DE2454469A1 - Induktiver durchflussmesser - Google Patents

Description

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Anm.: FISCHER & PORTER GMBH, 3401 Groß Ellershausen

Induktiver Durchflußmesser

Die Erfindung "betrifft einen induktiven Durchflußmesser für elektrisch leitfähige Flüssigkeiten mit einem dielektrisch ausgekleideten Geberrohr mit mindestens zwei Flächenmeßelektroden mit nachgeordneten Verstärkern und Anzeigemitteln sowie einer Erregerwicklung zur Erzeugung eines die Flüssigkeit durchsetzenden und an die Wertigkeit angepaßten Magnetfeldes. Solche Durchflußmesser sind aus der DT-AS 1 963 901 bekannt, bei denen die Flächenmeßelektroden in elektrisch leitendem Krontakt zur zu messenden strömenden Flüssigkeit stehen. Bei diesen Durchflußmessern sind meist sinusförmige Wechselfelder benutzt, wobei die transformatorischen Störspannungen, insbesondere die Quadraturstorspannungen, durch gesonderte Kompensationsmaßnahmen eliminiert werden müssen. Solche Quadraturstörspannungen üben exzessive Wirkungen auf die den Meßelektroden nachgeschalteten Verstärkeranordnungen auf. Durch nichtleitende Beläge (partiell oder ganzflächig die Elektrodenfläche bedeckend) auf den Meßelektroden verändert sich insbesondere bei großen Flächenmeßelektroden das Wertigkeitsfeld der Signalerfassung, so daß außerdem Nulldrift en und Meßspannungsfehler auftreten.

Zur Vermeidung der genannten Störeffekte müssen die Oberflächen der Meßelektroden durch elektrisch oder mechanisch wirkende Reinigungsvorrichtungen sauber gehalten werden. Außer dem Aufwand für solche Reinigungsvorrichtungen tritt

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als weiterer Nachteil der Umstand ein, daß ihre mechanischen Aufbauten in Zusammenwirken mit den Meßleitungen die Streukapazitäten der Signalableitung vergrößern, die als sekundäre Folge den Anwendungsbereich solcher Durchflußmesser bezüglich der zuzulassenden unteren Grenze der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeiten beschränken.

Zwar können solche Quadraturstörspannungen durch Erregung mit rechteckförmigen Wechselfeldern oder getakteten Gleichfeldern gemäß US-PS 3 550 446, US-PS 3 329 018 bzw. DT-AS 2 052 175 eliminiert werden, jedoch treten in solchen Fällen elektrochemische Unsymmetriespannungen auf, die ebenso wie Fremd-Gleichspannungen durch gesonderte Maßnahmen unwirksam gemacht werden müssen, um ein Übersteuern der besagten Verstärkeranordnungen zu vermeiden.

Die in unmittelbarem leitenden Kontakt zur strömenden Flüssigkeit stehenden Meßelektroden müssen insbesondere bei agressiven Flüssigkeiten aus entsprechend widerstandsfähigem Werkstoff bestehen, da die Abrasion der Flüssigkeit während des Betriebes zur Elektrodenzerstörung führen kann. Die zudem auftretende Spaltkorrosion und Spaltkristallisation in den Elektrodendurchführungen durch das Geberrohr beeinträchtigen die Betriebssicherheit und Lebensdauer solcher Geber merklich.

Aus der DT-PS 1 473 041 ist ein mit sinusförmig verlaufendem hochfrequentem Wechselfeld erregter Durchflußmesser mit mindestens zwei Flächenmeßelektroden und diesen zugeordneten Flächenschirmelektroden bekannt, der zur Messung sowohl nichtleitender als auch beliebig stark leitender Flüssigkeiten dient. Bei Messung dielektrischer Flüssigkeiten ist die Elektrodenanordnung durch die dielektrische Auskleidung des Geberrohres gegen die Flüssigkeit abgedeckt. Diese Auskleidung bildet zusammen mit der dielektrischen Flüssigkeit das Dielektrikum eines Kondensators, dessen Beläge durch die Flächenmeßelektroden gebildet sind. Bei solchen Durchfluß-

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messern "können kapazitive Einstreuungen das Meßergebnis verfälschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfacher aufgebauten, wartungsarmen Durchflußmesser der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem keine Reinigungsvorrichtungen benötigt sind, weder Quadraturstorspannungen, NuIldriften, Meßspannungsfehler noch elektrochemische unsymmetrie spannungen bzw. Influenzspannungen auftreten sowie keine Fremd-Gleichspannungen oder kapazitive Einstreuungen meßverfälschend wirken können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß die durch die dielektrische Auskleidung von der mindestens eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Flüssigkeit galvanisch getrennten Flächenmeßelektroden über eine hochohmige Verstärkeranordnung, eine relativ niederfrequent getaktete erste Schaltvorrichtung und ein nachgeordnetes Auswertenetzwerk mit den Anzeigemitteln verbunden sind und daß die Erregerwicklung durch eine mit der ersten Schaltvorrichtung synchron getaktete zweite Schaltvorrichtung nur während der mit relativ niedriger Frequenzfolge auftretenden Feldstärkeabschnitte an Spannung gelegt ist, bei denen d0/dt■= 0 ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltung und

Fig. 2 den zeitlichen Feldverlauf.

Ein von der zu messenden Flüssigkeit mit einer beispielsweise geringen Leitfähigkeit durchströmtes metallisches G-eberrohr

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weist diametral in bekannter Weise innerhalb einer dielektrischen Auskleidung 4 eingebettete Flächenmeßelektroden 5 und zugeordnete Flächenschirmelektroden 9 auf, die sämtlich dadurch von der Flüssigkeit galvanisch getrennt sind. Zwei in Reihe geschaltete Spulen der Erregerwicklung 2 ergeben ein Wertigkeitsangepaßtes Magnetfeld φ durch das Geberrohr 3. Das magnetische Wechselfeld von relativ niedriger Frequenz wird gemäß Fig. 2 getaktet, so daß nur die Feldabschnitte I und II zur Wirkung kommen, bei denen d$/dt = G ist. Hierzu ist die Erregerwicklung über einen Gleichrichter 10 an die Sekundärseite eines Übertragers 11 angeschlossen, dessen Primärseite über eine getaktete Schaltvorrichtung 1 an Netzspannung gelegt. Die Schaltvorrichtung 1 wird in an sich bekannter Weise synchron mit einer verstellbar getakteten Schaltvorrichtung 7 betrieben, die zwischen dem Ausgang einer hochohmigen Verstärkeranordnung 6 mit etwa 10 Vj_ Eingangswiderstandswert und dem Eingang eines Auswertenetzwerkes 8 liegt, dessen Ausgangsgröße ein Meß- oder Anzeigegerät 12 speist. Die Eingänge der Verstärkeranordnung 6 sind mit den Flächenmeßelektroden 5 verbunden. Um die betreffenden Yerbindungsleitungen sind koaxiale Abschirmungen bis zur Verstärkeranordnung vorgesehen, die einerseits mit den Flächenschirmelektroden 9 verbunden sind, andererseits auf die Ausgänge der Verstärkeranordnungen rückgekoppelt sind. Die Schaltvorrichtungen 1 und 7 stellen während der Zeitabschnitte dJZf/dt = 0 die Verbindung mit dem Netz bzw. der Verstärkeranordnung 6 her und bilden dabei die Meßwertbereiche I und II, aus deren Signalinhalt das Auswertenetzwerk 8 einen passenden Ausgangswert für das Meß- oder Anzeigegerät 12 bildet, z.B. einen Strom im Bereich von 0 bis 20 mA.

3 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims (3)

FP 74/9 Patentansprüche

1.) Induktiver Durchflußmesser für elektrisch leitfähige Flüssigkeiten mit einem dielektrisch ausgekleideten Geberrohr . mit mindestens zwei Flächenmeßelektroden mit nachgeordneten Verstärkern und Anzeigemitteln sowie einer Erregerwicklung zur Erzeugung eines die Flüssigkeit durchsetzenden und an die Wertigkeit angepaßten Magnetfeldes, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die dielektrische Auskleidung von der mindestens eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisenden Flüssigkeit galvanisch getrennten Flächenmeßelektroden (5) über.eine hochohmige Verstärkeranordnung (6), eine relativ niederfrequent getaktete erste Schaltvorrichtung (7) und ein nachgeordnetes Auswertenetzwerk

(8) mit den Anzeigemitteln (12) verbunden sind und daß die Erregerwicklung (2) durch eine mit der ersten Schaltvorrichtung (7) synchron getaktete zweite Schaltvorrichtung (1) nur-wahrend der mit relativ niedriger Frequenzfolge auftretenden Feldstärkeabschnitte an Spannung gelegt ist, bei denen d0/dt = 0 ist.

2. Durchflußmesser nach Anspruch -1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (2) über einen Gleichrichter (10) an die Sekundärwicklung eines Übertragers (11) angeschlossen ist, dessen Primärwicklung über die zweite Schaltvorrichtung (1) an Netzspannung angeschlossen ist.

3. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flächenmeßelektrode (5) eine von der Flüssigkeit galvanisch getrennte Flächenschirmelektrode

(9) zugeordnet ist und diese über eine die Meßelektrodenzuleitung zum betreffenden Eingang der Yerstärkeranordnung (6) abschirmenden koaxialen Schirmleitung mit dem jeweiligen Ausgang der Verstärkeranordnung rückgekoppelt ist.

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