DE19831491A1

DE19831491A1 - Verfahren und Vorrichtung zur magnetisch induktiven Messung des Volumendurchflusses von Fluiden mit Permanentmagneten

Info

Publication number: DE19831491A1
Application number: DE1998131491
Authority: DE
Inventors: Gerd Stange
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-07-14
Filing date: 1998-07-14
Publication date: 2000-01-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung des Volumendurchflusses fluider Medien in Rohrleitungen beliebiger Querschnittsformen durch Auswertung der induzierten elektrischen Spannung U¶0¶, die sich zwischen zwei innerhalb des Meßrohres (4) befindlichen Elektroden (1, 1') durch Wechselwirkung eines Magnetfeldes der Induktion B mit der Strömungsgeschwindigkeit v einstellt. Die Richtungen der Induktion B, der Strömungsgeschwindigkeit v und der induzierten Feldstärke sind zueinander orthogonal. Erfindungsgemäß wird das Magnetfeld von einem Permanentmagneten (6, 6') erzeugt. Dies ist nur möglich in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, nach dem das System einseitig an einem der Koaxialanschlüsse (3 oder 3') periodisch alternierend in einem bestimmten Takt von einer Gleichspannungsquelle +-U¶p¶ aufgeladen wird, so daß sich auf der anderen Seite (3' bzw. 3) die Spannung +-U¶p¶ - U¶0¶ einstellt, die einem in einem entsprechenden Takt betriebenen Integrierer zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Integrierers ist der induzierten Spannung U¶0¶ und damit der Strömungsgeschwindigkeit proportional. Die erfindungsgemäß verwendete periodisch alternierende Ladespannung eliminiert störende elektrochemische Kontaktpotentiale und erlaubt den Verzicht auf ein magnetisches Wechselfeld, das hohe Verluste und Signalstörungen verursacht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erlaubt daher eine fast leistungslose ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des Volumendurch flusses flüssiger Medien in Rohrleitungen beliebiger Querschnittsform durch Auswertung der der Strömungsgeschwindigkeit v proportionalen, induzierten elektrischen Spannung U₀, die sich orthogonal zu den Richtungen der Strömungsgeschwindigkeit v und der Induktion B eines magnetischen Feldes einstellt, wobei zwei senkrecht zur Strömungsrichtung auf Abstand zu einander innerhalb des Meßrohres angeordnete Elektroden, ein Permanentmagnet zur Erzeu gung mindestens einer zur Strömungsrichtung und zur Ebene zwischen den Elektroden ortho gonalen Induktionskomponente und eine mit den Elektroden über Anschlüsse verbundene Steuer- und Meßschaltung zur Steuerung der periodischen Ladung und Entladung des Elek trodensystems und zur Auswertung der induzierten Spannung außerhalb des Meßrohres vor handen sind.

Magnetisch induktive Durchflußmesser sind seit langem bekannt (O. Fiedler, "Strömungs- und Durchflußmeßtechnik", R. Oldenbourg Verlag, München, Wien 1992, S. 189 ff). Sie wer den in der industriellen Durchflußmeßtechnik in einem großen Bereich von Rohrnennweiten von ca. 3 mm bis 3000 mm zur Volumendurchflußmessung von Fluiden mit einer elektrischen Mindestleitfähigkeit von ca. 1 µS/cm eingesetzt. Es ist bekannt, daß sie bei rotationssymmetri schem Strömungsprofil unmittelbar den über die Querschnittsfläche gemittelten Wert der Strömungsgeschwindigkeit angeben.

Wegen der Entwicklung störender elektrochemischer Kontaktpotentiale, die sich bei Betrieb im zeitkonstanten magnetischen Feld aufbauen, werden heute ausschließlich Systeme mit zeit lich veränderlichen Magnetfeldern verwendet. Diese unterdrücken zwar den Aufbau elektro chemischer Kontaktpotentiale wirkungsvoll, sind jedoch Quelle induktiv und kapazitiv einge koppelter Störspannungen, deren Beherrschung einen beträchtlichen schaltungstechnischen Aufwand erfordert. Darüber hinaus treten beträchtliche Verlust- und Scheinleistungen in den Wicklungen der dann erforderlichen Elektromagnete auf. Solche Systeme sind z. B. aus der USP 4 972 722 und der USP 5 121 640 bekannt.

Hier setzt die Erfindung an. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Bestimmung des Volumendurchflusses nach dem magnetisch induktiven Verfahren zu schaffen, das den Betrieb mit einem zeitkonstanten Magnetfeld erlaubt, das sehr vorteilhaft leistungslos durch einen Permanentmagneten erzeugt wird. Mit modernen Magnetmaterialien aus der Gruppe der Seltenen Erden in Verbindung mit z. B. Eisen und Cobalt stehen hierfür äußerst leistungsfähige Werkstoffe zur Verfügung. Zugleich ist es Aufgabe der Erfindung, die bei zeitkonstanten Magnetfeldern störende Entwicklung von Kontaktpotentialen zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient die Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff und das Verfahren mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 7 in Verbindung mit dessen Oberbegriff Vorteil hafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Erfindungsgemäß sind zur Messung des Volumendurchflusses des Strömungsmediums ein Permanentmagnet zur Erzeugung eines homogenen Magnetfeldes mit zeitkonstanter Induktion B, sowie ein so angeordnetes Meßrohr vorhanden, daß die magnetischen Feldlinien orthogonal zur Rohrachse verlaufen, wobei im Inneren des Meßrohres orthogonal zur Rohrachse und zu den Feldlinien auf Abstand zueinander gegenüber dem Meßrohr isolierte Elektroden ange bracht sind, die vom Äußeren des Rohres über isolierte Durchführungen elektrisch zugänglich sind.

Durch Wechselwirkung des Magnetfeldes der Induktion B mit dem mit der Geschwindigkeit v strömenden Medium entsteht zwischen den Elektroden eine magnetisch induzierte Spannung U₀, die bei konstanter Strömungsrichtung im zeitkonstanten Magnetfeld eine konstante Polari tät hat und zum Aufbau elektrochemischer Kontaktpotentiale führen kann.

Erfindungsgemäß werden diese störenden Potentiale durch periodisches Umladen des aus der elektrischen Kapazität der Elektrodenanordnung, sowie den Kapazitäten zwischen den Elektroden und dem auf Erdpotential liegenden metallischen Rohrmantel bestehenden Systems von Kapazitäten eliminiert. Dazu wird mindestens eine der von außen über Durchführungen zugänglichen Elektroden periodisch in einem bestimmten Takt zunächst an eine positive Lade gleichspannung +U_p gelegt und nach Abschluß der elektrischen Aufladung von dieser abge trennt. In diesem Augenblick wird der von außen zugängliche Anschluß der jeweils gegenüber liegenden Elektrode, der auf die Spannung U_p-U₀ aufgeladen ist, auf einen Integrierer ge schaltet. Dabei findet eine Entladung der zu dieser Elektrode gehörigen Kapazität bei gleich zeitiger Integration ihrer sich zeitlich ändernden Spannung statt. Nach Abschluß der Entladung wird der Integrierer getrennt und die vorher an +U_p gelegte Elektrode nun auf die negative Ladegleichspannung -U_p geschaltet und wiederum nach Abschluß der Aufladung von dieser getrennt. Jetzt wird die sich auf dem Potential -U_p-U₀ befindliche gegenüberliegende Elek trode auf den Integrierer geschaltet. Unter fortgesetzter periodischer Wiederholung dieser Vorgänge ergibt sich am Integriererausgang ein zur doppelten induzierten Spannung 2U₀ und damit zur Strömungsgeschwindigkeit v proportionales Ausgangssignal.

Es ist ein offensichtlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß bei Wahl einer ausreichend hohen Ladegleichspannung aufgrund der periodischen der Polaritätsumkehr beide Elektroden gegenüber ihren Umgebungen einem ständigen Potentialwechsel ausreichender Höhe ausgesetzt sind, so daß der Aufbau eines elektrochemischen Kontaktpotentials verhindert wird.

Nur in Verbindung mit diesem Verfahren ergibt sich die Möglichkeit, die großen Vorteile der nach der Erfindung vorgesehenen Vorrichtung unter Verwendung eines Permanentmagne ten zur Erzeugung des Magnetfeldes zu nutzen, die vor allem darin liegen, daß der Energiebe darf bisheriger Systeme zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes vollständig entfällt und daß darüber hinaus eine entscheidende Störquelle bisheriger Systeme, die in der Einkopp lung induktiver und kapazitiver Störsignale aus dem magnetischen Wechselfeld in das Meßsy stem liegt, ebenso vollständig entfällt. Der zur periodischen Umladung erforderliche Lei stungsbedarf ist wegen der geringen Größe der beteiligten Kapazitäten von wenigen nF ver nachlässigbar.

Damit eröffnen sich Möglichkeiten batteriebetriebener Durchflußmesser ohne Einbußen an Empfindlichkeit, weil die Stärke des Magnetfeldes unverändert bleibt. Die mit modernen Ma gnetwerkstoffen (SmCo, NdFe) erreichbaren Induktionen liegen mindestens bei denjenigen hochbelasteter Elektromagnete.

Bei größeren Nennweiten ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Unterbringung des erfindungsgemäßen Permanentmagnetsystems innerhalb des Meßrohres in unmittelbarer Nachbarschaft des strömenden Mediums möglich. Es wurde gefunden, daß Magnete mit kreisringzylindrischem Querschnitt herstellbar sind, die eine opti male Nutzung des Magnetwerkstoffvolumens erlauben und die sich optimal in die bevorzugte kreiszylindrische Meßrohrform einfügen lassen.

Zusammenfassend erlaubt die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum äußerst kompakten Aufbau eines magnetisch induktiven Durchflußmessers mit vernachlässigbarem Energiebedarf.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert, in denen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch das Meßrohr mit einem außerhalb des Meßrohres liegenden Permanentmagneten, eine Umlade-, Steuer- und Meßeinrichtung und ein elektrisches Ersatz schaltbild des Meßrohres mit den vorhandenen Kapazitäten und Widerständen und die in den Formeln verwendeten Größen zeigt;

Fig. 2 ein typisches Prinzipschaltbild der Umlade-, Steuer- und Meßeinrichtung und die in den Formeln verwendeten Größen zeigt;

Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der am Anschlußpunkt 3 vorliegenden Spannung, den zeitli chen Verlauf der Spannung am Ausgang des Integrieres und die in den Formeln verwendeten Größen zeigt;

Fig. 4 einen Querschnitt durch das Meßrohr mit einem innerhalb des Meßrohres liegenden Permanentmagneten zeigt.

Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Elektroden 1, 1', die über Durchführungen 2, 2' mit den Anschlüssen 3, 3' außerhalb des aus dem Isolierkörper 4 und dem elektrisch leitfähigen, nicht ferromagnetischen Mantel 5 beste henden Meßrohres verbunden sind und den aus den beiden Halbkörpern 6, 6' bestehenden Permanentmagneten, sowie eine Umlade-, Meß- und Steuereinrichtung 7, 8, 9 und das elektri sche Ersatzschaltbild mit den im System auftretenden Kapazitäten und Widerständen. Das Rohr 4, 5 wird von dem Meßmedium mit der Geschwindigkeit in Axialrichtung durch strömt. Durch Wechselwirkung des strömenden Mediums mit dem vom Permanentmagneten erzeugten homogenen Feld der Induktion entsteht die elektrische Feldstärke

= ⊗ ,

die zu der der Strömungsgeschwindigkeit proportionalen elektrischen Spannung U₀ zwi schen den Elektroden 1, 1' führt, auf die von außen über die Anschlüsse 3, 3' zugegriffen wer den kann.

Unter der Annahme eines elektrisch leitfähigen Rohrmantels 5, der sich auf Erdpotential be findet, treten zwischen diesem und den von außerhalb des Rohres zugänglichen Anschlüssen 3, 3' die im elektrischen Ersatzschaltbild gezeigten externen Kapazitäten C_e auf, während zwi schen den Elektroden die innere Kapazität C_i herrscht, die sich parallel zu der Serienschaltung der als Spannungsquelle dargestellten induzierten Spannung U₀ und des Innenwiderstandes R_i befindet. Dieser Widerstand repräsentiert die Leitfähigkeit des Mediums.

Bei endlicher Medienleitfähigkeit wird sich die Spannung an C_i nach Maßgabe der Zeitkon stante τ_i = R_iC_i zeitverzögert auf mit der Änderung der Strömungsgeschwindigkeit v einherge hende Änderungen der induzierten Spannung U₀ einstellen. Da die innere Kapazität nur Bruchteile eines pF beträgt, erfolgt dieser Ausgleich selbst bei sehr geringen Medienleitfähig keiten von 0.2 S/cm innerhalb von weniger als 1 µs, so daß nach Ablauf dieser Zeiten mit der Spannung U₀ zwischen den inneren Elektroden zu rechnen ist. Diese Spannung ist damit zwi schen den äußeren Anschlüssen 3, 3' zugänglich. Da sie jedoch bei konstanter Strömungsrich tung in einem erfindungsgemäßen zeitkonstanten Magnetfeld immer dieselbe Polarität hat, tre ten neben dieser induzierten Spannung die Messung störende, elektrochemische Kontaktpo tentiale auf.

Es wurde gefunden, daß sich diese störenden Potentiale beseitigen lassen durch periodi sches Umladen des Systems aus Kapazitäten. Ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Umladeschaltung 7, gemeinsam mit einer Steuer- 9 und Auswerteschaltung 8, ist in Fig. 2 gezeigt. Durch periodisches Anschalten einer der Elektroden (1' an Anschluß 3' in Fig. 2) an eine Prüfspannungsquelle der Umladeschaltung 7 mit einer gegenüber Erdpotenti al positiven bzw. negativen Gleichspannung +U_p bzw. -U_p, nimmt diese Elektrode das Potential +U_p bzw. -U_p, an, während die gegenüberliegende Elektrode (1 an Anschluß 3 in Fig. 2) das Potential +U_p-U₀ bzw. -U_p-U₀ annimmt. Wird nun nach jedem dieser Umladevorgänge das System mittels des von der Steuereinrichtung 9 gesteuerten Schalters S_p von der jeweiligen Prüfgleichspannung ±U_p getrennt und gleichzeitig die Spannung der gegenüberliegenden Elek trode (Anschluß 3 in Fig. 2) über den ebenfalls von der Steuereinrichtung 9 gesteuerten Schalter S_I an einen Integrierer innerhalb der Auswerteschaltung 7 geschaltet, so entlädt sich die Kapazität C_e am Anschluß 3 über den Integrierer bei gleichzeitiger Integration der Span nung.

Der zeitliche Signalverlauf der Potentiale an Anschluß 3 sowie der Ausgangsspannung U_a am Integrierer der Auswerteschaltung 7 sind in Fig. 3 dargestellt. Diese Ausgangsspannung ist der induzierten Spannung und der Integrationsdauer und damit dem während der Meßzeit das Meßrohr durchströmenden Medienvolumen proportional.

Es ist offensichtlich, daß aufgrund der periodischen Umladung beide Elektroden gegenüber ihrer Umgebung einer Wechselspannung ausgesetzt sind, die die Ausbildung elektrochemischer Kontaktpotentiale unterbindet. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfin dungsgemäßen Verfahrens ist die freie Wahl der Höhe der Prüfspannung ±U_p, da sie in das Meßergebnis nicht eingeht. Daher läßt sie sich frei an unterschiedliche Erfordernisse bei Medi en unterschiedlicher Leitfähigkeit und sonstigen physikalischen und chemischen Eigenschaften anpassen.

Die folgenden Erläuterungen dienen der Herleitung der Beziehungen zwischen der Strö mungsgeschwindigkeit und der Ausgangsspannung des Integrierers in der Meßschaltung 7.

Nach Abtrennen der Gleichspannung ±U_p von der zugeordneten Elektrode (1' an Anschluß 3' in Fig. 2) liegt die gegenüberliegende Elektrode (1 an Anschluß 3 in Fig. 2) auf dem Poten tial ±U_p-U₀. Nach Anschluß des Integrierers innerhalb der Meßschaltung 7 entlädt sich der zugehörige Kondensator mit der Kapazität C_e mit dem Strom

in den Widerstand R_int des Integrierers. Dessen Ausgangsspannung u_a wird:

Bei hinreichender Integrationsdauer verschwindet der e-Funktions-Term auf der rechten Seite. Bei n vollständigen Umladeperioden während einer Messzeit T_mess, die der Integrations zeit entspricht, ergibt sich für die Ausgangsspannung

Darin sind die U_oi die pro Umladeperiode zweimal erfaßten induzierten Spannungen, die gemäß

U_0i= kBv_i

mit den Strömungsgeschwindigkeiten v_i zusammenhängen. Hier ist B die Induktion des permanentmagnetischen Feldes und k eine von der Geometrie der Meßanordnung abhängige Konstante. Damit wird die Ausgangsspannung des Integrierers

n Umladeperioden während der Messzeit T_mess entsprechen einer Umlade-Taktfrequenz

so daß sich der Mittelwert der Strömungsgeschwindigkeit während des Meßzeitintervalls zu

ergibt. Aus der mittleren Strömungsgeschwindigkeit läßt sich durch Multiplikation mit dem Rohrquerschnitt A des Meßrohres unmittelbar die mittlere Volumendurchflußrate bestimmen.

Die vorangehende Gleichung läßt sich umschreiben in eine Form, die die Meßempfindlichkeit ausdrückt und die als die entscheidende Systemgleichung anzusehen ist:

Hierin wurde die Meßfrequenz als Kehrwert des Meßintervalls

benutzt.

Neben den bereits beschriebenen Vorteilen der durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Permanentmagneten fast leistungslosen Durchflußmessung und der einfachen Elimination störender elektrochemischer Kontaktpotentiale zeigt die die Meßempfindlichkeit beschreibende Systemgleichung weitere besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in großer Freizügigkeit bei der Auswahl der die Empfindlichkeit bestimmenden Parameter bestehen. Au ßer der durch die Meßrohr- und die Elektrodengeometrie bestimmten Konstanten k lassen sich alle Parameter in der Systemgleichung zur Optimierung der Empfindlichkeit je nach vorgege bener Meßaufgabe heranziehen. Eine entscheidende Rolle spielt dabei die Leitfähigkeit des Fluids, die den Innenwiderstand R_i (Fig. 1) bestimmt. Es wurde gefunden, daß die durch das Produkt aus diesem Innenwiderstand und der Kapazität C_e bestimmte Zeitkonstante

τ_e = R_iC_e

höchstens etwa 1/20 des Kehrwertes der Tastfrequenz f_T betragen soll, d. h. daß gelten muß:

Mit dem Rohrdurchmesser d, der Elektrodenfläche A_e und der Medienleitfähigkeit σ gilt

so daß die Tastfrequenz

wird.

Im folgenden wird ein Zahlenbeispiel für die extreme Auflösungsfähigkeit eines mit dem er findungsgemäßen Verfahren betriebenen Durchflußmessers gegeben:
Bei einer extrem geringen Leitfähigkeit von
σ = 10^-8 S/cm, einem Rohrdurchmesser von
d = 4 cm, einer Elektrodenfläche von
A_e = 10 cm² und einer Kapazität C_e = 10 pF ergibt sich eine zulässige Tastfrequenz von
f_T = 125 Hz.

Aus der Systemgleichung ergibt sich bei Wahl von C_int= 10 pF bei einer Strömungsgeschwindigkeit von
v = 0.01 m/s als unterer technisch interessanter Meßwert, einer Meßfrequenz von
f_mess = 1 Hz, einer Induktion von
B = 1 T eine Meßspannung von
U_a = 100 mV, die bequem zu messen ist und daher noch Freiheiten zuläßt hinsichtlich der Wahl des Meßzeitintervalls, der Auflösung oder der Anpassung an noch geringere Werte der Me dienleitfähigkeit.

Diese Zahlenwerte zeigen deutlich die gegenüber bestehenden Systemen große Anpas sungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens auch an schwierigste Meßaufgaben.

Bei größeren Rohrdurchmessern ist die Unterbringung des Permanentmagneten 6, 6' inner halb des Meßrohres möglich. Fig. 4 zeigt eine entsprechende Ausgestaltung der erfindungsge mäßen Vorrichtung, deren besondere Vorteile in einer optimalen Nutzung des Permanentmag netwerkstoffs und dem möglichen kompakten Aufbau liegen.

Claims

1. Vorrichtung zur Messung der Volumendurchflußrate von Fluiden in Rohrleitungen durch Auswertung der durch die Geschwindigkeit des Strömungsmediums beeinflußten, durch ein Magnetfeld induzierten Spannung, wobei die Vorrichtung ein Meßrohr mit darin befindlichen isolierten Elektroden mit isoliert nach außen geführten Anschlüssen, einen Magnetfelderzeuger, eine Steuer- und Umladeeinrichtung zum Umladen des Elektrodensystems mit varüerbarer Fre quenz, Polarität und Spannungshöhe und eine mit beiden verbundene Meßeinrichtung aufweist, mit der durch die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums beeinflußte induzierte Spannungen zwischen den Elektroden gemessen werden können, dadurch gekennzeichnet

1. daß ein Permanentmagnet (6, 6') als Magnetfelderzeuger innerhalb oder außerhalb des Meßrohres vorhanden ist, der im freien Strömungsquerschnitt des Meßrohres ein Magnet feld erzeugt, das mindestens eine zur Rohrachse orthogonale Feldkomponente der Induktion erzeugt,
2. daß ein Meßrohr mit einem äußeren leitfähigen, nicht ferromagnetischen Mantel (5) mit mindestens zwei orthogonal zur Rohrachse und zu mindestens einer Magnetfeldkomponente auf Abstand zueinander angeordneten Elektroden (1, 1') in seinem Inneren vorhanden ist, die gegen das Meßrohr elektrisch isoliert und über Durchführungen (2, 2') isoliert nach au ßen an die Anschlüsse (3, 3') geführt sind, und
3. daß eine Umlade- (7), Steuer- (9) und Auswerteeinheit (8) vorhanden ist, mit welcher Umladeeinheit (7) das Elektrodensystem 1, 1' mindestens an einem der Anschlüsse (3, 3') mit einer von der Steuereinheit (9) variierbaren Taktfrequenz aus einer Gleichspannungs quelle mit varüerbarer Amplitude und alternierender Polarität geladen werden kann und welche Auswerteeinheit (8) die an mindestens einem der Anschlüsse (3, 3') vorliegende elektrische Spannung aufnimmt, die die durch die Strömungsgeschwindigkeit beeinflußte induzierte Spannung enthält, das Zeitintegral der an mindestens einem der Anschlüsse (3, 3') gemessenen Spannung bildet und auf deren Grundlage die Volumendurchflußrate be stimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (6, 6') ein homogenes Dipolfeld erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (6, 6') eine kreisringzylindrische Form hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1, 1') über koaxiale Durchführungen (2, 2') nach außen an die Anschlüsse (3, 3') geführt werden, wobei die Innenleiter jeweils mit den Elektroden und die Außenleiter jeweils mit dem leitfähi gen äußeren Rohrmantel (5) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umladeeinrichtung (7) und die Meßeinrichtung (8) jeweils beide beidseitig an den Anschlüssen (3, 3') vorhanden sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Anschlußpunkten (3, 3') und dem auf Erdpotential befindlichen Rohrmantel (5) vorhandenen Kapazitäten C_e durch hinzugeschaltete Kapazitäten beliebig veränderbar sind.

7. Verfahren zur Messung der Volumendurchflußrate von Fluiden in Rohrleitungen durch Auswertung der durch die Geschwindigkeit des Strömungsmediums beeinflußten, durch ein zeitkonstantes Magnetfeld zwischen mindestens zwei Elektroden innerhalb eines Meßrohres induzierten Spannung, wobei durch eine von einer Steuereinrichtung gesteuerte Umladeein richtung das Elektrodensystem mit einer Umladespannung variierbarer Frequenz und Höhe bei periodisch alternierender Polarität gespeist und die sich einstellenden Elektrodenpotentiale, die die von der Geschwindigkeit beeinflußte induzierte Spannung enthalten, von einer Meßein richtung aufgenommen und ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet,

1. daß ein Meßrohr mit einem äußeren leitfähigen, nicht ferromagnetischen Mantel (5) mit mindestens zwei orthogonal zur Rohrachse und zu mindestens einer Magnetfeldkomponente auf Abstand zueinander angeordneten Elektroden (1, 1') in seinem Inneren vorhanden ist, die gegen das Meßrohr elektrisch isoliert und über Durchführungen (2, 2') isoliert nach au ßen an die Anschlüsse (3, 3') geführt sind,
2. daß ein zeitkonstantes Magnetfeld von wenigstens einem Permanentmagneten (6, 6) mit wenigstens einer zur Rohrachse und zum Abstand zwischen den Elektroden (1, 1') ortho gonalen Komponente so erzeugt wird, daß das zeitkonstante Feld im Inneren des Rohres zwischen den Elektroden vorhanden ist,
3. daß an wenigstens einen der Anschlüsse (3, 3') eine von einer Steuereinheit (9) gesteuerte Umladeeinheit (7) angeschlossen ist, die das Elektrodensystem mit seinen Kapazitäten und Widerständen periodisch an eine Umladespannung mit varüerbarer Frequenz und Höhe al ternierender Polarität so schaltet, daß die Elektroden (1, 1') einem periodisch wechselnden Potential ausreichender Höhe gegenüber ihrer Umgebung ausgesetzt sind, daß die Messung störende chemische Kontaktpotentiale unterdrückt werden, und
4. daß an wenigstens einen der Anschlüsse (3, 3') eine von einer Steuereinheit (9) gesteuerte Meß- und Auswerteeinheit (8) angeschlossen, die dort vorliegende Spannung gemessen und integriert wird und aus dem integrierten Signal die Strömungsgeschwindigkeit mittels einer vorgegebenen Abhängigkeit bestimmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als vorgegebene Abhängigkeit die Beziehung
verwendet wird, wobei ua die Ausgangsspannung des Integrators der Meßeinrichtung (8), v die über den Zeitraum T_mess = 1/f_mess gemittelte Strömungsgeschwindigkeit, f_mess, die Messfre quenz, f_T die Tastfrequenz C_e die externe Kapazität zwischen den Meßpunkten (3 bzw. 3') und Erde, C_int die Kapazität über dem Integrierer, k eine von der Meßrohr- und Elektrodengeome trie abhängige Konstante und B die magnetische Induktion ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als vorgegebene Abhängigkeiten experimentell ermittelte Eichkurven verwendet werden.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umladung und die Messung an beiden Anschlüssen (3, 3') erfolgen.