DE2434864A1

DE2434864A1 - Durchflussmengenmesser mit einer magnetfeldabhaengigen widerstandsanordnung

Info

Publication number: DE2434864A1
Application number: DE2434864A
Authority: DE
Inventors: Paul Hini; Bernt Dr Paul
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-07-19
Filing date: 1974-07-19
Publication date: 1976-02-05
Also published as: FR2279073A1; GB1467574A; SE412802B; JPS5135366A; JPS5822967B2; SE7508140L; US3971253A; FR2279073B1; IT1039209B; SE7907049L

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Erlangen, den 18. 7. 1974 Berlin und München Werner-von-Siemens-Str.50

VPA 74/7562 Kin/Hnl

Durchflußmengenmesser mit einer magnetfeldabhängigen Widerstandsanordnung

Zusatz zum Patent ........... (Patentanmeldung P 2 241 095.3; VPA 72/7554)

Gegenstand des Hauptpatents (Patentanmeldung P 2 241 095.3) ist ein Durchflußmengenmesser mit einer magnetfeldabhängigen Widerstandsanordnung, die zwei Feldplatten enthält, dem Magnetfluß eines Dauermagneten angeordnet sind und deren Differenz der Widerstandswerte das Ausgangssignal bestimmt. Das Ausgangssignal ändert sich in Abhängigkeit von der relativen Lage eines ferromagnetischen Steuerkörpers zu den Feldplatten, Der im strömenden Medium beweglich angeordnete ferromagnetische Steuerkörper ändert die Güte des magnetischen Rückschlusses im Magnetkreis wenigstens einer der Feldplatten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Signalgeber des Hauptpatentes zu vereinfachen und zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Steuerkörper eine Stauplatte vorgesehen ist, deren eines Ende federnd eingespannt ist und deren anderes Ende sich mit der Strömung im Streufluß des Dauermagneten bewegt. Die Federkraft der federnden Lagerung bestimmt in Verbindung mit der Staudruckkraft des strömenden Mediums, dessen Durchflußmenge gemessen werden soll, die Amplitude der Auslenkung des Endes der Stauplatte. Die Bewegung des ferromagnetischen Endes der Stauplatte im Streufluß des Dauermagneten bewirkt eine entsprechende Flußverzerrung und damit die Änderung der Flußverteilung auf die beiden Feldplatten, die jeweils in einem

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Zweig einer Brückenschaltung angeordnet sind. Kit der Widerstandsänderung der Feldplatten erhält man ein entsprechendes Ausgangssignal der Brückensehaltung»

Die Verwendung eines federnden Biegeelementes zugleich als Stauplatte, als Rückstellfeder und als Steuerglied für den magnetischen Fluß des Dauermagneten vereinfacht die konstruktive Gestaltung des Durchflußmengenmessers -wesentlich.

Sine besonders einfache Gestaltungsforra des Durchflußmengenmessers erhält man dadurch, daß als Stauplatte eine dünne Scheibe aus gehärtetem Stahl verwendet wird, deren eines Ende an der Wandung des vom strömenden Medium durchflossenen Rohres eingespannt ist und deren anderes Ende von dem strömenden Medium aus gelenkt wird. Als Stauplatte kann vorzugsweise ein Teil einer Rasierklinge verwendet werden.

Eine weitere Lösung der vorgenannten Aufgabe besteht darin, daß als Steuerkörper eine rahmenförmige Stauplatte vorgesehen ist, welche die magnetfeldabhängige Widerstandsanordnung umgibt und deren eines Ende in das strömende Medium hineinragt. Diese Stauplatte ist an einander gegenüberliegenden äußeren Rahmenteilen derart federnd gelagert, daß mit der Bewegung ihres in die Strömung hineinragenden Teils die den Lagerpunkten benachbarten Teile der Stauplatte als Torsionsfeder wirken. Die Einspannung der rahmenförmigen Stauplatte wird vorzugsweise so gewählt, daß die Verbindungslinie der Lagerpunkte durch den Schwerpunkt des Rahmens geht.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in deren Figuren 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel eines Durchflußmengenmessers nach der Erfindung jeweils in einem Längsschnitt bzw. in einem Querschnitt dargestellt ist. Die Figuren 3» 4 und 5 zeigen jeweils einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform des Durchflußmengenmessers.

Nach Figur 1 ist in einem Strömungskanal 2 eine Stauplatte 4 angeordnet, deren oberes Ende in einem Flansch 6 eines Rohres

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8 eingespannt ist, das den Strömungskanal 2 bildet. Die Einspannung ist in der Figur als Klemmkörper 12 mit einer Schraube 14 dargestellt. An dem Flansch 6 ist ein weiterer Flansch mittels einer Schraubverbindung 18 befestigt. Die Strömung eines Mediums, dessen Durchflußmenge gemessen werden soll, ist durch Pfeile 20 angedeutet.

Das freie Ende der Stauplatte 4 bewegt sich im Magnetfluß eines Feldplatten-Signalgebers 22 mit einem Dauermagneten 24 und zwei Feldplatten 26 und 28, die jeweils auf der Stirnfläche eines höckerartigen Fortsatzes 30 bzw. 32 angeordnet sind. Die Fortsätze 30 und 32 sind mittels einer Zwischenlage 34 auf der mit N bezeichneten Polfläche des Dauermagneten 24 befestigt. Die beiden Feldplatten 26 und 28 sind elektrisch miteinander verbunden und ihr Verbindungsleiter ist mit einer Mittelanzapfung versehen. Die elektrischen Anschlußleiter sind in der Figur mit 36, 37 und 38 bezeichnet. Ein derartiger Feldplatten-Signalgeber 22 ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 238 525 (VPA 72/1238).

In der Ausführungsform eines Durchflußmengenmessers nach Figur 2 ist als Stauplatte 4 eine Hälfte einer Rasierklinge vorgesehen, deren oberes Ende in einer Ausnehmung 40 des Flansches 6 eingespannt ist und deren unteres freies Ende sich mit der Strömung im magnetischen Fluß des Signalgebers 22 bewegt. In dieser Ausführungsform des Durchflußmengenmessers wird somit die Stauplatte 4 zugleich als Feder und ferromagnetischer Steuerkörper verwendet. Für die Funktion des Durchflußmengenmessers würde es genügen, wenn lediglich das untere Ende der Stauplatte 4 aus ferromagnetischem Material bestehen v/ürde.

Die beiden Feldplatten 26 und 28 bestehen aus einem Verbindungshalbleiter, insbesondere Indium-Antimonid, das vorzugsweise noch parallel zueinander ausgerichtete Einlagerungen einer zweiten kristallinen Phase aus elektrisch gut leitendem Material, insbesondere Nickel-Antimonid, enthalten kann. In der Ruhelage der Stauplatte 4 soll sich deren unteres Ende beispielsweise über der Feldplatte 26 befinden, so daß der Streu-

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fluß des Dauermagneten 24 im wesentlichen nur diese Feldplatte 26 durchsetzt. Mit der Auslenkung des Endes der Stauplatte 4 durch die Strömung 20 des Mediums wird auch der Streufluß des Magneten 24 zur Feldplatte 26 verlagert, so daß praktisch der gesamte Fluß des Dauermagneten 24 die Feldplatte 28 durchsetzt, sobald sich das untere Ende der Stauplatte 4 über dieser Feldplatte befindet. Mit der Erhöhung der Induktion in der Feldplatte 28 ergibt sich auch eine entsprechende Widerstandserhöhung in dieser Feldplatte und zugleich eine entsprechende Widerstandsverminderung in der Feldplatte 26. Mit dieser Widerstandsänderung erhält man ein entsprechendes Ausgangssignal am Ausgang einer in der Figur nicht dargestellten Elektronik, die in bekannter Weise aufgebaut sein kann.

In der Ausführungsform eines Durchflußmengenmessers nach Figur 3 befindet sich der Feldplattensignalgeber 22 im Ausschnitt einer rahmenförmigen Stauplatte 44, deren oberes Ende sich innerhalb der Strömung im Rohr 2 befindet und deren unteres Ende in einem Ausschnitt 48 der Flansche 6 und 16 beweglich angeordnet ist. Die Stauplatte 44 ist an ihrem äußeren Rand mit zwei Fortsätzen 45 und 46 versehen, die an dem Flansch 6 befestigt, beispielsweise mittels einer einfachen in der Figur nicht dargestellten Schraubverbindung, eingespannt.

Mit der Strömung 20 durch das Rohr 2 wird nach Figur 4 das obere Ende der rahmenförmigen Stauplatte 44 aus seiner Ruhelage ausgelenkt und verändert damit den Magnetfluß in den Feldplatten des Signalgebers 22, der ebenfalls in dem Ausschnitt der Flansche 6 und 16 befestigt ist und dessen Anschlußleiter 36 bis 38 in der Figur angedeutet sind.

Die Fortsätze 45 und 47 können vorzugsweise jeweils über dünne Zwischenteile 46 bzw. 48 mit der Stauplatte 44 verbunden sein. Diese Zwischenteile 46 und 48 wirken mit der Auslenkung der Stauplatte 44 aus ihrer Ruhelage als Torsionsfedern. Die Lage und Anordnung der Fortsätze 45 und 47 kann vorzugsweise so gewählt werden, daß die Verbindungslinie der Fortsätze über die Zwischenteile 46 und 48 durch den Schwerpunkt der Stau-

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platte 44 geht. Diese Gestaltung hat den Vorteil, daß der Durchflußmengenmesser unempfindlich ist gegen Erschütterungen des die Strömung führenden Rohres 8 und damit der Flansche 6 und 16 j in denen der Signalgeber 22 mit der Stauplatte 44 angeordnet ist.

Mit der federnden Lagerung der Stauplatte sowohl in der Ausführungsform des Durchflußmengenmessers in den Figuren 1 und 2 als auch in der Gestaltung nach den Figuren 3 und 4 kann weder eine gleitende Reibung, beispielsweise eine Lagerreibung j noch eine ruhende Reibung auftreten, die von der als Steuerkörper dienenden Stauplatte 4 bzw. 44 zu überwinden wäre. Ein weiterer Vorteil des Durchflußmengenmessers besteht darin, daß er eine einfache konstruktive Gestaltung hat und nur aus wenigen Bauteilen besteht.

4 Patentansprüche
4 Figuren

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Claims

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Patentansprüche

Durchflußmengenmesser mit einer magnetfeldabhängigen Widerstandsanordnung, die zwei Feldplatten enthält, die im Magnetfluß eines Dauermagneten angeordnet sind, dessen Flußverteilung auf die Feldplatten das Ausgangssignal bestimmt, das sich in Abhängigkeit von der Lage eines ferromagnetisehen Steuerkörpers s der wenigstens z. T. in einem strömenden Medium angeordnet ist, relativ zu den Feldplatten ändert nach Patent
(Anm. P 2 241 095.3; VPA 72/7554), dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerkörper eine Stauplatte (4) vorgesehen ist₃ deren
eines Ende federnd eingespannt ist und deren anderes Ende sich mit der Strömung im Streufluß des Dauermagneten (24) bewegt
(Figuren 1 und 2).
2) Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauplatte (4) wenigstens zum Teil als Blattfeder gestaltet ist, deren eines Ende in der Wand (6, 8) des die Strömung führenden Rohres (2) eingespannt ist,
3) Durchflußmengenmesser mit einer magnetfeldabhängigen Widerstandsanordnung, die zwei Feldplatten enthält, die im Magnetfluß eines Dauermagneten angeordnet sind, dessen Flußverteilung auf die Feldplatten das Ausgangssignal bestimmt, das sich in Abhängigkeit von der Lage eines ferromagnetischen Steuerkörpers, der wenigstens zum Teil in einem strömenden Medium
angeordnet ist, relativ zu den Feldplatten ändert, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerkörper eine rahmenförmige Stauplatte (44) vorgesehen ist, welche die magnetfeldabhängige Widerstandsanordnung (22) umgibt und deren eines Ende in die Strömung hineinragt und die an einander gegenüberliegenden äußeren Rahmenteilen (45, 46 bzw. 47, 48) derart gelagert ist, daß mit der Bewegung ihres in die Strömung hineinragenden Teiles die
den Lagerpunkten benachbarten Teile (46, 48) der Stauplatte
(44) als Torsionsfeder wirken (Figuren 3 und 4).

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nachträglich
geändert

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4) Durchflußmengenmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie der Lagerpunkte der Stauplatte (44) durch den Schwerpunkt des Rahmens geht»

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