DE102008038163A1

DE102008038163A1 - Durchflussmesseinrichtung

Info

Publication number: DE102008038163A1
Application number: DE102008038163A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl.-Ing. Rackebrandt; Klaus Dipl.-Ing. Schäfer
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2010-02-25
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: CN101655383A; DE102008038163B4; US20100037702A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Durchflussmesseinrichtung mit einem Messrohr aus Kunststoff oder zumindest einer Kunststoffauskleidung, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1. Um hierbei zu erreichen, dass mit einfachen Mitteln eine umfangreiche Diagnose der Einrichtung ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Kunststoffmessrohr bzw. das mit Kunststoff innen ausgekleidete Messrohr mit einer Schichtfolge von isolierenden Kunststoffschichten und leitfähigen Schichten versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Durchflussmesseinrichtung mit einem Messrohr aus Kunststoff oder zumindest einer Kunststoffauskleidung, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Durchflussmesseinrichtungen unterschiedlicher Messprinzipien sind im Stand der Technik bekannt. Als Messmedium, dessen Durchfluss zu bestimmen ist, kommen chemisch neutrale bis aggressive Medien, ja sogar gelegentlich auch abrasive Medien zum Einsatz. Letzteres bewirkt insbesondere zusammen mit einem chemischen Eingriff zum einen eine Verunreinigung des Mediums aber auch eine Zerstörung von elektrisch aktiven Oberflächen, bspw der Elektroden. Zur chemischen Resistenz werden oftmals Messrohre aus Kunststoff eingesetzt, oder zumindest Auskleidungen aus Kunststoff, sogenannte Liner. Spätestens dann spielt aber auch die Abrasion über die Betriebsdauer einer solchen Messeinrichtung eine Rolle.
Aus der EP 1 193 474 A1 sind Durchflussmesseinrichtungen mit einem Kunststoffmessrohr bekannt.
Vor der oben geschilderten Problematik spielt die Diagnose auch des Zustandes der Kunststoffinnenoberfläche eine erhebliche Rolle
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Durchflussmesseinrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, dass die Diagnose bzw die Selbstdiagnose auch des Zustandes der Innenoberfläche des Messrohres mit einfachen Mitteln ermöglicht wird.
Die gestellte Aufgabe wird bei einer Durchflussmesseinrichtung der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kern der Erfindung ist, dass das Kunststoffmessrohr bzw das mit Kunststoff innen ausgekleidete Messrohr mit einer Schichtfolge von isolierenden Kunststoffschichten und leitfähigen Schichten versehen ist. Die Schichtfolge macht eine Diagnose der Innenoberfläche über einfache Mittel möglich.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die leitfähigen Schichten aus mindestens einer metallischen Schicht besteht.
Alternativ dazu können die leitfähigen Schichten aus mindestens einer elektrisch leitfähigen Kunststoffschicht bestehen.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die innerste Schicht eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht ist, und die nachfolgende, d. h. darunter liegende nächste Schicht eine leitfähige Schicht ist, welche kontaktiert und mit elektrischen Mittel verbunden ist, welche bei Abrasion der besagten inneren Isolationsschicht einen elektrischen Kurzschluss zum Messmedium signalisieren. Auf diese Weise ist das Mittel zur Abrasionserkennung nicht nur einfach sondern auch sehr zuverlässig arbeitend.
Hierbei sei jedoch erwähnt, dass die Begriffdefinition der Abrasion weit gefasst ist. Damit sind hier nicht nur schleichende Abrasionen gemeint, die im Laufe einer langen Betriebszeit auftreten, sondern es sind damit auch Beschädigungen gemeint, die auftreten können, wenn durch das Messmedium gegentlich größere Partikel hindurchfließen. Diese können nämlich Einschläge, und somit momentane Beschädigungen an der Innenschicht des Messrohres hervorrufen. Diese Beschädigungen sollen ebenso von der hier gewählten Definition der Abrasion umfasst sein.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Basismessrohr, auf welchem die besagten Schichten innen aufgebracht sind, ein Metallrohr ist. Auf diese Weise ist die vorteilhafte Statik und Druckfestigkeit eines Metallrohres nutzbar.
In weiterer alternativer Ausgestaltung ist angegeben, dass das Basismessrohr auf dem die besagten Schichten innen aufgebracht sind, ein Kunststoffrohr ist. Auf diese Weise sind die baulichen Vorteile eines einfach handhabbaren und herstellbaren Kunststoffrohres nutzbar.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass unter der besagten leitenden Schicht wiederum eine Isolationsschicht und darunter eine weitere leitfähige Diagnoseschicht angeordnet ist. Auf diese Weise ist ein feinfühliger und diagnosemäßig mehrschichtiger Aufbau möglich der eine fortschreitende Abrasion in dünnen Schichtfolgen schrittweise ermitteln kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass bei Verwendung eines metallischen Basismessrohres zwischen der genannten weiteren leitfähigen Diagnoseschicht und der Innenwandung des Basismessrohres einen weitere Isolationsschicht angeordnet ist.
Dasselbe gilt dann in entsprechender Weise auch für das Kunststoffrohr, nämlich dass bei Verwendung eines aus Kunststoff bestehenden Basismessrohres die genannte weitere leitfähige Diagnoseschicht direkt auf der Innenwandung des Basismessrohres angeordnet ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher erläutert.
Es zeigt:
1: Schichtfolge für ein Kunststoffrohr
2: Schichtfolge für ein Stahlrohr
3: Messrohr für ein Durchflussmessgerät in Seitenansicht.
1 zeigt ein Kunststoffmessrohr eines Durchflussmessgerätes im Querschnitt mit einem beschichtungsmäßigen erfindungsgemäßen Ausgestaltungsbeispiel. Das Messrohr wird aus Kunststoff durch Spritzgießen oder Extrudieren mit anschließender Bearbeitung hergestellt. Die Elektroden können als diskrete Elektroden, als kapazitive Elektroden oder als leitfähige Bereiche im Kunststoff bzw. Auskleidung eingebracht sein. Mit der erfindungsgemäßen Bauform soll Mängeln begegnet werden, die durch fortschreitende Abrasion im Messrohr entstehen können.
Zum einen kann eine Verringerung der Festigkeit durch Abrasion entstehen, die besonders bei Kunststoffrohren kritisch werden kann. Durch eine Schichtfolge mehrerer leitender und nicht leitender Schichten kann auch eine fortschreitende mehr und mehr abtragende Abrasion erfasst werden, indem im Tiefenprofil abwechselnde leitende Schichten kontaktiert werden, so dass ein entsprechendes Signal über die jeweilige Berührung der jeweilig leitenden Schicht mit dem Messmedium eine bestimmte erreichte Abrasionstiefe ermittelbar ist.
Damit wird erkannt, wenn durch fortschreitende Abrasion die Reinigbarkeit des Messrohrs nicht mehr gegeben ist. Dabei kann die Problematik
der Aufhebung der Sterilität in Lebensmittel- und Pharmazieapplikationen erkannt werden.
Das in 1 dargestellte Tiefenprofil der Beschichtungsfolge zeigt eine erste Vorwarnstufe und bei fortschreitender Abrasion eine zweite Warnstufe der Abrasion an.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem metallischen Messrohr. Die Schichfolge unterscheidet sich darin, dass die an direkt am Messrohr beginnende Schicht natürlich eine Isolationsschicht ist, weil das Messrohr metallisch ist. Bei einem Kunststoffmessrohr ist das Rohr bereits isolierend und die abwechselnde Schichtfolge beginnt somit mit einer leitenden Schicht.
Das Prinzip ist aber das gleiche. Beim Metallrohr ergeben 2 leitende Diagnoseschichten somit eine Schichtfolge von 5 Schichten, während beim Kunststoffmessrohr dies nur 4 Schichten sind.
Die elektrisch leitenden Schichten in beiden Ausgestaltungen können dabei metallische Schichten sein, elektrisch leitende Schichten aus leitfähigem Kunststoff, oder gar dünnen Netze oder Gitter aus Metall.
3 zeigt lediglich in Seitenansicht ein typisches Messrohr für ein Durchflussmessgerät. Beidseitig sind Flansche angeordnet mit welchen das Messrohr in eine Prozessrohrleitung einbaubar ist.
Die einzelnen elektrisch leitenden Schichten in der innenauskleidenden Schichtfolge des Messrohres sind bspw durch aufgedampfte Anschlussfahnen kontaktiert und die Kontaktierung wird nach außen geführt und mit einer Messeinrichtung verbunden. Diese erfasst eine Änderung der Leitfähigkeit oder der elektrischen Kapazität, wenn durch Abrasion der jeweiligen isolierenden abdeckenden Schicht das Messmedium hier eine galvanische Berührung mit der leitenden Schicht macht, oder bei kapazitiver Messung eine Änderung der Kapazität zu erkennen ist. Bei kapazitiver Messung wirkt die jeweils leitende Schicht wie eine Elektrode und die darauf aufgebrachte isolierende Schicht wie ein Dielektrikum. So kann sogar bei dünner werdender Isolationsschicht eine Änderung erfasst werden, bevor es zu einer Abrasion mit galvanischer Berührung kommt.
Die Erfindung ist für metallische Messrohre mit Isoliernder Innenauskleidung ebenso einsetzbar wie für Kunststoffrohre.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1193474 A1 [0003]

Claims

Durchflussmesseinrichtung mit einem Messrohr aus Kunststoff oder zumindest einer Kunststoffauskleidung, in welchem messstoffberührende Elektroden angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmessrohr bzw das mit Kunststoff innen ausgekleidete Messrohr mit einer Schichtfolge von isolierenden Kunststoffschichten und leitfähigen Schichten versehen ist.
Durchflussmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Schichten aus mindestens einer metallischen Schicht besteht.
Durchflussmesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähigen Schichten aus mindestens einer elektrisch leitfähigen Kunststoffschicht besteht.
Durchflussmesseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Schicht eine elektrisch isolierende Kunststoffschicht ist, und die nachfolgende, d. h. darunter liegende nächste Schicht eine leitfähige Schicht ist, welche kontaktiert und mit elektrischen Mittel verbunden ist, welche bei Abrasion der besagten inneren Isolationsschicht einen elektrischen Kurzschluss zum Messmedium signalisieren.
Durchflussmesseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismessrohr, auf welchem die besagten Schichten innen aufgebracht sind, ein Metallrohr ist.
Durchflussmesseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismessrohr auf dem die besagten Schichten innen aufgebracht sind, ein Kunststoffrohr ist.
Durchflussmesseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter der besagten leitenden Schicht wiederum eine Isolationsschicht und darunter eine weitere leitfähige Diagnoseschicht angeordnet ist.
Durchflussmesseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines metallischen Basismessrohres zwischen der genannten weiteren leitfähigen Diagnoseschicht und der Innenwandung des Basismessrohres einen weitere Isolationsschicht angeordnet ist.
Durchflussmesseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines aus Kunststoff bestehenden Basismessrohres die genannte weitere leitfähige Diagnoseschicht direkt auf der Innenwandung des Basismessrohres angeordnet ist.