DE2950039C2

DE2950039C2 - Elektroden für elektromagnetische Durchflußmesser

Info

Publication number: DE2950039C2
Application number: DE19792950039
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 4172 Straelen Hofmann; Immo Dr. 4330 Mülheim Reinhold
Original assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1982-11-25
Also published as: DE2950039A1

Description

Die Erfindung betrifft Elektroden zur Aufnahme der Meßspannung oder zur Erdung eines elektromagnetischen Durchflußmessers, wobei die Elektroden mit dem, einen rohrförmigen Meßwertgeber durchströmenden flüssigen Medium in Verbindung stehen und das vom Medium durchströmte Rohrstück auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehen ist.

Bei elektromagnetischen Durchflußmessern wird mit Hilfe geeigneter Spulen ein quer zur Strömungsrichtung des Mediums gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Ein der Strömungsmenge proportionales, induziertes Spannunpssignal wird an zwei diametral gegenüberliegenden Elektroden abgegriffen, die quer und senkrecht zu dem Magnetfeld angeordnet sind. Zur Aufnahme der Meßspannung sind verschiedenartig ausgebildete Elektroden bekannt. Hauptsächlich finden sogenannte Punktelektroden Verwendung, welche mit der Oberflä· ehe eines pilzförmigen Kopfes nach innen weisen und mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehen. Dieser pilzförmige Kopf besitzt einen die Wandung durchragenden Bolzen, mit dem der Stromleiterdraht verbunden ist. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die Elektroden und deren Anschlußbolzen flüssigkeitsdicht mit dem Rohrstück verbunden werden müssen.

Die hierfür erforderlichem Abdichtungen sind nicht nur aufwendig, sondern führen auch häufig zu Undichtigkeiten. Die gleichen Schwierigkeiten bestehen auch bei großen Flächenelektroden, welche eine größere Fläche des Innenmantels vom durchströmten Rohrstück bedecken.

Der Meßwertgeber wird in bekannter Weise an den Enden seines Rohrstückes mit Erdungsringen versehen, mit deren HiMe das strömende Medium beaufnhlagen de elektrische Störgrößen abgeführt werden sollen.

Auch diese müssen auf umständliche Weise mit dem Ende des dem Meßwertgeber zugeordneten Rohrstük-

kes dichtend verbunden werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

is zugrunde, sowohl die zur Aufnahme der MeUspannung dienenden Meßelektroden als auch die zur Erdung verwendeten Erdungsringe derart auszubilden, daß der Aufbau vereinfacht wird und keine Abdichtungsprobleme mehr vorhanden sind.

Diese Aufgabe wird eriindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden aus pulver- oder faserförmigen Teilchen eines elektrisch leitenden Stoffes bestehen, welche im Elektrodenbereich in die elektrisch isolierende Auskleidung eingebettet sind.

Es ist zwar schon bekannt, die elektrisch leitenden Teile der Elektroden elektromagnetischer Durchflußmesser in die Isolieniuskleidung des Meßrohres einzubetten, wobei die Meßspannung kapazitiv vom Medium auf die Elektroden übertragen wird. Bei dieser Ausführung bestehen jedoch keine Abdichtungsprobleme für eine Elektrodendurchführung.

Die erfindungsgemäße Ausführung hat den wesentlichen Vorteil, daß die mit dem Medium in Verbindung stehenden Elektroden unmittelbarer Bestandteil des Rohrstückes sind, wobei sie mit der elektrisch isolierenden Auskleidung eine Einheit darstellen. Die pulver-oder faserförmigen Teilchen bilden in der Masse der isolierenden Auskleidung einen elektrischen Leiter, von dem die Spannung abgegriffen werden kann, oder von dem Störströme durch Erdung weggeleitet werden können. Wenngleich die Masse, in welche die elektrisch leitenden pulver- oder faserförmigen Teilchen eingebettet sind, vorzugsweise aus dem gleichen Material besteht, aus dem auch die Auskleidung hergestellt ist, können auch andere Kunststoffmassen oder Gummimassen Verwendung finden. In allen Fällen wird der Vorteil erreicht, daß durch ein unmittelbares Einformen keine abzudichtenden Grenzflächen bestehen. Besondere Abdichtungsorgzne werden daher nicht benötigt.

so Die pulver- oder faserförmigen Teilchen können aus beliebigen elektrisch leitenden Stoffen bestehen. Vorzugsweise geeignet sind beispielsweise Kohlenstoff, Graphit oder Metall. Soweit die Meßspannung unmittelbar (galvanisch) an den Elektroden abgegriffen werden soll, kann in diesem Bereich ein mit dem Stromleiterdraht verbundenes Metallnetz angeordnet sein. Das gleiche gilt auch bei der Ausbildung von Erdungsringen. Hierdurch wird die Leitung wesentlich verbessert.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Spannung der galvanisch mit dem Medium verbundenen Elektroden kapazitiv auf den Stromleiterdraht zu übertragen. Für diesen Fall kann beispielsweise auf der Außenfläche der diametral gegenüberliegend am Rohrstück angeord neten Meßelektroden mittels eines dielektrischen Klebers eine mit dem Stromleiterdrahl verbundene metallische Elektrodenplatte befestigt sein. Diese Elektrodenolatte ist also von der eigentlichen Meßelek-

trade mit Hilfe des Klebers isoliert

Zur Bildung von Erdungsringen sind an den Enden des Rohrstückes ringförmige Elektroden vorgesehen. Auch hier besteht wieder die Möglichkeit, ein Mßtallnetz einzugliedern, an welches der der Erdung dienende Stromleiterdraht angeschlossen ist

Ai'-führungsbeispiele für Elektroden nach der Erfindung sind in der Zeichnung beispielsweise dargestellt; es zeigt

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines elektromag-TiCiIEChCi-! DurehHußmessers mit Elektroden zur Aufnahme aer Meßspannung und Elektroden zur Erdung,

Fig.2 einen mittleren Querschnitt durch eine Elektrode zur Aufnahme der Meßspannung, welche unmittelbar mit einem Stromleiterdraht verbunden ist, is und

F i g. 3 eine Elektrode zur kapazitiven Aufnahme der Meßspannung.

In F i g. 1 isi der Meßwertgeber eines elektromagnetischen Durchflußmengenmessers schematisch dargestellt Er besteht im wesentlichen aus einem Rohrstück 1, welches, wie die F i g. 2 und 3 zeigen, auf seine"· Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehen ist. Dieses Rohrstück 1 besieht in üblicher Weise aus einem nichtmagnetischen Stoff, wobei es aus einem metallischen oder einem nichtmetallischen Werkstoff gebildet sein kann.

Dem Meßwertgeber sind zwei diametral gegenüberliegende Meßelektroden 3 zugeordnet, welche über je einen Stromleiterdraht 4 an eine elektronische Auswertungseinrichtung 5 angeschlossen sind. Außerdem sind die Enden des Rohrstückes 1 mit je einem Erdungsnng 6 versehen; der die Erdung bewirkende Stromleiterdraht ist mit 15 bezeichnet

Der rohrförmige Meßwertgeber ist außerdem in üblicher Weise noch mit Magnetspulen zur Erzeugung eines Magnetfeldes versehen, welches senkrecht zur Achse des Rohrstückes 1 und senkrecht zu der Verbindungslinie der beiden Meßelektroden 3 gerichtet ist

Erfindungsgemäß werden die Elektroden gemäß F i g. 2 aus pulver- oder faserförmigen Teilchen 7 gebildet, welche im Elektrodenbereich in die elektrisch isolierende Auskleidung 2 eingebettet sind. Diese pulver-oder faserförmigen Teilchen können beispielsweise aus Kohlenstoff, Graphit oder Melall bestehen. Sie liegen in dem AuskJeiur/gsnsaiei-ui m -^c st !ehr η ?"'t>:ge vor, daß sie miteinander in Berührung si; hen u.v ι_·ιπώ durchgehende Verbindung zu einem Metallnetz 3 geben, an welches der Stromleiterdraht 4 ap.geschlossen ist Falls die äußere Hülle des Rohrs».U.-kes 1 aus einem elektrisch leitenden Stoff besteht, ibt zwischen diesem und der Meßelektrode 3 noch eine dielektrische Isolierschicht 9 angebracht; diese kann beispielsweise aus einem dielektrischen Kleber bestehen. Dabei ist, wie Fig.2 zeigt, der Stromleiterdraht 4 von einem isolierenden Schutzrohr 10 umgeben.

Die Einbettung der pulver- oder faserförmigen Teilchen kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit vorgefertigte Bauteile zu fertigen, die die eigentlichen Elektrodenelemente bilden, welche dann mit dem Auskleidungsmaterial 2 verfrittet, verklebt oder anderswie verbunden werden. Handelt es sich dabei um das gleiche Material, wird eine besonders dichte Verbindung gewährleistet Es besteht aber auch die Möglichkeit ί«ι Bereich der Meßelektroden 3 eine mit den Teilchen 7 vermischte Kunststoffmasse einzufüllen und diese gemeinsam mit dem Kunststoffmaterial 2 oder nachträglich aushärten zu lassen.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Ausführung wird die Elektrodenspannung kapazitiv auf den Stromleiterdraht übertragen, Hier hat die Meßelektrode 3, welche in der vorgeschriebenen Art und Weise mit pulver- oder faserförmigen Teilchen versehen ist, die Dicke des isolierenden Auskleidematerials 2. Auf der Außenfläche, d. h. der nach außen gewandten Seite dieser Meßelektrode 3, ist eine metallische Elektrodenplatte 11 von etwa der gleichen Größe mittels eines dielektrischen Klebers 12 befestigt. Außerdem ist mittels einer weiteren dielektrischen Kleberschicht 13 eine Schirmelektrode 14 vorgesehen. Diese hat eine öffnung zur Durchführung des Stromleiterdrahtes 4.

Die in Fig. 1 gezeigten Erdungsringe6 werden in der gleichen Weise hergestellt wie die Meßelektroden 3. Lediglich ist die Formgebung so, daß die der Erdung dienenden Elektroden ringförmig die Enden des Rohrstückes 1 einfassen. Auch im Falle einer Einlagerung eines Metallnetzes können bevorzugt ringförmige Metallnetze, Stützringe o. dgl. verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektroden zur Aufnahme der Meßspannung oder zur Erdung eines elektromagnetischen Durchflußmesscrs, wobei die Elektroden mit dem, einen rohrförmigen Meßwertgeber durchströmenden flüssigen Medium in Verbindung stehen und das vom Medium durchströmte Rohrstück auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus pulver- oder faserförmigen Teilchen (7) eines elektrisch leitenden Stoffes bestehen, welche im Elektrodenbereich in die elektrisch isolierende Auskleidung (2) eingebettet sind.

Z Elektroden nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die pulver- oder faserförmigen Teilchen (7) aus Kohlenstoff, Graphit oder Metall bestehen.

3. Elektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Elektrode ein mit dem Stromleiterdraht (4,15) verbundenes Metallnetz (8) angeordnet ist

4. Elektroden nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden (3) zur Aufnahme der Meßspannung an diametral gegenüberliegenden Seiten des Rohrstückes (1) angeordnet sind.

5. Elektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche der diametral gegenüberliegend am Rohrstück (1) angeordneten Meßelektroden (3) zur Übertragung der Elektrodenspannung mittels eines dielektrischen Klebers (12) eine mit dem Stromleiterdraht (4) verbundene metallische Elektrodenplatte (11) befestigt ist.

6. Elektroden nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung von Erdungsringen (6) an den Enden des Rohrstückes (1) ringförmige Elektroden vorgesehen sind.