DE1473073A1 - Nach dem Induktionsverfahren arbeitende Stroemungsmessanordnung - Google Patents

Nach dem Induktionsverfahren arbeitende Stroemungsmessanordnung

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DE1473073A1
DE1473073A1 DE19631473073 DE1473073A DE1473073A1 DE 1473073 A1 DE1473073 A1 DE 1473073A1 DE 19631473073 DE19631473073 DE 19631473073 DE 1473073 A DE1473073 A DE 1473073A DE 1473073 A1 DE1473073 A1 DE 1473073A1
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DE
Germany
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magnetic
pipe
pipe section
coils
field
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Application number
DE19631473073
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Broder Ketelsen
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Fischer and Porter GmbH
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Fischer and Porter GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/586Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor

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Description

  • Nach dem Induktionsverfahren arbeitende Strömungsme ßanordnun Die Erfindung bezieht sich auf eine nach dem Induktionsverfahren arbeitende Strömungsmeßanordnung mit einem Rohrstück aus Isoliermaterial oder aus Metall mit Isolierauskleidung, in dem mindestens zwei diametral gegenüberliegende Elektroden angeordnet sind, die in einem das strömende Medium durchsetzenden Magnetfeld mindestens einer Magnetspule liegen.
  • Bei den bekannten Strömungsmeßanordnungen dieser Art ist durch besondere Maßnahmen ein möglichst homogenes Magnetfeld in der senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden, durch die Elektrodenachse gehenden Fläche angestrebt, da angenommen wurde, daß die für einwandfreie Meßergebnisse erwünschte Linearität zwischen der Strömung und dem Meßergebnis unabhängig vom Strömungeprofil nur durch ein möglichst homogenes Magnetfeld in auareichendem Maße erreichbar ist. Unter Strömungsprofil ist dabei die über dem Rohrquerschnitt auftretende Geschwindigkeitsverteilung des strömenden Mediums zu verstehen.
  • So besagt der Begriff des rotationssymmetrischen Strömungsprofils, daß die höchste Geschwindigkeit in der Rohrachse herrscht und zu den Rändern hin überall ein gleichmäßiger Abfall der Geschwindigkeit auftritt. Solche rotationssymmetrischen Strömungsprofile liegen nur in Leitungen mit kreisförmigen Querschnitten unter der Voraussetzung vor, daß in die Strömung keine Körper ragen, die einen merklichen Stau verursachen. Das Strömungsprofil ist von der Viskosität des strömenden Mediums sowie von dessen Strömungsgeschwindigkeit und vom Leitungsquerschnitt und ferner von Abweichungen des Querschnitts durch hineinragende Körper oder an Krümmungen o.dgl. abhängig.
  • Es hat sich gezeigt, daß die Annahme der Notwendigkeit eines homogenen Feldes zur Erzielung einer einwandfreien Messung bei Jedem Strömungsprofil nicht zutrifft. So haben sich bei Messungen, bei denen das Meßelement unmittelbar hinter einem Schieber eingefügt wurde, bei Verwendung des üblichen homogenen Feldes Meßfehler bis zu 20 % ergeben. Bei Verwendung homogener Magnetfelder ist es entgegen der bisherigen Annahme deshalb nicht zulässig, zur Erzielung einwandfreier Meßergebnisse die Meßelemente hinter Stau verursachenden Ventilen, Rohrkrümmer o. dgl. einzufügen, wenn gefordert wird, daß die Meßergebnisse innerhalb des zulässigen Toleranzbereiches bis etwa t 1 ffi liegen sollen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unabhängig vom Strömungsprofil und vom Einbauort des Meßelementes eine einwandfreie Messung der Strömungsgeschwindigkeit mit Strömungsmeßanordnungen der eingangs genannten Art zu erzielen. Dies gelingt, wie Versuche bestätigt haben, gemäß der Erfindung dadurch, daß die Magnetspule bzw. die Magnetspulen so angeordnet, geformt und/oder unerschiedlich erregt ist bzw. sind, daß ihr resultierendes Magnetfeld in einer senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden Ebene so inhomogen ist, daß es eine von der Elektrodenachse nach außen ansteigende Feldkomponente hat.
  • Die Erzeugung eines erfindungsgemäßen inhomogenen Magnetfeldes gelingt dadurch, daß eine das Rohrstück umfassende Magnetspule um die Elektrodenachse verdreht schräg zum Rohrstück angeordnet ist unter Fortfall feldhomogenisierender Magnetbleche o. dgl.
  • Eine andere Anordnung zur Erzeugung eines inhomogenen Magnetfeldes nach der Erfindung unterscheidet sich vom Bekannten dadurch, daß symmetrisch zur Elektrodenachse beiderseits des liohrstiickes je eine längliche Ringspule mit ihrer Längsstreckung quer zur Rohrachse angeordnet ist.
  • Eine Anordnung mit einer schrägliegenden, das Rohrstück umfassenden Magnetspule ist schematisch in Fig.l dargestellt, bei der das Rohrstück 2 im Bereich der Magnetspule 5 aus magnetisch durchlässigem Metall besteht, das von zwei Rohrteilen 3 aus ferromagnetischem Material eingefaßt ist. Das aus dem Rohrstück 2 und den Rohrteilen 3 gebildete Rohr ist innen mit einer Isolierauskleidung 4 in üblicher Weise ausgekleidet. An zwei dianeutral gegenüberliegenden Stellen sind Elektroden 6 isoliert in das Rohrinnere geführt und es ist erkenntlich, daß die Magnetspule 5 um diese Elektrodenachse verdreht schräg zur Rohrachse liegt, damit in der senkrecht zur Rohrachse durch die Elektrodenachse gehenden Fläche eine Feldkomponente auftritt, die von der Elektrodenachse nach außen zu im gewünschten Sinne ansteigt. Zweckmäßig wird die räumliche Abmessung der Spule so gewählt, daß sich die Induktionsspannungen in den benachbarten Rohrteilen 3 kurzschließen können, was den gewünschten Effekt der Homogenisierung des Magnetfeldes noch unterstützt.
  • Diese Feldverteilung nach der Erfindung läßt sich auch durch die üblichen, einander gegenüberliegenden Spdbn erreichen, wenn die symmetrisch zur Elektrodenachse beiderseits des Rohrstückes befindlichen länglichen Ringspulen mit ihrer Längserstreckung quer zur Rohrachse angeordnet sind, wie dies in Fig.2 gezeigt ist. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Teile wie in Fig.l. Während Fig.l einen Längsschnitt darstellt, zeigt Fig.2 einen Querschnitt durch die Elektrodenachse, mit ebenen Ringspulen 5a und 5b. Durch die entsprechende Wahl der Länge der Ringspule und bei entsprechendem Verhältnis von Länge zu Breite der Ringspule - die in Fig.4 im Längsschnitt gezeigt ist - kann gegebenenfalls ohne weitere zusätzliche Mittel der gewünschte Feldverlauf erzielt werden.
  • Damit u.U. die Magnetspulen in ihrer Längserstreckung nicht zu weit über das Rohr hinausragen müssen, können auch zwischen den Wickelköpfen und dem Rohr Magnetbleche oder Eisenkörper in solcher Größe und Anordnung vorgesehen sein, daß sich die Inhomogenisierung nach der Erfindung einstellt. Dies ist auch möglich ohne verwendung solcher gesonderter Körper, wenn gemäß Fig.3 die Magnetspulen im Sinne einer Annäherung der Wickelköpfe an das Rohrstück gekrümmt sind. Auch hier kann durch entsprechende Bemessung der Länge und Breite der Ringspulen und durch den Grad der Annäherung an das Rohr für Jeden Rohrquerschnitt und für jede Rohrweite eine Feldinhomogenisierung im gewünschten Maße erzielt werden.
  • Durch die Verkleinerung der Spulenabmessung in Rohrachsrichtung, d. h. durch die Querstellung der Magnetspulen, kann erreicht werden, daß auch das aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehende Mittelteil des Rohres entsprechend kürzer gehalten werden kann, was eine Materialkostenersparnis bedeutet. Darüber hinaus können die sonst zur Feldhomogenisierung üblichen aufwendigen Magnetbleche und Blechanordnungen in Fortfall kommen, was ebenfalls eine Einsparung an technischem und kostenmäßigem Aufwand bedeutet.
  • Durch die Einfassung des nichtmagnetischen Mittelteils mit magnetischen Außenteilen erfolgt die Rückleitung der Magnetlinien, so daß die Rohrenden außerhalb der Spulen nicht mit einem Gegenfeld durchsetzt werden, das eine das Meßsignal verminderte Gegenspannung erzeugt, Durch den Wegfall der Magnetbleche können die Meßgeräte, insbes. bei größeren Rohrweiten, bei denen die Wicklungen aus mehradrigen Kabeln bestehen, ohne das übliche, insbes. die Magnetbleche tragende und schützende Gehäuse auskommen. Durch die Erfindung wird also eine wesentliche Verbesserung der Messung, und zwar unabhängig vom Einbauort und dem Strömungsprofil, bei gleichzeitig beträchtlicher Herabsetzung des Aufwandes an Konstruktionselementen und Montagearbeiten erreicht.
  • 6 patentansprüche 4 Figuren

Claims (6)

  1. PatentansprUche 1. Nach dem Induktionsverfahren arbeitende Strömungsmeßanordnung mit einem Rohrstück aus Isoliermaterial oder aus Metall mit Isolierauskleidung, in dem mindestens zwei diametral gegenüberliegende Elektroden angeordnet sind, die in einem das strömende Medium durchsetzenden Magnetfeld mindestens einer Magnetspule liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspule (5) bzw. die Magnetspulen (5a, 5b) so angeordnet, geformt und/oder unterschiedlich erregt ist bzw. sind, daß ihr resultierendes Magnetfeld in einer senkrecht zur Strömungsrichtung liegenden Ebene so inhomogen ist, daß es eine von der Elektrodenachse (6-6) nach außen ansteigende Feldkomponente hat.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Rohrstück (2) umfassende Magnetspule (5) um die Elektrodenachse (6-6)verdreht schräg zum Rohrstück angeordnet ist unter Fortfall feldhomogenisierender Magnetbleche oder dergleichen.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch zur Elektrodenachse (6-6) beiderseits des Rohrstükkes (2) Je eine längliche Ringapule (5a,5b) mit ihrer Längserstreckung quer zur Rohrachse angeordnet ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen eben sind und zwischen den Wickelköpfen und dem Rohrstück Magnetbleche oder Eisenkörper zum gewünschten Inhomogenisieren des Feldee angeordnet sind.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetspulen (5a, 5b) im Sinne einer Annäherung der Wickelköpfe an das Rohrstück (2) gekrümmt sind.
  6. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (2) im Bereich der Spule (5) oder Spulen (5a,5b) aus nichtmagnetischem Material besteht, das von magnetischen Rohrteilen (3) eingefaßt ist.
DE19631473073 1963-10-15 1963-10-15 Nach dem Induktionsverfahren arbeitende Stroemungsmessanordnung Pending DE1473073A1 (de)

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DE (1) DE1473073A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2807356A1 (de) * 1978-02-21 1979-08-23 Fischer & Porter Gmbh Vorrichtung zur messung eines ein rohr pro zeiteinheit durchstroemenden fluessigkeitsvolumens
DE3401377A1 (de) * 1984-01-17 1985-07-25 Danfoss A/S, Nordborg Elektromagnetischer durchflussmesser

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2807356A1 (de) * 1978-02-21 1979-08-23 Fischer & Porter Gmbh Vorrichtung zur messung eines ein rohr pro zeiteinheit durchstroemenden fluessigkeitsvolumens
DE3401377A1 (de) * 1984-01-17 1985-07-25 Danfoss A/S, Nordborg Elektromagnetischer durchflussmesser

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CH419637A (de) 1966-08-31

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