DE2118092A1

DE2118092A1 - Magnetischer Durchflussmesser

Info

Publication number: DE2118092A1
Application number: DE19712118092
Authority: DE
Inventors: Ir Luc Yves Berchem; Gueldre Jean Martha de Edegera; Natens (Belgien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-04-14
Filing date: 1971-04-14
Publication date: 1971-10-28
Also published as: DE2118092C2; FR2086053A3; US3722274A; BE765462A; FR2086053B3; GB1294015A

Description

AGF A -GEVAERT AG LEVEEKUSEN

Magnetischer Durchflussmesser

.Priorität : Grossbritannien, den 14.April 1970, Ama.Hr.17 752/70 Geyaert-Agfa IT.Y., Mortsel, Belgien (Firmaname ab I.April 1971 in Agfa-Gevaert IT.V. geändert)

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf einen magnetischen Durchflussmesser für das Messen der Fördermenge einer durch eine Leitung fliessenden elektrisch leitenden Flüssigkeit, der mit Mitteln zur Erzeugung eines zur Strb'mungsrichtung der "betreffenden Flüssigkeit senkrecht stehenden magnetischen Wechselflusses ausgestattet ist.

Das Prinzip des erfindungsmässigen Durchflussmessers "beruht auf dem Lenzschen Gesetz, nach dem in einem sich in bezug auf ein magnetisches Feld bewegenden Leiter eine elektromotorische Kraft erzeugt wird, welche der Feldstärke, der Geschwindigkeit des bewegenden Leiters und der Länge desselben direkt proportional it. Werden sämtliche Parameter ausser der Geschwindigkeit des Leiters konstant gehalten, so erhält man eine eindeutige Beziehung zwischen der Geschwindigkeit und der durch das Feld im Leiter induzierten Spannung. Dieser Gedankengang gilt ebenfalls für den Fall, dass der bewegliche Leiter durch eine mit einem Elektrodensatz in galvanischem Kontakt stehende elektrolytische Flüssigkeit ersetzt ist.

Die "betreffende Beziehung lautet ; U « S.B.L.ν

worin TJ = die induzierte Spannung *

S = die Empfindlichkeit des Durchflussmessers,

B ■ die magnetische Feldstärke,

L ■ die Länge der Leitung,

ν ■ die durchschnittliche Geschwindigkeit der Flüssig-^β keit.

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Ist die Geschwindigkeit einheitlich über den Gesamtquerschnitt der Flüssigkeitssäule verteilt, so ist S=1 _o Erfahrungsgemäss bleibt die Empfindlichkeit S konstant, wenn die Geschwindigkeitsverteilung in der Leitung achsialsymmetrisch ist.

Diese Bedingung lässt sich in den meisten Fällen erfüllen.

Zur Vermeidung von Störungen durch Polarisationseffekte zwischen den Messelektroden ist das angewendete magnetische Feld ein Wechselfeld.

Liegen keine Gleichtaktspannung vor, d.h. Spannungen welche der Strömungsgeschwindigkeit der betreffenden Flüssigkeit nicht direkt proportional and, so ermöglicht die Messung von U eine. ' Bestimmung des Geschwindigkeitswertes ν .

In einem bekannten Durchflussmesser der betreffenden Art wird ein sogenanntes Querfeld angewendet. Ein derartiger Durchflussmesser besteht aus einem geraden, aus einem nichtleitenden Material hergestellten Rohr kreisförmigen Durchschnitts. Die zwei Messelektroden sind durch entgegengesetzte Seiten der Rohrwand gehende Platindrähte, deren Enden praktisch in der Fläche der Rohrinnenwand liegen und einen Flächeninhalt von ca. 1 mm2 haben. Das magnetische Wechselfeld lässt sich durch eine Magnetspule mit Magnetkern erzeugen, wobei das betreffende Rohr in einem Luft Zwischenraum desselben angeordnet ist«,

W Die Messelektroden, die Verbindungsdrähte zwischen denselben und die elektrolyt is ehe Flüssigkeit im Rohr bilden einen geschlossenen Kreis, worin eine Spannung durch das magnetische Wechselfeld erzeugt wird. Die Spannung wird durch die folgende Formel gegeben :

u,. - - JUi

ind δ t

und da : B β B.sin 6»t
und

und

B_odS . 0

ist 0 β 0 sin w t

GV.462 .

0 = JJ BdS <*]J B₀ sinwtdS » sin ω tJJ

7/

o ü,B 109844/1235

Daher

U. ·, = -0 ω cos ω t = 0 ω sin(cj t - %) (2)

Die induzierte Spannung U^_n(i weist also eine Phasenverschiebung von 90° in bezug auf die zwischen den Messelektroden herrschende Spannung U auf und ist dem magnetischen Felde direkt proportional, infolgedessen die beiden Spannungen durch Synchronentmodulierung leicht voneinander getrennt werden können. Andrerseits besteht die Möglichkeit die induzierte Spannung durch eine geeignete Zusammensetzung des aus der Flüssigkeit und den Messleitern bestehenden Stromkreises zurückzudringen, derart dass das Linienintegral

u_inddi -o (3)

Die zwischen den Messelektroden herrschende Spannung wird in einem Vorverstärker verstärkt. Da die Flüssigkeit, deren Fördermenge zu messen ist, zwischen den beiden Elektroden eine Impedanz von beispielsweise ca. 500 k ./^aufweisen kann, wird ein Vorverstärker mit sehr hoher Eingangsimpedanz gewählt, der möglichst dicht bei den Messelektroden angeordnet wird.

Weitere Eigenschaften eines derartigen Vorverstärkers sind erstens eine gute Unterdrückung von Gleichtaktspannutgssignalen υ ml ari'loriwdtn <-ln<: ziemlich weitgehende UneTnpfiirnir-hireit für störende Ausseneinflüsse, wie z.B. Temperatur, Feuchtigkeit und magnetische oder elektrische Felder.

Ferner ist der Polarisationsstrom der Eingangsstufe des Verstärkers zu berücksichtigen auf Grund der Tatsache, dass Gleichstrom eine möglichst niedrige und Wechselstrom dagegen eine hohe Eingangsimpedanz erfordert.

Der in der vorliegenden Patentanmeldung gebrauchte Ausdruck Gleichtaktspannung bezieht sich auf die zur Stelle der Messelektroden in bezug auf eine Referenzspannung, wie ζ-B. das Erdpotential, gemessene Spannung. Die die zu messende Flüssig keit führende Leitung ist meistens irgendwo geerdet, was nicht hindert, dass die zur Stelle der Messelektroden gemessene Spannung wegen etwaiger unerwünschter, magnetischer, kapazitiver oder galvanischer Kupplungen vom Erdpotential abweichen kann.

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BAD ORIGINAL

Der Ausdruck "Differentialspannung" bezieht sich auf die tatsächliche Spannungsdifferenz zwischen den Messelektroden. Sie ist der Geschwindigkeit und also der Fördermenge der durch die Leitung fliessenden Flüssigkeit proportional.·

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen magnetischen Durchflussmesser zum Messen der Fördermenge einer durch eine. Leitung fliessenden Flüssigkeit, wobei ein nahezu zur Strb*mungsrichtung der Flüssigkeit senkrecht stehender magnetischer Wechselfluss erzeugt wird und die Spannungsdifferenz zwischen zwei senkrecht zur Strb'mungsrichtung der Flüssigkeit und zum magnetischen Fluss angeordneten Messelektroden gemessen wird, welcher Durchflussmesser ist mit einer elektronischen Schaltung ausgestattet ist, in der ein Vorverstärker mit hohem Unterdrückungsverhältnis für die Gleichtaktspannung und hoher Eingangsimpedanz geschaltet ist, bestehend aus (1) zwei ähnlich geschalteten Operationsverstärkern mit Differentialeingängen, wobei jeder Operationsverstärker den Differentialeingang eines dritten Operationsverstärkers speist5 (2) zwei zwischen den invertierenden Eingängen der ersten zwei Operationsverstärker in Reihe geschalteten identischen Impedanzen; (3) einem vierten als Spannungsfolger geschalteten Operationsverstärker, dessen Eingang mit dem Knotenpunkt der beiden betreffenden Impedanzen verbundenp.st und dessen Ausgang über zwei Paare in Reihe geschalteter Widerstände mit den.entsprechenden nicht invertierenden Eingängen der beiden erstgenannten'Operationsverstärker verbunden ist, wobei die Knotenpunkte der vorgenannten Paare in Reihe geschalteter Widerstände über weitere Widerstände mit dem Ausgang des entsprechenden Operationsverstärkers verbunden sind, und die vorgenannten nicht invertierenden Eingänge' der beiden erstgenannten Operationsverstärker die Eingangsklemmen des betreffenden Vorverstärkers bilden und der Ausgang des dritten Operationsverstärkers den Ausgang dieses Vorverstärkers bildet.

In den folgenden Zeilen findet eine eingehende Beschreibung der Erfindung an Hand eines durch die beiliegenden Zeichnungen erläuterten Ausgestaltungsbeispiels statt, auf welchen Zeichnungen

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die Abbildung 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Dur'chflussmessers, worin ein quergericntetes magnetisches PeId erzeugt wird, schematischerweise zeigt; die Abbildung 2 das vereinfachte Schaltbild des erfindungsgemässen Vorverstärkers zeigt;

die Abbildung 3 eine Ausführungsweise des erfindungsgemässen Vorverstärkers illustriert;

die Abbildung 4 eine weitere Ausführungsweise des erfindungsgemässen Vorverstärkers illustriert;

' und die Abbildung 5 ein Blockdiagramm eines erfindungegemässen Geräts für die Bestimmung der Fördermengendifferenz einer durch eine Leitung fliessenden Flüssigkeit in bezug auf einen voreingestellten Sollwert zeigt.

Der Durchflussmesser gemäss der Abbildung 1 ist fur die Messung von Fördermengen im Messbereich von 0,1 bis 2 l/Min bestimmt. Das Messrohr hat einen Innendurchmesser von 6 mm, was zu einer Mindestgeschwindigkeit der durchfliessenden Flüssigkeit von ca. 1 m/Min führt und sich demzufolge eine gute Kompromisslösung zwischen den niedrigen Geschwindigkeiten mit Störungen hauptsächlich elektronischer Art, einerseits, und den hohen Geschwindigkeiten mit Störungen und Fehlern infolge nicht symmetrischer Strömung und Wirbelungen, anderseits, ergSfc.

Der in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Vorverstärker angewendete Durchflussmesser 85 ist mit einem lamellierten Magnetkern 84 versehen, der aus gegenseitig isolierten, miteinander verklebten, dünnen Lamellen eines ferromagnetischen Materials aufgebaut ist um die magnetischen Verluste auf ein Mindestmass zu beschränken. Die Flüssigkeit, deren Fördermenge zu bestimmen ist, fliesst durch ein Rohr 86 aus einem geeigneten masshaltigen und korrosionsbeständigen Isoliermaterial, wie z.B. Teflon (Schutzmarke) oder Glas, das an beiden Enden, d.h. an der Eintritt- und der Austrittseite, mit einem rostfreien Stahlrohr verstärkt und geschützt ist. Um die Druckverluste auf ein Mindestmass zu beschränken sind die Rohrenden konisch ausgestaltet.

Im Rohr 86 sind zwei entgegengesetzte Messelektroden 87 und 88 quer in bezug auf das magnetische Wechselfeld vorgesehen, das

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durch die zwei Polschuhe 78 und 79 des Magnetkernes 84 erzeugt wird. Um die "betreffenden Polschuhe 78 und 79 sind zwei in Reihe geschaltete Spulen 89 und 90 angeordnet, welche mit einem Strom von ca. 1-4 A "bei einer Spannung von 220 V (50 oder 60 Hz) versorgt werden. Im Luftspalt zwischen den Polschuhen 78 und und den Rohr 86 sind zwei in Reihe geschaltete Messpulen 91 und 92 zur Erzeugung eines der magnetischen Feldstärke direkt proportionalen Referenzsignals vorgesehen.

Die Anschluss drähte der Elektroden sind zusammengezwirnt und sind durch ein steifes Metallröhrchen aus dem Gerät geführt. Dieses Röhrchen dient als Hebe.l "beim Schwenken der Elektroden und deren Anschlussdnähte um die Elektrodenachse zwecks Erfüllung der Bedingung (3) : Φ V±_nrAl «0.

Die Amplitude und die Phase des erzeugten magnetischen Wechselfeldes lassen sich gemäss einem "bekannten Verfahren aus dem durch die Spulen fliessenden Strom "bestimmen. Meistens wird dafür ein Stromumformer angewendet. Dieses Verfahren führt a"ber zu gross en Fehlern infolge der im Kupfer der Leiter sowie im Eisen des Magnetkernes induzierten Wirbelströme, welche Störfelder im magnetischen Kreis erzeugen, infolgedessen die Amplitude und Phase des elektrischen Wechselstroms nicht langer massgebend für das erzeugte magnetische Feld sind. Die "betreffenden Verluste sind sehr stark temperaturabhängig. Überdies können die Wirbelströme im Eisenkern phasenverschobene Ströme induzieren, welche ihrerseits phasenverschoben magnetische Felder erzeugen.

Dies ist der Grund warum gemäss einem Kennzeichen der Erfindung die Phase und Amplitude des Feldes möglichst dicht bei den Messelektroden, d.h. möglichst dicht beim Messrohr, gemessen werden. Die Messpulen 91 und 92 sind darum auf den beiden Polschuhen 78 und 79 cLes Magnetkernes angeordnet. Da die dort indu&ierte Spannung dem Ausdruck--—*- proportional ist und 0 ■ JJ BdS, muss das Aus gangs signal erst integriert werden um ein Mass für das Feld zu geben (siehe die obige Formel 2).

Der Vorverstärker gemäss der Abbildung 2 besteht aus vier Operationsverstärkern . Die Operationsverstärker 10 und 11 haben

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Differentialeingänge und sind als gegengekuppelte Verstärker geschaltet; jeder ist zwischen seinem Ausgang und invertierenden Eingang mit einem Gegenkupplungswiderstand (20,21) ausgesiattet, der in "beiden Fällen denselben Wert hat. Die nicht invertierenden Eingänge der "beiden Verstärker 10 und 11 sind mit den Messelektroden 87 und 88 verbunden, während ihre Ausgänge mit den Differentialeingängen eines dritten gegengekuppelten Verstärkers 12 über die Widerstände 26 und 27 verbunden sind. Dieser Verstärker 12 ist mit einem Gegenkupplungs-' widerstand 80 versehen. Ein Widerstand 4-1 ist zwischen dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 12 und der Erde vorgesehen. Zwischen den invertierenden Eingängen der Verstärker 10 und 11 sind zwei gleichwertige Widerstände 24 und 25 in Reihe geschaltet, während der Knotenpunkt dieser Widerstände 24 und 25 mittels eines Kondensators 50 mit dem Eingang eines vierten, als Spannungsfolger geschalteten Operationsverstärkers 13 verbunden ist. Der Knotenpunkt dieser beiden gleichwertigen Widerstände 24 und 25 liegt an der Gleichtaktspannung, welche durch den Spannungsfolger 13» der eine niedrige Ausgangsimpedanz hat, über die gleichwertigen Widerstände 22 und 23 an den nicht invertierenden Eingängen der Verstärker 10 und 11 gegengekuppelt isto Der nicht invertierende Eingang des Spannungsfolgers 13 ist über den Widerstand 40 geerdet.

Die Wirkungsweise des Verstärkers gemäss der Abbildung 2 lässt sich folgendermassen beschreiben., Vorausgesetzt dass es sich um einen Lineartransformator handelt, lassen die Berechnungen sich gemäss dem Uberlagerungsverfahren durchführen. Die Eingangsspannung setzt sich aus der Gleichtaktspannung und der Differentialspannung zusammen.

Für die Gleichtakt spannungen gilt e-|»ep, demzufolge die beiden Differentialeingänge der Verstärker 10 und 11 den gleichen Spannungswert aufweisen. Es fliesst also kein Strom durch die Widerstände 24-25 und 20-21, und es gibt e^-epse^-e^e,-. Gleichtaktspannung wird also mit einem Verstärkungsfaktor übertragen.

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Bei einer Differentialspannung Äe=e,|-e₂ fliesst ein Strom i = ^r-— durch die Widerstände 24 und 25 und folglich eben-

2 K₂4
falls durch, die Widerstände 20 und 21, so dass

und da

^E20 ^{= R}21

gilt S₃; - e_K = i(2E_OZL +

^X24 "*" ^^20'

oder e* - e,, -.*4r~ (2E_O/L + 2R_on)

Die oTDenbescnrielDene Schaltung ermöglicht alsoclie Unterdrückung

E₂Q

der Gleichtaktspannung mit einem Faktor A= (1 +^— ) mal "besser

24-als die übliche Schaltung. A ist der Verstärkungsfaktor der Verstärker 10 und 11.

^Ε?Ω
Zum Beispiel für «=^ =100 ist 'die Unterdrückung der Gleichtakt-

24
spannung um einen Wert von 4-0 dB verbessert. Wenn z.B. der Operationsverstärker 12 eine Unterdrückung von 60 dB ermöglicht, so bewirkt der Vorverstärker gemäss der Abbildung 2 eine Unterdrückung von 100*dB. Man erhält einen Kreis für den Polarisationsstrom durch Erdung des Einganges des Verstärkers über eine niedrige ohms ehe Impedanz durch die Widerstände 22 und 23 und den Spannungsfolger 13·

Nebst einer guten'Unterdrückung der Gleichtaktspannung, ist es nicht weniger wichtig, dass hohe Eingangsimpedanzen, sowohl in Gleichtakt spannung als in Differentialspannung zur Verfügung stehen. Die Eingangsimpedanz in Gleichtaktspannung ist besonders wichtig, da die Gleichtakteingangsspannungen in den gewerblichen Anlagen meistens verhältnismässig gross sind. Die in. Gleichtakt spannung gemessenen Eingangs signale (e,. = e₂) stossen auf eine scheinbar vergrb'sserte Impedanz am Eingang des Verstärkers, da ;

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^e1 - ^e6

_{2 6}

ip = —ρ = O

2 E₂₃

d.h. mit anderen Worten dass die Scheinimpedanzen 22 und 23 bis ins Unendliche vergr'össert sind.

Eine ähnliche Impedanzerhöhung lasst sich auch für die Differentialeingangsimpedanzen erreichen. Dies ist z.B. der lall für die auf der Abbildung 3 erläuterte Schaltung. Bei der Schaltung gemäss der Abbildung 2 ist die betreffende Impedanz hauptsächlich durch die Eeihensehaltung der Widerstände 22 und 23 bestimmt. Gemäss der Ausführungsweise der Abbildung 3 werden die Widerstände 22 und 23 aus dem Knotenpunkt der Spannungsverteiler 30-28 und 31-29 gespeist, welche einerseits über die Kondensatoren 52 und 53 mit den Ausgängen der entsprechenden Verstärker 10 und 11 und anderseits mit dem Ausgang des Spannungsfolgers 13 verbunden sind. Ist A¹ = ^o ⁺ ^Q der Verteilungsfaktor der Widerstände 28 und 30, so^E28 fliesst durch den Widerstand 22 ein Wechselstrom der Stärke

Eine geeignete Wahl des Verhältnisses A'/A ermöglicht also jede willkürliche Erhöhung des Scheinwiderstandes, der sogar negativ gemacht werden kann.

Wird dafür gesorgt, dass A¹ von gleicher Grosse wie A oder etwas grosser ist, kann die Stabilität des Verstärkers nie gefährdet werden, da-die Eingangsimpedanz des Verstärkers stets positiv bleibt. Um den Messkreis der Messelektroden möglichst gering zu belasten, sind Nebenschlussimpedanzen und demzufolge ebenso Impedanzen der erforderlichen Abschirmvorrichtungen zu vermeiden.

Im Hinblick darauf sind die zwei Verbindungsdrähte zwischen den Messelektroden 87 und 83 und dem Vorverstärker einzeln abgeschirmt, wobei die Abschirmung des von der Messelektrode 87 zum

^GV"⁴⁶² 10984 47 123 5

— ΊΟ —

Verstärker 10 führenden. Leiters aus dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen 22 und 28," gegebenenfalls über einen Widerstand 32 , (Siehe Abbildung 4), gespeist wird, während die Speisung des von der Messelektrode 88 zum Verstärker 11 führenden Leiters aus dem Knotenpunkt zwischen den Widerständen 23 und 29, gegebenenfalls über einen Widerstand 33, stattfindet. Diese Massnahme hat zur Folge, dass die Schwächung des Einflusses der nebengeschalteten Kapazität der Erhöhung des Scheinwertes des Widerstandes entspricht <,. Die HF-Stabilität der Schaltung gemäs? dem Schaltbild der Abbildung 4 ist durch die Anwesenheit der beiden Widerstände 32 und 33 gesichert. Die Kapazität 5^ unterdrückt die Schwingungsneigung j sie ist derart gewählt, dass die aus den Widerständen 22 und 28, der geteilten Kapazität der Ab- · schirmung und der Kapazität 54 bestehenden Brücke sich im Gleichgewicht befindet.

Die Eigenschaften einer praktischen Ausfuhrungsweise des Vorverstärkers gemäss der Abbildung 4 im Temperaturbereich von 3O°C +20⁰C sind die folgenden :

- Verstärkung 1600 + 10 %, Reproduzierbarkeit besser als 0,1 %\

- Phasenfehler <1°;

- Eingangsimpedanz für Gleichtaktspannung ^30O M Ω;

- Eingangs impedanz für Differentialspannung ^. 300 M ß ;

- Ausgangswechselspannung : 1 mV ~~/cm3/Min +10 % bei 50 Hz;

- Ausgängsgleichspannung ^100 mV;

- Unterdrückungsverhältnis für Glebhtaktspannung: besser als 106 dB.

Die Abbildung 5 bezieht sich auf ein elektronisches Gerat 105 für die Messung der Fö'rdermengenschwankung einer durch, eine Leitung strömenden Flüssigkeit mittels einer mit dem Vorver^ stärker 103 der Abbildung 4 ausgestatteten Messvorrichtung 85

der Abbildung 1. . '

Die Messpule 93 für das magnetische Wechselfeld ist mit einem Integrator 95 und- mit einem Potentiometer 96 für etwaige Phasenkorrigierungen verbunden. Das vom Integrator 95 herrührende Signal erreicht einen Dekadenpotentiometer 98, mit dem die Fördermenge auf dem erwünschten Wert (Sollwert) eingestellt wird.

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Das Aus gangs signal des Potentiometers 98 wird samt dem schon gelegentlich im Teil 99 standardisierten und geeichten Ausgangssignal des erfindungsgemässen Vorverstärkers 103 an einen Differentialverstärker 100 weitergegeben.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäss der Abbildung-5 lässt sich, folgendermassen erklären. Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 103 ist TLj₀^=S¹ .B.ν . in der S^! eine Konstante ist. Verstärkung und Integrierung der Ausgangs spannung 93 Messpule geben einen ¥ert, der dem magnetischen Wechselfeld direkt proportional ist : TJq,-=K.B, in der K ein Proportionalitatsfaktor ist.

Dieser Faktor lässt sich mit dem Dekadenpotentiometer 98 derart regeln, dass z.B. TIqO=S¹.ν -B, in der ν = der erwünschte Gesclawindigkeitswert, welcher der Fördermenge proportional ist, und S'.ν = ot„E, in der « der Verteilungsfaktor des Potentiometers ist.

Die. Signale U^₀X ^xal^- ^uqr ^we:rden 3jh Differentialverstärker 100 voneinander substrahiert, wobei ^u^oO^=U1O3~^98^# Dieses Signal XL· QQ wird im Teil 101 synchron detektiert um die um '90° in bezug auf die Messpannung verschobenen- Störspannungen zu eliminieren.

Das Ausgangs signal des synchron wirkenden Detektors geht durch ein. Tief-pass-Filter 102. Das Ausgangs signal 104 der Schaltung gemass der Abbildung 5 ist der Abweichung des tatsächlichen FSr&ermengenwertes vom Sollwert proportional und lässt sich für die Steuerung eines Steuerventils für die Eeglung der Fördermenge der betreffenden Flüssigkeit anwenden.

Dieses Signal kann für Mess- und Registrierzwecke als Steuersignal für den Servoverstärker eines Potentiometer-Registriergeräts, dessen Potentiometer den Spllwerteinstellpotentiometer 98 ersetzt, angewendet werden.

Auf ahnliche Weise -lässt 'sieb, die erfindungsmässige Vorrichtung mit einem Analog-Digital-umformer mit Vorwärts- und RUckwärtszaM-er zwecks Erhaltung einer direkt ablesbaren Anzeige der FSrderr ng-e mit numerischen Anzeigerohren ausstatten,»

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Die Erfindung beschränkt sich natürlich nicht auf die obenbeschriebenen und durch die "beiliegenden Zeichnungen erläuterten Ausführungsweisen, sondern bezieht sich ebenfalls auf sämtliche Abänderungen, Ergänzungen ind Anpassungen derselben, vorausgesetzt dass sie innerhalb des durch die nachstehenden Patentansprüche definierten Erfindungsrahmens bleiben.

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Claims

Patentansprüche

©Magnetischer Durchflussmesser für das Messen -der Fördermenge einer durch eine Leitung fliessenden Flüssigkeit, wobei ein nahezu senkrecht zur Strömungsriehtung der Flüssigkeit in der Leitung stehender magnetischer Wechselfluss erzeugt wird und die Spannungsdifferenz zwischen zwei einander gegenüberstehenden, nahezu senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses und zur Strö'mungsrichtung der Flüssigkeit angeordneten Messelektroden gemessen wird, welcher Durchflussmesser mit einer elektronischen Schaltung ausgestattet ist, bestehend aus einem Vorverstärker mit hohem Unterdrückungsverhältnis für die Glebhtaktspannung und hoher Eingangsimpedanz, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorverstärker , aus den folgenden Teilen besteht :

(1) zwei ähnlich geschaltete Operationsverstärker mit Differentialeingängen, wobei jeder Operationsverstärker den Differentialeingang eines dritten Operationsverstärkers speist ,

(2) zwei zwischen den invertierenden Eingängen der ersten zwei Operationsverstärker in Reihe geschaltete identische Impedanzen, und

(3) ein vierter als Spannungsfolger geschalteter Operationsverstärker, dessen Eingang mit dem Knotenpunkt der beiden betreffenden Impedanzen verbunden ist und dessen Ausgang über zwei Paare reihengeschalteter Widerstände mit den entsprechenden nicht invertierenden Eingängen der beiden erstgenannten Operationsverstärker verbunden ist, wobei die Knotenpunkte der vorgenannten Paare reihengeschalteter Widerstände über weitere Widerstände mit dem Ausgang des entsprechenden Operationsverstärkers verbunden sind, und die vorgenannten nicht invertierenden Eingänge der beiden erstgenannten Operationsverstärker die Eingangsklemmen des betreffenden Vorverstärkers bilden und der Ausgang des dritten Operationsverstärkers den Ausgang dieses Vorverstärkers bildet.

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2. Magnetischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden betreffenden Messelektroden mittels abgeschirmter Leiter mit den Eingangsklemmen des betreffenden Vorverstärkers verbunden ,sind, wobei die Abschirmung eines jeden Leiters mit dem entsprechenden Knotenpunkt der beiden Paare reihengeschalteter Widerstände verbunden ist.
3. Magnetischer Durchflussmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die betreffenden Knotenpunkte mit Eapaz:- tivausgleich für die Stabilisierung des entsprechenden Operationsverstärkers versehen sindo
4. Magnetischer Durchflussmesser nach Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, dass er mit einer Vorrichtung zum Vergleichen des Aus gangs signal s des betreffenden Vorverstärkers mit einem Signal, das (fern Wert des magnetischen Flusses in der Flüssigkeit zwischen den Mess elektroden proportional ist, ausgestattet ist.
5· Magnetischer Durchflussmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine in einem Integrierkreis geschaltete Messpule möglichst dicht bei den zwei genannten Messelektroden angeordnet ist.
6. Magnetischer Durchflussmesser nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, dass die betreffende Vorrichtung zum Vergleichen des Aus gangs Signal s des Vorverstärkers mit einem Signal, das dem magnetischen Fluss proportional ist, ein DifferentialVerstärker ist, dessen Ausgang mit einem Synchrondemodulator verbunden ist, der die um 90° in bezug auf den magnetischen Fluss verschobenen Spannungen eliminiert.

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L e e r s e i t e