DE2341751A1

DE2341751A1 - Elektromagnetischer stroemungsmesser

Info

Publication number: DE2341751A1
Application number: DE19732341751
Authority: DE
Inventors: Heinz W Gruner; Charles G Heisig
Original assignee: Sybron Corp
Current assignee: Sybron Transition Corp
Priority date: 1972-08-22
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-02-28
Also published as: US3834232A; CA992147A; GB1436952A

Description

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3-3327

SYBRON CORPORATION 11oo Midtown Tower, Rochester, N.Y. I46o4 / U.S.A.

Elektromagnetischer Strömungsmesser

Die Erfindung betrifft elektromagnetische Strömungsmesser, insbesondere Strömungsmesser, in denen die Strömung in Abhängigkeit von der Spannung gemessen wird, welche in einer leitfähigen Flüssigkeit erzeugt wird, die ein Magnetfeld, senkrecht zur Richtung dieses Feldes durchfließt. Die Spannung wird von Elektroden abgenommen, welche der Flüssigkeit ausgesetzt sind. Die Flüssigkeit wird jedoch oft von Abwasser oder anderen Flüssigkeiten gebildet, welche die Elektroden verschmutzen, so daß Niederschläge aus leitfähigem Material auf den Elektroden manchmal in derartigem Maße auftreten, daß ein kontinuierlicher Stromweg zwischen den Elektroden gebildet wird, welcher eine Nebenschluss für die Span-

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nung liefert, wobei in jedem Falle die Strömungsmessung verschlechtert wird. Eine derart schädliche Ablagerung von leitfähigen Materialien ist auch zwischen den Elektroden und geerdeten Bereichen in benachbarten Rohrleitungen möglich.

Aus diesen Gründen wurden bereits Vorschläge gemacht, um eine Verschmutzung zu vermeiden oder um die Elektroden an Ort und Stelle zu reinigen, beispielsweise durch Abkratzen, durch Vibrationen oder durch andere Einwirkungen auf die Elektrode. Der vorliegenden Erfindung liegt jedoch die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung derartiger Notbehelfe eine Elektrodenausbildung in Vorschlag zu bringen, die von Haus aus nicht verschmutzt oder die genauer ausgedrückt, von einer Verschmutzung wesentlich unbeeinflußt bleibt.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Hauptanspruches gelöst.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind deshalb darin zu sehen. dafl die Elektrodenoberflächen geneigt gegenüber der Flußrichtung ausgebildet werden. Die Strömung trifft auf die Oberflächein einem Winkel von beispielsweise ;5o° auf. Die ander Oberfläche erzeugte Turbulenz führt dazu, daß eine Abscheidung von Materialien nicht begünstigt wird. Kein Element oder keine Flüssigkeit bleibt lange genug an der Elektrodenoberflache,als daß sich Feststoffe an der Oberfläche abscheiden könnten, Die Elektrode weist daher notwendigerweise eine Gestalt auf, bei der eine Lee-Seite gebildet wird, an der die Flüssigkeit stagnieren und die Feststoffe ablagern kann» Indem man jedoch nur einen kleinen Teil der Elektrodenoberfläche leitfähig macht und die restlicbsr Teile der Oberfläche nicht leitfähig gestaltet und indem man r>^r zuerst genannten Bereich so anbringt, daß der zuletzt genannte den ersteren von der Lee-Seite der Elektroden isoliert, läßt si·;;, bewirken, daß eine Verschmutzung an der Lee-Seite die Strömungsmessung nicht beeinflußt.

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Mit der Erfindung werden somit Elektroden für einen elektromagnetischen Strömungsmesser geschaffen, welche flache Oberflächen aufweisen, die in einem Winkel von ungefähr Jo⁰ zur Strömungsrichtung geneigt sind. Jede Elektrodenoberfläche besteht aus einem relativ kleinen leitfähigen Bereich, der von einem relativ großen isolierten Bereich umgeben ist.

jie beiliegende Zeichnung bevorzugter Ausführungsform dient der weiteren Erläuterung der Erfindung. Darin zeigen:

Fig. 1 und 2: Schnittansichten von einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrode;

Fig. J5 und 4: Ansichten entsprechend. Fig. 2, jedoch von einer

zweiten und dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrodej

Fig. 5ϊ eine schematische perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Strömungsmessers; und

Fig. 6: eine Aufsicht auf die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Elektrode.

Im folgenden soll zunächst auf Fig. 5 Bezug genommen werden. Hierin kennzeichnet das Bezugszeichen 1 allgemein einen elektromagnetischen Strömungsmesser. Der Strömungsmesser 1 besteht aus einer relativ kurzen Röhre 2, Einrichtungen 3 zur Erzeugung eines Magnetfeldes, einer Meß- und Steuerschaltung 4 sowie Elektroden 5 und 6. Die Röhre 2 ist so ausgebildet, daß sie in eine nicht gezeigte Rohrleitung zum Zwecke der üblichen Messung oder überwachung eingefügt werden kann. Bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch in Betracht gezogen, daß die Flüssigkeit in der Röhre 2 Abwasser oder ähnliches ist, welches leitende Feststoffe enthält, die an benachbarten Strukturen, wie an den Elektroden und den

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Innenwandungen der Röhre ablagern können, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten ausreichend gering sind.

Die Elektroden 5 und 6 weisen erfindungsgerräß entsprechende flache Oberflächen 7 und 8 auf, die in einem VJinkel von ungefähr Jo° gegenüber der Stroniungsrichtung in der Röhre geneigt sind, wobei diese Richtung durch den Pfeil A dargestellt ist. Die Richtung des von der Einrichtung 3 herrührenden Magnetfeldes ist durch die Linie B dargestellt (welche zwei in entgegengesetzter Richtung aufweisenden Pfeilspitzen aufweist, um anzuzeigen, daß herkömmlicher weise das Feld von einem Wechselstrom verwendet wird). Die Elektroden sind auf der Linie C angeordnet, welche längs eines Durchmessers der Röhre 2 verläuft, da die Erzeugung der maximalen Spannung senkrecht zur Strömungsrichtung und zu der Peldrichtung erfolgt.

Es sei angenommen, daß die Oberfläche 7 (und 8) und die Elektrodenstruktur im allgemeinen elektrisch nicht leitfähig sind, mit Ausnahme der Stelle 9 auf der Oberfläche 7 (und der entsprechenden Stelle auf der Oberfläche 8, die jedoch aus der Ansicht von Fig. 5 nicht ersichtlich ist, an der sie leitend ist, wobei angenommen ist, daß mit diesen leitenden Bereichen die Schaltung 4 elektrisch verbunden ist. Es ist klar, daß bei Verwendung der gezeigten Gestaltung die in Richtung A verlaufende Strömung kontinuierlich auf die Oberfläche 7 (und 8) anstößt und diese überstreicht sowie reinigt, so daß eine Verschmutzung der isolierten Teile der Oberfläche durch leitfähige Feststoffe in der die Röhre durchströmenden Flüssigkeit vermieden wird. Die Erfahrung zeigt, daß eine derartige Verschmutzung an den Lee-Seiten der Elektroden auftritt (d.h. an einer Stelle, die mit dem Bezugszeichen Io gekennzeichnet ist) und daß sich das abgeschiedene leitfähige Material von der Lee-3eite der Elektrode 6 kontinuierlich bis zur Lee-Seite der Elektrode 5 ausdehnen kann. Trotz einer derartigen Ausbreitung von einer /bscheidung von leitfähigem Material wird die zwischen den Elektroden erzeugte Spannung bei der erfindungsgenässen Ausbildung derselben so abgegriffen, als ob keine Abscheider "

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existieren würde. Der Neigungswinkel gegenüber der Strömung ist nicht besonders kritisch. Er kann zwischen Werten von 15° bis 45 variieren, ohne daß hierbei die Messung in nicht annehmbarer Weise verschlechtert wird, auch wenn ein Wert von 3o° optimal ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Elektrode 5 besteht zum großen Teil aus einem festen Metallstück 5I, das die in der Zeichnung gezeigte Gestalt aufweist und einen Überzugoder eine Plattierung 52 aus Glas, Emaille oder einem anderen elektrischen Isolierstoff trägt.

Der Überzug 52 bedeckt das Metallstück 5I vollständig mit der Ausnahme eines kleinen Bereiches desselben an der Stelle 53 und des stielartigen Elementes 5²J-. Wie in den Fig. dargestellt ist, besteht die Röhre 2 aus einem metallischen Wandungsbereich 55 (der üblicherweise nicht magnetischer korrosionsfester Stahl ist) und einer Überzugsschicht 56 (z.B. Teflon). Der Stiel 54 ist hermetisch in der Wandung 55 und in dem Überzug 56 aufgenommen, wobei ferner ein isolierender Dichtungsring 57 vorgesehen ist, um einen elektrischen Kontakt mit der Wandung 55 zu vermeiden.

Aus Fig. 2, welche im wesentlichen einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1 darstellt, ist ersichtlich, daß das leitfähige Element der Elektrodenoberfläche 7, d.h. das Teil 53,versenkt oder der vertieft angeordnet ist. Aus Fig. 3 folgt ferner, daß die Elektrode eine leicht konvex verlaufende Oberfläche 71 aufweisen kann, indem man die Isolation in dem mittleren Bereich der Oberfläche etwas dicker gestaltet, und indem man eine Art bolzenähnlichen metallischen Füllstoff als Teil des Stückes 5I ausbildet. Das leitfähige Teil der Elektrodenoberfläche kann auch in der Form eines bolzenähnlichen Elementes ausgebildet sein, dessen Kopf 73 auf der Oberfläche 74 von einem Stück 75 aus isoliertem Material freiliegt, wobei das Stück 75 aus isolierendem Material die Gestalt des Metallstückes 5I der Fig. 1 und 2 aufweist. Der Kopf 73 enthält v/eiter einen leitfähigen Stiel 76, der zur Verbindung desselben mit der Schaltung 4 dient.

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Vorstehend war jeweils auf die Verschmutzung mit leitfähigen Materialien hingewiesen worden. Es ist jedoch auch erwünscht, den leitfähigen Teil der Elektroden des Strömungsmessers frei von nicht leitfähigen 3chmutzstoffen zu halten, was ebenfalls ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist.

- Patentansprüche -

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Claims

— Ύ — Patentansprüche

1. Elektromagnetischer Strömungsmesser, gekennzeichnet durch einen Durchgang (2), wobei der Durchgang und seine Innenwandung so ausgebildet und angeordnet sind, daß in dem Durchgang eine Elektroden-verschmutzende Flüssigkeit aufgenommen werden kann und wobei der Durchgang ein Paar von Elektroden (5*6) darin aufweist, die auf der Seitenwandung und auf gegenüberliegenden Seiten des Durchganges angeordnet sind, sowie durch eine Einrichtung (3) zur Erzeugung eines Magnetfeldes in dem Durchgang, das senkrecht zu einer die beiden Elektroden (5,6) verbindenden Linie (C) und zu der Strömungsrichtung (.A) der Flüssigkeit verläuft, wobei jede der Elektroden (5*6) eine leitfähige Oberfläche (55*72,73) derart angeordnet enthält, daß sowohl die Linie (C) als auch die Strömungsrichtung (A) diese Oberfläche schneidet sowie ferner durch eine Isolationseinrichtung (52,75* 56), welche die Seitenwandung enthält, um die Elektrode (5 bzw. 6) von der Flüssigkeit elektrisch zu entkoppeln, mit Ausnahme der genannten Oberfläche (53,72,73).

2. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (7) ein aus einem leitfähigen Material und einem isolierenden Material zusammengesetzter Körper ist, wobei die Isolationseinrichtung dieses isolierende Material enthält.

3. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode auch eine isolierende Oberfläche aufweist, wobei diese isolierende Oberfläche die genannte leitfähige Oberfläche (53*72) vollständig einfaßt.

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