DE3113302A1

DE3113302A1 - Elektromagnetischer durchflussmesser

Info

Publication number: DE3113302A1
Application number: DE19813113302
Authority: DE
Inventors: Lucas 4101 Culemborg Ijmker
Original assignee: Rheometron AG
Current assignee: Rheometron AG
Priority date: 1981-04-02
Filing date: 1981-04-02
Publication date: 1982-10-14
Also published as: DE3113302C2

Description

Elektromagnetischer Durchflußmesser
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Durchflußmesser, dessen Meßwertaufnehmer aus einem vom flüssigen Medium durchströmten, auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehenen, metallischen Rohrstück und mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehenden Meßelektroden besteht, wobei die Meßelektroden und deren zu åe einem Vorverstärker führenden Stromleiterdrähte mit Abschirmelementen versehen sind, welche an den Ausgang des zugeordneten Vorverstärkers elektrisch leitend angeschlossen sind.
Bei elektromagnetischen Durchflußmessern-wird mit Hilfe geeigneter Spulen ein senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums und Rohr-Läagsachse gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Ein der Strömungsmenge proportionales, induziertes Spannungssignal wird an zwei diametral gegenüberliegenden Elektroden abgegriffen, die senkrecht zu dem Magnetfeld angeordnet sind. Zur Aufnahme der Meßspannung sind verschiedenartig ausgebildete Elektroden bekannt.
Hauptsächlich finden sogenannte Punktelektroden Verwendung, welche mit der Oberfläche eines pilzförmigen Kopfes nach innen weisen und mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehen. Dieser pilzförmige Elektrodenkopf besitzt einen die Wandung des Rohrstücks durchragenden-Schaft, mit dem der zu einem Vorverstärker führende Stromleiterdraht verbunden ist. Um äußere Störeinwirkungen zu vermeiden, werden die Stromleiterdrähte und Elektrodenschäfte in bekannter Weise mit Abschirmelementen in Form von koaxialen Ummantelungen bzw. Abschirmbechern versehen, die in einer sogenannten Bootstrap-Schaltung an den Ausgang des zugehörigen Vorverstärkers angeschlossen sind. Diese Ausführungen haben jedoch trotz der Abschirmung nach außen den Nachteil, daß immer zwischen den Elektroden und dem metallischen Rohrstück vor allem kapazitive Leckströme fließen, die das Meßergebnis, insbesondere bei flüssigen Medien mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit, stark verfälschen.
Anderseits sind elektromagnetische Durchflußmesser mit kapazitivem Abgriff z. B. aus der DE-AS 24 54 469 bekannt, bei denen flächenhafte Meßelektroden und flächenhafte Schirmelektroden innerhalb des metallischen Rohrstücks in diedielektrische Auskleidungsmasse eingebettet und die Schirmelektroden und die koaxiale Abschirmung der Stromleiterdrähte an den Ausgang der Vorverstärker angeschlossen sind. Dieser Aufbau verhindert zwar im wesentlichen Leckströme zwischen den Meßelektroden und dem metallichen Rohrstück, ist aber in der Herstellung sehr aufwendig und verlangt eine exakte Einbettung und die Verwendung von Isoliermaterialien hoher Güte.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Durchflußmesser der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß Leckströme zwischen den Elektroden und dem metallischen Rohrstück verhindert werden und auch der Durchfluß flüssiger Medien mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit mit hoher Meßgenauigkeit erfaßt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß um åede Meßelektrode herum eine an den Ausgang des zugeordneten Vorverstärkers angeschlossene Abschirmplatte isoliert in einem Ausschnitt des metallischen Rohrstücks angeordnet ist.
Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der die Meßelektroden umgebende Bereich des Rohrstücks auf ein der induzierten Spannung entsprechendes Potential gebracht und die Kapazität zwischen dem flüssigen Medium und dem metallischen Rohrstück virtuell eliminiert wird. Dadurch können zwischen den Meßelektroden und dem metallischen Rohrstück keine Leckströme fließen, so daß der Meßwert praktisch unverfälscht ist und auch flüssige Medien mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit, z. B. in der Größenordnung kleiner als 0,5 uS/cm gemessen werden können.
Die Abschirmplatte, welche im Elektrodenbereich einen Teil des metallischen Rohrstücks ersetzt; kann konstruktiv verschieden ausgebildet sein. Sie kann die Form einer Ringscheibe haben, vorzugsweise aber ein einheitliches Bauteil mit dem Abschirmbecher darstellen, indem sie flanschertig mit einem den Elektrodenschaft abdeckenden Abschirmbecher mechanisch und elektrisch verbunden ist.
Ein Ausfübrungsbaispiel ist in der Zeichnung in einem Deilquerschnitt durch einen Meßwertaufnehmer dargestellt.
Das metallische Rohrstück 1 des Meßwertaufmehmers ist auf seiner Innenfläche mit einer Auskleidung 2 aus einem elektrisch isolierenden Material, z. B. einem Fluorkohlenstoff,versehen. Die Meßelektrode 3 steht mit ihrem pilzförmigen Kopfteil mit dem durch das Rohrstück 1 strömenden flüssigen Medium in Berührung. In dem Mantel des metallischen Rohrstücks 1 ist ein Ausschnitt vorgesehen, in dem eine Abschirmplatte 10 angeordnet ist, welche durch eine Isoliermasse 11 gegenüber dem metallischen Rohrstück 1 und durch die isolierende Masse der Auskleidung 2 gegenüber der Meßelektrode 3 isoliert ist.
Beim Ausführungsbeispiel bildet die Abschirmplatte 10 mit einem den Elektrodenschaft 5 abdeckenden Abschirmbecher 4 eine Baueinheit. Die Befestigung der Abschirmplatte 10 an dem Rohrstück 1 kann durch verschiedenartig ausgebildete, in der Zeichnung nicht dargestellte Befestigungsorgane geschehen, die jedoch eine elektrische Isolierung zwischen diesen beiden Teilen sicherstellen müssen. Ebenso sind auch die Lagerteile und verwendbare bekannte Federelemente nicht gezeigt, mit denen die Meßelektrode 3 radial nach außen gegen die Isoliermasse der Auskleidung 2 gepreßt wird.
Der Elektrodenschaft 5 ist durch einen isolierten Stromleiterdraht 6 mit dem Eingang eines Vorverstärkers 7 verbunden, der einen sehr hohen Eingangawiderstand und eine sehr geringe Eingangsparallelkapazität aufweist. Der Vorverstärker 7 kann beispielsweise für eine Verstärkung im Verhältnis 1 : 1 angelegt sein. Der Stromleiterdraht 6 ist mit einem koaxialen Abschirmelement 8 versehen, welches einerseits mit dem Abschirmbecher 4 stromleitend verbunden und anderseits über eine Bootstrap-Leitung 9 an dem Ausgang des Vorverstärkers 7 angschlossen ist.
Durch diese Bootstrap-Schaltung werden alle Ab schirmteile, nämlich das koaxiale Abschirmelement 8 des Stromleiterdrahtes 6, der Abschirmbecher 4 und die Abschirmplatte 10 auf das elektrische Potential des Ausgangs vom Vorverstärker 7 gebracht.
Andere dem Meßwertaufnebmer zugeordnete Elektrodenbereiche sind entsprechend ausgebildet.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche ektromagnetischer Durchflußmesser, dessen Meßwert-< ' aufnehmer aus einem vom flüssigen Medium durchströmten, auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehenen metallischen Rohrstück und mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehenden Meßelektroden besteht, wobei die Neßelektroden und deren zu je einem Vorverstärker führende Stromleiterdrähte mit Abschirmelementen versehen sind, welche an den Ausgang des Vorverstärkers elektrisch leitend angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß um åede Meßelektrode (3) herum eine an den Ausgang des zugeordneten Vorverstärkers (7) angeschlossene Abschirmplatte (10) isoliert in einem Ausschnitt des metallischen Rohrstücks (1) angeordnet ist.
2. Elektromagnetischer Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmplatte (10) flanschartig miteinem den Elektrodenschaft (5) abdeckenden Abschirmbecher (4) mechanisch und elektrisch verbunden ist.