Die vorliegende Erfindung betrifft einen Einsatz für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, welcher ein Lumen zum Führen eines Mediums aufweist und welcher zumindest eine erste Messelektrode zur Aufnahme zumindest eines Messsignals aufweist und welcher zumindest eine erste Übertragungselektrode zur Übertragung des Messsignals aufweist und die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Messsystem umfassend ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät zur Bestimmung des Durchflusses eines Mediums durch eine Rohrleitung, welches magnetisch-induktive Durchflussmessgerät ein Messrohr, eine Magnetanordnung, die ein das Messrohr durchsetzendes und im wesentlichen senkrecht zur Messrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, eine erste Messelektrode und zumindest eine zweite Messelektrode aufweist, und wobei das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät eine Messumformereinheit aufweist, die anhand zumindest eines an den Messelektroden des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts anliegenden Messsignals den Volumen- und/oder den Massendurchfluss des Mediums durch die Rohrleitung ermittelt.The present invention relates to an insert for a magnetic-inductive flowmeter which has a lumen for guiding a medium and which has at least one first measuring electrode for receiving at least one measuring signal and which has at least one first transmission electrode for transmitting the measuring signal, and the present invention furthermore relates a measuring system comprising a magnetic-inductive flowmeter for determining the flow of a medium through a pipeline, which magnetic-inductive flowmeter a measuring tube, a magnet arrangement which generates a passing through the measuring tube and extending substantially perpendicular to the measuring tube magnetic field, a first measuring electrode and at least one having the second measuring electrode, and wherein the magnetic-inductive flowmeter has a transmitter unit based on at least one of the measuring electrodes of the electromagnetic flowmeter the measurement of the volumetric and / or mass flow of the medium through the pipeline.
Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte nutzen für die volumetrische Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus und sind aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt. Senkrecht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren eine Messspannung in im Wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordneten Messelektroden. Die in die Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, also proportional zum Volumenstrom. Ist die Dichte des Mediums bekannt, lässt sich der Massestrom in der Rohrleitung bzw. in dem Messrohr bestimmen. Die Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das bezüglich der Koordinate entlang der Messrohrachse in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und wo folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist.Magnetic-inductive flowmeters use the principle of electrodynamic induction for volumetric flow measurement and are known from a variety of publications. Charge carriers of the medium moved perpendicularly to a magnetic field induce a measuring voltage in measuring electrodes which are essentially perpendicular to the direction of flow of the medium and perpendicular to the direction of the magnetic field. The measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to the flow velocity of the medium, averaged over the cross section of the measuring tube, ie proportional to the volume flow. If the density of the medium is known, the mass flow in the pipeline or in the measuring tube can be determined. The measuring voltage is usually tapped via a pair of measuring electrodes, which is arranged with respect to the coordinate along the measuring tube axis in the region of maximum magnetic field strength and where consequently the maximum measuring voltage is to be expected.
Die Messelektroden sind üblicherweise galvanisch mit dem Medium gekoppelt. Es sind jedoch auch magnetisch induktive Durchflussmessgeräte mit kapazitiv koppelnden Messelektroden bekannt geworden. Das Magnetfeld wird meist periodisch umgepolt, so dass an den Messelektroden aufeinanderfolgende Messspannungen mit umgekehrten Vorzeichen entstehen. Neben den Messelektroden kann ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät noch Messstoffüberwachungselektroden zur Erkennung teilgefüllter oder leerer Messrohre und/oder Bezugs- bzw. Erdungselektroden für das elektrische Referenzpotential zwischen Messgerät und Messstoff aufweisen. Das Magnetsystem ist üblicherweise von außen an das Messrohr montiert und besteht im Normalfall aus zwei diametral angeordneten Polschuhen, die jeweils eine Spulenanordnung tragen. Die beiden Spulen werden über eine Regel-/Auswerteeinheit so bestromt, dass das Messrohr von einem periodisch alternierenden Magnetfeld durchsetzt wird.The measuring electrodes are usually galvanically coupled to the medium. However, magnetically inductive flowmeters with capacitively coupling measuring electrodes have also become known. The magnetic field is usually reversed periodically, so that successive measuring voltages with opposite signs occur at the measuring electrodes. In addition to the measuring electrodes, a magneto-inductive flowmeter may also have measuring medium monitoring electrodes for detecting partially filled or empty measuring tubes and / or reference or grounding electrodes for the electrical reference potential between the measuring device and the measuring medium. The magnet system is usually mounted from the outside to the measuring tube and normally consists of two diametrically arranged pole pieces, each carrying a coil assembly. The two coils are energized via a control / evaluation unit so that the measuring tube is penetrated by a periodically alternating magnetic field.
Üblicherweise ist das Messrohr entweder aus einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. Edelstahl, gefertigt, oder es besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Ist das Messrohr aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, so ist es herkömmlicherweise in dem mit dem Medium in Kontakt kommenden Bereich mit einem Liner aus einem elektrisch isolierenden Material ausgekleidet. Der Liner besteht üblicherweise aus einem thermoplastischen, einem duroplastischen oder einem elastomeren Kunststoff. Es sind jedoch auch magnetisch induktive Durchflussmessgeräte mit einer keramischen Auskleidung bekannt geworden.Usually, the measuring tube is made of either an electrically conductive material, for. As stainless steel, manufactured, or it consists of an electrically insulating material. If the measuring tube is made of an electrically conductive material, it is conventionally lined in the region in contact with the medium with a liner made of an electrically insulating material. The liner usually consists of a thermoplastic, a thermosetting or an elastomeric plastic. However, magnetically inductive flow meters with a ceramic lining have also become known.
Aus vielen Veröffentlichungen, wie z. B. US 5,220,841 , US 5,583,299 , US 7,270,014 B2 , DE 10 2006 060 443 A1 , DE 10 2006 060 445 A1 , DE 10 2006 060 446 A1 , DE 10 2007 061 798 A1 , sind Magnetsysteme bekannt, die einfach an ein Messrohr anbringbar sind. Des Weiteren sind dem Fachmann magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte mit Kunststoffmessrohren bekannt, die in eine bestehende Rohrleitung eingeführt werden. Solche Durchflussmessgeräte finden sich z. B. in US 3,745,824 , EP 1 544 582 A1 , EP 1 574 828 A2 , EP 1 666 849 A1 , EP 1 717 561 A1 , DE 10 2005 060 208 A1 , GB 2 371 368 A . Wieder entfernbare Liner sind auch aus anderen Gebieten des Stands der Technik bekannt, wie z. B. aus der WO 2006/019923 A2 oder der WO 2008/067076 A2 .From many publications, such as. B. US 5,220,841 . US 5,583,299 . US 7,270,014 B2 . DE 10 2006 060 443 A1 . DE 10 2006 060 445 A1 . DE 10 2006 060 446 A1 . DE 10 2007 061 798 A1 , Magnet systems are known, which are easily attachable to a measuring tube. Furthermore, the person skilled in magnetic-inductive flow meters with plastic measuring tubes are known, which are introduced into an existing pipeline. Such flowmeters are z. In US 3,745,824 . EP 1 544 582 A1 . EP 1 574 828 A2 . EP 1 666 849 A1 . EP 1 717 561 A1 . DE 10 2005 060 208 A1 . GB 2 371 368 A , Removable liners are also known from other areas of the art, such as: B. from the WO 2006/019923 A2 or the WO 2008/067076 A2 ,
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein magnetisch-induktives Durchflussmesssystem vorzuschlagen, dessen mediumsberührende Teile kostengünstig auswechselbar sind ist.The object of the invention is to propose a magnetic-inductive flow measuring system, the medium-contacting parts is inexpensive exchangeable.
Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 und durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 11. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der jeweils abhängigen Ansprüche wider.The object is solved by the subject matter of independent claim 1 and by the subject matter of independent claim 11. Further developments and refinements of the invention can be found in the features of the respective dependent claims.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen hier kurz anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert werden. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.The invention allows numerous embodiments. Some of them will be briefly explained here with reference to the following figures. Identical elements are provided in the figures with the same reference numerals.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Durchflussmesssystem in einer ersten Ausgestaltung im Längsschnitt, 1 shows a flow meter according to the invention in a first embodiment in longitudinal section,
2 zeigt den Einsatz des erfindungsgemäßen Durchflussmesssystems aus 1 im Querschnitt, 2 shows the use of the flow measuring system according to the invention 1 in cross section,
3 zeigt einen weiteren Einsatz des erfindungsgemäßen Durchflussmesssystems im Querschnitt, 3 shows a further use of the flow measuring system according to the invention in cross-section,
4 zeigt einen weiteren Einsatz des erfindungsgemäßen Durchflussmesssystems im Querschnitt, 4 shows a further use of the flow measuring system according to the invention in cross-section,
5 zeigt perspektivisch einen erfindungsgemäßen Einsatz in einer vierten Ausgestaltung. 5 shows in perspective an insert according to the invention in a fourth embodiment.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes Durchflussmesssystem 1 im Längsschnitt dargestellt. Das Durchflussmesssystem 1 umfasst ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät 20 zur Bestimmung des Durchflusses eines Mediums durch eine Rohrleitung und einen in ein Messrohr 21 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 eingesetzten erfindungsgemäßen Einsatz 2.In 1 is a flow measuring system according to the invention 1 shown in longitudinal section. The flow measuring system 1 includes a magnetic-inductive flowmeter 20 for determining the flow of a medium through a pipeline and into a measuring tube 21 of the electromagnetic flowmeter 20 used insert according to the invention 2 ,
Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 20 weist neben dem Messrohr 21 eine hier nicht dargestellte Magnetanordnung, die ein das Messrohr durchsetzendes und im wesentlichen senkrecht zur Messrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, eine erste Messelektrode 26 und zumindest eine zweite Messelektrode 27 auf, wobei hier die Messelektroden 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 im Messrohr 21 auf einer Verbindungslinie 28 positioniert sind, die im wesentlichen senkrecht zur Messrohrachse 25 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 und zum Magnetfeld ausgerichtet ist. In diesem Ausführungsbeispiel begrenzen die erste und zweite Messelektrode 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 das Messrohr 21 zumindest teilweise.The magnetic-inductive flowmeter 20 points next to the measuring tube 21 a magnetic arrangement not shown here, which generates a magnetic field passing through the measuring tube and extending substantially perpendicular to the measuring tube axis, a first measuring electrode 26 and at least a second measuring electrode 27 on, here the measuring electrodes 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 in the measuring tube 21 on a connecting line 28 are positioned substantially perpendicular to the measuring tube axis 25 of the electromagnetic flowmeter 20 and is aligned with the magnetic field. In this embodiment, the first and second measuring electrodes limit 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 the measuring tube 21 at least partially.
Des Weiteren weist das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 20 eine ebenfalls nicht dargestellte Messumformereinheit auf, die anhand zumindest eines an den Messelektroden 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 anliegenden Messsignals, insbesondere eine Messspannung, den Volumen- und/oder den Massendurchfluss des Mediums durch die Rohrleitung ermittelt.Furthermore, the magnetic-inductive flowmeter 20 a transmitter unit, also not shown, based on at least one of the measuring electrodes 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 applied measuring signal, in particular a measuring voltage, the volume and / or the mass flow of the medium determined by the pipeline.
Ein erfindungsgemäßer Einsatz 2 für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, insbesondere der industriellen Prozesstechnik, weist ein Lumen 3 zum Führen eines Mediums, zumindest eine erste Elektrode 10 zur Aufnahme zumindest eines Messsignals, z. B. eines Potentials, und zumindest eine erste Elektrode 13 zur Übertragung des Messsignals auf. Diese werden entsprechend ihrer Funktion im nachfolgenden Messelektrode 10 und Übertragungselektrode 13 genannt. Der Einsatz 2 ist ferner in das Messrohr 21 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 einführbar, wobei die erste Übertragungselektrode 13 zur Übertragung des Messsignals des Einsatzes 2 so im Einsatz 2 angeordnet ist, dass sie im montierten Zustand des Einsatzes 2 im Messrohr 21 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20, zumindest die erste Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 elektrisch kontaktiert.An inventive use 2 for a magnetic-inductive flowmeter, in particular industrial process engineering, has a lumen 3 for guiding a medium, at least a first electrode 10 for receiving at least one measurement signal, z. B. a potential, and at least a first electrode 13 for transmitting the measurement signal. These become according to their function in the following measuring electrode 10 and transfer electrode 13 called. The use 2 is also in the measuring tube 21 of the electromagnetic flowmeter 20 insertable, wherein the first transfer electrode 13 for transmitting the measuring signal of the insert 2 so in use 2 is arranged that they are in the assembled state of the insert 2 in the measuring tube 21 of the electromagnetic flowmeter 20 , at least the first measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter 20 electrically contacted.
Der erfindungsgemäße Einsatz 2 ist in das Messrohr 21 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 eingeführt, wobei der Einsatz 2 mit der nicht dargestellten Rohrleitung so verbunden ist, dass das Medium im Lumen 3 des Einsatzes 2 geführt ist, wobei hier sowohl die erste Übertragungselektrode 13 des Einsatzes 2 mit der ersten Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 elektrisch kontaktiert ist, als auch die zweite Übertragungselektrode 14 des Einsatzes 2 mit der zweiten Messelektrode 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 elektrisch kontaktiert ist. Die Messumformereinheit des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 ist geeignet, den Durchfluss des Mediums durch das Lumen 3 des Einsatzes 2 anhand des den Messelektroden 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 zugeführten Messsignals, welches stets zumindest von der ersten Messelektrode 10 des Einsatzes 2 aufgenommen und welches von der ersten Übertragungselektrode 13 des Einsatzes 2 auf die erste Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 übertragen wird, zu ermitteln. Hier wird das Messsignal von der ersten, zweiten und dritten Messelektrode 10, 11 und 12 des Einsatzes aufgenommen, es wird in diese Messelektroden 10, 11 und 12 eine vom Durchfluss des Mediums durch das Lumen 3 des Einsatzes 2 abhängige Spannung induziert, und auf die erste und zweite Übertragungselektrode 13 und 14 des Einsatzes 2 übertragen, von wo es wiederum auf die erste und zweite Messelektrode 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 übertragen wird.The use according to the invention 2 is in the measuring tube 21 of the electromagnetic flowmeter 20 introduced, with the use 2 connected to the pipe, not shown, so that the medium in the lumen 3 of the insert 2 is guided, in which case both the first transfer electrode 13 of the insert 2 with the first measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter 20 electrically contacted, as well as the second transfer electrode 14 of the insert 2 with the second measuring electrode 27 of the electromagnetic flowmeter 20 electrically contacted. The transmitter unit of the electromagnetic flowmeter 20 is appropriate to the flow of the medium through the lumen 3 of the insert 2 on the basis of the measuring electrodes 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 supplied measuring signal, which always at least from the first measuring electrode 10 of the insert 2 received and which of the first transfer electrode 13 of the insert 2 on the first measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter 20 is to be determined. Here is the measurement signal from the first, second and third measuring electrode 10 . 11 and 12 of the insert, it gets into these measuring electrodes 10 . 11 and 12 one from the flow of the medium through the lumen 3 of the insert 2 dependent voltage induced, and on the first and second transfer electrode 13 and 14 of the insert 2 from where it is transferred to the first and second measuring electrodes 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 is transmitted.
Wie bereits offenbart, weist hier das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 20, wie zumeist in der industriellen Prozessmesstechnik, zwei Messelektroden 26 und 27 auf. Entsprechend weist der Einsatz 2 in dieser Ausgestaltung zwei Übertragungselektroden 13 und 14 zur Übertragung des Messsignals auf, welche dann die Messelektroden 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 entsprechend elektrisch kontaktieren. Bei der elektrischen Kontaktierung handelt es sich beispielsweise um eine galvanische Verbindung oder kapazitive Kopplung. Durch diese elektrische Kontaktierung ist das Messsignal auf einer Außenseite des Einsatzes abgreifbar, insbesondere von den die Übertragungselektroden 13 und 14 kontaktierenden Messelektroden 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20.As already disclosed, here is the magnetic-inductive flowmeter 20 as in industrial process measuring technology, two measuring electrodes 26 and 27 on. Accordingly, the use 2 in this embodiment two transmission electrodes 13 and 14 for transmitting the measuring signal, which then the measuring electrodes 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 contact electrically accordingly. The electrical contact is, for example, a galvanic connection or capacitive Coupling. As a result of this electrical contacting, the measuring signal can be tapped off on an outer side of the insert, in particular of the transmission electrodes 13 and 14 contacting measuring electrodes 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 ,
Unter einer elektrischen Kontaktierung wird im Allgemeinen eine Stromleitende Verbindung zwischen zumindest zwei Bauteilen verstanden. Hier soll der Begriff insofern erweitert werden, dass neben einer selbstverständlich umfassten galvanischen Verbindung auch eine kapazitive Kopplung mit umfasst wird. Ist beispielsweise die erste Übertragungselektrode 13 des Einsatzes mit der ersten Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 elektrisch kontaktiert, so sind beide genannten Elektroden 13 und 20 z. B. galvanisch verbunden, sie sind z. B. über einen elektrisch leitfähigen Draht miteinander verbunden oder sie berühren sich, oder sie sind kapazitiv gekoppelt, wobei im letztgenannten Fall die erste Übertragungselektrode 13 des Einsatzes und die erste Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 jeweils eine Kondensatorplatte des Kondensators bilden. Gleiches kann für das Medium und die Messelektroden 10, 11 und 12 des Einsatzes 2 gelten. Somit werden das Messsignal oder die Messsignale über die elektrische Kontaktierung übertragen.Under an electrical contacting is generally understood a current-conducting connection between at least two components. Here, the term is to be extended insofar that in addition to a galvanic connection that is naturally included, a capacitive coupling is also included. For example, is the first transfer electrode 13 use with the first measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter 20 electrically contacted, so are both mentioned electrodes 13 and 20 z. B. galvanically connected, they are z. B. interconnected via an electrically conductive wire or they touch each other, or they are capacitively coupled, in the latter case, the first transfer electrode 13 of the insert and the first measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter 20 each form a capacitor plate of the capacitor. The same can be done for the medium and the measuring electrodes 10 . 11 and 12 of the insert 2 be valid. Thus, the measurement signal or the measurement signals are transmitted via the electrical contact.
Neben den zwei Übertragungselektroden 13 und 14 des Einsatzes 2 weist der Einsatz in diesem Ausführungsbeispiel drei Messelektroden 10, 11 und 12 auf. Diese sind in einer Wand 4 des Einsatzes 2 angeordnet ist, welche das Lumen 3 des Einsatzes 2 begrenzt. In diesem Beispiel ragen die Messelektroden 10, 11 und 12 des Einsatzes 2 in das Lumen 3 des Einsatzes 2 hinein. Sie begrenzen somit ebenfalls das Lumen 3 des Einsatzes 2 und sind mit dem Medium im Lumen 3 des Einsatzes 2 galvanisch verbunden. Eine Alternative dazu stellt, wie bereits erwähnt, eine kapazitive Kopplung dar.In addition to the two transmission electrodes 13 and 14 of the insert 2 the insert in this exemplary embodiment has three measuring electrodes 10 . 11 and 12 on. These are in a wall 4 of the insert 2 is arranged, which is the lumen 3 of the insert 2 limited. In this example, the measuring electrodes protrude 10 . 11 and 12 of the insert 2 into the lumen 3 of the insert 2 into it. They also limit the lumen 3 of the insert 2 and are in the lumen with the medium 3 of the insert 2 galvanically connected. An alternative to this is, as already mentioned, a capacitive coupling.
Zusätzlich sind die erste Übertragungselektrode 13 und die zweite Übertragungselektrode 14 in der Wand 4 des Einsatzes 2 auf einer dem Lumen 3 des Einsatzes 2 abgewandten Seite der Wand 4 des Einsatzes 2 galvanisch kontaktierbar. Sie weisen zur Übertragung des Messsignals des Einsatzes jeweils eine Kontaktierungsfläche 15, 16 auf, welche im montierten Zustand des Einsatzes 2 im Messrohr 21 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 die Messelektroden 26, 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts galvanisch kontaktieren.In addition, the first transfer electrode 13 and the second transfer electrode 14 in the wall 4 of the insert 2 on a lumen 3 of the insert 2 opposite side of the wall 4 of the insert 2 electrically contactable. They each have a contacting surface for transmitting the measuring signal of the insert 15 . 16 on which in the assembled state of the insert 2 in the measuring tube 21 of the electromagnetic flowmeter 20 the measuring electrodes 26 . 27 Electrically contact the electromagnetic flowmeter.
Dabei weist jede Kontaktierungsfläche 15 und 16 einen jeweils vorgegebenen Abstand zu einer vorgegebenen Achse 5 im Lumen 3 des Einsatzes 2 auf. Erfindungsgemäß ist der Einsatz 2 so ausgestaltet oder die Übertragungselektroden 15 und 16 des Einsatzes 2 sind so ausgestaltet oder im Einsatz 2 angeordnet, dass der jeweils vorgegebene Abstand durch Aufbringen einer vorgegebenen Kraft auf die jeweiligen Kontaktierungsflächen 15 und 16 der jeweiligen Übertragungselektroden 13 und 14 des Einsatzes 2 in Richtung der vorgegebenen Achse 5 im Lumen 3 des Einsatzes 2 in vorgegebenem Maß elastisch verkleinerbar ist.In this case, each contact surface 15 and 16 a respective predetermined distance to a predetermined axis 5 in the lumen 3 of the insert 2 on. According to the invention is the use 2 so designed or the transfer electrodes 15 and 16 of the insert 2 are designed or in use 2 arranged that the respectively predetermined distance by applying a predetermined force to the respective contacting surfaces 15 and 16 the respective transfer electrodes 13 and 14 of the insert 2 in the direction of the given axis 5 in the lumen 3 of the insert 2 is elastically reducible to a predetermined extent.
Beispielsweise sind die Übertragungselektroden 15 und 16 des Einsatzes 2, oder zumindest die erste Übertragungselektrode 15, elastisch in dem Einsatz 2 gelagert, mit zumindest einem Freiheitsgrad, eine Bewegung senkrecht zur der Mittelachse 5 des Einsatzes 2 ermöglichend. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zumindest die Übertragungselektroden 13 als Feder ausgestaltet ist, welche ohne eine von außen aufgebrachte Kraft ausgefedert ist, und welche durch die Berührung mit der Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 eine Kraft erfährt, ausrechend groß, um eine gewisse Strecke einzufedern.For example, the transfer electrodes 15 and 16 of the insert 2 , or at least the first transfer electrode 15 , elastic in the insert 2 mounted, with at least one degree of freedom, a movement perpendicular to the central axis 5 of the insert 2 enabling. This can be achieved by at least the transmission electrodes 13 is designed as a spring which is spring-loaded without an externally applied force, and which by the contact with the measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter 20 experiencing a force, reasonably big, to cushion a certain distance.
Eine alternative, hier nicht dargestellte Ausführungsform der Erfindung sähe eine federnde Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 vor, welche ihrerseits ohne eine von außen einwirkende Kraft maximal ausgefedert ist, und welche durch den Einschub des Einsatzes 2 oder zumindest durch die Berührung mit der Kontaktierungsfläche 15 der Übertragungselektrode 13 eine Kraft erfährt und entsprechend einfedert. Weist das Messrohr des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts eine elastische Auskleidung, einen so genannten Liner, auf, ist ebenfalls denkbar, dass die Messelektrode fest im Liner gelagert ist, relativ zu diesem keine Bewegung ausführt, jedoch der Liner eine gewisse Elastizität aufweist, um beim Einführen des Einsatzes in das Messrohr leicht zusammen gepresst zu werden, und somit eine Berührung der beiden genannten Elektroden sicherstellt. Bei den angesprochenen Möglichkeiten verändert sich insbesondere das Lumen 3 des Einsatzes 2 weder in Form oder Gestalt, noch in seiner Größe. Alternativ weist der Einsatz eine gewisse Elastizität auf, so dass er beim Einführen in das Messrohr des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts etwas zusammengedrückt wird, wodurch der sichere galvanische Verbindung zwischen Übertragungselektrode des Einsatzes, respektive deren Kontaktierungsfläche, und Messelektrode des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts hergestellt wird.An alternative, not shown embodiment of the invention would see a resilient measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter 20 which in turn is maximally rebound without any externally applied force, and which by the insertion of the insert 2 or at least by the contact with the contacting surface 15 the transfer electrode 13 experiences a force and springs in accordingly. If the measuring tube of the magnetic-inductive flowmeter has an elastic lining, a so-called liner, it is also conceivable that the measuring electrode is fixedly mounted in the liner, does not move relative to it, but the liner has a certain elasticity in order to be inserted the insert into the measuring tube to be pressed together slightly, and thus ensures contact of the two electrodes mentioned. In particular, the lumen changes in the mentioned possibilities 3 of the insert 2 neither in form or shape, nor in its size. Alternatively, the insert has a certain elasticity, so that it is slightly compressed when inserted into the measuring tube of the electromagnetic flowmeter, whereby the safe galvanic connection between the transfer electrode of the insert, respectively the contacting surface, and measuring electrode of the electromagnetic flowmeter is produced.
Die Abstandsverringerungen pro Übertragungselektrode sind dabei gering. Der Einsatz 2 kann darüber hinaus eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um dem maximal zulässigen Druck des Mediums im Einsatz, ohne plastisch verformt zu werden, Stand zu halten. Diese ist jedoch nicht zwingend nötig, da der Einsatz 2 so ausgestaltet sein kann, dass er im montierten Zustand im Messrohr 21 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 von diesem ausreichend abgestützt ist.The distance reductions per transfer electrode are small. The use 2 may also have sufficient strength to withstand the maximum allowable pressure of the medium in use without being plastically deformed. However, this is not absolutely necessary because of the use 2 can be designed so that he in the mounted state in the measuring tube 21 of the electromagnetic flowmeter 20 is sufficiently supported by this.
Der Einsatz 2 ist z. B. aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material hergestellt, wie einer Keramik oder insbesondere einem Polymer, z. B. aus PA, PFA, PTFE, PET, PEEK, PPE, PPS, PVC, PU oder PSU. Dabei ist insbesondere die Wand 4 des Einsatzes 2 bzw. insbesondere der das Medium berührende Teil der Wand 4 aus einem solchen elektrisch nicht leitfähigen Material hergestellt. Wird ein elektrisch leitfähiger Werkstoff zur Fertigung der Wand des Einsatzes eingesetzt, sind zumindest die Messelektroden des Einsatzes von der Wand des Einsatzes zu isolieren. Die Mess- und/oder Übertragungselektroden 10, 11, 12, 13 und 14 des Einsatzes 2 sind in der Regel aus elektrisch Leitfähigen Werkstoffen hergestellt.The use 2 is z. B. made of an electrically non-conductive material, such as a ceramic or in particular a polymer, for. B. of PA, PFA, PTFE, PET, PEEK, PPE, PPS, PVC, PU or PSU. It is especially the wall 4 of the insert 2 or in particular the medium contacting part of the wall 4 made of such an electrically non-conductive material. If an electrically conductive material is used to fabricate the wall of the insert, at least the measuring electrodes of the insert are to be insulated from the wall of the insert. The measuring and / or transmission electrodes 10 . 11 . 12 . 13 and 14 of the insert 2 are usually made of electrically conductive materials.
Konstruktiv ist der Einsatz 2 mit einem Einlauf 6, einem Auslauf 7 und einem Messbereich 8 ausgestaltet, wobei die Messelektroden 10, 11 und 12 im Messbereich 8 angeordnet sind. Sowohl der Einlauf 6, als auch der Auslauf 7 weisen jeweils ein Kupplungsstück 9 zum Anschluss einer eines jeweils komplementär ausgestalteten, hier nicht gezeigte Kupplungsstücks der Rohleitung auf. Als Kupplungsstücke 9 können auch Flansche vorgesehen sein. In diesem Ausführungsbeispiel sind elastische Schläuche, beispielsweise aus einem Elastomer, als Rohrleitung auf die Kupplungsstücke 9 des Einsatzes 2 aufsteckbar. Diese weisen dann einen entsprechend zur Außenkontur der Kupplungsstücke 9 des Einsatzes 2 dimensionierten Innendurchmesser auf, beispielsweise um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Rohrleitung und Einsatz 2 herzustellen.The use is constructive 2 with an enema 6 a spout 7 and a measuring range 8th designed, with the measuring electrodes 10 . 11 and 12 in the measuring range 8th are arranged. Both the enema 6 , as well as the spout 7 each have a coupling piece 9 for connecting one of each complementarily configured, not shown here coupling piece of the pipe. As couplings 9 Flanges can also be provided. In this embodiment, elastic hoses, for example made of an elastomer, as a conduit to the coupling pieces 9 of the insert 2 attachable. These then have a corresponding to the outer contour of the coupling pieces 9 of the insert 2 dimensioned inner diameter, for example, a non-positive connection between the pipe and use 2 manufacture.
In der skizzierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Einsatzes 2 sind der Einlauf 6 und der Auslauf 7 im montierten Zustand des Einsatzes 2 im magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät 20 aus derselben Stirnseite 23 des Messrohrs 21 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 herausgeführt. Eine gedachte Mittelachse des Einlaufs 6 des Einsatzes 2 würde somit parallel zu einer gedachten Mittelachse des Auslaufs 7 des Einsatzes verlaufen. Das Lumen 3 des Einsatzes 2 weist daher einen Krümmung auf. Der Messbereich 8 ist somit zweigeteilt.In the outlined embodiment of the insert according to the invention 2 are the enema 6 and the spout 7 in the assembled state of the insert 2 in the electromagnetic flowmeter 20 from the same front 23 of the measuring tube 21 of the electromagnetic flowmeter 20 led out. An imaginary central axis of the inlet 6 of the insert 2 would thus be parallel to an imaginary central axis of the spout 7 of the mission. The lumen 3 of the insert 2 therefore has a curvature. The measuring range 8th is thus divided into two parts.
Die erste Messelektrode 10 des Einsatzes 2 und eine zweite Messelektrode 11 des Einsatzes 2 sind auf einer Verbindungslinie 17 im hier zweigeteilten Messbereich 8 im Einsatz 2 angeordnet, welche die Wand 4 des Einsatzes 2, welche das Lumen begrenzt, zumindest einmal schneidet. Die Verbindungslinie 17 schneidet die Mittelachse des Lumens 3 näherungsweise senkrecht. In dieser Ausgestaltung ergeben sich zwei lumenseitige Schnittpunkte der Verbindungslinie 17 mit der Wand 4 des Einsatzes 2. Eine dritte Messelektrode 12 ist im Einsatz 2 hier nun so angeordnet, dass sie das Lumen 3 des Einsatzes 2 begrenzt, und zwar auf beiden, dem Lumen zugewandten Seiten der Wand 4 des Einsatzes 2.The first measuring electrode 10 of the insert 2 and a second measuring electrode 11 of the insert 2 are on a connecting line 17 in the here divided measuring range 8th in use 2 arranged the wall 4 of the insert 2 that limits the lumen, at least once cuts. The connecting line 17 cuts the central axis of the lumen 3 approximately vertical. In this embodiment, two lumen-side intersections of the connecting line arise 17 with the wall 4 of the insert 2 , A third measuring electrode 12 is in use 2 here now arranged so that they are the lumen 3 of the insert 2 limited, on both, the lumen-facing sides of the wall 4 of the insert 2 ,
Im gezeigten erfindungsgemäßen Einsatz 2 sind die erste und zweite Messelektrode 10 und 11 des Einsatzes 2 und die erste Übertragungselektrode 13 miteinander galvanisch verbunden und die zweite Übertragungselektrode 14 ist mit der dritten Messelektrode 12 des Einsatzes galvanisch verbunden. Wie bereits erwähnt sind die erste und die zweite Übertragungselektrode 13 und 14 des Einsatzes 2 mit der ersten und zweiten Messelektrode 26 und 27 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts 20 elektrisch kontaktiert, wodurch die Messsignale entsprechend vom Einsatz 2 auf das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 20 übertragen werden, um dort weiterverarbeitet zu werden. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass mehr Ladung zur Messung zur Verfügung steht. Angenommen, die Durchflüsse des Mediums durch den Einsatz sind an beiden Messstellen, also zwischen der ersten Messelektrode 26 und der dritten Messelektrode 28 des Einsatzes und der der ersten Messelektrode 27 und der dritten Messelektrode 28 des Einsatzes gleich groß, dann sind die in die erste und die zweite Messelektrode 26 und 27 induzierte Spannung und die von beiden das Medium berührenden Oberflächen induzierten Spannungen in die dritte Messelektrode 28 des Einsatzes 2 gleich groß, beispielsweise gemessen zum Erdpotential. Entsprechend würden separate Messungen des Durchflusses mit erster und dritter Messelektrode 26 und 28 und mit und dritter Messelektrode 27 und 28 zum gleichen Ergebnis führen. Es könnte somit auf eine der Messungen und somit auf eine der ersten oder zweiten Messelektrode 26, 27 verzichtet werden. Jedoch stehen durch diese Ausgestaltung mehr Ladungsträger zur Messung der Spannungen zur Verfügung, was diese erfindungemäße Ausgestaltung robuster gegenüber dem Stand der Technik macht.In the inventive use shown 2 are the first and second measuring electrodes 10 and 11 of the insert 2 and the first transfer electrode 13 electrically connected to each other and the second transfer electrode 14 is with the third measuring electrode 12 the insert galvanically connected. As already mentioned, the first and second transfer electrodes 13 and 14 of the insert 2 with the first and second measuring electrodes 26 and 27 of the electromagnetic flowmeter 20 electrically contacted, whereby the measuring signals according to the use 2 on the magnetic-inductive flowmeter 20 be transferred in order to be further processed there. The advantage of this solution is that more charge is available for measurement. Assuming that the flow rates of the medium through the insert are at both measuring points, ie between the first measuring electrode 26 and the third measuring electrode 28 the insert and the first measuring electrode 27 and the third measuring electrode 28 of the insert are the same size, then they are in the first and the second measuring electrode 26 and 27 induced voltage and the two of the medium contacting surfaces induced voltages in the third measuring electrode 28 of the insert 2 the same size, for example measured to ground potential. Accordingly, separate measurements of the flow with the first and third measuring electrodes 26 and 28 and with and third measuring electrode 27 and 28 lead to the same result. It could thus be on one of the measurements and thus on one of the first or second measuring electrode 26 . 27 be waived. However, this embodiment provides more charge carriers for measuring the voltages, which makes this inventive embodiment more robust than the prior art.
Prinzipiell können weitere Messelektroden des Einsatzes 2 an lumenseitigen Schnittpunkten der Verbindungslinie 17 mit der Wand 4 des Einsatzes 2 vorgesehen sein. So könnten in dem gezeigten Beispiel zwei statt nur einer dritten Messelektrode 12 an den zwei lumenseitigen Schnittpunkten der Verbindungslinie 17 mit der Wand 4 des Einsatzes 2 angeordnet sein.In principle, further measuring electrodes of the insert 2 at lumenseitigen intersections of the connecting line 17 with the wall 4 of the insert 2 be provided. Thus, in the example shown, instead of just one third measuring electrode 12 at the two luminal intersections of the connecting line 17 with the wall 4 of the insert 2 be arranged.
Des Weiteren sind auch weitere Messelektroden des Einsatzes 2 außerhalb der Verbindungslinie 17 im Einsatz anordnenbar. Der Stand der Technik zeigt viele Beispiele von magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten mit mehreren Messelektroden. Nachteilig an solchen Anordnungen ist der höhere Auswerte- und/oder Schaltungsaufwand.Furthermore, there are also other measuring electrodes of the insert 2 outside the connecting line 17 can be arranged in use. The prior art shows many examples of multiple-inductance electromagnetic flowmeters Measuring electrodes. A disadvantage of such arrangements is the higher evaluation and / or circuit complexity.
Der Einsatz 2 weist weiterhin zumindest ein Mittel zur Identifikation des Einsatzes 2 und/oder zumindest ein Mittel zur Erfassung, Speicherung und Übertragung von Daten auf. Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 20, insbesondere deren Messumformereinheit ist dann entsprechend ausgestaltet, um geeignet zu sein, zur Identifikation des Einsatzes und/oder zur Erfassung, Speicherung und Verarbeitung von Daten des Einsatzes. Ein Beispiel eines Mittels zur Identifikation ist ein RFID-Transponder oder ein aufgedruckter Barcode. In einem Barcode ließen sich Form und Gestalt und Größe, insbesondere Nennweite oder Elektrodenabstand, des Einsatzes 2 hinterlegen und entsprechend auslesen. In einem Chip könnten darüber hinaus weitere Daten, insbesondere Kalibrierparameter gespeichert und entsprechend ausgelesen werden. Die Messumformereinheit ist dann selbstverständlich geeignet, diese Daten nicht nur auszulesen, sondern auch zu verarbeiten, insbesondere mit den Kalibrierparametern den Durchfluss zu ermitteln. Somit muss ein erfindungsgemäßes Messsystem nicht neu kalibriert werden.The use 2 also has at least one means for identifying the mission 2 and / or at least one means for collecting, storing and transmitting data. The magnetic-inductive flowmeter 20 In particular, their transmitter unit is then designed accordingly to be suitable for identifying the use and / or for capturing, storing and processing data of the insert. An example of a means for identification is an RFID transponder or a printed bar code. In a barcode shape and shape and size, in particular nominal diameter or electrode spacing, of the insert could be 2 deposit and read out accordingly. In addition, further data, in particular calibration parameters, could be stored in a chip and read out accordingly. The transmitter unit is then of course suitable to not only read this data, but also to process, in particular to determine the flow with the calibration parameters. Thus, a measuring system according to the invention does not have to be recalibrated.
Es könnte z. B. auch nach seinem Gebrauch gespeichert werden, dass der Einsatz bereits benutzt ist und sie nun sterilisiert oder entsorgt werden muss. Werden die Daten beim Einsetzen des Einsatzes ausgelesen, kann eine fehlerhafte Verwendung der Einsatzes verhindert werden. Weitere Beispiele für speicherbare Parameter sind Beschädigungen, Anschlussmöglichkeiten, Material des Einsatzes oder der Messelektroden, ob der Einsatz steril ist oder nicht, vorhandene integrierte Sensoren und deren Ausgangssignale oder Steuersignale.It could be z. B. be stored after its use, that the use is already used and they must now be sterilized or disposed of. If the data is read out when inserting the insert, incorrect use of the insert can be prevented. Other examples of parameters that can be stored are damage, connection options, material of the insert or the measuring electrodes, whether the insert is sterile or not, existing integrated sensors and their output signals or control signals.
2 zeigt den Einsatz 2 des erfindungsgemäßen Durchflussmesssystems aus 1 im Querschnitt. Auch die Ladungsträger sind schematisch skizziert. Da eine Messung der Spannungen quasi stromlos erfolgt, ist der Effekt der höheren Ladungsträgerdichte jedoch gering. 2 shows the insert 2 of the flow measuring system according to the invention 1 in cross section. The charge carriers are also sketched schematically. Since a measurement of the voltages is quasi de-energized, the effect of higher carrier density is low.
Zur besseren Ausnutzung der näherungsweise kreisförmigen Querschnittsfläche des Messrohrs des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts, weist der Einsatz 2 ein im Querschnitt halbkreisförmiges Lumen 3 auf. Wie bereits erwähnt, könnte die hier gezeichnete dritte Messelektrode 12 auch aus zwei, an den Schnittpunkten der Verbindungslinie 17 mit der Wand 4 des Einsatzes 2 angeordneten, separaten Messelektroden bestehen, die dann entweder kurzgeschlossen sind oder in separaten Schaltungen ausgewertet würden.For better utilization of the approximately circular cross-sectional area of the measuring tube of the magnetic-inductive flowmeter, the insert has 2 a semicircular lumen in cross-section 3 on. As already mentioned, the third measuring electrode shown here could be 12 also from two, at the intersections of the connecting line 17 with the wall 4 of the insert 2 arranged, separate measuring electrodes exist, which are then either short-circuited or evaluated in separate circuits.
Neben dem in 1 veranschaulichten, einfach gebogenen Einsatz 2 sind auch mehrfach gebogene Einsätze denkbar oder Einsätze ohne Krümmung ihres Lumens, deren Ein- und Ausläufe dennoch aus derselben Stirnseite des Messrohrs des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts herausgeführt sind. Solche Einsätze lassen sich beispielsweise dadurch realisieren, dass ein erstes Rohr einer kleineren Nennweite in ein zweites Rohr einer größeren Nennweite eingeführt ist, welches auf zumindest einer Seite vollständig abgeschlossen ist und welche beiden Rohre dann als Ein- respektive Auslauf funktionieren.In addition to the in 1 illustrated, simply curved insert 2 are also multiple bent inserts conceivable or inserts without curvature of their lumen, the inlets and outlets are still led out of the same end face of the measuring tube of the electromagnetic flowmeter. Such inserts can be realized, for example, by introducing a first tube of a smaller nominal diameter into a second tube of a larger nominal width, which is completely closed on at least one side and which two tubes then function as a single or outlet.
In den 3 und 4 sind weitere erfindungsgemäße Elektrodenanordnungen veranschaulicht.In the 3 and 4 further electrode arrangements according to the invention are illustrated.
Im Gegensatz zu 2, wo an den lumenseitigen Schnittpunkten der Verbindungslinie mit der Wand des Einsatzes, welche das Lumen begrenzt, mindestens eine dritte Messelektrode im Einsatz angeordnet ist, welche das Lumen zumindest teilweise begrenzt, wobei die erste und zweite Messelektrode und die erste Übertragungselektrode miteinander galvanisch verbunden sind und wobei eine zweite Übertragungselektrode im Einsatz mit der dritten Messelektrode galvanisch verbunden ist, ist in der 3 ein Einsatz 2 zu sehen, welcher an den lumenseitigen Schnittpunkten der Verbindungslinie mit der Wand 4 des Einsatzes 2, welche das Lumen begrenzt, eine dritte Messelektrode 12 und eine vierte Messelektrode 32 im Einsatz 2 aufweist, welche das Lumen 3 zumindest teilweise begrenzen, wobei die dritte Messelektrode 12 der ersten Messelektrode 10 im Lumen 3 gegenüberliegend angeordnet ist und die vierte Messelektrode 32 der zweiten Messelektrode 11 im Lumen 3 gegenüberliegend angeordnet ist, wobei die erste Messelektrode 10 und die erste Übertragungselektrode 13 miteinander galvanisch verbunden sind und wobei eine zweite Übertragungselektrode 14 im Einsatz mit der vierten Messelektrode 32 galvanisch verbunden ist und wobei die zweite Messelektrode 11 und die dritte Messelektrode 12 miteinander galvanisch verbunden sind. Zusätzlich ist das Magnetfeld schematisch durch den Pfeil B repräsentiert.In contrast to 2 where at least one third measuring electrode in the insert is disposed at the lumen-side intersections of the connection line with the wall of the insert delimiting the lumen, at least partially delimiting the lumen, the first and second measuring electrodes and the first transmission electrode being galvanically connected to each other; wherein a second transfer electrode is electrically connected in use with the third measuring electrode is in the 3 an insert 2 to see which at the luminal intersections of the connecting line with the wall 4 of the insert 2 , which limits the lumen, a third measuring electrode 12 and a fourth measuring electrode 32 in use 2 which has the lumen 3 at least partially limit, wherein the third measuring electrode 12 the first measuring electrode 10 in the lumen 3 is arranged opposite and the fourth measuring electrode 32 the second measuring electrode 11 in the lumen 3 is arranged opposite, wherein the first measuring electrode 10 and the first transfer electrode 13 are electrically connected to each other and wherein a second transfer electrode 14 in use with the fourth measuring electrode 32 is electrically connected and wherein the second measuring electrode 11 and the third measuring electrode 12 are galvanically connected to each other. In addition, the magnetic field is represented schematically by the arrow B.
Durch diese Art der Verschaltung liegt eine ungefähr doppelt so hohe Messspannung an den Übertragungselektroden 13 und 14 an, im Vergleich zur Ausgestaltung aus 3. Durch das Kurzschließen der zweiten und dritten Messelektroden 11 und 12 findet ein Potentialausgleich zwischen diesen statt. Die Spannungen zwischen den sich gegenüberliegenden ersten und dritten Messelektrode 10 und 12 und zwischen der sich gegenüberliegenden zweiten und vierten Messelektrode 11 und 32 addieren sich. Dies entspräche einer Serienschaltung der Elektroden zweier handelsüblicher magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräte. Die Spannung, welche an den Übertragungselektroden 13 und 14 abgegriffen werden kann ist hier fast so hoch, wie bei einem handelüblichen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät mit einem kreisrunden Messrohr und einem Abstand seiner gegenüberliegenden Messelektroden, welcher dem Abstand von erster und zweiter Messelektrode 10 und 11 entspricht.Due to this type of interconnection, an approximately twice the measuring voltage is applied to the transfer electrodes 13 and 14 on, compared to the design of 3 , By short-circuiting the second and third measuring electrodes 11 and 12 there is an equipotential bonding between these. The voltages between the opposing first and third measuring electrodes 10 and 12 and between the opposing second and fourth measuring electrodes 11 and 32 add up. This would correspond to a series connection of the electrodes of two commercially available magnetic-inductive flowmeters. The voltage applied to the transfer electrodes 13 and 14 can be tapped here is almost as high as in a commercially available magnetic-inductive flowmeter with a circular measuring tube and a distance of its opposite measuring electrodes, which the distance from the first and second measuring electrode 10 and 11 equivalent.
Der Einsatz 2 aus 4 weist die gleichen Vorteile der Verschaltung der Elektroden auf, wie das Ausführungsbeispiel aus 3. Hier sind die Messelektroden jedoch nicht auf einer gemeinsamen Verbindungslinie angeordnet. Diese sind vielmehr auf den sich am größten voneinander entfernten Punkten der Lumen. Durch den größeren Abstand im Vergleich zu den beiden vorherigen Ausgestaltungen wird ein höherer Messeffekt erreicht, da die Spannung, welche in sich gegenüberliegende Messelektroden induziert wird, abhängig ist vom Abstand der sich gegenüberliegenden Messelektroden.The use 2 out 4 has the same advantages of interconnecting the electrodes as the embodiment 3 , However, here the measuring electrodes are not arranged on a common connecting line. These are rather on the points of the lumen which are the most distant from each other. The greater distance compared to the two previous embodiments, a higher measurement effect is achieved because the voltage which is induced in opposing measuring electrodes, depends on the distance of the opposing measuring electrodes.
Auch hier weist der Einsatz 2 einen Einlauf und einen Auslauf auf, wobei der Einlauf und der Auslauf im montierten Zustand des Einsatzes im magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät aus derselben Stirnseite des Messrohrs des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts herausgeführt sind. Dadurch entsteht ein gebogener Einsatz 2. Die gedachte Mittelachse des Einlaufs des Einsatzes 2 würde somit parallel zu einer gedachten Mittelachse des Auslaufs des Einsatzes verlaufen. Das Lumen 3 des Einsatzes 2 weist daher eine Krümmung auf. Der Messbereich ist zweigeteilt. Im Messbereich weist der Einsatz 2 somit zwei parallel verlaufende Mittelachsen des Lumens auf. Die erste und dritte Messelektrode sind nun sich gegenüberliegend so im Lumen 3 des Einsatzes 2 angeordnet, dass ihr Abstand maximal ist. Das Gleiche gilt für die zweite und vierte Messelektrode.Again, the use indicates 2 an inlet and an outlet, wherein the inlet and the outlet are led out in the assembled state of the insert in the electromagnetic flowmeter from the same end face of the measuring tube of the electromagnetic flowmeter. This creates a bent insert 2 , The imaginary central axis of the inlet of the insert 2 would thus run parallel to an imaginary central axis of the outlet of the insert. The lumen 3 of the insert 2 therefore has a curvature. The measuring range is divided into two parts. In the measuring range has the use 2 thus two parallel central axes of the lumen. The first and third measuring electrodes are now opposite one another in the lumen 3 of the insert 2 arranged that their distance is maximum. The same applies to the second and fourth measuring electrodes.
5 zeigt einen erfindungsgemäßen Einsatz 2 perspektivisch. Dieser weist ein gerade Lumen 3 auf, mit einer geraden Mittelachse 5. Weiterhin weist der Einsatz 2 zwei Messelektroden 10 und 11 auf, welche auf einer Verbindungslinie 17 senkrecht zur Mittelachse 5 des Lumens angeordnet sind. Die Messelektroden 10 und 11 sind identisch mit den Übertragungselektroden 13 und 14. Sie übernehmen also sowohl die Funktion der Messsignalaufnahme, als auch der Übertragung desselben. Somit sind die Messelektroden 10 und 11 selbst auf der dem Lumen 3 abgewandten Seite des Einsatzes 2 elektrisch kontaktierbar. 5 shows an insert according to the invention 2 perspective. This has a straight lumen 3 on, with a straight central axis 5 , Furthermore, the use indicates 2 two measuring electrodes 10 and 11 on which is on a connecting line 17 perpendicular to the central axis 5 of the lumen are arranged. The measuring electrodes 10 and 11 are identical to the transfer electrodes 13 and 14 , So they take over both the function of measuring signal recording, as well as the transmission of the same. Thus, the measuring electrodes 10 and 11 even on the lumen 3 opposite side of the insert 2 electrically contactable.
Das hier nicht dargestellte magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 20 weist, wie zumeist in der industriellen Prozessmesstechnik, ebenso zwei Messelektroden 26 und 27 zur Aufnahme eines Messsignals, insbesondere eine Messspannung, auf, wobei die Messelektroden des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts im Messrohr auf einer Verbindungslinie positioniert sind, die im wesentlichen senkrecht zur Messrohrachse und zum Magnetfeld ausgerichtet ist.The magnetic-inductive flowmeter, not shown here 20 As is usually the case in industrial process measuring technology, it also has two measuring electrodes 26 and 27 for receiving a measuring signal, in particular a measuring voltage, wherein the measuring electrodes of the magnetic-inductive flowmeter are positioned in the measuring tube on a connecting line, which is aligned substantially perpendicular to the measuring tube axis and the magnetic field.
Der Einsatz 2 weist eine ringförmige Erhebung mit Nut 30 und einer Bohrung 31 als Mittel zur Ausrichtung und/oder zur Befestigung des Einsatzes 2 an einem komplementär ausgestalteten Mittel zur Ausrichtung und/oder lösbaren Befestigung des Einsatzes am magentisch-induktiven Durchflussmessgerät auf. Entsprechend weist das magentisch-induktive Durchflussmessgerät Mittel zur Ausrichtung und/oder lösbaren Befestigung des Einsatzes am magentisch-induktiven Durchflussmessgerät an dem komplementär ausgestalteten Mittel zur Ausrichtung und/oder lösbaren Befestigung des Einsatzes auf. Dies könnte hier beispielsweise ein an eine Stirnseite des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts angebrachte Vorrichtung mit einem Innendurchmesser aufweisen, welcher geringfügig größer ist, als der Außendurchmesser der ringförmigen Erhebung des Einsatzes 2, und mit einer zur Nut 30 des Einsatzes 2 komplementär ausgestalteten Feder und einen in die Bohrung 31 des Einsatzes 2 passenden Stift. Der Einsatze 2 lässt sich nur in das Messrohr des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts einführen, indem die Feder in die Nut 30 greift. Somit ist der Einsatz im Messrohr ausgerichtet. Ist der Einsatz an seiner vorgesehenen Stelle im Messrohr positioniert, lässt sich der Stift durch eine weitere Bohrung im Mittel zur Ausrichtung und/oder lösbaren Befestigung des Einsatzes am magentisch-induktiven Durchflussmessgerät des magentisch-induktiven Durchflussmessgeräts in die Bohrung 31 des Einsatzes einführen und fixiert diesen damit im Messrohr des magentisch-induktiven Durchflussmessgeräts.The use 2 has an annular elevation with a groove 30 and a hole 31 as a means for aligning and / or fixing the insert 2 on a complementarily designed means for alignment and / or releasable attachment of the insert on the magnetic-inductive flowmeter on. Accordingly, the magnetic-inductive flowmeter has means for aligning and / or releasably securing the insert to the magnetic-inductive flowmeter to the complementarily configured means for aligning and / or releasably securing the insert. This could, for example, have here a device attached to an end face of the electromagnetic flowmeter with an inner diameter which is slightly larger than the outer diameter of the annular elevation of the insert 2 , and with a groove 30 of the insert 2 complementarily designed spring and one in the bore 31 of the insert 2 matching pen. The mission 2 can only be inserted into the measuring tube of the magnetic-inductive flowmeter by inserting the spring into the groove 30 attacks. Thus, the insert is aligned in the measuring tube. If the insert is positioned in its intended location in the measuring tube, the pin can be through a further hole in the center for alignment and / or releasable attachment of the insert on the magnetic-inductive flowmeter of the magnetic-inductive flowmeter into the hole 31 insert the insert and thus fixes it in the measuring tube of the magentic inductive flowmeter.
Alternativ sind zumindest die erste Übertragungselektrode 13 des Einsatzes 2 und das Messrohr 21 und/oder die erste Messelektrode 26 des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts als Mittel zur Ausrichtung und/oder lösbaren Befestigung des Einsatzes am magentisch-induktiven Durchflussmessgerät ausgestaltet. Beispielsweise lassen sich die Übertragungselektroden und des Einsatzes 2 als Vertiefungen komplementär zu pilzkopfförmigen Messelektroden des magentisch-induktiven Durchflussmessgeräts ausgestalten. Ist der Einsatz ein wenig elastisch lässt er sich in das Messrohr einführen. Durch Einrasten der pilzkopfförmigen Messelektroden in den komplementär ausgebildeten Übertragungselektroden ist der Einsatz im Messrohr lösbar befestigt und ausgerichtet.Alternatively, at least the first transfer electrode 13 of the insert 2 and the measuring tube 21 and / or the first measuring electrode 26 of the electromagnetic flowmeter designed as a means for aligning and / or releasably securing the insert to the magnetic inductive flowmeter. For example, the transfer electrodes and the insert can be 2 as recesses complementary to mushroom-shaped measuring electrodes of the magnetic-inductive flowmeter. If the insert is a little elastic, it can be inserted into the measuring tube. By snapping the mushroom-shaped measuring electrodes in the complementarily shaped transmission electrodes of the insert in the measuring tube is releasably secured and aligned.
Selbstverständlich ist auch in dieser Ausgestaltung des Messsystems die Messumformereinheit geeignet, den Durchfluss des Mediums durch den Einsatz anhand des Messsignals, insbesondere der Messspannung, welches von der ersten Messelektrode des Einsatzes aufgenommen ist und welches von der ersten Übertragungselektrode des Einsatzes auf die erste Messelektrode des Einsatzes übertragen wird, zu ermitteln.Of course, in this embodiment of the measuring system, the transmitter unit is suitable, the flow of the medium through the use of the measurement signal, in particular the measurement voltage, which is received by the first measuring electrode of the insert and which from the first transfer electrode of the insert is transmitted to the first measuring electrode of the insert to determine.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
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11
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DurchflussmesssystemFlow Monitoring System
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22
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Einsatzcommitment
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33
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Lumen des EinsatzesLumen of the insert
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44
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Lumen des Einsatzes begrenzende Wand des EinsatzesLumen of the insert wall bounding the insert
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55
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Mittelachse des Lumens des EinsatzesCentral axis of the lumen of the insert
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66
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Einlauf des EinsatzesEnema of the insert
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77
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Auslauf des EinsatzesSpout of the insert
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88th
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Messbereich des EinsatzesMeasuring range of the insert
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99
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Kupplungsstück des EinsatzesCoupling piece of the insert
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1010
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Erste Messelektrode des EinsatzesFirst measuring electrode of the insert
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1111
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Zweite Messelektrode des EinsatzesSecond measuring electrode of the insert
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1212
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Dritte Messelektrode des EinsatzesThird measuring electrode of the insert
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1313
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Erste Übertragungselektrode des EinsatzesFirst transfer electrode of the insert
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1414
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Zweite Übertragungselektrode des EinsatzesSecond transfer electrode of the insert
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1515
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Erste Kontaktierungsfläche der ersten ÜbertragungselektrodeFirst contacting surface of the first transfer electrode
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1616
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Zweite Kontaktierungsfläche der zweiten ÜbertragungselektrodeSecond contacting surface of the second transfer electrode
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1717
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Verbindungslinie zwischen erster und zweiter Messelektrode des EinsatzesConnecting line between the first and second measuring electrode of the insert
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1818
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Mittel zur Ausrichtung und/oder lösbaren Befestigung des EinsatzesMeans for alignment and / or releasable attachment of the insert
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1919
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Mittel zur Ausrichtung und/oder lösbaren Befestigung des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsMeans for alignment and / or releasable attachment of the electromagnetic flowmeter
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2020
-
Magnetisch-induktives DurchflussmessgerätMagnetic-inductive flowmeter
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2121
-
Messrohr des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsMeasuring tube of the electromagnetic flowmeter
-
2222
-
Lumen des Messrohrs des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsLumen of the measuring tube of the electromagnetic flowmeter
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2323
-
Erste Stirnseite des Messrohrs des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsFirst face of the measuring tube of the electromagnetic flowmeter
-
2424
-
Zweite Stirnseite des Messrohrs des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsSecond end of the measuring tube of the electromagnetic flowmeter
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2525
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Mittelachse des Messrohrs des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsCenter axis of the measuring tube of the magnetic-inductive flowmeter
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2626
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Erste Messelektrode des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsFirst measuring electrode of the electromagnetic flowmeter
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2727
-
Zweite Messelektrode des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsSecond measuring electrode of the electromagnetic flowmeter
-
2828
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Verbindungslinie zwischen erster und zweiter Messelektrode des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsConnecting line between the first and second measuring electrodes of the electromagnetic flowmeter
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2929
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Magnetanordnung des magnetisch-induktiven DurchflussmessgerätsMagnet arrangement of the electromagnetic flowmeter
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3030
-
Nutgroove
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3131
-
Bohrungdrilling
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3232
-
Vierte Messelektrode des EinsatzesFourth measuring electrode of the insert
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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US 5220841 [0005] US 5220841 [0005]
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US 5583299 [0005] US 5583299 [0005]
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US 7270014 B2 [0005] US 7270014 B2 [0005]
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DE 102006060443 A1 [0005] DE 102006060443 A1 [0005]
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DE 102006060445 A1 [0005] DE 102006060445 A1 [0005]
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DE 102006060446 A1 [0005] DE 102006060446 A1 [0005]
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DE 102007061798 A1 [0005] DE 102007061798 A1 [0005]
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US 3745824 [0005] US 3745824 [0005]
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EP 1544582 A1 [0005] EP 1544582 A1 [0005]
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EP 1574828 A2 [0005] EP 1574828 A2 [0005]
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EP 1666849 A1 [0005] EP 1666849 A1 [0005]
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EP 1717561 A1 [0005] EP 1717561 A1 [0005]
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DE 102005060208 A1 [0005] DE 102005060208 A1 [0005]
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GB 2371368 A [0005] GB 2371368 A [0005]
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WO 2006/019923 A2 [0005] WO 2006/019923 A2 [0005]
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WO 2008/067076 A2 [0005] WO 2008/067076 A2 [0005]
