DE2901915A1

DE2901915A1 - Induktiver durchflussmesser

Info

Publication number: DE2901915A1
Application number: DE19792901915
Authority: DE
Inventors: Eggert Ing Grad Appel; Gottfried Ing Grad Geisler; Wilfried Ing Grad Kiene; Peter Dr Nissen
Original assignee: Fischer and Porter GmbH
Current assignee: Fischer and Porter GmbH
Priority date: 1979-01-18
Filing date: 1979-01-18
Publication date: 1980-08-07
Also published as: DE2901915C2

Description

Induktiver Durchflußmesser
Die Erfindung betrifft einen induktiven Durchflußmesser für eine elektrisch leitende Flüssigkeit mit einem dielektrisch ausgekleideten Geberrohr, in dem wenigstens zwei mit einer Auswerteeinrichtuns zu verbindende und der Auswerteeinrichtung dann eine Meßwertspannung zuführende Meßelektroden angeordnet sind, und mit einer Einrichtung zur periodischen Erzeugung eines das Geberrohr im Bereich der Meßelektroden durchsetzenden, magnetischen Flusses , der in jeder Periode Wenigstens einen Abschnittd = o dt aufweist und mit einer Schalteinrichtung, die nur in Abschnitten.
dt liegenden Austastzeitspannen die Meßelektroden mit der Auswerteeinrichtung verbindet.
Durchflußmesser dieser Art haben gegenüber solchen mit sinusförmig verlaufendem magnetischem Fluß den Vorteil, daß sie aus d o dt resultierende Störungen nicht auswerten, aber den Nachteil, daß sich an den Meßelektroden während der Abschnitte = 0 dt zu Störungen führende Polarisationspotentiale aufbauen.
Sind durch Polarisationspotentiale an den Meßelektroden entstehende Störungen langzeitvariant, so können sie durch geeignete Schaltungen kompensiert werden.
Die Erfindung geht von der Feststellung aus, daß jedoch bei den Durchflußmessern eingangs genannter Art - jedenfalls auch -kurzzeitvariante Störungen auftreten, die auf den genannten Polarisationspotentialen beruhen. Das Frequenzspektrum dieser Störungen erstreckt sich zum Beispiel bei Durchflußgeschwindigkeiten mehrphasiger Flüssigkeiten bis etwa 10 m/sec in den Bereich bis zu 20 Hz, wie Messungen ergeben haben. Es liegt daher, um diese Störungen zu vermeiden, nahe, die Periodizität des magnetischen Flusses in den Bereich > 20 Hz zu legen. Geht man so vor, so werden jedoch die auszuwertenden Abschnitte at zu kurz und es ergeben sich Störungen, die denen bei Verwendung eines sinusförmig verlaufenden magnetischen Flusses ähneln.
Aufgabe der Erfindung ist daher, einen Durchflußmesser eingangs genannter Art anzugeben, bei dem die Abschnitte dY3 =0 dt = 0 nicht verkürzt werden müssen und dessen Meßergebnisse dennoch nicht durch die genannten kurzzeitvarianten Störungen beeinträchtigt werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Durchflußmesser dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung eine Schaltungsanordnung enthält, die nur wenigstens eine Oberwelle der Periode der vom magnetischen Fluß erzeugten Meßwert spannung der Auswertung unterwirft.
Bei Anwendung der Erfindung wird ohne Änderung der Abschnitte d = 0 dt die Frequenz der ausgewerteten Signalanteile auf ein höherfrequentes Niveau gehoben, das von den kurzzeitvarianten Störungen frei ist.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung im Sinne der Lösung der Aufgabe sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen induktiven Durchflußmesser im Querschnitt.
Die Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen zur Erläuterung der Erfindung wesentliche Diagramme.
Fig. 7 zeigt eine Schaltungsanordnung für den Durchflußmesser.
Der induktive Durchflußmesser nach Fig. 1 weist ein mit einer dielektrischen Schicht 2 ausgekleidetes Geberrohr 4 auf, in dem zwei in galvanischem Kontakt mit der Flüssigkeit im Geberrohr 2 stehende Meßelektroden 6 und 8 angeordnet sind. Diese Meßelektroden 6 und 8 sind über Leitungen 10 und 12 mit einer Auswerteeinrichtung zu verbinden, um dieser eine Spannung U als Meßwertsignal zuzuführen. Zur Erzeugung eines das Geberrohr 2 im Bereich der Meßelektroden 6, 8 durchzusetzenden magnetischen Flusses sind zwei Spulen 14 und 16 auf einander gegenüberliegenden Seiten des Geberrohrs vorgesehen, die von einem Strom I durchflossen werden. Dieser Strom I besteht aus einer Folge von Impulsen gleichsinniger oder im Wechsel gegensinniger Polarität. Infolgedessen weist der magnetische Fluß in unmittelbar aufeinanderfolgenden Halbperioden gleichsinnige oder gegensinnige Polarität auf (wenn man jedem Impuls eine Halbperiode zuordnet). Infolgedessen liegt in jeder Halbperiode wenigstens ein Abschnitt d =0, dt in dem also zeitlich konstant ist. In bekannter Weise (vgl. US-PS 3 329 018 und 3 550 446) ist eine Schalteinrichtung vorgesehen, die nur in solchen Austastzeitspannen die Meßelektroden 6, 8 mit der Auswerteeinrichtung verbindet, die innerhalb der Abschnitte dX = 0 dt liegen. Die Auswerteeinrichtung enthält nun eine Schaltungsanordnung, die nicht die Perioden des magnetischen Flusses der Auswertung unterwirft, sondern allein wenigstens eine Oberwelle der Periode der vom magnetischen Fluß erzeugten Meßwertspannung der Auswertung unterwirft. Die ausgewertete Oberwelle bzw. die ausgawerteten Oberwellen haben notwendigerweise eine Frequenz, die einem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz des magnetischen Flusses entspricht und daher den eingangs erwähnten Störungen nicht ausgesetzt ist.
Besonders günstige Ergebnisse im Sinne der Lösung der Aufgabe sind erzielt worden, wenn die Dauer einer Austastzeitspanne gleich einem ganzzahligen Bruchteil der Dauer einer Periode des magnetischen Flusses gewählt wurde. Bevorzugt wurde dabei aus dem gleichen Grunde die Dauer einer Halbperiode einer der Auswertung unterworfenen Oberwelle gleich der Dauer einer-Austastzeitspanne gewählt.
Fig. 2 zeigt zwei aufeinanderfolgende Stromimpulse gegensinniger Polarität, wie sie den Spulen 14, 16 zuzuführen sind. Diese Stromimpulse führen zu einem magnetischen Flußverlauf, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, und dementsprechend zu einem Verlauf der Spannung U, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 4 sind die Austastzeitspannen T eingetragen, innerhalb denen d = o ist.
dt Die ausgetastete Meßwertspannung UT ist in Fig. 5 dargestellt. Nur diese ausgetastete Meßwertspannung wird der Auswerteeinrichtung zugeführt. Die Folge der ausgetasteten Impulse der Meßwertspannung hat die Frequenz des Erregerstroms. Diese Frequenz wird jedoch nicht ausgewertet, sondern in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine 3nach höhere Frequenz, also somit die Frequenz einer Oberwelle der Grundfrequenz der Impulse des Erregerstroms oder (was das gleiche ist) der ausgetasteten Meßwertspannung. Der entsprechende Spannungsverlauf ist mit UTO in Fig. 6 gekennzeichnet.
In der in Fig. 7 dargestellten Schaltungsanordnung sind, soweit angängig, die Bezugsziffern gemäß Fig. 1 verwendet. Die Spulenanordnung 14, 16 wird durch eine Gleichstromquelle 18 über einen Wechselschalter 20 gespeist. Der Wechselschalter 20 wird entsprechend der gewünschten Periode des magnetischen Flusses von einer Zeitablaufsteuereinrichtung 32 gesteuert. Die Leitungen 10, 12 sind Eingangsleitungen eines Eingangsverstärkers 22, an dessen Ausgang in Reihe ein die Austastzeitspannen T festlegender Schalter 24, ein Filter 26, ein Gleichrichter 28 und ein Anzeigeinstrument 30 angeschlossen sind. Der Schalter 24 wird ebenfalls von der Zeitablaufsteuereinrichtung 32 gesteuert.

Claims

Patentansprüche Induktiver Durchflußmesser für eine elektrisch leitende Flüssigkeit mit einem dielektrisch ausgekleideten-Geberrohr, in dem wenigstens zwei mit einer Auswerteeinrichtung zu verbindende und der Auswerteeinrichtung dann eine Meßwertspannung zuführende Meßelektroden angeordnet sind, und mit einer Einrichtung zur periodischen Erzeugung eines das Geberrohr im Bereich der Meßelektroden durchsetzenden, magnetischen Flusses , der in jeder Periode wenigstens einen Abschnitt ML =o dt aufweist und mit einer Schalteinrichtung, die nur in Abschnitten =0 liegenden Austastzeitspannen die Meßelektroden mit der Auswerteeinrichtung verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung eine Schaltungsanordnung enthält, die nur wenigstens eine Oberwelle der Periode der vom magnetischen Fluß erzeugten Meßwertspannung (U) der Auswertung unterwirft.
2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer einer Austastzeitspanne gleich einem ganzzahligen Bruchteil der Dauer einer Periode des magnetischen Flusses ist.
3. Durchflußmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer einer Halbperiode einer der Auswertung unterworfenen Oberwelle gleich der Dauer einer Austastzeitspanne ist.
4. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß 0 in unmittelbar aufeinanderfolgen.

den Halbperioden gleichsinnige Polarität aufweist.
5. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Fluß in unmittelbar aufeinanderfolgenden Halbperioden gegensinnige Polarität aufweist.