侧上的第一歧管适于接收从管道流入到测量换能器中的介质，并将所述介质分配到所述至少一个测量管的所述进口，
其中，第二歧管适于接收从所述至少一个测量管排出的介质并将所述介质引导回管道中。
在一个实施例中，测量换能器包括两个过程连接，尤其是法兰，所述两个过程连接适于将测量换能器与管道相连接。
在一个实施例中，不同振荡传感器的线圈设备的电气直流电阻的差小于线圈设备的电气直流电阻的平均值的3％，尤其是小于2％，优选地是小于1％。
本发明的测量仪器包括：
本发明的测量换能器；
电子测量/操作电路，其中，所述电子测量/操作电路适于操作所述振荡传感器和所述振荡激励器，并通过电连接与所述振荡传感器和所述振荡激励器相连接，
其中，所述至少一个电连接通过电缆引导件被导引到所述电子测量/操作电路，
其中，所述电子测量/操作电路进一步适于确定流量测量值和/或密度测量值，并且
其中，所述测量仪器尤其具有用于容纳所述电子测量/操作电路的电子设备外壳。
附图说明
现在将基于附图中示出的实施例的示例描述本发明，附图中的图示出如下：
图1是具有测量换能器100的测量仪器200。
图2是本发明的线圈设备1。
图3是相对于测量仪器或测量换能器的测量管的本发明的两个线圈设备的布置结构。
具体实施方式
图1示出了具有测量换能器100的测量仪器200，其中，测量换能器具有被测量换能器的支撑体120保持的两个测量管110。测量管与歧管130连通，因而在进口侧与第一歧管131连通，并在出口侧与第二歧管132连通，其中，歧管131适于接收从管道(未示出)流入到测量换能器中的介质，并将介质均匀地分配到测量管中。对应地是，第二歧管132适于接收从测量管排出的介质，并将介质输送回管道中。在这种情况下，测量换能器经由过程连接140(尤其是法兰)与管道连接。测量换能器包括振荡激励器11，该振荡激励器11适于激励测量管来振荡。作为补充，测量换能器包括两个振荡传感器10，该两个振荡传感器10适于记录测量管的振荡。在这种情况下，本领域技术人员不限于这里示出的测量管、振荡激励器和振荡传感器的数目。在这方面，这里示出的实施例是作为示例的。
测量仪器包括电子测量/操作电路210，该电子测量/操作电路210适于操作振荡激励器以及振荡传感器，并且计算和输出介质的质量流量和/或密度测量值。在这种情况下，电子测量/操作电路通过电连接220与振荡传感器以及振荡激励器相连接。测量仪器包括电子设备外壳230，在其中布置有电子测量/操作电路。为了确定质量流量，测量仪器利用流过测量管的介质的科里奥利效应(Coriolis effect)，其中，流动会特性地影响测量管的振荡。
图2示出了具有电路板2的本发明的线圈设备1的平面图，该电路板2具有多个电路板层3，电路板层3分别都包括第一面3.1和第二面3.2。诸如这里所示，具有第一线圈端部4.1和第二线圈端部4.2的线圈4以导电迹线4.3的形式施加在第一面3.1上。线圈设备包括四个接触元件5，该四个接触元件5形成第一对接触元件5.1和第二对接触元件5.2。在这种情况下，第一对接触元件通过第一连接8.1与第一线圈端部4.1连接，并且在这种情况下，第二对接触元件通过第二连接8.2与第二线圈端部4.2连接。在这种情况下，一对接触元件分别都被布置在切割平面SE的不同侧上，因而被布置在第一侧S1上和第二侧S2上，以便与电子测量/操作电路的电连接可单边地连接到线圈设备，因而经由第一侧或经由第二侧连接。以这种方式，可以安全地构造对电连接的导引，所以可以避免电线断裂和不同的电缆长度。
如图2中所示，电路板3可以具有多个电路板层，其中，多个电路板层分别都具有线圈。在这种情况下，多个电路板层的线圈通过过孔7.1、7.2连接起来，使得不同电路板层的线圈在过孔之间施加电压时产生相长干涉(constructively interfering)的磁场。例如，诸如这里所示，第一过孔7.1可以将不同线圈的第一线圈端部4.1连接在一起，并且第二过孔7.2可以将第二线圈端部4.2连接在一起。这对应于形成不同线圈的并联电路。
可替代地是，可以经由邻接的线圈端部将邻接的线圈连接在一起，其中，外部线圈的第一线圈端部与第一连接8.1相连接，并且其中，附加的外部线圈的第二线圈端部与第二连接8.2相连接，并且其中，邻接的线圈端部经由过孔连接。这将对应于不同线圈的串联连接。
接触元件可以被布置在槽口6中，例如，诸如这里在侧视图SA1中示出的那样，槽口6由相关联的电路板组3.3的狭槽6.1实现。在不同接触元件的情况下，形成槽口的整体组可以是不同的。不一定所有的接触元件都被布置在一块电路板上。代替狭槽6.1，电路板层也可以相对于至少一个邻接的电路板层具有减小的尺寸，使得接触元件不被减小尺寸的电路板层覆盖。
图3示出了具有两个振荡传感器10的测量仪器的测量管110的侧视图，参见图2，如从侧视图SA2中所见，振荡传感器10分别都包括本发明的线圈设备1，其中，线圈设备1在一种情况下通过支架H与测量管110相连接，并且该线圈设备1适于跟随该测量管110的振荡移动，诸如在进口侧段EA中所示的那样，或者线圈设备分别都通过支架H机械地与支撑体120相连接，诸如出口侧段AA所示的那样。横截面平面QE将该至少一个测量管划分成进口侧段EA以及出口侧段AA。在将线圈设备布置在测量管上的情况下，根据本发明的接触元件的布置结构允许电连接220连接到线圈设备的朝向测量管的一侧。因而，如虚线所示，可以省去现有技术中所需要的将电线连接到线圈设备的背对测量管的一侧。通过防止电连接的可振荡弯曲，例如，避免了电连接和接触元件之间的接触断开的风险。诸如这里所示，磁体设备9被安装于在视图中被所示的测量管隐藏起来的第二测量管上，并且该磁体设备9适于跟随该第二测量管的振荡移动，在测量操作中经由电磁场与相关联的线圈设备相互作用。因而，在对置的测量管振荡的情况下，能够通过在线圈中感应出的电压来记录振荡。
在将线圈设备固定到支撑体的情况下，可以沿着支撑体导引电连接。在这种情况下，本发明的布置结构使得能够实现从接触元件等长的电连接，以及对电连接相等的导引。
可替代地是，测量换能器可以具有例如仅仅一个测量管，其中，传感器的磁体设备例如固定到该测量管，并且相关联的线圈设备固定到支撑体，或者反之亦然。同样地是，测量换能器可以具有多于两个的测量管。本领域技术人员可以根据他们的要求来调适线圈设备。
诸如这里所示，该至少一个测量管可以具有至少一个弯曲部或者也可以沿直线延伸。线圈设备的可应用性与测量管的几何形状无关。
附图标记列表
1 线圈设备
2 电路板
3 电路板层
3.1 第一面
3.2 第二面
3.3 整体组
4 线圈
4.1 第一线圈端部
4.2 第二线圈端部
4.3 导电迹线
5 接触元件
5.1 第一对接触元件
5.2 第二对接触元件
6 槽口
6.1 狭槽
7.1 第一过孔
7.2 第二过孔
8.1 第一连接
8.2 第二连接
9 磁体设备
10 振荡传感器
11 振荡激励器
100 测量换能器
110 测量管
111 进口
112 出口
120 支撑体
130 歧管
131 第一歧管
132 第二歧管
140 过程连接
141 法兰
200 测量仪器
210 电子测量/操作电路
220 电连接
230 电子设备外壳
SE 切割平面
S1 第一侧
S2 第二侧
QE 横截面平面
EA 进口侧段
AA 出口侧段
H 支架

Claims (19)

1.一种用于测量流过测量换能器或测量仪器的至少一个测量管的介质的密度或质量流量的所述测量换能器(100)或所述测量仪器(200)的振荡传感器(10)或振荡激励器(11)的线圈设备(1)，包括：
电路板(2)，所述电路板(2)具有至少一个电路板层(3)，其中，每个电路板层都具有第一面(3.1)和第二面(3.2)，所述第二面(3.2)与所述第一面平面平行，
至少一个线圈(4)，所述至少一个线圈(4)适于记录或产生时变磁场，其中，所述线圈至少部分地通过导电迹线(4.3)实现，其中，所述线圈被布置在电路板层的所述第一面和/或所述第二面上，
其中，所述至少一个线圈分别都具有第一线圈端部(4.1)，并且分别都具有第二线圈端部(4.2)，
其特征在于，所述线圈设备具有四个接触元件(5)，其中，第一对接触元件(5.1)经由第一连接与第一线圈端部电连接，并且其中，第二对接触元件经由第二连接与第二线圈端部电连接，
其中，所述电路板具有垂直于所述第一面和第二面延伸的切割平面(SE)，
其中，所述切割平面将所述第一面和第二面分别划分成第一侧(S1)和第二侧(S2)，
其中，分别地是，一对接触元件中的一个接触元件被布置在所述第一侧上，并且其中，分别地是，一对接触元件中的一个接触元件被布置在所述第二侧上，
其中，所述线圈设备分别都能够通过所述第一对和所述第二对中的至少一个接触元件连接到所述测量仪器(200)的电子测量/操作电路(210)。
2.根据权利要求1所述的线圈设备，
其中，所述电路板包括多个电路板层，所述电路板层被堆叠起来并经由第一面和第二面与相邻的电路板层相连接。
3.根据权利要求1或2所述的线圈设备，
其中，所述接触元件被布置在至少一个第一面上或者布置在至少一个第二面上。
4.根据权利要求1或2所述的线圈设备，
其中，所述接触元件关于所述切割平面对称地布置。
5.根据权利要求2所述的线圈设备，
其中，所述电路板的电路板层的总数为Ntotal，其中，Ntotal大于1，
其中，所述电路板具有至少一个槽口(6)，所述至少一个槽口(6)由相关联的接续的一组(3.3)电路板层的至少一个狭槽(6.1)实现，其中，属于所述相关联的组的电路板层的数目小于Ntotal，
其中，属于槽口的接触元件被布置在接触电路板层上，所述接触电路板层在对应的组上接界，其中，所述接触元件至少部分地形成所述槽口的底板，
其中，承载所述接触元件的所述电路板层至少在所述接触元件的区域中未被邻接的电路板层覆盖。
6.根据权利要求5所述的线圈设备，
其中，多个电路板层(3)分别都具有线圈，所述线圈分别都具有第一线圈端部，并且分别都具有第二线圈端部，
其中，所述线圈彼此串联地和/或并联地相互连接，
其中，当在第一过孔和第二过孔之间施加电压时，不同电路板层的所述线圈产生相长干涉磁场。
7.根据权利要求6所述的线圈设备，
其中，所述第一线圈端部通过第一过孔(7.1)相连接，并且其中，所述第二线圈端部通过第二过孔(7.2)相连接。
8.根据权利要求6所述的线圈设备，
其中，邻接的线圈分别都通过它们的线圈端部中的一个线圈端部相连接，其中，分别地是，外部线圈的端部分别都与接触元件相连接。
9.一种测量仪器(200)的测量换能器(100)，用于记录流过所述测量换能器的至少一个测量管(110)的介质的质量流量或密度，包括：
所述至少一个测量管，所述至少一个测量管具有进口(111)和出口(112)，并适于在进口和出口之间输送所述介质；
至少一个振荡激励器(11)，所述至少一个振荡激励器(11)适于激励所述至少一个测量管，以执行振荡；
至少两个振荡传感器(10)，所述至少两个振荡传感器(10)适于记录至少一个测量管的振荡的偏转；
其中，至少一个振荡激励器以及所述振荡传感器分别都具有线圈设备，并且分别都具有磁体设备(8)，其中，所述磁体设备和所述线圈设备能够相对于彼此移动，其中所述线圈设备分别都具有至少一个线圈，并且
其中，振荡激励器或振荡传感器的所述磁体设备和所述线圈设备视情况而定能够适于通过磁场而相互作用，
其中，所述测量换能器具有支撑体(120)，所述支撑体(120)适于保持所述测量管，
其特征在于，所述振荡传感器分别都包括根据权利要求1至8中的一项所述的线圈设备。
10.根据权利要求9所述的测量换能器，
其中，所述振荡传感器的所述线圈设备(1)被固定到所述支撑体。
11.根据权利要求9或10所述的测量换能器，
其中，横截面平面(QE)将所述至少一个测量管划分成进口侧段(EA)和出口侧段(AA)，
其中，相对于所述接触元件的进口侧线圈设备和出口侧线圈设备关于所述横截面平面对称地镜像布置。
12.根据权利要求9或10所述的测量换能器，
其中，所述测量换能器具有两个歧管(130)，其中，在所述测量换能器的上游导向侧上的第一歧管(131)适于接收从管道流入到所述测量换能器中的介质，并适于将所述介质分配到所述至少一个测量管的所述进口，
其中，第二歧管(132)适于接收从所述至少一个测量管排出的介质并将所述介质引导回所述管道中。
13.根据权利要求9或10所述的测量换能器，
其中，所述测量换能器包括两个过程连接(140)，所述两个过程连接适于将所述测量换能器与管道相连接。
14.根据权利要求13所述的测量换能器，
其中，所述测量换能器包括法兰(141)。
15.根据权利要求9或10所述的测量换能器，
其中，不同振荡传感器的所述线圈设备的电气直流电阻的差小于所述线圈设备的所述电气直流电阻的平均值的3％。
16.根据权利要求9或10所述的测量换能器，
其中，不同振荡传感器的所述线圈设备的电气直流电阻的差小于所述线圈设备的所述电气直流电阻的平均值的2％。
17.根据权利要求9或10所述的测量换能器，
其中，不同振荡传感器的所述线圈设备的电气直流电阻的差小于所述线圈设备的所述电气直流电阻的平均值的1％。
18.一种测量仪器(200)，包括：
根据权利要求9至17中的一项所述的测量换能器；
电子测量/操作电路(210)，其中，所述电子测量/操作电路适于操作所述振荡传感器和所述振荡激励器，并通过电连接与所述振荡传感器和所述振荡激励器相连接，
其中，所述至少一个电连接(220)被导引到所述电子测量/操作电路，
其中，所述电子测量/操作电路进一步适于确定流量测量值和/或密度测量值。
19.根据权利要求18所述的测量仪器(200)，其中，所述测量仪器具有用于容纳所述电子测量/操作电路的电子设备外壳(230)。
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