DE2505427A1

DE2505427A1 - Flaechige mess- und schirmelektroden fuer kapazitiven signalabgriff bei einem induktiven durchflussmesser

Info

Publication number: DE2505427A1
Application number: DE19752505427
Authority: DE
Inventors: Eggert Appel; Gottfried Geisler; Albert Seebode
Original assignee: Fischer and Porter GmbH
Current assignee: Fischer and Porter GmbH
Priority date: 1975-02-08
Filing date: 1975-02-08
Publication date: 1976-08-19
Also published as: DE2505427C3; US4019386A; DE2505427B2

Description

IT 75/2

Ana.; FISCHER & PORi¹ER GMBH, 3401 Groß Ellershausen

Flächige Meß- und Schirmelektroden für kapazitiven Signalabgriff "bei einem induktiven Durchflußmesser

Die Erfindung betrifft flächige Meß- und Schirmelektroden für kapazitiven Signalabgriff bei einem induktiven Durchflußmesser mit einem vom Meßstoff durchströmten isoliert ausgekleideten Geberrohr, in dem vom Meßstoff getrennte, an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Meßelektroden sowie quer zur Strömungsrichtung dahinter ebenfalls an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Schirmelektroden innerhalb einer dielektrischen Umhüllung angeordnet sind, aus der die koaxialen und gegenseitig isolierten Elektrodenanschlüsse jeweils zusammenarbeitender Elektroden ragen und aus dem Geberrohr herausgeführt sind.

Eine solche Anordnung ist aus der US-PS 3 274 831 sowie der entsprechenden DT-PS 1 473 041 bekannt. Mit einem solchermaßen ausgestalteten Durchflußmesser kann die Strömungsgeschwindigkeit von dielektrischen bzw. elektrisch schlecht oder gut leitenden Meßstoffen und damit die Durchflußmenge dieser Meßstoffe auf induktiver Basis mit berührungslosen kapazitivem Abgriff gemessen werden, wobei partielle Ablagerungen von Meßstoffen an der isolierenden Auskleidung des Geberrohres im Bereich der abgedeckten Meßelektroden keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben. Bei der bekannten Anordnung besteht die Isolierauskleidung des Geberrohres aus einem gesonderten, rohrförmigen Körper, an den die Meßelektroden mit ihren Außenflächen unmittelbar angrenzen. Die Rückseiten und die Seitenflächen der Meßelektroden grenzen unmittelbar an einen zweiten rohrförmigen Isolierkörper, in dem die

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Schirmelektroden allseitig eingebettet sind. Der letztgenannte, gegebenenfalls in sich homogene Isolierkörper wird von den Elektrodenanschlüssen durchdrungen, die durch das Geberrohr hindurch zu außenliegenden Eingangsverstärkern geführt sind. Die Elektrodenanschlüsse zusammenwirkender Meß- und Schirmelektroden sind koaxial angeordnet, wobei der Meßelektrodenanschluß als Draht innerhalb des rohrförmigen Schirmelektrodenanschlusses angeordnet ist. Jeder Schirmelektrodenanschluß ist nur an einer punktförmigen Stelle mit dem Ende der Schirmelektrode leitend verbunden.

Es hat sich gezeigt, daß bei der systembedingten extremen Hochohmigkeit solcher Durchflußmesser bei Druckänderungen, Vibrationen in der Rohrleitung, lemperaturänderungen und ähnlichen äußeren Einflüssen es zu erheblichen Verfälschungen des Heßergebnisses kommt, die nicht kompensiert werden können«

Untersuchungen haben ergeben, daß die Störungen durch Mikrophonieeffekte infolge Spalt- oder Rißbildung, d.h. feinste Hohlräume zwischen Elektrodenoberfläche und Dielektrika und/ oder durch geringfügige Relativbewegungen der Elektrodenanschlüsse gegen das magnetische und/oder elektrische Feld der Erregeranordnung des Durchflußmessers hervorgerufen werden und dadurch eine Messung des Volumenstromes praktisch unmöglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, jegliche Hohlraumbildung zwischen den Elektroden samt Elektrodenanschlüssen und den Dielektrikas zu vermeiden und die Elektrodenanschlüsse so zu versteifen, daß die besagte Relativbewegung zum Feld verhindert wird.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß die zusammengehörigen Meß- und Schirmelektroden zu einer starren Baueinheit durch eine homogene dielektrische Umhüllung zusammengefaßt sind, bei der die beiden steifen,

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rohrförmigen, koaxial angeordneten Elektrodenanschlüsse am Stiraumfang mit den betreffenden Elektroden mechanisch und elektrisch verbunden und der Zwischenraum von der gleichen Hasse wie die dielektrische Umhüllung homogen mit dieser ausgefüllt ist.

Eine solche Baueinheit aus zusammengehörigen Meß- und Schirmelektroden samt steifen Elektrodenanschlüssen kann in Yakuumvergußtechnik einfach und in Serie hergestellt werden, wobei durch das homogene Dielektrikum eine formsteife, hohlraum-» freie und maßhaltige Elektrodenanordnung mit formsteifen, abgeschirmten Elektrodenanschlusssn erhalten und damit die leichte Einbaumöglichkeit in das nackte metallische Geberrohr gewährleistet ist, in dem naeh dem Einbringen aller Elektrodenanordnungen nach der Erfindung die Hohlräume im Geberrohr durch Vakuumtechnik oder im Schleuderverfahren durch den gleichen Isolierwerkstoff (z.B. härtbares Gießharz) wie die Umhüllung ausgefüllt und auf diese Weise eine gleichmäßige Isolier auskleidung des G-eberrohres erhalten wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung ist im Querschnitt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und nachfolgend naher erläutert·

In ein gestrichelt angedeutetes Geberrohr 1 mit kreisförmigem Querschnitt sind z.B. zwei diametral liegende Elektrodenanordnangen 2 als Baueinheit vorgesehen, die jeweils aus einer teilkreiefSrmigen Querschnitt aufweisenden Heßelektrode 3 und einer radial im Abstand dahinter liegenden größeren teilkreisf Srmigen Schirmelektrode 4- samt aus biegesteifen Rohren bestehenden Elektrodenanschlüssen 3a und 4a innerhalb einer homogenen dielektrischen Umhüllung 5 aus härtbarem Gießharz gebildet sind. Der Heßelektrodenanschluß 3a ist an seiner Stirnseite mittig mechanisch und elektrisch mit der folien-

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artigen Meßelektrode 3, der Schirmelektrodenansehluß 4a stirnseitig entsprechend mit der ebenfalls folienartigen Schirmelektrode 4 verbunden, wobei der Schirmelektrodenanschluß 4a den Meßelektrodenansehluß 3a koaxial umgibt. Die Umhüllung 5 reicht bis in den Zwischenraum zwischen den Elektrodenanschlüssen und füllt diesen hohlraumfrei aus.

Der Meßelektrodenwinkel ctf zwischen den Außenkanten und dem Mittelpunkt des Geberrohres ist im Sinne eines optimalen Meßsignals unter Anpassung der Wertigkeit ¥ an ein angestrebtes reziprok proportionales Magnetfeld B ausgelegt.

3 Patentansprüche
1 Pigur

- 5 §09834/0144

Claims

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Patentansprüche

f 1.JFlächige Meß- und Schirmelektroden für kapazitiven Signal-— abgriff "bei einem induktiven Durchflußmesser mit einem vom Meßstoff durchströmten isoliert ausgekleideten Geberrohr, in dem vom Meßstoff getrennte, an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Meßelektroden sowie quer zur Strömungsrichtung dahinter ebenfalls an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Schirmelektroden Innerhalb einer dielektrischen Umhüllung angeordnet sind, aus der die koaxialen und gegenseitig isolierten Elektrodenanschlüsse jeweils zusammenarbeitender Elektroden ragen und aus dem Geberrohr herausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengehörigen Meß- und Schirmelektroden zu einer starren Baueinheit zusammengefaßt sind, bei der die beiden steifen, rohrförmigen, koaxial angeordneten Elektrodenanschlüsse am Stirnunfang mit den betreffenden Elektroden mechanisch und elektrisch verbunden und der Zwischenraum von der gleichen Masse wie die dielektrische Umhüllung homogen mit dieser ausgefüllt ist.
2. Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Masse in einem Arbeitsgang in Vakuumtechnik um die Elektroden und zwischen die Elektrodenanschlüsse angebracht ist.
3. Elektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßelektrodenwinkel (<&) zwischen den Außenkanten der Meßelektrode und dem Mittelpunkt des Geberrohres im Sinne einer Optimierung des Meßsignals unter Anpassung der Wertigkeit an ein reziprok proportionales Magnetfeld B gewählt ist.

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