DE19639060A1 - Schwebekörper-Durchflußmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwebekörper-Durchflußmesser für strömende Medien, mit einem Meßrohr, mit einem in dem Meßrohr angeordneten, in Strömungsrichtung bewegbaren Schwebekörper, mit mindestens einem mit dem Schwebekörper verbun­ denen Permanentmagneten, mit mindestens einem außerhalb des Meßrohres angeord­ neten, den Bewegungen des mit dem Schwebekörper verbundenen Permanentma­ gneten folgenden, drehbar gelagerten Folgemagneten und mit einer die Bewegungen des Folgemagneten umsetzenden Anzeigeeinrichtung, wobei der Folgemagnet als ringförmiger Permanentmagnet ausgebildet ist.

Schwebekörper-Durchflußmesser werden seit Mitte des vergangenen Jahrhunderts zur Erfassung von Volumen- und Massendurchflüssen in geschlossenen Rohrleitun­ gen eingesetzt. Sie können auch heute noch in etwa jeder fünften Durchflußmeßein­ richtung der chemischen und verfahrenstechnischen Industrie gefunden werden.

Ein Schwebekörper-Durchflußmesser besteht in seiner einfachsten Ausführung aus einem konischen Meßrohr und dem Schwebekörper. Das Meßrohr ist ein sich nach oben erweiterndes und von unten nach oben von dem zu messenden Flüssigkeits- oder Gasstrom durchflossenes konisches Rohr, in dem sich der Schwebekörper, ein zweckmäßig gestalteter, vertikal frei beweglicher Meßkörper, befindet, der zusammen mit dem Meßrohr eine Drosselstelle bildet. Die Dichte des Schwebekörpers ist größer als die des Fluids. In Abhängigkeit vom Durchfluß stellt sich der Schwebekörper im eingeschwungenen Zustand in einer bestimmten Höhenstellung im Meßrohr ein, die sich durch das Gleichgewicht der durch die Strömung hervorgerufenen, auf den Schwebekörper übertragenen hydrodynamischen Kraft und der Differenz der Ge­ wichts- und Auftriebskräfte des Schwebekörpers ergibt. Diese Höhenstellung wird entweder vom Betrachter direkt über eine Skala an einem gläsernen Meßrohr abgele­ sen oder durch eine Magnetkupplung auf eine externe Skala und/oder einen elektri­ schen Meßaufnehmer übertragen. Bei dem in Rede stehenden Schwebekörper- Durchflußmesser handelt es sich um einen solchen, bei dem die Höhenstellung des Schwebekörpers durch eine Magnetkupplung über einen externen Folgemagneten auf eine Skala und/oder einen elektrischen Meßaufnehmer übertragbar ist.

Neben den Ausführungsformen mit konischem Meßrohr und kugelförmigen oder scharfkantigen Schwebekörpern können auch gerade Meßrohre mit einer Meßblende und einem konischen Schwebekörper innerhalb der Blendenöffnung eingesetzt wer­ den. Auch ist es denkbar, das Meßrohr nicht vertikal anzuordnen, wobei es in diesem Fall notwendig ist, die Gewichtskraft des Schwebekörpers durch die Federkraft einer auf den Schwebekörper wirkenden Feder zu ersetzen. Die Erfindung ist jedoch un­ abhängig von den geschilderten Variationsmöglichkeiten bei der Ausgestaltung eines Schwebekörper-Durchflußmessers.

Aus dem Stand der Technik ist ein Schwebekörper-Durchflußmesser bekannt (vgl. die US-A-4,944,190), welcher mindestens einen außerhalb des Meßrohrs angeordneten, den Bewegungen des hier unmittelbar den Schwebekörper bildenden Permanentma­ gneten folgenden Folgemagneten aufweist, wobei der Folgemagnet im Stand der Technik ringförmig ausgebildet ist und dieser ringförmige Folgemagnet diametral ma­ gnetisiert ist, also, um 180° versetzt, einen Nordpol und einen Südpol aufweist.

Im Stand der Technik ist problematisch, daß der ringförmige Folgemagnet bei gleich­ bleibendem Hub des Schwebekörpers abhängig von der Nennweite des Meßrohres unterschiedliche Drehwinkel erfährt. Dies bedeutet, daß bei der Herstellung von Schwebekörper-Durchflußmessern abhängig von der Nennweite des verwendeten Meßrohres entweder Skalen unterschiedlicher Spreizung für die Anzeige der Bewe­ gungen des Folgemagneten eingesetzt oder andere Korrekturmöglichkeiten realisiert werden müssen. Solche Korrekturmöglichkeiten, die die Verwendung von Skalen gleicher Spreizung zulassen, bestehen z. B. in der Verwendung von Gegengewichten oder Hilfsgestängen.

Das zuvor skizzierte Problem ließe sich zwar grundsätzlich dadurch vermeiden, daß man die Bewegungen des Folgemagneten mit Magnetfeldsensoren elektronisch er­ faßt und anschließend den unterschiedlichen Drehwinkel mit Hilfe eines nennweiten­ abhängigen Verstärkungsfaktors korrigiert. Dies ist jedoch in vielen Fällen uner­ wünscht, da es oftmals ein ganz entscheidender Vorteil des Schwebekörper-Durch­ flußmessers ist, daß er - z. B. im Gegensatz zu einem magnetisch-induktiven Durch­ flußmesser - auch ohne Hilfsenergie einen Meßwert liefert. Aus diesem Grund weisen eine Vielzahl von Schwebekörper-Durchflußmessern zwar einen elektronischen Meß­ signalausgang auf, verzichten aber gleichzeitig nicht auf die rein mechanische Anzeige.

Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, die bekannten Schwebekörper- Durchflußmesser für strömende Medien derart auszugestalten und weiterzubilden, daß ohne Hilfs- bzw. Korrekturmittel für die mechanische Anzeige Skalen gleicher Spreizung verwendet werden können.

Erfindungsgemäß ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, daß der ringförmige Folgemagnet lateral magnetisiert ist und auf seinem dem Meßrohr näheren Kupplungsteil der Nordpol und der Südpol einen Winkel von vorzugsweise etwa 90° einschließen.

Bei dem bekannten Schwebekörper-Durchflußmesser, von dem die Erfindung aus­ geht (vgl. die US-A-4,944,190), ist, wie bereits ausgeführt, der Folgemagnet diame­ tral magnetisiert. Demgegenüber ist bei dem erfindungsgemäßen Schwebekörper- Durchflußmesser der Folgemagnet lateral magnetisiert. Zu den bei Permanentmagne­ ten üblichen Magnetisierungsarten, also auch zur diametralen Magnetisierung und zur lateralen Magnetisierung, wird auf Seite 5 des 1991 herausgegebenen Kataloges der Firma MAGNETFABRIK SCHRAMBERG GMBH & CO in Schramberg-Sulgen verwiesen.

In bezug auf den erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmesser ist zuvor ausgeführt, daß bei dem dabei verwendeten Folgemagneten der Nordpol und der Südpol auf seinem dem Meßrohr näheren Kupplungsteil einen Winkel von vorzugs­ weise etwa 90° einschließen. Unter "dem Meßrohr näherer Kupplungsteil des Folge­ magneten" ist dabei der Teil des Folgemagneten zu verstehen, der zusammen mit dem mit dem Schwebekörper verbundenen Permanentmagneten die Magnetkupplung zwischen dem Schwebekörper und der Anzeigeeinrichtung darstellt. Der Folgema­ gnet hat also einen dem Meßrohr näheren Teil und einen dem Meßrohr ferneren Teil; der dem Meßrohr nähere Teil des Folgemagneten ist der Kupplungsteil.

Wenn in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmesser gesagt ist, daß bei dem dabei verwendeten Folgemagneten auf seinem dem Meßrohr näheren Kupplungsteil der Nordpol und der Südpol einen Winkel von vorzugsweise etwa 90° einschließen, so ist der Winkel von 90° nur als bevorzugter Wert zu verste­ hen, da dieser Winkel in relativ weiten Grenzen variiert werden kann, jedoch deutlich unter 180° liegen soll.

Überraschenderweise ist festgestellt worden daß dann, wenn der zu dem erfindungs­ gemäßen Schwebekörper-Durchflußmesser gehörende Folgemagnet in der zuvor er­ läuterten Weise ausgebildet ist, der Drehwinkel praktisch nicht mehr abhängig ist von der Nennweite des Meßrohres, also nur, wie funktionsgewollt, abhängig ist vom Hub des Schwebekörpers. Folglich können bei unterschiedlichen Nennweiten des Meß­ rohres ohne weiteres Skalen gleicher Spreizung eingesetzt werden, ohne daß die ein­ gangs beschriebenen Hilfs- bzw. Korrekturmittel notwendig sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmesser ist vorzugsweise der Folgemagnet so angeordnet, daß seine Mittelebene das Meßrohr nicht berührt oder schneidet, und der Abstand der Achse des Folgemagneten von der Achse des Meß­ rohres größer als Null ist. Dadurch ist erreicht, daß der Drehwinkel, den der Folgema­ gnet bei einem bestimmten Hub des Schwebekörpers ausführt, durch den Abstand der Achse des Folgemagneten von der Achse des Meßrohres vorgegeben werden kann. Außerdem ist dadurch die Möglichkeit geschaffen, Skalen identischer Sprei­ zung auch über einen sehr weiten Bereich von unterschiedlichen Nennweiten des Meßrohres zu verwenden. Es ist z. B. möglich, ein die komplette Anzeigeeinrichtung aufnehmendes Gehäuse mit zwei unterschiedlichen Befestigungsmöglichkeiten, bei­ spielsweise mit vier Befestigungsbohrungen, zu versehen, so daß die erste Befesti­ gungsmöglichkeit für einen ersten Bereich unterschiedlicher Nennweiten und die zweite Befestigungsmöglichkeit für einen zweiten Bereich unterschiedlicher Nenn­ weiten zum Tragen kommt.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schwebekör­ per-Durchflußmessers ist nun weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine in Richtung auf das Meßrohr magnetisch offene Metallbuchse vorgesehen und der Folgemagnet berührungslos in der Metallbuchse geführt ist, - wobei die Metallbuchse aus elek­ trisch leitendem, nicht-ferromagnetischem Material besteht, z. B. aus Aluminium oder aus Kupfer.

Bedingt durch Schwankungen des Durchflusses im Meßrohr kann der Schwebekör­ per, dem Durchfluß folgend, seine Position nicht nur proportional ändern, bedingt durch seine eigene Trägheit vielmehr auch den Gleichgewichtspunkt über- und un­ terschreiten. Nun bildet der Schwebekörper zusammen mit dem Folgemagneten ein Feder-Kraft-System, so daß die die Bewegungen des Schwebekörpers über den Fol­ gemagneten umsetzende Anzeigeeinrichtung diese Schwankungen des Schwebe­ körpers überproportional wiedergibt. Dieses Problem wird durch die zuvor beschrie­ bene Maßnahme gelöst, also dadurch, daß der Folgemagnet in Verbindung mit der Metallbuchse eine Wirbelstrombremse bildet, die die erläuterten Schwankungen wirksam dämpft.

Bei Schwebekörper-Durchflußmessern ist es für sich bekannt, eine Wirbelstrombrem­ se zu realisieren. Im Stand der Technik ist dafür jedoch ein weiterer Folgemagnet vor­ gesehen. Bei der beschriebenen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schwebe­ körper-Durchflußmessers ist demgegenüber nur ein Folgemagnet vorgesehen, der ne­ ben seiner eigentlichen Funktion, nämlich zusammen mit dem mit dem Schwebekör­ per verbundenen Permanentmagneten zwischen dem Schwebekörper und der Anzei­ geeinrichtung eine Magnetkupplung zu realisieren, mit der Metallbuchse als Wirbel­ strombremse wirkt.

Die Wirkung der zuvor erläuterten, bei dem erfindungsgemäßen Schwebekörper- Durchflußmesser verwirklichten Wirbelstrombremse kann durch verschiedene Maß­ nahmen verstärkt werden. Zunächst empfiehlt es sich, den Luftspalt zwischen dem Folgemagneten und der Metallbuchse möglichst klein auszuführen. Des weiteren ist es vorteilhaft, einen Folgemagneten zu verwenden, der aus einem Seltenerdmetall be­ steht; insbesondere kann eine Samarium-Cobalt-Legierung verwendet werden, z. B. SmCo₅ oder Sm₂Co₁₇. Da die Wirkung der in Rede stehenden Wirbelstrombremse auch von der Anzahl der magnetischen Pole abhängig ist, ist es vorteilhaft, die Dämp­ fung dadurch weiter zu erhöhen, daß der Folgemagnet auf seinem dem Meßrohr fer­ neren Bremsteil magnetisiert ist, vorzugsweise mehrere Nordpol-Südpol-Paare reali­ siert sind.

In der Regel ist es, wie bereits eingangs erwähnt, wünschenswert, neben der direkten mechanischen Anzeige des Durchflusses zusätzlich ein elektrisches Meßsignal an ei­ nem Ausgang der Anzeigeeinrichtung zur Verfügung zu haben. Setzt man zu diesem Zweck zwei das Magnetfeld des Folgemagneten abtastende Magnetfeldsensoren mit identischen, parallel zur Achse des Meßrohres verlaufenden Meßachsen ein, deren Ausgangssignale einer Auswerteschaltung zur Bildung der Differenz als Maß für den Durchfluß zugeführt werden, ist gewährleistet, daß nicht nur ein elektrisches Meßsignal zur Verfügung steht, sondern daß dieses elektrische Meßsignal unabhän­ gig von äußeren störenden Magnetfeldern ist, wie z. B. dem Erdfeld. Die zuvor erläu­ terte Ausgestaltung und die im folgenden erläuterten Ausgestaltungen des erfin­ dungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers sind unabhängig von der weiter oben beschriebenen Ausgestaltung des Folgemagneten.

Ein Schwebekörper-Durchflußmesser, bei dem es nicht darauf ankommt, daß er ohne Hilfsenergie eine Anzeige liefert, kann auch ohne einen Folgemagneten ein elektri­ sches Ausgangssignal liefern, wenn er derart ausgestaltet ist, daß zwei das Magnet­ feld des mit dem Schwebekörper verbundenen Permanentmagneten abtastende Ma­ gnetfeldsensoren vorgesehen sind. Die zuvor erläuterte Unabhängigkeit von äußeren störenden Magnetfeldern wird erfindungsgemäß wiederum dadurch erreicht, daß die Magnetfeldsensoren mit identischen, parallel zur Achse des Meßrohres verlaufenden Meßachsen angeordnet sind und eine Auswerteschaltung zur Bildung der Differenz der Ausgangssignale der Magnetfeldsensoren als Maß für den Durchfluß vorgesehen ist. Vorzugsweise sind die Magnetfeldsensoren mit auf das Meßrohr bzw. auf den mit dem Schwebekörper verbundenen Permanentmagneten ausgerichteten Magnetfeld­ konzentratoren versehen. Die Magnetfeldkonzentratoren erlauben einen relativ großen Abstand zwischen den Magnetfeldsensoren und dem Meßrohr bzw. dem mit dem Schwebekörper verbundenen Permanentmagneten, so daß der Einfluß der Tem­ peratur des durch das Meßrohr strömenden Mediums auf die Magnetfeldsensoren relativ gering ist.

Im übrigen empfiehlt es sich, für die zuvor beschriebenen Ausführungsformen erfin­ dungsgemäßer Schwebekörper-Durchflußmesser magnetoresistive Magnetfeldsenso­ ren vorzusehen.

Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Schwebe­ körper-Durchflußmesser auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen ei­ nerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 8 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Ver­ bindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 schematisch, ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers, vertikal geschnitten,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den im dem Stand der Technik bekannten, zweipolig ausgeführten, diametral magnetisierten ringförmigen Folgemagneten,

Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines ringförmigen, lateral magnetisierten Folgemagneten gemäß der Erfindung,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines ringförmigen, lateral magnetisier­ ten Folgemagneten gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines ringförmigen, lateral magnetisierten Folgemagneten gemäß der Erfindung,

Fig. 6 schematisch, zwei Schwebekörper-Durchflußmesser in Verbindung mit aus dem Stand der Technik bekannten Folgemagneten,

Fig. 7 das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwebekörper- Durchflußmessers, horizontal geschnitten,

Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwebe­ körper-Durchflußmessers, bei dem Meßrohre unterschiedlicher Nennwei­ ten angedeutet sind,

Fig. 9 in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein drittes Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers in Verbindung mit einer ein elektrisches Meßsignal liefernden Anzeigeein­ richtung und

Fig. 10 in einer Seitenansicht, teilweise geschnitten, ein viertes Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers unter Verzicht auf einen Folgemagneten.

Der prinzipielle Aufbau eines erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers wird aus der Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels in Fig. 1 deutlich. Dieser Schwebekörper-Durchflußmesser weist auf ein Meßrohr 1, einen in dem Meßrohr 1 angeordneten, in Strömungsrichtung bewegbaren Schwebekörper 2, einem im Schwebekörper 2 angeordneten Permanentmagneten 3, einen außerhalb des Meßroh­ res 1 angeordneten, den Bewegungen des im Schwebekörper 2 angeordneten Per­ manentmagneten 3 folgenden, drehbar gelagerten Folgemagneten 4 und einer die Bewegungen des Folgemagneten 4 umsetzenden Anzeigeeinrichtung, hier als Zeiger 5 ausgebildet. Aus der Fig. 1 ergibt sich weiter, daß der Folgemagnet 4 als ringförmi­ ger Permanentmagnet ausgebildet ist.

Bei dem im Stand der Technik bekannten Schwebekörper-Durchflußmesser ist der ringförmige Folgemagnet diametral magnetisiert; der Nordpol und der Südpol schlie­ ßen einen Winkel α von 180° ein. Das ist in Fig. 2 dargestellt.

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen Folgemagneten 4, wie sie in den Schwebekörper-Durch­ flußmessem eingesetzt werden können, die in den Fig. 1 und 7 bis 9 dargestellt sind. Wesentlich ist, daß der ringförmige Folgemagnet 4 lateral magnetisiert ist und auf sei­ nem dem Meßrohr 1 näheren Kupplungsteil der Nordpol und der Südpol einen Win­ kel α von vorzugsweise etwa 90°, in den in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen von exakt 90°, einschließen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist, wie bereits eingangs erwähnt, ge­ währleistet, daß die Bewegung, also der Drehwinkel des Folgemagneten 4 bei glei­ chem Hub des Schwebekörpers 2 über einen weiten Bereich unterschiedlicher Nennweiten des Meßrohres 1 gleich ist. Dieses Ergebnis ist im wesentlichen unab­ hängig von der Ausbildung des Folgemagneten 4 auf dem dem Kupplungsteil abge­ wandten Teil des Folgemagneten 4.

In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines aus dem Stand der Technik bekannten Schwebekörper-Durchflußmessers dargestellt, welches die Probleme der bekannten Schwebekörper-Durchflußmesser nochmals verdeutlicht. In Fig. 6a) ist die Position des Folgemagneten 4 relativ zum Meßrohr 1 für zwei stark unterschiedliche Nennwei­ ten dargestellt. Daraus ergibt sich das in Fig. 6b) dargestellte Problem, daß der Fol­ gemagnet 4 bei herkömmlicher, aus dem Stand der Technik bekannter Ausgestaltung jeweils im gleichen Abstand zum Meßrohr 1 angebracht, abhängig von der Nennwei­ te des Meßrohres 1 bei gleichem Hub des Schwebekörpers 2 und des darin vorgese­ henen Permanentmagneten 3 unterschiedliche Drehwinkel realisiert. Man erkennt in Fig. 6b) deutlich, daß der Folgemagnet 4 in Verbindung mit einem Meßrohr 1 kleiner Nennweite bei gleichem Hub des Schwebekörpers 2 und des damit verbundenen Permanentmagneten 3 einen wesentlich größeren Drehwinkel realisiert als dies bei der Anbringung des gleichen Folgemagneten 4 an einem Meßrohr 1 mit deutlich größerer Nennweite der Fall ist. Im Stand der Technik sind also für unterschiedliche Nennwei­ ten des Meßrohres 1 Skalen unterschiedlicher Spreizung erforderlich.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines aus dem Stand der Technik bekannten Schwebekörper-Durchflußmessers ist der Folgemagnet 4 derart angeord­ net, daß die Mittelebene des Folgemagneten 4 die Achse des Meßrohres 1 schneidet. Im Gegensatz dazu kann Fig. 7 entnommen werden, daß bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers die Mittelebene des Folgemagneten 4 das Meßrohr 1 weder berührt noch schneidet. Um bei einer derartigen Anordnung eine Bewegung des Folgemagneten 4 abhängig von der Bewegung des Schwebekörpers 2 zu gewährleisten, ist es notwendig, daß der Abstand X der Achse des Folgemagneten 4 von der Achse des Meßrohres 1 größer als Null ist. Der zwischen der Achse des Folgemagneten 4 und der Achse des Meß­ rohres gegebene Abstand X und der Durchmesser des Folgemagneten 4 bedingen einander; der Abstand X muß größer sein als der halbe Durchmesser des Folgemagne­ ten 4. Im übrigen kann über den Abstand X der hubabhängige Drehwinkel des Fol­ gemagneten vorgegeben werden; eine bestimmte Skala erfordert also einen bestimm­ ten Abstand X.

In Fig. 8 ist ein den Folgemagneten 4, eine Metallbuchse 6 und eine Elektronik 7 aufnehmendes Gehäuse 8 dargestellt. Am Folgemagneten 4 ist als Anzeigeeinrich­ tung wiederum ein Zeiger 5 befestigt, welche über seine Stellung relativ zu einer Skala 9 einen Meßwert für den Durchfluß durch den Schwebekörper-Durchflußmes­ ser liefert. Oberhalb des Gehäuses 8 sind verschiedene Meßrohre 1 mit unterschiedli­ chen Nennweiten angedeutet. Erfindungsgemäß realisiert der Folgemagnet 4 bei glei­ cher Bewegung eines hier nicht dargestellten Schwebekörpers bei verschiedenen Nennweiten des Meßrohres 1 den gleichen Drehwinkel. Dieser erfindungsgemäße Vorteil ist bei einem konstanten Abstand X der Achse des Folgemagneten 4 von der Achse der Meßrohre 1 gewährleistet. Der gewünschte Drehwinkel kann durch eine Variation des Abstandes X unabhängig von der Nennweite des Meßrohres 1 einge­ stellt werden.

Die in Fig. 8 dargestellte Metallbuchse 6 bildet den Ständer einer durch den Folgema­ gnet 4 und die Metallbuchse 6 gebildeten Wirbelstrombremse, wobei die Metall­ buchse 6 aus elektrisch leitendem, nicht-ferromagnetischem Material besteht, z. B. aus Aluminium oder aus Kupfer. Der Bremseffekt ist dadurch verstärkt, daß der Luftspalt zwischen dem Folgemagneten 4 und der Metallbuchse 6 möglichst klein ist und der Folgemagnet 4 aus einem Seltenerdmetall besteht. Eine weitere Verstärkung der Bremswirkung ist durch die in Fig. 5 dargestellte Ausbildung des Folgemagneten 4 gewährleistet. Die in Fig. 5 dargestellte mehrfache Nord-Süd-Polarisierung des Fol­ gemagneten 4 auf seinem dem Meßrohr 1 fernerem Bremsteil erhöht die die Brems­ wirkung bestimmende magnetische Feldstärke zwischen dem Bremsteil des Folgema­ gneten 4 und der Metallbuchse 6.

In Fig. 9 ist nun ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwe­ bekörper-Durchflußmessers dargestellt, bei welchem neben dem analogen Zeigersi­ gnal auch ein elektrisches Meßsignal zur Verfügung gestellt wird. In Fig. 9a) ist die­ ses Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers ohne Durchfluß und in Fig. 9b) mit vollem Durchfluß dargestellt. In Fig. 9 ist zu er­ kennen, daß die Länge des Schwebekörpers 2 in etwa dem maximalen Hub des Schwebekörpers 2 entspricht, so daß eine unverlierbare Kupplung zwischen dem Permanentmagneten 3 und dem Folgemagneten 4 gewährleistet ist.

Wie Fig. 9 zeigt, sind zwei das Magnetfeld des Folgemagneten 4 abtastende Magnet­ feldsensoren 10, 11 mit identischen, parallel zur Achse des Meßrohres 1 verlaufenden Meßachsen 12, 13 vorgesehen. Die Ausgangssignale der Magnetfeldsensoren 10, 11 werden einer nicht dargestellten Auswerteschaltung zur Bildung der Differenz der Ausgangssignale der Magnetfeldsensoren 10, 11 als Maß für den Durchfluß einge­ speist. Dadurch ist eine hohe Störunempfindlichkeit gegenüber äußeren Magnetfel­ dern gewährleistet. Außerdem hat eine Rotationsbewegung des mit dem Schwebe­ körper 2 verbundenen Permanentmagneten 3 keinen Einfluß auf das Meßergebnis.

Schließlich zeigt Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schwebekörper-Durchflußmessers, bei welchem ein Folgemagnet nicht vorhanden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Magnetfeld des mit dem Schwebekörper 2 verbundenen Permanentmagneten 3 abgetastet. Um das Magnetfeld am Ort der Ma­ gnetfeldsensoren 10, 11 zu erhöhen, sind auf das Meßrohr 1 bzw. auf den mit dem Schwebekörper 2 verbundenen Permanentmagneten 3 ausgerichtete Magnetfeld­ konzentratoren 14, 15 vorgesehen, die das Magnetfeld zum Ort der Magnetfeldsenso­ ren 10, 11 führen und dort bündeln. Der dadurch erreichbar relativ große Abstand zwischen den Magnetfeldsensoren 10, 11 und dem Meßrohr 1 bzw. dem mit dem Schwebekörper 2 verbundenen Permanentmagneten 3 bringt den Vorteil, daß der thermische Widerstand zwischen dem Meßrohr 1 und den Magnetfeldsensoren 10, 11 relativ hoch ist, so daß die Temperatur des im Meßrohr 1 strömenden Mediums das Meßsignal praktisch nicht beeinflußt.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 9 und 10 magnetoresistive Magnetfeldsensoren 10, 11 verwendet sind.

Claims (10)

1. Schwebekörper-Durchflußmesser für strömende Medien, mit einem Meßrohr (1), mit einem in dem Meßrohr (1) angeordneten, in Strömungsrichtung bewegbaren Schwe­ bekörper (2), mit mindestens einem mit dem Schwebekörper (2) verbundenen Perma­ nentmagneten (3), mit mindestens einem außerhalb des Meßrohres (1) angeordneten, den Bewegungen des mit dem Schwebekörper (2) verbundenen Permanentmagneten (3) folgenden, drehbar gelagerten Folgemagneten (4) und mit einer die Bewegungen des Folgemagneten (4) umsetzenden Anzeigeeinrichtung, wobei der Folgemagnet (4) als ringförmiger Permanentmagnet ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Folgemagnet (4) lateral magnetisiert ist und auf seinem dem Meßrohr (1) näheren Kupplungsteil der Nordpol und der Südpol einen Winkel von vorzugsweise etwa 90° einschließen.

2. Schwebekörper-Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Folgemagneten (4) so angeordnet ist, daß seine Mittelebene das Meßrohr (1) nicht berührt oder schneidet, und daß der Abstand X der Achse des Folgemagneten (4) von der Achse des Meßrohres (1) größer als Null ist.

3. Schwebekörper-Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß eine in Richtung auf das Meßrohr (1) magnetisch offene Metallbuchse (6) vorgesehen und der Folgemagnet (4) berührungslos in der Metallbuchse (6) geführt ist.

4. Schwebekörper-Durchflußmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbuchse (6) aus elektrisch leitendem, nicht-ferromagnetischem Material be­ steht, z. B. aus Aluminium oder aus Kupfer.

5. Schwebekörper-Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Folgemagnet (4) aus einem Seltenerdmetall besteht, z. B. aus einer Samarium-Cobalt-Legierung.

6. Schwebekörper-Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Folgemagnet (4) auf seinem dem Meßrohr (1) femeren Brems­ teil magnetisiert ist, vorzugsweise mehrere Nord-Südpol-Paare realisiert sind.

7. Schwebekörper-Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei das Magnetfeld des Folgemagneten (4) abtastende Magnet­ feldsensoren (10, 11) mit identischen, parallel zur Achse des Meßrohres (1) verlaufen­ den Meßachsen (12, 13) vorgesehen sind und eine Auswerteschaltung zur Bildung der Differenz der Ausgangssignale der Magnetfeldsensoren (10, 11) als Maß für den Durchfluß vorgesehen ist.

8. Schwebekörper-Durchflußmesser für strömende Medien, mit einem Meßrohr (1), mit einem in dem Meßrohr (1) angeordneten, in Strömungsrichtung bewegbaren Schwe­ bekörper (2) und mit mindestens einem mit dem Schwebekörper (2) verbundenen Permanentmagneten (3), dadurch gekennzeichnet, daß zwei das Magnetfeld des Permanentmagneten (3) abtastende Magnetfeldsensoren (10, 11) mit identischen, parallel zur Achse des Meßrohres (1) verlaufenden Meßachsen (12, 13) vorgesehen sind und eine Auswerteschaltung zur Bildung der Differenz der Ausgangssignale der Magnetfeldsensoren (10, 11) als Maß für den Durchfluß vorgesehen ist.

9. Schwebekörper-Durchflußmesser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldsensoren (10, 11) mit auf das Meßrohr (1) bzw. auf den mit dem Schwebekörper (2) verbundenen Permanentmagneten (3) ausgerichteten Magnet­ feldkonzentratoren (14, 15) versehen sind.

10. Schwebekörper-Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß magnetoresistive Magnetfeldsensoren (10, 11) vorgesehen sind.