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Die Erfindung betrifft einen Schwebekörper-Durchflussmesser zur Bestimmung des Durchflusses eines Fluids durch ein Messrohr. Für die Durchflussmessung ist in dem Messrohr ein mit einem Permanentmagneten versehener Schwebekörper angeordnet, der von dem durch das Messrohr fließenden Fluid mehr oder weniger stark angehoben wird. Zur Erfassung der Position des Schwebekörpers ist außerhalb des Messrohres wenigstens ein Folgemagnet in einer Magnethalterung angeordnet, die um eine Drehachse drehbar gelagert ist. Über diese Anordnung wird die Auf- und Abbewegung des Schwebekörpers im Messrohr in eine Rotationsbewegung umgesetzt, die ebenfalls abhängig von der Durchflussmenge des Fluids im Messrohr ist. Mittels eines mechanischen oder elektronischen Anzeigeelements wird die Bewegung des mindestens einen Folgemagneten bzw. die durch dessen Bewegung bewirkte Rotationsbewegung wiedergegeben und für den Benutzer erkennbar gemacht. Derartige Schwebekörper-Durchflussmesser sind beispielsweise in der
DE 3304615 A1 und der
DE 3505706 A1 beschrieben.
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Ein Problem bei der Übertragung der linearen Bewegung des Schwebekörpers auf die Anzeigeeinrichtung besteht darin, dass die Umsetzung in die Rotationsbewegung nicht über den gesamten Bereich des Schwebekörpers linear erfolgt. Üblicherweise werden S-förmige Kurvenverläufe erhalten, wenn man den linearen Hub des Schwebekörpers gegen den Drehwinkel um die Drehachse in der Anzeigeeinrichtung aufträgt (vgl. 9). Wenn man beispielsweise die Rotationsbewegung mit einem Zeiger als Anzeigeelement darstellen und die Durchflussrate des Fluids anhand einer zugehörigen Skala wiedergeben möchte, ergibt sich aufgrund der nichtlinearen Umsetzung der linearen in die Rotationsbewegung eine unregelmäßige Skalierung bei geringer Spreizung. Dies erschwert die Ablesung des Messeergebnisses. Für eine elektronische Anzeige der Messergebnisse gilt grundsätzlich das gleiche, da auch in diesem Fall das anzuzeigende Messergebnis üblicherweise ausgehend vom Drehwinkel ermittelt wird.
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Weitere Störungen bei der Anzeige der Messergebnisse ergeben sich zudem durch den Einfluss von Störmagnetfeldern, sei es durch das Erdmagnetfeld oder in der Umgebung des Schwebekörper-Durchflussmessers vorhandene Magnetfelder. Diese können dazu führen, dass die Rotationsbewegung nicht ausschließlich von dem Zusammenwirken des Permanentmagneten im Schwebekörper mit dem wenigstens einen Folgemagneten der Anzeigeeinrichtung bestimmt wird, sondern die Anzeige durch Fremdeinflüsse verfälscht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es entsprechend, die vorstehend geschilderten Probleme zu reduzieren und möglichst ganz zu vermeiden und für eine möglichst lineare Umsetzung der Auf- und Abbewegung des Schwebekörpers in eine Rotationsbewegung in der Anzeigeeinrichtung zu sorgen. Bevorzugt sollten zudem magnetische Störeinflüsse möglichst verhindert werden, um eine Verfälschung der angezeigten Messergebnisse zu vermeiden.
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Die Lösung gelingt mit dem Schwebekörper-Durchflussmesser gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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In ihrem breitesten Aspekt betrifft die Erfindung also einen Schwebekörper-Durchflussmesser mit einem Messrohr, in dem ein mit wenigstens einem Permanentmagneten versehener und von einem durch das Messrohr fließenden Fluid bewegbarer Schwebekörper angeordnet ist. Eine außerhalb des Messrohrs angeordnete Anzeigeeinrichtung umfasst eine um eine Drehachse drehbar gelagerte Magnethalterung, welche mindestens einen Folgemagneten hält, der der Bewegung des Permanentmagneten folgt. Zur Wiedergabe dieser Bewegung ist ein Anzeigeelement in der Anzeigeeinrichtung vorhanden. Der mindestens eine Folgemagnet ist derart in der Magnethalterung angeordnet, dass seine Magnetachse mit einem Winkel, der nicht 90° ist, geneigt zur Drehachse orientiert ist.
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Die Neigung der Magnetachse - also der Nord- und Südpol des Folgemagneten verbindenden Achse - bezüglich der Drehachse der Magnethalterung, führt zu einer erhöhten Linearität bei der Umwandlung der linearen Hubbewegung des Schwebekörpers in die Rotationsbewegung der Magnethalterung um die Drehachse. Die Drehachse ist bevorzugt und wie aus dem Stand der Technik bekannt vertikal zur Bewegungsrichtung des Schwebekörpers im Messrohr ausgerichtet. Im Stand der Technik ist der Folgemagnet üblicherweise so ausgerichtet, dass dessen Magnetachse und die Schwebekörper-Bewegungsrichtung parallel zueinander verlaufen, Magnetachse des Folgemagneten und Drehachse also einen Winkel von 90° aufweisen. In der vorliegenden Erfindung dagegen ist die Magnetachse des Folgemagneten gegenüber der Drehachse geneigt, d.h., weder parallel noch vertikal zu dieser ausgerichtet. Diese Neigung der Magnetachse gegenüber der Drehachse führt dazu, dass sich die lineare Bewegung des Schwebekörpers über dessen gesamten Hubbereich gleichmäßig und mit deutlich erhöhter Linearität in eine Drehbewegung der Magnethalterung um die Drehachse umsetzen lässt. Trägt man den Hub des Schwebekörpers gegen den zugehörigen Drehwinkel der Magnethalterung graphisch auf, ergibt sich im Unterschied zu den S-Kurven des Standes der Technik eine Kurve mit deutlich geringerer Krümmung oder eine Gerade (9). Entsprechend lässt sich die Hubbewegung des Schwebekörpers in eine gleichmäßige Rotationsbewegung umsetzen, die mittels des Anzeigeelements der Anzeigeeinrichtung auf einer Skala mit gleichmäßiger Skalierung angezeigt werden kann. Ebenso wird eine größere Spreizung der Skala im Vergleich zu herkömmlichen Anzeigeeinrichtungen erreicht.
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Mit welchem Winkel die Magnetachse des Folgemagneten bezüglich der Drehachse angeordnet werden muss, um eine möglichst gute Linearität bei der Umsetzung der Hub- in eine Rotationsbewegung zu erreichen, hängt maßgeblich von der Art der verwendeten Magneten und vom Abstand zwischen dem Permanentmagneten des Schwebekörpers und dem Folgemagneten ab. Dabei ist gegebenenfalls auch ein seitlicher Versatz zwischen Permanentmagnet und Folgemagnet zu berücksichtigen. Ein geeigneter Winkel lässt sich in einfacher Weise experimentell bestimmen, beispielsweise indem für verschiedene Winkel der Hub des Schwebekörpers gegen den zugehörigen Drehwinkel aufgetragen und das Ergebnis mit der besten Linearität durch Annäherungsversuche ermittelt wird. Von den Erfindern durchgeführte Untersuchungen haben ergeben, dass eine gute Linearität vor allem dann erreicht werden kann, wenn der Winkel in einem Bereich von 5 bis 70°, bevorzugt 10 bis 60°, besonders bevorzugt 15 bis 40° und insbesondere 20 bis 30°, liegt, wobei sich die Angaben auf einen Winkel beziehen, der sich von der Drehachse in Richtung auf das Messrohr hin öffnet.
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Die Polung und Ausrichtung des wenigstens einen Folgemagneten richtet sich in an sich bekannter Weise nach der Anordnung des Permanentmagneten im Schwebekörper. Bei letzterem handelt es sich in der Regel um einen parallel zur Bewegungsrichtung des Schwebekörpers ausgerichteten und in seiner Längsrichtung polarisierten Stabmagneten. Grundsätzlich kann im Rahmen der Erfindung ein einziger Folgemagnet in der Magnethalterung angeordnet sein. Bevorzugt werden jedoch zwei Folgemagneten verwendet. Diese sind bevorzugt als Stabmagneten ausgebildet. Sie werden zweckmäßig so angeordnet, dass einer von ihnen näher zum Nordpol des Schwebekörper-Permanentmagneten und einer näher zu dessen Südpol liegt. Der näher zum Südpol liegende Folgemagnet wird dabei zweckmäßig so orientiert, dass der Nordpol in Richtung auf das Messrohr und damit in Richtung zum Südpol des Permanentmagneten ausgerichtet ist. Der zweite Folgemagnet wird entsprechend mit umgekehrter Polung in Richtung auf den Nordpol des Permanentmagneten hin angeordnet.
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Zusätzlich zu dem wenigstens einen Folgemagneten sind in einer bevorzugten Ausführungsform zwei weitere Magnete in der Magnethalterung angeordnet. Diese weiteren Magnete dienen der Abschirmung der Anordnung gegen Störmagnetfelder, welche, wie eingangs dargestellt, zu einer Verfälschung der Messergebnisse führen können. Grundsätzlich können auch mehr als zwei weitere Magnete zur Abschirmung verwendet werden, wobei bevorzugt Paare von Magneten verwendet werden, die mit gegenläufiger Polung angeordnet werden. Auch bei den weiteren Magneten, nachfolgend als Abschirmmagnete bezeichnet, handelt es sich zweckmäßig um Permanentmagnete, insbesondere Stabmagnete. Auch wenn dies nicht unbedingt erforderlich ist, werden die Abschirmmagnete wie die Folgemagneten mit einer gegenüber der Drehachse geneigten Magnetachse angeordnet. Dabei ist eine symmetrische Anordnung aller Magnete um die Drehachse herum besonders bevorzugt. Insbesondere sind also die Magnetachsen aller Magnete so angeordnet, dass sie im gleichen Winkel zur Drehachse verlaufen, die Magnetachsen also auf einem Kegelmantel liegen, dessen Spitze sich auf der Drehachse befindet. Hinsichtlich des Neigungswinkels kann auf das vorstehend zu den Folgemagneten Ausgeführte verwiesen werden. Bevorzugt weisen die verschiedenen Magnete auch alle den gleichen Abstand vom Schnittpunkt ihrer Magnetachsen auf.
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Die Anordnung der Magnete im Magnethalter in Umfangsrichtung um die Drehachse erfolgt bevorzugt so, dass sich bei Draufsicht in Richtung der Drehachse eine Reihung Folgemagnet-Folgemagnet-Abschirmmagnet-Abschirmmagnet ergibt, wobei die Enden der Magnete eine sich abwechselnde Polung aufweisen, also S-N-S-N oder N-S-N-S. Die Anordnung der Folgemagneten zum Permanentmagneten des Schwebekörpers erfolgt grundsätzlich auf im Stand der Technik übliche Weise, beispielsweise derart, dass bei Sicht entlang der Drehachse auf den Schwebekörper die Folgemagneten seitlich etwas gegenüber dem Permanentmagneten versetzt angeordnet sind.
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Bevorzugt ist der Abstand aller Magnete zur Drehachse gleich groß. Auch der Winkelversatz kann zwischen den verwendeten Magneten gleich groß sein, bei einer Gesamtzahl von vier Magneten also 90° betragen. Es ist jedoch ebenfalls möglich einen anderen Winkelversatz, insbesondere in einem Bereich von 60 bis 120°, zu verwenden, wobei symmetrische Anordnungen bevorzugt sind, bei denen sich die beiden Folgemagneten einerseits und die Abschirmmagneten andererseits bezüglich einer Symmetrieebene, welche die Drehachse einschließt, spiegelbildlich gegenüberliegen. Werden mehr als zwei Abschirmmagnete verwendet, werden diese bevorzugt ebenfalls mit gleichem Abstand zur Drehachse und symmetrischer Verteilung um diese herum angeordnet. Auf diese Weise lässt sich eine besonders gute Abschirmung der Folgemagneten vor dem Erdmagnetfeld oder sonstigen Magnetfeldern in der Umgebung der Anzeigeeinrichtung erreichen, welche die von dem Anzeigeelement angezeigten Messergebnisse verfälschen könnten.
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Bei dem Anzeigeelement, das in der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung verwendet wird, kann es sich prinzipiell um alle aus dem Stand der Technik bereits zu diesem Zweck eingesetzten Anzeigeelemente handeln. Dies umfasst sowohl elektronische als auch mechanische Anzeigeelemente. Bevorzugt handelt es sich im Rahmen der Erfindung bei dem Anzeigeelement um einen Zeiger, der mit einer um die Drehachse rotierbaren Welle drehfest verbunden ist.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass bei der Umsetzung der Hub- in eine Rotationsbewegung ohne weitere Maßnahmen jede kleinste Positionsänderung an das Anzeigeelement weitergegeben wird, was dazu führt, dass die Anzeige sich extrem schnell verändert. Im Falle eines Zeigers als Anzeigeelement zittert dieser praktisch ständig, was das Ablesen der Messergebnisse für den Benutzer sehr unkomfortabel macht. Aus diesem Grund ist im Stand der Technik bereits vorgeschlagen worden, das Anzeigeelement zu stabilisieren und hierzu das Prinzip einer Wirbelstrombremse zu verwenden. Im Fall der vorliegenden Erfindung lässt sich dieses Prinzip besonders einfach umsetzen. Zur Halterung der verschiedenen und bevorzugt symmetrisch um die Drehachse herum angeordneten Magneten kann erfindungsgemäß eine Magnethalterung mit einem teller- oder schalenförmigen Halteteil verwendet werden, welches Durchgangsöffnungen aufweist, in welche die Magnete eingesteckt werden, sodass ein Ende in Richtung auf das Messrohr und den Permanentmagneten des Schwebekörpers weist und das andere Ende zur gegenüberliegenden Oberfläche des Halteteils. Letztere Oberfläche eignet sich besonders gut, um dort die Wirbelstrombremse zur Stabilisierung des Anzeigeelements auszubilden. Dazu wird in geringem Abstand zu der Oberfläche wenigstens eines der Folgemagneten und/oder Abschirmmagneten ein Metallkörper angeordnet, der in Zusammenwirken mit wenigstens einem der Magneten eine Wirbelstrombremse ausbildet, welche kleine Schwankungen des Anzeigeelements abbremst. Bevorzugt ist der Metallkörper so ausgebildet, dass er mit allen Magneten der Magnethalterung zusammenwirkt und beispielsweise ringförmig oberhalb der Enden der Magneten verläuft. Dieser ringförmige Metallkörper kann auch in ein größeres Metallbauteil integriert sein, welches schalenartig oder hutförmig über die Magnethalterung gestülpt ist.
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Abgesehen von den beschriebenen Änderungen hinsichtlich der Anordnung der Folge- und Abschirmmagneten kann der erfindungsgemäße Schwebekörper-Durchflussmesser wie im Stand der Technik üblich ausgebildet sein.
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Der Schwebekörper-Durchflussmesser soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung dient ausschließlich zur Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, ohne dass die Erfindung auf dieses Beispiel beschränkt wäre. Die beigefügten Figuren sind rein schematisch, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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In den Figuren zeigen:
- 1 einen erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflussmesser in Seitenansicht;
- 2 eine weitere Seitenansicht des Schwebekörper-Durchflussmessers der 1 bei weggelassenem Messrohr;
- 3 eine Teilansicht der Anzeigeeinrichtung aus 1 und 2 von der Seite des Messerohrs her;
- 4 eine Draufsicht auf die vom Messrohr abgewandte Oberseite der Magnethalterung der Anzeigeeinrichtung;
- 5 einen Querschnitt entlang der Linie Y-Y' in 3;
- 6 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der Magnethalterung;
- 7 eine stark schematisierte Darstellung der zum Messrohr gewandten Unterseite der Magnethalterung sowie deren Anordnung in Bezug auf den Permanentmagneten des Schwebekörpers;
- 8 eine Querschnittsdarstellung der Anzeigeeinrichtung entlang der Linie X-X' in 2 und
- 9 einen Graphen zur Umsetzung der Hubbewegung des Schwebekörpers in die Rotationsbewegung in der Anzeigeeinrichtung.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßer Schwebekörper-Durchflussmesser 1 mit einem Messrohr 2 in Seitenansicht auf dessen Anzeigeeinrichtung 3 dargestellt. In dieser Ansicht unterscheidet sich der erfindungsgemäße Schwebekörper-Durchflussmesser grundsätzlich nicht von ähnlichen Durchflussmessern des Standes der Technik. Über die Flansche 21 und 22 wird das Messrohr 2 in eine Rohrleitung eingebunden, durch die das zu messende Fluid (ein Gas oder eine Flüssigkeit) geleitet wird. Im Messrohr 2 ist ein Schwebekörper 20 angeordnet, der abhängig von der Durchflussrate des Fluids mehr oder weniger stark und in der Figur nach oben oder unten verschoben wird. Diese lineare Bewegung des Schwebekörpers 20 wird in der Anzeigeeinrichtung 3 in eine Rotationsbewegung umgewandelt, welche zu einem Ausschwenken des Zeigers 34 führt. Die der Hubbewegung des Schwebekörpers 20 entsprechende Durchflussrate des Fluids kann auf einem Ziffernblatt 340 von der dort angegebenen Skala 341 abgelesen werden.
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Um die Hubbewegung des Schwebekörpers 20 vom Messrohr 2 an die Anzeigeeinrichtung 3 zu übertragen, ist in an sich bekannter Weise im Schwebekörper ein stabförmiger Permanentmagnet 21 angeordnet, der sich mit dem Schwebekörper entsprechend der Durchflussrate des Fluids auf und ab bewegt. Die Anzeigeeinrichtung besitzt eine außerhalb des Messrohrs 2 angeordnete Magnethalterung 31, die um eine Drehachse 30 (3) herum drehbar gelagert ist. Die Drehachse 30 steht senkrecht zur Hubbewegung des Schwebekörpers 20. Von der Magnethalterung 31 erstreckt sich eine Welle 38, welche mit der Magnethalterung um die Drehachse 30 rotiert, vom Messrohr 2 weg. An ihrem von der Magnethalterung 31 abgelegenen Ende trägt die Welle 38 den Zeiger 34, welcher drehfest mit der Welle verbunden ist. Zudem geht vom oberen Ende der Welle 38 eine Abdeckung 39 aus, welche den Spalt 342 des Ziffernblatts 340 abdeckt, durch den die Welle 38 mit dem Zeiger 34 hindurch geführt ist. Zeiger 34 und Abdeckung 39 können einteilig oder als separate Teile ausgebildet sein.
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Die Magnethalterung 31 weist ein zylindrisches Rohr 310 mit einer Schrauböffnung 311 auf (6), sodass die Magnethalterung 31 mit einer Schraube an der Welle 30 befestigt werden kann. An einem Ende des rohrförmigen Teils 310 besitzt die Magnethalterung 31 einen tellerförmigen Teil 312, in dem acht kreisförmige Durchgangsbohrungen 313 vorhanden sind. In vier dieser Durchgangsbohrungen sind stabförmige Permanentmagnete eingesetzt. Die Bohrungen 313 befinden sich im Randbereich des tellerförmigen Teils 312, der in Richtung auf den rohrförmigen Teil 310 hin aufgestellt ist. Die Magnete 32, 33, 35 und 36, die in die Bohrungen 313 eingesetzt sind, sind daher entsprechend mit ihrer Magnetachse in Richtung auf die Drehachse 30 hin geneigt. Dies ist für die Magnete 32 und 35 in den Querschnittsdarstellungen der 5, 6 und 8 erkennbar, gilt aber entsprechend ebenfalls für die Magnete 33 und 36. Wie insbesondere in 6 gezeigt, sind die Magnete 32 und 35 so in den Bohrungen 313 angeordnet, dass ihre Magnetachse 320, 350 mit einem Winkel α geneigt zur Drehachse 30 verläuft. Der Winkel ist für beide Magneten gleich groß und liegt in einem Bereich von 5 bis 70, bevorzugt 10 bis 60, besonders bevorzugt 15 bis 40 und insbesondere 20 bis 30°. Der Winkel α öffnet sich in Richtung auf das Messrohr 2 hin und wird so gewählt, dass sich bei der Übertragung der Bewegung des Permanentmagneten 21 mit dem Schwebekörper 20 auf die Folgemagneten in der Magnethalterung 31 eine möglichst große Linearität bei der Umsetzung der linearen Hubbewegung in die Rotationsbewegung der Magnethalterung 31 und der Welle 38 ergibt. Diese lineare Übertragung der Bewegung in eine Rotationsbewegung führt dazu, dass die Skala 341 auf dem Ziffernblatt 340 eine gleichmäßige Skalierung bei großer Spreizung aufweisen kann, was die Ablesefreundlichkeit erheblich vergrößert. Wie groß der Winkel α konkret gewählt werden muss, hängt maßgeblich von der Art der Magnete und vom Abstand der Folgemagneten vom Permanentmagneten 21 ab.
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3, 4 und 7 veranschaulichen am besten, in welcher Weise im gezeigten Ausführungsbeispiel Folgemagneten und Abschirmmagneten in der Magnethalterung angeordnet sind. Von den vier Magneten, die in den Bohrungen 313 der Magnethalterung 31 angeordnet sind, sind zwei Folgemagneten, nämlich die Magnete 32 und 33, sowie zwei Abschirmmagneten, also die Magnete 35 und 36. In Umfangsrichtung um die Drehachse 30 ergibt sich die Reihenfolge Folgemagnet 32, Folgemagnet 33, Abschirmmagnet 35 und Abschirmmagnet 36. Die vier Magnete sind symmetrisch um die Drehachse 30 herum angeordnet, d.h., sie besitzen alle den gleichen Abstand von der Drehachse 30 und sind mit einem Winkelversatz β von 90° um die Drehachse 30 herum angeordnet (vergleiche 4). Letztere Figur zeigt eine Draufsicht der Magnethalterung auf die Seite mit dem rohrförmigen Teil 310.
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7 zeigt stark schematisiert die gegenüberliegende Seite der Magnethalterung 31, also die Seite, welche in Richtung auf das Messrohr 2 gewandt ist. Alle vier Magnete sind so in den Bohrungen 313 angeordnet, dass einer ihrer Pole zu der Seite der Magnethalterung 31 mit dem rohrförmigen Bauteil 310 weist und der andere zu der Seite der Magnethalterung, die zum Messrohr hin orientiert ist. Damit ergibt sich sowohl für die zum Messrohr hinweisende Seite der Magnethalterung als auch für die gegenüberliegende Seite eine in Umfangsrichtung wechselnde Polung S-N-S-N. Für die Folgemagneten 32 und 33 wird die Polung in Richtung auf das Messrohr 2 und den Permanentmagneten 21 hin so gewählt, dass dem Nordpol des Permanentmagneten 21 der Südpol eines Folgemagneten, hier des Folgemagneten 32, gegenüberliegt und dem Südpol des Permanentmagneten 21 entsprechend der Nordpol des zweiten Folgemagneten, hier des Folgemagneten 33. Die Folgemagneten folgen also der durch den senkrechten Doppelpfeil in 7 angedeuteten Hubbewegung des Permanentmagneten 21 und übersetzen diese in eine durch den gekrümmten Doppelpfeil angedeutete Drehbewegung der Magnethalterung 31 und der mit dieser verbundenen Welle 38 um die Drehachse 30 herum. Diese Drehbewegung wiederum bewirkt eine Auslenkung des Zeigers 34 entsprechend der Hubbewegung des Schwebekörpers 20, welche wiederum der Durchflussrate des Fluids im Messrohr entspricht, die durch den Zeiger 34 auf der Skala 341 angezeigt wird. Aufgrund der erfindungsgemäßen Neigung der Magnetachsen der Magnete in der Magnethalterung erfolgt diese Umsetzung der Bewegung in eine Drehbewegung über den gesamten Bereich des Schwebekörpers im Wesentlichen linear. Gleichzeitig verhindern die beiden Abschirmmagneten 35 und 36, dass Störmagnetfelder den Ablauf dieser Vorgänge beeinflussen und das Messergebnis verfälschen können.
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8 zeigt ein weiteres Detail des erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflussmessers. Die Weiterbildung dient der Verbesserung der Anzeige und verhindert ein Zittern des Zeigers 34 unter Anwendung des Prinzips einer Wirbelstrombremse. Hierzu ist auf der Seite des tellerförmigen Teils der Magnethalterung 31 zum rohrförmigen Teil 310 hin ein Metallkörper 37 angeordnet. Der Metallkörper 37 weist einen ringförmigen Bereich 370 auf, der oberhalb der Magneten 32 bis 36, von denen in der Querschnittsdarstellung nur die Magnete 32 und 35 zu sehen sind, mit einem geringen Abstand d zu deren Oberflächen verläuft. Der Metallkörper 37 ist insgesamt hutartig ausgebildet und über die Magnethalterung 31 übergestülpt. Die Magnethalterung 31 und die Welle 38 sind mittels eines Kugellagers 380 um die Drehachse 30 drehbar in einer rohrförmigen Hülse 371 des Metallkörpers 37 gelagert, während sich der Metallkörper 37 selbst nicht dreht. Dadurch werden bei der durch die Bewegung des Permanentmagneten 21 ausgelösten Drehbewegung der Magnethalterung Wirbelströme zwischen den Magneten 32 bis 36 und dem Metallkörper 37 erzeugt, welche die Drehbewegung der Magnethalterung 31 um die Drehachse 30 bremsen und so ein Zittern des Zeigers 34 bereits bei geringsten Bewegungen des Schwebekörpers unterbinden.
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9 verdeutlicht die verbesserte Linearität der Übersetzung der linearen Hubbewegung des Schwebekörpers in eine Rotationsbewegung um die Drehachse der Magnethalterung für den erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflussmesser im Vergleich zum Stand der Technik. Trägt man den Hub des Schwebekörpers gegen den zugehörigen Drehwinkel der Magnethalterung graphisch auf, ergibt sich im Unterschied zu den S-Kurven des Standes der Technik eine Kurve mit deutlich geringerer Krümmung oder eine Gerade. Im Fall der Erfindung wird die Hubbewegung des Schwebekörpers also in eine gleichmäßige Rotationsbewegung umgesetzt, die mittels des Zeigers 34 - oder alternativ eines elektronischen Anzeigeelements - auf einer Skala mit gleichmäßiger Skalierung bei größerer Spreizung angezeigt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3304615 A1 [0001]
- DE 3505706 A1 [0001]
