DE2212334C3

DE2212334C3 - Induktiver Strömungsmesser für elektrisch leitfähige Medien

Info

Publication number: DE2212334C3
Application number: DE19722212334
Authority: DE
Inventors: Broder Ing.(grad.) 3401 Settmarshausen; Kiene Wilfried Ing.(grad.) 3514 Hedemünden Ketelsen
Original assignee: Fischer & Porter GmbH, 3400 Göttingen
Filing date: 1972-03-15
Publication date: 1977-12-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen induktiven Strömungsmesser für leitfähige Medien mit einem unmagnetischen, elektrodenbestückten und innenseitig mit einer Isolierauskleidung versehenen Rohr, das senkrecht zur Strömungsrichtung und zur Elektrodenverbindungslinie von einem Magnetfeld durchsetzt ist.

Die an den Meßelektroden auftretende induzierte Signalspannung U hängt proportional außer von der Strömungsgeschwindigkeit V des Mediums noch von der Induktion B des Magnetfeldes und der elektrischen Leiterfadenlänge d zwischen den Meßelektroden ab. Bei Rohren mit kreisförmigem Querschnitt entspricht die Leiterfadenlänge ddem Durchmesser des Rohres.

Um bei kleinem Rohrdurchmesser eine ausreichende Signalspannung zu erhalten, muß die !induktion B entsprechend höher getrieben werden als bei Rohren größeren Durchmessers. Da aber wegen der Wechselbeziehung zwischen magnetischer Induktion B und elektromagnetischer Durchflutung θ die Induktion B umgekehrt proportional der magnetischen Feldlinienlänge /innerhalb des Rohres ist, die im betrachteten Fall ebenfalls g;leich dem Rohrdurchmesser d gleichzusetzen ist, ergibt sich mit abnehmendem Rohrdurchmesser — unter Voraussetzung des in der Praxis angestrebten Signalspannungsniveaues — theoretisch die Forderung, die Höhe der Induktion B hyperbolisch anwachsen zu lassen, womit einer beliebigen Erhöhung der Induktion B auf diese Weise Grenzen aufgezeigt sind. Mit dem kleineren Rohrdurchmesser werden wegen der zunehmenden Krümmung der Rohrinnenwand auch die: Schwierigkeiten einer Abdichtung der Meßelektroden gegen die Isolierauskleidung zunehmen.

Ferner können die aus der anzustrebenden Wertigkeitsverteilung B ■ W = const resultierenden Einflüsse des Strömungsprofils bei kleineren Rohrdurchmessern nicht mehr kompensiert werden, da die erforderliche Formung des Magnetfeldes wegen der kleinen Abmessungen der Erregerspulen nicht erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Strömungsmessern für kleineren Meuiumdurchsatz eine Vergrößerung der wirksamen elektrischen Leiterfadenlänge sowie eine leichter abzudichtende Rohrgeometrie im Bereich der Meßelektroden zu schaffen.

Die Lösung der Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß im Bereich der Elektroden und des Magnetfeldes konzentrisch im Rohr ein einen Ringzwischenraum für das Medium freilassender, zum Medium hin isolierter Innenkörper elektrisch leitend und starr mit dem Rohr verbunden ist.

Durch Anwendung magnetischen Werkstoffes für den Innenkörper gelingt es darüber hinaus auch eine Verkürzung der magnetischen Feldlinienlänge innerhalb des unmagnetischen Rohres zu erreichen und die Streuverluste durch »Hineinziehen« des magnetischen Flusses in das Rohr herabzusetzen, so daß ein größerer Koppelfaktor zur Meßstrecke wirksam wird Auch ergibt der Innenkörper aus magnetischem Material eine verbesserte Homogenisierung des Wertigkeitsfeldes (B- lV=const).

Durch Optimierung der Abmessungen des Rohres zum Innenkörper bezüglich Umfang und Abstand können bei einem gewünschten Querschnitt des Ringzwischenraumes als Durchflußquerschnitt optimale Verhältnisse für Leiterfadenlänge und Feldlinienlänge und damit optimale Induktionswerte erhalten werden.

Die Erfindung sei mit einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichung ist schematisch ein Querschnitt durch die Elektrodenebene des Strömungsmessers gezeigt. Das aus unmagnet'schem Werkstoff bestehende Rohr 2 ist innen mit einer von den Meßelektroden 1 durchdrungenen Isolierauskleidung 3 versehen. Im Magnetfeldbereich ist konzentrisch im Rohr 2 und symmetrisch zu den Meßelektroden ein Innenkörper 5, vorzugsweise aus magnetischem Werkstoff, durch außerhalb der Elektrodenebene angeordnete Verbindungsstreben 9 leitend und starr mit dem Rohr 2 verbunden. Der ebenso wie die Verbindungsstreben 9 strömungsgünstig ausgebildete Innenkörper ist an der Außenseite zum strömenden Medium hin mit einer Isolierhülle 4 bedeckt und läßt einen durchströmten Ringzwischenraum 6 für das Medium frei.

Das von den einen Eisenkern 7 umfassenden Erregerspulen 8 erzeugte Magnetfeld hat im Innern des Rohres nur die Länge des zweifachen Ringzwischenraumes zu durchdringen, da es innerhalb des magnetischen Werkstoffes des Innenkörpers verläuft, dessen Permeabilität wesentlich größer als der des Mediums im Ringzwischenraum ist. Die elektrische Leiterfadenlänge ist dagegen um die Differenz zwischen Umfang des Innenkörpers und dessen Durchmesser verlängert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Induktiver Strömungsmesser für leitiähige Medien mit einem unmagnetischen, elektrodenbestückten und innenseitig mit einer Isolierauskleidung versehenen Rohr, das senkrecht zur Strömungsrichtung und zur Elektrodenverbindungslinie von einem Magnetfeld durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Elektroden (1) und des Magnetfeldes konzentrisch im Rohr (2) ein einen Ringzwischenraum (6) für das Medium freilassender, zum Medium hin isolierter Innenkörper (5) elektrisch leitend und starr (9) mit dem Rohr (2) verbunden ist

2. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (5) aus magnetischem Werkstoff besteht

3. Strömungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper (5) strömungsgünstig geformt und außerhalb der Elektrodenebene mit ebenfalls strömungsgünstigen Verbindungsstreben (9) am Rohr (2) leitend gehalten ist