DE1498482C3 - Induktions Durchflußmesser - Google Patents

Description

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- In allen Fällen ist es zweckmäßig, wenn die Spulen löst, daß die magnetische Achse der Spule parallel durchsetzende Kerne an den den Elektroden abgezur Achse des Rohres verläuft und die Spule in Rohr- wandten Spulenenden durch Joche miteinander verlängsrichtung gegenüber den Elektroden so versetzt bunden sind. Auf diese Weise ergibt sich ein weitist, daß der äußere magnetische Rückschluß die Elek- 5 gehend geschlossener Magnetkreis mit einem sehr trodenverbindungslinie und den Flüssigkeitsstrom starken Magnetfeld im Flüssigkeitsstrom zwischen im wesentlichen senkrecht schneidet. Bei dieser An- den Elektroden.

Ordnung ist die Spule oder sind die Spulen seitlich Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in

neben den Elektroden angeordnet. Trotzdem läßt der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels

sich wegen der zur Rohrachse parallelen magneti- io näher erläutert. Es zeigt

sehen Achse ein Magnetpol, wie er zur Erzeugung F i g. 1 einen Längsschnitt des Durchflußmessers

des senkrecht zum Flüssigkeitsstrom stehenden Ma- und

gnetfeldes notwendig ist, an dem den Elektroden zu-. . F i g. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung,
gewandten Spulenende vorsehen. Bei dieser Anord- Auf einem Rohr 1 aus nichtmagnetischem Material, nung können die Elektroden und deren Umgebung 15 das innen mit einer Isolationsschicht ausgekleidet völlig frei sein, so daß die Elektroden ohne Schwie- sein oder ganz aus Isolationsmaterial bestehen kann, rigkeiten auch während des Betriebes montiert, de- sind außen vier Spulen 4 angebracht, die auf Kermontiert oder an Zuleitungen angeschlossen werden nen 3 aufgewickelt sind. In das Rohr 1 sind Elektrokönnen. Auch Kompensationswicklungen, wie sie zur den 2 eingeführt. Im Raum über und unter den Elek-Beseitigung von Störspannungen erforderlich sind, 20 troden 2 ist, wie F i g. 1 erkennen läßt, zwischen den können leicht erreicht und verschoben werden. Die Spulen 4 ein freier Raum, der vom Magnetfluß durch-Außenabmessungen können kleingehalten werden, setzt wird. Die Kerne 3 der Spulen 4 sind an ihren weil es möglich ist, ohne einen Eisenweg an der Enden durch Joche 5 mit Hilfe von Bolzen 7 und Außenseite der Spule auszukommen. Darüber hinaus Stiften 8 zu einer Einheit verbunden,
ergibt sich eine einfache Konstruktion, weil es mög- 25 Jede einzelne Spule 4 hat eine magnetische Achse, lieh ist, die Spulen auf Kerne aus geraden Blechen die parallel zur Rohrachse verläuft, die also mit den zu wickeln. Auch die elektrostatische Abschirmung Kernen 3 gleichgerichtet ist. Die Wicklungen und die der Spulen wird erleichtert. Weiterhin lassen sich mit Schaltung der Spulen 4 sind so ausgeführt, daß im einfachen Mitteln relativ intensive und starke Magnet- Zwischenraum zwischen den Spulen 4 oberhalb der felder bei geringen magnetischen Streuwerten der 30 Elektroden 2 ein gemeinsamer Magnetpol und im Spulen erzeugen, was die Erzielung von starken Zwischenraum zwischen den Spulen 4 unterhalb der Signalen, die eine laufende Messung erleichtern, er- Elektroden 2 der entgegengesetzte, ebenfalls gemeinmöglicht, same Magnetpol liegt. Die Leitung 6 für eine der

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wer- Elektroden 2 ist zwischen den Spulen 4 aufgewickelt, den zwei Spulen mit gemeinsamer, zur Rohrachse 35 Durch deren Verschiebung ist es möglich, Störspanparalleler magnetischer Achsen gegenüber den Elek- nungen zu kompensieren.

troden in Rohrlängsrichtung nach beiden Seiten ver- In die Spulen 4 wird elektrischer Strom eingeführt, setzt, und zwischen ihnen wird der eine Pol des der einen Magnetfluß erzeugt, der das Rohr 1 und den Elektromagneten gebildet. Auf diese Weise kann ohne Raum zwischen den Elektroden 2 quer durchsetzt. Vergrößerung des Einbaudurchmessers das Magnet- 40 Das hat zur Folge, daß beim Durchfluß der Flüssigfeld verstärkt werden. keit durch das Rohr 1 zwischen den Elektroden 2

Des weiteren ist es möglich, zwei Spulen mit zuein- eine Spannung induziert wird, die proportional zur

ander und zur Rohrachse parallelen magnetischen Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist. Diese Spannung

Achsen auf einander gegenüberliegenden Seiten des kann leicht verstärkt und mit einem Meßgerät mit

Rohres anzuordnen. Diese Konstruktion empfiehlt 45 Skala in Einheiten der durchströmten Menge gemes-

sich ebenfalls durch kleine Außenabmessungen. sen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

, ... Aus der angeführten Beziehung geht hervor, daß Patentansprüche: zwischen der Geschwindigkeit des Leiters und der induzierten Spannung eine lineare Abhängigkeit be-

1. Induktions-DurcMußmesser mit einem Röhr steht. Unter bestimmten Voraussetzungen ist diese für die zu messende Flüssigkeit, daran angebrach- 5 Abhängigkeit auch bei Ersatz des Leiters durch eine ten Elektroden zum Abnehmen der induzierten Flüssigkeit linear, bei Einhaltung einiger Grundsätze Spannung und einem mindestens eine Spule auf- wird die Spannung, die an den Elektroden abgenomweisenden Elektromagneten, dadurch ge- men wird, nicht von den physikalischen Eigenschafkennzeichnet, daß die magnetische Achse ten der strömenden Flüssigkeit beeinflußt. Vorausder Spule parallel zur Achse des Rohres (1) ver- io Setzung für die Anwendung dieses Grundsatzes ist läuft und die Spule (4) in Rohrlängsrichtung ge- . selbstverständlich, daß die Flüssigkeit zumindest teilgenüber den Elektroden (2) so versetzt ist, daß weise elektrische Leitfähigkeit aufweist, was in den der äußere magnetische Rückfluß die Elektroden- meisten Fällen auch zutrifft.

Verbindungslinie und den Flüssigkeitsstrom im Aus dem Vorgesagten lassen sich klar die Vorteile

wesentlichen senkrecht schneidet. 15 eines induktiven Messens der Durchflußmenge von

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch Flüssigkeiten ableiten: Die Flüssigkeiten können begekennzeichnet, daß zwei Spulen (4) mit gemein- liebig verunreinigt sein, sie können auch die untersamer, zur Rohrachse paralleler magnetischer schiedlichsten mechanischen Verunreinigungen entAchse gegenüber den Elektroden (2) in Rohr- halten. Viskosität, Temperatur, spezifisches Gewicht längsrichtung nach beiden Seiten versetzt sind 20 usw. der Flüssigkeiten sind beliebig veränderbar. In- und zwischen ihnen der eine Pol des Elektro- nerhalb weiterer Grenzen ist es gleichgültig, welche magneten gebildet ist. Flüssigkeit durch den Durchflußmesser strömt.

3. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, Es sind zahlreiche Durchflußrhesser bekannt, die dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Spulen (4) das erwähnte physikalische Gesetz zum Messen bemit zueinander und zur Rohrachse parallelen 25 nutzen. Ein gemeinsames Merkmal der meisten bemagnetischen Achsen auf einander gegenüberlie- kannten Konstruktionen ist, daß die Spulen des Elekgenden Seiten des Rohres (1) angeordnet sind, tromagneten, der das magnetische Feld erzeugt, so zwischen denen jeweils ein Pol des Elektromagne- gewickelt und angeordnet sind, daß ihre gemeinsame ten gebildet ist. '. ' . Achse und zugleich ihre magnetische Achse senkrecht

4. Durchflußmesser nach einem der An- 30 zur Achse des Rohres liegen, durch das die zu messprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sende Flüssigkeit strömt. Diese Art der Anordnung Spulen (4) durchsetzende Kerne (3) an den den geht aus der Forderung hervor, daß der magnetische Elektroden (2) abgewandten Spulenenden durch. Fluß senkrecht zur Richtung des Flüssigkeitsstromes Joche (5) miteinander verbunden sind. " verlaufen muß.

35 Hierdurch ergeben sich jedoch einige Nachteüe.

Die Meß-Elektroden sind von den Spulen oder

Blechen des Magnetkreises bedeckt, so daß ihre Demontage nur bei gleichzeitiger Demontage des Ma-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Induktions- gnetkreises erfolgen kann. Außerdem ist es schwierig, Durchflußmesser mit einem Rohr für die zu messende 40 eine elektrische Abschirmung der Elektroden zu erFlüssigkeit, daran angebrachten Elektroden zum Ab- reichen. Der Einbaudurchmesser des Durchflußmesnehmen der induzierten Spannung und einem min- sers ist relativ groß, da bereits die Spulen erhebliche destens eine Spule aufweisenden Elektromagneten. . ' ■ Abmessungen besitzen und sich außerhalb der Spulen Induktions-Durchflußmesser messen die in einem noch das Magnetjoch befindet. Außerdem ist es Leiter induzierte Spannung, wenn sich dieser durch,'45 schwierig, dein magnetischen-Feld eine größere Sättiein magnetisches Feld bewegt. Als Leiter dient im gung zu geben. Infolgedessen ist das induzierte Signal vorliegenden Fall eine Flüssigkeit, die durch ein Rohr auch schwach, so daß es oft notwendig ist, einen speaus nichtmagnetischem Material strömt. Die indu- ziellen Verstärker zu benutzen. Häufig besteht der zierte Spannung wird gewöhnlich an zwei Elektroden - Eisenpfad aus Ε-Blechen. Bei diesen ist es besonders abgenommen. Um einen Kurzschluß zwischen den 50 schwierig, Störspannungen an den Elektroden zu beElektroden zu vermeiden, ist die innere Wand des seitigen. Denn dies erfolgt durch eine Verschiebung Rohres, sofern dieses aus elektrisch leitendem Ma- von Kompensationswicklungen, die nach der Mon-. terial besteht, mit einer Isolationsschicht bekleidet. tage kaum mehr erreichbar sind. ~ Meistens wird das Rohr jedoch direkt aus Isolations- Es sind auch Durchflußmesser bekannt, die auch

material hergestellt. ^; · 55 ein Streufeld der Spule ausnützen können. Dabei

Die Spannung zwischen den Elektroden richtet ,"'wird aber zwischen den Elektroden nur eine niedrige sich nach dem Faradayschen Gesetz der elektro- Spannung induziert, die mit speziellen Apparaten magnetischen Induktion, wonach die bekannte Be- verstärkt werden muß. Die Messungen bei großen ziehung Rohrdurchmessern werden ungenau.

E = Bl-V 60 Weiterhin ist ein Durchflußmesser mit rotierendem

gilt. Permanentmagneten bekanntgeworden, der jedoch

_u. . einen Antrieb von einem Elektromotor mit konstan-

^{Mier lst} ter Drehzahl erfordert.

E = induzierte Spannung, Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

B = Intensität des magnetischen Feldes, 65 Induktions-Durchflußmesser der eingangs beschrie-

Z = Länge des Leiters, benen Art anzugeben, der die erwähnten Nachteile

ν = Geschwindigkeit des Leiters senkrecht zur nicht besitzt und bei dem insbesondere die Elektro-

Richtung des magnetischen Feldes. den leichter zugänglich sind.