CN115698647A

CN115698647A - 磁感应流量测量设备

Info

Publication number: CN115698647A
Application number: CN202180037059.6A
Authority: CN
Inventors: 弗洛伦特·恰布瑟尔; 托马斯·祖尔策; 安德烈·施帕林格; 托马斯·比厄尔
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2020-05-29
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2023-02-03
Also published as: WO2021239352A1; US20230204396A1; DE102020114517A1; EP4158284A1

Abstract

本发明涉及一种磁感应流量测量设备(1)，包括：具有自电感(L)的用于产生磁场的设备(5)，该用于产生磁场的设备包括线圈组件(24)；‑用于分接在可流动介质中感应的测量电压的设备(8)；‑操作电路(7)，其被设计为将操作信号(11)施加到线圈组件(24)，操作信号(11)具有操作信号参数；‑测量电路(23)，其被设计为确定线圈组件的线圈电流(I)；‑控制电路(10)，其被设计为控制至少一个操作信号参数，使得取决于自电感(L)的自电感值和线圈电流(I)的线圈电流值的函数不会与预定义的第一设置值有偏差。

Description

磁感应流量测量设备

技术领域

本发明涉及一种用于查明可流动介质的流速相关的被测变量的磁感应流量测量设备。

背景技术

磁感应流量测量设备被应用于确定管道中流动介质的流速和体积流量。在这种情况下，内嵌式磁感应流量测量装置区别于插入到管道的侧向开口内的磁感应流量测量探头。磁感应流量测量装置包括用于产生垂直于流动介质的流动方向延伸的磁场的装置。用于此目的的通常是单独的线圈。为了实现均匀占主导的磁场，补充地，极靴被如此形成和放置，使得磁力线在整个管横截面上基本上垂直于横向轴线并平行于测量管的垂直轴线延伸。另外，磁感应流量测量装置包括测量管，用于产生磁场的装置被布置在测量管上。安装在测量管侧表面上的测量电极对垂直于流动方向和磁场感测电测量电压或电势差，当传导介质在施加磁场的情况下沿流动方向流动时出现该电压或电势差。因为所记录的测量电压根据法拉第感应定律取决于流动介质的速度，所以流速和-结合已知的管横截面-体积流量能够从感应的测量电压中查明。

与包括用于输送介质的测量管、用于产生穿过测量管的磁场的装置和测量电极的磁感应流量测量装置相比，磁感应流量测量探头与通常为圆柱形的外壳一起被插入到管道的侧向开口中并在那里流体密封地固定。不再需要特殊的测量管。上面提到的安装在测量管侧表面上的测量电极装置和线圈装置不存在，并且由布置在外壳内部和测量电极的直接近场中的用于产生磁场的装置代替。该用于产生磁场的装置被体现为使得所产生的磁场的磁场线的对称轴线与前部区域或者测量电极之间的区域垂直相交。在现有技术中已知许多不同的磁感应流量测量探头。

磁感应流量测量设备被广泛用于过程和自动化技术中，用于测量电导率至少约为5μS/cm的流体。对应的流量测量设备由本申请人以各种形式的实施例出售用于各种应用领域，例如带有标记PROMAG或标记MAGPHANT的设备。

有许多不同的方法来控制施加在线圈装置上的操作信号。通常，这些方法的目标是在整个测量阶段上产生磁感应尽可能恒定的磁场。因此，例如，在WO 2014/001026 A1中，教导了一种控制单元，在这种情况下，施加在线圈装置上的电压信号被控制成使得在某个测量阶段流过线圈装置的线圈电流达到并保持线圈电流期望值。流过线圈装置的线圈电流产生磁场，该磁场具有取决于线圈电流的磁感应。在这种情况下，基本上假设通过建立固定的线圈电流期望值，那么所产生的磁场的磁感应也呈现期望的可再现值。在这种控制的情况下有利的是，该控制无需测量磁感应即可进行管理。然而，已经发现——由于温度变化和磁干扰场——不能通过基于固定的线圈电流期望值的控制来单独再现磁感应。因此，用于查明流速相关的被测变量的磁感应的假设值可能不同于测量管中的实际磁感应。取决于干扰变量，在查明流速相关的被测变量时，这能够导致高达20％的偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决这个问题的方法。

该目的通过根据权利要求1要求保护的磁感应流量测量设备来实现。

本发明的用于查明可流动介质的流速相关的被测变量的磁感应流量测量设备包括：

-用于产生磁场并具有自电感的装置，

其中，用于产生磁场的装置包括线圈装置；

-用于感测在可流动介质中感应的测量电压的装置，特别是至少两个优选地径向布置的测量电极；

-操作电路，其适于在线圈装置上施加操作信号，特别是电压信号，

其中，操作信号具有操作信号参数；

-测量电路，其适于测定线圈装置的线圈电流；

-控制电路，其适于控制操作信号参数中的一个，使得取决于自电感的自电感值和线圈电流的线圈电流值的函数不会不同于预定的第一期望值。

具有这种控制电路的磁感应流量测量设备对外部干扰场更不敏感。本发明的控制电路特别有利于在经由电化学存储装置供电的磁感应流量测量设备中使用。这种磁感应流量测量设备与经由电网供电的常规磁感应流量测量设备相比以低得多的电流和低得多的电压操作。这导致这样的事实，使用中的场引导部件不会转变成磁饱和。为了补充对外部干扰场的特别增加的灵敏度，这还具有在启动时延长的瞬态时间，其中瞬态时间是在操作流量测量设备之后必须等待直到用于产生磁场的装置变热并且磁感应稳定在期望值的持续时间。另外，本发明的具有控制电路的磁感应流量测量设备具有明显更低的磁场温度系数，其中温度系数描述了每次温度变化的磁场偏差。

在工厂或启动时查明并提供的第一期望值能够在调整过程中或通过计算机模拟来测定。

在从属权利要求中阐述了本发明的有利实施例。

实施例规定，该函数取决于自电感值和线圈电流值的乘积。

通过根据取决于自电感值和线圈电流值的函数来控制一个操作信号参数，降低了磁感应流量测量设备相对于干扰场和温度影响的灵敏度。通过选择函数使得其取决于自电感值和线圈电流值的乘积，能够实现灵敏度的进一步降低。在实施例中，该函数完全取决于自电感值和线圈电流的乘积。

实施例规定，操作信号是随时间施加的电压，特别是根据时间变化的电压曲线，其中，该电压曲线被分成时间间隔，

其中，电压曲线的符号在连续的时间间隔中交替变化，

其中，在每种情况下，时间间隔包括第一子间隔，在该第一子间隔中，第一电压，特别是在整个第一子间隔上恒定的第一电压，被施加到用于产生磁场的装置上。

实施例规定，测量电路适于在第一子间隔期间测量线圈电流值，其中，所控制的操作信号参数包括取决于第一电压的函数或者是第一电压。

取决于在第一时间间隔中查明的线圈电流值，能够查明时间常数，该时间常数是特征变量，并且至少取决于电阻和用于产生磁场的装置的自电感。在查明时间常数时，能够使用单个线圈电流值、至少两个线圈电流值或由线圈电流值形成的线圈电流值时间函数，其中，时间值与每个线圈电流值相关联。

控制电路适于控制第一电压，使得取决于所查明的时间常数和第一电压的控制函数或者取决于第一电压的函数不会不同于预定的期望值。在有利的实施例中，上面介绍的函数特别是专门取决于时间常数和第一电压的乘积，或者取决于第一电压的函数。时间常数表征线圈电流的上升。因此，时间常数能够例如被建立，使得它描述了在线圈电流方向切换之后直到线圈电流达到预定的期望的线圈电流值的持续时间。时间常数取决于外部磁场和电线圈电阻的变化。

时间常数能够从施加或切换线圈电压之后线圈电流的上升来查明。为此目的，例如，通常，在线圈电压变化之后，根据时间的非线性线圈电流能够用拟合函数拟合，并且考虑到电线圈电阻和线圈电压，确定时间常数。在这种情况下，拟合函数包括指数函数，其中，指数具有时间常数。替代地，能够查明线圈电流达到预定的线圈电流期望值所需的持续时间并且根据该持续时间确定时间常数。时间常数和第一电压的乘积等于自电感和线圈电流的乘积。因此，根据所查明的时间常数，第一电压被控制，使得时间常数和第一电压的乘积是恒定的。

实施例规定，在每种情况下，时间间隔具有第二子间隔，在第二子间隔中，第二电压，特别是在第二子间隔上恒定的第二电压被施加到用于产生磁场的装置上，

其中，第二电压大于第一电压，

其中，在电压曲线中，第一子间隔跟随第二子间隔，

其中，第二子间隔的持续时间比第一子间隔的持续时间短。

实施例规定，第一电压和第二电压的商在电压曲线上是恒定的，

其中，所控制的操作信号参数包括第二子间隔的持续时间和取决于第一电压的函数，

其中，第二子间隔的持续时间是可变的且可控的变量，

其中，控制电路适于控制第二子间隔的持续时间和取决于第一电压的函数，使得该控制函数不会不同于预定的第二期望值，

其中，该控制函数取决于第二子间隔的持续时间和取决于第一电压的函数的乘积。

通过固定第一电压和第二电压的商，获得了简化的控制。通过建立取决于第二子间隔的持续时间和第一电压的乘积的函数作为操作信号参数，可以实现对干扰场和温度影响的灵敏度的降低。特别地，通过控制第二子间隔的可变的且可控的持续时间和第一电压或者取决于第一电压的函数使得两个参数的乘积是恒定的，可以实现具有特别高的不灵敏度和快速反应时间的磁感应流量测量设备。另外，不需要连续监测自电感。已经发现，通过本发明的实施例，在取决于第二子间隔的持续时间和第一电压的乘积的函数保持恒定的情况下，取决于自电感的自电感值和线圈电流的线圈电流值或它们的乘积的函数也保持恒定。因为第一电压和第二电压的商是恒定的，所以取决于第一电压的函数能够被设置为等于取决于第二电压的函数。

在这种情况下，第二期望值能够是取决于第一期望值或等于第一期望值的变量。

控制电路适于控制第二子间隔的持续时间，使得在设置的时间点—例如测量阶段的开始，在该测量阶段中感应测量电压被确定—或者在时间段中，测试量与测试期望值的偏差最小。测试量能够是线圈电流的测量值、在线圈电流曲线上的总和或积分、或取决于线圈电流的函数。在这种情况下，不同子间隔的测试期望值能够改变。替代地，控制电路能够被体现和适于控制第二子间隔的持续时间，使得在第一子间隔开始之后线圈电流的瞬变的持续时间最小。

实施例规定，取决于第一电压的函数与第二子间隔的持续时间成反比。

这能够通过同时控制第二子间隔的持续时间和第一电压的控制来实现。

实施例规定，第二电压在时间间隔期间是恒定的，

其中，至少一个所控制的操作信号参数包括第二子间隔的持续时间和取决于第一电压的函数，

其中，第二子间隔的持续时间和取决于第一电压的函数被控制，使得控制函数不会不同于预定的第二期望值，

另外，控制函数能够取决于第二子间隔的最大线圈电流值和在第一子间隔期间查明的线圈电流值。

控制电路适于控制第二子间隔的持续时间和第一电压或者取决于第一电压的函数，使得该控制函数不会不同于预定的第二期望值。因此，实现了取决于自电感的自电感值和线圈电流的线圈电流值或者取决于它们的乘积的函数在测量阶段也呈现预定的第二期望值。

实施例规定，线圈电流在第二子间隔中呈现最大线圈电流值，

其中，最大线圈电流值和在第一子间隔期间查明的线圈电流值的商的值在操作信号上是恒定的。

该实施例简化了控制，因为作为对恒定的第二电压的补充，最大线圈电流值和在第一子间隔期间查明的线圈电流值的商保持恒定。为此目的，线圈电流经由测量电路查明并被提供给控制电路。

实施例规定，线圈电流在时间间隔内，特别是在第一子间隔内，呈现最大线圈电流值，

其中，至少一个所控制的操作信号参数包括第二子间隔的持续时间和取决于第一电压和最大线圈电流值的函数，

其中，控制电路适于控制第二子间隔的持续时间和取决于第一电压的函数，使得控制函数不会不同于第二期望值，

其中，控制函数取决于第二子间隔的持续时间和取决于第一电压和最大线圈电流值的函数的乘积。

实施例规定，磁感应流量测量设备包括：

-评估电路，其适于确定取决于自电感值的函数的实际值。

因此，能够检查取决于自电感的自电感值和线圈电流的线圈电流值的函数是否与预定的第一期望值不同。

取决于自电感值的函数的实际值能够例如从线圈电流零点周围的线圈电流曲线的斜率查明。在这种情况下，电阻大约为零，并且热影响是可忽略不计的。为了防止涡流的影响，取决于自电感值的函数的实际值能够在一个时间区段中查明，在该时间区段中，线圈电流过冲，并且此后由于线圈电压的反向和变化而降低。在该过冲期间，涡流的时间上的变化很小。

例如，取决于自电感值的函数能够是用于产生磁场的装置的自电感。

实施例规定，控制电路适于在时间间隔t_N中实际值与第一期望值有偏差的情况下改变第二电压，使得在其随后的时间间隔t_N+M中与第一期望值的偏差更小，

其中，N是自然数，并且M≥1，特别是M＝1或M＝2。

实施例规定，控制电路适于在时间间隔t_N中实际值与第一期望值有偏差的情况下改变第一电压，使得在其随后的时间间隔t_N+M中与第一期望值的偏差更小，

其中，N是自然数，并且M≥1，特别是M＝1或M＝2。

实施例规定，控制电路适于在时间间隔t_N中实际值与第一期望值有偏差的情况下改变第一电压和第二电压的商，使得该偏差在其随后的时间间隔t_N+M中更小，

其中，N是自然数，并且M≥1，特别是M＝1或M＝2。

实施例规定，控制电路适于在时间间隔t_N中线圈测试电流值或取决于线圈测试电流值的测试量与第一期望值有偏差的情况下改变第二时间间隔的持续时间，使得该偏差在其随后的时间间隔t_N+M中较小，

其中，N是自然数，并且M≥1，特别是M＝1或M＝2。

实施例规定，磁感应流量测量设备被体现为包括用于输送可流动介质的测量管的磁感应流量测量装置。

实施例规定，磁感应流量测量设备被体现为用于引入管道的侧向开口中的磁感应流量测量探头，该磁感应流量测量探头包括要暴露于介质的外壳。

附图说明

现在将基于附图更详细地解释本发明，这些附图显示如下：

图1本发明的磁感应流量测量装置的实施例；

图2电压曲线和由线圈装置对应地产生的磁场的第一实施例；

图3电压曲线和由线圈装置对应地产生的磁场的第二实施例；以及

图4本发明的磁感应流量测量探头的局部剖面实施例的立体图。

具体实施方式

图1示出了本发明的磁感应流量测量装置1的实施例的横截面。磁感应流量测量装置1的结构和测量原理基本上是已知的。通过测量管2输送的是具有导电性的可流动介质。测量管2包括支撑管3，支撑管3通常由钢、陶瓷、塑料或玻璃形成，或者至少包括钢、陶瓷、塑料或玻璃。然后，用于产生磁场的装置5被布置在支撑管3处，使得磁场线基本上垂直于由测量管轴线限定的纵向方向定向。用于产生磁场的装置5包括鞍形线圈或线圈6。线圈芯14通常延伸穿过线圈6的容座15。术语“容座”是指由形成线圈6的线圈导线界定的体积。因此，线圈6的容座15能够由线圈支撑件或假想的封闭体积形成。当线圈6的线圈导线直接缠绕在线圈芯14上时，出现后一种情况。线圈芯14由导磁材料，特别是软磁材料，形成。用于产生磁场的装置5包括极靴21，极靴21被布置在线圈芯14的一端。极靴21能够是分开的部件或者与线圈芯14整体连接。在图1的实施例中，线圈6被分成两个径向布置的线圈6.1、6.2，在每种情况下，线圈6.1、6.2具有线圈芯14.1、14.2和极靴21.1、21.2。这两个线圈芯14.1、14.2经由场导回22连接在一起。场导回22将线圈芯14.1、14.2的远端相互连接。然而，也有仅具有一个线圈和一个线圈芯并且缺少场导回的磁感应流量测量装置。线圈6与操作电路7连接，操作电路7用操作信号驱动线圈6。操作信号能够根据时间而变化的电压，并且其特征在于操作信号参数，其中至少一个操作信号参数是可控的。由用于产生磁场的装置5形成的磁场由交变极性的直流电流产生。借助于操作电路7产生极性变化。这种类型的操作确保了稳定的零点，并使测量不受电化学效应的影响。两个线圈6.1、6.2能够分别与操作电路7连接，或者彼此串联或并联。

在施加磁场的情况下，在测量管2中出现取决于流动的电势分布，该取决于流动的电势分布能够例如以感应测量电压的形式记录。用于感测感应测量电压的装置8被布置在测量管2上。在所示实施例中，用于感测感应测量电压的装置8由两个相对布置的测量电极17、18形成，测量电极17、18与介质电接触。然而，还存在已知的磁感应流量测量装置，其具有布置在支撑管3外部并且不与介质接触的测量电极。通常，测量电极17、18径向布置并形成电极轴线(或与横向轴线相交)，该电极轴线垂直于磁场线和测量管2的纵向轴线延伸。然而，还存在已知的用于感测感应测量电压的装置8，其具有两个以上的测量电极。基于测量电压，能够确定流速相关的被测变量。流速相关的被测变量包括介质的流速、体积流量和/或质量流量。测量电路8适于记录位于测量电极17、18之间的感应测量电压，并且评估电路24被体现为查明流速相关的被测变量。

支撑管3通常由导电材料(诸如例如钢)形成。为了防止经由支撑管3位于第一和第二测量电极17、18之间的测量电压损失，其内部衬有绝缘材料，例如(塑料)衬里4。

除了测量电极17、18之外，通常的磁感应流量测量设备还具有另外两个电极19、20。一方面，最优地放置在测量管2的最高点的填充水平监测电极19用于指示测量管1的部分填充，并且适于将该信息转发给用户和/或在查明体积流量时考虑这种填充水平。此外，通常与填充水平监测电极19径向相对地安装或者安装在测量管横截面的最低点的参考电极20用于在介质中设置受控的电势。通常，参考电极20被应用于将流动介质连接到接地电势或地电势。

操作电路7、控制电路10、测量电路23和评估电路24能够是单个电子电路的一部分，或者形成单独的电路。

操作电路7适于在第一子间隔内向线圈装置施加第一电压并且在第二子间隔内向线圈装置施加第二电压。在这种情况下，第二电压大于第一电压。另外，在时间间隔中，第一子间隔跟随第二子间隔。第一子间隔的持续时间大于第二子间隔的持续时间。第二子间隔的持续时间是可控的，第一电压也是可控的。图2和图3示出了操作信号的可能实施例。

根据本发明，控制电路10适于控制操作信号的操作信号参数中的一个，使得取决于自电感的自电感值和线圈电流的线圈电流值的函数不会不同于预定的第一期望值。控制电路10优选地适于控制操作信号参数中的一个，使得自电感值和线圈电流值的乘积不会不同于预定的第一期望值。为此目的，控制第一电压和第二子间隔的持续时间，使得取决于第一电压和第二子间隔的持续时间的变量不会不同于第二期望值。如果—由于磁干扰场或温度影响而出现偏差—两个控制参数将被如此调适，直到偏差再次达到最小。

图2示出了操作信号和对应地产生的穿过线圈的磁场的第一实施例。根据本发明，操作信号包括具有时变曲线12的电压，该时变曲线被划分为时间间隔t。所施加的电压的符号在连续的时间间隔t中变化。图2中所示的操作信号包括时间间隔t，在每种情况下，该时间间隔t具有第一子间隔t_hold，在第一子间隔t_hold中，恒定的第一电压U_hold在第一子间隔t_hold的整个持续时间内被施加在线圈上。在第一子间隔t_hold中查明为查明流速相关的被测变量而感应的记录的测量电压。在第一实施例中，控制电路适于控制时间间隔t的第一电压U_hold，使得取决于自电感L的自电感值和线圈电流I的线圈电流值的函数，特别是取决于这两个值的乘积的函数，不会不同于预定的第一期望值。根据本发明的第一电压U_hold是时变的并且大小可控。线圈电流的上升的特征在于时间常数，该时间常数可经由测量电路查明。能够控制第一电压U_hold，使得取决于时间常数和第一电压U_hold的乘积的变量不会不同于预定的第二期望值。

图3示出了操作信号和借助于用于产生磁场的装置产生的磁场的第二实施例。根据本发明，操作信号包括具有时变曲线12的电压，该时变曲线被划分为时间间隔t。所施加的电压的符号在连续的时间间隔t中变化。图2中所示的操作信号包括时间间隔t，在每种情况下，该时间间隔t具有第一子间隔t_hold，在第一子间隔t_hold中，恒定的第一电压U_hold在第一子间隔t_hold的整个持续时间内被施加在线圈上。在第一子间隔t_hold中查明为查明流速相关的被测变量而感应的记录的测量电压。另外，在每种情况下，时间间隔t具有第二子间隔t_shot，在第二子间隔t_shot中，第二电压U_shot，特别是在第二子间隔t_shot的整个持续时间内恒定的电压被施加在线圈上。在这种情况下，第二电压U_shot大于第一电压U_hold。在电压曲线中，第一子间隔t_hold跟随第二子间隔t_shot。另外，第二子间隔t_shot的持续时间小于第一子间隔t_hold的持续时间。第二子间隔t_shot的持续时间是时变的并且可控的，第一电压U_hold也是如此。

第一电压U_hold和第二电压U_shot能够被设置成使得第一电压U_hold和第二电压U_shot之间的比率在整个曲线12上是恒定的。这意味着，通过自动控制第一电压U_hold，第二电压U_shot也成比例地适应该变化。替代地，第二电压U_shot能够在总曲线12上具有恒定值。除了控制第一电压U_hold之外，第二子间隔t_shot的持续时间被控制，使得所查明的取决于测试量的变量的值在第二子间隔t_shot的持续时间内呈现测试期望值。在这种情况下，该变量例如能够是预定时间段内测试量的测量值的总和或积分。在这种情况下，这两个控制参数被控制，使得取决于第一电压U_hold和第二子间隔t_shot的持续时间的乘积的函数不会不同于预定的第二期望值。取决于第一电压U_hold的函数与第二子间隔t_shot的持续时间成反比。测试量能够是线圈电流的测量值、根据时间的线圈电流和/或取决于时间的变量。

控制电路适于在线圈测试电流值或取决于线圈测试电流值的测试量在时间间隔t_N中与期望值有偏差的情况下改变第二子间隔t_shot的持续时间，使得偏差在其随后的时间间隔t_N+M中更小，其中M≥1。同时，控制电路适于在时间间隔t_N中实际值与期望值有偏差的情况下改变第一电压U_hold，使得在其随后的时间间隔t_N+M中与期望值的偏差更小，其中M≥1。然而，在这种情况下，至少应满足上面列出的条件中的一个。控制电路能够另外适于控制其它变量和/或函数。

在另外的实施例中，测量电路适于在第一子间隔t_hold中查明最大线圈电流值I_max，并且取决于第二子间隔t_shot的持续时间的函数和第一电压U_hold被控制，使得控制函数不会不同于预定的第二期望值，其中控制函数取决于第二子间隔t_shot的持续时间和取决于第一电压U_hold和最大线圈电流值I_max的函数的乘积。

替代地，控制电路能够适于控制至少一个操作信号参数，使得最大线圈电流值I_max和在第一子间隔t_hold期间查明的线圈电流值I_hold的商的值在操作信号上是恒定的。

图3所示的两条曲线被大大简化了。通常，磁场的瞬态行为发生在第二子间隔之后。

基于图4的立体和局部剖视图，首先将解释本发明的测量原理。所图示的流量测量探头101具有基本上圆柱形的外壳102，外壳102具有预定的外径。这被选择成适合位于管道(未示出)的壁中的孔的直径。流量测量探头101流体密封地被插入孔中。要被测量的介质在管道中流动。流量测量探头101基本上垂直于波形箭头118所示的介质流动方向浸入。伸入到介质中的外壳102的前端116利用绝缘材料的前体115流体密封地被密封。借助于布置在外壳102中的线圈装置106，能够产生穿过端部并进入介质的磁场109。至少部分软磁材料的并布置在外壳102中的线圈芯111在端部116处或附近终止。围绕线圈装置106和线圈芯111的场导回装置114适于将离开端部的磁场109带回到外壳102中。线圈芯111、极靴112和场导回装置114是场引导体110，它们一起形成场引导装置105。与所输送的介质形成电接触的第一和第二测量电极103、104形成用于记录介质中感应的测量电压的装置，并且被布置在前体115中，并且像外壳的外壁一样接触介质。基于法拉第感应定律感应并在测量电极103、104上感测的电压能够由测量单元和/或评估单元读取。当流量测量探头101被安装在管道中使得由与两个测量电极103、104和流量测量探头的纵向轴线相交的直线限定的平面垂直于流动方向118或管道的纵向轴线延伸时，感应电压最大。操作电路107与线圈装置106电连接，特别是与线圈113电连接，并且适于在线圈113上施加操作信号，以便产生反向磁场109。控制电路120适于控制操作信号的至少一个操作信号参数，使得取决于自电感的自电感值和线圈电流的线圈电流值的函数不会不同于预定的期望值。为此目的，根据实施例，取决于第一电压U_hold的函数和第二子间隔t_shot的持续时间被控制，使得两者彼此成反比。

附图标记列表

磁感应流量测量设备1

测量管2

支撑管3

衬里4

用于产生磁场的装置5

线圈6

操作电路7

用于感测感应测量电压的装置8

控制电路10

操作信号11

曲线12

线圈芯14

容座15

测量电极17

测量电极18

填充水平监测电极19

参考电极20

极靴21

场导回22

测量电路23

评估电路24

线圈装置25

磁感应流量测量探头101

外壳102

测量电极103

测量电极104

场引导装置105

线圈装置106

操作电路107

磁场109

场引导体110

线圈芯111

极靴112

线圈113

场导回装置114

前体115

端部116

介质的流动方向118

控制电路120

Claims

1.一种用于查明可流动介质的流速相关的被测变量的磁感应流量测量设备，包括：

-具有自电感(L)的用于产生磁场的装置(5)，

其中，用于产生所述磁场的装置包括线圈装置(25)；

-用于感测在所述可流动介质中感应的测量电压的装置(8)，特别是至少两个优选地径向布置的测量电极(17、18)；

-操作电路(7)，所述操作电路(7)适于在所述线圈装置(25)上施加操作信号(11)，特别是电压信号(12)，

其中，所述操作信号(11)具有操作信号参数；

-测量电路(23)，所述测量电路(23)适于确定所述线圈装置的线圈电流(I)；

-控制电路(10)，所述控制电路(10)适于控制所述操作信号参数中的至少一个，使得取决于所述自电感(L)的自电感值和所述线圈电流(I)的线圈电流值的函数不会不同于预定的第一期望值。

2.根据权利要求1所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述函数取决于所述自电感值和所述线圈电流值的乘积。

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，所述操作信号(11)是随时间施加的电压，特别是具有根据时间变化的电压曲线(12)，其中，所述电压曲线(12)被分成时间间隔(t)，

其中，所述电压曲线(12)的符号在连续的时间间隔(t)中交替变化，

其中，在每种情况下，所述时间间隔(t)包括第一子间隔(t_hold)，在所述第一子间隔(t_hold)中，第一电压(U_hold)，特别是在整个第一子间隔(t_hold)上恒定的第一电压被施加到用于产生所述磁场的装置(5)上。

4.根据权利要求3所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述测量电路(23)适于在所述第一子间隔(t_hold)期间测量所述线圈电流值，

其中，所控制的操作信号参数包括取决于所述第一电压(U_hold)的函数或者是所述第一电压(U_hold)。

5.根据权利要求3所述的磁感应流量测量设备，

其中，在每种情况下，所述时间间隔(t)具有第二子间隔(t_shot)，在所述第二子间隔(t_shot)中，第二电压(U_shot)，特别是在所述第二子间隔(t_shot)上恒定的第二电压被施加在用于产生所述磁场的装置(5)上，

其中，所述第二电压(U_shot)大于所述第一电压(U_hold)，

其中，在所述电压曲线(12)中，所述第一子间隔(t_hold)跟随所述第二子间隔(t_shot)，

其中，所述第二子间隔(t_shot)的持续时间比所述第一子间隔(t_hold)的持续时间短。

6.根据权利要求5所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述第一电压(U_hold)和所述第二电压(U_shot)的商在所述电压曲线(12)上是恒定的，

其中，所控制的操作信号参数包括所述第二子间隔(t_shot)的持续时间和取决于所述第一电压(U_hold)的函数，

其中，所述第二子间隔(t_shot)的持续时间是可变的且可控的变量，

其中，所述控制电路适于控制所述第二子间隔(t_shot)的持续时间和取决于所述第一电压(U_hold)的函数，使得控制函数不会不同于预定的第二期望值，

其中，所述控制函数取决于所述第二子间隔(t_shot)的持续时间和取决于所述第一电压(U_hold)的函数的乘积。

7.根据权利要求5和/或6所述的磁感应流量测量设备，

其中，取决于所述第一电压(U_hold)的函数与所述第二子间隔(t_shot)的持续时间成反比。

8.根据权利要求5所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述第二电压(U_shot)在所述时间间隔(t)期间是恒定的，

其中，至少一个所控制的操作信号参数包括所述第二子间隔(t_shot)的持续时间和取决于所述第一电压(U_hold)的函数，

其中，所述第二子间隔(t_shot)的持续时间和取决于所述第一电压(U_hold)的函数被控制，使得控制函数不会不同于预定的第二期望值，

9.根据权利要求8所述的磁感应流量测量设备，

其中，在所述时间间隔(t)中，特别是在所述第一子间隔(t_hold)中，所述线圈电流呈现最大线圈电流值(I_max)，

其中，所述最大线圈电流值(I_max)和在所述第一子间隔(t_hold)期间查明的线圈电流值(I_hold)的商的值在所述操作信号上是恒定的。

10.根据权利要求5所述的磁感应流量测量设备，

其中，所述控制电路适于控制所述第二子间隔(t_shot)的持续时间和取决于所述第一电压(U_hold)的函数，使得控制函数不会不同于第二期望值，

其中，所述控制函数取决于所述第二子间隔(t_shot)的持续时间和取决于所述第一电压(U_hold)和所述最大线圈电流值(I_max)的函数的乘积。

11.根据前述权利要求中的至少一项所述的磁感应流量测量设备，包括：

-评估电路，所述评估电路适于查明取决于所述自电感值的函数的实际值。

12.根据前述权利要求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设备被体现为包括用于输送所述可流动介质的测量管(2)的磁感应流量测量装置(1)。

13.根据权利要求1至11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设备被体现为用于引入到管道的侧向开口中的磁感应流量测量探头(101)，所述磁感应流量测量探头(101)包括要暴露于所述介质的外壳(102)。