DE1129232B

DE1129232B - Einrichtung fuer die elektrodenlose Messung der elektrischen Leitfaehigkeit von in Rohrleitungen stroemenden Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1129232B
Application number: DES67065A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Bauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-02-12
Filing date: 1960-02-12
Publication date: 1962-05-10
Also published as: GB918559A

Description

Einrichtungen für die elektrodenlose Messung der elektrischen Leitfähigkeit von in Rohrleitungen strömenden Flüssigkeiten mit einer Induktionsspule und einer Meßspule, die so angeordnet sind, daß die von der Flüssigkeit gebildete stromleitende Bahn durch beide Spulen hindurchführt, sind bekannt. Die Induktionsspule induziert dabei in der Flüssigkeit einen elektrischen Wechselstrom, der durch die Meßspule fließt und dort eine Wechselspannung induziert. Die Wechselspannung in der Meßspule ist ein Maß für die Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Um reproduzierbare Meßergebnisse zu erhalten, muß dafür gesorgt werden, daß der Strom in der Flüssigkeit nur auf einem vorgegebenen Weg verlaufen kann und Parallelwege, die mit der Meßspule nicht verkettet sind, ausgeschlossen sind.

Dies ist bei einer bekannten Einrichtung nicht gewährleistet, bei der die stromleitende Bahn an der Meßstelle in zwei parallele Pfade gleichen elektrischen Widerstandes aufgeteilt ist. Der eine Pfad wird hier von der Induktionsspule und der andere von der Meßspule umschlossen. Wenn nämlich, wie in der Praxis allgemein üblich, die Flüssigkeit außerhalb der Meßstelle über Rohrleitungen, z. B. mittels einer Pumpe, auf einem geschlossenen Kreis geführt wird, so kann sich über diesen äußeren Schließungskreis ein Strompfad ausbilden, der nicht von der Meßspule verkettet ist. Da sich der Widerstand des äußeren Schließungskreises während des Betriebes, z. B. durch Zu- und Abschalten von Rohrleitungsteilen, ändern kann, treten Meßfehler auf.

Diese Fehler werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß jedem Flüssigkeitsweg je eine Induktionsspule zugeordnet ist, daß diese Spulen in bezug auf ihre elektrischen und magnetischen Eigenschaften übereinstimmen und elektrisch in derartiger Schaltung untereinander verbunden sind, daß sie gleich große Kreisströme gleicher Richtung in dem durch die parallelen Pfade gebildeten geschlossenen Rohrsystem erzeugen. Die von den beiden gleichen Induktionsspulen hierbei im äußeren Schließungskreis auftretenden Kreisströme laufen in zueinander entgegengesetzter Richtung und heben sich auf, da sie gleich groß sind. Der äußere Kreis hat daher, auch wenn sich sein Widerstand ändert, keinen Einfluß mehr auf die Meßspule.

Im äußeren Kreis können außerdem, z. B. infolge von magnetischen Einstreuungen, Störströme auftreten, die sich an der Meßstelle in die parallelen Pfade der Meßstrecke aufteilen. Infolge dieser Störströme können ebenfalls Meßfehler auftreten, wenn die Meßspule nur auf einem der beiden parallelen Pfade ange-

Einrichtung für die elektrodenlose Messung

der elektrischen Leitfähigkeit

von in Rohrleitungen strömenden

Flüssigkeiten

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Rudolf Bauer f, Karlsruhe-Durlach,
ist als Erfinder genannt worden

bracht ist. Um diese Meßfehler zu vermeiden, besteht zweckmäßig auch die Meßspule aus unter sich gleichen Teilwicklungen, die auf die verschiedenen Flüssigkeitspfade aufgeteilt sind. Die Wirkungen der Störströme aus dem äußeren Kreis heben sich dann innerhalb der Schaltung der Meßspulen auf.

Ein Ausführungsbeispiel einer gemäß der Erfindung aufgebauten Einrichtung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Ein Flüssigkeitsstrom tritt an der Stelle 12 in die Meßstrecke ein, wird in zwei Parallelzweige 1 und 2 von gleichem Querschnitt und gleicher Länge unterteilt und verläßt die Meßstrecke durch die Austrittsöffnung 13. Damit beide Parallelzweige den gleichen Leitwert haben, muß in ihnen das Verhältnis von Länge zu Querschnitt der Flüssigkeitssäule den gleichen Wert haben. Der äußere Strömungskreis ist schematisch mit der Linie 7 angedeutet. Die Wände der die Hüssigkeit innerhalb der Meßstrecke führenden Leitungen bestehen zweckmäßig aus einem chemisch beständigen Isolierstoff; beispielsweise aus dem unter dem Warennamen »Teflon« bekannten Stoff.

Würde z. B. nur eine Induktionsspule im Zweig 2 und eine Meßspule im Zweig 1 angeordnet werden, so könnte sich zusätzlich zu dem Strom im Kreis 1... 2 ein Strom im äußeren Schließungskreis der Flüssigkeit über den Weg 7 ausbilden. Um dies zu verhindern, ist die Induktionsspule in gleichartig aufgebaute, d. h. in bezug auf die elektrischen und magnetischen Eigenschaften vollständig gleiche, Teilwicklungen 8 und 9

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mit den Kernen 3 und 4 aufgeteilt. Als Kernmaterial wird zweckmäßig ein Bandringkern mit magnetisch besonders guten Eigenschaften verwendet. Die Teilwicklungen der Induktionsspule erzwingen in jedem der beiden Teilzweige den gleichen Strom jeweils in entgegengesetzter Richtung, und der Außenkreis über die Strecke7 bleibt stromlos, d.h., er kann das Meßergebnis nicht beeinflussen.

Damit der mittlere Eisenweg für die Meßspule möglichst klein wird, ist diese jeweils innerhalb der Teilwicklungen der Induktionsspule angeordnet. Die Meßspule wirkt als Stromwandler-Sekundärwicklung, während der Primärleiter vom Flüssigkeitskreis gebildet wird. Da in der Flüssigkeit nur sehr kleine Ströme fließen, muß der Stromwandler besonders hochwertig ausgebildet sein. Als Kernmaterial für die Kerne 5 und 6 der Teilwicklungen 10 und 11 ist daher ein Bandringkern mit sehr hochwertigen magnetischen Eigenschaften zu wählen. Die Teilwicklungen von Induktionsspule und Stromwandler werden in geeigneter Weise elektrisch zusammengeschaltet.

Statt in zwei parallele Wege kann die Flüssigkeit auch in Parallelzweige aufgeteilt werden, die ein Vielfaches der Zahl Zwei umfassen und mit einer entsprechenden Anzahl von Induktionsspulen und Meßspulen versehen sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung für die elektrodenlose Messung der elektrischen Leitfähigkeit von in Rohrleitungen strömenden Flüssigkeiten mit einer Induktionsspule und einer Meßspule, die so angeordnet sind, daß die von der Flüssigkeit gebildete, an der Meßstelle in zwei parallele Pfade gleichen elektrischen Widerstandes aufgeteilte stromleitende Bahn durch beide Spulen hindurchführt, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Flüssigkeitsweg je eine Induktionsspule zugeordnet ist, daß diese Spulen in bezug auf ihre elektrischen und magnetischen Eigenschaften übereinstimmen und elektrisch in derartiger Schaltung untereinander verbunden sind, daß sie gleich große Kreisströme gleicher Richtung in dem durch die parallelen Pfade gebildeten geschlossenen Rohrsystem erzeugen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Meßspule aus zwei unter sich gleichen, auf die verschiedenen Flüssigkeitspfade aufgeteilten Teilwicklungen besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Flüssigkeitspfad in konzentrischer Anordnung innen die Meßspule und außen die Induktionsspule liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen in an sich bekannter Weise auf Bandringkerne aus magnetisch hochwertigem Material gewickelt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 935 744;
USA.-Patentschriften Nr. 2542057, 2709 785.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen