DE3029791A1 - Elektromagnetischer stroemungsmesser - Google Patents

Elektromagnetischer stroemungsmesser

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DE3029791A1 DE19803029791 DE3029791A DE3029791A1 DE 3029791 A1 DE3029791 A1 DE 3029791A1 DE 19803029791 DE19803029791 DE 19803029791 DE 3029791 A DE3029791 A DE 3029791A DE 3029791 A1 DE3029791 A1 DE 3029791A1
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters

Description

  • BESCHREIBUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Strömungsmesser, der ein Paar Elektroden hat, die einander zugewandt sind, so daß sie direkt zwischen sich wenigstens einen Teil eines leitfähigen Fluids aufnehmen, und der weiter einen magnetischen Kreis zum Erzeugen eines magnetischen Flusses hat, der seinerseits eine gerade, die beiden Elektroden verbindende Linie und den Fluß des leitfähigen Fluids kreuzt, wobei die Geschwindigkeit der Fluidströmung aus einer Spannung berechnet wird, die sich entsprechend dem magnetischen Fluß des magnetischen Kreises und der Strömung des Fluids zwischen den beiden Elektroden aufbaut.
  • In dem elektromagnetischen Strömungsmesser ist die Verwendung eines Permanentmagneten zum Ausbilden des magnetischen Kreises ideal, wenn man nur auf die Verminderung des Leistungs- bzw. Strombedarfs achtet. Ein solcher Permanentmagnet wird jedoch aus verschiedenen Gründen selten verwendet, da die Spannungspolaritäten der beiden Elektroden unveränderlich sind und eine Kontakt spannung sowie eine polarisierte Spannung durch eine chemische Wirkung erzeugt werden, so daß infolgedessen eine große Nullverschiebung oder -drift hervorgerufen wird.
  • Die eben erwähnte Schwierigkeit wird dadurch überwunden, daß man einen magnetischen Kreis verwendet, der mittels Wechselstrom erregt wird. Diese Maßnahme wird jedoch von einem 9o°-Rauschen begleitet. Die Summierung desselben mit dem in üblicher Weise auftretenden Rauschen ergibt nicht notwendigerweise einen Phasenunterschied von 9o0, dieserist von einer Änderung begleitet. zahler ist es schwieirig, den Nullpunkt während des Verlaufs der Fluidströmung zu überprüfen.
  • Wenn ein magnetischer Kreis verwendet wird, der mittels eines Rechteckwellenstroms mit sich abwechselnd ändernden Polaritäten magnetisch erregt wird, dann tritt die Schwierigkeit, die sich im Falle der Verwendung eines Permanentmagneten ergibt, nicht auf, und der Betrag der Nullverschiebung während der Strömung des Fluids läßt sich aus dem Mittel derjenigen Werte erhalten, die sich ergeben, wenn keine Flußänderung mit Bezug auf beide Stromrichtungen vorhanden ist. Daher kann sie durch Benutzung der erhaltenen Nulldrift korrigiert werden. Jedoch hat diese Maßnahme einen Kreisaufbau zur Folge, aufgrund dessen der Erregungsstrom konstant fließt. Als Ergebnis erhält man einen großen Leistungs- bzw. Stromverbrauch.
  • Die vorerwähnten Strömungsmesser nach dem Stande der Technik sind in den US-Patentschriften 3 783 687, 3 802 262, 3 894 430, 4 olo 644 und 3 777 561 beschrieben.
  • Demgemäß soll mit der vorliegenden Erfindung ein elektromagnetischer Strömungsmesser mit geringerem Leistungs-bzw. Stromverbrauch zur Verfügung gestellt werden.
  • Weiterhin soll mit der vorliegenden Erfindung ein elektromagnetischer Strömungsmesser geschaffen-werden, der in der Lage ist, die Geschwindigkeit einer Fluidströmung gleichbleibend bzw. stabil frei von einem Fehler zu messen, der von einer Anderung der Umgebungstemperatur herrührt.
  • Außerdem wird mit der vorliegenden Erfindung ein elektromagnetischer Strömungsmesser zur Verfügung gestellt, der gegenüber einer Anderung der Stromquellenspannung unempfindlich ist.
  • Gemäß einem der Merkmale der vorliegenden Erfindung wird in einem magnetischen Kreis ein Rechteckwellen-Magnetfluß mit sich abwechselnd ändernden Polaritäten erzeugt, der während einer kurzen Zeitdauer in jedem Zyklus fortdauert, jedoch intermittierend ist, so daß auf diese Weise der Vorteil des konventionellen elektromagnetischen Strömungsmessers sichergestellt wird. Ein weiteres Merkmal, durch das eine Verminderung des Leistungs- bzw. Stromverbrauchs erzielt wird, besteht darin, daß in einer magnetischen Erregungsspule ein magnetischer Erregungsstrom bzw. ein Magnetfeld-Erregungsstrom bewirkt wird, der intermittierend und augenblicklich (d. h. kurzzeitig) in jedem Zyklus ist, und zwar mit sich abwechselnd ändernden Polaritäten; und die Geschwindigkeit einer Fluidströmung wird unter Verwendung einer Spannung berechnet, die gemäß einem in dem magnetischen Kreis aufrechterhaltenen Restmagnetfluß und der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids, wenn kein magnetischer Erregungsstrom dadurch fließt, erzeugt wird.
  • Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung seien nachfolgend anhand einiger in den Fig. 1 bis 13 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert; es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine graphische Darstellung, die das Verhältnis zwischen einem magnetischen Feld und einem magnetischen Fluß repräsentiert; Fig. 3 eine Schaltbild der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 einen Satz von Wellenformen, die zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltungsanordnung der ersten Ausführungsform dienen; Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 6 eine Kurvendarstellung, die die Beziehung zwischen einem magnetischen Feld und einem magnetischen Fluß in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform veranschaulicht; Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer Abwandlung der zweiten Ausführungsform; Fig. 8 eine Längsschnittansicht längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7; Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer weiteren Abwandlung der zweiten Ausführungsform; Fig. 1o eine Längsschnittansicht längs der Linie X-X in Fig. 9; Fig. 11 einen Schaltungsaufbau einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, worin die Elektroden und eine die Geschwindigkeit des Strömungsflusses berechnende Einheit weggelassen sind, da diese die gleichen wie in der ersten Ausführungsform sind; Fig. 12 eine Kurvendarstellung des Erregungsstroms in der dritten Ausführungsform; und Fig. 13 ein Schaltbild einer Abwandlung eines Teils der dritten Ausführungsform.
  • In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar genauer gesagt in einer Querschnittsansicht senkrecht zur Strömungsrichtung eines Fluids. Eine Leitung 1 für ein Fluid, die aus nichtmagnetischem und nichtleitendem Material hergestellt ist, erstreckt sich über einen extremen Bereich in der Nähe des querverlaufenden Abschnitts außer entlang der Längsrichtung relativ zu dem querverlaufenden Abschnitt. Auf den inneren Wänden der Leitung 1 sind zwei Elektroden 2a und 2b vorgesehen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und direkt zwischen sich einen Teil der Fluidströmung enthalten sowie dem Fluid ausgesetzt sind. Die Elektroden 2a und 2b sind mit einer Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 3 zum Berechnen der Geschwindigkeit einer Fluidströmung verbunden, und zwar wird diese Fluidströmung unter Verwendung einer Spannung zwischen den beiden Elektroden 2a und 2b berechnet, die über leitende Teile zugeführt wird, welche jeweils wasserdicht durch die Seitenwände der Leitung 1 hindurchgeführt sind.
  • Ein magnetischer Kreis 4 mit Magnetpolen 4a und 4b, zwischen denen die Leitung 1 eingelegt ist, dient dazu, zwischen den Magnetpolen 4a und 4b einen Magnetfluß aufzubauen, der eine gerade Linie, die die beiden Elektroden 2a und 2b verbindet, und den Fluß des Fluids kreuzt.
  • Ein bevorzugtes Material des Magnetkreises 4 hat eine leicht magnetisierbare Charakteristik mit einer hohen Permeabilität, jedoch mit einer relativ hohen Koerzitivkraft. In dem Ausführungsbeispiel wird gewöhnlich Stahl verwendet.
  • Die Magnetpole 4a und 4b haben jeweils Erregungsspulen 5a und 5b, die zur Erregung des Magnetkreises 4 um dieselben herumgewickelt sind. Die Erregungsspulen haben je einen großen Durchmesser, wobei der Gesamtwiderstand klein ist.
  • Beide Erregungsspulen 5a und 5b sind in Reihe geschaltet und an eine Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6 angekoppelt, die den Spulen einen Erregungsstrom zuführt, der intermittierend und augenblicklich (für eine kurze Zeit) ist, und dessen Stromrichtung sich abwechselnd entgegengesetzt ändert.
  • Wenn der Erregungsstrom magnetische Felder +Hp und -Hp erzeugt, die im Magnetkreis 4 aufgebaut werden, dann verändert sich die magnetische Dichte B, die zwischen den Magnetpolen 4a und 4b aufgebaut wird, wie durch die Kurve in Fig. 2 angedeutet ist. Wenn der Erregungsstrom auf Null vermindert wird, dann geht das Magnetfeld durch den Punkt 0 und sinkt auf einen Punkt P oder P' in der Figur ab, weil der magnetische Leitwert zwischen den Magnetpolen 4a und 4b klein ist. Unterdieser Bedingung wird die magnetische Flußdichte B durch Linienabschnitte Ob und Ob' in der Figur wiedergegeben.
  • Um den Restmagnetfluß groß zu machen, ist es zu bevorzugen, den Querschnitt der Leitung 1 rechteckig auszubilden und den Spalt zwischen den Magnetpolen 4a und 4b schmal bzw. eng zu machen, so daß man dadurch einen großen magnetischen Leitwert erhält.
  • Die Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6 und die Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 3 sprechen beide auf Impulse an, die von einer Steuereinheit 7 abgegeben werden, welche vorgegebene Signale in Ansprechung auf Impulse erzeugt, die von einem einzigen Oszillator erzeugt werden, und die periodisch mit einer festen Zeitrelation bzw. -beziehung arbeitet.
  • Die Steuereinheit 7 besteht aus einem Oszillator 72 zum Erzeugen eines Signals mit einer gegebenen Frequenz, einem Frequenzteiler 74 zum Teilen der Frequenz, und einer Torschaltung 76. Signale PS1 und PS zum Steuern von 1 2 Schaltern 1 und S2, die unten DeschrieDen sind,ein Signal SP zum Steuern einer Sampling- bzw. Abfrageschaltung 32 und ein Signal SR' zum Steuern eines Synchrongleichrichters 34 werden mit einer vorbestimmten gegenseitigen Beziehung in der Zeitgebung mittels des Teilers 74 erzeugt. Diese Signale werden durch die Torschaltung 76 übertragen.
  • Im einzelnen umfaßt die Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6, die wie die Schaltung in der oberen Hälfte der Fig. 3 ausgebildet sein kann, einen festen Widerstand r, der einen viel größeren Widerstandswert hat, als es derjenige der Spulen 5a und 5b ist, und der in Reihe in eine Reihenschaltung der Erregungsspulen 5a und 5b eingefügt ist, damit im wesentlichen ein nachteiliger Einfluß durch eine temperaturbedingte Änderung des Kupferwiderstandswerts der Erregungsspulen ausgeschaltet wird. Weiterhin ist eine Reihenschaltung vorgesehen, die einen Kondensator C und einen normalerweise offenen Schalter 1 mit einer kurzen Schließzeit umfaßt. Beide Enden der Reihenschaltung sind zwischen beide Enden der anderen Reihenschaltung geschaltet, welche die Spulen 5a und 5b und den festen Widerstand r umfaßt, und zwar über einen die Polarität umkehrenden Schalter S2. 2 Der Kondensator C ist parallel zu einer weiteren Reihenschaltung geschaltet, die einen Widerstand R mit einem hohen Widerstandswert und eine stabilisierende bzw. stabilisierte Gleichstromquelle Eo umfaßt. In der praktischen Ausführung können der Schalter S1, dessen Schließdauer eine kurze Zeitdauer beträgt, und der die Polarität umkehrende Schalter S2 durch elektronische Schaltungen gebildet sein, die äquivalente Funktionen haben und von periodischen Impulsen PS1 und PS2 gesteuert werden, die von der Steuereinheit 7 erzeugt werden. Die Betriebszustände dieser Schalter S1 und S3 S2 sind in den Fig. 4(A) und 4(B) dargestellt, in denen die Abszissen die Zeit repräsentieren, während die Ordinaten die Betriebszustände der Schalter S1 und S2 repräsentieren. Wie dargestellt, wird die polaritätsmäßige Verbindung, die durch den Schalter 2 hergestellt wird, periodisch umgekehrt, und der kurzzeitig geschlossene Schalter S1 wird während einer sehr kurzen Zeit in der Mitte jeder Periode gleichbleibender Polarität geschlossen und dann sofort geöffnet.
  • Aufgrund dieses Schalterbetriebs fließt ein Erregungsstrom I durch die Erregungsspulen 5a und 5b, der eine periodisch auftretende pulsierende Wellenform mit außer den gleichen Polaritäten auftretenden abwechselnden entgegengesetzten Polaritäten hat. Das Ergebnis ist, wie man aus der Kurvendarstellung der Fig. 2 sieht, daß ein magnetischer Restfluß in den Magnetpulen 4a und 4b erzeugt wird, dessen Wellenform eine im wesentlichen feste Amplitude hat, die auf eine scharfe Wellenform bzw. eine Spitze derselben folgt, wie in Fig. 4(D) gezeigt ist.
  • In dem Fall, in dem beispielsweise die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids in der Leitung 1 allmählich abnimmt, ändert sich die zwischen den Elektroden 2a und 2b erzeugte Spannung im Verhältnis zu dem Produkt des magnetischen Flusses der Fig. 4(D) und der Strömungsgeschwindigkeit, wie in Fig. 4(E) gezeigt ist.
  • Die Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 3 ist in näheren Einzelheiten in Blockform in der unteren Hälfte der Fig. 3 dargestellt. Die Spannung zwischen den Elektroden 2a und 2b wird durch einen ersten Verstärker A1 verstärkt und an eine Abfrageschaltung 32 angelegt. Die Abfrageschaltung 32 erhält Abfrageimpulse SP, wie in Fig. 4(F) gezeigt, und diese Abfrageimpulse SP definieren bzw. haben eine solche Wechselbeziehung zu den Impulsen PS1 und PS2 bzw. stehen in solcher zeitlichen Beziehung zu letzteren Impulsen, daß der Teil der Wellenform der Fig. 4(E), in dem der Restmagnetismus bereits stabil ist, abgefragt werden kann, daß aber der Teil der Wellenform der Fig. 4(E), in dem sich der Restmagnetismus scharf ändert, nicht abgefragt werden kann.
  • Aufgrund dieser Abfrageimpulse erzeugt die Abfrageschaltung 32 aus dem Ausgangssignal des ersten Verstärkers A1 ein Ausgangssignal So, das in Fig. 4(G) dargestellt ist, dessen Wellenform unterschiedliche Amplituden und abwechselnd sich ändernde Polarität hat. Das Ausgangssignal von der Abfrageschaltung 32 wird mittels eines zweiten Verstärkers A2 verstärkt und mittels des Synchrongleichrichters 34 synchron gleichgerichtet, so daß man intermittierende Ausgangssignale erhält, die sich proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des Fluids ändern,wie durch SR der Fig. 4(H) angedeutet ist. Die intermittierenden Ausgangssignale mit einer festen Polarität werden mittels einer Glättungsschaltung 36 zeitlich gemittelt, so daß man eine glatte Änderung erhält, wie durch m in Fig. 4(I) angedeutet, und diese Glättungsschaltung 36 gibt ihrerseits die Information der augenblicklichen Strömungsgeschwindigkeit an ein Meß- bzw. Anzeigeinstrument 38 ab.
  • In den Fig. 4(D), 4(E), 4(G) und 4(H) sind in gestrichelten Linien die Änderungstendenzen der oberen und unteren Grenzwerte angedeutet.
  • Mit dem obigen Aufbau ist es durch geeignete Auswahl der Frequenz des Erregungsstroms, die durch die Ausgangsimpulse von der Steuereinheit 7 bestimmt wird, möglich, die Nullverschiebung, die sich aufgrund einer elektrochemischen Reaktion an den Elektroden 2a und 2b ergibt, wenn kein Erregungsstrom fließt, auf einen praktisch zulässigen Wert zu beschränken und die ermittelte mittlere Strömungsgeschwindigkeit über den gesamten Bereich der Strömungsgeschwindigkeits-Meßzeit gleich der mittleren Strömungsgeschwindigkeit zu machen, die nur während des Abfrageimpulses auftritt, und zwar selbst dann, wenn eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung während der Zeitdauer auftritt, die außerhalb der Zeitdauer des Auftretens des Abfrageimpulses liegt.
  • In dem elektromagnetischen Strömungsmesser nach der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung ist die Dauer des Fließens des Erregungsstroms eine sehr kurze Zeitdauer, so daß der Leistungsverbrauch außerordentlich klein ist, wodurch das oben erwähnte Ziel erreicht wird.
  • Da die Polarität der Spannung zwischen den Elektroden 2a und 2b in jedem Zyklus umgekehrt wird, ist nicht zu befürchten, daß durch die elektrochemische Wirkung eine große Nullverschiebung verursacht wird. Weiter wird die Messung der Änderung des magnetischen Restflusses nur während einer Zeitdauer durchgeführt, die aus praktischen Gesichtspunkten heraus vernachlässigbar ist. Daher ist es leicht, den Nullpunkt selbstdannzu kontrollieren bzw. zu überprüfen, wenn das Fluid fließt.
  • Der Einfluß einer Änderung des Widerstandswerts der Erregungsspule bzw. -spulen, der durch eine Änderung der Umgebungstemperatur verursacht wird, auf die Größe des magnetischen Restflusses kann so weit vermindert werden, daß er außerordentlich klein ist, und zwar dadurch, daß die Erregungsspule bzw. -spulen in Reihe mit einem Temperaturkompensationswiderstand geschaltet werden, der einen kleinen Widerstands-emperatiirkoeffizienten jedoch einen großen Widerstandswert hat. Wenn jedoch das Material, das den magnetischen Kreis bildet, nicht angemessen ausgewählt worden ist, ändert sich der magnetische Restfluß aufgrund einer Änderung der Umgebungstemperatur selbst dann, wenn eine Einrichtung verwendet wird, die den Erregungsstrom konstant hält. Das führt zu einem Fehler in der gemessenen Strömungsgeschwindigkeit.
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient dazu, die vorerwähnte Schwierigkeit des elektromagnetischen Strömungsmessers vom intermittierenden (d. h.
  • kurze Zeit), invertierenden und erregenden Typ zu überwinden. In dieser Ausführungsform besteht der magnetische Kreis aus einem Joch, das aus einem Material hoher Permeabilität mit niedrigem magnetischem Restfluß hergestellt ist,und ein magnetisches Teil aus Permanentmagnetmaterial ist in Reihe mit diesem Joch gekoppelt bzw. angeordnet.
  • Die Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm der zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei die gezeigte Querschnittsansicht senkrecht zur Strömung eines leitfähigen Fluids ist. In dieser Figur werden die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung gleichartiger oder äquivalenter Teile und Baueinheiten, wie sie in der ersten Ausführungsform vorgesehen sind, verwendet. Die Leitung 1 für ein Strömungsmittel, die nichtmagnetisch und nichtleitend ist, erstreckt sich über einen erforderlichen langen Bereich in der Längsrichtung des Querschnitts und in der Nähe der- bzw. desselben. Es sind zwei Elektroden 2a und 2b vorgesehen, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und zwischen denen wenigstens ein Teil des Flusses des Fluids direkt verläuft und die zum Inneren der Leitung 1 hin frei liegen. Die Elektroden 2a und 2b sind über leitende Teile, die wasserdicht durch die Wände der Leitung 1 hindurchgehen, mit der Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 3 verbunden, die die Strömungsgeschwindigkeit des Fluids berechnet.
  • Joche 4c und 4d, die Magnetpole 4a und 4b haben, zwischen denen die Leitung 1 verläuft, sind aus einem Material hoher Permeabilität und mit niedrigem magnetischem Restfluß hergestellt, wie beispielsweise aus elektromagnetischem Weicheisen oder Siliciumstahlblech. Der magnetische Fluß, der zwischen den Magnetpolen 4a und 4b aufgebaut wird, kreuzt eine gerade Linie, die die beiden Elektroden 2a und 2b verbindet, sowie die Fluidströmung. Die Joche 4c und 4d halten zwischen sich ein magnetisches Teil 8, beispielsweise ein Gußstück aus Alnico, dessen Koerzitivkraft nicht so groß ist, dessen magnetischer Flußsteil ansteigt und dessen magnetische Sättigung rapid erfolgt; auf diese Weise wird ein einziger magnetischer Kreis 4 gebildet.
  • Die Erregungswicklung 5 zum Erregen des magnetischen Kreises 4, deren Durchmesser groß und deren Gesamtwiderstandswert klein ist, wie das in dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist, ist um das magnetische Teil 8 gewickelt. Die Erregungsspule 5 ist mit der Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6 verbunden, die gleichartig wie diejenige ist, welche in Fig. 3 gezeigt ist.
  • Die Beziehung, die sich zwischen dem Magnetfeld und der Flußdichte ergibt, wenn das Permanentmagnetmaterial, welches das magnetische Teil 8 bildet, im magnetischen Feld angeordnet wird, das sich reziprok mit einer genügend gro-Ben Breite ändert, wird in diesem Beispiel durch eine kontinuierliche Linie in Fig. 6 dargestellt.
  • In dem magnetischen Kreis 4 der Ausführungsform der Fig.
  • 5 beträgt die Permeabilität der Joche 4c und 4d das 8000-bis 12000-fache derjenigen des Spalts zwischen den Magnetpolen 4a und 4b. Daher ist die magnetomotorische Kraft, die durch den Strom, welcher durch die Erregungsspule 5 fließt, in dem Spalt entwickelt wird, praktisch gleich derjenigen, die zwischen den Endoberflächen des magnetischen Teils 8 angewandt wird bzw. wirkt. Demgemäß wird die Beziehung des magnetischen Flusses zu dem durch den magnetischen Fluß bewirkten Magnetfeld durch einen Wert bestimmt, der eine Umwandlung des magnetischen Leitwerts Pg zwischen den Magnetpolen 4a und 4b in einen magnetischen Leitwertkoeffizienten Pm des Magnetteils 8 ist und sich unter Verwendung der Beziehung Pm = Pg x lm/Sm ergibt, worin Im und Sm die Länge bzw. die Querschnittsfläche des magnetischen Teils 8 sind. Der magnetische Leitwert zwischen den Magnetpolen 4a und 4b wird geometrisch bestimmt, und infolgedessen ist die Beziehung der Flußdichte des magnetischen Teils 8 zu dem davon bewirkten Magnetfeld festgelegt und kann durch die geneigte Linie P - P' in Fig. 6 ausgedrückt werden.
  • Wenn die Änderung des Magnetfeldes H, das durch den Strom, der von der Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6 durch die Erregungsspule 5 fließt, in dem magnetischen Teil 8 in einen Bereich von +h bis -h' in Fig. 6 fällt, dann ändert sich die Beziehung zwischen dem Magnetfeld H und dem magnetischen Teil längs einer Zweipunkt-Strich-Linie Q - Q' in Fig. 6. Wenn sie aus dem Bereich herausfällt jedoch in den Bereich +H bis -H, dann ändert sie sich längs der gestrichelten Linie R-P-R'-P'. Daher sind, wenn kein Erregungsstrom durch die Erregungsspule 5 fließt, die Punkte P und P', die Kreuzungspunkte der Linie R-P-R'-P' und der geneigten Linie P-P' sind, stabil, und der magnetische Restfluß beträgt zu dieser Zeit B oder -B'. Wenn beide Erregungsströme einander gleich sind, gilt B = B'.
  • Wie man aus der Beziehung Pm = Pg x lm/Sm ersieht, ist der magnetische Leitwert Pm größer, wenn die Querschnittsfläche Sm des magnetischen Teils 8 kleiner gewählt wird, und die geneigte Linie P-P' verläuft mit einer steileren Neigung, und die absoluten Werte der magnetischen Restdichten B und B' werden größer.
  • Wie oben beschrieben, wird der Magnetkreis 4 in der zweiten Ausführungsform des magnetischen Strömungsmessers durch Reihenkopplung bzw. -anordnung der Joche 4c und 4d, die aus einem Material hoher Permeabilität mit hohem magnetischem Restfluß hergestellt sind, mit dem Magnetteil 8 aus Permanentmagnet aufgebaut. Demgemäß wird der Einfluß der Temperaturänderung auf den magnetischen Restfluß nur durch das magnetische Teil 8 bestimmt. Im Falle der Auswahl von permanentmagnetischem Material für das magnetische Teil 8 ist die Änderung der Restflußdichte außerordentlich klein, beispielsweise -(o,o6 bis o,o2) %/°C.
  • Daher ist die Änderung des magnetischen Flusses in dem Spalt zwischen den Magnetpolen 4a und 4b klein. Infolgedessen wird die Schwierigkeit der ersten Ausführungsform, die darin besteht, daß eine Änderung der Umgebungstemperatur einen Fehler in der gemessenen Strömungsgeschwindigkeit bewirkt, ausgeschaltet.
  • Die Ausführungsform der Fig. 5, in der ein einziger magnetischer Kreis vorhanden ist, in den ein einziger Permanentmagnet eingeschoben ist, kann beispielsweise durch einen solchen Aufbau abgewandelt werden, bei dem zwei magnetische Kreise vorgesehen sind, wobei in jedem dieser beiden magnetischen Kreise ein jeweiliger Permanentmagnet eingeschoben ist, und wobei die beiden magnetischen Kreise symmetrisch zu einer mittig angeordneten Leitung angeordnet sind, und zwar in der Form einer Acht.
  • feine Abwandlung der zweiten Ausführungsform, wie sie vorstehend erwähnt wurde, ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt, die diese Abwandlung in einer Querschnitts- und einer Längsschnittansicht zeigen. Wie man sieht, ist der Spalt zwischen den Magnetpolen 4a und 4b eng gemacht, indem der Querschnitt des Fluidabschnitts des Fluidwegs der Leitung 1 teilweise flachgemacht worden ist, um dadurch den magnetischen Leitwert des magnetischen Kreises 4 zu erhöhen. Es sind zwei magnetische Teile 8a und 8b sowie zwei hintereinander in Reihe geschaltete Erregungswicklungen vorgesehen. Das Joch besteht aus Teilen 4c und 4d, die zwischen den Magnetpolen 4a und 4b einerseits und den einen Enden der magnetischen Teile 8a und 8b andererseits angeordnet sind, sowie aus einem Teil 4e, das zwischen den anderen Enden der magnetischen Teile 8a und 8b vorgesehen ist. Die Teile 4c, 4d und 4e wie auch die Leitungsdrähte der Erregungswicklungen 5a und 5b und die Elektroden 2a und 2b werden, wenn die Leitung 1 mittels Kunststoff aus nichtmagnetischem und isolierendem Material geformt bzw. gepreßt oder gegossen wird, gleichzeitig mittels eines Einlageform- bzw. -preß-bzw. -gießverfahrens an Ort und Stelle gehalten. Auf der oberen Seite der Leitung 1 wird eine einzige Signalverarbeitungseinheit 9 vorgesehen, die die Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6, welche mit den Erregungsspulen 5a und 5b verbunden ist, die Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 3, die mit den Elektroden 2a und 2b verbunden ist, eine Batterie und einen Oszillator integral umfaßt.
  • Die Leitung 1 ist an beiden Enden dicht in ein Metallkopplungsteil 1o eingeschraubt und mittels des Außengewindes der Kopplungsteile 1o an die zugehörige Rohrleitung angekoppelt. Die Leitung 1 hat eine Zugfestigkeit, die genügend groß ist, daß sie einer Streckung in der Längsrichtung widersteht, wenn sie installiert wird bzw. ist.
  • In dieser Abwandlung kann, wie oben erwähnt, der magnetische Kreis 4 so ausgebildet sein, daß er insgesamt klein ist und eine zufriedenstellende Restflußdichte behält, indem man die magnetischen Teile 8a und 8b und die Joche 4e, 4c und 4d angemessen auslegt. Das führt zu einer Kostenverminderung.
  • Die erste und zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind in einer solchen Anordnung als elektromagnetische Strömungsmesser anwendbar, in der die Elektroden 2a und 2b und die magnetischen Elektroden bzw. Pole 4a und 4b symmetrisch bezüglich des Querschnitts der Leitung 1, horizontal gesehen, angeordnet sind, außer einer asymmetrischen Anordnung, vertikal gesehen. Eine solche asymmetrische Anordnung ist in Fig. 9 im Querschnitt und in Fig. lo im Längsschnitt dargestellt.
  • Die erste Ausführungsform nach den Fig. 1 und 3 sowie die zweite Ausführungsform nach den Fig. 5, 7 und 8 hat die Schwierigkeit, daß dann, wenn als Stromquelle Eo der Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6 keine stabilisierte Gleichstromquelle verwendet wird, der Spitzenwert des Erregungsstroms (Fig. 4(D)) und infolgedessen der Mittelwert (Fig. 4(I)) aufgrund einer Änderung der Spannung unabhängig von einer tatsächlichen augenblicklichen Strömungsgeschwindigkeit des Fluids variiert.
  • Mit einer nachstehend beschriebenen dritten Ausführungsform der Erfindung wird die eben erwähnte Schwierigkeit in einem elektromagnetischen Strömungsmesser des intermittierend, invertierend und augenblicklich (kurzzeitig) erregenden Typs überwunden. In dieser Ausführungsform wird im Vorgang des augenblicklichen Anstiegs des Erregungsstroms in jedem Zyklus, wenn der absolute Wert des Erregungsstroms einen festgelegten Wert überschreitet, dieser sofort auf Null herabgesetzt.
  • Die Fig. 11, die sich auf die dritte Ausführungsform bczieht, zeigt die Schaltung der Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6 zusammen mit der Steuereinheit 7 und der Erregungsspule 5.
  • Die dritte Ausführungsform weist außerdem Elektroden und eine Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit auf, die gleichartig denjenigen der Fig. 1 sind, so daß diese Komponenten in Fig. 11 weggelassen sind. Demgemäß werden die Ausgangssignale SP und SR' der Steuereinheit 7 an die Abfrageschaltung 32 bzw. den Synchrongleichrichter 34 gegeben.
  • Die Steuereinheit 7 umfaßt eine Impulserzeugungsschaltung, die ihrerseits den Oszillator 72 zum Erzeugen von Impulsen mit einer vorbestimmten Frequenz, den Teiler 74 zum Teilen der Frequenz und die Torschaltung 76 sowie eine erste und zweite Flip-Flop-Schaltung 78 und 80 umfaßt.
  • Das Signal SP zum Steuern der Abfrageschaltung 32 der Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 3 und das Signal SR' zum Steuern des Synchrongleichrichters 34 werden mittels des Teilers 74 mit einer vorbestimmten zeitlichen Beziehung zwischen ihnen erzeugt, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 ausgeführt, und diese Signale werden durch die Torschaltung 76 zur Abfrageschaltung 32 und zum Synchrongleichrichter 34 übertragen. Die erste und zweite Flip-Flop-Schaltung 78 und 80 erhalten abwechselnd ein Setzsignal mit einem festen Zeitintervall durch den Teiler 74 und die Torschaltung 76 in Ubereinstimmung mit einem ersten und zweiten Schalter S1a und 52a Die Flip-Flop-Schaltungen 78 und 80 erhalten ein Uberschreitungssignal von einer Bezugswertüberschreitungs-Detektorschaltung 6-2, das nachstehend als Rücksetzsignal bezeichnet wird. Infolgedessen erhält der erste oder zweite Schalter S1a oder 51b ein Signal von der entsprechenden Flip-Flop- Schaltung, um nur während der Zeitdauer vom Empfang des Setzsignals zum Empfang des Rücksetzsignals geschlossen zu werden.
  • In der Erregerstrom-Erzeugungseinheit 6 ist ein Ende P der Erregungsspule 5 zu zwei Leitungswegen verzweigt.
  • Der erste und zweite Schalter S1a und S1b, die normalerweise offen und in ihrem betätigten Zustand während einer kurzen Zeit geschlossen sind, sind über einen ersten bzw.
  • zweiten Kondensator Ca bzw. Cb mit Masse verbunden. Die Verbindungsstelle des ersten Schalters S1a mit dem Konden-1a sator Ca und des zweiten Schalters S mit dem Kondensator Cb ist jeweils über einen ersten bzw. zweiten Widerstand Ra bzw. Rb von hohem Widerstandswert und eine erste bzw.
  • zweite Gleichstromquelle Eoa bzw. Eob, die ihrerseits, gesehen von der Erregerspule 5 mit entgegengesetzter Polarität miteinander verbunden sind, mit Masse verbunden. Die Schalter S1a und S werden durch die Signale von den Flip-Flop-Schaltungen der Steuereinheit 7 in der Weise gesteuert, daß dieselben intermittierend und abwechselnd während einer kurzen Zeitdauer geschlossen werden. Im vorliegenden Fall sind der erste und zweite Schalter in der praktischen Ausführung als elektronische Schalter aufgebaut. Um den Stromstoß, der durch die Erregungsspule 5 verursacht worden ist, sofort nach dem öffnen des ersten und zweiten Schalters Sra und S zum zweiten bzw.
  • ersten Kondensator Cb bzw. Ca zurückzuführen, ist eine erste und zweite Diode Da und Db parallel zum ersten bzw.
  • zweiten Schalter S1a bzw. S geschaltet, und zwar so, daß sie jeweils entgegengesetzte Polarität zur ersten bzw. zweiten Gleichstromquelle Eoa bzw. Eob hat. Das andere Ende Q der Erregungsspule ist über einen Widerstand Rs mit Masse verbunden.
  • Bei dieser Schaltung ändert sich das Potential am anderen Ende Q der Erregungsspule 5 proportional zum Erregungsstrom.
  • In der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform wird das Potential an der Stelle Q einem Absolutgleichrichter AR1 zugeführt, der es in ein positives Potential umwandelt, das seinem Absolutwert unabhängig von seiner Polarität proportional ist. Das Ausgangssignal des Gleichrichters wird dem Minus-Eingangsanschluß eines Komparators CP zugeführt. Dem Plus-Eingangsanschluß dieses Komparators CP wird von einer Bezugsspannungsquelle E eine feste Bec zugsspannung relativ zum Massepotential zugeführt. Der Komparator CP erzeugt ein Ausgangssignal, wenn das Eingangssignal am Minus-Eingangsanschluß das Eingangssignal am Plus-Eingangsanschluß überschreitet. Jedesmal, wenn die Flip-Flop-Schaltungen der Steuereinheit 7 dieses Ausgangssignal vom Komparator CP erhalten, steuert dieses den ersten oder zweiten Schalter S1a oder S1b so, daß der Schalter, wenn er geschlossen ist, sofort öffnet. Der Absolutgleichrichter AR1, der Komparator CP und die Bezugsspannungsquelle Ec bilden eine Bezugswertüberschreitungs-Detektorschaltung 6-2, die ermittelt, ob der Erregungsstrom die Bezugsspannung überschreitet.
  • In Fig. 11 können die erste und zweite Gleichstromquelle Eoa und Eob, deren Verbindungsstelle an Masse gelegt ist, und die Widerstände R a die und Rb, die einen hohen Widerstandswert besitzen, durch eine einzige Gleichstromquelle E und einen einzigen Widerstand R mit hohem Widerstandswert ersetzt werden, um die gleichen Vorteile zu erhalten, wie sie die Schaltung nach Fig. 11 hat.
  • Bei einer solchen Schaltungsanordnung nimmt, hauptsächlich aufgrund der Induktanz der Erregungsspule 5, der Absolutwert des Erregungsstroms von Null über einen gegebenen Verlauf zu und über einen gegebenen Verlauf nach Null zu ab, wenn der erste oder zweite Schalter S1a oder S1b geschlossen oder geöffnet wird, wie in Fig. 12 gezeigt ist, in der die Wellenformen in einer gedehnten Zeitskala dargestellt sind. Der Absolutwert des Erregungsstroms ist in dem Augenblick, in dem der Schalter S1a oder S1b geöffnet wird, auf einem Maximum, und er ist in jedem Zyklus mit Bezug auf die Spannung der Bezugsspannungsquelle Ec festgelegt.
  • Die Bezugswertüberschreitungs-Detektorschaltung 6-2 in Fig. 11 kann durch die in Fig. 13 gezeigte Schaltungsanordnung ersetzt werden. In der Schaltung nach Fig. 13 wird dadurch, daß eine Schmitt-Trigger-Schaltung Sch vorgesehen ist, eine rechteckige Wellenform erzeugt, deren Polarität jedesmal umgekehrt wird, wenn der Erregungsstrom einen konstanten Wert überschreitet, der durch die Widerstände rl und r2 bestimmt ist. Diese rechteckige Wellenform wird durch eine Differentialschaltung DIF weiterverarbeitet, die einen Impuls liefert, dessen Polarität jedesmal wechselt, wenn die Polarität der rechteckigen Wellenform wechselt. Der jeweils gebildete Impuls wird von dem Absolutwert-Gleichrichter AR2 verarbeitet, so daß ein Ausgangssignal erzeugt wird, das dem Ausgangssignal vom Komparator CP in der in Fig. 11 gezeigten Schaltung entspricht. Das so gebildete Ausgangssignal wird den Flip-Flop-Schaltungen der Steuereinheit 7 zugeführt.
  • Gemäß der Erregungsstrom-Erzeugungseinheit 6, wie sie in Fig. 11 oder 13 gezeigt ist, in denen die Einheit 6 der Fig. 3 abgewandelt ist, ist der Maximalwert des Erregungsstroms selbst dann unveränderlich, wenn sich die Spannung der ersten oder zweiten Gleichstromquelle Eoa oder Eob ändert. Infolgedessen kann eine Verminderung der Meßgenauigkeit aufgrund von Spannungsänderungen vermieden werden, ohne daß man eine stabilisierte Gleichstromquelle verwendet, wodurch die oben erwähnte Schwierigkeit ausgeschaltet wird.
  • Kurz zusammengefaßt wird mit der Erfindung ein elektromagnetischer Strömungsmesser mit geringem Strom- bzw. Leistungsbedarf zur Verfügung gestellt, in dem ein momentaner pulsierender Strom mit sich abwechselnd ändernder Polarität in gegebenen Intervallen einer Erregungsspule zugeführt wird, und eine Geschwindigkeit einer Fluidströmung wird berechnet, indem eine Spannung verwendet wird, die zwischen Elektroden gemäß einem Restmagnetfluß eines Magnetkreises erzeugt wird und einer Strömungsgeschwindigkeit des Fluids,wenn kein Erregungsstrom fließt.
  • Ende der Beschreibung.

Claims (15)

  1. Elektromagnetischer Strömungsmesser PATENTANSPRÜCHE 1. Elektromagnetischer Strömungsmesser, g e k e n n -ze i c h n e t d u r c h eine Leitung (1) aus nichtmagnetischem und nichtleitfähigem Material, durch die leitfähiges Fluid strömt; ein Paar Elektroden (2a, 2b), die gegenüberliegend auf bzw. in der Leitung (1) senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids und in Kontakt mit dem Fluid vorgesehen sind; einen magnetischen Kreis (4) zum Einführen eines magnetischen Flusses in der Richtung, die senkrecht zur Strömungsrichtung und einer geraden Linie, welche die Elektroden (2a, 2b) verbindet, ist; eine Erregungsspule (5) zum Erzeugen des in den magnetischen Kreis (4) einzuführenden magnetischen Flusses; eine Erregungsstrom-Erzeugungseinheit (6) zum Erzeugen von der Erregungsspule (5) zuzuführendem Erregungsstrom; und eine Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit (3) zum Berechnen der Fluidströmungsgeschwindigkeit auf der Basis der zwischen den Elektroden (2a, 2b) aufgrund des magnetischen Flusses und der Fluidströmung erzeugten Spannung; wobei der elektromagnetische Strömungsmesser weiterhin folgendes umfaßt: eine Steuereinheit (7) zum Steuern der Erregungsstrom-Erzeugungseinheit (6) und der Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit (3) derart, daß die Erregungsstrom-Erzeugungseinheit (6) den Erregungsstrom intermittierend mit einer abwechselnd umgekehrten Polarität und einer kurzen Zeitdauer erzeugt und daß die Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit (3) die Geschwindigkeit der Fluidströmung nur während einer vorbestimmten konstanten Zeitdauer berechnet, die sich von einem Zeitpunkt, in dem der im magnetischen Kreis (4) beibehaltene Restfluß nach Beendigung des Erregungsstroms seinen stabilen Zustand erreicht, bis zu einem Zeitpunkt erstreckt, an dem der nachfolgende Erregungsstrom beginnt.
  2. 2. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steuereinheit (7) so ausgebildet ist, daß sie einen Abfrageimpuls während der Zeitdauer erzeugt, in welcher der Restfluß des magnetischen Kreises (4) in einem stabilen Zustand ist, und zwar in Beziehung auf die Zeitgebung des Einleitens des Erregungsstroms durch die Erregungsstrom-Erzeugungseinheit (6); und daß die Fluidströmungsgeschwindigkeits-Berechnungseinheit (3) eine Abfrageschaltung (32) zum Erzeugen eines abgefragten Ausgangssignals in Übereinstimmung mit der zwischen den Elektroden während der Dauer des Abfrageimpulses erzeugten Spannung umfaßt, wobei das abgefragte Ausgangssignal die gleiche Polarität wie die Spannung hat, sowie einen Synchrongleichrichter (34) zum Erzeugen eines intermittierenden Ausgangssignals mit einer konstanten Polarität in Ubereinstimmung mit dem abgefragten Ausgangssignal, und eine Glättungsschaltung (36) zum Erzeugen eines geglätteten intermittierenden Ausgangssignals, so daß eine Augenblicksgeschwindigkeit der Fluidströmung auf der Basis des geglätteten intermittierenden Ausgangssignals angezeigt oder aufgezeichnet wird.
  3. 3. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Erregungsstrom-Erzeugungseinheit (6) einen ersten festen Widerstand (r) umfaßt, der im Vergleich mit der Erregungsspule (5) einen großen bzw. genügend großen Widerstandswert hat und in Reihe mit der Erregungsspule (5) geschaltet ist; einen Kondensator (C); einen normalerweise offenen Schalter (S1) mit einer kurzzeitigen Schließdauer, der mit dem Kondensator (C) verbunden ist; einen Polaritätsumkehrschalter (S2), durch den beide Enden einer aus dem Kondensator (C) und dem normalerweise offenen Schalter (S1) gebildeten Reihenschaltung mit beiden Enden einer aus der Erregungsspule (5) und dem ersten festen Widerstand (r) gebildeten Reihenschaltung verbunden sind; eine stabilisierende bzw. stabilisierte Gleichstromquelle (Eo); und einen zweiten festen Widerstand (R) mit einem hohen Widerstandswert, der mit der Gleichstromquelle (Eo) in Reihe geschaltet ist, wobei der Kondensator (C) parallel zu der aus dem zweiten festen Widerstand (R) und der Gleichstromquelle (Eo) gebildeten Reihenschaltung geschaltet ist; und daß die Steuerschaltung bzw. -einheit (7) den normalerweise offenen Schalter (S1) und den Polaritätsumkehrschalter (S2) mit jeweils vorbestimmten Zeitgebungen derart steuert, daß die Verbindungspolarität des Polaritätsumkehrschalters (S2) mit einer vorbestimmten konstanten Zeitgebung geändert wird und daß der normalerweise offene Schalter (S1) zu einer bezüglich der vorbestimmten konstanten Zeitgebung dazwischenliegenden Zeitgebung während einer kurzen Zeit geschlossen wird.
  4. 4. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Erregungsstrom-Erzeugungseinheit (6) folgendes umfaßt: eine erste Reihenschaltung aus einem ersten normalerweise offenen Schalter (S1a), dessen Schließdauer eine kurze Zeitdauer beträgt, und aus einem ersten Kondensator (Ca); eine zweite Reihenschaltung aus einem zweiten normalerweise offenen Schalter (S1b), dessen Schließdauer eine kurze Zeitdauer beträgt, und aus einem zweiten Kondensator (Cb); wobei die erste und zweite Reihenschaltung parallel zu den beiden Enden der Erregungsspule (5) geschaltet sind; Reihenschaltungen aus Gleichstromquellen (E, Ea, Eb) und Widerständen (R, Ra, Rb), die mit dem ersten bzw. zweiten Kondensator (Ca, Cb) oder gemeinsam bzw. mit beiden Kondensatoren gemeinsam derart verbunden sind, daß der erste und zweite Kondensator (Ca, Cb) mit entgegengesetzter Polarität geladen werden, so daß entgegengesetzte Stromflüsse in die Erregungsspule erhalten werden, wenn der erste und zweite normalerweise offene Schalter (S1a, S1b) wahlweise geschlossen wird; eine erste Diode (Da), die zu dem ersten normalerweise offenen Schalter (S1a) parallel sowie mit umgekehrter Polarität ia bezüglich des Potentials des ersten Kondensators (Ca) geschaltet ist; eine zweite Diode (Db), die zu dem zweiten normalerweise offenen Schalter (S1b) parallel und mit umgekehrter Polarität bezüglich des Potentials des zweiten Kondensators (Cb) geschaltet ist; und daß die Steuereinheit (7) den ersten und zweiten normalerweise offenen Schalter (Sla, Slb) so steuert, daß diese Schalter abwechselnd während einer kurzen Zeitdauer mit einer vorbestimmten konstanten Zeitgebung geschlossen werden.
  5. 5. Elektomagnetischer Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Bezugswertüberschreitungs-Detektorschaltung (6-2) zum Erzeugen eines Uberschreitungssignals durch Feststellen der Tatsache, daß das Potential an dem einen Ende eines Widerstands (Rs), das proportional zum Erregungsstrom ist, einen vorbestimmten Bezugswert überschreitet, wobei der Widerstand (Rs) in Reihe in eine Schaltung, in die der Erregungsstrom fließt, geschaltet ist, und wobei das andere Ende dieses Widerstands (Rs) auf einem Nullpotential ist; und wobei ferner die Steuereinheit (7) dahingehend arbeitet, daß sie die Zufuhr des Erregungsstroms von der Erregungsstrom-Erzeugungseinheit (6) sofort unterbricht, wenn die Steuereinheit (7) das Überschreitungssignal empfängt.
  6. 6. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Steuereinheit (7) eine erste und zweite Flip-Flop-Schaltung (78, 80) zum Steuern des ersten bzw. zweiten normalerweise offenen Schalter (S1a, S1b) derart, daß er während einer Zeitdauer geschlossen wird, die sich vom Empfang eines Setzsignals bis zum Empfang eines Rücksetzsignals erstreckt, umfaßt; sowie eine Impulsschaltung 72, 74, 76) zum abwechselnden Zuführen des Setzsignals mit einer vorbestimmten Zeitgebung; wobei die erste und zweite Flip-Flop-Schaltung (78, 80) mit der Bezugswertüberschreitungs-Detektorschaltung (6-2) verbunden sind, so daß sie das Überschreitungssignal von letzterer als das Rücksetzsignal empfangen.
  7. 7. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Bezugswertüberschreitungs-Detektorschaltung (6-2) einen Absolutgleichrichter (AR1) zum Erzeugen eines positiven Potentials umfaßt,welches proportional dem Absolutwert des Potentials des einen Endes des Widerstands (Rs), jedoch unabhängig von der Polarität dieses Potentials ist; und einen Komparator (Cp), dessen Minus-Eingangsanschluß mit dem Ausgang des Absolutverstärkers (AR1) und dessen Plus-Eingangsanschluß mit einer Konstantbezugsspannungsquelle (Ec) verbunden ist; wobei das Ausgangssignal des Komparators (Cp) als das Uberschreitungssignal an der Steuereinheit (7) anliegt.
  8. 8. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Bezugswertüberschreitungs-Detektorschaltung (6-2) eine Schmitt-Triggerschaltung (Sch) umfaßt, die an einem Eingangsanschluß das Potential des einen Endes des Widerstands (Rs) erhält, so daß sie eine in ihrer Polarität umkehrende rechteckige Wellenform erzeugt, wenn das Potential einen vorbestimmten Wert überschreitet; sowie eine Differenzierschaltung (DIF), die an ihrem Eingangsanschluß das Ausgangs signal von der Schmitt-Triggerschaltung (Sch) zum Erzeugen von Impulsen erhält, deren Polarität sich jedes Mal abwechselnd ändert, wenn sich die Polarität des Ausgangssignals von der Schmitt-Triggerschaltung (Sch) ändert; und einen Absolutgleichrichter (AR2) zur Erzeugung von Ausgangssignalen mit einer konstanten Polarität durch Verarbeitungdes Ausgangssignals von der Differenzierschaltung (DIF), wobei das Ausgangssignal des Absolutverstärkers (AR2) an der Steuereinheit (7) als das Überschreitungssignal anliegt.
  9. 9, Elektromagnetischer Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der magnetische Kreis (4) ein Joch ist, das aus einem Material hoher Permeabilität mit verhältnismäßig hoher Koerzitivkraft hergestellt ist.
  10. 10. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der magnetische Kreis (4) eincReihenkopplung bzw.
    -anordnung aus einem Joch (4c, 4d, 4e), das aus einem Material hoher Permabilität mit niedrigem magnetischem Restfluß hergestellt ist, und einem magnetischen Teil (8, 8a, 8b), das aus Permanentmagnetmaterial hergestellt ist, umfaßt.
  11. 11. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis lo, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Querschnitt bzw. der Strömungsquerschnitt der Leitung (1) wenigstens in der Nähe der Stelle, an der die Elektroden (2a, 2b) vorgesehen sind, im wesentlichen rechteckig ist.
  12. 12. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Querschnitt bzw. der Strömungsquerschnitt der Leitung (1) wenigstens in der Nähe der Stelle, an der die Elektroden (2a, 3b) vorgesehen sind, im wesentlichen kreisförmig ist.
  13. 13. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Leitung (1) aus Kunstharzmaterial hergestellt und wenigstens in der Nähe der Stelle der Elektroden (2a, 2b) teilweise flachgemacht ist; und daß die Elektroden (2a, 2b), das magnetische Teil (8a, 8b) und die magnetischen Pole (4a, 4b), welche beide den magnetischen Kreis (4) bilden, sowie die Erregungsspule (5) mit dem Kunstharz gepreßt bzw. gespritzt bzw. umpreßt bzw. umspritzt sind.
  14. 14. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der magnetische Kreis (4) und die Erregungsspule (5) im wesentlichen symmetrisch bezüglich einer geraden Linie sind, welche die beiden Elektroden (2a, 2b) verbindet.
  15. 15. Elektromagnetischer Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1o bis 13, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Anordnung des Jochs (4c, 4d, 4e), des magnetischen Teils (8) und der Erregungsspule (5) im wesentlichen symmetrisch mit Bezug auf eine Halbierungslinie einer geraden Linie sind, welche die Elektroden (2a, 2b) verbindet und durch die Mitte der Leitung (1) hindurchgeht.
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