DE2505427B2

DE2505427B2 - Flaechige mess- und schirmelektrode mit kapazitivem signalabgriff fuer induktive durchflussmesser

Info

Publication number: DE2505427B2
Application number: DE19752505427
Authority: DE
Priority date: 1975-02-08
Filing date: 1975-02-08
Publication date: 1977-09-08
Also published as: DE2505427C3; US4019386A; DE2505427A1

Description

Die Erfindung betrifft eine flächige Meß- und Schirmelektrode mit kapazitivem Signalabgriff für induktive Durchflußmesser mit einem vom Meßstoff durchströmten isoliert ausgekleideten Geberrohr, in dem gegen den Meßstoff isolierte, an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Meßelektroden sowie quer zur Strömungsrichtung im Abstand dahinter ebenfalls an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Schirmelektroden angeordnet sind, die in die Zwischenräume zwischen ^₀ diesen ausfüllende dielektrische Isolierkörper eingebettet sind, aus denen mit den Meßelektroden leitend verbundene Meßelektrodenanschlüsse sowie diese koaxial umgebende rohrförmige Schirmelektrodenanschlüsse ragen, die aus dem Geberrohr herausgeführt sind, wobei auch die rohrförmigen Zwischenräume zwischen den zusammengehörigen Meß- und Schirmelektrodenanschlüssen mit bis an die Isolierkörper der

Elektroden reichenden dielektrischen Isoliermitteln

⁶⁶AUS der DT-PS14 73 041 ist ein induktiver Durchflußmesser der genannten Art zur Messung der Strömlings, eeschwindigkeit von dielektrischen oder in beliebigem Maße elektrisch leitenden Meßstoffen mit berührungslosem kapazitiven Abgriff bekannt, bei dem partielle Ablagerungen von Meßstoffen an der isolierenden Auskleidung des Geberrohres im Bereich der abgedeckten Elektrodenanordnung keinen Einfluß auf das Meßergebnis haben. Bei diesem Durchflußmesser besteht die isolierende Auskleidung des Geberrohres aus mehreren gesondert gefertigten Teilen, zwischen denen die Meß- und Schirmelektroden mit den Elektrodenanschlüssen eingefügt sind. Ein vom MeB-stoff durchströmtes gesondertes Isolierrohr tragt am äußeren Umfang die Meßelektroden die von einer ersten Isolierschicht eingehüllt sind, auf deren Außenfläche die Schirmelektroden aufliegen, die ihrerseits von einer zweiten Isolierschicht umhüllt sind. An die MeB- und Schirmelektroden sind Verbindungsdrähte angeschlossen die mit nach außen herausgeführten Elektrodenanschlüssen leitend verbunden sind, wobei nur die Schirmelektrodenanschlüsse aus biegesteifen Rohren bestehen die die aus Drähten bestehenden Meßelektrodenanschlüsse umgeben. Zwischen den zusammengehörigen Elektrodenanschlüssen sind Isoherhulsen angeordnet Die Verbindungsdrähte zu den Meßelektroden liegen am äußeren Umfang des Isolierrohres, grenzen an die Isolierhülsen an und sind zusammen mit den Hülsenendbereichen in die erste Isolierschicht eingebettet Auf der ersten Isolierschicht liegen die Verbindungsdrähte zu den Schirmelektroden, die mit den rohrförmigen Schirmelektrodenanschlüssen verbunden sind. Deren Isolierhülsen sind zusammen mit den letztgenannten Verbindungsdrähten in die zweite Isolierschicht eingebettet. Die mehrschichtige und mehrteilige Isolieranordnung ohne versteifende mechanische Verbindung zwischen den herausgeführten Elektrodenanschlüssen und den eingebetteten Elsktroden ist nicht ausreichend mechanisch steif und nicht hohlraumfrei herstellbar.

Es hat sich gezeigt, daß bei der systembedingten extremen Hochohmigkeit solcher Durchflußmesser bei Druckänderungen, Vibrationen in der Rohrleitung, Temperaturänderungen und ähnlichen äußeren Einflüssen es zu erheblichen Verfälschungen des Meßergebnisses 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 Dielektrika 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 Schirm- und Meßelektrodenanschlüsse aus biegesteifen Rohren bestehen, die an ihren Stirnumfängen jeweils mii ihren Elektroden mechanisch und elektrisch leitend fest verbunden sind und die Meß- und Schirmelektroden allseitig von einer

auch die Zwischenräume zwischen den Elektroden und den Elektrodenanschlüssen lückenlos und homogen ausfüllenden einheitlichen dielektrischen aushärtenden Masse umgeben sind, so daß sich eine an sich starre maßhaltige eigenständige Elektrodenanordnung ergibt, die als Baueinheit vorgefertigt ist und als Ganzes in das Geberrohr eingesetzt werden kann.

Eine solche Baueinheit aus zusammengehörigen Meß- und Schirmelektroden samt steifen Elektrodenanschlüssen kann in Vakuumvergußtechnik einfach und in Serie hergestellt werden, wobei durch das homogene Dielektrikum eine formsteife, hohlraumfreie und maßhaltige Elektrodenanordnung mit formsteifen, abgeschirmten Elektrodenanschlüiisen erhalten und damit die leichte Einbaumöglichkeit in das nackte metallische Geberrohr gewährleistet ist, in dem nach dem Einbringen aller Elektrodenanordnungen 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 Isolierauskleidung des Geberrohres erhalten wird.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Die Erfindung wird mit einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert

In ein gestrichelt angedeutetes Geberrohr 1 mit kreisförmigem Querschnitt sind z. B. zwei diametral liegende Elektrodenanordnungen 2 als Baueinheit vorgesehen, die jeweils aus einer teilkreisförmigen Querschnitt aufweisenden Meßelektrode 3 und einer radial im Abstand dahinter liegenden größeren teilkreisförmigen Schirmelektrode 4 samt aus biegesteifen Rohren bestehenden Elektrodenanschlüssen 3a und 4a innerhalb einer homogenen dielektrischen Umhüllung 5 aus härtbarem Gießharz gebildet sind. Der Meßelektrodenanschluß 3a ist an seiner Stirnseite mittig mechanisch und elektrisch mit der folienartigen Meßelektrode 3, der Schirmelektrodenanschluß 4 a stirnseitig entsprechend mit der ebenfalls folienartigen Schirmelektrode 4 verbunden, wobei der Schirmelektrodenanschluß 4a den Meßelektrodenanschluß 3a koaxial umgibt Die Umhüllung 5 reicht bis in den Zwischenraum zwischen den Elektrodenanschlüssen und füllt diesen hohlraumfrei aus.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flächige Meß- und Schirmelektrode mit kapazitivem Signalabgriff für induktive Durchflußmesser mit einem vom Meßstoff durchströmten isoliert ausgekleideten Geberrohr, in dem gegen den Meßstoff isolierte, an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Meßelektroden sowie quer zur Strömungsrichtung im Abstand dahinter ebenfalls an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Schirmelektroden angeordnet sind, die in die Zwischenräume zwischen diesen ausfüllende dielektrische Isolierkörper eingebettet sind, aus denen mit den Meßelektroden leitend verbundene Meßelektrodenanschlüsse sowie diese koaxial umge'uende rohrförmige Schirmelektrodenanschlüsse ragen, die aus dem Geberrohr herausgeführt sind, wobei auch die rohrförmigen Zwischenräume zwischen den zusammengehörigen Meß- und Schirmelektrodenanschlüssen mit bis an die Isolierkörper der Elektroden reichenden dielektrischen Isoliermitteln gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirm- und Meßelektrodenanschlüsse (3a, 4a) aus biegesteifen Rohren bestehen, die an ihren Stirnumfängen jeweils mit ihren Elektroden (3, 4) mechanisch und elektrisch leitend fest verbunden sind und die Meß- und Schirmelektroden (3,4) allseitig von einer auch die Zwischenräume zwischen den Elektroden und den Elektrodenanschlüssen lückenlos und homogen ausfüllenden einheitlichen dielektrischen aushärtenden Masse umgeben sind, so daß sich eine an sich starre maßhaltige eigenständige Elektrodenanordnung (2) ergibt, die als Baueinheit vorgefertigt ist und als Ganzes in das Geberrohr (t) eingesetzt werden kann.

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 (A) 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.