DE102019126709A1

DE102019126709A1 - Sensor, measuring tube, measuring device, electromagnetic flow measuring point

Info

Publication number: DE102019126709A1
Application number: DE102019126709.9A
Authority: DE
Inventors: Frank Voigt; Steffen Ziegler
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-04-08
Also published as: WO2021063710A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messrohr (2) zum Führen eines fließfähigen Mediums, umfassend:- einen Messrohrkörper (12),wobei der Messrohrkörper (12) zumindest teilweise elektrisch isolierend ausgebildet ist;dadurch gekennzeichnet,dass der Messrohrkörper (12) eine Öffnung (31) aufweist, in die ein Adapterkörper (32) mediumsdicht angeordnet ist,wobei der Adapterkörper (32) und der Messrohrkörper (12) zweiteilig ausgebildet sind,wobei der Adapterkörper (32) mindestens zwei Messelektroden (14) aufweist zum Bilden eines galvanischen Kontaktes mit dem Medium,wobei der Adapterkörper (32) mindestens zwei Anschlusskontakte (39) aufweist,wobei die Anschlusskontakte (39) mit den Messelektroden (14) elektrisch verbunden sind und dazu eingerichtet sind die Messelektroden (14) mit einer Messschaltung (24) trennbar zu verbinden.The invention relates to a measuring tube (2) for guiding a flowable medium, comprising: a measuring tube body (12), the measuring tube body (12) being at least partially electrically insulating; characterized in that the measuring tube body (12) has an opening (31) in which an adapter body (32) is arranged in a medium-tight manner, the adapter body (32) and the measuring tube body (12) being designed in two parts, the adapter body (32) having at least two measuring electrodes (14) to form a galvanic contact with the medium , the adapter body (32) having at least two connection contacts (39), the connection contacts (39) being electrically connected to the measuring electrodes (14) and being set up to connect the measuring electrodes (14) to a measuring circuit (24) in a separable manner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Messaufnehmer, ein Messrohr, ein Messgerät und eine magnetisch-induktive Durchflussmessstelle.The invention relates to a measuring sensor, a measuring tube, a measuring device and a magnetic-inductive flow measuring point.

Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte werden zur Bestimmung der Durchflussgeschwindigkeit und des Volumendurchflusses eines fließenden Mediums in einer Rohrleitung eingesetzt. Ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät weist ein Magnetsystem auf, das ein Magnetfeld senkrecht zur Flussrichtung des fließenden Mediums erzeugt. Dafür werden üblicherweise einzelne Spulen verwendet. Um ein überwiegend homogenes Magnetfeld zu realisieren, werden zusätzlich Polschuhe so geformt und angebracht, dass die Magnetfeldlinien über den gesamten Rohrquerschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Querachse bzw. parallel zur Vertikalachse des Messrohres verlaufen. Ein an die Mantelfläche des Messrohres angebrachtes Messelektrodenpaar greift eine senkrecht zur Flussrichtung und zum Magnetfeld anliegende elektrische Messspannung bzw. Potentialdifferenz ab, die entsteht, wenn ein leitfähiges Medium bei angelegtem Magnetfeld in Flussrichtung fließt. Da die abgegriffene Messspannung laut Faraday'schem Induktionsgesetz von der Geschwindigkeit des fließenden Mediums abhängt, kann aus der induzierten Messspannung U die Durchflussgeschwindigkeit u und, mit Hinzunahme eines bekannten Rohrquerschnitts, der Volumendurchfluss V̇ ermittelt werden.Electromagnetic flowmeters are used to determine the flow rate and volume flow of a flowing medium in a pipeline. An electromagnetic flowmeter has a magnet system that generates a magnetic field perpendicular to the direction of flow of the flowing medium. Individual coils are usually used for this. In order to achieve a predominantly homogeneous magnetic field, pole pieces are additionally shaped and attached in such a way that the magnetic field lines run essentially perpendicular to the transverse axis or parallel to the vertical axis of the measuring tube over the entire pipe cross-section. A pair of measuring electrodes attached to the outer surface of the measuring tube picks up an electrical measuring voltage or potential difference that is perpendicular to the direction of flow and to the magnetic field, which occurs when a conductive medium flows in the direction of flow when a magnetic field is applied. Since the measured voltage, according to Faraday's law of induction, depends on the speed of the flowing medium, the flow rate u and, with the addition of a known pipe cross-section, the volume flow V̇ can be determined from the induced measurement voltage U.

Im Gegensatz zu einem magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät werden magnetisch-induktive Durchflussmesssonden mit ihrem üblicherweise kreiszylindrischen Gehäuse in eine seitliche Öffnung einer Rohrleitung eingeführt und fluiddicht fixiert. Ein spezielles Messrohr ist nicht mehr notwendig. Die erwähnte Spulenanordnung auf der Mantelfläche des Messrohrs entfällt, da das Magnetfeld lediglich im Bereich des in das Fluid ragenden Frontendes der Durchflussmesssonde existiert bzw. von einem deren Spulenanordnung durchfließenden Strom in diesem Bereich erzeugt wird. Dafür wird üblicherweise das Magnetsystem im Inneren des Gehäuses und in unmittelbarer Nähe zu den Messelektroden angeordnet, so dass eine Symmetrieachse der erzeugten Magnetfeldlinien die Fläche zwischen den Messelektroden senkrecht schneidet. Die Messelektroden sind entweder an der Frontfläche oder an den Seitenflächen des Gehäuses angeordnet.In contrast to a magneto-inductive flow measuring device, magneto-inductive flow measuring probes with their usually circular cylindrical housing are inserted into a lateral opening of a pipeline and fixed in a fluid-tight manner. A special measuring tube is no longer necessary. The mentioned coil arrangement on the outer surface of the measuring tube is omitted because the magnetic field only exists in the area of the front end of the flow measuring probe protruding into the fluid or is generated in this area by a current flowing through its coil arrangement. For this purpose, the magnet system is usually arranged inside the housing and in the immediate vicinity of the measuring electrodes, so that an axis of symmetry of the generated magnetic field lines perpendicularly intersects the area between the measuring electrodes. The measuring electrodes are arranged either on the front surface or on the side surfaces of the housing.

Bisher gibt es nur wenige Durchflussmessgeräte, die sich das Faraday'sche Gesetz der magnetischen Induktion zu Nutze machen und gleichzeitig für sogenannte Single-Use Anwendungen geeignet sind. Single-Use Anwendungen setzen jedoch voraus, dass die mediumsberührenden Teile ausgewechselt werden können. Bei magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte und Durchflussmesssonden wären es demnach die Messelektroden, Teile des Messrohres und Teile des Gehäuses.So far there are only a few flowmeters that make use of Faraday's law of magnetic induction and at the same time are suitable for so-called single-use applications. However, single-use applications require that the parts in contact with the medium can be exchanged. In the case of electromagnetic flow measuring devices and flow measuring probes, it would therefore be the measuring electrodes, parts of the measuring tube and parts of the housing.

Die DE 10 2016 118 064 A1 lehrt ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, welches eine U-förmige Messrohraufnahme für austauschbare Messrohre aufweist. Dabei befindet sich das Magnetsystem im Messgerätegehäuse und die Gegenkontakte für die im Messrohr angebrachten Messelektroden in der Messrohraufnahme.The DE 10 2016 118 064 A1 teaches a magnetic-inductive flowmeter which has a U-shaped measuring tube holder for exchangeable measuring tubes. The magnet system is located in the measuring device housing and the mating contacts for the measuring electrodes in the measuring tube are located in the measuring tube holder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine alternative Lösung für Single-Use Anwendung bereitzustellen.The invention is based on the object of providing an alternative solution for single-use applications.

Die Aufgabe wird gelöst durch das Messrohr nach Anspruch 1, den Messaufnehmer nach Anspruch 9, die magnetisch-induktive Durchflussmessstelle nach Anspruch 14 und das Messgerät nach Anspruch 15.The object is achieved by the measuring tube according to claim 1, the measuring sensor according to claim 9, the magnetic-inductive flow measuring point according to claim 14 and the measuring device according to claim 15.

Das erfindungsgemäße Messrohr zum Führen eines fließfähigen Mediums umfasst

- einen Messrohrkörper,

wobei der Messrohrkörper zumindest teilweise elektrisch isolierend ausgebildet ist;
und ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Messrohrkörper eine Öffnung aufweist, in die ein Adapterkörper mediumsdicht angeordnet ist,
wobei der Adapterkörper und der Messrohrkörper zweiteilig ausgebildet sind,
wobei der Adapterkörper mindestens zwei Messelektroden aufweist zum Bilden eines galvanischen Kontaktes mit dem Medium,
wobei der Adapterkörper mindestens zwei Anschlusskontakte aufweist,
wobei die Anschlusskontakte mit den Messelektroden elektrisch verbunden sind und dazu eingerichtet sind die Messelektroden mit einer Messschaltung trennbar zu verbinden.The measuring tube according to the invention for guiding a flowable medium comprises

- a measuring tube body,

wherein the measuring tube body is designed to be at least partially electrically insulating;
and is characterized by
that the measuring tube body has an opening in which an adapter body is arranged in a medium-tight manner,
wherein the adapter body and the measuring tube body are designed in two parts,
wherein the adapter body has at least two measuring electrodes to form a galvanic contact with the medium,
wherein the adapter body has at least two connection contacts,
wherein the connection contacts are electrically connected to the measuring electrodes and are set up to connect the measuring electrodes to a measuring circuit in a separable manner.

Magnetisch-induktive Durchflussmesssonden werden seitlich in eine Öffnung im Messrohr eingesetzt. Mittels einer Aufnahmevorrichtung, wie zum Beispiel eines Einschweißstutzens, welcher am Messrohr festgeschweißt ist, wird die magnetisch-induktive Durchflussmesssonde am Messrohr in Position gebracht und mediumsdicht fixiert. Erfindungsgemäß wird nicht die Durchflussmesssonde in die Öffnung eingesetzt, sondern ein Adapterkörper, der das Loch mediumsdicht abschließt. Somit wird vermieden, dass der Messaufnehmer bzw. die Durchflussmesssonde mit dem Medium in Kontakt gelangt.Magnetic-inductive flow measuring probes are inserted laterally into an opening in the measuring tube. By means of a receiving device, such as a welded socket, which is welded to the measuring tube, the magnetic-inductive flow measuring probe is brought into position on the measuring tube and fixed in a medium-tight manner. According to the invention, it is not the flow measuring probe that is inserted into the opening, but rather an adapter body which closes the hole in a medium-tight manner. This prevents the sensor or the flow measuring probe from coming into contact with the medium.

Durch das Anordnen von Messelektroden im Adapterkörper kann mit Hilfe einer magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde oder eines Messaufnehmers eine im fließenden Medium induzierte Spannung detektiert und gemessen werden, ohne dass diese in Kontakt mit dem Medium kommen. Dies erspart eine aufwendige Reinigung und eröffnet den Einsatz in Single-Use Anwendungen. Dafür weist der Adapterkörper Anschlusskontakte auf, die im Adapterkörper angeordnet sind und an der mediumsabgewandten Seite des Adapterkörpers angeordnet sind. Diese sind so angeordnet, dass beim Anbringen des Messaufnehmers, insbesondere einer magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde an das Messrohr ein elektrischer Kontakt zwischen den Anschlusskontakte des Adapterkörpers und den Gegenkontakten des Messaufnehmers entsteht und somit eine induzierte Messspannung an den Messelektroden mittels der Messschaltung des Messaufnehmer gemessen werden kann. Ändert sich das zu führende Medium bzw. die Anwendung so kann das Messrohr ausgetauscht werden, ohne dass der Messaufnehmer gereinigt oder gewechselt werden muss.By arranging measuring electrodes in the adapter body, a magnetic-inductive flow measuring probe or a measuring sensor can be used to induce a flow in the flowing medium Voltage can be detected and measured without coming into contact with the medium. This saves time-consuming cleaning and enables use in single-use applications. For this purpose, the adapter body has connection contacts which are arranged in the adapter body and are arranged on the side of the adapter body facing away from the medium. These are arranged in such a way that when the measuring sensor, in particular a magnetic-inductive flow measuring probe, is attached to the measuring tube, an electrical contact is made between the connection contacts of the adapter body and the mating contacts of the measuring sensor and thus an induced measuring voltage can be measured on the measuring electrodes by means of the measuring circuit of the measuring sensor . If the medium to be conveyed or the application changes, the measuring tube can be exchanged without the sensor having to be cleaned or exchanged.

Der Messrohrkörper und der Adapterkörper sind vorzugsweise zweiteilig ausgebildet. Dadurch lassen sich Messrohr- und Adapterkörper jeweils mit unterschiedlichen Sterilisationsanwendungen reinigen und erst dann verbinden. Dieses ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Adapterkörper zusätzliche Sensoren oder elektronische Bauteile aufweist, die nicht für jede Sterilisationsanwendungen geeignet sind.The measuring tube body and the adapter body are preferably designed in two parts. This means that the measuring tube and adapter body can each be cleaned with different sterilization applications and only then connected. This is particularly advantageous when the adapter body has additional sensors or electronic components that are not suitable for every sterilization application.

Durch die Zweiteiligkeit lassen sich Messrohrkörper, welche sich für Single-Use Anwendungen bereits etabliert haben, insbesondere die bereits in Kombination mit anderen Durchflussmessgeräten zum Einsatz kommen mit unterschiedlichen Adapterkörpern verknüpfen. Des Weiteren wird dadurch ermöglicht standardgemäße Adapterkörper mit unterschiedlichen Messrohren, welche sich durch unterschiedliche Querschnittsform oder Nennweite auszeichnen zu kombinieren.As a result of the two-part design, measuring tube bodies that have already been established for single-use applications, in particular those that are already used in combination with other flow measuring devices, can be linked with different adapter bodies. Furthermore, this enables standard adapter bodies to be combined with different measuring tubes, which are characterized by different cross-sectional shapes or nominal widths.

Vorzugsweise ist der Adapterkörper im Messrohr kraft- und/oder formschlüssig angeordnet. Somit lässt sich der Adapterkörper nach jeder Anwendung wieder vom Messrohrkörper trennen und neu aufbereiten.The adapter body is preferably arranged in the measuring tube in a non-positive and / or positive manner. This means that the adapter body can be separated from the measuring tube body and reprocessed after each use.

Die Anschlusskontakte und die Messelektroden können zweiteilig oder einstückig ausgebildet sein.The connection contacts and the measuring electrodes can be designed in two parts or in one piece.

Die Anschlusskontakte können als großflächige Kontaktfläche oder aber auch komplementär zu einem im Messaufnehmer angeordneten Gegenkontakt ausgebildet sein. Die Messelektroden können stiftförmig oder aber auch ringförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Anschlusskontakte komplementär zu den Gegenkontakte der Durchflussmesssonde ausgebildet. Demnach kann die Form der Messelektroden von der Form der Anschlusskontakte abweichen.The connection contacts can be designed as a large-area contact surface or else complementary to a mating contact arranged in the measuring transducer. The measuring electrodes can be designed pin-shaped or else ring-shaped. The connection contacts are preferably designed to be complementary to the mating contacts of the flow measuring probe. Accordingly, the shape of the measuring electrodes can differ from the shape of the connection contacts.

Die Anschlusskontakte können durch Pins realisiert sein, die elektrisch mit den Messelektroden verbunden sind. Die Pins können an einer Leiterplatte angeordnet sein, die am Adapterkörper angeordnet ist.The connection contacts can be implemented by pins that are electrically connected to the measuring electrodes. The pins can be arranged on a circuit board which is arranged on the adapter body.

Vorzugsweise ist die Messschaltung in einer magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde angeordnet. Magnetisch-induktive Durchflussmesssonden sind bereits Stand der Technik und werden von der Anmelderin unter dem Produktnamen Magphant vertrieben. Unterschiedliche Ausformungen einer Durchflussmesssonde werden beispielsweise in der EP 0 534 003 A1 , EP 0 892 251 A1 , DE 30 37 913A1 , DE 33 19 807 A1 , US 3,881,350 A , GB 2 163 261 A , GB 1 204 295 A , US 7,007,545 B1 , DE 30 37 913 A1 , DE 28 04 131 A1 , DE 19 06 775 A1 , US 7,055,396 B1 , CN 101 368 834 A und CN 105 043 471 A gelehrt.The measuring circuit is preferably arranged in a magnetic-inductive flow measuring probe. Electromagnetic flow measuring probes are already state of the art and are sold by the applicant under the product name Magphant. Different shapes of a flow measuring probe are for example in the EP 0 534 003 A1 , EP 0 892 251 A1 , DE 30 37 913 A1 , DE 33 19 807 A1 , U.S. 3,881,350 A , GB 2 163 261 A , GB 1 204 295 A , US 7,007,545 B1 , DE 30 37 913 A1 , DE 28 04 131 A1 , DE 19 06 775 A1 , US 7,055,396 B1 , CN 101 368 834 A and CN 105 043 471 A taught.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Adapterkörper eine Erdungselektrode aufweist, die mit einem Anschlusskontakt elektrisch verbunden ist, welcher dazu ausgebildet ist die Erdungselektrode mit einem Erdungspotential trennbar zu verbinden.One embodiment provides that the adapter body has a grounding electrode which is electrically connected to a connection contact which is designed to connect the grounding electrode to a grounding potential in a separable manner.

Vorzugsweise wird die im Adapterkörper angeordnete Erdungselektrode mit einer im Messaufnehmer oder in einer magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde angeordnete Erdungselektrode über einen Anschlusskontakt trennbar verbunden. Der Anschlusskontakt kann einstückig mit der Erdungselektrode ausgebildet sein. Es sind ringförmige Erdungselektroden bekannt. Erfindungsgemäß ist die Anordnung des Anschlusskontaktes der Erdungselektrode so im oder am Adapterkörper angeordnet, dass beim Anbringen eines Messaufnehmers, insbesondere einer magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde an das Messrohr ein elektrischer Kontakt zwischen Erdungselektrode der Durchflussmesssonde mit dem zugehörigen Anschlusskontakt des Adapterkörpers gebildet wird.The grounding electrode arranged in the adapter body is preferably connected in a separable manner to a grounding electrode arranged in the measuring sensor or in a magnetic-inductive flow measuring probe via a connection contact. The connection contact can be formed in one piece with the grounding electrode. Annular ground electrodes are known. According to the invention, the arrangement of the connection contact of the grounding electrode is arranged in or on the adapter body in such a way that when a sensor, in particular a magnetic-inductive flow measuring probe, is attached to the measuring tube, an electrical contact is formed between the grounding electrode of the flow measuring probe and the associated connection contact of the adapter body.

Der Messrohrkörper ist vorzugsweise aus einem isolierenden Material gebildet. Vorzugsweise aus Polyetheretherketone (PEEK), Polyaryletherketone (PAEK), Polyphenylsulfone (PPSU), Polyethersulfone (PESU), Polysulfone (PSU), Polyarylamide (PARA), Glas und/oder Keramik. Es existiert eine Nachfrage an Durchflussmessgeräten mit Einweg-Messrohren für biopharmazeutische Anwendungen. Dafür müssen die Materialien, die in Kontakt mit dem Medium kommen biokompatibel und gammasterilisierbar sein. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn das Messrohr aus einem der oben genannten Materialien hergestellt ist, da diese die biopharmazeutischen Anforderungen erfüllen.The measuring tube body is preferably formed from an insulating material. Preferably made of polyetheretherketones (PEEK), polyaryletherketones (PAEK), polyphenylsulphones (PPSU), polyethersulphones (PESU), polysulphones (PSU), polyarylamides (PARA), glass and / or ceramics. There is a demand for flowmeters with disposable measuring tubes for biopharmaceutical applications. For this, the materials that come into contact with the medium must be biocompatible and gamma-sterilizable. It is therefore particularly advantageous if the measuring tube consists of one of the above Materials is made because they meet the biopharmaceutical requirements.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn mindestens ein Sensor zur Ermittlung eines Prozessparameters des Mediums im Adapterkörper angeordnet ist. Durch das Integrieren des Sensors in das Gehäuse der Durchflussmesssonde wird keine weitere Öffnung in der Rohrleitung benötigt.It is particularly advantageous if at least one sensor for determining a process parameter of the medium is arranged in the adapter body. By integrating the sensor in the housing of the flow measuring probe, no further opening is required in the pipeline.

Ein Sensor zur Ermittlung eines Prozessparameters des Mediums umfasst einen Füllstandsmesser, Druckmesswandler, Temperatursensor, pH-Sensor, Dichtesensor und/oder Viskosimeter.A sensor for determining a process parameter of the medium comprises a level meter, pressure transducer, temperature sensor, pH sensor, density sensor and / or viscometer.

Gemäß einer Ausgestaltung sind genau zwei Sensoren im Gehäuse angeordnet.According to one embodiment, exactly two sensors are arranged in the housing.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Adapterkörper einen Druckmesswandler, insbesondere ein piezoresistiver Drucksensor aufweist,
wobei der Druckmesswandler in einer Vertiefung des Adapterkörpers eingesetzt ist,
wobei der Druckmesswandler mit dem auf einen mediumsberührenden Frontende des Adapterkörpers wirkenden Druck beaufschlagbar ist.One embodiment provides that the adapter body has a pressure transducer, in particular a piezoresistive pressure sensor,
wherein the pressure transducer is inserted in a recess of the adapter body,
wherein the pressure transducer can be acted upon by the pressure acting on a medium-contacting front end of the adapter body.

Vorzugsweise umfasst der Sensor einen Druckmesswandler wobei der Druckmesswandler mit dem auf das Frontende wirkenden Druck beaufschlagbar ist.The sensor preferably comprises a pressure transducer, the pressure transducer being able to be acted upon with the pressure acting on the front end.

Der Druckmesswandler kann beliebig ausgestaltet sein. Der Druckmesswandler kann zum Beispiel als Dehnungsmessstreifen, piezoresistiver Drucksensor, piezoelektrischer Drucksensor, kapazitiver Drucksensor, induktiver Drucksensor, optischer Drucksensor, thermischer Drucksensor oder Hall-Drucksensor ausgebildet sein.The pressure transducer can be designed in any way. The pressure transducer can be designed, for example, as a strain gauge, piezoresistive pressure sensor, piezoelectric pressure sensor, capacitive pressure sensor, inductive pressure sensor, optical pressure sensor, thermal pressure sensor or Hall pressure sensor.

Gemäß einer Ausgestaltung ragt das Frontende des Druckmesswandlers aus dem Frontende des Frontteils hervor. Das Medium, das an das Frontende strömt, berührt auch den Druckmesswandler. Alternativ weist der Adapterkörper eine Vertiefung auf, in die der Druckmesswandler so eingesetzt ist, dass das Frontende des Druckmesswandlers in der Vertiefung versenkt ist. In beiden Fällen wirkt der Mediumsdruck direkt auf den Druckmesswandler, ohne dass er noch durch einen Wirkdruckkanal zum Druckmesswandler geleitet werden muss.According to one embodiment, the front end of the pressure transducer protrudes from the front end of the front part. The medium flowing to the front end also contacts the pressure transducer. Alternatively, the adapter body has a recess into which the pressure transducer is inserted such that the front end of the pressure transducer is countersunk in the recess. In both cases, the medium pressure acts directly on the pressure transducer without having to be passed through a differential pressure channel to the pressure transducer.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Druckmesswandler im Gehäuse integriert und durch ein Zwischenteil, einen Wirkdruckkanal oder Lufteinschlüsse vom Inneren des Messrohrkörpers getrennt.According to a further embodiment, the pressure transducer is integrated in the housing and separated from the interior of the measuring tube body by an intermediate part, a differential pressure channel or air pockets.

Gemäß einer Ausgestaltung ist zwischen Druckmesswandler und Frontende des Adapterkörpers eine Scheibe mit mindestens einem Wirkdruckkanal angeordnet.According to one embodiment, a disk with at least one differential pressure channel is arranged between the pressure transducer and the front end of the adapter body.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn zwischen dem Druckmesswandler und dem Frontende des Adapterkörpers eine Scheibe eingesetzt ist, die mindestens einen Wirkdruckkanal aufweist. Dadurch kann das Medium zentriert auf den Druckmesswandler, beispielsweise eine Messmembrane geleitet werden. Weiterhin ist der Druckmesswandler dadurch nicht dem Medium am Frontende direkt ausgesetzt. Vorteilhafterweise entkoppelt die Scheibe den Druckmesswandler vom Medium, so dass Druckschwankungen im Medium durch die Scheibe abgefangen werden, bevor sie den Druckmesswandler erreichen.It is particularly advantageous if a disk, which has at least one differential pressure channel, is inserted between the pressure transducer and the front end of the adapter body. This allows the medium to be centered on the pressure transducer, for example a measuring membrane. Furthermore, the pressure transducer is not directly exposed to the medium at the front end. The disk advantageously decouples the pressure transducer from the medium, so that pressure fluctuations in the medium are absorbed by the disk before they reach the pressure transducer.

Der Anschlusskontakt des Druckmesswandlers befinden sich idealerweise an der mediumsabgewandten Seite der Adapterkörpers, wo er mit einer im Messaufnehmer angeordneten Messschaltung trennbar verbunden werden kann, ohne dass der Messaufnehmer in Kontakt mit dem Medium gelangt.The connection contact of the pressure transducer is ideally located on the side of the adapter body facing away from the medium, where it can be detachably connected to a measuring circuit arranged in the measuring transducer without the measuring transducer coming into contact with the medium.

Vorzugsweise weist der Adapterkörper mindestens eine, bevorzugt drei Öffnungen auf, die jeweils als Wirkdruckkanal ausgebildet sind.The adapter body preferably has at least one, preferably three openings, each of which is designed as a differential pressure channel.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Adapterkörper mindestens eine und bevorzugt drei Öffnungen, die jeweils als Wirkdruckkanal ausgebildet sind, aufweist und somit das Medium zum in dem Adapterkörper angeordneten Druckmesswandler leitet. Dadurch steht der Druckmesswandler nicht im direkten Kontakt mit dem Medium am Frontende des Adapterkörpers. Vorteilhafterweise ist der Durchmesser der Öffnungen so angepasst, dass vermieden wird, dass Teilchen aus dem Medium an den Druckmesswandler stoßen bzw. den Druckmesswandler oder Teile des Druckmesswandlers beschädigen. Dies ist besonders im Trinkwasserbereich von Vorteil, da so ein Beschädigen beispielsweise der Messmembrane und einem Eindringen von beispielsweise Öl aus dem piezoresistiven Druckmesswandler vorgebeugt werden kann.It is particularly advantageous if the adapter body has at least one and preferably three openings, each designed as a differential pressure channel, and thus guides the medium to the pressure transducer arranged in the adapter body. As a result, the pressure transducer is not in direct contact with the medium at the front end of the adapter body. The diameter of the openings is advantageously adapted in such a way that it is avoided that particles from the medium hit the pressure transducer or damage the pressure transducer or parts of the pressure transducer. This is particularly advantageous in the drinking water sector, since it can prevent damage to the measuring membrane, for example, and the ingress of oil from the piezoresistive pressure transducer, for example.

Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der Druckmesswandler eine Leiterplatte mit Anschlüssen weitere Sensoren und/oder den Druckmesswandler und zumindest die Messelektroden, wobei sich die Leiterplatte mit einer Messschaltung trennbar verbunden lässt.According to one embodiment, the pressure transducer comprises a printed circuit board with connections for further sensors and / or the pressure transducer and at least the measuring electrodes, wherein the printed circuit board can be connected to a measuring circuit in a separable manner.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Leiterplatte einen seriellen Datenbus, insbesondere einen I²C Datenbus aufweist und dem I²C Protokoll untergeordnet ist. Dadurch können die Messelektroden, weitere Sensoren und/oder der Druckmesswandler einfach und kostengünstig über den Datenbus mit der Messschaltung verbunden werden.It is particularly advantageous if the circuit board has a serial data bus, in particular an I ² C data bus, and is subordinate to the I ² C protocol. As a result, the measuring electrodes, further sensors and / or the pressure transducer can be easily and inexpensively connected to the measuring circuit via the data bus.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Adapterkörper einen Temperatursensor, insbesondere ein Thermoelement oder ein Widerstandsthermometer aufweist, der einen mediumsberührenden Endbereich aufweist,
wobei der Temperatursensor dazu eingerichtet ist, ein von der Mediumstemperatur abhängiges Messsignal zu ermitteln.One embodiment provides that the adapter body has a temperature sensor, in particular a thermocouple or a resistance thermometer, which has an end region in contact with the medium,
wherein the temperature sensor is set up to determine a measurement signal that is dependent on the medium temperature.

Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der Sensor einen Temperatursensor, wobei der Temperatursensor dazu eingerichtet ist, ein von der Mediumstemperatur abhängiges Messsignal zu ermitteln.According to one embodiment, the sensor comprises a temperature sensor, the temperature sensor being set up to determine a measurement signal that is dependent on the medium temperature.

Der Temperatursensor umfasst einen Halbleiter-Temperatursensor, ein Thermoelement, einen Temperaturfühler mit Schwingquarz, einen pyroelektrischen Temperatursensor, ein Pyrometer oder einen Faseroptischen Temperatursensor.The temperature sensor comprises a semiconductor temperature sensor, a thermocouple, a temperature sensor with oscillating quartz, a pyroelectric temperature sensor, a pyrometer or a fiber-optic temperature sensor.

Der Temperatursensor ist dazu eingerichtet ein von der Mediumstemperatur abhängiges Messsignal zu ermitteln. Dafür ist es vorteilhaft, wenn der Temperatursensor das Medium berührt.The temperature sensor is set up to determine a measurement signal that is dependent on the medium temperature. For this it is advantageous if the temperature sensor touches the medium.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung berührt der Temperatursensor das Medium nicht, sondern steht im Kontakt mit dem mediumsberührenden Teil des Adapterkörpers, und ermittelt so das von der Mediumstemperatur abhängige Messsignal. Daher besteht der Teil des Adapterkörpers, mit dem der Temperatursensor im Kontakt steht, idealerweise aus einem Material, das eine ausreichend gute Wärmeleitfähigkeit aufweist.According to an alternative embodiment, the temperature sensor does not touch the medium, but is in contact with the part of the adapter body in contact with the medium, and thus determines the measurement signal that is dependent on the medium temperature. The part of the adapter body with which the temperature sensor is in contact is therefore ideally made of a material that has sufficiently good thermal conductivity.

Es ist vorteilhaft, wenn der Adapterkörper eine Öffnung für den Temperatursensor aufweist, somit kann der Temperatursensor im Adapterkörper fluiddicht befestigt werden. Vorzugsweise weist der Temperatursensor einen direkten Kontakt mit dem Medium auf. Der Anschluss des Temperatursensors befinden sich idealerweise an der mediumsabweisenden Seite des Adapterkörpers, an die auch der Messaufnehmer, insbesondere die magnetisch-induktive Durchflussmesssonde angebracht wird.It is advantageous if the adapter body has an opening for the temperature sensor, so that the temperature sensor can be fastened in the adapter body in a fluid-tight manner. The temperature sensor preferably has direct contact with the medium. The connection of the temperature sensor is ideally located on the medium-repellent side of the adapter body, to which the measuring sensor, in particular the magnetic-inductive flow measuring probe, is also attached.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Adapterkörper stoffschlüssig mit dem Messrohrkörper verbunden ist.One embodiment provides that the adapter body is materially connected to the measuring tube body.

Der Messrohrkörper ist vorzugsweise aus einem Kunststoff gebildet. Mittels einem Ultraschallschweißverfahren kann der Adapterkörper an das Messrohr mediumsdicht angebracht werden.The measuring tube body is preferably formed from a plastic. The adapter body can be attached to the measuring tube in a medium-tight manner by means of an ultrasonic welding process.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Messrohrkörper als T-Stück ausgebildet ist und eine Rohrabzweigung aufweist,
wobei der Adapterkörper in einer Rohrabzweigung eingesetzt ist.One embodiment provides that the measuring tube body is designed as a T-piece and has a pipe branch,
wherein the adapter body is inserted in a pipe branch.

Messrohrkörper, die als T-Stück ausgebildet sind und eine Rohrabzweigung aufweisen, sind bereits Stand der Technik und finden auch in anderen Anwendungsgebieten jenseits der Durchflussüberwachung Anwendung. Dadurch lässt sich eine kostengünstiges Messrohr realisieren, für das keine Spezialanfertigung des Messrohrkörpers notwendig ist.Measuring tube bodies, which are designed as T-pieces and have a pipe branch, are already state of the art and are also used in other areas of application beyond flow monitoring. This makes it possible to realize an inexpensive measuring tube for which no special manufacture of the measuring tube body is necessary.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Adapterkörper eine Vertiefung aufweist, die dazu ausgebildet ist einen Spulenkern aufzunehmen.One embodiment provides that the adapter body has a recess which is designed to receive a coil core.

Durch die Trennung des Mediums mit dem Messaufnehmer durch den Adapterkörper wird auch der Abstand zwischen Medium und Feldsystem erhöht. In herkömmlichen Messaufnehmern, insbesondere magnetisch-induktiven Durchflussmesssonden ist das Feldsystem im Gehäuse angeordnet und durch die Ummantelung des Gehäuses und den Frontkörper vor dem fließenden Medium in der Rohrleitung geschützt. Damit die magnetische Flussdichte im Medium maximal wird, ist der Spulenkern des Feldsystems möglichst nah an der Mantelfläche der Ummantelung oder der Frontfläche des Frontkörpers angeordnet.The separation of the medium with the sensor through the adapter body also increases the distance between the medium and the field system. In conventional measuring sensors, in particular magnetic-inductive flow measuring probes, the field system is arranged in the housing and protected from the flowing medium in the pipeline by the casing of the housing and the front body. So that the magnetic flux density in the medium is maximized, the coil core of the field system is arranged as close as possible to the outer surface of the casing or the front surface of the front body.

Der Frontkörper, der üblicherweise dazu eingerichtet ist eine Trennung zwischen Feldsystem und Medium zu bilden, weist vorteilhafterweise eine Öffnung auf, durch die sich der Spulenkern erstreckt. Bringt man den Messaufnehmer an das austauschbare Messrohr an, so kommt der Spulenkern in direkten Kontakt mit der Außenwandung des Messrohres bzw. mit einer speziell für den Messaufnehmer vorgesehene Trennwand. Demnach ist der Spulenkern vorzugsweise ausschließlich durch die Wandung des Messrohres bzw. durch die Trennwand vom Kanal des Messrohres getrennt. Gemäß der erfinderischen Ausgestaltung lässt sich der Abstand zwischen Spulenkern und Medium reduzieren und die resultierende magnetische Flussdichte im Medium maximieren.The front body, which is usually set up to form a separation between the field system and the medium, advantageously has an opening through which the coil core extends. If the measuring sensor is attached to the exchangeable measuring tube, the coil core comes into direct contact with the outer wall of the measuring tube or with a partition specially provided for the measuring sensor. Accordingly, the coil core is preferably separated from the channel of the measuring tube exclusively by the wall of the measuring tube or by the partition. According to the inventive embodiment, the distance between the coil core and the medium can be reduced and the resulting magnetic flux density in the medium can be maximized.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Messrohrkörper einen Kanal aufweist zum Führen eines fließfähigen Mediums,
wobei der Adapterkörper dazu ausgebildet ist eine Trennung zwischen den Kanal und einer magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde zu formen,
wobei der Adapterkörper dazu ausgebildet ist die Messelektroden des Adapterkörpers mit der Messschaltung der magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde über die Anschlusskontakte und Messelektroden der magnetisch-induktiven Durchflussmesssonde trennbar zu verbinden.One embodiment provides that the measuring tube body has a channel for guiding a flowable medium,
wherein the adapter body is designed to form a separation between the channel and a magnetic-inductive flow measuring probe,
wherein the adapter body is designed to connect the measuring electrodes of the adapter body to the measuring circuit of the magnetic-inductive flow measuring probe via the connection contacts and measuring electrodes of the magnetic-inductive flow measuring probe in a separable manner.

Aufnahmevorrichtung zum Befestigen von magnetisch-induktiven Durchflussmesssonden an einer Rohrleitung sind bekannt. Diese sind üblicherweise an einer Öffnung in der Mantelfläche des Rohres befestigt. Die Durchflussmesssonde erstreckt sich durch die Öffnung in das Innere des Rohres und wird vom Medium umströmt. Es ist vorteilhaft, wenn der Messrohrkörper oder der Adapterkörper eine Aufnahmevorrichtung aufweisen, in die der Messaufnehmer, insbesondere die magnetisch-induktive Durchflussmesssonde form- und/oder kraftschlüssig angeordnet werden kann.Receiving devices for attaching magnetic-inductive flow measuring probes to a pipeline are known. These are usually attached to an opening in the outer surface of the pipe. The flowmeter probe extends through the opening into the interior of the pipe and the medium flows around it. It is advantageous if the measuring tube body or the adapter body have a receiving device in which the measuring sensor, in particular the magnetic-inductive flow measuring probe, can be arranged in a form-fitting and / or force-fitting manner.

Vorteilhafterweise weist die Aufnahmevorrichtung eine Trennwand auf, die den Messaufnehmer, insbesondere den Spulenkern des Messaufnehmers von dem fließenden Medium im Kanal trennt. Dadurch wird ein aufwendiges Reinigen des Messaufnehmers nach jeder Anwendung vermieden.The receiving device advantageously has a partition which separates the measuring transducer, in particular the coil core of the measuring transducer, from the flowing medium in the channel. This avoids time-consuming cleaning of the sensor after each use.

Der erfindungsgemäße Messaufnehmer zum Erfassen einer strömungsgeschwindigkeitsabhängigen, in einem fließenden Medium induzierten Messspannung, umfassend:

- ein Gehäuse; wobei ein Frontkörper mit einer stirnseitigen Frontfläche das Gehäuse stirnseitig abschließt;
- ein zumindest teilweise im Gehäuse angeordnetes Feldsystem zur Erzeugung eines Magnetfeldes, wobei das Feldsystem einen Spulenkern und eine Spule aufweist, wobei die Spule um den Spulenkern angeordnet ist;
- eine Messschaltung, wobei die Messschaltung im Gehäuse angeordnet ist; und ist dadurch gekennzeichnet, dass der Frontkörper Gegenkontakte aufweist, zum Bilden eines trennbaren, elektrischen Kontaktes mit in einem Messrohr, insbesondere in einem Messrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, angebrachten Anschlusskontakten.

The sensor according to the invention for detecting a flow velocity-dependent measurement voltage induced in a flowing medium, comprising:

- a housing; wherein a front body with an end face closes off the housing at the end;
- A field system arranged at least partially in the housing for generating a magnetic field, the field system having a coil core and a coil, the coil being arranged around the coil core;
- A measuring circuit, the measuring circuit being arranged in the housing; and is characterized in that the front body has mating contacts to form a separable, electrical contact with connection contacts attached in a measuring tube, in particular in a measuring tube according to one of the preceding claims.

Für Single-Use Anwendungen soll der Messaufnehmer montagefreundlich an ein austauschbares Messrohr bzw. Einweg-Messrohr angebracht werden können. Dabei soll der Messaufnehmer jedoch nicht in Kontakt mit dem fließenden Medium gelangen. Daher weist der Messaufnehmer vorzugsweise auch keine Messelektroden auf, die mediumsberührend sind. Die im Gehäuse angeordnete Messschaltung des Messaufnehmers ist jedoch dazu eingerichtet eine Messspannung abzugreifen, die an Messelektroden anliegt, welche im Kontakt mit dem fließenden Medium stehen. Dafür ist eine trennbare Verbindung zwischen der Messschaltung und den Messelektroden vorgesehen. Diese wird durch Gegenkontakte realisiert, die dazu ausgebildet sind einen trennbaren elektrischen Kontakt mit Anschlusskontakten zu bilden, welche im erfindungsgemäßen Messrohr angeordnet sind.For single-use applications, the sensor should be easy to install on an exchangeable measuring tube or disposable measuring tube. However, the sensor should not come into contact with the flowing medium. Therefore, the measuring transducer preferably also does not have any measuring electrodes that are in contact with the medium. The measuring circuit of the measuring transducer arranged in the housing is, however, set up to pick up a measuring voltage which is applied to measuring electrodes which are in contact with the flowing medium. A separable connection between the measuring circuit and the measuring electrodes is provided for this. This is implemented by mating contacts which are designed to form a separable electrical contact with connection contacts which are arranged in the measuring tube according to the invention.

Vorzugweise umfasst der Messaufnehmer eine magnetisch-induktive Durchflussmesssonde.The measuring sensor preferably comprises a magnetic-inductive flow measuring probe.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Frontkörper eine Öffnung aufweist,
wobei der Spulenkern durch die Öffnung des Frontkörpers durchgeführt ist und aus der Frontfläche hervorsteht.One embodiment provides that the front body has an opening,
wherein the coil core is passed through the opening of the front body and protrudes from the front surface.

In herkömmlichen magnetisch-induktiven Durchflussmesssonden ist das Feldsystem im Gehäuse angeordnet und durch die Ummantelung des Gehäuses und den Frontkörper vor dem fließenden Medium in der Rohrleitung geschützt. Damit die magnetische Flussdichte im Medium maximal wird, ist der Spulenkern des Feldsystems möglichst nah an der Mantelfläche der Ummantelung oder der Frontfläche des Frontkörpers angeordnet.In conventional magnetic-inductive flow measuring probes, the field system is arranged in the housing and protected from the flowing medium in the pipeline by the casing of the housing and the front body. So that the magnetic flux density in the medium is maximized, the coil core of the field system is arranged as close as possible to the outer surface of the casing or the front surface of the front body.

Das Gehäuse und der Frontkörper können einstückig ausgebildet sein.The housing and the front body can be formed in one piece.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Gehäuse und der Frontkörper zweiteilig ausgebildet sind,
wobei das Gehäuse über einen Verbindungskörper mit dem Frontkörper verbunden ist,
wobei die Frontkörper durch den Verbindungskörper zumindest teilweise umschlossen ist und/oder in dem Verbindungskörper fixiert, insbesondere eingepresst angeordnet ist,
wobei der Messaufnehmer einen Rückführungskörper zum Rückführen des Magnetfeldes aufweist,
wobei der Rückführungskörper durch den Verbindungskörper gebildet ist.One embodiment provides that the housing and the front body are designed in two parts,
wherein the housing is connected to the front body via a connecting body,
wherein the front body is at least partially enclosed by the connecting body and / or is fixed in the connecting body, in particular arranged pressed in,
wherein the sensor has a feedback body for feeding back the magnetic field,
wherein the return body is formed by the connecting body.

Vorzugsweise weist der Messaufnehmer einen Rückführungskörper auf, der die Magnetfeldlinien, die aus dem Frontbereich des Spulenkerns austreten, zurück zum Spulenkern führt und somit magnetische Streufelder minimiert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Rückführungskörper durch den Verbindungskörper gebildet. In dem Fall ist der Verbindungskörper zumindest anteilig aus einem weichmagnetischen Material gebildet.The measuring transducer preferably has a feedback body which guides the magnetic field lines that emerge from the front area of the coil core back to the coil core and thus minimizes stray magnetic fields. In a In an advantageous embodiment, the return body is formed by the connecting body. In this case, the connecting body is at least partially formed from a soft magnetic material.

Der Verbindungskörper dient somit der Befestigung des Frontkörpers an das Gehäuse und dem Führen des Magnetfeldes.The connecting body thus serves to attach the front body to the housing and to guide the magnetic field.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Frontkörper einen Gegenkontakt aufweist, der mit einem Referenzpotential, insbesondere einem Erdpotential elektrisch verbunden ist.One embodiment provides that the front body has a mating contact that is electrically connected to a reference potential, in particular a ground potential.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Frontkörper einen Gegenkontakt aufweist, der dazu eingerichtet ist die Messschaltung mit einem Druckmesswandler und/oder einen Gegenkontakt aufweist, der dazu eingerichtet ist die Messschaltung mit einem Temperatursensor elektrisch trennbar zu verbinden.One embodiment provides that the front body has a mating contact which is set up to have the measuring circuit with a pressure transducer and / or a mating contact which is set up to connect the measuring circuit to a temperature sensor in an electrically separable manner.

Dabei ist die Messschaltung dazu ausgebildet mittels dem an den Anschlusskontakten abgegriffenen Messsignal den Mediumsdruck und/oder die Mediumstemperatur zu bestimmen.The measuring circuit is designed to determine the medium pressure and / or the medium temperature by means of the measuring signal tapped at the connection contacts.

Die erfindungsgemäße magnetisch-induktive Durchflussmessstelle umfasst

- einen Messaufnehmer, insbesondere der erfindungsgemäße Messaufnehmer,
- ein Messrohr zum Führen eines fließfähigen Mediums, insbesondere das erfindungsgemäße Messrohr,

und ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Messaufnehmer am Messrohr angeordnet ist.The magnetic-inductive flow measuring point according to the invention comprises

- a measuring sensor, in particular the measuring sensor according to the invention,
- a measuring tube for guiding a flowable medium, in particular the measuring tube according to the invention,

and is characterized by
that the sensor is arranged on the measuring tube.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Messaufnehmer trennbar mit dem Messrohr verbunden ist. Somit lässt sich der Messaufnehmer bzw. das Messrohr einfach austauschen.It is particularly advantageous if the measuring sensor is detachably connected to the measuring tube. The sensor or the measuring tube can thus be easily exchanged.

Vorzugsweise ist der Messaufnehmer als magnetisch-induktive Durchflussmesssonde realisiert.The measuring sensor is preferably implemented as a magnetic-inductive flow measuring probe.

Das erfindungsgemäße Messgerät zum Erfassen einer strömungsgeschwindigkeitsabhängigen, in einem fließenden Medium induzierten Messspannung, umfassend:

- einen Messaufnehmer, vorzugsweise den erfindungsgemäßen Messaufnehmer, wobei der Messaufnehmer eine Messschaltung aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass ein Adapterkörper frontseitig am Messaufnehmer angeordnet ist, wobei der Adapterkörper mindestens zwei Messelektroden aufweist zum Bilden eines galvanischen Kontaktes mit dem Medium, wobei der Adapterkörper mindestens zwei Anschlusskontakte aufweist, wobei die Anschlusskontakte mit den Messelektroden elektrisch verbunden sind und dazu eingerichtet sind die Messelektroden mit der Messschaltung elektrisch trennbar zu verbinden.

The measuring device according to the invention for detecting a flow rate-dependent measuring voltage induced in a flowing medium, comprising:

a measuring sensor, preferably the measuring sensor according to the invention, the measuring sensor having a measuring circuit; characterized in that an adapter body is arranged on the front of the measuring transducer, the adapter body having at least two measuring electrodes for forming a galvanic contact with the medium, the adapter body having at least two connection contacts, the connection contacts being electrically connected to the measuring electrodes and being set up for this purpose To connect measuring electrodes to the measuring circuit in an electrically separable manner.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Messaufnehmer frontseitig einen Adapterkörper aufweist. Somit kann das Messgerät in ein Medium eingeführt werden, ohne dass der Messaufnehmer in Kontakt mit dem Medium gelangt. Anstelle des Messaufnehmers ist der Adapterkörper mediumsberührend. Da zum Abgreifen einer induzierte Messspannung im Medium Messelektroden notwendig sind, weist der Adapterkörper mindestens zwei Messelektroden auf, zum Bilden eines galvanischen Kontaktes. Der Adapterkörper weist keine Messschaltung auf, stattdessen jedoch Anschlusskontakte die so positioniert und ausgebildet sind, dass ein elektrisch trennbarer Kontakt zwischen Messschaltung und Messelektroden gebildet wird.It is particularly advantageous if the sensor has an adapter body on the front. The measuring device can thus be introduced into a medium without the measuring sensor coming into contact with the medium. Instead of the sensor, the adapter body is in contact with the medium. Since measuring electrodes are required to tap an induced measuring voltage in the medium, the adapter body has at least two measuring electrodes to form a galvanic contact. The adapter body does not have a measuring circuit, but instead connection contacts which are positioned and designed in such a way that an electrically separable contact is formed between the measuring circuit and the measuring electrodes.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

1: eine magnetisch-induktive Durchflussmesssonde nach dem Stand der Technik;
2: eine magnetisch-induktive Durchflussmesssonde in einer Rohrleitung nach dem Stand der Technik;
3: eine perspektivische Darstellung dreier Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Messaufnehmers;
4: ein Längsschnitt der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messaufnehmers;
5: eine Frontansicht der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messaufnehmers;
6: ein Längsschnitt einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres;
7: eine Draufsicht der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres;
8: ein Querschnitt der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres;
9: eine perspektivische Darstellung der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres;
10: ein Längsschnitt einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessstelle;
11: eine Nahaufnahme der magnetisch-induktiven Durchflussmessstelle, insbesondere des Kontaktbereiches zwischen einer Messelektrode und einem Anschlusskontakt; und
12: eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausgestaltung des Adapterkörpers;
13: eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausgestaltung des Messrohres; und
14: einen Längsschnitt durch die erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres.

The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows:

1 : a magneto-inductive flow measuring probe according to the prior art;
2 : a magneto-inductive flow measuring probe in a pipeline according to the prior art;
3 : a perspective illustration of three configurations of the measuring transducer according to the invention;
4th : a longitudinal section of the configuration of the measuring sensor according to the invention;
5 : a front view of the configuration of the measuring sensor according to the invention;
6th : a longitudinal section of an embodiment of the measuring tube according to the invention;
7th : a plan view of the configuration of the measuring tube according to the invention;
8th : a cross section of the configuration of the measuring tube according to the invention;
9 : a perspective view of the configuration of the measuring tube according to the invention;
10 : a longitudinal section of an embodiment of the magnetic-inductive flow measuring point according to the invention;
11 : a close-up of the electromagnetic flow measuring point, in particular the contact area between a measuring electrode and a connection contact; and
12th : an exploded view of a first embodiment of the adapter body;
13th : an exploded view of a first embodiment of the measuring tube; and
14th : a longitudinal section through the first embodiment of the measuring tube according to the invention.

Anhand der perspektivischen und teilweise geschnittenen Darstellung der 1 wird zunächst das der Erfindung zugrunde liegende Messprinzip erläutert. Eine Durchflussmesssonde 1.01 umfasst ein im allgemeinen kreiszylindrisches, einen vorgegebenen Außendurchmesser aufweisendes Gehäuse 1.03. Dieses ist an den Durchmesser einer Öffnung angepasst, die sich in einer Wand einer in 1 nicht, dagegen in 2 dargestellten Rohrleitung 1.13 befindet und in welche die Durchflussmesssonde 1.01 fluiddicht eingesteckt ist. In der Rohrleitung 1.13 strömt ein zu messendes Medium, in das die Durchflussmesssonde 1.01 praktisch senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums eintaucht, die durch die gewellten Pfeile 1.12 angedeutet ist. Ein in das Medium ragendes Frontende 1.02 des Gehäuses 1.03 ist mit einem Frontkörper 1.06 aus Isoliermaterial fluiddicht verschlossen. Mittels einer im Gehäuse 1.03 angeordneten Spulenanordnung 1.09 lässt sich ein durch das Frontfläche hindurch, in das Medium hineinreichendes Magnetfeld 1.08 erzeugen. Ein mindestens teilweise aus einem weichmagnetischen Material bestehender, im Gehäuse 1.02 angeordneter Spulenkern 1.07 endet an oder in der Nähe des Frontendes. Eine Rückführung 1.10, die die Spulenanordnung 1.09 und den Spulenkern 1.07 umschließt, ist dazu eingerichtet das aus dem Frontende hindurchreichenden Magnetfeld 1.08 in das Gehäuse 1.03 zurückzuführen. Der Spulenkern 1.07, die Spulenanordnung 1.09 und eine Rückführung 1.10 bilden eine magnetfelderzeugende Vorrichtung. Eine erste und eine zweite galvanische Messelektrode 1.04, 1.05 sind in dem Frontkörper 1.06 angeordnet und berühren das Medium. An den Messelektroden 1.04, 1.05 lässt sich eine, aufgrund des Faraday'schen Induktionsgesetzes induzierte elektrische Messspannung mittels einer Mess- und/oder Auswerteeinheit 1.11 abgreifen. Die Messspannung ist maximal, wenn die Durchflussmesssonde so in die Rohrleitung 1.13 eingebaut ist, dass eine durch eine die beiden Messelektroden 1.04, 1.05 schneidende Gerade und eine Längsachse der Durchflussmesssonde aufgespannte Ebene senkrecht zu der Strömungsrichtung 1.12 bzw. Längsachse der Rohrleitung 1.21 verläuft.Based on the perspective and partially sectioned representation of the 1 the measuring principle on which the invention is based is explained first. A flow measuring probe 1.01 comprises a generally circular cylindrical housing having a predetermined outer diameter 1.03 . This is adapted to the diameter of an opening in a wall of an in 1 not, however in 2 shown pipeline 1.13 is located and in which the flow measuring probe 1.01 is plugged in fluid-tight. In the pipeline 1.13 A medium to be measured flows into which the flowmeter probe 1.01 immersed practically perpendicular to the direction of flow of the medium indicated by the wavy arrows 1.12 is indicated. A front end protruding into the medium 1.02 of the housing 1.03 is with a front body 1.06 sealed fluid-tight from insulating material. By means of one in the housing 1.03 arranged coil arrangement 1.09 a magnetic field can be passed through the front surface into the medium 1.08 produce. One at least partially made of a soft magnetic material in the housing 1.02 arranged coil core 1.07 ends at or near the front end. A regression 1.10 who have favourited the coil assembly 1.09 and the coil core 1.07 encloses, the magnetic field reaching through from the front end is set up for this purpose 1.08 in the housing 1.03 traced back. The coil core 1.07 who have favourited the coil assembly 1.09 and a return 1.10 form a magnetic field generating device. A first and a second galvanic measuring electrode 1.04 , 1.05 are in the front body 1.06 arranged and touch the medium. At the measuring electrodes 1.04 , 1.05 an electrical measurement voltage induced on the basis of Faraday's law of induction can be determined by means of a measurement and / or evaluation unit 1.11 tap. The measuring voltage is at its maximum when the flow measuring probe is in the pipeline in this way 1.13 is built in that one through one of the two measuring electrodes 1.04 , 1.05 intersecting straight line and a longitudinal axis of the flow measuring probe spanned plane perpendicular to the flow direction 1.12 or the longitudinal axis of the pipeline 1.21 runs.

Die 2 stellt ein in eine Rohrleitung eingebaute Durchflussmesssonde 1.01 im Längsschnitt dar. Die Durchflussmesssonde 1.01 ist mittels einer Aufnahmevorrichtung, die eine Einschraubverbindung 1.14 umfasst, in die Wand der Rohrleitung 1.13 eingesetzt und mit ihr z.B. verschweißt ist, in der Rohrleitung 1.13 fluiddicht befestigt. Dieser Aufbau der Messstelle ist besonders zweckmäßig, da zunächst die Einschraubverbindung 1.14 in die Rohrleitung 1.13 eingesetzt und darin eingeschweißt werden kann und erst danach die Durchflussmesssonde 1.01 in die Einschraubverbindung 1.14 eingesteckt, ihrerseits darin eingeschraubt und mittels einer Dichtung 1.15 abgedichtet zu werden braucht. Die erste, und zweite Messelektrode 1.04, 1.05 sind auf dem Frontende 1.02 symmetrisch zu einem Zentrum 1.06 des Frontendes 1.02 angeordnet. Alle Messelektroden 1.04, 1.05 liegen auf einer gedachten Gerade. Die Einbautiefe D gibt an, wie tief die Durchflussmesssonde in das Medium bzw. in das Rohr hineinragt.The 2 represents a flow measuring probe built into a pipeline 1.01 in longitudinal section. The flow measuring probe 1.01 is by means of a receiving device that has a screw-in connection 1.14 includes, in the wall of the pipeline 1.13 used and welded to her, for example, in the pipeline 1.13 attached fluid-tight. This structure of the measuring point is particularly useful since the screw-in connection is first 1.14 into the pipeline 1.13 can be inserted and welded into it and only then the flow measuring probe 1.01 into the screw-in connection 1.14 inserted, in turn screwed into it and by means of a seal 1.15 needs to be sealed. The first and second measuring electrodes 1.04 , 1.05 are on the front end 1.02 symmetrical about a center 1.06 of the front end 1.02 arranged. All measuring electrodes 1.04 , 1.05 lie on an imaginary straight line. The installation depth D indicates how deep the flow measuring probe protrudes into the medium or into the pipe.

Die 3 zeigt drei Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Messaufnehmers 1. Der Messaufnehmer 1 ist gemäß dieser Ausgestaltung durch eine angepasste magnetisch-induktive Durchflussmesssonde gebildet. Der Messaufnehmer 1 ist dazu eingerichtet, an ein austauschbares Messrohr, insbesondere in eine Aufnahmevorrichtung eines Messrohres (in 3 nicht, jedoch in 6 abgebildet) angebracht zu werden und einen Durchflussmesswert des durch das Messrohr fließenden Mediums zu bestimmen. Es umfasst ein Gehäuse 3, das sich bis zum Frontkörper 4 erstreckt und in der 3 nur teilweise dargestellt ist. Das abgebildete Gehäuse 3 und der Frontkörper 4 sind zweiteilig ausgebildet, sie könne jedoch auch einteilig ausgeformt sein. Im Gehäuse 3 ist ein Feldsystem angeordnet, umfassend mindestens einen Spulenkern 5 und mindestens eine Spule. Gemäß der ersten Ausgestaltung (links) und der zweiten Ausgestaltung (mittig) ist das Feldsystem ausschließlich im Gehäuse 3 angeordnet. Dabei ist das Feldsystem zumindest durch den Frontkörper 4 vom Medium beabstandet. Gemäß der dritten Ausgestaltung (rechts) erstreckt sich der Spulenkern 5 durch eine Öffnung 7 im Frontkörper 4 und steht aus der Frontfläche 8 des Frontkörpers 4 hervor. Die Längsachse des Spulenkerns 5 schneidet die Frontfläche 8 im Wesentlichen senkrecht. Der Frontkörper 4 ist in einem Verbindungskörper 9 befestigt, welcher gleichzeitig als Rückführungskörper 10 dient. Dafür ist er zumindest anteilig aus einem weichmagnetischen Material gebildet. Der Rückführungskörper 10 führt die Magnetfeldlinien, die aus dem Frontbereich des Spulenkerns 5 austreten zurück zum Endbereich des Spulenkerns 5. Der Frontbereich des Spulenkerns 5 ist der Teil, der aus dem Frontkörper 4 hervorsteht und der Endbereich des Spulenkerns 5 ist der Bereich, welcher sich im Gehäuse 3 befindet. Dabei kann der Spulenkern 5 und der Rückführungskörper 10 einstückig oder zweistückig geformt sein. Der Frontkörper 4 ist eine Scheibe mit einer zentralen Öffnung 7. Der Spulenkern 5 ist kreiszylindrisch und das Gehäuse 3 rohrförmig ausgebildet. Das Gehäuse 3 weist eine Verschlussvorrichtung 11 auf, die gemäß dieser Ausgestaltung als Bajonett-Verschluss ausgebildet ist. Gemäß der drei Ausgestaltungen weist der Messaufnehmer 1 Gegenkontakte 26 auf, die mit einer nicht abgebildeten Messschaltung elektrisch verbunden sind und dazu eingerichtet sind, einen trennbaren Kontakt mit Messelektroden oder anderen Elektroden, die ein Messrohr aufweist herzustellen. Gemäß der ersten und dritten Ausgestaltung sind die Gegenkontakte 26 federnd ausgebildet und an die Anordnung der Messelektroden bzw. der Anschlusskontakte im Messrohr angepasst. Gemäß der zweiten Ausgestaltung sind die Gegenkontakte als Buchsen für Pins, die an einer Leiterplatte angeordnet sind bzw. als Teil eines Steckverbinders ausgebildet.The 3 shows three configurations of the measuring sensor according to the invention 1 . The sensor 1 is formed according to this embodiment by an adapted magnetic-inductive flow measuring probe. The sensor 1 is set up to be attached to an exchangeable measuring tube, in particular in a receiving device of a measuring tube (in 3 not, but in 6th shown) to be attached and to determine a flow rate measurement of the medium flowing through the measuring tube. It includes a housing 3 that extends up to the front body 4th extends and in the 3 is only partially shown. The pictured case 3 and the front body 4th are formed in two parts, but they can also be formed in one piece. In the case 3 a field system is arranged, comprising at least one coil core 5 and at least one coil. According to the first embodiment (left) and the second embodiment (center), the field system is exclusively in the housing 3 arranged. The field system is at least through the front body 4th spaced from the medium. According to the third embodiment (right), the coil core extends 5 through an opening 7th in the front body 4th and stands out from the front 8th of the front body 4th emerged. The longitudinal axis of the coil core 5 cuts the front surface 8th essentially perpendicular. The front body 4th is in a connecting body 9 attached, which at the same time as a return body 10 serves. For this, it is formed at least partially from a soft magnetic material. The feedback body 10 guides the magnetic field lines emerging from the front area of the coil core 5 exit back to the end of the coil core 5 . The front area of the coil core 5 is the part that comes out of the front body 4th protrudes and the end portion of the coil core 5 is the area that is in the housing 3 is located. The coil core can 5 and the return body 10 be formed in one piece or in two pieces. The front body 4th is a disc with a central opening 7th . The coil core 5 is circular cylindrical and the housing 3 tubular. The case 3 has a locking device 11 on, which is designed as a bayonet lock according to this embodiment. According to the three refinements, the measuring sensor 1 Mating contacts 26th which are electrically connected to a measuring circuit (not shown) and are set up to produce a separable contact with measuring electrodes or other electrodes that a measuring tube has. According to the first and third embodiment, the mating contacts are 26th designed to be resilient and adapted to the arrangement of the measuring electrodes or the connection contacts in the measuring tube. According to the second embodiment, the mating contacts are designed as sockets for pins which are arranged on a circuit board or as part of a plug connector.

Die 4 zeigt einen Längsschnitt durch die Ausgestaltung des Messaufnehmers 1. Im Inneren des Gehäuses 3 ist eine Spule 6 angeordnet, die auf den Spulenkern 5 aufgeschoben ist und diesen umgreift. Der Spulenkern 5 und der Rückführungskörper 10 sind einstückig ausgebildet. Der Spulenkern 5 weist drei charakteristische Bereiche auf. In einem ersten Bereich ist der Spulenkern 5 kreiszylindrisch geformt und weist einen ersten Querschnitt auf. In einem weiteren zweiten Bereich ist der Spulenkern 5 wiederum kreiszylindrisch geformt. In dem zweiten Bereich weist er jedoch einen zweiten Querschnitt auf. Es gilt, dass der zweite Querschnitt größer ist als der erste Querschnitt. Ein dritter Bereich des Spulenkerns 5 ist hohlzylindrisch ausgebildet. Dieser dritte Bereich wird durch den Rückführungskörper 10 gebildet. Alle drei Bereich sind konzentrisch zur Längsachse des Messaufnehmers angeordnet. Gemäß dieser Ausgestaltung bilden die drei Bereich einen einstückigen Körper. Im Inneren des Gehäuses befindet sich eine Messschaltung 24, die dazu eingerichtet ist die zwischen zwei Messelektroden induzierte Messspannung zu messen. Der Frontkörper 8 und der Verbindungskörper 9 sind miteinander verpresst.The 4th shows a longitudinal section through the design of the measuring transducer 1 . Inside the case 3 is a coil 6th arranged on the bobbin 5 is postponed and embraces this. The coil core 5 and the return body 10 are formed in one piece. The coil core 5 has three characteristic areas. The coil core is in a first area 5 shaped as a circular cylinder and has a first cross section. The coil core is in a further second area 5 again shaped as a circular cylinder. In the second area, however, it has a second cross section. It applies that the second cross section is larger than the first cross section. A third area of the coil core 5 is designed as a hollow cylinder. This third area is through the return body 10 educated. All three areas are arranged concentrically to the longitudinal axis of the sensor. According to this embodiment, the three areas form a one-piece body. A measuring circuit is located inside the housing 24 which is set up to measure the measuring voltage induced between two measuring electrodes. The front body 8th and the connecting body 9 are pressed together.

Die 5 zeigt eine Frontansicht auf die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messaufnehmers 1. Der Spulenkern 5, der Frontkörper 4, der Rückführungskörper 10 bzw. der Verbindungskörper 9 und der hohlzylindrische Teil des Gehäuses 3 sind konzentrisch zur Längsachse des Messaufnehmers angeordnet. Das Gehäuse 3 umschließt den Verbindungskörper 9. Zwei Anschlusskontakte liegen auf einer gedachten Gerade.The 5 shows a front view of the configuration of the measuring sensor according to the invention 1 . The coil core 5 , the front body 4th , the feedback body 10 or the connecting body 9 and the hollow cylindrical part of the housing 3 are arranged concentrically to the longitudinal axis of the sensor. The case 3 encloses the connecting body 9 . Two connection contacts lie on an imaginary straight line.

Die 6 zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres 2. In 6, 7, 8, 10 und 11 sind die Messelektroden 14 zur übersichtlicheren Darstellung um 90° versetzt abgebildet. Um jedoch eine zur Strömungsgeschwindigkeit proportionale Messspannung im in Längsrichtung des Kanals 13 fließenden Medium abzugreifen, muss eine die beiden Messelektroden schneidende Gerade senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums verlaufen. Das Messrohr 2 weist einen Messrohrkörper 12 auf, welcher einen Kanal 13 bildet, durch den das Medium geleitet wird. Des Weiteren bildet der Messrohrkörper 12 eine Aufnahmevorrichtung 15. Diese weist ein Sackloch 16 auf, in welches der Spulenkern des Messaufnehmers (nicht dargestellt) eingeführt wird. Die Form des Sackloches 16 ist komplementär zur Form des Spulenkernes 5 gebildet. Gemäß dieser Ausgestaltung weist das Sackloch 16 zumindest teilweise einen kreiszylindrischen Querschnitt auf. Zwischen Sackloch 16 und dem Messrohrinneren befindet sich eine Trennwand 18, die den eingesetzten Spulenkern 5 von dem Medium trennt. Des Weiteren weist die Aufnahmevorrichtung 15 eine Vertiefung 17 auf, die dazu ausgebildet ist eine Teil des Gehäuses des Messaufnehmers aufzunehmen und somit für eine stabile Anbringung des Messaufnehmers an das Messrohr zu sorgen. Die Vertiefung 17 ist komplementär zur Form des aufzunehmenden Teil des Gehäuses geformt. Gemäß dieser Ausgestaltung weist die Vertiefung 17 die Form eines Kreisringes auf. Der Messrohrkörper 12 ist aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise PEEK gebildet. Am bzw. im Messrohrkörper 12 sind zwei Messelektroden 14 angebracht.The 6th shows an embodiment of the measuring tube according to the invention 2 . In 6th , 7th , 8th , 10 and 11 are the measuring electrodes 14th shown offset by 90 ° for a clearer representation. However, a measuring voltage proportional to the flow velocity in the longitudinal direction of the channel 13th To tap the flowing medium, a straight line intersecting the two measuring electrodes must run perpendicular to the direction of flow of the medium. The measuring tube 2 has a measuring tube body 12th on which one channel 13th forms through which the medium is passed. The measuring tube body also forms 12th a receiving device 15th . This has a blind hole 16 on, into which the coil core of the sensor (not shown) is inserted. The shape of the blind hole 16 is complementary to the shape of the coil core 5 educated. According to this embodiment, the blind hole has 16 at least partially on a circular cylindrical cross-section. Between the blind hole 16 and the inside of the measuring tube is a partition 18th that the inserted coil core 5 separates from the medium. Furthermore, the receiving device 15th a depression 17th which is designed to accommodate part of the housing of the measuring transducer and thus to ensure a stable attachment of the measuring transducer to the measuring tube. The depression 17th is shaped complementary to the shape of the part of the housing to be received. According to this embodiment, the recess 17th the shape of a circular ring. The measuring tube body 12th is formed from an electrically insulating material such as PEEK. On or in the measuring tube body 12th are two measuring electrodes 14th appropriate.

Der Kanal 13 weist unterschiedliche Querschnittsflächen entlang der Strömungsrichtung auf. Im einlaufseitigen und auslaufseitigen Bereich 19, 20 weist der Kanal eine erste Querschnittsfläche auf. Im mittleren Bereich des Kanals, der auch als Messbereich 21 bezeichnet wird, da sich in dem Bereich das Feldsystem und die Messelektroden 14 befinden, weist der Kanal eine zweite Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als die erste Querschnittsfläche. Diese Form bezweckt, dass die mediumsberührenden Kontaktflächen der Messelektroden möglichst weit von der Messrohrwandung beabstandet sind.The channel 13th has different cross-sectional areas along the direction of flow. In the inlet and outlet area 19th , 20th the channel has a first cross-sectional area. In the middle area of the channel, which is also called the measuring area 21 because the field system and the measuring electrodes are located in this area 14th are located, the channel has a second cross-sectional area which is smaller than the first cross-sectional area. The purpose of this form is that the contact surfaces of the measuring electrodes that come into contact with the medium are spaced as far as possible from the measuring tube wall.

Die 7 zeigt eine Draufsicht auf die Ausgestaltung des Messrohres 2. Das Sackloch 16 weist einen kreisförmigen und die Vertiefung 17 einen kreisringförmigen Querschnitt auf. Die Messelektroden 14 weisen einen zumindest teilweise runden Querschnitt auf.The 7th shows a plan view of the design of the measuring tube 2 . The blind hole 16 has a circular and the recess 17th an annular cross-section. The measuring electrodes 14th have an at least partially round cross-section.

Die 8 zeigt eine Querschnitt im Messbereich durch das Messrohr 2 und die Aufnahmevorrichtung 15. Dabei nimmt der Kanal die Form eines Kreissegmentes an. Der Kanal 13 weist eine Längsebene auf, die durch eine Längsachse 23 der Aufnahmevorrichtung 15 senkrecht geschnitten wird. Diese Längsebene teilt den Kanal 13 in einen ersten und einen zweiten Abschnitt ein, wobei der erste Abschnitt entlang des einlaufseitigen Bereiches 19, des auslaufseitigen Bereiches 20 und des Messbereiches 21 als Halbzylinder ausgebildet ist.The 8th shows a cross section in the measuring area through the measuring tube 2 and the receiving device 15th . The channel takes on the shape of a segment of a circle. The channel 13th has a longitudinal plane passing through a longitudinal axis 23 the receiving device 15th is cut vertically. This longitudinal plane divides the channel 13th into a first and a second section, the first section along the inlet-side area 19th , the outlet-side area 20th and the measuring range 21 is designed as a half cylinder.

Die 9 zeigt eine perspektivische Darstellung der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres.The 9 shows a perspective view of the configuration of the measuring tube according to the invention.

Die 10 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausgestaltung des Messaufnehmers 1, welcher an einer weiteren Ausgestaltung des Messrohres 2 angebracht ist und somit die erfindungsgemäße magnetisch-induktive Durchflussmessstelle bildet. Das Messrohr 1 ist in der Aufnahmevorrichtung 15 des Messrohres 1 eingesetzt und mittels des Bajonettverschlusses fixiert. Der Spulenkern 5 ist durch die Trennwand 18 von dem fließenden Medium im Kanal 13 beabstandet. Die Messelektroden 14 ragen in den Kanal 13 und sind dazu ausgebildet einen galvanischen Kontakt mit dem fließfähigen Medium zu bilden. Gegenkontakte 26 sind trennbar mit den Messelektroden 14 verbunden und bilden eine elektrische Verbindung zwischen den Messelektroden 14 und der Messschaltung 24. Ein verformbares Abdichtungsmittel 26 in Form eines O-Ringes ist zwischen Bajonettverschluss und Trennwand 18 angeordnet und dient dazu eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Messaufnehmer 1 und dem Messrohr 2 zu realisieren. Beim Verdrehen des Bajonettverschlusses verformt sich der O-Ring und ein Teil des Bajonettverschlusses verhakt sich mit der Anschlussvorrichtung 15.The 10 shows a longitudinal section through an embodiment of the measuring transducer 1 , which is based on a further embodiment of the measuring tube 2 is attached and thus forms the magnetic-inductive flow measuring point according to the invention. The measuring tube 1 is in the cradle 15th of the measuring tube 1 inserted and fixed by means of the bayonet lock. The coil core 5 is through the partition 18th of the flowing medium in the canal 13th spaced. The measuring electrodes 14th protrude into the canal 13th and are designed to form a galvanic contact with the flowable medium. Mating contacts 26th are separable with the measuring electrodes 14th connected and form an electrical connection between the measuring electrodes 14th and the measuring circuit 24 . A deformable sealant 26th in the form of an O-ring is between the bayonet lock and the partition 18th arranged and serves as a force-fit connection between the sensor 1 and the measuring tube 2 to realize. When the bayonet lock is rotated, the O-ring is deformed and part of the bayonet lock gets caught in the connection device 15th .

Die 11 zeigt eine Nahaufnahme der Ausgestaltung der magnetisch-induktiven Durchflussmessstelle. Der im Frontkörper 4 des Messaufnehmers 1 angeordnete Gegenkontakte 26 ist mit einer im Messrohr 2 angebrachten Messelektrode 14 im Kontakt. Die Gegenkontakte 26 sind federnd ausgebildet, so dass beim Einführen des Kontaktabschnittes 30 des Gegenkontaktes 26 in den Endabschnitt 29 der Messelektroden 14 der Kontaktabschnitt 20 verdrängt und somit ein weicher Kontakt realisiert wird. Der Kontaktabschnitt 30 ist pin- oder stiftförmig ausgebildet und der Endabschnitt 29 der Messelektrode 14 weist eine Vertiefung auf, die wannenförmig ausgebildet. Beide Abschnitte sind zumindest teilweise komplementär zueinander ausgeformt. Beim Kontaktieren wird ein Stift, welcher zum Gegenkontakt 26 gehört verdrängt und eine Feder, die in dem Gegenkontakt 26 angeordnet ist wird komprimiert. Die Messelektrode 14 weisen Rillen auf die zum Abdichten gegen das Medium im Kanal dienen.The 11 shows a close-up of the design of the electromagnetic flow measuring point. The one in the front body 4th of the sensor 1 arranged mating contacts 26th is with one in the measuring tube 2 attached measuring electrode 14th in contact. The mating contacts 26th are designed to be resilient, so that when the contact section is inserted 30th of the mating contact 26th in the end section 29 the measuring electrodes 14th the contact section 20th displaced and thus a soft contact is realized. The contact section 30th is pin-shaped or pin-shaped and the end portion 29 the measuring electrode 14th has a recess that is trough-shaped. Both sections are shaped at least partially complementary to one another. When making contact, a pin becomes the mating contact 26th belongs dislodged and a spring that is in the mating contact 26th is arranged is compressed. The measuring electrode 14th have grooves that serve to seal against the medium in the channel.

Die 12 zeigt eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausgestaltung des Adapterkörpers 32. Der Adapterkörper 32 weist eine kreiszylindrische Grundform auf. Die Sensoren zur Ermittlung eines Prozessparameters sind im Adapterkörper 32 angeordnet. Gemäß der Ausgestaltung sind ein Temperatursensor 35 und ein Druckmesswandler 33 im Adapterkörper 32 angeordnet. Zwischen Druckmesswandler 33 und dem Frontende des Adapterkörpers 32 befindet sich eine Scheibe mit einer zentrierten, durchgehenden Öffnung. Zwei Messelektroden 14 sind auf einem auf dem Frontende des Adapterkörpers 32 liegenden Durchmesser angeordnet. Die Messelektroden 14 sowie der Temperatursensor sind mediumsberührend. An der mediumsabweisenden Seite des Adapterkörpers 32 ist eine ringförmige Leiterplatte 40 angeordnet mit Anschlusskontakte 39. Diese sind stift- bzw. pinförmig ausgebildet. Die Leiterplatte 40 weist zentral eine Öffnung auf zum Durchführen eines Spulenkerns.The 12th shows an exploded view of a first embodiment of the adapter body 32 . The adapter body 32 has a circular cylindrical basic shape. The sensors for determining a process parameter are in the adapter body 32 arranged. According to the embodiment are a temperature sensor 35 and a pressure transducer 33 in the adapter body 32 arranged. Between pressure transducers 33 and the front end of the adapter body 32 there is a disc with a centered, through opening. Two measuring electrodes 14th are on one on the front end of the adapter body 32 arranged lying diameter. The measuring electrodes 14th as well as the temperature sensor are in contact with the medium. On the medium-repellent side of the adapter body 32 is a ring-shaped printed circuit board 40 arranged with connection contacts 39 . These are designed in the shape of a pin or pin. The circuit board 40 has an opening in the center for the passage of a coil core.

Die 13 zeigt eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausgestaltung des Messrohres. Ein Messrohrkörper 12 ist als T-Stück ausgebildet und weißt demnach einen Kanal, durch den das Medium geführt wird, und eine Rohrabzweigung 38 auf, in die ein Adapterkörper 32 eingesetzt ist. Zwischen Adapterkörper 32 und Messrohrkörper 12 ist ein Dichtkörper, in dem Fall ein O-Ring angeordnet, der dazu eingerichtet ist die Mediumsdichtigkeit zu gewährleisten. Des Weiteren weist der Messrohrkörper 12 eine Befestigungsanordnung 41 auf, die dazu ausgebildet ist das Messrohr an eine Messstelle, umfassend eine Plattform zu befestigen.The 13th shows an exploded view of a first embodiment of the measuring tube. A measuring tube body 12th is designed as a T-piece and therefore has a channel through which the medium is guided and a pipe branch 38 into which an adapter body 32 is used. Between adapter body 32 and measuring tube body 12th is a sealing body, in this case an O-ring is arranged, which is set up to ensure the medium-tightness. Furthermore, the measuring tube body 12th a mounting arrangement 41 which is designed to attach the measuring tube to a measuring point comprising a platform.

Die 14 zeigt einen Längsschnitt durch die erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres. Der Adapterkörper 32 ist so in einer Öffnung 31 des Messrohrkörpers 12 angeordnet, dass eine die Messelektroden 14 schneidende Messelektrodenachse senkrecht zur Flussrichtung des Mediums verläuft (anders als in 6-11). Der Adapterkörper 32 weist eine Vertiefung 34 auf, in der ein Druckmesswandler 33 angeordnet ist. Zwischen Druckmesswandler 33 und Frontende 36 des Adapterkörpers 32 ist eine Scheibe mit einer Lochung angeordnet. Des Weitere sind im Frontende 36 drei Öffnungen eingearbeitet, die jeweils als Wirkdruckkanal ausgebildet sind und dazu eingerichtet sind, das Medium zum Druckmesswandler 33 zu führen. Ein Temperatursensor 35 mit mediumsberührenden Endbereich 37 ist in dem Adapterkörper 32 angeordnet. Der Temperatursensor 35 und der Druckmesswandler 33 sind diametral angeordnet, wobei der verbindende Durchmesser parallel zur Fließrichtung und senkrecht zur Messelektrodenachse verläuft. Der Messrohrkörper 12 weist zudem zwei Prozessanschlüsse 40 auf. Diese sind so ausgestaltet, dass das Messrohr in ein Schlauchsystem eingebunden werden kann. Die Prozessanschlüsse 40 können jedoch auch als Flansche ausgebildet sein, zur Integration des Messrohres in herkömmliche Rohrleitungen. Durch den Messrohrkörper 12 und den Adapterkörper 32 wird eine Aufnahmevorrichtung 15 gebildet, die dazu dient den Messaufnehmer, insbesondere die magnetisch-induktive Durchflussmesssonde an das Messrohr form- und/oder kraftschlüssig zu befestigen.The 14th shows a longitudinal section through the first embodiment of the measuring tube according to the invention. The adapter body 32 is so in an opening 31 of the measuring tube body 12th arranged that one the measuring electrodes 14th The intersecting measuring electrode axis runs perpendicular to the direction of flow of the medium (unlike in 6-11 ). The adapter body 32 has a depression 34 on, in which a pressure transducer 33 is arranged. Between pressure transducers 33 and front end 36 of the adapter body 32 a disc with a perforation is arranged. Further are in the front end 36 three openings incorporated, each designed as a differential pressure channel and set up to convey the medium to the pressure transducer 33 respectively. A temperature sensor 35 with end area in contact with the medium 37 is in the adapter body 32 arranged. The temperature sensor 35 and the pressure transducer 33 are arranged diametrically, with the connecting diameter running parallel to the direction of flow and perpendicular to the measuring electrode axis. The measuring tube body 12th also has two process connections 40 on. These are designed so that the measuring tube can be integrated into a hose system. The process connections 40 however, they can also be designed as flanges for integrating the measuring tube into conventional pipelines. Through the measuring tube body 12th and the adapter body 32 becomes a recording device 15th formed, which is used to fasten the sensor, in particular the magnetic-inductive flow measuring probe, to the measuring tube in a form-fitting and / or force-fitting manner.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1.011.01: magnetisch-induktive DurchflussmesssondeMagnetic-inductive flow measuring probe
1.021.02: FrontendeFront end
1.031.03: Gehäusecasing
1.041.04: erste Messelektrodefirst measuring electrode
1.051.05: zweite Messelektrodesecond measuring electrode
1.061.06: FrontkörperFront body
1.071.07: SpulenkernCoil core
1.081.08: MagnetfeldlinienMagnetic field lines
1.091.09: SpulenanordnungCoil arrangement
1.101.10: Rückführungreturn
1.111.11: Mess-, Betriebs- und/oder AuswerteeinheitMeasuring, operating and / or evaluation unit
1.121.12: StrömungsrichtungDirection of flow
1.131.13: RohrleitungPipeline
1.141.14: EinschraubverbindungScrew-in connection
1.151.15: Dichtungpoetry
1.161.16: MesselektrodeMeasuring electrode
1.171.17: BezugsgeradeReference line
11: MessaufnehmerSensor
22: MessrohrMeasuring tube
33: Gehäusecasing
44th: FrontkörperFront body
55: SpulenkernCoil core
66th: SpuleKitchen sink
77th: Öffnungopening
88th: FrontflächeFront surface
99: VerbindungskörperConnecting body
1010: RückführungskörperFeedback body
1111: VerschlussvorrichtungLocking device
1212th: MessrohrkörperMeasuring tube body
1313th: Kanalchannel
1414th: MesselektrodeMeasuring electrode
1515th: AufnahmevorrichtungCradle
1616: SacklochBlind hole
1717th: Vertiefungdeepening
1818th: Trennwandpartition wall
1919th: einlaufseitiger Bereichupstream area
2020th: auslaufseitiger Bereichdownstream area
2121: MessbereichMeasuring range
2222nd: Längsachse des KanalsLongitudinal axis of the channel
2323: Längsachse der AufnahmevorrichtungLongitudinal axis of the receiving device
2424: MessschaltungMeasuring circuit
2525th: AbdichtungsmittelSealant
2626th: GegenkontakteMating contacts
26.126.1: erster Gegenkontaktfirst counter contact
26.226.2: zweiter Gegenkontaktsecond mating contact
26.326.3: dritter Gegenkontaktthird counter contact
2727: ErdungselektrodeGrounding electrode
2828: LängsebeneLongitudinal plane
2929: EndabschnittEnd section
3030th: KontaktabschnittContact section
3131: Öffnung im MessrohrkörperOpening in the measuring tube body
3232: AdapterkörperAdapter body
3333: DruckmesswandlerPressure transducer
3434: Vertiefung im AdapterkörperRecess in the adapter body
3535: TemperatursensorTemperature sensor
3636: mediumsberührende Frontendemedium-contacting front end
3737: mediumsberührender Endbereichend area in contact with the medium
3838: RohrabzweigungPipe branch
3939: AnschlusskontaktConnection contact
4040: LeiterplatteCircuit board
4141: BefestigungsanordnungMounting arrangement
4242: ProzessanschlussProcess connection

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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CN 105043471 A [0017]

Claims

Measuring tube (2) for guiding a flowable medium, comprising: - a measuring tube body (12), the measuring tube body (12) being at least partially electrically insulating; characterized in that the measuring tube body (12) has an opening (31) in which an adapter body (32) is arranged in a medium-tight manner, the adapter body (32) and the measuring tube body (12) being designed in two parts, the adapter body (32) at least has two measuring electrodes (14) to form a galvanic contact with the medium, the adapter body (32) having at least two connection contacts (39), the connection contacts (39) being electrically connected to the measuring electrodes (14) and the measuring electrodes being set up for this purpose (14) to be connected to a measuring circuit (24) in a separable manner.

Measuring tube after Claim 1 wherein the adapter body (32) has a grounding electrode (27) which is electrically connected to a connection contact (39) which is designed to connect the grounding electrode (27) to a ground potential in a separable manner.

Measuring tube according to one of the preceding claims, wherein the adapter body (32) has a pressure transducer (33), in particular a piezoresistive pressure sensor, wherein the pressure transducer (33) is inserted in a recess (34) of the adapter body, wherein the pressure transducer (33) can be acted upon by the pressure acting on a medium-contacting front end (36) of the adapter body (32).

Measuring tube according to one of the preceding claims, wherein the adapter body (32) has a temperature sensor (35), in particular a thermocouple or a resistance thermometer, which has an end region (37) in contact with the medium, wherein the temperature sensor (35) is set up to determine a measurement signal that is dependent on the medium temperature.

Measuring tube according to one of the preceding claims, wherein the adapter body (32) is materially connected to the measuring tube body (12).

Measuring tube according to one of the preceding claims, wherein the measuring tube body (12) is designed as a T-piece and has a pipe branch (38), wherein the adapter body (32) is inserted in the pipe branch (38).

Measuring tube according to one of the preceding claims, wherein the adapter body (32) has a recess (17) which is designed to receive a coil core (5).

Measuring tube according to one of the preceding claims, wherein the measuring tube body (12) has a channel (13) for guiding a flowable medium, wherein the adapter body (32) is designed to form a separation between the channel (13) and a magnetic-inductive flow measuring probe (1.01), the adapter body (32) is designed for the measuring electrodes (14) of the adapter body (32) with the measuring circuit (24) of the magnetic-inductive flow measuring probe (1.01) via the connection contacts (39) and measuring electrodes (1.04, 1.05) of the magnetic-inductive The flow measuring probe (1.01) must be connected in a separable manner.

Measuring transducer (1) for detecting a flow rate-dependent measuring voltage induced in a flowing medium, comprising: - a housing (3); wherein a front body (4) with a front surface (8) closes the housing (3) on the front side; - A field system arranged at least partially in the housing (3) for generating a magnetic field, the field system having a coil core (5) and a coil (6), the coil (6) being arranged around the coil core (5); - A measuring circuit (24), the measuring circuit (24) being arranged in the housing (3); characterized in that the front body (4) has mating contacts (39) to form a separable, electrical contact with connection contacts (39) attached in a measuring tube (2), in particular in a measuring tube (2) according to one of the preceding claims.

Sensor after Claim 9 wherein the front body (4) has an opening (7), the coil core (5) being passed through the opening (7) of the front body (4) and protruding from the front surface (8).

Sensor after Claim 9 and / or 10, the housing (3) and the front body (4) being designed in two parts, the housing (3) being connected to the front body (4) via a connecting body (9), the front body (4) being connected by the Connection body (9) is at least partially enclosed and / or fixed in the connecting body (9), in particular arranged pressed in, the measuring sensor (1) having a return body (10) for returning the magnetic field, the return body (10) being formed by the connecting body (9).

Sensor according to one of the Claims 9 to 11 wherein the front body (4) has a mating contact (39) which is electrically connected to a reference potential, in particular a ground potential.

Sensor according to one of the Claims 9 to 11 , wherein the front body (4) has a mating contact (39) which is set up to have the measuring circuit (24) with a pressure transducer (33) and / or a mating contact (39) which is set up to the measuring circuit (24) with a To connect the temperature sensor (35) electrically separable.

Magnetic-inductive flow measuring point, comprising: - a measuring sensor (1), in particular the measuring sensor (1) according to one of the Claims 9 to 13th - A measuring tube (2) for guiding a flowable medium, in particular the measuring tube (2) according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the measuring sensor (1) is arranged on the measuring tube (2).

Measuring device for detecting a flow rate-dependent measuring voltage induced in a flowing medium, comprising: a measuring sensor (1), preferably a measuring sensor (1) according to one of the Claims 9 to 13th wherein the measuring transducer (1) has a measuring circuit (24); characterized in that an adapter body (32) is arranged on the front of the measuring sensor (1), the adapter body (32) having at least two measuring electrodes (14) for forming a galvanic contact with the medium, the adapter body (32) at least two connection contacts ( 39), the connection contacts (39) being electrically connected to the measuring electrodes (14) and being set up to connect the measuring electrodes (14) to the measuring circuit (24) in an electrically separable manner