DE2040682B2

DE2040682B2 - Inductive flowmeter transducer for pipe flange mounting - has screened magnet and coil embedded in plastics insulating tube

Info

Publication number: DE2040682B2
Application number: DE19702040682
Authority: DE
Inventors: Broder 3401 Settmarshausen; Grosch Hermann 3400 Gottingen Ketelsen
Original assignee: Fischer & Porter GmbH, 3400 Göttingen
Priority date: 1970-08-17
Filing date: 1970-08-17
Publication date: 1977-09-15
Also published as: DE2040682A1; DE2040682C3

Abstract

The inductive flowmeter comprises a tubular transducer insert clamped between pipe flanges (1, 2) by tie-rods (3). The inside bore of the transducer corresponds with that of the pipe. The insert is constructed from plastics insulating material (4) in which is embedded diametrically-opposed electrodes (10) which pass through a tubular magnetic lamination assembly (5) also embedded in the insulator. Exciter coils (7) are laid in grooves in the magnet core parallel to the longitudinal axis of the tube. The ends of the windings are shielded from external magnetic effects by ring cores (12) connected to tubular cores surrounding the magnet assembly (11). This construction also reduces the effects of possible eddy current generation.

Description

4040

Die Erfindung betrifft einen induktiven Durchflußmesser mit einem in einer vom Medium durchströmten Rohrleitung zwischen Gegenflanschen deren benachbarter Rohrleitungsteile lösbar gehaltenem Meßrohr aus isolierendem Kunstharz, in dem magnetfelderzeugende Erregerspulen und ein ringförmiger lamellierter magnetischer Rückschluß vollständig eingebettet und zwei das Meßrohr und den Rückschluß durchdringende, diametral zueinander und senkrecht zur Magnetfeld- so richtung angeordnete Elektroden in Berührung mit dem Medium gehalten sind.The invention relates to an inductive flow meter with a medium through which the medium flows Pipeline between counter flanges whose adjacent pipeline parts are detachably held measuring tube Made of insulating synthetic resin, in which magnetic field generating excitation coils and an annular laminated magnetic yoke completely embedded and two the measuring tube and the yoke penetrating, electrodes arranged diametrically to one another and perpendicular to the direction of the magnetic field are in contact with the Medium.

Ein Durchflußmesser dieser Art ist aus der US-PS 06 569 bekannt. Dabei ist das in der genannten Weise ausgestaltete und ausgestattete Meßrohr aus isolierendem Kunstharz vom Druck innerhalb der Rohrleitung entlastet und hierzu mit seinem einzigen stirnseitigen Flansch zwischen den Gegenflanschen zweier benachbarter metallischer Rohrleitungsteile eingespannt gehalten, die einen größeren Innendurchmesser als das Meßrohi aufweisen und von denen der eine Rohrleitungsteil das Meßrohr mit Abstand umgibt Die Rohrleitungsteile können in üblicher Weise als außenliegende Tragrohre aus ferromagnetischem Werkstoff bestehen und übernehmen dann zusammen mit den ⁶S Schraubbolzen an den besagten Gegenflanschen einen wenn auch geringeren Teil des magnetischen Rückflusses, was zur Wirbelstrombildung und diesen Teilen und damit zu unerwünschten Wirbelstromverlusten führt und eine Rückwirkung auf das Magnetfeld der Erregerspulen ergibt.A flow meter of this type is known from US Pat. No. 06,569. The measuring tube made of insulating synthetic resin, designed and equipped in the above-mentioned manner, is relieved of pressure within the pipeline and for this purpose is held clamped with its single end flange between the counter flanges of two adjacent metallic pipeline parts which have a larger inner diameter than the measuring tube and of which one Pipeline part surrounds the measuring tube at a distance The pipeline parts can consist of ferromagnetic material in the usual way as external support tubes and then take over, together with the ⁶ S screw bolts on the said counter flanges, an albeit smaller part of the magnetic return flow, which leads to eddy currents and these parts and thus to leads to undesirable eddy current losses and has an effect on the magnetic field of the excitation coils.

Bei zwar nur relativ geringer Beeinträchtigung der Magnetfeldstärke können durch relativ geringe Formund Lageänderung der Magnetfeldlinien durch diese Teile, die insbesondere durch Streulinien hervorgerufenen und auf dem Prüfstand abgeglichenen transformatorischen Störspannungen so stark verändert werden, daß Fehlmessungen auftreten, bzw. ein Abgleich eines angeschlossenen Kompensationsverstärkers nicht mehr möglich ist.With only a relatively small impairment of the magnetic field strength, relatively small shape and Change in position of the magnetic field lines caused by these parts, which are caused in particular by scatter lines and transformer interference voltages balanced on the test bench are changed so much that Incorrect measurements occur or an adjustment of a connected compensation amplifier is no longer possible is possible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, induktive Durchflußmesser ohne solche Trägerrohrstücke mit Flanschen zu ermöglichen, bei denen eine Beeinträchtigung des Magnetfeldes der Erregerspule und das Auftreten von Wirbelströmen verhindert wird und keine Einschnürung des Querschnitts im Meßrohrbereich in Kauf genommen werden muß.The invention is based on the object of using inductive flow meters without such support pipe pieces To enable flanges in which an impairment of the magnetic field of the excitation coil and the Occurrence of eddy currents is prevented and no constriction of the cross section in the measuring tube area must be accepted.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß das Meßrohr an seinen beiden Stirnseiten unbeansprucht von Zugankern zwischen den Gegenflanschen eingespannt ist, daß der Rückschluß als ein aus Magnetblechen in axialer Richtung geschichtetes Blechpaket ausgebildet ist, das an der Innenwand mit achsparallelen Längsnuten versehen ist für die achsparallelen Teile der Erregerspulen, und daß die radial außerhalb der Innenbohrung des Blechpaketes liegenden Spulenköpfe der Erregerspulen umfangs- und stirnseitig von an die Stirnseiten des Blechpaketes angrenzenden magnetischen Abschirmanordnungen umgeben sind, die im Meßrohr eingegossen sind. Das Meßrohr mit dem Blechpaket, den Erregerspulen mit den Abschirmanordnungen und den Elektroden ist als Baueinheit zwischen die sie radial überragenden Gegenflansche der Rohrleitungsteile eingebracht und durch die Gegenflansche anpressende durchgehende Zuganker an die Gegenflansche dicht angedrückt gehalten.This object is achieved according to the invention in that the measuring tube is connected to both of its End faces unstressed by tie rods clamped between the counter flanges that the conclusion as a laminated core is formed from magnetic sheets in the axial direction, which is attached to the inner wall with axially parallel longitudinal grooves is provided for the axially parallel parts of the excitation coils, and that the radial Outside the inner bore of the laminated core lying coil heads of the excitation coils circumferentially and on the end face of magnetic shielding arrangements adjoining the end faces of the laminated core are surrounded, which are cast in the measuring tube. The measuring tube with the laminated core, the excitation coils with the shielding arrangements and the electrodes is a structural unit between them protruding radially Counter-flanges of the pipeline parts are introduced and continuous through the counter-flanges Tie rods are held tightly pressed against the mating flanges.

Zum leichteren Einpassen und Ausrichten kann das Meßrohr mit durchbrochenen Flanschen versehen sein, die von den durchgehenden Zugankern beanspruchungslos durchdrungen sind.For easier fitting and alignment, the measuring tube can be provided with perforated flanges, which are penetrated without stress by the continuous tie rods.

Das Meßrohr aus isolierendem Kunstharz weist einen zylinderförmigen Durchlaß mit dem Rohrleitungsinnendurchmesser entsprechendem Durchmesser auf, wogegen seine äußere Kontur kreisförmig oder eckig ausgeführt sein kann entsprechend der Form des Blechpaketes, der Spulenköpfe der Erregerspulen und deren Abschirmanordnungen. Das Meßrohr ist mit einfachen Mitteln und schnell den Erfordernissen entsprechend im Gießverfahren an die jeweiligen Rohrleitungen angepaßt herstellbar.The measuring tube made of insulating synthetic resin has a cylindrical passage with the inner diameter of the pipe corresponding diameter, whereas its outer contour is circular or angular can be designed according to the shape of the laminated core, the coil heads of the excitation coils and their shielding arrangements. The measuring tube is simple and quick to meet requirements can be produced accordingly in the casting process, adapted to the respective pipelines.

Eine besonders günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die beiden Spulenköpfe am Umfang von je einem an das Blechpaket angrenzenden, gewickelten Rohrkern und stirnseitig von je einem an diesen grenzenden geschichteten Ringkern eingefaßt sind Da somit die Erregerspulen auch an den Spulenköpfen nach außen gegen magnetisierbar benachbarte Konstruktionsteile (Rohrleitung, Zuganker u. a.) abgeschirmt sind, bleibt das Magnetfeld formstabil.A particularly advantageous embodiment of the invention is that the two coil heads on the circumference of one wound tube core adjoining the laminated core and one on each end These adjoining layered toroidal core are bordered As thus the excitation coils also to the Coil heads to the outside against magnetizable neighboring construction parts (pipeline, tie rod are shielded, the magnetic field remains dimensionally stable.

Die Erfindung wird in einem Ausfuhrungsbeispiel anhand der Zeichnung nachfolgend erläutertThe invention is explained below in an exemplary embodiment with reference to the drawing

Zwischen die Geger.flansche la und 2a zweier Rohrleitungsteile 1 und 2 aus ferromagnetischem Material ist ein Meßrohr 4 aus isolierendem Kunstharz eingefügt, gegen das stirnseitig durch Zuganker 3 ausBetween the opposing flanges la and 2a two Pipeline parts 1 and 2 made of ferromagnetic material is a measuring tube 4 made of insulating synthetic resin inserted, against the front side by tie rod 3 from

Stahl die Gegenflansche la, 2a angepreßt sind.Steel the counter flanges la, 2a are pressed.

Das Meßrohr 4 hat einen zylinderförmigen Innendurchlaß, aus dem die Elektroden 10 ragen und in das ein geschichtetes rohrförmiges Blechpaket 5 eingebettet ist. Die Elektrodenschäfte durchdringen die Wand des Blechpaketes und des umgebenden Kunstharzes nach außen. In Längsnuten des Blechpaketes 5 sind Erregerspulen mit ihren rohrachsparallelen Teilen eingebettet. Ihre Spulenköpfe 6, 7, 8,9 sind in radialer Richtung aus dem Bereich der Innenbohrung gebracht ι ο und im Meßrohr 4 eingebettet, das eine beliebige äußere Kontur aufweisen kann.The measuring tube 4 has a cylindrical inner passage, from which the electrodes protrude and in which a layered tubular laminated core 5 is embedded. The electrode shafts penetrate the wall of the laminated core and the surrounding synthetic resin Outside. Exciter coils with their parts parallel to the tube axis are located in longitudinal grooves of the laminated core 5 embedded. Your coil heads 6, 7, 8,9 are radial Direction brought from the area of the inner bore ι ο and embedded in the measuring tube 4, which is an arbitrary outer May have contour.

Um eine Formbeeinflussung des Magnetfeldes durch die Gegenflansche la, 2a und die Zuganker 3 auszuschließen, werden die Spulenköpfe 6, 7, 8, 9 nach außen magnetisch abgeschirmt. Die Spulenköpfe 6 und 7 sind hierzu am Umfang von einem an das Blechpaket 5 angrenzenden gewickelten Rohrkern U und stirnseitig von einem an diesen angrenzenden geschichteten Ringkern 12 aus magnetisierbarer!! Material eingefaßt und die gesamte Anordnung in das Meßrohr eingebettet. In order to influence the shape of the magnetic field by the counter flanges la, 2a and the tie rods 3 excluded, the coil heads 6, 7, 8, 9 are magnetically shielded from the outside. The coil heads 6 and 7 are for this purpose on the circumference of a wound tubular core U adjoining the laminated core 5 and on the end face from a layered toroidal core 12 adjoining this magnetizable !! Edged material and the entire arrangement is embedded in the measuring tube.

Dabei ist es aus räumlichen und Abschirmungsgründen besonders vorteilhaft, den Rohrkern 11 und den nutenlosen, gleiche radiale Abmessungen wie das genutete Blechpaket 5 aufweisenden Ringkern 12 am äußeren Umfang bündig aneinandergrenzen zu lassen. Somit ist auch der magnetische Rückfluß an den Spulenköpfen weitgehend räumlich festgelegt und gegen äußere Einflüsse unempfindlich.It is particularly advantageous for spatial and shielding reasons, the tubular core 11 and the slotless, the same radial dimensions as the grooved laminated core 5 having toroidal core 12 am to let the outer circumference be flush with one another. Thus, the magnetic return flow to the Coil heads largely fixed in space and insensitive to external influences.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Inductive flow meter with a measuring tube made of insulating synthetic resin, detachably held in a pipe through which the medium flows, between * counter flanges whose adjacent pipe parts are completely embedded in the magnetic field generating excitation coils and a ring-shaped lameled magnetic yoke and two ι ο the measuring tube and the yoke penetrating, diametrically to each other and electrodes arranged perpendicular to the direction of the magnetic field are kept in contact with the medium, characterized in that the measuring tube (4) is clamped between the counter flanges (la, 2a) at its two end faces, unstressed by tie rods (3), that the yoke as an off Magnetic sheets in the axial direction layered laminated core (5) is formed, which is provided on the inner wall with axially parallel longitudinal grooves for the axially parallel parts of the excitation coils, and that the coil heads (6,7,8,9 ) the Erre gerspulen are surrounded circumferentially and at the end by magnetic shielding arrangements (11, 12) which are adjacent to the end faces of the laminated core (5) and which are cast in the measuring tube (4).

2. Flow meter according to claim 1, characterized in that each magnetic shielding order (11, 12) from a wound tube core adjoining the laminated core (5) on the end face (11) and a layered toroidal core (12) adjoining the respective tubular core.

3. Durchflußmesssr according to claim 2, characterized characterized in that the tubular core (11), the grooveless toroidal core (12) and the laminated core (5) are the same have radial outer dimensions.