DE102013010170A1 - Messgerät - Google Patents

Messgerät Download PDF

Info

Publication number
DE102013010170A1
DE102013010170A1 DE102013010170.0A DE102013010170A DE102013010170A1 DE 102013010170 A1 DE102013010170 A1 DE 102013010170A1 DE 102013010170 A DE102013010170 A DE 102013010170A DE 102013010170 A1 DE102013010170 A1 DE 102013010170A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring
measuring device
housing
sealing element
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102013010170.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013010170B4 (de
Inventor
Henrik Krisch
Wilhelm Lübbers
Benedikt Niermann
Ali-Osman Gedikli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krohne Messtechnik GmbH and Co KG filed Critical Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority to DE102013010170.0A priority Critical patent/DE102013010170B4/de
Publication of DE102013010170A1 publication Critical patent/DE102013010170A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013010170B4 publication Critical patent/DE102013010170B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/3537Optical fibre sensor using a particular arrangement of the optical fibre itself
    • G01D5/35374Particular layout of the fiber
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/26Windows; Cover glasses; Sealings therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/30Supports specially adapted for an instrument; Supports specially adapted for a set of instruments
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

Beschrieben und dargestellt ist ein Messgerät (1) zur Bestimmung einer Messgröße mit einem Messelement (2), das seil- oder stabförmig ausgestaltet ist, und einem Dichtelement (3). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät vorzuschlagen, dessen Messelement so abgedichtet ist, dass auch Anwendungen unter extremen Prozessbedingungen möglich sind. Die Aufgabe wird bei dem in Rede stehenden Messgerät dadurch gelöst, dass das Messelement (2) und das Dichtelement (3) durch eine galvanische Beschichtung (4) miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Messgerät zur Bestimmung mindestens einer Messgröße. Dabei sind mindestens ein Messelement, das zumindest teilweise seil- oder stabförmig ausgestaltet ist, und mindestens ein Dichtelement vorgesehen. Bei der Messgröße handelt es sich beispielweise um den Durchfluss, den Füllstand, die Temperatur, den pH-Wert oder den Druck eines Mediums. Das Medium ist beispielsweise ein Füll- oder Schüttgut oder allgemein ein fließfähiges Medium. Das Messelement verfügt dabei wenigstens über einen Abschnitt, der im Wesentlichen seil- oder stabförmig ausgestaltet ist.
  • In der modernen Prozessautomatisierung werden mit vielerlei Messgeräten Messgrößen erfasst, um damit Prozesse überwachen und steuern zu können. Oft ist es für die Messungen erforderlich, Teile der Messgeräte in den jeweiligen Prozessraum einzubringen. Damit gehen zumeist Probleme hinsichtlich der Befestigung der Messgerätkomponenten und auch hinsichtlich der Abdichtung einher. Die Dichtproblematik ergibt sich insbesondere daraus, dass in der Regel verhindert werden muss, dass Medien aus dem Prozess in die Umwelt entweichen bzw. dass umgekehrt die Medien oder allgemein die jeweiligen Prozesse durch die Umwelt kontaminiert werden.
  • Bei einigen Messgeräten kommt vornämlich ein stab- oder seilartiges Messelement zum Einsatz, das sich zumindest teilweise auch im Prozessraum befindet. Über ein solches Messelement werden beispielsweise elektromagnetische Signale, die selbst der Messung dienen – wie beispielsweise bei der Füllstandmessung mittels des Laufzeitverfahrens – oder die Informationen über die Messung vermitteln, übertragen.
  • Besondere Messgeräte, die der Durchflussmessung von fließfähigen Medien dienen und als Vortex-Durchflussmessgeräte bezeichnet werden, beschreiben beispielsweise die Offenlegungsschriften DE 10 2009 039 659 A1 , DE 10 2011 118 921 A1 und EP 2 546 616 A1 .
  • Bei dem angewendeten Messprinzip gemäß der Umsetzung in den vorgenannten Druckschriften werden die Wirbel, die sich hinter einem Staukörper in dem Medium, dessen Durchfluss als Messgröße zu bestimmen ist, bilden, durch die Auslenkung einer Membran detektiert. Für die Überwachung und Bestimmung der Auslenkung wiederum ist eine Glasfaser – als Messelement, das insbesondere seilförmig ist – vorgesehen, deren optische Eigenschaften davon abhängen, ob die Faser gestaucht oder gestreckt wird. Dabei ist es auch vorgesehen, die optische Faser wenigstens teilweise auf der Außenseite zu metallisieren.
  • Ein Verfahren für die Beschichtung von Glasfasern lässt sich beispielsweise der Patentschrift EP 0 034 670 B1 entnehmen.
  • Für die Befestigung und Abdichtung der Messelemente sind dabei insbesondere in den beiden vorgenannten Druckschriften DE 10 2011 118 921 A1 und EP 2 546 616 A1 jeweils spezielle Ausgestaltungen vorgesehen, durch die die Glasfaser aus dem Prozess hin zur Messelektronik außerhalb des Mess- bzw. Medium- bzw. Prozessraums geführt wird.
  • Oft ergeben sich im Bereich der Durchführung des Messelements hinaus aus dem Prozess Schwierigkeiten, da es sich ggf. um sehr heiße Medien handelt – teilweise mit Temperaturen bis 500°C –, die zudem gelegentlich auch unter sehr hohen Drücken – teilweise mehr als 300 bar – stehen.
  • Solche Prozessbedingungen können dazu führen, dass klassische Dichtmittel nicht einsetzbar sind. So sind viele Klebemittel bei hohen Temperaturen nicht anwendbar oder es wirken sich die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten und miteinander in Kontakt stehenden Bauteile negativ aus. Dabei muss auch darauf geachtet werden, dass die Dichtmittel oder die Art ihrer Aufbringung (z. B. Löten oder Schweißen) die Messelemente nicht beeinträchtigen oder deren Eigenschaften ungünstig verändern.
  • Für die Befestigung einer Glasfaser eines Druckaufnehmers in einem Grundkörper ist in der Offenlegungsschrift EP 0 316 473 A1 vorgesehen, die Glasfaser mit Verdickungen – z. B. in Form von Beschichtungen – zu versehen, die in dem Grundkörper eingebettet werden. Eine ähnliche Ausgestaltung für das Befestigen und Abdichten einer Glasfaser beschreibt die Patentschrift US 6,427,046 B1 , wobei mehrere unterschiedliche Schichten auf die Glasfaser aufgebracht und schließlich eine Lötverbindung erzeugt wird.
  • Durchführungen von – teilweise metallisierten – Glasfasern lassen sich allgemein den zum Beispiel genannten Druckschriften US 4,357,072 , EP 0 337 141 A1 oder EP 1 316 828 B1 entnehmen.
  • Aus dem Bereich der Füllstandmessung mittels des Laufzeitverfahrens lässt sich der Veröffentlichung WO 2004/065799 A2 eine andere Ausgestaltung entnehmen, in der ein Messelement in Form eines Signalleiters mit einem Schneidring versehen wird, der selbst in einem Teil eines Gehäuses ruht. Durch einen solchen Schneidring würde jedoch beispielsweise eine Glasfaser als Messelement verletzt werden, was die optischen Eigenschaften ggf. nachteilhaft beeinflussen könnte.
  • Messelemente, die zwischen den beteiligten Räumen (Prozess und Umwelt) verlaufen, führen also insgesamt zu Problemen der Abdichtung des Übergangs. Dabei muss jedoch auch darauf geachtet werden, dass bei den jeweiligen Lösungen der Dichtproblematik die Funktion des Messelements als Vermittler der Messungen oder als für die Messungen wesentliches Element möglichst nicht beeinträchtigt wird.
  • Unter Dichtelement sei dabei ganz allgemein eine Komponente verstanden, die dem Abdichten des Messelements dient, wobei das Dichtelement zusätzlich noch andere Aufgaben oder Zwecke je nach Ausgestaltung erfüllen kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät vorzuschlagen, dessen Messelement so abgedichtet ist, dass auch Anwendungen unter extremen Prozessbedingungen möglich sind.
  • Das erfindungsgemäße Messgerät, bei dem die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement und das Dichtelement durch mindestens eine galvanische Beschichtung miteinander verbunden sind.
  • Durch die galvanische Beschichtung wird insbesondere der Übergang zwischen Messelement und Dichtelement gezielt verschlossen, so dass sich gleichsam je nach Ausgestaltung eine Einheit aus Messelement mit Dichtelement einstellt, die insgesamt dicht ist.
  • Durch die Art der Ausgestaltung der galvanischen Beschichtung – hinsichtlich der Wahl des verwendeten Materials oder der Materialien bzw. der Stärke und des Verlaufs der Form der Beschichtung usw. – lassen sich dabei die Anforderungen des jeweiligen Prozesses an die Messvorrichtung erfüllen und kann die Anwendungsbreite passend eingestellt werden.
  • Die galvanische Beschichtung ist dabei in einer Ausgestaltung die einzige Art der Verbindung zwischen Messelement und Dichtelement. In einer anderen Ausgestaltung wirkt die galvanische Beschichtung unterstützend bzw. wird sie selbst in einer zusätzlichen Ausgestaltung durch andere Elemente oder Arten der Verbindung insgesamt in der Verbindungswirkung unterstützt.
  • Zu vielen Messgeräten gehört wenigstens ein Gehäuse, in dem beispielweise die der Messung dienende Messelektronik untergebracht ist. Teilweise sind auch mehrere Gehäuse vorgesehen, die Teile der Komponenten des Messgeräts beinhalten und an unterschiedlichen Orten befindlich sind.
  • So sind beispielsweise auch Gehäuse vorgesehen, die in dem Übergang zwischen Prozessraum und Umwelt angeordnet sind, um wohldefinierte Standardübergänge zu realisieren. So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn Aussparungen in Messrohren oder Behältern wie Silos oder Tanks die gleichen Standarddurchmesser aufweisen. Da jedoch die eigentlichen Messgeräte oder deren Komponenten – wie insbesondere die zumindest teilweise seil- oder stabförmigen Messelemente – unterschiedliche Abmessungen aufweisen, dient daher ggf. ein Gehäuse als eine Art Adapter oder Zwischenstück zwischen der Aussparung und dem die Aussparung passierenden Messelement.
  • Daher ist in einer Ausgestaltung mindestens ein Gehäuse mit mindestens einer Aussparung vorgesehen. Dabei mündet das Messelement in oder an der Aussparung und alternativ ragt das Messelement durch die Aussparung hindurch. Je nach Ausgestaltung befindet sich dabei das Dichtelement – gesehen vom Prozess aus – hinter der Aussparung oder davor. Alternativ kann das Dichtelement auch eine Komponente des Gehäuses oder das Gehäuse selbst sein. Die Aussparung ist dabei in einer Ausgestaltung insbesondere eine durchgehend Aussparung, insbesondere in Form einer Bohrung (mit oder ohne Innengewinde).
  • In einer Ausgestaltung erfüllt das Dichtelement zusätzlich noch den Zweck eines Halteelements. Dabei ist das Dichtelement in wenigstens einer Erstreckungsrichtung derartig dimensioniert, dass es wenigstens abschnittsweise größer ist als die Aussparung des Gehäuses. Hierdurch hält es auch das Messelement relativ zur Aussparung und gleichzeitig relativ zum Gehäuse fest.
  • In einer Ausgestaltung ist das Dichtelement scheibenartig ausgestaltet und verfügt in einer weiteren Ausgestaltung insbesondere um einen im Wesentlichen kreisförmigen Außenumfang. Für die Haltefunktion ist dabei der Außendurchmesser größer als das Maß der Aussparung des Gehäuses. Dadurch wird ein Hindurchrutschen des Dichtelements durch die Aussparung verhindert. In einer weiteren oder alternativen Ausgestaltung ist das Dichtelement durch andere Elemente oder zusätzliche Verbindungsverfahren mit dem Gehäuse verbunden.
  • In einer Ausgestaltung ist das Dichtelement ein Teil des Gehäuses, so dass über die galvanische Beschichtung das Messelement mit dem Gehäuse verbunden ist.
  • Um die Abdichtung zu verstärken bzw. um eine Befestigung zu realisieren, ist in einer Ausgestaltung mindestens ein Anpresselement vorgesehen, das das Dichtelement gegen eine Anschlagsfläche presst. Die Anschlagsfläche ist dabei in einer Ausgestaltung insbesondere ein Teil einer Innenwandung des Gehäuses.
  • In einer Ausgestaltung ist das Gehäuse als Buchse ausgestaltet, die beispielsweise in eine den Prozess umgebende Wandung eingebracht und dort befestigt ist. Da die Buchse das Messelement zumindest teilweise umgibt oder das Messelement mit diesem verbunden ist, erlaubt die Buchse selbst wiederum ggf. die Anwendung von klassischen Dichtelemente oder auch die Anwendung von Verfahren – wie beispielsweise das Löten oder Schweißen – zur Befestigung, die für das Messelement selbst nicht erträglich wären.
  • In einer alternativen Ausgestaltung befindet sich in dem Gehäuse zumindest teilweise eine Messelektronik zur Durchführung der Bestimmung der Messgröße. Die Messelektronik erzeugt dabei beispielsweise Messsignale, die mit dem Prozessmedium Wechselwirken oder es werden Eigenschaften von mit der zu bestimmenden Messgröße wechselwirkenden Bauteilen überwacht bzw. bestimmt. Hierfür steht die Messelektronik insbesondere auch in mittel- oder unmittelbarer Verbindung mit dem Messelement.
  • In einer Umsetzung ist das Messelement zumindest teilweise eine – insbesondere teilweise metallisierte – Glasfaser. Die Beschichtung der Glasfaser besteht in einer Ausgestaltung zumindest teilweise aus Kupfer und in einer anderen Ausgestaltung zumindest teilweise aus Gold.
  • Mit dieser Glasfaser wird insbesondere das aus dem Stand der Technik bekannte Vortex-Durchflussmessgerät realisiert, mit welchem die Wirbel hinter dem Staukörper über die optischen Eigenschaften der Glasfaser gemessen werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung dient das Messelement dem Führen eines elektromagnetischen Signals. Dabei ist das Messgerät zur Messung des Füllstands eines Mediums in einem Behälter nach dem Laufzeitverfahren ausgestaltet. Die elektromagnetischen Signale laufen dabei über das Messelement, werden an der Oberfläche des Mediums reflektiert und erlauben über ihre Laufzeit eine Aussage über den Füllstand des Mediums.
  • Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Messgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen
  • 1 eine Detailansicht eines Messgerät einer ersten Ausgestaltung im Schnitt,
  • 2 eine schematische Darstellung des Messgeräts der ersten Ausgestaltung im Schnitt und
  • 3 eine schematische Darstellung eines Messgeräts einer zweiten Ausgestaltung im Schnitt.
  • In der 1 ist ein Teil des Messgeräts 1 dargestellt, dessen Gesamtausgestaltung unter Verwendung der 2 detailliert beschrieben wird.
  • Gezeigt ist in der 1 das Messelement 2, bei dem es sich um eine Glasfaser handelt, dessen optische Eigenschaften unter anderem davon abhängen, ob es Stauchungen oder Dehnungen erfahrt, so dass über diese optischen Eigenschaften auch Auslenkungen von mechanischen Bauteilen sehr genau vermessen und registriert werden können.
  • Das hier zeichnerisch angedeutete untere Ende des Messelements 2 befindet sich im – hier nicht dargestellten – Prozessraum und das obere Ende erstreckt sich in die den Prozess- bzw. Messmediumraum umgebende Umwelt. Um zu verhindern, dass das – hier ebenfalls nicht dargestellte – Medium den Prozessraum verlässt oder dass umgekehrt das Medium durch die Umgebung kontaminiert wird, ist das Dichtelement 3 vorgesehen.
  • Das Dichtelement 3 ist hier in Form einer – in der gezeigten Ausgestaltung kreisförmigen – Scheibe ausgebildet, die eine durchgehende Aussparung aufweist, durch die das Messelement 2 geführt ist.
  • Das Messelement 2 ist dabei zumindest im Bereich in der Nähe des Dichtelements 3 von einer Metallisierung auf der Außenseite umgeben.
  • Für die Verbindung zwischen dem im gezeigten Beispiel insbesondere teilweise metallisierten Messelement 2 und dem Dichtelement 3 ist eine galvanische Beschichtung 4 vorgesehen, die auch für eine hermetisch dichten Abschnitt um das Messelement 2 im Bereich des Dichtelements 3 sorgt.
  • Diese wird beispielsweise dadurch erzeugt, dass innerhalb eines Elektrolytbads einerseits zwei Metallanoden mit einer Spannung eines Vorzeichens und andererseits das Dichtelement 3, das hierfür über zumindest eine wenigstens teilweise metallische Außenfläche verfügt oder – wie hier – vollständig aus einem Metall besteht, und vorzugsweise auch die Metallisierung des Messelements 2 mit einer Spannung mit entgegengesetztem Vorzeichen beaufschlagt werden. Durch die Art der Metallanoden und die Dauer der Erzeugung der Beschichtung 4 kann dabei die Beschichtung 4 dimensioniert und für die jeweilige Anwendung passend ausgestaltet werden. Dabei können auch weitere Verfahren oder Bearbeitungsschritte eingefügt werden, um die Beschichtung 4 optimal zu erzeugen. Mögliche Materialien für die Beschichtung 4 sind beispielsweise Kupfer, Nickel oder Gold.
  • Eine solche Beschichtung 4 wird also durch die Methoden der Galvanotechnik bzw. des Elektroplattierens erzeugt.
  • Die Aussparung im Dichtelement 3 ist dabei in der gezeigten Ausgestaltung so ausgeführt, dass das Messelement 2 nicht vom Dichtelement 3 berührt wird. Hierdurch wird eine mechanische Belastung des Messelements 2 vermieden.
  • Die galvanische Beschichtung 4 umkleidet das Dichtelement 3 im Wesentlichen vollständig und fixiert damit auch das Dichtelement 3 am Messelement 2.
  • Das Dichtelement 3 befindet sich bei der Ausführung der 1 in einem als Buchse ausgestalteten Gehäuse 5, durch das das Messelement 2 hindurchgeführt ist. Hierfür verfügt das buchsenartige Gehäuse 5 über eine durchgehende Aussparung 6, die in den Innenraum des Gehäuses 5 führt.
  • Durch die Außenabmessungen des Dichtelements 3 – hier bei dem im Wesentlichen kreisförmigen Dichtelement 3 insbesondere dessen Außendurchmesser – relativ zur Dimensionierung der Aussparung 6, dient das Dichtelement 3 insbesondere auch als Halteelement für das Messelement 2 innerhalb des Gehäuses 5.
  • Für die weitere Fixierung und auch für die Absicherung der Dichtfunktion ist im Gehäuse 5 ein Anpresselement 7 vorgesehen, das hier über ein Gewinde mit dem Gehäuse 5 verbunden ist.
  • Das Anpresselement 7 fungiert dabei im Wesentlichen als Stempel, der das Dichtelement 3 gegen die Anschlagsfläche 8 auf der Innenseite des Gehäuses 5 presst.
  • Zwischen dem Anpresselement 7 und dem Dichtelement 3 bzw. der galvanischen Beschichtung 4 ist noch ein Andrückstück 9 vorgesehen, das auch der Abdichtung dient und den Druck des Anpresselements 7 weitflächiger verteilt.
  • Alternativ verfügt die Anordnung von Messelement 2, Dichtelement 3 und Beschichtung 4 über ein Außengewinde oder eine Schneidfunktion an der Außenseite. Dies ist hier jeweils nicht dargestellt.
  • In der 2 ist das Messgerät 1 zur Messung des Durchflusses eines durch ein Messrohr 10 strömenden Mediums (angedeutet durch die Pfeile) dargestellt.
  • Die Durchflussmessung erfolgt nach dem Vortex-Prinzip, das darauf beruht, dass sich in dem fließfähigen Medium hinter einem Staukörper 11, der von dem Medium in dem Messrohr 10 umströmt wird, eine sogenannte Kármánsche Wirbelstraße ausbilden kann, die durch sich mit der Strömung fortbewegende und sich von dem Staukörper 11 ablösende Wirbel gebildet ist. Die Frequenz, mit der sich die Wirbel ablösen, ist von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig, wobei der Zusammenhang unter gewissen Bedingungen nahezu linear ist.
  • Für die Messung des Durchflusses werden die sich hinter dem Staukörper 11 bildenden Wirbel über die Membran 12 detektiert. Auf der Membran 12 ist dabei das Messelement 2 in Form der Glasfaser befestigt. Wird die Membran 12 durch die Wirbel bewegt, so führt dies – auch bedingt durch die Art der Anordnung des Messelements 2 auf der Membran 12 – zu einer Stauchung bzw. Dehnung des Messelements 2, was sich bei der Ausgestaltung als Glasfaser in den veränderten optischen Eigenschaften des Messelements 2 auswirkt.
  • Für die Bestimmung bzw. Überwachung der optischen Eigenschaften des Messelements 2 und daher für die Ermittlung des Durchflusses des Mediums ist die Messelektronik 13 vorgesehen, mit der das Messelement 2 verbunden ist und von der das Messelement 2 beispielsweise mit Licht beaufschlagbar ist.
  • Da das Messelement 2 sowohl innerhalb als auch außerhalb des Prozessraums mit dem Medium befindlich ist, ist es erforderlich, eine Abdichtung zwischen den beiden Räumen (Prozessraum und Außenraum bzw. Umwelt) zu erzeugen.
  • Daher ist das in der 1 dargestellte buchsenartige Gehäuse 5 innerhalb der Wandung des Messrohrs 10 angeordnet und verhindert dadurch das Austreten des Mediums – sei es eine Flüssigkeit oder ein Gas oder eine Mischung aus insgesamt fließfähigen Substanzen – aus dem Messrohr 10 und dadurch in die Umwelt hinein.
  • Ein prinzipiell anders ausgestaltetes Messgerät 1 zeigt die 3.
  • Dieses Messgerät 1 dient der Füllstandmessung des Mediums 14, bei dem es sich hier als Beispiel um ein Schüttgut handelt, innerhalb des Behälters 15.
  • Für die Messung werden entlang des Messelements 2 elektromagnetische Signale, die von der Messelektronik 13 generiert werden, ausgesendet. Diese Signale werden an der Oberfläche des Mediums 14 reflektiert und breiten sich entlang des Messelements 2 wieder in Richtung der Messelektronik 13 aus, die vorzugsweise dem Senden und dem Empfangen von elektromagnetischen Signalen dient. Aus der Laufzeit der Signale zwischen dem Ausstrahlen und dem Detektieren der reflektierten Anteile lässt sich dann der Füllstand des Mediums 14 ermitteln.
  • In dieser Ausgestaltung ist das seil- bzw. stabförmig ausgestaltete Messelement 2 direkt mit dem Gehäuse 5 über eine galvanische Beschichtung 4 auf der Innenseite des Gehäuses 5 verbunden und damit auch dort befestigt.
  • Daher dient in dieser Ausgestaltung das Gehäuse 5, das auch die Messelektronik 13 beinhaltet, als Dichtelement 3 und erfüllt den Zweck, dass das Messelement 2 gehalten wird.
  • In einer weiteren – hier nicht dargestellten – Ausgestaltung dient das Messelement der Übertragung der für die Bestimmung der Messgröße relevanten Daten, die im Prozess von einer passenden Elektronik aus einer von der Messgröße abhängigen Größe ermittelt und zumindest teilweise schon verarbeitet werden. Daher überträgt das Messelement bereits aufgearbeitete Daten, die z. B. in digitaler Form vorliegen. Bei dieser – nicht dargestellten – Umsetzung ist das Messelement quasi eine Datenleitung.
  • 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
    • DE 102009039659 A1 [0004]
    • DE 102011118921 A1 [0004, 0007]
    • EP 2546616 A1 [0004, 0007]
    • EP 0034670 B1 [0006]
    • EP 0316473 A1 [0010]
    • US 6427046 B1 [0010]
    • US 4357072 [0011]
    • EP 0337141 A1 [0011]
    • EP 1316828 B1 [0011]
    • WO 2004/065799 A2 [0012]

Claims (10)

  1. Messgerät (1) zur Bestimmung mindestens einer Messgröße mit mindestens einem Messelement (2), das zumindest teilweise seil- oder stabförmig ausgestaltet ist, und mit mindestens einem Dichtelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (2) und das Dichtelement (3) durch mindestens eine galvanische Beschichtung (4) miteinander verbunden sind.
  2. Messgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gehäuse (5) mit mindestens einer Aussparung (6) vorgesehen ist und dass das Messelement (2) in oder an der Aussparung (6) mündet oder durch die Aussparung (6) hindurchragt.
  3. Messgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) derartig dimensioniert ist, dass es wenigstens abschnittsweise größer als die Aussparung (6) des Gehäuses (5) ist.
  4. Messgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) scheibenartig ausgestaltet ist und eine Außenabmessung aufweist, die größer als die Aussparung (6) des Gehäuses (5) ist.
  5. Messgerät (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (3) ein Teil des Gehäuses (5) ist.
  6. Messgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Anpresselement (7) vorgesehen ist, das das Dichtelement (3) gegen eine Anschlagsfläche (8) presst.
  7. Messgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) im Wesentlichen als Buchse ausgestaltet ist.
  8. Messgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) zumindest teilweise eine Messelektronik (13) zur Durchführung der Bestimmung der Messgröße aufweist.
  9. Messgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (2) zumindest teilweise eine – insbesondere teilweise metallisierte – Glasfaser ist und dass das Messgerät (1) als Vortex-Durchflussmessgerät ausgestaltet ist.
  10. Messgerät (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (2) zum Führen eines elektromagnetischen Signals ausgestaltet ist und dass das Messgerät (1) zur Messung des Füllstands eines Mediums (14) in einem Behälter (15) nach dem Laufzeitverfahren ausgestaltet ist.
DE102013010170.0A 2013-06-19 2013-06-19 Messgerät Expired - Fee Related DE102013010170B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013010170.0A DE102013010170B4 (de) 2013-06-19 2013-06-19 Messgerät

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013010170.0A DE102013010170B4 (de) 2013-06-19 2013-06-19 Messgerät

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013010170A1 true DE102013010170A1 (de) 2014-12-24
DE102013010170B4 DE102013010170B4 (de) 2015-01-08

Family

ID=52010161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013010170.0A Expired - Fee Related DE102013010170B4 (de) 2013-06-19 2013-06-19 Messgerät

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013010170B4 (de)

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4357072A (en) 1978-01-28 1982-11-02 Plessey Handel Und Investments Ag Sealing optical fibres into packages
EP0034670B1 (de) 1980-02-12 1983-07-06 The Post Office Optische Glasfaser und Verfahren zum Beschichten mit Metall einer mit Kunststoff überzogenen Glasfaser
EP0316473A1 (de) 1987-11-18 1989-05-24 FIBRONIX Faseroptische Sensoren + Systeme GmbH Anordnung zum Haltern einer Glasfaser
EP0337141A1 (de) 1988-03-31 1989-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Lichtwellenleiter-Durchführung für optoelektronische Module und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE20111343U1 (de) * 2001-07-07 2001-10-18 Abb Patent Gmbh Messwerk zur Differenzdruckmessung
US6427046B1 (en) 2000-03-30 2002-07-30 Schlumberger Technology Corporation Optical feedthrough and method of making same
WO2004065799A2 (de) 2003-01-20 2004-08-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Befestigungssystem für ein messgerät zur überwachung und/oder bestimmung eines füllstands
DE202005019457U1 (de) * 2005-12-13 2006-02-09 Agilent Technologies, Inc., Palo Alto Fluidikvorrichtung für optische Anwendungen
DE112004000430T5 (de) * 2003-03-12 2006-03-09 Rosemount Inc., Eden Prairie Durchflußinstrument mit Mehrfachsensoren
DE102005002904A1 (de) * 2005-01-21 2006-07-27 Abb Patent Gmbh Elektrode in einem Messrohr eines magnetisch-induktiven Durchflussmessers
EP1316828B1 (de) 2001-12-01 2008-05-07 Schott Ag Verfahren zur Herstellung einer hermetisch dichten Durchführung für eine optische Faser
DE102009039659A1 (de) 2009-09-02 2011-03-03 Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG Vortex-Durchflussmessgerät
EP2546616A1 (de) 2011-07-11 2013-01-16 KROHNE Messtechnik GmbH Vortex-Durchflussmessgerät, Druckaufnehmer für ein Vortex-Durchflussmessgerät und Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckaufnehmers
DE102011118921A1 (de) 2011-11-21 2013-05-23 Krohne Messtechnik Gmbh Vortex-Durchflussmessgerät und diesbezügliche Faserdurchführung

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4357072A (en) 1978-01-28 1982-11-02 Plessey Handel Und Investments Ag Sealing optical fibres into packages
EP0034670B1 (de) 1980-02-12 1983-07-06 The Post Office Optische Glasfaser und Verfahren zum Beschichten mit Metall einer mit Kunststoff überzogenen Glasfaser
EP0316473A1 (de) 1987-11-18 1989-05-24 FIBRONIX Faseroptische Sensoren + Systeme GmbH Anordnung zum Haltern einer Glasfaser
EP0337141A1 (de) 1988-03-31 1989-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Lichtwellenleiter-Durchführung für optoelektronische Module und Verfahren zu ihrer Herstellung
US6427046B1 (en) 2000-03-30 2002-07-30 Schlumberger Technology Corporation Optical feedthrough and method of making same
DE20111343U1 (de) * 2001-07-07 2001-10-18 Abb Patent Gmbh Messwerk zur Differenzdruckmessung
EP1316828B1 (de) 2001-12-01 2008-05-07 Schott Ag Verfahren zur Herstellung einer hermetisch dichten Durchführung für eine optische Faser
WO2004065799A2 (de) 2003-01-20 2004-08-05 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Befestigungssystem für ein messgerät zur überwachung und/oder bestimmung eines füllstands
DE112004000430T5 (de) * 2003-03-12 2006-03-09 Rosemount Inc., Eden Prairie Durchflußinstrument mit Mehrfachsensoren
DE102005002904A1 (de) * 2005-01-21 2006-07-27 Abb Patent Gmbh Elektrode in einem Messrohr eines magnetisch-induktiven Durchflussmessers
DE202005019457U1 (de) * 2005-12-13 2006-02-09 Agilent Technologies, Inc., Palo Alto Fluidikvorrichtung für optische Anwendungen
DE102009039659A1 (de) 2009-09-02 2011-03-03 Krohne Meßtechnik GmbH & Co KG Vortex-Durchflussmessgerät
EP2546616A1 (de) 2011-07-11 2013-01-16 KROHNE Messtechnik GmbH Vortex-Durchflussmessgerät, Druckaufnehmer für ein Vortex-Durchflussmessgerät und Verfahren zur Herstellung eines solchen Druckaufnehmers
DE102011118921A1 (de) 2011-11-21 2013-05-23 Krohne Messtechnik Gmbh Vortex-Durchflussmessgerät und diesbezügliche Faserdurchführung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013010170B4 (de) 2015-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3043154B1 (de) Fluidzähler
EP3427013B1 (de) Sensorbaugruppe für einen sensor, sensor sowie damit gebildetes messsystem
DE102014112558A1 (de) Sensorbaugruppe für einen Sensor, Sensor sowie damit gebildetes Meßsystem
DE102009027581A1 (de) Messvorrichtung umfassend eine Messsonde und eine Befestigungsvorrichtung
DE102011118921B4 (de) Vortex-Durchflussmessgerät und diesbezügliche Faserdurchführung
EP3308123B1 (de) Vorrichtung zur messung des drucks eines durch eine rohrleitung strömenden fluids
DE102019112332A1 (de) Fluidmesseinrichtung und Fluidmessmodul für eine Fluidmesseinrichtung sowie Baugruppe
DE102016124358A1 (de) Meßrohr für ein Meßgerät bzw. mittels eines solchen Meßrohrs gebildetes Meßgerät sowie Herstellverfahren für ein solches Meßrohr
DE102007004828B4 (de) Kompaktes, modular aufgebautes magnetisch induktives Durchflussmessgerät und Verfahren zur Herstellung eines solchen Durchflussmessgerätes
DE102007011547A1 (de) Fluidzählanordnung
EP3353503A1 (de) SENSORBAUGRUPPE FÜR EINEN SENSOR, SENSOR SOWIE DAMIT GEBILDETES MEßSYSTEM
DE102010043781A1 (de) Messgerät
DE102011080894A1 (de) Sensor-Modul zum Messen und/oder Überwachen von Parametern von in Rohrleitungen strömenden Medien sowie damit gebildetes Meßsystem
DE102013010170B4 (de) Messgerät
DE10256649A1 (de) Sensorsteckkopf insbesondere für einen potentiometrischen Sensor und potentiometrischer Sensor mit Sensorsteckkopf
DE19539763A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur überwachung der Bezugselektrode einer pH-Meßkette
DE102019134605A1 (de) Messrohranordnung und Trägereinheit eines Coriolis- Durchflussmessgerätes
DE102019126381A1 (de) Hygienegerechter Adapter für Feldgerät
EP0892252B1 (de) Magnetisch-induktiver Durchflussaufnehmer mit einer galvanischen Elektrode
EP3147635B1 (de) Sondenhalterung mit abstandhalter
DE10316299B4 (de) Messgerät zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße
EP4137793A1 (de) Rohrsensor mit verformungskörper
DE102017127993A1 (de) Feldgerät
WO2020083583A1 (de) Magnetisch-induktives durchflussmessgerät
WO2020088808A1 (de) Bioprozessbehälter mit optischer messvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01F0001320000

Ipc: G01D0011300000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee