DE3004870C2 - Measuring electrode for magnetic flow meters - Google Patents
Measuring electrode for magnetic flow metersInfo
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Description
40 der Flüssigkeit in Berührung kommende, geringfügig leitfähige Kopfteil der Meßelektrode eine gewisse Kapazität gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Teilen aufweisen, insbesondere gegenüber einer metallischen Rohrwandung. Diese Kapazität verfälscht das Meßergebnis. Der Einsatz von Erdungsringen, wie sie die DE-OS 29 50 039 vorschlägt, löst dieses Problem nicht; vielmehr werden durch diese Erdungsringe sogar noch zusätzliche Kapazitäten geschaffen. 40 of the liquid coming into contact, slightly conductive head part of the measuring electrode have a certain capacitance with respect to other electrically conductive parts, in particular with respect to a metallic pipe wall. This capacitance falsifies the measurement result. The use of grounding rings, as suggested by DE-OS 29 50 039, does not solve this problem; rather, these grounding rings even create additional capacities.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßelektrode der eingangs genannten Art so auszubil den, daß die Einflüsse störender Kapazitäten auf die Meßelektrode ausgeschaltet werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß sich an den Kopfteil der Meß elektrode ein aus Isoliermaterial bestehender, im Zentrum den eingesetzten elektrischen Leiter tragender Kern anschließt, der von einem elektrisch leitenden, The invention is therefore based on the object of training a measuring electrode of the type mentioned in such a way that the influences of interfering capacitances on the measuring electrode are switched off. This object is achieved in that an existing insulating material, in the center of the inserted electrical conductor carrying core connects to the head part of the measuring electrode, which is supported by an electrically conductive,
50 vorzugsweise zylindrischen Schirm umgeben ist, der zur50 is surrounded preferably cylindrical screen, which is used for
Erzielung einer niederohmigen Rückführung über einen Impedanzwandler an das Potential der MeßeiektrodeAchieving a low-resistance return to the potential of the measuring electrode via an impedance converter
Die Erfindung betrifft eine Meßeiektrode für einen angeschlossen ist Ein derartig ausgebildeter Schirm bemagnetischen Durchflußmesser mit galvanischem Ab- wirkt, daß die Meßelektrode eine Kapazität nur noch griff, der mit einem von einer elektrisch leitfähigen Flüs- 55 gegenüber diesem Schirm besitzt Da der Schirm jedoch sigkeit durchströmten Rohrkörper versehen ist, an des- dasselbe Potential führt wie die Meßelektrode, kann sie sen Innenwand ein mit der Flüssigkeit in Berührung sich nicht mehr auf das Meßergebnis auswirken, kommender Kopfteil der Meßelektrode angeordnet ist, Es ist- ein Impedanzwandler vorgesehen, an dessenThe invention relates to a measuring electrode for a connected screen of a magnetic flow meter with a galvanic effect that the measuring electrode only has a capacitance handle, which has an electrically conductive liquid opposite this screen Since the screen, however The tubular body through which the flow is flowing is provided, to which the same potential leads as the measuring electrode, it can If the inner wall comes into contact with the liquid, this no longer affects the measurement result, Coming head part of the measuring electrode is arranged. An impedance converter is provided on its
der aus einem chemisch resistenten, durch Einlagerun- hochohmigem Eingang die Meßeiektrode und an dessen gen z. B. aus Metall oder Kohlenstoff geringfügig elek- 60 niederohmigem Ausgang der Schirm angeschlossen ist trisch leitfähig gewordenen Kunststoff besteht und eine Der Impedanzwandler entkoppelt also den Schirm ge-Metallscheibe trägt, an der ein im Zentrum der Meß- genüber der Meßeiektrode. Dies ist notwendig, damit elektrode eingesetzter elektrischer Leiter angeschlos- das Meßergebnis nicht seinerseits wieder durch den Ansen ist Schluß des Schirms beeinflußt wird. Da der Schirm nie-the measuring electrode from a chemically resistant, unhigh-resistance input due to storage and on its gen z. B. made of metal or carbon slightly elec- 60 low-resistance output of the screen is connected The impedance converter thus decouples the shield ge-metal disk, on which a in the center of the measurement opposite the measurement electrode. This is necessary with that Electrode inserted electrical conductor connected- the measurement result is not in turn influenced by the connection of the screen. Since the umbrella never-
Es sind für magnetisch-induktive Durchflußmesser 65 derohmig angeschlossen ist, kann die sich zwischen dem kapazitive Elektroden bekannt, bei denen eine kapaziti- Schirm und anderen elektrischen Teilen wie der Rohrve Verbindung zum Meßstoff besteht, wobei die Aus- wandung einstellende Kapazität nicht auf die Meßspankleidung des Meßkanales als Dielektrikum des Konden- nung auswirken.There are for magnetic-inductive flow meters 65 is connected ohmically, which can be between the Capacitive electrodes are known in which there is a capacitive screen and other electrical parts such as the pipe connection to the substance to be measured, whereby the capacitance setting the wall does not affect the measuring chip cladding of the measuring channel as the dielectric of the condensation.
Vorteilhaft ist es, wenn der elektrisch leitende Schirm innerhalb eines die Meßelektrode einhüllenden Mantels liegt. Auf diesen Mantel wird das Potential der niederohmigen Rückführung des Schirms übertragen, so daß auch seitens dieses Mantels Kapazitätseinflüsse auf die Meßelektrode entfallen. Zugleich wirkt dieser Mantel als Schutzhaube für die Meßelektrode und als Isolierung gegenüber der beispielsweise leitfähigen Rohrwandung. Eine besonders günstige Herstellungsart ergibt sich hierbei, wenn der Kopfteil aus einem Stück mit dem die Meßelektrode einhüllenden Mantel hergestellt ist. Wenn auch noch die Metallscheibe in dem Kopfteil der Meßelektrode eingebettet ist, ergibt sich eine nach außen vollständig abgeschlossene Elektrode. Bevorzugt werden der Mantel und der Kopfteil aus einer auf dem gesamten Kern aufgebrachten Beschichtung, insbesondere aus Polyfluoräthylen bzw. aus Polytetrafluorethylen, hergestellt.It is advantageous if the electrically conductive screen is inside a jacket enveloping the measuring electrode lies. The potential of the low-resistance return of the screen is transferred to this jacket, so that capacitance influences on the measuring electrode are also dispensed with on the part of this jacket. This coat works at the same time as a protective cover for the measuring electrode and as insulation against the pipe wall, which is conductive, for example. A particularly favorable production method is obtained when the head part is made of one piece with the Measuring electrode enveloping jacket is made. Even if the metal washer in the head part of the Measuring electrode is embedded, the result is an electrode that is completely sealed off from the outside. Preferred the jacket and the head part of a coating applied to the entire core, in particular made of polyfluoroethylene or polytetrafluoroethylene.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Metallscheibe und der Schirm Teile einer Metailbeschichtang des aus dem Isoliermateria! bestehenden Kernes, wobei diese Metallbeschichtung im Bereich des Umfanges der Scheibe aufgetrennt, beispielsweise abgedreht ist. Es ergeben sich hierbei verhältnismäßig einfach aufgebaute Elektroden, die leicht herstellbar sind und die sich zur Messung des Durchflusses chemisch aggressiver Flüssigkeiten mit Hilfe von magnetisch-induktiven Durchflußmessern eignen.In an advantageous embodiment, the metal disc and the screen are parts of a metal coating from the insulating material! existing core, this metal coating in the area of the perimeter the disk is separated, for example turned off. This results in a relatively simple structure Electrodes that are easy to manufacture and that are used to measure flow are chemically more aggressive Liquids with the help of magnetic-inductive flow meters are suitable.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and in the following description explained. It shows
F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine neue Meßelektrode eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers, der zur Messung des Durchflusses chemisch aggressiver Medien eingesetzt ist,F i g. 1 shows a schematic longitudinal section through a new measuring electrode of a magneto-inductive Flow meter, which is used to measure the flow of chemically aggressive media,
F i g. 2 eine andere Ausführungsform einer Meßelektrode, bei der ein die ganze Elektrode einhüllender Mantel aus chemisch resistentem aber etwas leitfähigem Material vorgesehen ist,F i g. 2 shows another embodiment of a measuring electrode, in which one enveloping the entire electrode Sheath made of chemically resistant but somewhat conductive material is provided,
Fig.3 eine Elektrode gem. der Erfindung, deren Kopfteil kegelförmig ausgebildet ist und die von innen nach außen montiert wird im Gegenteil zu den übrigen Elektroden, die von außen nach innen montiert werden, und3 shows an electrode according to the invention, the head part of which is conical and the inside is mounted to the outside in contrast to the other electrodes, which are mounted from the outside to the inside, and
F i g. 4 eine Ausführungsform einer Elektrode, bei der ein Kern zunächst mit einer Metallbeschichtung versehen ist, die dann von einem chemisch resistenten aber leicht elektrisch leitfähigem Material eingehüllt ist.F i g. 4 shows an embodiment of an electrode in which a core is initially provided with a metal coating which is then encased in a chemically resistant but slightly electrically conductive material.
In der F i g. 1 ist in eine Wandung 1 eines nicht näher dargestellten Rohres, das auf seiner Innenseite mit einer chemisch resistenten Rohrauskleidung 2 versehen ist, eine Meßelektrode 3 eingesetzt. Diese Meßelektrode 3 ist Teil eines in seinen übrigen Teilen nicht dargestellten magnetisch-induktiven Durchflußmessers, der in seinem Grundaufbau bekannt ist.In FIG. 1 is in a wall 1 of a tube not shown, which is on its inside with a chemically resistant pipe lining 2 is provided, a measuring electrode 3 is used. This measuring electrode 3 is part of a magneto-inductive flow meter, not shown in its other parts, which is in his Basic structure is known.
Die Meßelektrode 3 besteht aus einem Kopfteil 4 aus Polyfluoräthylen, das auf eine bestimmte an sich bekannte Weise mit Kohlenstoffeinlagerungen versehen ist.The measuring electrode 3 consists of a head part 4 made of polyfluoroethylene, which is known to a certain Way is provided with carbon inclusions.
Der so ausgebildete Kopfteil 4 ist zwar mit einem Minimum an elektrischer Leitfähigkeit versehen, stellt im wesentlichen aber einen schlecht leitenden aber chemisch resistenten Körper dar. Dieser Kopfteil 4 schließt zusammen mit der Rohrauskleidung 2, die ebenfalls aus einem chemisch resistenten Kunststoff bestehen kann, das Rohrinnere ab, in dem eine elektrisch leitfähige aber chemisch sehr aggressive Flüssigkeit fließen kann, deren— Durchfluß auf magnetisch-induktivem Weg gemessen werden soll The head part 4 formed in this way is provided with a minimum of electrical conductivity , but essentially represents a poorly conductive but chemically resistant body. This head part 4 closes the pipe interior together with the pipe lining 2, which can also consist of a chemically resistant plastic in which an electrically conductive but chemically very aggressive liquid can flow, the flow of which is to be measured in a magneto-inductive way
In dem Kopfteil 4 ist eine metallische, beispielsweise aus Kupfer bestehende Scheibe 5 eingelagert, an die ein in direktem Kontakt mit ihrem Zentrum stehender elektrisch leitender Stift 6 angrenzt, der zu einem außerhalb der Rohrwandung 1 angeordneten Verstärker 7 führt. Der elektrische Leiter 6 führt dabei durch einen Teil des Kopfteiles 4 und durch einen Kern 8 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, der ebenfalls Polyfluoräthylen sein kann, der aber nicht mit den eine gewisse Leitfähigkeit erzeugenden Einlagerungen -versehen ist. In den isolierenden Kern 8 ist ein aus einem elektrisch leitenden Metallblech bestehender zylindrischer Schirm 9 eingesetzt, dessen vordere Stirnwände bis etwa in den Bereich der Scheibe 5. d. h. also in den Bereich des leitenden Kopfteiles 4 hereinführen und dessen rückwärtiges Ende in einem Flansch IO endet. Mit diesem Flansch 10 ist eine Abdeckkappe It verbunden, die den Verstärker 7 aufnimmt und eine Rohrtülie 12 zur Herausführung der Meßleitungen 13 aufweist, die vom Verstärker 7 kommen. Mit der so ausgebildeten Meßelektrode kann der Durchfluß einer chemisch hochaggressiven Flüssigkeit in der vom magnetisch-induktiven Durchfluß her bekannten Weise über ein entweder getaktetes Gleichfeld oder über ein magnetisches Wechselfeld gemessen werden, wobei die elektrische Ausrüstung der Meßeinrichtung dem Stand der Technik entspricht. Die neue Meßelektrode allerdings macht den Einsatz solcher magnetisch-induktiver Durchflußmesser für chemisch aggressive Flüssigkeiten möglich, die bisher zu einer Zerstörung der Meßelektroden geführt haben, wenn diese nicht aus einem hochwertigen Werkstoff, wie z. B. Platin, bestanden.In the head part 4 is a metallic, for example made of copper disc 5 embedded, to which a standing in direct contact with its center electrically Adjacent conductive pin 6, which leads to an amplifier 7 arranged outside the pipe wall 1. The electrical conductor 6 leads through part of the head part 4 and through a core 8 made of electrically insulating material Material, for example made of a plastic, which can also be polyfluoroethylene, but which is not provided with the inclusions that create a certain conductivity. In the insulating core 8 is a consisting of an electrically conductive sheet metal cylindrical screen 9 is used, the front End walls up to about the area of the disk 5. d. H. thus lead into the area of the conductive head part 4 and the rear end of which ends in a flange IO. With this flange 10 is a cap It connected, which houses the amplifier 7 and a tube 12 for leading out the measuring lines 13 which come from the amplifier 7. With the measuring electrode designed in this way, the flow of a chemically highly aggressive liquid in the manner known from the magnetic-inductive flow via either a clocked constant field or measured via an alternating magnetic field, the electrical equipment of the measuring device corresponds to the state of the art. The new measuring electrode, however, makes the use of such magnetic-inductive electrodes more efficient Flow meters for chemically aggressive liquids possible, which so far led to destruction the measuring electrodes have led, if they are not made of a high quality material such. B. platinum, passed.
F i g. 2 zeigt eine Variante der Meßelektrode, die ebenfalls im Inneren mit einer Scheibe 5 und einem in diesem Fall einstückig mit dieser hergestellten elektrischen Leiter 6 aus Metall versehen ist. Die Leiter 6 und die Scheibe 5 grenzen zum Inneren der Elektrode hin an einen aus Isoliermaterial bestehenden Kern 8 an, der, ebenso wie bei der Ausführung der Fig. 1, nach außen von einem aus Metall bestehenden rohrförmigen Schirm 9 eingehüllt ist, dessen vordere Stirnkante bis in den Bereich der Scheibe 5 hereinreicht. Dabei sind die Stirnkanten 9a des Schirmes 9 und die diesen zugewandten Außenkanten Sa der Scheibe 5 mit konisch zur Längsachse der Elektrode verlaufenden Flächen versehen, die es ermöglichen, daß die äußersten Kanten des Schirmes 9 in Axialrichtung bis in den Bereich der Scheibe 5 hereinreichen. Diese Ausgestaltung ergibt eine besonders vorteilhafte Abschirmung. Der Schirm 9 bekommt vom Leiter 6 über einen Verstärker (Impedanzwandler), ebenso wie bei der Ausführung der F i g. 1, das gleiche elektrische Potential. Kapazitive Störeinflüsse werden somit ausgeschaltet, die durch die hochohmige, schlecht leitende Außenschicht 14 der Elektrode bewirkt werden könnten. Diese Schicht 14, die die gesamte Elektrode auf der dem Rohrinneren zugewandten Seite ummantelt, besteht wieder aus einem mit einem Minimum an elektrischer Leitfähigkeit versehenen Kunststoffmaterial, beispielsweise aus einem Fluor-Kunststoff, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen, in den gewisse elektrisch leitende Einlagerungen vorgesehen sind.F i g. 2 shows a variant of the measuring electrode, which is also provided on the inside with a disk 5 and, in this case, an electrical conductor 6 made of metal and manufactured in one piece with it. The conductors 6 and the disk 5 adjoin a core 8 made of insulating material towards the inside of the electrode, which, as in the embodiment of FIG extends into the area of the disk 5. The front edges 9a of the screen 9 and the outer edges Sa of the disc 5 facing them are provided with surfaces that run conically to the longitudinal axis of the electrode and allow the outermost edges of the screen 9 to reach into the area of the disc 5 in the axial direction. This configuration results in particularly advantageous shielding. The screen 9 gets from the conductor 6 via an amplifier (impedance converter), just as in the embodiment of FIG. 1, the same electrical potential. Capacitive interference which could be caused by the high-resistance, poorly conductive outer layer 14 of the electrode is thus eliminated. This layer 14, which encases the entire electrode on the side facing the inside of the pipe, again consists of a plastic material provided with a minimum of electrical conductivity, for example a fluoroplastic, such as polytetrafluoroethylene, in which certain electrically conductive inclusions are provided.
Die F i g. 3 zeigt eine Abwandlung insofern, als hier der äußere Mantel 14 und der Kopfteil 4 zwar ebenso wie im Ausführungsbeispiel der F i g. 2 einstückig hergestellt sind und aus einem schwach leitenden, aber ehe- The F i g. 3 shows a modification insofar as here the outer jacket 14 and the head part 4 , as in the exemplary embodiment in FIG. 2 are made in one piece and made of a weakly conductive, but
misch resistenten Material bestehen, daß im Gegensatz zur Ausführung der F i g. 2 dieser Mantel 14 aber aufgespritzt werden muß. Der innere Kern 8 der Elektrode besteht in diesem Fall nur aus einem pilzförmig ausgebildeten hohlen Körper, der den aus Metall bestehenden ähnlich ausgebildeten Schirm 9 von dem pilzförmigen Teil 6" aus elektrisch leitfähigem Material trennt, dessen Scheibe 5' zum Rohrinneren hin ebenso wie der Kopfteil 4 leicht kegelförmig ausgebildet ist. Die Elektrode der F; g. 3 muß vom Rohrinneren her montiert werden, to Sie weist den Vorteil auf, daß sie es verhältnismäßig leicht ermöglicht, eine Abdichtung zwischen Rohrwand und Elektrode herzustellen.mix resistant material exist that in contrast to the execution of the F i g. 2 of this coat 14 but sprayed on must become. The inner core 8 of the electrode consists in this case only of a mushroom-shaped one hollow body, which consists of metal similarly formed screen 9 from the mushroom-shaped Part 6 ″ made of electrically conductive material separates its disk 5 'towards the inside of the pipe, as does the head part 4 is slightly conical. The electrode of the F; G. 3 must be mounted from the inside of the pipe, to It has the advantage that it is proportionate easily allows to create a seal between the pipe wall and the electrode.
In tier Fig.4 ist eine andere Ausführungsform der erlindungbgemäßen Elektrode gezeigt, die sich beson- ΐ·> ders einfach herstellen iäöt. Bei dieser Ausführungsform ist auf einen isolierenden Kern 8*. der beispielsweise auch aus Keramik bestenen kann, zunächst eine MetaH-beschichtung 15 aufgebracht worden, die dann aber im Bereich der vordere.; Endkanten 16 dadurch in den zylindrischen Schirm 9" und die Scheibe 5" aufgeteilt ist. das an den Kanten 16 der beschichtete Körper aufgetrennt, bei Verwendung von Kunststoff als Kern 8' beispielsweise abgedreht werden kann. In den Kern 8' ist dann wieder der Leiter 6 eingelegt, der dann, wenn der Kern 8' aus Kunststoff besteht, schon von vornherein mit eingespritzt sein kann. Auf den so hergestellten inneren Körper der Elektrode, der also an den Kanten 16 eine Unterbrechung zwischen dem Scheibenteil 5" und dem Schirm 9' aufweist, wird dann anschließend eine Beschichtung aus einem schwach leitenden Kunststoff o. dgl. aufgebracht, so daß die für die Funktion der Elektrode gem. F i g, 1 wichtigen Teile vorhanden sind. Vorteil der Ausführungsform der Fig.4 ist die besonders einfache und wirtschaftliche Herstellung.Another embodiment of the electrode according to the invention is shown in FIG. 4, which is particularly easy to manufacture. In this embodiment there is an insulating core 8 *. which can also be made of ceramic, for example, a MetaH coating 15 was applied first, but this was then applied in the area of the front. End edges 16 is thereby divided into the cylindrical screen 9 "and the disc 5" . that at the edges 16 of the coated body separated, if plastic is used as the core 8 ', for example, can be turned off. The conductor 6 is then again inserted into the core 8 ', which conductor 6 can then be injected from the outset if the core 8' is made of plastic. A coating of a weakly conductive plastic or the like is then subsequently applied to the inner body of the electrode produced in this way, which thus has an interruption at the edges 16 between the disk part 5 "and the screen 9 ', so that the for the Function of the electrode according to Fig. 1. The advantage of the embodiment of Fig. 4 is the particularly simple and economical production.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
4040
4545
5555
6060
6565
:■*■·: ■ * ■ ·
Claims (7)
(14) hergestellt ist. Ein Nachteil dieser bekannten Meßelektrode ist jewith the measuring electrode (3) losing the jacket 30 speed.
(14) is established. A disadvantage of this known measuring electrode is ever
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| DE19803004870 DE3004870C2 (en) | 1980-02-09 | 1980-02-09 | Measuring electrode for magnetic flow meters |
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