DE2718043B2

DE2718043B2 -

Info

Publication number: DE2718043B2
Application number: DE2718043A
Authority: DE
Inventors: John L. Richboro Pa. Searle (V.St.A.)
Original assignee: Fischer & Porter Co Horsham Pa (vsta)
Current assignee: Fischer & Porter Co Horsham Pa (vsta)
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1980-04-10
Also published as: JPS5317371A; DE2718043A1; GB1540954A; JPS5812533B2; DE2718043C3; US4036052A

Description

Die [Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Uurchflußmesser. der /um Messen der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einer normalerweise nicht vollständig gefüllten Leitung dient Dabei kann es sich um Rohrleitungen handeln, jedoch stellen auch offene Gerinne solche Leitungen dar.

Ein derartiger Durchflußmesser der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung ist bereits bekannt (DE-OS 14 98 323). Das Signal ist der mittleren Geschwindigkeit der durch die Leitung strömenden Flüssigkeit und daher ihrem mittleren Volu.nendurchsatz proportional.

Darüber hinaus sind weitere Durchflußmesser teilweise anderer Gattung bekannt (US-PS 37 83 687, 34 79 871, 37 57 576, 35 50 446 und 33 29 018 sowie DE-PS 12 91523, DE-OS 14 98 323, 20 63 792 und

ι- 24 54 469 sowie DE-AS 15 48 918 und 15 48 949), bei denen in offenen oder geschlossenen Leitungen befindliche Fluide gemessen werden können. Dabei werden auch isolierte Flächenelektrode^ kapazitive Ankopplungen, unterbrochener Gleichstrom und bei nicht vollständig gefülltem Strömungskanal eine nach unten abnehmende Feldstärke des elektromagnetischen Feldes zur Lösung verschiedener Aufgaben verwendet. Die Genauigkeit der mit Hilfe dieser Vorrichtungen vorgenommenen Messungen läßt jedoch vielfach zu wünschen übrig. Darüber hinaus sind manche der bereits bekannten Meßvorrichtungen nicht zu Messungen in Trennkanalisationsanlagen, Fabrikabwasserleitungen und anderen offenen Gerinnen und Rohrleitungssystemen verwendbar, deren Leitungen üblicherweise nicht

jo vollständig mit dem strömenden Fluid gefüllt sind, so daß vielfach kein elektromagnetischer, sondern ein nicht mechanisch bewegbaren Teilen ausgerüsteter Durchflußmesser verwendet werden mußte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Durchflußmesser der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß ein genaueres Messen auch bei nur teilgefülltem Meßrohr mit wenig Aufwand möglich ist.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet

Dadurch, daß jede Elektrode mit einem relativ zu ihrer Gesamtfläche großen Abschnitt nahe dem Grund des Strömungsrohres so angeordnet ist, daß sich der große Abschnitt unabhängig vom Fluidpegel immer mit

4) dem Fluid in Kontakt befindet, wird der Sitörpegel so weit reduziert, daß es nicht notwendig ist, isolierte Elektroden und unter Umständen einen Eingangsverstärker mit hoher Impedanz sowie weitere durch kapazitiv gekoppelte Elektroden notwendig werdende

-,o Bauelemente zu verwenden. Dies ist auch ein Vorteil gegenüber der Vorrichtung nach der US-PS 37 83 687; der erfindungsgemäße Durchflußmesser ist demgegenüber auch kostengünstiger, denn es ist möglich, eine übliche Primär- oder Meßeinheit zu verwenden, die für

-,-) Standardelektroden ausgelegt ist und die bei der Erfindung verwendeten Elektroden an den für die üblichen Elektroden vorgesehenen Teilen zu befestigen.

Besonders günstige Ausbildungen der gewölbten bzw.

bogenförmigen Elektroden sind in Unteransprüchen

ho beansprucht.

Darüber hinaus sind bezüglich der Ausbildung des elektromagnetischen Feldes vorzugsweise zu ergreifende Maßnahmen in Unteransprüchen beansprucht. So kann dem Strömungsrohr vorzugsweise ein Elektrode magnet zugeordnet sein, dessen Wicklungen durch einen periodisch unterbrochenen Gleichstrom erregt werden. Dabei wird das induzierte Meßsignal während der stationären Magnetflußintervalle abgetastet, so daß

ein vom Nullpunktverschiebefehler und von Störspannungen freies Ausgangssignal erhalten wird. Die MagnetfluQverteilung im Magnetfeld ist derart, daß ihre Stärke von der Rohroberseite bis zum Rohrgrund allmählich abnimmt, wodurch ein Ausgangssignal erhalten wird, das den Durchfluß anzeigt und vom Flüssigkeitsstand unabhängig ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt durch das Strömungsrohr des Durchflußmessers,

F i g. 2 eine Perspektivansicht einer im Strömungsrohr angeordneten Elektrode und

F i g. 3 das Schaltbild des Durchflußmessers.

Es wird jetzt zuerst das Meßgefühlglied erläutert Ein Strömungsrohr 10 nach F i g. 1 ist in dem Durchflußmesser vorgesehen. Wenn das Rohr 10 aus elektrisch leitfähigem Werkstoff besteht, weist es eine Isolierung 11 an der Innenseite auf. Auf der Oberfläche der Isolierung 11 sind in unmittelbarem Kontakt mit dem das Rohr durchströmenden Medium zwei gewölbte Elektroden 12 und 13 angeordnet, die ein?-ider im Rohr gegenüberliegen und zusammen einen großen Teil des Rohrumfangs umspannen. Bei einem gebauten Ausführungsbeispiel umspannt jede Elektrode ca. 170°.

Die die Mitte des Rohrs 10 durchsetzende Horizontalebene X stellt den Flüssigkeitsstand bei halb gefülltem Rohr dar. Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß der Ist-Stand der Flüssigkeit 14 ziemlich weit unter dem Halbstand liegt. Ferner ist ersichtlich, daß die Elektroden 12 und 13 selbst dann mit der Flüssigkeit in Wirkkontakt stehen, wenn der Flüssigkeitsstand nahe dem Leerpunkt liegt Der Flüssigkeitsstand müßte also unter ca. 0,01 D absinken, bevor der Wirkkontakt zwischen Flüssigkeit und Elektroden verlorengeht. Da ein Durchfluß mit einem solchen Flüssigkeitsstand praktisch vernachlässigbar wäre, spielt der Umstand, daß er nicht meßbar ist, in der Praxis keine Rolle.

Dem Strömungsrohr 10 ist ein Elektromagnet mit Wicklungen 15 und 16 zugeordnet, die sattelförmig ausgebildet sein können. Die Wicklungen sind an der Ober- und der Unterseite des Strömungsrohrs angeordnet und erzeugen im Rohr ein Magnetfeld, dessen Magnetflußlinien senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums verlaufen, so daß beim Strömen der Flüssigkeit durch das Rohr in der. Elektroden ein Signal als eine Funktion des Durchflusses induziert wird.

Um das Ausgangssignal vom Flüssigkeitsstand unabhängig zu machen, ist die Magnetflußdichte des von den Wicklungen 15 :>nd 16 erzeugten Magnetfelds so festgelegt, daß sie von der Oberseite zum Grund des Strömungsrohrs stetig rbnimmt. Das in den Elektroden induzierte Durchflußsignal ist die Resultierende einer unendlichen Anzahl von in der Flüssigkeit verteilten Generatoren. Die den Generator umgebende Schaltung kann durch ein Netz von flüssigkeitsäquivalenten Nebenschlußwiderständen wiedergegeben werden. Die Verringerung der Magnetflußdichte bewirkt, daß das Generatorausgangssignal von der Obur- zur Unterseite des Rohrs in einem Maß abnimmt, das den Verlust der flüssigkeitsäquivalenten NebenschluDwiderstände mit fallendem Flüssigkeitsstand ausgleicht.

Diese stetige Verminderung der Magnetflußdichte wird dadurch erreicht, daß die relative Stärke und die Richtung des an die Wicklungen 15 und 16 gelegten Erregerstroms eingestellt werden, oder indem am oberen Abschnitt des Rohrs eine größere Wicklung als am unteren Rohrabscnnitt vorgesehen wird.

Wie bereits erwähnt, ergeben sich hohe Gleichspannungsänderungen, wenn Elektroden übücher Bauart mit der Flüssigkeit in Direktkontakt stehen und bei fallendem Flüssigkeitsstand teilweise freigelegt werden. Diese Gleichspannungsänderungen haben eine Frequenz nahe der Frequenz des durchflußinduzierten Signals und häufig eine wesentlich höhere Amplitude als das durchflußinduzierte Signal. Sie resultieren daher in großen Änderungen der Ausgangsanzeige. Meistens

ίο bewirken die Gleichspannungsänderungen auch noch eine Sättigung des Signals der mit den Elektroden gekoppelt ist, und wegen des Betriebs des Umformers im Sättigungszustand ergeben sich Fehler. Die unerwünschten Gleichspannungen resultieren aus den zwischen den Elektroden und Erde vorhandenen inneren elektrischen Potentialen (bzw. Galvanipotentialen).

Wenn zwei Metalle (Elektroden) in einen Elektrolyten eintauchen, ergibt sich zwischen ihnen eine

2» Potentialdifferenz bzw. eine Elektr'nienspannung. Diese Potentiale sind in der Nernstsche/· Gleichung beschrieben:

E - E₀ =

RT

nF

Inn +

mit

E₀ -

Potential, das unter Gleichgewichtsbedingungen der Reaktionsprodukte herrschen würde (gemessen in V),

E = unter Ungleichgewichtsbedingungen herrschendes Potential (gemessen in V),

T = absolute Temperatur (gemessen in K),

η = Anzahl Grammatome pro mol,
^3> a₊ = Aktivitätskoeffizient, bestimmt durch die Konzentration der Reaktionsprodukte an den Elektroden,

R = Gaskonstante = 8,314 J/kmol,

F = Faraday-Konstante = 96 SOOC/Grammatom.

Im Gleichgewichtszustand gilt a₊ = 1, so daß In a» =0 und (E- Eo) = O- Jeder dynamische Zustand, der Ungleichgewichts-Konzentrationen der Reaktionsprodukte an den Elektroden erzeugt, hat zur Folge, daß

λ-, a+¥=\ und damit (Ε-Εο)φΟ. Im Fa!' des teilgefüllten magnetischen Durchflußmessers ist es diese (E- E₀)-Spannung, die als Störimpuls auf dem Durchflußsignal erscheint.

Obwohl die Elektrodenfläche nicht unmittelbar in die

-,o Nernstsche Gleichung eingeht, beeinflussen schnelle Änderungen dieser Fläche in einer dynamischen Situation den Wert des Aktivitätskoeffizienten a*. Bei Ungleichgewicht ist also die Potentialdifferenz E der Eltkiroden eine Funktion der Änderung des in den

V) Elektrolyt eintauchenden Flächenbereichs:

In einem tei'<jefüllten elektromagnetischen Durch-

„(i flußmesser mit gewölbten Elektroden ändert sich die dem flektrolyten ausgesetzte Elektrodenflsche ständig.

Dies ist typisch für jede Wirbelströmung in offenen Gerinnen. Der an den Elektroden beobachtete Wert ΔΕ ist also eine Funktion sowohl der Strömungsturbulenz

h-) als auch der ge Dmetrischcn Form der Elektroden, wodurch AA für einen bestimmten Strömungszusiand bestimmt wird.

Daher ist es wichtig, die Elektroden 12 und 13 so

auszubilden, daß schnelle Änderungen der die Flüssigkeit kontaktierenden Elektrodenfläche kleingehalten werden. F i g. 2 zeigt in Verbindung mit der Elektrode 13 eine bevorzugte Elektrodenausbildung, bei der ein großer Teil der Gesamtelektrodenfläche jederzeit unabhängig von Änderungen des Flüssigkeitsstands mit dem Elektrolyten in Kontakt gehalten ist.

Die geformte Elektrode 13 hat umgekehrte T-Form, bestehend aus einem vertikalen Schenkel 13A der entsprechend dem Innenumfang des Strömungsrohrs gewölbt ist, und einem horizontalen, geraden Grundglied oder Schenkel 13fl, der längs dem Grund des .Strömungsrohrs verläuft. Das Grundglied 13Ö bildet einen wesentlichen Teil der Gesamtelektrodenfläche und steht unabhängig vom Flüssigkeitsstand im Strömungsrohr immer mit dem Medium in Kontakt, wogegen die Fläche des vertikalen Schenkels 13/4, der den übrigen Teil der Gesamtelektrodenfläche bildet, in andere Enden mit dem Mittenabgriff der Sekundärwick lung des Transformators 17 verbunden sind.

Die Schalter 19 und 20 sind zur Erläuterung al; mechanische Schalter dargestellt, sie sind jedoch in dei Praxis elektronische Schalter und werden durcr Zweiweg-Thyristoren (Tri?cs) oder irgendwelche ande ren elektronischen Schaltglieder in Form von Vakuum röhren oder Festkörperelementen gebildet.

Die Schalter 19 und 20 werden mit einer Rate aktiviert, die in bezug auf die Frequenz der Wechsel stromleitung niedrig ist. Dies wird durch einer voreinstellbaren Impulsfrequenzteiler 21 erzielt, an der die 60-Hz-Betriebsspannung als Taktsignal angeleg wird und der niederfrequente Impulse in der Größen Ordnung von I -7/8,3-3/4 oder 7-1/2 Hz erzeugt.

Die niederfrequenten Impulse des Impulsfrequenztei lers werden den Zündelektroden der beiden Triac Schalter zugeführt, so daß diese abwechselnd einge

vem Flüssigkeitsstand rnchr od^pr V¹OnI¹¹Cr 5ch^l^iPt UfPrHPn₁ wnrliirrh pntwpHnr Hip nositivr

Kontakt mit dem Medium hat. Dadurch wird die potentielle Änderung der Gesamtelektrodenfläche aufgrund schneller Änderungen des Flüssigkeitsstands kleingehalten. Infolgedessen sind Gleichspannungsänderungen an den Elektroden nur minimal.

Es ist zu beachten, daß die umgekehrte T-Form nicht die einzige Möglichkeit zum Erzielen des erwünschten Ergebnisses ist. Die geometrische Forderung ist, daß ein großer Teil der Gesamtelektrodenfläche jederzeit mit dem Medium in Kontakt stehen muß, so daß Änderungen des I lüssigkeitskontakts auf den übrigen Teil der Elektrodenfläche beschränkt sind. Dies kann auch durch eine Birnenform oder eine andere Konfiguration erreicht werden, bei der der größte Teil der Gesamtfläche sich nahe dem Grund des Rohrs befindet.

Das Magnetfeld kann entweder ein deich- oder ein Wechselfeld sein, denn in beiden Fällen ist die Amplitude des in der das Magnetfeld durchsetzenden Flüssigkeit induzierten Signals eine Funktion des Durchflusses. Beim Betrieb mit magnetischem Gleichfluß polarisiert der die Flüssigkeit durchfließende Signalgleichstrom die Elektroden, wobei die Größe der Polarisation dem Zeitintegral des Polarisationsstroms proportional ist. Beim Betrieb mit magnetischem Wechselfluß ist die Polarisation vernachlässigbar, denn der resultierende Signalstrom wechselt periodisch, und daher baut sich sein Integral nicht mit der Zeit auf.

F i g. 3 zeigt eine aus der US-PS 37 83 687 bekannte Schaltung eines elektromagnetischen Durchflußmessers für ein Wechselstrom-Ausgangssignal mit niedrigem Pegel, dessen Amplitude dem Durchfluß des gemessenen Mediums H mit proportional ist, einer Sekundäreinheit, die das Wechselstromsignal mit niedrigem Pegel in ein proportionales Gleichstrom-Ausgangsmaterial umformt.

Die Wicklungen 15 und 16 werden durch ein Rechtecksignal mit relativ niedriger Frequenz erregt, das von einer Zweiweggleichrichter-Versorgung abgeleitet ist. dessen Primärwicklung über einen Steller 174 mit einer Wechselstromleitung verbunden ist, die einen üblichen Strom von 50 oder 60 Hz liefert. Die Sekundärwicklung des Transformators 17 ist mit den Eingangsanschlüssen einer Zweiweggleichrichterbriikke 18 verbunden, deren Ausgangsanschlüsse mit den jeweiligen beweglichen Kontakten von zwei einpoligen Ein-Aüs-Schaltcrn 19 und 20 verbunden sind, derer. ortsfeste Kontakte beide mit einem Ende der reihengeschalteten Wicklungen 15 und 16 und deren jeweilige die negative Seite der gleichgerichteten 60-Hz-Span nung mit den Magnetwicklungen verbunden wird. Wenr also der Schalter 19 geschlossen wird, fließt der Strom ir der einen Richtung durch die Magnetwicklung, unc wenn der Schalter 20 geschlossen wird, fließt der Strorr in der umgekehrten Richtung.

Da das Ausgangssignal des Zweiweggleichrichter: eine r.ichtstabilisierte ungefilterte Gleichspannung ist wird e^r von einem fortlaufenden Zug von Halbperioden impulsen gebildet, die alle die gleiche Polarität haben Durch das niederfrequente Umschalten nach de Erfindung wird jedoch die Polarität der den Wicklunger zugeführten Spannung periodisch umgekehrt, so daf der die Wicklung durchfließende Strom einen Wellig keitsanteil von 120 Hz hat.

Da der Elektromagnet eine relativ hohe Induktivitä hat. wirkt er als Filterdrossel und filtert 75% de Welligkeitskomponente aus. Der Rest der 120 Hz-WeI ligkeitskomponente, der im durchflußinduzierten Signa erscheint, wird am Summierpunkt der Sekundäreinhci durch die Filterwirkung des zugeordneten, noch zi erläuternden Fehlerverstärkers geglättet. Dadurcl werden die in herkömmlichen Filtern erforderlichen, de Filterdrossel zugeordneten Filterkondensatoren über flüssig. Das System arbeitet also so, als ob es durch eil »Rechtecksignal-Äquivalent« mit im wesentlichen kon stanter Amplitude erregt werden würde.

Das an den Elektroden 12 und 13 der Primäreinhei des Durchflußmessers auftretende durchflußinduzierti Signal wird der durch einen Umformer gebildete! Sekundäreinheit zugeführt. Der Umformer ist in wesentlichen eine Festkörper-Rückkopplungssü'^re, di< ein dem Durchfluß proportionales Frequenzausgangs signal (und wahlweise einen Strom) erzeugt.

Bei der Umformerstufe nach F i g. 3 wird da durchflußinduzierte Signal dem ersten Glied de Umformerstufe zugeführt, das ein Wechselstrom-Vor verstärker 22 ist. Dieses Signal ist im wesentliche rechteckförmig mit Ausnahme der an den Polaritätsum kehrpunkten auftretenden Nadelspitzen. Diese sind da Ergebnis von Schaltstromstößen oder -spitzen, und ihr Dauer hängt von der Induktivitäts-Widerstands-Zeit konstante der Elektromagnetschaltung ab.

Der Teil des Rechtecksignals mit konstantem Peg« gibt den stationären Zustand des Magnetfelds wiede und seine Amplitude ist der Geschwindigkeit der da Strömungsrohr durchsetzenden Flüssigkeit direkt prc portional. Daher ist nur dieser Teil des Signals für di Präzisionsmessung von Interesse.

Das Ausgangssignal des Vorverstärkers 22 wird iihcr einen Koppelkondensator 23 dem einen Fingang eines Summierglieds 24 /ugcfiilirl. dessen anderem Fingang das Ausgangvsignal eines Beriichsdämpfungsglicds 25 von einer Fehlersignal-Rüi kkopplungsschleife zug·.-· führt wird. Das durch einer. Vergleich des Diirchfliißsignals und des Rückkoppliingssign.ils im Summierghcd g'.·. ildeic I chlersignal wird in einem Wechselsirom-I eh.erverstiirker 2f> verstärkt, der tin Gegenkopplung¹·- glied 27 aufweist, das sämtliche unterhalb und oberhalb der Frequenz des Fehlersignals liegen.ien I requen/en dampf!

Das Wechselstrom Ausgangssignal des I ehlerver st,irkers wird einem I : I -I Imkehrverstärker 28 züge fuhrt, dessen Ausgangssignal einem /weiwegdemodulator 29 zugeführt wird. Der Betrieb des Demodulators ist mit tier nnler'requentcn I'mschaltrate der Magnetwicklung s\ πι hronisiert und so gesteuert, dall das

punkten entsprechenden funkten gesperrt ist. wobei die Sperrung für die Dauer der Induktivitiits Widerstands /ei'Konstante der Flektromagnetschaltung aufrechterhalten wird. Auf diese Weise gibt d.is Gleichstrom-Ausgangssignal des Demodulators nur den stationären Magnetfliiß/ustand wieder, und die Nadelspit/enanteilc des durchflußinduzierten Signals werden unterdrückt.

/um Synchronisieren des Demodulators hat der frequenzteiler 21, der auf das ">()· oder W)-1 !/-Signal anspricht und niederfrequente Taktimpulse /um Steuern der Schaltvorgänge des [ilekiromagnets erze gt. ein geeignetes Verknüpfungsglied, das laktim pulse mit der gleichen niederfrequenten Rate er/eug',. Diese Taktimpulse fallen mit dem .stationären Anteil des durchflußmdu/ierten Signals zusammen. So wird der Demodulator nur während der Intervalle des stationären Zustands aktiviert und ist im übrigen gesperrt. Infolgedessen verarbeitet die Sekundäreinheit das durchflußindu/ierte Signal nur wahrend der Zeitdauer. in der d'/'.'di= Null ist.

Die vom Demodulator 29 erzeugten Gleichstrom-Aiisgangsimpulse werden einem Widerstands-Kapazitäts-lntegnerglied 30 zugeführt, das ein Gleichspannunes-Fehlersignal erzeugt, dessen Größe eine Funktion des Durchflusses ist. Dieses Feh ersignal wird einem Gleichstromverstärker 31 zugeführt, dessen Ausgangssignal als gesteuerte Vorspannung ftir einen Gleichspannungs-Frequenz.-Umsetzer 32genutet wird.

Der Gleichspanmings-Frequenz-Umsetzer setzt den Glek hspannungs-f ehlersignalpegel in einen frequen/- \eranderlichen Imptils/ug mit einer dem I ehlersignal proportionalen Impulsdauer um. Die Impulsdauer ist definiert als die Inipulsbreite oder das I inschaltzeilintervall I. dividiert durch die Gesamtdauer r. Dieses [ehlersignal W) mit \eräiiderbarer Impulsdauer wird dazi. genutzt, die Ausgangsglieder des Systems anzusteuern, und dient ferner als Anfangspunkt für das Fchlersignal-Kückkopplungsglied.

Für die Rückkopplung muß das Fehlersignal mit '. criinder 'u-her Impulsdauer zuerst in ein proportionales Nieder! .qucii/signal (d.h. mit 1-7/8 II/ oder der icweils wirksamen nu'drigen Frequenz) zurückgeführt werden. Dies wird durch ein mit dem llniset/er 32 gekoppeltes Abtastglied 3 3 erreicht, das eine von der Flektromagnetschaltung abgeleitete gleichphasige Bezugsspannung R ^abtastet

Zum Fr/eugen dieser Be/ugsspannung ist zwischen

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im. ι C 11 n, ι i£i. t\- Mill ι*, ι-, 11 ivi αμ hu ι \\ ii_Mlitlj:e 11 UIIU LICII Miitenabgrif," der Sekundärwicklung des Iransformators 17 ein Widerstand 34 mit einem Widerstandswert von einem Bruchteil eines ii geschaltet, wobei der daran auftretende Spannungsabfall vom Stromfluß durch die Magnetwickhingc abhängt. Diese Spannung wird einem Operationsverstärker 35 zugeführt, der die Bezugsspannung WVmit ihrem richtigen Pegel erzeugt.

D \s Ausgangssignal des Abtastglieds 33 ist durch die vom GIcichspannungs-Frcquenz-Umsetzer erzeugten Tastverhältnisimpulse, die von der niederfrequenten Rechteck-Bezugsspannung RV umhüllt sind, gebildet. Dieses Ausgangssignal wird dem Summierglied 24 durch das BcreichsdämpfiKigsglied 25 zugeführt. Insoweit dieses Rückkoppkingssignal von der Amplitude der Ficzugsspannung /¹V abhängt, wird es durch jede .Spannungsänderung aufgrund von Netzschwankungen proportional geändert. Da das Meßkriterium das Verhältnis des durchfljßinduz.icrten Signals zum Rückkopplungssignal ist. ergibt sich innerhalb angemessener Grenzen kein Genauigkeitsverlust durch Änderungen der Netzspannung.

Das Signal des Gleichspannungs-Impulsdauer-Umsetzers 32 wird einem Impulsdauer-Gleichspannungs-Umsetzer 36 zugeführt, der die Impulse in analoge Gleichspannungs-Ausgangssignale umsetzt, die dem Flüssigkeitsdurchfluß proportional sind. Ferner wird das Signal des Umsetzers 32 auch einem Impulsfrequenzteiler 37 zugeführt, der die Impulse in technische Einheiten umwandelt, die einen externen Zähler treiben.

Hierzu 1 BIaU Zeichnungen

Claims

PatentanspriJche:

1. Elektromagnetischer Durchflußmesser zum genauen Messen der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids in einer normalerweise nicht vollständig gefüllten Leitung, mit einem Strömungsrohr mit zwei Elektroden, die mit dem Fluid in Direktkontakt stehen und sich bogenförmig über einen großen Teil so längs der Rohrinnenwand erstrecken, daß sie in bezug auf das das Rohr durchströmende Fluid innerhalb eines Fluidpegelstandes ansprechen, dessen niedrigster "Punkt nahe dem Leerpunkt liegt, und mit einer elektromagnetischen Einheit, die im Strömungsrohr zur Induzierung eines Signals in den Elektroden ein elektromagnetisches Feld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (12,13) mit einem relativ zu ihrer Gesamtfläche großen Abschnitt (13B) nahe dem Grund des Rohres(tO) so angeordnet ist, daß sich der Abschnitt (135,'unabhängig vom Fluidumpegel immer mit dem Fluid in Kontakt befindet

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (12, 13) T-förmig ausgebildet und so umgekehrt T-förmig in das Rohr (10) eingesetzt sind, daß der Querschenkel des T den großen Abschnitt (13UJ bildet, während der Vertikalsteg (13A^bogenförmig dem Rohrinnenumfang angepaßt ist

3. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Elektroden (12,13) ca. 170° überspannen.

4. Durchflußmessxr nac'u einem der vorhergehenden Ansprüche, dadjrnh gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Elektroden (12, 13) auf einer Isolierung (12) angeordnet sind, mit der die Rohrinnenwand überzogen ist.

5. Durchflußmesser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Einheit im Rohr (10) ein solches elektromagnetisches Feld erzeugt, das an der Rohroberseite am größten ist und in Richtung zum Rohrgrund so abnimmt, daß die Amplitude des Signals dem Volumendurchsatz proportional und vom Fluidpegel im Rohr (10) im wesentlichen unabhängig ist, und daß ein Abtastglied (33) die Signale der Elektroden (12, 13) während der Zeitintervalle abtastet, in denen das elektromagnetische Feld einen stationären Zustand aufweist.

6. Durehflußmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Einheit außerhalb des Rohres (10) angeordnete Wicklungen (15, 16) mit einem periodisch unterbrochenen Gleichstrom versorgt.

7. Durchflußmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wicklung (15) oberhalb und eine andere Wicklung (16) unterhalb des Rohres (10) angeordnet ist.

8. Durchflußmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wicklung (15) zur Erzeugung eines großen elektromagnetischen Feldes gröLkr als die untere Wicklung (16) ausgebildet ist.