CN115485528A - 用于确定料位的磁感应流量测量设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁感应流量测量设备、特别是磁感应流量测量探头，包括：壳体(2)；至少一个测量电极(3、4)，其用于与介质形成电接触并用于分接介质中的感应电压；用于生成磁场的设备，其中该设备被布置在壳体(2)中，其中该设备包括场引导组件(5)和线圈装置(6)，其中，场引导组件(5)用作传感器电极，用于电容性地确定和/或监测至少一个过程变量、特别是管线或测量管中的介质的料位。本发明还涉及一种使用根据本发明的磁感应流量测量设备来确定测量管或管线中的介质的料位的方法。

Description

用于确定料位的磁感应流量测量设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定测量管或管线中的可流动介质的与流速相关的被测变量的磁感应流量测量设备，并且涉及一种用于确定测量管或管线中的介质的料位的方法。

背景技术

磁感应流量测量设备包括基于法拉第电磁感应定律检测介质相对于计量表的流量相关的被测变量的计量表。磁感应流量测量设备包括，例如，要被监测的介质流过的磁感应流量计和/或在管线中使用并且介质流过的磁感应流量测量探头。

磁感应流量计包括用于引导可流动介质的测量管，并且被用于确定进入过程管线的介质的流量和体积流量。磁感应流量计具有用于生成磁场的设备，该设备生成垂直于流动介质的流动方向穿过测量管的磁场。为此目的，通常使用单独的线圈，它们一起形成线圈装置。为了实现均匀占主导的磁场，除了线圈芯之外还形成了极靴并且被附接，使得磁场线基本上垂直于测量管的横轴或平行于竖轴在整个管截面上延伸。附接到测量管侧表面的测量电极装置分接电测量电压或电势差，该电势差垂直于流动方向和磁场被感应，并且当导电介质在磁场被施加时的流动方向上流动时产生。因为根据法拉第感应定律，分接的测量电压取决于流动介质的速度、流量u，并且借助已知的管道截面，体积流量V能够从感应测量中确定电压U。

与包括用于利用用于生成穿透测量管的磁场的附接设备和测量电极传导介质的测量管的磁感应流量计相比，磁感应流量测量探头以其通常为圆柱形的壳体插入到管线的侧向开口并以流体密封的方式被固定。不再需要特殊的测量管。在介绍中提到的测量管侧表面上的测量电极装置和线圈装置被省略，并由用于生成磁场的设备代替，该设备被布置在壳体内部并直接靠近测量电极，并且被设计成使得所生成的磁场的磁场线的对称轴与正面或测量电极之间的面垂直相交。在现有技术中，已经存在多种不同的磁感应流量测量探头。

例如，EP 0 892 251 A1教导了一种磁感应流量测量探头，其具有设计为球形帽的前板和被推到用作线圈载体的圆柱形线圈芯上的线圈。迄今为止，还没有已知被设计用于检测管线的完全和/或部分填充的磁感应流量测量探头。相反，这种功能在磁感应流量计中是已知的。

例如，WO 2014/053324 A2教导了一种具有料位监测系统的磁感应流量计，除了部分填充和完全填充之间的区别之外，该系统允许使用集成在料位电极中的温度传感器确定介质温度，同时其特点是结构紧凑。为了监测料位，确定料位监测电极和参考电极或测量电极之间的介质的电导率。为此目的，料位监测电极需要与要被传导的介质形成电接触。这是不利的，因此必须在测量管中设置用于料位监测电极的附加开口，并且料位监测电极因此在没有保护的情况下被暴露于可能磨蚀和腐蚀的介质中。

从DE 196 15 140 A1已知一种用于确定测量管中的料位的设备，该设备被配置为使用附接到测量管的外表面的两个电容器板来确定取决于介质的介电常数和填充高度的电容，并根据所确定的电容确定填充高度。

DE 10 2012 006 891 A1教导了一种磁感应流量计，其除了与流速相关的被测变量之外还确定填充程度。为此目的，它具有附加的磁场生成设备，该设备生成磁场，该磁场的磁场线平行于测量管的纵轴延伸。由带状测量电极上的附加磁场引起的测量电压是介质的料位的量度。

发明内容

本发明的目的是提供一种替代的磁感应流量测量设备，该设备适用于提供关于介质的料位的信息。

另外，本发明的目的是提供一种用于磁感应流量测量设备的可替代方法，利用该方法能够确定介质的料位。

该目的通过根据权利要求1所述的磁感应流量测量设备和根据权利要求11所述的用于确定料位的方法来实现。

根据本发明的用于确定测量管中或管线中的可流动介质的、与流速相关的被测变量的磁感应流量测量设备包括：

-壳体；

-用于分接在介质中感应的电压的设备、特别是用于与该介质形成电接触的至少一个测量电极；

-用于生成磁场的设备，

其中，该设备被布置在壳体中，

其中，该设备包括场引导组件和线圈装置，

其中，该场引导组件用作传感器电极，其用于电容性地确定和/或监测至少一个过程变量、特别是管线或测量管中的介质的料位。

场引导组件用于放大和引导由线圈装置生成的磁场。它包括布置在线圈装置的线圈中的至少一个场引导体，诸如线圈芯。另外，经常使用极靴，其用于确保当磁场的磁场线离开线圈芯时，它们在测量管或管线的尽可能大的截面积上平行延伸。另外，已知磁感应流量测量设备，其中使用场返回体以便以受控方式将所生成的磁场引导回线圈芯。场引导体可以是单片的或部分单片的。例如，已知将线圈芯和极靴形成一体，其中延伸穿过线圈的开口的部分被称为线圈芯，并且在线圈和壳体壁或测量管壁之间沿介质方向延伸的部分称为被极靴。场引导体的各个部件通常包括软磁材料。根据本发明，导电材料被用于场引导体。

电容式料位计量表是已知的，其从所确定的电容或电容变化开始确定容器中的介质的料位。为此目的，电容式料位计量表具有传感器电极，该传感器电极与导电的反电极一起被布置在具有电绝缘壁的壳体中，其通常是容器的金属壁，形成电容器。在使用导电介质的应用和使用非导电介质的应用之间进行区分。与反电极电接触的导电介质承担反电极的电势，使得电场基本上形成在壳体的电绝缘壁中。如果非导电介质位于传感器电极和反电极之间，则在介质中形成电场，由此介质的介电常数对所确定的电容有显著影响。

基于电容测量原理的计量表本身在现有技术中是已知的，并且由申请人以多种不同的设计生产并且例如以名称Liquicap、Solicap或Liquipoint出售。电容式计量表通常具有大致圆柱形的壳体，该壳体具有至少一个传感器电极，该传感器电极能够至少部分地被引入容器或管线中。一方面，垂直延伸到容器中的杆状计量表被广泛使用，特别是用于连续的料位测量。然而，为了检测限制水平，能够引入相应容器侧壁中的计量表也已为人所知。

该场引导组件具有导电的场引导体。这允许场引导组件被用于非预期目的并且被配置为传感器电极，该传感器电极确定基于其能够关于管线或测量管中介质的料位进行说明的测量电容。在这种情况下，介质起反电极或电介质的作用。

本发明适用于连续监测和/或确定料位，这包括确定当前填充高度，或用于确定是否存在二元状态或哪种二元状态，即完全填充或部分填充。

为了确定体积流量，将所确定的流量乘以测量管或管线的截面积。然而，这仅适用于测量管已满时。因此有利的是，磁感应流量测量设备另外被设计用于关于说明是否存在部分填充或完全填充。

多传感器形式的现场设备是已知的。因此，存在能够在电容和导电操作模式下操作的计量表。其示例在文件DE 10 2011 004 807 A1、DE 10 2013 102 055 A1或DE 102014 107 927 A1中公开。除了作为过程变量的料位之外，各种介质特定的特性，诸如介质的电导率，或者介质的介电特性，诸如它的介电常数，都能够通过这种多传感器来确定，如DE 10 2013 104 781 A1中所描述的。这种计量表与本发明的主题的不同之处特别是在于测量电极被用于确定介质的电导率，而不是根据本发明确定感应测量电压。另外，这种计量表没有用于生成磁场的设备，这对于根据法拉第电磁感应定律确定与流速相关的被测变量是必不可少的。

与流速相关的被测变量包括流量、体积流量和/或质量流量。

本发明的有利实施例是从属权利要求的主题。

一个实施例规定，特别是被布置在壳体中的操作电路特别是电连接到场引导组件，

其中，该操作电路被配置为向场引导组件供应特别是时间上交替的激励信号，接收来自场引导组件的响应信号，并且至少根据该响应信号对管线或测量管中的介质的料位进行说明。

在测量操作期间，传感器电极被供应有激励信号，该激励信号通常是交流信号或交流电压信号的形式。这是由操作电路设置的。随后能够根据从传感器电极或为此目的设计和配置的进一步的传感器电极接收的响应信号确定相应的过程变量，即，当前料位或是否存在完全填充。根据电容测量原理，利用了响应信号对由传感器电极和容器壁形成的电容器或由传感器电极和第二电极形成的电容器的电容的依赖性。取决于介质的电导率，介质本身或传感器电极的绝缘层形成该电容器的电介质。

例如，为了评估从传感器电极接收到的关于料位的响应信号，然后能够执行视在电流测量或导纳测量。在视在电流测量的情况下，测量在传感器电极处确定的视在电流的大小。然而，由于视在电流本身具有有功和无功分量，因此在导纳测量的情况下，除了视在电流之外，还测量视在电流和施加到传感器单元的电压之间的相位角。确定料位的另一种可能性是确定参考信号和响应信号之间的频移，其中参考信号在调节方法中被确定，例如在工厂调节方法中。

此外，相位角的附加确定使得可能对可能的吸积形成进行说明，例如从DE102004008125A1中已知。

操作电路负责信号的馈送、采集和评估，并被相应地设计。它可以被配置为执行包括控制结构的特定操作，以便提供激励信号并确定响应信号。在特定实施例中，操作电路形成处理子系统的一部分，该处理子系统包括一个或多个具有存储器、处理和/或通信硬件的计算设备。操作电路能够是单个单元或多部分单元，这些部分相互通信。操作电路的功能能够通过硬件和/或软件执行。操作电路可以包含一个或多个算术逻辑单元(ALU)、中央处理单元(CPU)、存储器、限制器、调节器、滤波器、振荡器、格式转换器等，为清楚起见未示出。在一种形式中，能够对操作电路进行编程以根据由诸如软件或固件的编程指令定义的操作逻辑来执行算法和处理数据。替代地或另外，操作电路的操作逻辑可以至少部分地由硬连线逻辑或其他硬件定义，例如由任何合适类型的专用集成电路(ASIC)定义。必须考虑到，操作电路能够专门用于生成激励信号和确定响应信号，或者还能够被用于磁感应流量测量设备的一个或多个其他子系统或各方面的调节、控制和激活。

一个实施例规定，磁感应流量测量设备包括磁感应流量测量探头，其用于插入介质能够流过的管线中，

其中，该磁感应流量测量探头具有壳体，该壳体特别是圆柱形的并且被配置为被供应有介质，

其中，该壳体具有端部，该端部包括至少部分电绝缘的壁，

其中，至少一个测量电极被布置在壳体的壁中，

其中，用于生成磁场的设备被配置为生成穿透端部的磁场。

磁感应流量测量探头的壳体具有壳体，该壳体被配置并适用于被供应有要被传导的介质。这意味着壳体在操作期间与介质接触，这与磁感应流量计不同。通常，磁感应流量测量探头的大致圆柱形壳体具有空腔，其中用于生成磁场的设备、电导体以及出于应用相关的原因还被布置有操作、测量和/或评估电路。壳体也能够被形成或完全铸造为铸造体，其中电导体、至少一个测量电极和用于生成磁场的设备是共同铸造的。壳体通常至少部分为圆柱形或空心圆柱形，但出于与应用相关的原因，它也可以部分为长方体。壳体的介质接触外壳通常被设计为导电的，例如由金属或金属化制成，并且用作参考电极。然而，其中参考电极被设计为环形电极、或者其中要被传导的介质经由连接体与参考电势连接的磁感应流量测量探头也是已知的。

根据有利的实施例，壳体在介质接触端面处被设置有前体，该前体封闭壳体的空腔。该前体优选地至少部分地是盘形的。该前体将壳体内部与管线中的流动介质密封。至少一个测量电极被布置在前体中。

磁感应流量测量探头插入管的开口中，使得壳体的前部与要被传导的介质直接接触。

为了检测在介质中感应的与流速相关的被测变量，需要测量电极装置，特别是至少一个与参考电极组合的测量电极，其被电连接到参考电势，特别是接地电势。该参考电极例如能够被实现为针形电极、环形电极或者也能够通过连接到例如接地的参考电势的部分金属壳体实现。然而，市售的磁感应流量测量探头具有两个测量电极，它们被布置在测量电极轴上并且被布置在前体的介质接触端面上，其中磁感应流量测量探头将被布置在管的开口中，使得测量电极轴优选地垂直于介质的流动方向延伸。

一种由至少两个测量电极组成的测量电极装置已经能够被预先组装用于制造磁感应流量测量探头，即，至少两个测量电极经由连接体相互连接。然后这种测量电极装置被插入注塑系统的工具中并与前体共同铸造。替代地，能够在前体中设置连续的孔，通常设计为尖端电极的测量电极被压入这些孔中。具有多于三个测量电极的磁感应流量测量探头是已知的。

一个实施例规定，场引导组件包括线圈芯、极靴和/或场返回体。

线圈装置能够包括恰好一个线圈或几个线圈。线圈通常包括具有开口的线圈装置载体和缠绕在该线圈装置载体周围的至少一个线圈导线。线圈装置载体中的开口优选地被设计成使得例如以线圈芯和/或场返回体形式的场引导体能够以形状配合的方式被插入。根据本发明的磁感应流量测量探头优选地包括恰好一个线圈。

极靴能够由分开的部件形成或者能够是线圈芯的一部分。在第二种情况下，布置在线圈或线圈芯与磁感应流量测量探头的线圈和前部之间的线圈芯部分被理解为极靴。

传统的线圈芯被设计成完全圆柱形的。根据本发明，线圈芯能够是完全圆柱形的或者能够由至少一个金属板件形成。

场返回体用于以受控的方式返回从线圈芯和/或极靴离开的磁场。为此目的，它被连接到线圈芯的一个端部。中空圆柱形的场返回体是已知的。根据本发明，场返回体能够被设计为空心圆柱形或作为金属板件，特别是作为形成线圈芯的至少一个金属板件的一部分。

如果操作电路与场引导体电连接，则在操作期间场引导体与导电介质之间形成电容。该电容取决于管线中介质的料位。根据本发明，基于所确定的测量电容确定料位，特别是存在部分填充还是完全填充。

如果操作电路与线圈芯电连接，则在操作期间线圈芯与导电介质之间形成电容。该电容取决于管线中介质的料位。根据本发明，基于所确定的测量电容确定料位，特别是存在部分填充还是完全填充。

如果操作电路与极靴电连接，则在操作期间极靴与导电介质之间形成电容。该电容取决于管线中介质的料位。根据本发明，基于所确定的测量电容确定料位，特别是存在部分填充还是完全填充。

如果场引导组件的各个部件电接触，则在整个场引导组件和导电介质之间形成电容，该电容形成管线中介质的料位的量度。

一个实施例规定，磁感应流量测量探头包括布置在壳体的壁周围的环形电极，

其中，操作电路被配置为相对于环形电极在场引导体上施加激励信号。

操作电路有利地被配置为确定关于场引导体处的参考电极的响应信号。

电极能够由中空的圆柱形金属壳体形成，或者能够作为分开的电极被设置在壳体的外表面上。

一个实施例规定，磁感应流量测量探头适用于经由金属连接体被固定在管线中，特别是金属管线中，

其中，磁感应流量测量探头被设计成使得，当磁感应流量测量探头被连接到连接体时，操作电路与连接体之间形成电接触，

其中，操作电路被配置为相对于连接体在场引导体上施加激励信号。

一个实施例规定，场系统具有被连接到线圈芯的端部的场返回体。

一个实施例规定，场引导体的至少一段接触壳体的电绝缘壁。

一个实施例规定，壳体的壁具有能够被介质冲击的外表面，

其中，场引导组件的切口专门通过壳体的壁与外表面间隔开。

用作传感器电极的场引导体理想地仅通过壳体的壁与介质分开。在这种情况下，在场引导体和介质之间形成的电容基本上取决于壁的材料的介电常数、壁厚以及介质和壳体之间的被介质润湿的接触表面。如果料位以及接触面的尺寸发生变化，则能够基于可确定的测量电容确定料位或存在完全填充还是部分填充。

一个实施例规定，操作电路被连接到线圈装置，并且被配置为生成具有激励阶段和具有休止阶段的时钟控制的磁场，该休止阶段分别位于两个激励阶段之间，并且其中基本上没有线圈电流流动，

其中，在休止阶段的一个中，激励信号被生成并且对应的响应信号被接收。

为了避免零点的偏移，在大多数情况下经由线圈装置生成具有交替磁场方向的时钟控制的磁场。在激励阶段的阶段，其中线圈装置处的线圈电流基本恒定，感应测量电压被确定并且被用于确定与流速相关的感应测量电压。根据有利的实施例，在各个激励阶段之间设置了休止阶段，其中线圈电流以及因此生成的磁场为零。在这些休止阶段，激励信号被施加在传感器电极上并确定响应信号。这保证了感应测量电压对响应信号没有任何影响，并且所生成的激励信号对测量的感应电压没有任何影响。

一个实施例规定，操作电路被配置为至少基于响应信号确定场引导组件对介质的电容的测量值，并且基于所确定的测量值与参考值的偏差来确定有关料位的信息。

在最简单的情况下，关于料位的信息的确定包括完全填充或部分填充的存在。在调节方法或校准方法中，参考电容被分配给磁感应流量测量探头，并且表示管线中介质的完全填充或部分填充。如果所确定的测量电容与参考电容有偏差，则能够将其用信号发送到操作器或传输给评估单元，其在计算体积流量时会考虑料位的变化。

根据本发明的用于使用磁感应流量测量设备、特别是使用根据本发明的磁感应流量测量设备来确定管线中的料位的方法，包括以下方法步骤：

-向场引导体供应电的、特别是时间上交替的激励信号，

-从该场引导体接收电接收信号，

-至少基于该接收信号确定场引导体的测量电容，以及

-基于该测量电容确定管线或测量管中的料位。

附图说明

参考以下附图更详细地解释本发明。如下所示：

图1：根据现有技术的磁感应流量测量探头的立体局部剖视图；

图2：插入管线中的根据本发明的磁感应流量测量探头的实施例的纵向截面；

图3：根据本发明的磁感应流量测量探头的实施例的三个视图；以及

图4：根据本发明的用于使用磁感应流量测量设备确定测量管或管线中的介质的料位的方法序列。

具体实施方式

首先根据图1的立体图和部分截面图示解释本发明所基于的测量原理。流量测量探头1包括具有预定外径的大致圆柱形壳体2。所述壳体适合于孔的直径，该孔位于管线8(图1中未示出，但图2中示出)的壁中，流量测量探头1以流体密封的方式插入该管线8中。要被测量的介质在管线8中流动，并且流量测量探头1几乎垂直于介质的流动方向浸入所述介质中，这由波浪箭头18指示。壳体2的突出到介质中的前端16被由绝缘材料制成的前体15以液密方式密封。借助于布置在壳体2中的线圈装置6，能够生成通过端部延伸到介质中的磁场9。至少部分地由软磁材料构成并布置在壳体2中的线圈芯11终止于端部16处或附近。围绕线圈装置6和线圈芯11的场返回体14被配置为将从端部延伸穿过的磁场9返回到壳体2中。线圈芯11、极靴12和场返回体14均为场引导体10，它们共同形成场引导组件5。第一和第二电流测量电极3、4被布置在前体15中并且接触介质。由于法拉第感应定律感应的电压能够借助于测量和/或评估单元在测量电极3、4处被分接。如果流量测量探头被安装在管线中，使得由与两个测量电极3、4相交的直线和流量测量探头的纵轴跨越的平面垂直于流动方向18或垂直于管线的纵轴延伸，则该电压最大。操作电路7电连接到线圈装置6，特别是线圈13，并且被配置为将时钟控制的激励信号施加到线圈以便因此生成时钟控制的磁场9。

图2示出了安装在管线8中的磁感应流量测量探头1的纵向截面。流量测量探头1借助于旋入式连接件22以流体密封的方式固定在管线8中，该旋入式连接件例如被插入管线8的管壁19中并且被焊接到其上。测量点的这种结构是特别有利的，因为旋入式连接件22能够首先被插入管线8中并且被焊接在其中，并且只有在之后，磁感应流量测量探头1才必须连同连接体20一起被插入到旋入式连接件22中，继而被旋入其中，并借助于密封件密封。作为安装的结果，在管纵轴和电极轴之间未知的安装角被产生。两个测量电极3、4相对于端部16的中心对称地布置在端部16上。线圈芯11被设计成完全圆柱形并且与壳体同轴定向。场返回体14为中空圆柱体，并且与线圈芯11的一个端部接触。线圈芯11、极靴12和场返回体14一体地形成。安装深度D表示流量测量探头1插入介质或投射到管线中的深度。

根据本发明，操作电路7连接到场引导组件5，特别是场引导组件5的场引导体10。在所示实施例中，场引导组件5由线圈芯11、极靴12和场引导体14形成为一体。操作电路7被设计为生成特别是时间上交替的激励信号并且将其供应给场引导组件5或场引导体14。此外，操作电路7被配置为在场引导组件5或场引导体14处分接响应信号，并至少根据响应信号，作出关于管道中的介质的料位的说明。激励信号和响应信号各自具有振幅和频率。关于料位的说明可以基于振幅差进行。或者，操作电路可以被配置为确定相位差或取决于相位差的两个信号的变量，并根据其作出关于料位的说明。或者，操作电路可以被配置为基于响应信号的频率确定料位。或者，考虑到激励信号、响应信号和等效电路图，可以确定测量电容，在此基础上可以得出关于料位的结论。

图3示出了前体15的实施例的侧视图，该前体15具有带有安装的线圈芯11、场返回体14和接触设备23的线圈装置载体24。所示的前体15具有图1的所有基本特征。除了线圈装置载体24和前体5之外，还示出了场返回体14、延伸穿过线圈13的截面区域的线圈芯11和接触设备23。

此外，图3示出了具有场返回体14的线圈芯11，它们一起形成传感器电极。线圈芯11为圆筒状，并且场返回体14的基本形状为弯条状。另外，场返回体14的对称数量为2。根据所描绘的实施例，场返回体14和线圈芯11能够或单片地形成。替代地，场引导组件能够由至少两个组装的单独部件组成。场引导组件被布置在前体上并且部分地延伸通过线圈载体的开口。两个测量电极被布置在前体中并且经由接触设备23连接到测量和/或评估电路(未示出)。接触设备23由电路板、特别是由柔性印刷电路板形成，在该电路板上能够布置测量和/或操作电路。

图3还示出了安装在壳体2的端部15上的前体15的两个立体图。壳体2具有圆柱形基本形状。壳体2能够利用用于固定现场系统的浇注料浇注。所描绘的实施例的前体15具有测量电极装置，其中两个测量电极3、4位于前体15的直径上。前体15以介质密封的方式被压入壳体2中，或者利用密封件以介质密封的方式被布置，特别是被压紧。壳体的壳体外壳被设计为导电的并用作参考电极17。另外，与场引导组件电连接的操作电路7被共同铸造在壳体中。替代地，它也能够被布置在壳体2外部。

图4示出了根据本发明的用于使用磁感应流量测量探头确定测量管中介质的料位的方法序列。在第一方法步骤A中，向场引导组件施加时间上交替的激励信号。该场引导组件包括至少一个场引导体，该场引导体由至少一个线圈芯和/或至少一个极靴形成。激励信号经由操作电路供应，该操作电路电连接到场引导组件或场引导体中的至少一个。在进一步的方法步骤B中，借助于操作电路从场引导组件或场引导体接收电响应信号。在这种情况下，供应和接收发生在单个场引导体上。替代地，能够将激励信号施加到第一场引导体并且能够在第二场引导体处接收响应信号。基于该响应信号，考虑到激励信号，在进一步的方法步骤C中，测量电容或取决于传感器电极和介质之间的电容的变量被确定，其取决于测量管中的介质的料位。在最后的方法步骤D中，根据所确定的测量电容或取决于传感器电极和介质之间的电容的变量来确定料位。替代地，例如，所确定的测量电容与参考值或参考范围的偏差能够被确定，并且警告消息能够可选地被输出或传输到评估电路，该评估电路被配置为根据感应测量电压确定体积流量。

附图标记列表

1 磁感应流量测量探头

2 壳体

3 测量电极

4 测量电极

5 场引导组件

6 线圈装置

7 操作电路

8 管线

9 磁场

10 场引导体

11 线圈芯

12 极靴

13 线圈

14 场返回体

15 前体

16 端部

17 参考电极

18 介质的流动方向

19 管壁

20 连接体

21 管纵轴

22 旋入式连接件

23 接触设备

24 线圈装置载体

Claims (12)

1.一种用于确定测量管中或管线中的可流动介质的、与流速相关的被测变量的磁感应流量测量设备，包括：

-壳体(2)；

-用于分接在所述可流动介质中感应的测量电压的设备、特别是用于与所述介质形成电接触的至少一个测量电极(3、4)；

-用于生成磁场的设备(4)，

其中，所述设备被布置在所述壳体(2)中，

其中，所述设备包括场引导组件(5)和线圈装置(6)，

其中，所述场引导组件(5)用作传感器电极，用于电容性地确定和/或监测至少一个过程变量、特别是所述管线或所述测量管中的介质的料位。

2.根据权利要求1所述的磁感应流量测量设备，包括：

-操作电路(7)，所述操作电路(7)特别是被布置在所述壳体(2)中，

其中，所述操作电路(7)特别是电连接到所述场引导组件(5)，

其中，所述操作电路(7)被配置为向所述场引导组件(5)供应特别是时间上交替的激励信号，接收来自所述场引导组件的响应信号，并且至少根据所述响应信号对所述管线或所述测量管中的所述介质的料位进行说明。

3.根据权利要求1和/或2所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述磁感应流量测量设备包括磁感应流量测量探头，所述磁感应流量测量探头用于插入介质能够流过的管线中，

其中，所述磁感应流量测量探头具有壳体，所述壳体特别是圆柱形的并且被配置为被供应有所述介质，

其中，所述壳体具有端部，所述端部包括至少部分电绝缘的壁，

其中，所述至少两个测量电极被布置在所述壳体的所述壁中，

其中，所述用于生成磁场的设备被配置为生成穿透所述端部的磁场。

4.根据权利要求3所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述场引导组件包括线圈芯、极靴和/或场返回体。

5.根据权利要求3和/或4所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述磁感应流量测量探头包括布置在所述壳体的所述壁周围的环形电极，

其中，所述操作电路被配置为在所述环形电极和所述场引导体之间施加所述激励信号。

6.根据权利要求3至5中的至少一项所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述磁感应流量测量探头适用于经由金属连接体而被固定在管线中，特别是金属管线中，

其中，所述磁感应流量测量探头被设计成使得，当所述磁感应流量测量探头被连接到所述连接体时，在所述操作电路和所述连接体之间形成电接触，

其中，所述操作电路被配置为在所述连接体和所述场引导体之间施加所述激励信号。

7.根据权利要求3至6中的至少一项所述的磁感应流量测量设备，

其中，场系统具有场返回体，所述场返回体被连接到所述线圈芯的端部。

8.根据权利要求3至7中的至少一项所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述场引导体的至少一段接触所述壳体的电绝缘壁。

9.根据权利要求3至8中的至少一项所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述壳体的所述壁具有能够被所述介质冲击的外表面，

其中，所述场引导组件的切口专门通过所述壳体的所述壁与所述外表面间隔开。

10.根据权利要求3至9中的至少一项所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述操作电路被连接到所述线圈装置并且被配置为生成具有激励阶段和具有休止阶段的时钟控制的磁场，所述休止阶段分别位于两个激励阶段之间并且其中基本上没有线圈电流流动，

其中，在所述休止阶段的一个中，所述激励信号被生成并且对应的响应信号被接收。

11.根据权利要求3至9中的至少一项所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述操作电路被配置为至少基于所述响应信号确定所述场引导组件对所述介质的电容的测量值，并且基于所确定的测量值与参考电容的偏差来确定有关所述料位的信息。

12.一种用于使用磁感应流量测量设备、特别是利用根据前述权利要求中的一项所述的磁感应流量测量设备来确定管线中的料位的方法，包括以下方法步骤：

-向场引导体供应电的、特别是时间上交替的激励信号，

-从所述场引导体接收电接收信号，

-至少基于所述接收信号确定所述场引导体的测量电容，以及

-基于所述测量电容确定管线或测量管中的料位。

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