DE19708857A1 - Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende Medien - Google Patents
Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende MedienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende
Medien, mit einem Meßrohr, mit einem Magneten zur Erzeugung eines zumindest im
wesentlichen senkrecht zur Meßrohrachse verlaufenden Magnetfeldes und mit min
destens zwei, entlang einer zumindest im wesentlichen senkrecht zur Meßrohrachse
und zur Magnetfeldrichtung verlaufenden Verbindungslinie angeordneten Meßelek
troden, wobei der Magnet und die Meßelektroden innerhalb der Meßrohrwand an
geordnet sind.
Das grundlegende Prinzip des magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes für strö
mende Medien geht bereits auf Faraday zurück, der im Jahre 1832 vorschlug, das
Prinzip der elektrodynamischen Induktion zur Strömungsgeschwindigkeitsmessung
anzuwenden. Nach dem Faradayschen Induktionsgesetz entsteht in einem strömen
den Medium, welches Ladungsträger mit sich führt und durch ein Magnetfeld fließt,
eine elektrische Feldstärke senkrecht zur Strömungsrichtung und zum Magnetfeld.
Dieses Gesetz wird bei einem magnetisch-induktiven Durchflußmesser dadurch ge
nutzt, daß ein Magnet, regelmäßig bestehend aus zwei Magnetspulen, ein Magnetfeld
senkrecht zur Strömungsrichtung in dem Meßrohr erzeugt. Innerhalb dieses Magnet
feldes liefert jedes sich durch das Magnetfeld bewegende Volumenelement des strö
menden Mediums mit der in diesem Volumenelement entstehenden Feldstärke einen
Beitrag zu der über die Meßelektroden abgegriffenen Meßspannung. Die Meßelek
troden werden bei den bekannten magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräten so
ausgeführt, daß sie entweder galvanisch oder kapazitiv mit dem strömenden Medium
gekoppelt sind. Ein besonderes Merkmal der magnetisch-induktiven Durchflußmeß
geräte ist die Proportionalität zwischen der Meßspannung und der über den Quer
schnitt des Rohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums, d. h. zwi
schen Meßspannung und Volumenstrom.
Magnetisch-induktive Durchflußmeßgeräte sind Rohreinbauelemente. Sie haben un
terschiedliche Nennweiten und variable Anschlüsse. Die typischen Bauformen unter
scheiden sich insbesondere hinsichtlich der Verbindung mit den angrenzenden Rohr
leitungen. Bekannt sind Bauformen mit Flanschanschluß, in Sandwichbauweise und
mit Rohrverschraubungen oder Schlauchtüllen. Die Nennweite und die Anschluß
form richtet sich nach den Rohrleitungen, in die das Durchflußmeßgerät eingebaut
werden soll. Die Anschlußelektronik befindet sich in der Regel in einem Gehäuseauf
satz, der fest mit einem das Meßrohr aufnehmenden Aufnehmerrohr verbunden ist.
Der Gehäuseaufsatz enthält meist die gesamte Umformer-Elektronik oder zumindest
eine Vor- oder Verbindungsstufe zur Umformer-Elektronik, falls der Umformer vom
Meßwertaufnehmer abgesetzt ist.
Das in das Aufnehmerrohr eingesetzte Meßrohr ist regelmäßig ein nicht ferromagneti
sches Rohr, meist nichtrostender Stahl, mit Auskleidungen, die das strömende Me
dium vom Rohr isolieren. Die Auswahl des Auskleidungsmaterials richtet sich nach
den Belastungen des Aufnehmers, nach Druck, Temperatur, Abrieb, Korrosion, Abla
gerungen und anderem mehr. Übliche Auskleidungsmaterialien sind beispielsweise
PTFE (Teflon), Hartgummi, Weichgummi, Polyuretan oder Sinterkorunt. Die Ausklei
dung des Rohres entfällt, wenn das Meßrohr insgesamt ein Isolator ist. Bei bekannten
magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräten (vgl. z. B. US-A-4,098,118) weist das
Meßrohr Aussparungen zur Einlage der Magnetspulen, eines Eisenbleches für den
magnetischen Rückschluß als Mittel zur Immunisierung des Durchflußmessers gegen
Variationen des magnetischen Widerstandes in der Umgebung des Durchflußmessers
und, bei galvanisch gekoppelten Meßelektroden, zwei Löcher für die Elektroden
durchführungen auf. An den Stirnseiten des Meßrohres sind regelmäßig Erdungsstrei
fen angebracht. Sie stehen mit dem strömenden Medium in Berührung und sorgen für
definierte Potentialverhältnisse am Meßwertaufnehmer.
Problematisch ist bei den bekannten magnetisch-induktiven Durchflußmessern, daß
diese in der Regel eine Installationslänge deutlich größer als die Nennweite aufwei
sen. Dies erfordert insbesondere beim nachträglichen Einbau der bekannten magne
tisch-induktiven Durchflußmeßgeräte umfangreiche Arbeiten an den angrenzenden
Rohrleitungen. Bei einer bestehenden Flanschverbindung etwa muß der Flansch ei
ner der beiden Rohrleitungen in der Regel so versetzt werden, daß anschließend das
magnetisch-induktive Durchflußmeßgerät in die entstehende Lücke eingebaut wer
den kann. Auch lassen sich die bekannten magnetisch-induktiven Durchflußmeßge
räte nur relativ aufwendig herstellen, was sich selbstverständlich in ihrem Anschaf
fungspreis widerspiegelt.
Neben den klassischen magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräten, die als
Rohreinbauelemente mit einer Installationslänge deutlich größer als der Nennweite
der umgebenden Rohrleitung ausgebildet sind, existieren auch Durchflußmeßgeräte
mit radialen Einstecksensoren (vgl. EP-A-0 534 003). Bei einem derartigen radialen
Einstecksensor ist zwar die Installationslänge reduziert, jedoch liefert der radiale
Einstecksensor keinen über den Gesamtquerschnitt der Rohrleitung gemittelten
Durchflußwert sondern lediglich einen lokalen Durchflußwert, der dann entsprechend
extrapoliert wird, wodurch sich selbstverständlich der Meßfehler vergrößert.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein magnetisch-induktives Durch
flußmeßgerät für strömende Medien zur Verfügung zu stellen, welches eine deutlich
reduzierte Einbaulänge aufweist und außerdem einen reduzierten Fertigungsaufwand
erfordert.
Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung ist die zuvor hergeleitete und aufgezeigte
Aufgabe dadurch gelöst, daß das Meßrohr einen an den Innendurchmesser der an
grenzenden Rohrleitung angepaßten Außendurchmesser und einen Befestigungs
flansch aufweist. Das erfindungsgemäß ausgestaltete Meßrohr wird nunmehr bis auf
seinen Befestigungsflansch in die angrenzenden Rohrleitungen eingeschoben. Hier
durch ist gewährleistet, daß die Einbaulänge des magnetisch-induktiven Durchfluß
meßgerätes gemäß der ersten Lehre der Erfindung nicht mehr als eine einfach Flan
schdicke beträgt. Dies führt z. B. dazu, daß sich das gemäß der ersten Lehre der Er
findung ausgestaltete Durchflußmeßgerät regelmäßig in ein vorhandenes Rohrlei
tungssystem an einer bereits bestehenden Flanschverbindung einbauen läßt, ohne
daß Änderungen an den angrenzenden Rohrleitungen notwendig sind, da das umge
bende Rohrleitungssystem häufig ein Spiel im Bereich einer Flanschdicke aufweist.
Da bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten magnetisch-induktiven Durchflußmeßge
rät auch das Aufnehmerrohr entfällt bzw. durch die angrenzenden Rohrleitungen er
setzt wird, sind die Produktionskosten im Vergleich zu den bekannten magnetisch
induktiven Durchflußmeßgeräten erheblich niedriger. Die Verbindung zwischen den
im Meßrohr angeordneten Bauteilen des magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerä
tes und der Anschlußelektronik wird bei dem magnetisch-induktiven Durchflußmeß
gerät gemäß der ersten Lehre der Erfindung über in dem Befestigungsflansch verlau
fenden elektrische Leitungen hergestellt.
Ein besonders bevorzugtes Einsatzgebiet für ein erfindungsgemäßes magnetisch-in
duktives Durchflußmeßgerät stellt die Wasser- und Abwasserwirtschaft dar. Die in
diesem Bereich auftretenden Anforderungen an die chemische Resistenz des Meß
rohres sind zwar nicht unerheblich, werden durch ein gemäß der ersten Lehre der Er
findung ausgestaltetes magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät jedoch ohne wei
teres erfüllt.
Verlaufen die angrenzenden Rohrleitungen im Anschluß an die Flanschverbindung,
zwischen die das magnetisch-induktive Durchflußmeßgerät eingefügt werden soll,
über längere Strecken gerade, so bietet es sich an, den Befestigungsflansch an einem
Ende des Meßrohres anzuordnen und das Meßrohr vollständig in eine der angren
zenden Rohrleitungen einzuschieben. Sind die Verhältnisse derart, daß die angren
zenden Rohrleitungen nur auf kurzen Entfernungen gerade verlaufen, so ist es hin
gegen vorteilhaft, wenn der Befestigungsflansch ungefähr in der Mitte des
Meßrohres angeordnet ist, so daß das Meßrohr in eingebautem Zustand teils in die er
ste und teils in die zweite angrenzende Rohrleitung eingeschoben ist.
Der unvermeidlich an dem eingeschobenen Meßrohr entstehende Druckverlust läßt
sich dadurch vermindern, daß sich der Innendurchmesser des Meßrohres zu den En
den des Meßrohres hin erweitert. Hierdurch entsteht eine Art Venturi-Düse innerhalb
der Rohrleitung, die neben dem negativen Effekt eines erhöhten Druckverlustes auch
einen positiven Effekt durch die Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit hat, was
wiederum zu einer Glättung eines gestörten Strömungsprofils - und damit eines ge
ringeren Einflusses gestörter Strömungsprofile auf die Meßgenauigkeit - und einer
Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit - und damit einem größeren elektrischen
Meßsignal -, das heißt insgesamt zu einer verbesserten Meßgenauigkeit des magne
tisch-induktiven Durchflußmessers führt (vgl. hierzu J. van Bekkum, M. M.
Warffemius, D. M. Oldenziel, "On The Hydrodynamical Stability of Electromagnetic
Howmeters", VDI Berichte Nr. 768, 1989, S. 143-150).
Ist das Meßrohr gemäß einer weiteren Ausgestaltung der ersten Lehre der Erfindung
vollständig aus nichtleitendem Kunststoff und/oder nichtleitender Keramik herge
stellt, so vereinfacht sich der Herstellungsprozeß aufgrund des Einsatzes leicht zu
verarbeitender Werkstoffe gegenüber den bekannten Durchflußmessern weiter. Die
Magnetspulen und die Meßelektroden lassen sich bei einer derartigen Ausführungs
form besonders leicht in die Meßrohrwand integrieren. Auch die weiteren Bauteile,
wie etwa die elektrischen Leitungen, sind in einer Meßrohrwand, bestehend etwa aus
Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff, besonders leicht einzubetten.
Auch der Befestigungsflansch läßt sich aus Kunststoff herstellen, so daß das gesamte
magnetisch-induktive Meßgerät einstückig herstellbar ist.
Bei stärkerer mechanischer Beanspruchung ist es vorteilhaft, wenn das Meßrohr zu
mindest teilweise aus Metall besteht. Die stärkere mechanische Belastbarkeit von Me
tall gegenüber insbesondere Keramik gewährleistet ein insgesamt stärker bean
spruchbares Meßrohr. Als Metall kommt insbesondere, wie bekannt, paramagneti
scher, rostfreier Stahl zum Einsatz.
In dem Bereich des Meßrohres, der eine isolierende Oberfläche erfordert, ist es vor
teilhaft, zur mechanischen Stabilisierung dieses Teils des Meßrohres unterhalb der
Oberfläche ein stabilisierendes Metallgitter in den nichtleitenden Kunststoff und/oder
in die nichtleitende Keramik zu integrieren. Besonders vorteilhaft ist eine derartige
mechanische Stabilisierung des Meßrohrs durch ein unterhalb der Oberfläche in den
nichtleitenden Kunststoff und/oder in die nichtleitende Keramik integriertes stabilisie
rendes Metallgitter für den Fall, daß das Meßrohr vollständig aus einem nichtleiten
den Kunststoff und/oder einer nichtleitenden Keramik besteht.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung erfährt das magnetisch-induktive Durch
flußmeßgerät gemäß der ersten Lehre der Erfindung dadurch, daß das Meßrohr einen
äußeren Metallmantel aufweist. Auf diesem äußeren Metallmantel lassen sich in be
sonders einfacher Weise die Bauteile des Durchflußmessers befestigen, bevor diese
mit Hilfe eines nichtleitenden Kunststoffes vergossen bzw. mit einer nichtleitenden
Keramik abgedeckt werden.
Ist dieser äußere Metallmantel zumindest an den Enden des Meßrohres nicht durch
den nichtleitenden Kunststoff und/oder die nichtleitende Keramik gegenüber dem
strömenden Medium abgedeckt, so sorgt dieser bei entsprechender Erdung gleich
zeitig für eine für die Funktion des Durchflußmessers maßgebliche gute Erdung.
Da aufgrund der Nähe des Meßrohres zu der Wand der angrenzenden Rohrleitung
die Immunisierung des Durchflußmessers gegen Variationen des magnetischen Wider
standes in der Umgebung des Durchflußmessers nicht in der Qualität gewährleistet ist,
wie es bei Durchflußmessern mit separaten Aufnehmerrohren gelingt, ist es vorteilhaft,
innerhalb der Meßrohrwand einen Magnetfeldsensor anzuordnen, mit Hilfe dessen
diese Immunisierung durch Messung der tatsächlichen Magnetfeldstärke und an
schließende Korrektur des Durchflußmeßwertes verbesserbar ist. Geeignete, tempera
turfeste Magnetfeldsensoren sind bereits bekannt (vgl. S.R. in't Hout, "Siliciumsenso
ren meten magnetisch veld bij 400°C" Polytechnisch tijdschrift, Mai 1996, S. 38-
39).
Um den Einfluß sich ändernder Temperaturen des strömenden Mediums auf die Meß
genauigkeit zu vermeiden, ist vorteilhafterweise innerhalb der Meßrohrwand minde
stens ein Temperatursensor angeordnet.
Da die geometrischen Maße des Meßrohres bei einer Ausgestaltung gemäß der ersten
Lehre der Erfindung nicht derart präzise vorgegeben werden können, wie es bei den
bekannten magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräten der Fall ist und da sich diese
geometrischen Maße des Meßrohres auch abhängig von äußeren Einflüssen, wie bei
spielsweise der Temperatur stärker ändern können als bei den bekannten magnetisch
induktiven Durchflußmeßgeräten, ist es vorteilhaft innerhalb der Meßrohrwand einen
Abstandssensor zur Kontrolle der Abmessungen, insbesondere des Innen
durchmessers, des Meßrohres anzuordnen, um so eine hohe Meßgenauigkeit zu ge
währleisten. Insbesondere, wenn der verwendete nichtleitende Kunststoff einen ho
hen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, sind Korrekturen anhand der
Ausgangssignale des Abstandssensors notwendig, um trotz der das Meßergebnis des
magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes beeinflussenden Änderungen in den
Abmessungen eine hohe Meßgenauigkeit zu gewährleisten. Diese Änderungen in
den Abmessungen kann man mit relativ preisgünstigen Abstandssensoren durchfüh
ren, die diese Abmessungen in Bezug auf eine starre Unterkonstruktion, beispiels
weise einen Metallmantel, messen.
Die erwähnten Magnetfeld-, Temperatur- und Abstandssensoren sind heutzutage bil
lige Standardbauteile, die die Gesamtkosten des magnetisch-induktiven Durchfluß
meßgerätes nur unwesentlich erhöhen. Es ist selbstverständlich auch der Einsatz von
weiteren Sensoren zur Kompensation systematischer Fehlerquellen möglich.
Gemäß der zweiten Lehre der Erfindung ist die hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe
dadurch gelöst, daß als Mittel zur Immunisierung des Durchflußmessers gegen Varia
tionen des magnetischen Widerstandes in der Umgebung des Durchflußmessers aus
schließlich mindestens ein Magnetfeldsensor vorgesehen ist. Dadurch, daß gemäß der
zweiten Lehre der Erfindung kein Blech für den magnetischen Rückschluß und vor
zugsweise auch kein Aufnehmerrohr bzw. kein Rohr aus Metall als Bestandteil des
Meßrohres vorgesehen ist, das Meßrohr also beispielsweise vollständig aus isolieren
dem Kunststoff besteht, ist gewährleistet, daß die Einbaulänge des in Sandwichbau
weise ausgeführten magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes gegenüber den be
kannten magnetisch-induktiven Durchflußmeßgeräten weiter reduziert werden kann
und gleichzeitig der Produktionsaufwand sinkt. Auch bei einer Ausführungsform
gemäß der zweiten Lehre der Erfindung sind in der Meßrohrwand sämtliche für die
Funktion des magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes notwendigen Bauteile
angeordnet. Als zusätzliche Bauteile kommen bei den Durchflußmeßgeräten gemäß
der zweiten Lehre der Erfindung ebenfalls in die Meßrohrwand integrierte Tempera
tursensoren oder Abstandssensoren in Frage. Auch bei dem Durchflußmesser gemäß
der zweiten Lehre der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn sich der Innendurchmesser
des Meßrohres zu den Enden des Meßrohres hin erweitert.
Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäße magne
tisch-induktive Durchflußmeßgerät auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird
verwiesen einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche,
andererseits auf die Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Ver
bindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines magnetisch-induktiven Durchfluß
meßgerätes für strömende Medien nach der ersten Lehre der Erfindung
im Schnitt,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines magnetisch-induktiven Durch
flußmeßgerätes für strömende Medien nach der ersten Lehre der Erfin
dung im Schnitt,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines magnetisch-induktiven Durchfluß
meßgerätes für strömende Medien nach der ersten Lehre der Erfindung
im Schnitt,
Fig. 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines magnetisch-induktiven Durch
flußmeßgerätes für strömende Medien nach der ersten Lehre der
Erfindung im Schnitt und
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines magnetisch-induktiven Durchflußmeßge
rätes für strömende Medien nach der zweiten Lehre der Erfindung im
Schnitt.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strö
mende Medien mit einem Meßrohr 1, mit zwei einen Magneten bildenden Magnet
spulen 2 zur Erzeugung eines senkrecht zur Meßrohrachse verlaufenden Magnet
feldes und mit einer Meßelektrode 3 dargestellt. Die dargestellte Meßelektrode 3 und
eine nicht dargestellte zweite Meßelektrode sind entlang einer senkrecht zur Meß
rohrachse und senkrecht zur Magnetfeldrichtung verlaufenden Verbindungslinie an
geordnet.
Man erkennt in Fig. 1 ohne weiteres, daß die Magnetspulen 2 in der Meßrohrwand 4
angeordnet sind. Auch die hier als galvanisch gekoppelte Meßelektroden ausgebilde
ten Meßelektroden 3 sind bis auf ihre Kontaktfläche innerhalb der Meßrohrwand 4
angeordnet.
Gemäß der ersten Lehre der Erfindung weist das Meßrohr 1 einen an den Innen
durchmesser der angrenzenden, hier nicht dargestellten Rohrleitungen angepaßten
Außendurchmesser und einen Befestigungsflansch 5 auf. Das in der Fig. 1 darge
stellte erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Durchflußmeßgerätes
weist einen in der Mitte des Meßrohres 1 angeordneten Befestigungsflansch 5 auf.
Der Befestigungsflansch 5 ist in dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbei
spiel derart ausgeführt, daß seine Dicke dem Durchmesser der Magnetspulen 2 ent
spricht. Dies ist selbstverständlich nicht zwingend, jedoch kann hierdurch die Stärke
der Meßrohrwand 4 und somit der Druckabfall über dem magnetisch-induktiven
Durchflußmeßgerät reduziert werden, da die Magnetspulen 2 teilweise in den Befe
stigungsflansch hineinragen.
In Fig. 2 der Zeichnung ist ein zweites, besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes gemäß der ersten Lehre der Erfin
dung dargestellt, wobei hier, wie in den folgenden Figuren, die gleichen Bauteile mit
den selben Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen sind. Da bei dem in Fig. 2 darge
stellten zweiten Ausführungsbeispiel sämtliche Bauteile vollständig in die Meßrohr
wand 4 integriert sind, kann der Befestigungsflansch 5, der nunmehr nur noch der
Durchführung der elektrischen Verbindungen zur Anschlußelektronik dient, noch
deutlich dünner ausgeführt werden als in dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausfüh
rungsbeispiel.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele bestehen vorteilhafter
weise vollständig aus einem nichtleitenden Kunststoff und/oder einer nichtleitenden
Keramik. Bei einer derartigen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen magnetisch
induktiven Durchflußmeßgerätes ist es besonders zweckmäßig, allerdings nicht in den
Figuren dargestellt, innerhalb des nichtleitenden Kunststoffes und/oder der nichtlei
tenden Keramik unterhalb der Oberfläche ein stabilisierendes Metallgitter zu integrie
ren.
In Fig. 3 der Zeichnung ist schließlich ein drittes Ausführungsbeispiel eines magne
tisch-induktiven Durchflußmeßgerätes gemäß der ersten Lehre der Erfindung darge
stellt. Fig. 3 zeigt nur einen Schnitt durch die obere Hälfte des Meßrohres 1. Hier ist,
wie in den Fig. 1 und 2, leicht zu erkennen, daß sich der Innendurchmesser des Meß
rohres 1 zu den Enden des Meßrohres 1 hin konisch erweitert.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel besteht die Meßrohr
wand 4 in ihrem der Rohrleitungswand 6 benachbarten Teil aus Metall, während die
Meßrohrwand 4 in der Umgebung der Meßelektrode 3 radial auf einem in der Breite
der Breite der Meßspulen 2 entsprechenden, umlaufenden Abschnitt aus einem
nichtleitenden, hier vorzugsweise mit einem Metallgitter stabilisierten Kunststoff 7
besteht, der aus strömungstechnischen Gründen ohne Versprung an der Oberfläche in
den aus Metall bestehenden Teil übergeht. Somit ist also der Metallmantel an den
Enden des Meßrohres 4 gegenüber dem strömenden Medium nicht abgedeckt und
dient als Erdungsring. Es ist vorliegend möglich, den Metallmantel als durchgehendes
Rohr oder als Rahmen auszugestalten.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind weiter innerhalb der Meß
rohrwand 4 ein Magnetfeldsensor 8, zwei Temperatursensoren 9 und ein Abstands
sensor 10 angeordnet. Auch kann ergänzend ein Blech für den magnetischen Rück
schluß vorgesehen sein.
In Fig. 3 der Zeichnung ist schließlich deutlich zu erkennen, daß der Befestigungs
flansch 5 zwischen zwei Rohrleitungsflanschen 11 der angrenzenden Rohrleitungen
eingespannt ist und somit die effektive Einbaulänge des dritten Ausführungsbeispiels
eines magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes gemäß der ersten Lehre der Erfin
dung der Dicke des Befestigungsflansches 5 entspricht.
Das in Fig. 4 der Zeichnung dargestellte vierte Ausführungsbeispiel eines magne
tisch-induktiven Durchflußmeßgerätes gemäß der ersten Lehre der Erfindung ist wie
das dritte Ausführungsbeispiel in Fig. 3 nur in einem Schnitt durch die obere Hälfte
des Meßrohres 1 dargestellt. Das vierte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von
dem dritten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß die Meßrohrwand 4
über ihre ganze Länge innen mit einem nichtleitenden Kunststoff 7 ausgekleidet ist,
und nur in ihrem der Rohrleitungswand 6 benachbarten Teil aus Metall besteht. Die
Auskleidung mit Kunststoff 7 ist bei dem vierten Ausführungsbeispiel so ausgestaltet,
daß die Dicke des Kunststoffes 7 hin zu den Enden des Meßrohres abnimmt, so daß
das gesamte Meßrohr 4 von innen ausgekleidet ist.
Abschließend zeigt die Zeichnung in Fig. 5 ein erstes Ausführungsbeispiel eines ma
gnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes gemäß der zweiten Lehre der Erfindung.
Aufgrund der Reduzierung der wesentlichen Bauteile auf die Meßspulen 2 und die
Meßelektroden 3 und aufgrund des Verzichts auf ein Blech für den magnetischen
Rückschluß ist die Einbaulänge des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels eines
magnetisch-induktiven Durchflußmeßgerätes gemäß der ersten Lehre der Erfindung
gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Durchflußmeßgeräten weiter
reduziert.
Claims (12)
1. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende Medien, mit einem Meß
rohr (1), mit einem Magneten zur Erzeugung eines zumindest im wesentlichen senk
recht zur Meßrohrachse verlaufenden Magnetfeldes und mit mindestens zwei, ent
lang einer zumindest im wesentlichen senkrecht zur Meßrohrachse und zur Magnet
feldrichtung verlaufenden Verbindungslinie angeordneten Meßelektroden (3), wobei
der Magnet und die Meßelektroden (3) innerhalb der Meßrohrwand (4) angeordnet
sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (1) einen an den Innendurchmesser
der angrenzenden Rohrleitungen angepaßten Außendurchmesser und einen Befesti
gungsflansch (5) aufweist.
2. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Befestigungsflansch (5) ungefähr in der Mitte oder an einem der
Enden des Meßrohres (1) angeordnet ist.
3. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß sich der Innendurchmesser des Meßrohres (1) zu den Enden des
Meßrohres (1) hin erweitert.
4. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (1) vollständig aus nichtleitendem Kunst
stoff und/oder nichtleitender Keramik besteht.
5. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (1) zumindest teilweise aus Metall besteht.
6. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß in den nichtleitenden Kunststoff und/oder die nichtleitende Kera
mik ein stabilisierendes Metallgitter (7) integriert ist.
7. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (1) einen äußeren Metallmantel aufweist.
8. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der äußere Metallmantel zumindest an den Enden des Meßrohres (1)
nicht durch den nichtleitenden Kunststoff und/oder die nichtleitende Keramik ge
genüber dem strömenden Medium abgedeckt ist.
9. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß innerhalb der Meßrohrwand (4) mindestens ein Magnet
feldsensor (8) angeordnet ist.
10. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß innerhalb der Meßrohrwand (4) mindestens ein Tempera
tursensor (9) angeordnet ist.
11. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Meßrohrwand (4) mindestens ein Ab
standssensor (10) angeordnet ist.
12. Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende Medien, mit einem Meß
rohr (1), mit einem Magneten zur Erzeugung eines zumindest im wesentlichen senk
recht zur Meßrohrachse verlaufenden Magnetfeldes und mit mindestens zwei, ent
lang einer zumindest im wesentlichen senkrecht zur Meßrohrachse und Magnetfeld
richtung verlaufenden Verbindungslinie angeordneten Meßelektroden (3), wobei der
Magnet und die Meßelektroden (3) innerhalb der Meßrohrwand (4) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Immunisierung des Durchflußmessers
gegen Variationen des magnetischen Widerstandes in der Umgebung des Durchfluß
messers ausschließlich mindestens ein Magnetfeldsensor (8) vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19708857A DE19708857A1 (de) | 1996-12-20 | 1997-03-05 | Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende Medien |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19653368 | 1996-12-20 | ||
DE19708857A DE19708857A1 (de) | 1996-12-20 | 1997-03-05 | Magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät für strömende Medien |
Publications (1)
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