DE2856240A1 - Verfahren zur induktiven durchflussmessung von fluessigkeiten in teilgefuellten rohrleitungen oder offenen kanaelen sowie durchflussmesser zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur induktiven durchflussmessung von fluessigkeiten in teilgefuellten rohrleitungen oder offenen kanaelen sowie durchflussmesser zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2856240A1 DE19782856240 DE2856240A DE2856240A1 DE 2856240 A1 DE2856240 A1 DE 2856240A1 DE 19782856240 DE19782856240 DE 19782856240 DE 2856240 A DE2856240 A DE 2856240A DE 2856240 A1 DE2856240 A1 DE 2856240A1
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Description

  • Verfahren zur induktiven Durchflußmessung von Blüssig-
  • keiten in teilgefüllten Rohrleitungen oder offenen Kanälen sowie Durchflußmesser zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur induktiven Durch-Slul3messung von Flüssigkeiten in teilgefüllten Rohrleitungen oder offenen Kanälen, wobei als Maß für die Strömungsgeschwindigkeit die durch die Bewegung der Flüssigkeft in einem elektromagnetischen Feld an zwei Elektroden induvierte Spannung und als Maß für den Strömungsquerschnitt die durch einisich änderndes elektromagnetisches Feld in einer vom Magnetfeld durchflossenen, zwischen zwei Elektroden den ungefüllten Querschnittsbereich umschließenden Leiterschleife induzierte Spannung gemessen wird und die gewonnenen Meßwerte miteinander multipliziert werden;die Erfindung befaßt sich weiterhin mit der Entwicklung eines Durchflußmessers, welcher zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.
  • Zur induktiven Durchflußmessung in offenen Kanälen, Gerinnen u. dgl ist aus der DE-ÄS 12 91 523 eine Meßanordnung bekannt, bei der ein rinnenförmiges Spulengebilde und zwei vom Boden bis zum Bereich des maximalen Flüssigkeitsspiegels sich erstreckende stabförmige Elektroden vogesehen sind, wobei eine der Elektroden aus mehreren, mittels Widerständen hintereinandergeschalteten ZCeil el e;rtroden besteht, um sowohl die Strömungsgeschwindigkeit als auch die Höhe des Flüssigkeitsspiegels registrieren zu Können. In einer Weiterentwicklung sieht die DE-OS 14 98 323 vor, daß die zwischen den Elektroden gebildete Meßfläche die Feldlinien zur Erzeugung einer von der Höhe des Flüssigkeitsspiegels abhängigen und um 900 gegenüber der durch die Strömung der Flüssigkeit hervorgerufenen Spannung phasenversetzten Spannungakomponente an den Elektroden schneidet und Ritzel vorgesehen sind, welche die Spannungskomponente getrennt von der durch die Strömung der Flüssigkeit hervorgerufenen Spannung bestimmen.
  • Um auf die bei dieser Ausführung benötigte Phasentrennvorrichtung und auf die genaue Einstellung der Meßelemente verzichten zu können, soll entsprechend der DE-AS 19 63 413 das Magnetfeld wechselweise vertikal für die Geschwindigkeitsmessung und horizontal für die Pegelmessung geschaltet werden und die nacheinander gewonnenen Werte sollen multipliziert werden. Einer der Meßwerte soll bis zur Multiplikation elektronisch gespeichert werden. Für eine bessere Wertigkeitsverteilung sieht die DE-OS 20 63 777 vor, daß sich die beiden Spulen etwa im Bereich des maximalen Pegeistandes kreuzen. ach der DE-OS 20 63 792 sollen die beiden Spulen oberhalb des maximalen Pegelstandes angeordnet sein, damit die Messung der Geschwindigkeit unabhängig vom Pegelstand ist.
  • Die letztgenannten Ausführungen arbeiten somit wechselweise mit einer vertikalen und einer horizontalen Feldkomponente, die mit Hilfe von zwei schräg zur Strömung angeordneten Spulen und einem Wechselstrom erzeugt werden, von denen mindestens eine polumachaltbar ausgebildet ist und wobei die an den Elektroden nacheinander induzierten Spannungen für die Pegelhöhe und die Strömungsgeschwindigkeit zur Bestimmung der kbflußmenge dienen, d.h. multipliziert werden. Zur Messung wird also das Magnetfeld wechselweise in eine vertikale Richtung für die Geschwindigkeitsmessung und eine horizontale Richtung für die Pegelmessung geschaltet. Bei der Pegelmessung wird durch ein elektromagnetisches Wechselfeld in der stehenden Leiterschleife eine Spannung induziert.
  • Ebenso erfolgt aber auch die Strömungsmessung mittels eines elektromagnetischen Wechselfeldes.
  • Schließlich ist als Stand der Technik die deutsche Patentanmeldung P 27 44 266 zu berücksichtigen, mit der vorgeschlagen wird, von den Elektrodenzuleitungen und dem Blüssigkeitsspiegel eine Leiterschleife zu bilden, wobei die induzierte Spannung zur Messung des Strömungsquerschnitts benutzt und an den Elektroden die Strömungsgeschwindigkeit gemessen wird. Verwendet wird ein magnetisches Drehfeld, dessen Drehrichtung intervallweise umgedreht wird. In der einen Drehrichtung werden die Nutzspannungsamplituden für die Strömungsgeschwindigkeit und den Strömungsquerschnitt addiert, in der anderen Drehrichtung subtrahiert. Zur Bestimmung der Durchflußmessung werden beide Werte multipliziert.
  • Diese vorbekannten Meßverfahren haben jedoch den Nachteil, daß wechselweise ein horizontal verlaufendes Magnetfeld geschaltet werden muß; das erfordert aufwendige Magnetanordnungen und Schalteinrichtungen.
  • Weiterhin geht die Erfindung davon aus, daß zur induktiven Durchflußmessung getaktete Gleichfelder in der Art periodisch geschalteter Magnetfelder oder zwischen zwei Unduktinnswerten hin- und hergeschalteter Magnetfelder bekannt sind, bei denen zur Ermittlung der Strömungsgeschwindigkeit Meßwerte zu verschiedenen Meßzeiten abgefragt, gespeichert und kompensiert werden (DE-AS 20 52 175 und DE-OS 24 10 407).
  • Demgegenüber liegt der Erfindung die hufgxabe zugrunde, ein Meßverfahren der ga-stungsgemäBen Art derart auszubilden, daß es die Verwendung eines getakteten gleich feldes mit seiner einfacheren Magnet anordnung gestattet und mit einfachen Mitteln eine Umrüstung induktiv arbeitender Strömungsgeschwindigkeitsmesser in einen den Strömungsquerschnitt erfassenden Strömungsmesser erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, welches abwechselnd während eines Zeitabschnittes einen konstanten Induktionsfluß und während eines folgenden Zeitabschnittes einen sich ändernden InduktionsfLuß bildet und daß in den Zeitabschnitten mit konstantem Induktionsfluß die Meßwerte für die Strömungsgeschwindigkeit und in den Zeitabschnitten mit sich änderndem Induktionsfluß die Meßwerte für den Strömungsquerschnitt erfaßt werden.
  • Bei diesem Verfahren werden in vorteilhafter Weise die der Strömungsgeschwindigkeit proportionalen Meßwerte und die dem Strömungsquerschnitt proportionalen Meßwerte voneinander getrennt während verschiedener Induktionsphasen erfaßt.
  • In der Phase mit konstantem Induktionafluß wird an den Meßelektroden eine im wesentlichen nur von der Strömung der Flüssigkeit abhängige Spannung erfaßt, wobei d Störgrößen, beispielsweise elektrochemische Störspannungen, in bekannter Weise eliminiert bzw. kompensiert werden können. Ebenso können auch Störeinflüsse, die durch eine Änderung des Magnetfeldes in Erscheinung toten, vermieden werden. In der Phase mit sich änderndem Induktionsfluß hingegen wird in die den ungefüllten Querschnittsbereich umschließenden Leiterschleife eine Spannung induziert, die allein von dem offenen Querschnitt abhängig und damit ein Maß für einen vorgegebenen nichtdurchflossenen Kanalquerschnitt ist. Wird dieser Meßwert von einem dem bekannten Gesamtquerschnitt entsprechenden Vergleichswert oder einem den Gesamtguerschnitt ermittelnden Meßwert subtrahiert, entsteht ein dem durchströmten Kanalquerschnitt proportionaler Meßwert, der zur Ermittlung der Durchflußmenge mit dem Meßwert der Strömungsgeschwindigkeit multipliziert wird.
  • Das neuartige Meßverfahren gestattet in vorteilhafter Weise die Verwendung der für die Messung der Strömungsgeschwindigkeit bekannten, mit getaktetem Gleichfeld arbeitenden Meßwertaufnehmer, die im wesentlichen aus zwei Magnetspulen und zwei Meßelektroden bestehen. Auch kann eine bekannte Schaltanordnung zur Verstärkung und Kompensation der Strömungsgeschwindigkeitsmeßwerte zur Anwendung gelangen. Die für die Messung des Strömungsquerschnitts erforderlichen zusätzlichen Einrichtungen sind von besonders einfachem Aufbau, erfordern im Bereich des MeBgebers praktisch keinen Raum und können auch nachträglich mit vorhandenen Geschwindigkeit smeße inrichtungen kombiniert werden.
  • Besonders vorteilhaft wirkt sich ein Magnetfeld aus, welches periodisch abwechseln in einem Zeitabschnitt konstant ist und in einem folgenden Zeitabschnitt sich linear mit der Zeit ändert. Die lineare Änderung erzeugt in der Leiterschleife eine konstante Spannung, die nicht nur eine günstige Meßwertaufnahme, sondern auch die Erfassung von zwei oder mehreren Meßwerten in einem solchen Zeitabschnitt für Subtzktions- oder Interpolationszwecke erlaubt. Zweckmäßig wird ein Magnetfeld mit einem trapezförmigen Kurvenverlauf gewählt.
  • Für die Dauer des Zeitabschnittes mit konstantem Induktionsfluß ist die Meßmethode maßgebend, mit der die der Strömungsgeschwindigkeit proportionalen Meßsignale abgerufen und verarbeitet werden. Zum Abruf von ein oder mehreren Meßsignalen kann eine entsprechende Zeitdauer getaktet werden. Im Falle einer Kompensationamethode kann die Zeitdauer jedoch auch gleich oder nahezu gleich Null sein, so daß das Magnetfeld einen zickzackförmigen oder sinusförmigen Kurvenverlauf hat; in diesem Falle wird in einem gleichen Zeitabstand vor und hinter einer Kurvenspitze ein Meßsignal aufgenommen, und beide Signale werden dann kompensiert.
  • Um bei schlecht leitenden Flüssigkeiten die Querschnittsmessung zu optimieren, ist erfindungsgemß vorgesehen, daß in den Zeitabschnitten mit sich änderndem Induktionsfluß eine in einer zusätzlichen, isolierten, zwischen den Elektroden den flüssigkeitsdurchströmten Querschnitt umfassenden Leiterschleife induzierte Spannung erfaßt und mit dem Meßwert der den ungefüllten Querschnittsbereich umfassenden LeiterscSeife kompensiert wird. Bei einer weniger gut leitenden Flüssigkeit wird wegen des zunehmenden elektrischen Widerstandes der Flüssigkeit eine zu größe Spannung in der offenen Leiterschleife erzeugt; gleichzeitig wird aber auch in die den durchströmten Querschnitt umfassenden Leiterschleife eine der unerwünschten Erhöhung entsprechende Spannung induziert. Durch Kompensation beider Meßsignale wird dann ein dem tatsächlichen durchströmten Querschnitt proportionales Meßsignal gebildet.
  • Da mit Hilfe der offenen Leiterschleife, auch im Falle der Verwendung der zusätzlichen, den durchströmten Querschnitt umfassenden Leiterschleife, nur der über der Flüssigkeit von der Leiterschleife umschlossene Querschnitt erfaßt wird, muß noch ein dem Gesamtquerschnitt entsprechendes Signal geschaffen werden, von dem das Meßsignal abzuziehen ist. Das kann auf verschiedene Art und Weise geschehen.
  • Eine einfache Methode sieht vor, daß die Meßwerte der den ungefüllten Querschnittsbereich umfassenden Leiterschleife oder die mit den Meßwerten der den flüssigkeitsdurchströmten Querschnitt umfassenden Leiterschleife kompensierten Meßwerte von einem dem Gesamtquerschnitt der Rohrleitung oder des Kanals entsprechenden konstanten Vergleichswert subtrahiert werden.
  • Der Gesamtquerschnitt läßt sich aber auch meßtechnisch ermitteln, indem in den Zeitabschnitten mit sich änderndem Induktionsfluß eine in einer zusätzlichen, isolierten, den gesamten Rohr- oder Kanalquerschnitt umfassenden Leiterschleife induzierte Spannung erfaßt und von dieser die Meßwerte der den ungefüllten Querschnittsbereich umfassenden Leiterschleife oder die mit den Meßwerten der den flüssigkeitsdurchströmten Leiterschleife kompensierten Meßwerte subtrahiert werden.
  • Ein induktiver Durchflußmesser zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Magnetanordnung, deren Induktionsfluß quer zum Flüssigkeitsstrom gerichtet ist, zwei Meßelektroden, deren zu einer Verstärkereinrichtung führenden iieitungsdrähte eine den ungefüllten Querschnittsbereich des Rohres oder offenen Kanals umfassende Leiterschleife bilden und einer Speicher- und Anzeigeeinrichtung, wobei erfindungsgemäß die Magnete der Magnetanordnung und die Leiterschleife derart zueinander angeordnet sind, daß das Magnetfeld die Leiterschleife durchdringt und daß die Magnete über einen Taktgeber gesteuert werden, welcher periodisch abwechselnd während eines Zeitabschnittes einen konstanten Induktionsfluß und während eines folgenden Zeitabschnittes einen sich ändernden Induktionsfluß steuert. Der gegenüber den bekannten induktiven Durchflußmessern zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit erforderliche Aufwand besteht im wesentlichen nur in der besonderen Anordnung der Magnetspulen und den als Leitungsschleife dienenden Leitungsdräbten der Meßelektroden, einer besonderen Taktgebung mittels des ohnehin vorhandenen Taktgebers, sowie zusätzlichen Bauteilen zur die Verstärkung, eine eventuelle Kompensation, Subtraktion, Speicherung und Multiplikation.
  • Für die wahlweise vorgesehene Kompensation bei schlecht leitenden Flüssigkeiten ist vorgesehen, daß an den Meßelektroden eine zusätzliche, isolierte Leiterschleife angeschlossen ist, welche nach unten verlaufend den flüsigkeitsdurchströmten Querschnitt umfaßt und über einen Vorverstärker mit einem Kompensator verbunden ist, an den die obere Leiterschleife angeschlossen ist.
  • Weiterhin kann der meßtechnisch zu ermittelnde, dem Wesamtquerschnitt entsprechende Vergleichswert mit Hilfe einer zusätzlichen, isolierten, den gesamten Rohr- oder Kanalquerschnitt umfassenden Leiterschleife ermittelt werden, welche mit einem Differenzverstärker verbunden ist, an den die obere und/oder untere Leiterschleife angeschlossen ist.
  • Die schräge Zuordnung von Magnetspulen und den beiterschleifen kann dadurch erfolgen, daß die Magnete derart angeordnet sind, daß der Induktionsfluß senkrecht zur Strömungsrichtung verläuft und daß die Ebenen der Leiterschleifen schräg zum Magnetfeld und der Strömungarichtung liegen. Eine alternative Anordnung sieht vor, daß die Ebenen der Leiterschleifen senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufen und die Magnete derart angeordnet sind, daß der Induktionsfluß schräg zur Strömungsricntung verläuft.
  • Der Aufbau eines erfindungsgemäß ausgebildeten Durchflußmessers ist in den Zeichnungen anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigen Fig. 1 in einer schematischen Darstellung die Anordnung der Leiterschleifen für eine im Querschnitt abgebildete, teilgefüllte Rohrleitung; Fig. 2 den Gegenstand der Fig. 1 in einem Schnitt nach Linie I - I und mit der Anordnung der Spulen; Fig. 3 in einer schematischen Darstellung als zweites Ausführungsbeispiel die Anordnung der Beiterschleifen für einen im Querschnitt abgebildeten, offenen Kanal; Fig. 4 den Gegenstand der Fig. 3 in einem Schnitt nach Linie II - II und mit der Anordnung der Spulen; Fig. 5 in einer schematischen Darstellung als drittes Ausführungsbeispiel eine andere Anordnung der Leiterschleifen für einen im Querschnitt abgebildeten, offenen Kanal; Fig. 6 ein Diagramm, weiches den zeitlichen Verlauf des Magnetfeldes zeigt; Fig. 7 ein Diagramm, welches die Spannung der Leiterschleife zeigt; Fig. 8 ein Diagramm, welches die Elektrodenspannung zeigt; Fig. 9 ein Diagramm, welches die Summenspannung zeigt und Fig. 10 ein Blockschaltbild.
  • Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführutgsbeispiel ist eine Rohrleitung 1 vorhanden, welche nur zum Teil mit der durchströmenden Flüssigkeit gefüllt ist. Diese rohrleitung 1 liegt zwischen zwei Magneten 2, die von einer geeigneten Stromquelle mit Hilfe eines Taktgebers im Sinne der Erfindung mit Gleichstrom gespeist werden. An der inneren Rohrwandung sind seitlich zwei einander gegenüberliegende Meßelektroden 3 angeordnet; beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um bogenförmige Meßelektroden, welche entsprechend dem Krümmungsradius verlaufen und sich von oben nach unten über den Bereich erstrecken, in dem eine Schwankung des Flüssigkeitsstandes zu erwarten ist und gemessen werden soll. Die Magnete 2 liegen beim Ausführungsbeispiel unmittelbar einander gegenüber, so daß der Magnetfluß rechtwinklig zur Strömungsrichtung verläuft. Die Meßelektroden 3 sind entsprechend vertikal angeordnet. Die isolierten Beitungsdrähte, mit denen diese Meßelektroden 3 verbunden sind, bilden erfindungsgemäß eine obere Leiterschleife 4. Weiterhin ist zur Erfassung des gesamten Querschnitts eine äußere, isolierte Leiterschleife 5 vorgesehen. Beide Leiterschleifen 4, 5 sind derart angeordnet, daß ihre Ebenen schräg zum Magnetfeld und der Strömungsrichtung liegen. Diese Leiterschleifen werden daher von den Magnetlinien des Magnetfeldes durchflossen.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Messung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Zeitabschnitt mit konstantem Induktionsfluß. Während dieses Zeitabschnitts wird die durch die Strömung der Flüssigkeit induzierte Spannung an den Meßelektroden abgegriffen und über die die Leiterschleifen bildenden Leitungsdrähte zu einer Verstärker-Eompensationseinheit geführt. In dem Zeitabschnitt mit einem sich ändernden Induktionsfluß hingegen wird die in die Leiterschleifen 4, 5 induzierte Spannung abgegriffen. Die Leiterschleife 4 wird hierbei durch die Zuleitungsdrähte der Meßelektroden und den oberen Flüssigkeitsspiegel bestimmt; die erhaltene Spannung ist dem offenen, von der Leiterschleife eingeschlossenen Querschnitt proportional. Die den Gesamtquerschnitt umSassende Leiterschleife 5 gibt einen entsprechenden Meßwert, welcher diesem von der äußeren Leiterschleife umgchlossenen Querschnitt proportional ist. Beide Meßwerte werden einer Verstärker-Kompensationseinheit zugeführt. Der durch die Beiterschleife 4 ermittelte Meßwert wird von dem Meßwert abgezogen, der von der Leiterschleife 5 abgegriffen wurde. Die spezielle Verarbeitung der Meßsignale kann mit Hilfe üblicher Bauteile gescheheh. Sinngemäß können für die Ausführungen nach den Fig. 1 und 2 die in Fig. 10 gezeigten Bauteile zur Anwendung gelangen.
  • Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von dem vorgenannten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß ein im Querschnitt rechtwinkliger, offener Kanal 6 vorgesehen ist und die beiterschleifen 4, 5 vertikal liegen, so daß ihre Ebenen rechtwinklig zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit angeordnet sind. Demgegenüber sind die beiden Magnete 2 derart versetzt zueinander angeordnet, daß der Magnetfluß schräg zur Strömungsrichtung der Blüssigkeit verläuft und dabei diese Leiterschleifen 4, 5 von dem Magnetfluß durchströmt werden. Außerdem sind hier die Meßelektroden 3 als Punktelektroden ausgebildet. Die Punktionsweise dieser Ausführungsform ist im übrigen die gleiche, wie sie in bezug auf die Fig. 1 und 2 vorstehend erläutert wurde.
  • Ein drittes Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 dadurch, daß an den Meßelektroden 3, die hier als Linienelektroden ausgebildet sind, eine zusätzliche, isolierte Beiterschleife 7 angeschlossen ist, welche nach unten verlaufend den flüssigkeitsdurchströmten Querschnitt umfaßt und über einen Vorverstärker mit einem Kompensator verbunden ist, an den die obere Leiterschleife angeschlossen ist.
  • Diese untere zusätzliche Leiterschleife 7 kompensiert Meßabweichungen, die bei schlecht leitenden Flüssigkeiten auftreten können. Eine für die Ausführung nach Fig. 5 geeignete Schaltanordnung ist der Fig. 10 zu entnehmen.
  • In den Diagrammen der Fig. 6 bis 9 sind die zeitlichen Zustandsänderungen des Induktionaflusses, der durch die Leiterschleifen bei sich änderndem Induktionsfluß erzeugten Spannungen, der der Strömungsgeschwindigkeit proportionalen Spannung und der Summe der beiden vorgenannten Spannungen schematisch dargestellt. Außerdem sind die Zeitabschnitte angedeutet, in denen die jeweiligen Messungen in den Zeitabschnitten mit konstantem bzw. sich änderndem Induktionsfluß stattfinden. Das Produkt der beiden Spannungen gibt dann ein der Durchflußmenge proportionales Meßsignal.
  • In Fig. 10 ist in einem Blockschaltbild dargestellt, wie die Meßsignale verarbeitet werden. Die Anordnung der Leiterschleifen 4, 5 und 7 entspricht der der Fig. 5; es ist lediglich eine teilgefüllte Rohrleitung anstelle des offenen Kanals gezeigt.
  • Es ist erkennbar, daß die beiden Magnete 2, welche die übliche Form bekannter Magnetspulen haben, von einer Stromquelle 9 gespeist werden, welche mittels eines Taktgebers 10 derart gesteuert wird, daß der erfindungsgemäß vorgesehene Induktionsverlauf stattfindet.
  • Zur Geschwindigkeitsmessung wird die an den Meßelektroden 3 abgegriffene Spannung über die Stromleiter, welche gleichzeitig die Leiterschleife 4 bilden, einem Vorverstärker 11 zugeführt Das verstärkte Meßsignal gelangt über einen Torschalter 14 zu Speichern 16 bis 18. In üblicher Weise können hier die zu bestimmten Zeiten abgefragten Meßsignale gespeichert werden. Diese werden dann in einem vom Taktgeber 10 vorgegebenen Takt abgefragt und einem Interpolationsglied 21 zugeführt. Der Spannungsausgang für die Strömungsgeschwindigkeit wird einem Zwischenspeicher 23 aufgegeben.
  • Diese Meßweise entspricht der bekannten Messung der Strömungsgeschwindigkeit.
  • Zur Ermittlung des Strömungsquerschnitts wird einerseits der Meßwert der oberen Leiterschleife 4 und andererseits der Meßwert der unteren Leiterschleife 7 über den Kompensationaverstärker 12 geführt. Beide Werte werden kompensiert und einem Differenzverstärker 13 zugeführt. Der gleichzeitig über die äußere Leiterschleife 5 erzeugte Meßwert wird ebenfalls dem Differenzverstärker 13 zugeführt. Mittels eines Torschalters 15 wird der jeweilige Differenzwert abgerufen und einem der beiden Speicher 19, 20 zugeführt. Für Kompensationazwecke kann in einer Folge gleichartiger Induktionsphasen ein entsprechender Wert gespeichert werden. Diese beiden Meßwerte werden dann über einen Differenzbildner 22 geführt und ergeben den Spannungsausgang für den Strömungsquerschnitt.
  • In einem vom taktgeber 10 bestimmten Takt werden die beiden Zwischenspeicher 23 und 24 abgerufen und einem Multiplikationsglied 25 zugeführt. Am Ausgang dieses Multiplikationsgliedes 25 steht dann das erwünschte Meßsignal an, welches der Durchflußmenge pro Zeiteinheit proportional ist. Dieses Meßsignal wird einem Durchflußanzeiger 26 o. dgl. aufgegeben.
  • L e e r s e i t e

Claims (1)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur induktiven Burchflu3messung von Blüssigkeiten in teilgefüllten Rohrleitungen oder offenen Kanälen, wobei als Maß für die Strömungsgeschwindigkeit die durch die Bewegung der Blüssigkeit in einem elektromagnetischen Feld an zwei Elektroden induzierte Spannung und als Maß für den Strömungsquerschnitt die durch ein sich änderndes elektromagnetisches Feld in einer vom Magnetfeld durchflossenen, zwischen zwei Elektroden den ungefüllten Querschnittsbereich umschließenden liefterschleife induzierte Spannung gemessen wird und die gewonnenen Meßwerte miteinander multipliziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, welches abwechselnd während eines Zeitabschnittes einen konstanten lnduktionsfluß und während eines folgenden Zeitabschnittes einen sich ändernden Induktionsfluß bildet und daß in den Zeitabschnitten mit konstantem Induktionsfluß die Meßwerte für die Strömungsgeschwindigkeit und in den Zeitabschnitten mit sich änderndem Induktionsfluß die Meßwerte für den Strömungsquerschnitt erfaßt werden. -2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetfeld erzeugt wird, welches periodisch abwechselnd in einem Zeitabschnitt konstant istFund in einem folgenden Zeitabschnitt sich linear mit der Zeit ändert.
    9. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld zeitlich einen trapezförmigen Kurvenverlauf hat.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zeitabschnitten mit sich änderndem Induktionsfluß eine in einer zusätzlichen, isolierten, zwischen den Elektroden den flüssigkeitsdurchströmten Querschnitt umfassenden Ileiterschleife induzierte Spannung erfaßt und mit dem Meßwert der den ungefüllten Querschnittsbereich umfassenden Leiterschleife kompensiert wird.
    5. Verfahren nach einem der ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte der den ungefüllten Querschnittsbereich umfassenden Leiterschleife oder die mit den Meßwerten der den flüssigkeitsdurchströmten Querschnitt umfassenden Leiterschleife kompensierten Meßwerte von einem dem Gesamtquerschnitt der Rohrleitung oder des Kanals entsprechenden konstanten Vergleichswert subtrahiert werden.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zeitabschnitten mit sich änderndem InauktionsfluB eine in einer zusätzlichen, isolierten, den gesamten Rohr- oder Kanalquerschnitt umfassenden Leiterschleife induzierte Spannung erfaßt und von dieser die Meßwerte der den ungefüllten Querschnittsbereich umfassenden Leiterschleife oder die mit den Meßwerten der den flüssigkeitsdurchströmten Leiterschleife kompensierten Meßwerte subtrahiert werden.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zeitabschnitt mit sich änderndem Induktionsfluß zwei Meßwerte der den ungefüllten Querschnittsbereich umfassenden Leiterschleife erfaßt und diese beiden Meßwerte subtrahiert werden.
    8. Induktiver Durchflußmesser zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bestehend aus einer Nagnetanordnung, dessen Induktionsfluß quer zum Flüssigkeitsstrom gerichtet ist, zwei Meßelektroden, deren zu einer Verstärkereinrichtun-' führenden Leitungsdrähte eine den ungefüllten Querschnitt ab ereich des Rohres oder offenen Kanals umfassende Leiterschleife bilden und einer Speicher-und Anzeigeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (2) der Magnetanordnung und die Leiterschleife (4) derart zueinander angeordnet sind, daß das Magnetfeld die iteiterschleife durchdringt und daß die Hagnete über einen Taktgeber (10) gesteuert werden, welcher periodisch abwechselnd während eines Zeitabschnittes einen konstanten Induktionsfluß und während eines folgenden Zeitabschnittes einen konstanten Induktionsfluß steuert.
    9. Induktiver Durchflußmesser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Meßelektroden (3) eine zusätzliche, äsolierte Leiterschleife (7) angeschlossen ist, welche nach unten verlaufend den flüssigkeitsdurchströmten Querschnitt umfaßt und über einen Vorverstärker (12) mit eine m Kompensator (13) verbunden ist, an den die obere ijeiterschleife (4) angeschlossen ist.
    10. Induktiver Durchflußmesser nach Anspruch 8 oder9, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche, isolierte, den gesamten Rohr- oder Kanalquerschnitt umfassende Leiterschleife (5) vorgesehen ist, welche mit einem Differenzverstärker verbunden ist, an den die obere und/oder untere Leiterschleife (4, 7) angeschlossen ist.
    11. Induktiver Durchflußmesser nach einem der ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Magnete (2) derart angeordnet sind, daß der Induktionsfluß senkrecht zur Strömungsrichtung verläuft und daß die Ebenen der Leiterschleifen (4, 5, 7) schräg zum Magnetfeld und der Strömungarichtung liegen.
    12. Induktiver Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen der Leiterschleifen (4, 5, 7) senkrecht zur Ström ngsrichtung verlaufen und die M gnete (2) derart angeordnet sind, daß der Induktionsfluß schräg zur StrömunÓsrichtung verläuft.
DE19782856240 1978-12-27 1978-12-27 Verfahren zur induktiven Durchflußmessung von Flüssigkeiten in teilgefüllten Rohrleitungen oder offenen Kanälen sowie Durchflußmesser zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2856240C3 (de)

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