CN113597539B - 科里奥利测量换能器和科里奥利测量设备 - Google Patents
科里奥利测量换能器和科里奥利测量设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种科里奥利测量设备(1)的科里奥利测量换能器(10)，包括：至少一个测量管(11)；至少一个激励器(12)；至少两个传感器(13)，其中：至少一个激励器和/或至少一个传感器具有线圈设备(14)和磁铁设备(15)；磁体设备具有保持器(15.1)、至少第一磁体组(15.21)和至少第二磁体组(15.22)；保持器具有主体(15.3)，该主体具有主体纵向轴线、第一端(15.31)和第二端(15.32)；第一端具有端面(15.311)，其特征在于，该主体具有三个狭槽(15.4)，中心狭槽(15.41)通过相应的中间壁(15.51)与外部狭槽(15.42)分离，每个中间壁具有开口(15.6)，第一磁体组被布置在第一开口中，并且第二磁体组被布置在第二开口中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于记录流过至少一个测量管的介质的质量流量或密度的科里奥利测量设备的科里奥利测量换能器，以及一种具有这种科里奥利测量换能器的科里奥利测量设备。
背景技术
用于测量流过测量设备的测量管的介质的质量流量或密度的科里奥利测量设备在现有技术中是已知的。如DE102015120087A1中所公开的那样，作为示例，用于记录测量管振荡的传感器或用于产生测量管振荡的激励器可以包括平面线圈和围绕平面线圈的U形磁场产生元件。
在这种磁场产生元件中不利的是磁区域的存在，该磁区域具有到没有磁场的空间区域的不清晰的过渡部。这导致传感器的较低的灵敏度。
替代性地，也可以使用具有空间限定磁场的磁体。然而，在这种情况下，磁体的简单、稳固和准确的安置是具有挑战性的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种科里奥利测量换能器以及一种科里奥利测量设备，在这种情况下，实现了磁体的这种安置。
该目的通过根据本发明的科里奥利测量换能器以及根据本发明的科里奥利测量设备来实现。
用于记录流过至少一个测量管的介质的质量流量或密度的科里奥利测量设备的本发明的科里奥利测量换能器包括：
至少一个测量管，所述至少一个测量管具有入口和出口，并且适于在入口和出口之间输送介质；
支撑主体，该支撑主体适于保持所述至少一个测量管，
至少一个激励器，所述至少一个激励器适于激励所述至少一个测量管以执行振荡；
至少两个传感器，所述至少两个传感器适于记录所述至少一个测量管的振荡；
其中，至少一个激励器和/或至少一个传感器在每种情况下具有线圈设备以及在每种情况下具有磁体设备，该线圈设备在每种情况下具有至少一个线圈，其中磁体设备和线圈设备相对于彼此可移动，
其中，所述磁体设备具有保持器以及具有至少一个磁体的至少第一磁体组和具有至少一个磁体的至少第二磁体组，
其中，保持器具有主体，该主体具有主体长度轴线以及第一端和第二端，其中第一端具有端面，
其中，主体具有三个凹部，所述三个凹部彼此平行且垂直于端面延伸，其中中心凹部通过中间壁与外部凹部分离，
其中，每个中间壁具有开口，其中开口跨过中心凹部处于彼此相对，
其中，线圈设备被至少部分地布置在中心凹部中，并且其中第一磁体组被布置在第一开口中，并且其中第二磁体组被布置在第二开口中。
在此提出的保持器可以通过铣削特别容易且成本有效地生产，并且能够将磁体组精确且稳固地定位在开口中。
在实施例中，开口从端面延伸。
在实施例中，磁体组通过粘合剂被保持在其开口中，其中粘合剂尤其是陶瓷粘合剂。
在实施例中，每个磁体组包括两个磁体和至少一个导磁的、尤其是铁磁的桥接元件，
其中，两个磁体的磁场相反定向，并且其中桥接元件适于引导两个磁体的磁场的磁力线并将它们聚集在一起，
其中，磁体与桥接元件机械接触，
其中，不同磁体组的相对放置的磁体的磁场相同地指向，并且
其中，桥接元件被布置在磁体组的背离相应的另一磁体组的侧部上。
在实施例中，至少一个线圈包括中心区域和围绕中心区域的绕组区域，
其中，在至少一个测量管的搁置状态下，投影到横截面平面上的磁体组中的磁体之间的边界至少部分地位于中心区域中，并且
其中，磁体组中的磁体被在振荡方向上一个接一个地布置。
在实施例中，保持器由非磁性材料(例如不锈钢(例如316L或SS420)或者铝、铜、钛或塑料)制成，并且尤其具有小于8g/cm^3的质量密度。
在实施例中，保持器可固定到测量管或可固定到锚固件。
在实施例中，外部凹部由外壁界定，
其中每个磁体组由相关联的外壁支撑。
在实施例中，激励器的线圈适于向其磁体设备供应力，并且其中传感器的磁体设备适于在其线圈设备的线圈中感应电压。
在实施例中，测量换能器包括两个歧管，其中，第一歧管适于在测量换能器的上游侧上接收从管道进入测量换能器中的介质，并将该介质输送到至少一个测量管的入口，
其中，第二歧管适于接收从至少一个测量管的出口流出的介质，并将该介质输送回管道中。
在实施例中，测量换能器包括两个过程连接器，尤其是法兰，所述两个过程连接器适于将测量换能器与管道连接。
在实施例中，磁体设备与其测量管机械连接，并且其中线圈设备相对于入口和出口以平移的方式和以旋转的方式固定。
在实施例中，测量换能器具有一个测量管，
其中，传感器或激励器的保持器/线圈设备在每种情况下固定到测量管，并且
其中，传感器或激励器的线圈设备/保持器在每种情况下固定到支撑主体，或者
其中，传感器具有测量管对，其中传感器或激励器的保持器/线圈设备在每种情况下固定到第一测量管，并且线圈设备/保持器在每种情况下固定到第二测量管。
在实施例中，测量换能器具有两个测量管对。
本发明的科里奥利测量设备包括：
如前述实施例中的一项所阐述的科里奥利测量换能器；
电子测量/操作电路，其中电子测量/操作电路适于操作激励器以及传感器，
其中，电子测量/操作电路还适于确定流量测量值和/或密度测量值，并且
其中，测量设备尤其具有用于容纳电子测量/操作电路的电子外壳。
附图说明
现在将基于附图中呈现的实施例的示例来描述本发明，附图中的图如下示出：
图1示出具有本发明的科里奥利测量换能器的示例的科里奥利测量设备1。
图2的a)至c)作为示例示出用于磁体设备的本发明的保持器的视图。
图3示出带有本发明的保持器的示例的磁体设备的侧视图。
图4示意性地示出在测量管的搁置状态下磁体组相对于线圈的布置。
图5作为示例示出图2的a)至c)的保持器的透视图。
具体实施方式
图1作为示例示出了具有本发明的科里奥利测量换能器10的示例的本发明的科里奥利测量设备1。测量换能器包括支撑主体20和两个测量管，该两个测量管中的每一个具有入口11.1和出口11.2。另外，测量换能器包括用于激励测量管振荡的激励器12和用于记录测量管振荡的两个传感器13。科里奥利测量设备还包括电子外壳80，电子测量/操作电路77布置在该电子外壳中，该电子测量/操作电路适于操作激励器以及传感器，并提供流过测量管的介质的测量值。激励器以及传感器通过电连接件24与电子测量/操作电路77连接。
诸如在这种情况下所示，测量换能器可以具有两个歧管17，其中测量换能器的上游侧上的第一歧管17.1适于接收从管道进入测量换能器的介质，并将该介质输送到至少一个测量管的入口，其中第二歧管17.2适于接收从所述至少一个测量管的出口流出的介质，并将该介质输送回管道中。
测量换能器诸如在这种情况下所示通常具有两个过程连接器18，尤其是法兰18.1，该两个过程连接器适于将测量换能器与管道连接。
在此示出的实施例是作为示例。因此，测量换能器也可以例如只有一个测量管或多于两个测量管。
图2的a)示出了用于磁体设备15的本发明的保持器15.1的示例的侧视图，其中保持器包括具有三个凹部15.4的主体15.3，所述三个凹部彼此平行且垂直于端面15.311延伸，其中中心凹部15.41分别通过中间壁15.51分别与外部凹部15.42分离。
端面布置在主体的第一端15.31处。主体可以通过与第一端相反的第二端15.32固定到测量管或锚固件。合适的固定方式例如是粘接、焊接或螺纹连接组件(未示出)。
图2的b)示出了主体的中间壁15.51的纵向截面。中间壁15.51分别具有开口15.6，该开口尤其在这种情况下所示从端面15.311延伸。
图2的c)示出了主体的端面15.311的平面图。在这个视图中可看到隔板的开口15.6。在这种情况下，显而易见的是凹部和开口可以通过铣削特别容易和精确地切入到主体中。因此，可以避免由于有限的铣头直径而在铣削的情况下可能发生的在端部上的倒圆部，并且可以制造精确限定的端部。
图3示出了磁体设备的侧视图，该磁体设备包括图2的a)至c)中示出的保持器15.1，第一磁体组15.21和第二磁体组15.22被引入到该保持器中。两个磁体组分别具有第一磁体15.211/15.221和第二磁体15.212/15.222，其中特定磁体组的两个磁体的磁场相反定向。不同磁体组的相对磁体具有相同的磁场定向。以这样的方式，在第一磁体和第二磁体之间出现尖锐的磁场边缘。在面向磁体组的磁体背面的外壁15.52上，布置了磁路桥接元件15.7，尤其是铁磁路桥接元件，其适于闭合属于相关磁体组的磁体的磁力线，并且因此提供更高的磁通量。
磁体组在这种情况下布置在中间壁15.51的开口中。优选地，磁体组的几何尺寸及其开口的几何尺寸彼此匹配，使得磁体组由空腔的边界固定而在三个侧部上无明显游隙。在这种情况下，具有桥接元件的磁体组也接触其外壁15.52。以这样的方式，磁体组可以被安全和精确地定位。在这种情况下，磁体组分别通过粘合剂保持在其开口中，其中粘合剂尤其是陶瓷粘合剂。
主体优选地由非磁性或几乎非磁性的并且尤其是3D可印刷的材料(诸如不锈钢、铝、陶瓷或塑料)制成。
图3中指示的是线圈设备14的定位以及由测量管振荡引起的相对移动的方向。这方面的进一步详述在图4的描述中提供。
除了在这种情况下如所示的那样以外，磁体设备还可以具有磁体组，其中每个磁体组仅具有一个磁体。
图4示出了具有两个磁体15.211/15.212的第一磁体组相对于具有线圈14.1的线圈设备14的定位。线圈包括中心区域14.11和围绕中心区域的绕组区域。在至少一个测量管的搁置状态下，投影到横截面平面上的磁体组的磁体之间的边界优选地至少近似位于中心区域的中心。
优选地，线圈的中心区域在由测量管振荡引起的相对移动的方向上具有大于测量管典型的振荡幅值并且小于典型振荡幅值的两倍的限度。
在这种情况下，磁体之间的边界优选地垂直于相对移动的方向延伸。线圈和磁体设备之间的相对移动在线圈中引起强烈的电压感应。
在单管科里奥利测量换能器的情况下，传感器或激励器的保持器15.1优选地布置在测量管上，并且传感器或激励器的线圈设备优选地通过固定装置布置在支撑主体20上。
在双管科里奥利测量换能器的情况下，传感器或激励器的保持器优选地固定到第一测量管，并且传感器或激励器的线圈设备优选地固定到第二测量管。
图5示出了具有端面15.311和凹部15.4的图2的a)至c)的主体15.3的透视图，凹部15.4通过中间壁15.51彼此分离。中间壁具有开口15.6，磁体组可定位在该开口中，诸如上文所述。
附图标记列表
1 科里奥利测量设备
10 科里奥利测量换能器
11 测量管
11.1 入口
11.2 出口
12 激励器
13 传感器
14 线圈设备
14.1 线圈
14.11中心区域
14.12绕组区域
15磁体设备
15.1 保持器
15.21 第一磁体组
15.211/15.212磁体
15.22第二磁体组
15.221/15.222磁体
15.3 主体
15.31 第一端
15.311 端面
15.32 第二端
15.4 凹部
15.41中心凹部
15.42 外部凹部
15.51 中间壁
15.52 外壁
15.6 开口
15.7 磁路桥接元件
17 歧管
17.1 第一歧管
17.2 第二歧管
18过程连接器
18.1 法兰
20 支撑主体
77电子测量/操作电路
80电子外壳
Claims (20)
1.一种用于记录流过至少一个测量管的介质的质量流量或密度的科里奥利测量设备(1)的科里奥利测量换能器(10)，包括：
所述至少一个测量管(11)，所述至少一个测量管具有入口(11.1)和出口(11.2)并且适于在入口和出口之间输送所述介质；
支撑主体(20)，所述支撑主体适于保持所述至少一个测量管，
至少一个激励器(12)，所述至少一个激励器适于激励所述至少一个测量管以执行振荡；
至少两个传感器(13)，所述至少两个传感器适于记录所述至少一个测量管的振荡；
其中，至少一个激励器和/或至少一个传感器在每种情况下具有线圈设备(14)以及在每种情况下具有磁体设备(15)，所述线圈设备在每种情况下具有至少一个线圈(14.1)，其中所述磁体设备和所述线圈设备相对于彼此能够移动，
其中，所述磁体设备具有保持器(15.1)以及具有至少一个磁体(15.211、15.212)的至少第一磁体组(15.21)和具有至少一个磁体(15.221、15.222)的至少第二磁体组(15.22)，
其中，所述保持器具有主体(15.3)，所述主体具有主体长度轴线以及第一端(15.31)和第二端(15.32)，其中所述第一端具有端面(15.311)，
其特征在于，
所述主体具有三个凹部(15.4)，所述三个凹部彼此平行且垂直于所述端面延伸，其中中心凹部(15.41)通过中间壁(15.51)与外部凹部(15.42)分离，
其中，每个中间壁具有开口(15.6)，其中所述开口跨过所述中心凹部处于彼此相对，
其中，所述线圈设备被至少部分地布置在所述中心凹部中，并且其中所述第一磁体组被布置在一个开口中，并且其中所述第二磁体组被布置在另一开口中。
2.如权利要求1所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述开口从所述端面(15.311)延伸。
3.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述磁体组通过粘合剂被保持在其开口中。
4.如权利要求3所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述粘合剂是陶瓷粘合剂。
5.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，每个磁体组(15.21、15.22)包括两个磁体(15.211、15.212、15.221、15.222)和至少一个导磁的桥接元件(15.7)，
其中，所述两个磁体的磁场相反定向，并且其中所述桥接元件适于引导所述两个磁体的磁场的磁力线并将所述磁力线聚集在一起，
其中，所述磁体与所述桥接元件机械接触，
其中，不同磁体组的相对放置的磁体的磁场相同地指向，并且
其中，所述桥接元件被布置在所述磁体组的背离相应的另一磁体组的侧部上。
6.如权利要求5所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述至少一个导磁的桥接元件是至少一个铁磁的桥接元件。
7.如权利要求5所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述至少一个线圈(14.1)包括中心区域(14.11)和围绕所述中心区域的绕组区域(14.12)，
其中，在所述至少一个测量管的搁置状态下，投影到横截面平面上的磁体组中的磁体之间的边界至少部分地位于所述中心区域中，并且
其中，磁体组中的磁体被在振荡方向上一个接一个地布置。
8.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述保持器由非磁性材料制成。
9.如权利要求8所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述保持器由不锈钢或铝或塑料制成。
10.如权利要求8所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述保持器具有小于8g/cm^3的质量密度。
11.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述保持器能够固定到测量管或能够固定到锚固件。
12.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述外部凹部由外壁(15.52)界定，
其中，每个磁体组由相关联的外壁支撑。
13.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，激励器的线圈适于向其磁体设备供应力，并且其中传感器的磁体设备适于在其线圈设备的线圈中感应电压。
14.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述测量换能器包括两个歧管(17)，其中第一歧管(17.1)适于在所述测量换能器的上游侧上接收从管道进入所述测量换能器中的介质，并将所述介质输送到所述至少一个测量管的入口，
其中，第二歧管(17.2)适于接收从所述至少一个测量管的出口流出的介质，并将所述介质输送回所述管道中。
15.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述测量换能器包括两个过程连接器(18)，所述两个过程连接器适于将所述测量换能器与管道连接。
16.如权利要求15所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述两个过程连接器(18)是法兰(18.1)。
17.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述磁体设备与其测量管机械连接，并且其中所述线圈设备相对于所述入口和所述出口以平移的方式和以旋转的方式固定。
18.如权利要求1或2所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述测量换能器具有一个测量管，
其中，所述传感器或激励器的所述保持器/所述线圈设备在每种情况下固定到所述测量管，并且
其中，所述传感器或激励器的所述线圈设备/所述保持器在每种情况下固定到所述支撑主体，或者
其中，所述传感器具有测量管对，其中所述传感器或激励器的所述保持器/所述线圈设备在每种情况下固定到第一测量管，并且所述线圈设备/所述保持器在每种情况下固定到第二测量管。
19.如权利要求18所述的科里奥利测量换能器，
其中，所述测量换能器具有两个测量管对。
20.一种科里奥利测量设备(1)，包括：
如前述权利要求之一所述的科里奥利测量换能器(10)；
电子测量/操作电路(77)，其中所述电子测量/操作电路适于操作所述激励器以及所述传感器，
其中，所述电子测量/操作电路还适于确定流量测量值和/或密度测量值，并且
其中，所述测量设备具有用于容纳所述电子测量/操作电路的电子外壳(80)。
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