DE3225226A1 - Elektromagnetischer stroemungsmesser - Google Patents
Elektromagnetischer stroemungsmesserInfo
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Description
• « -Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel ÄMeinig^* q _ Patentanwälte
European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem
Europäischen Patentamt
Dr. phil G Henkel. München Dipl.-Ing. J. Pfenning, Berlin
Dr rer. nat. L. Feiler, München Dipl.-Ing W. Hänzel. München
Dipl -Phys K. H. Meinig. Berlin Dr Ing. A Butenschon. Berlin
Möhlstraße 37
D 8000 München RO
lelex 0529802 hnkld
Telegramme ellipsoid
MTA-57P400-3
TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA,
Kawasaki, Japan
Kawasaki, Japan
Elektromagnetischer Strömungsmesser
Elektromagnetischer Strömungsmesser
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Strömungsmesser,
insbesondere einen kompakt gebauten elektromagnetischen Strömungsmesser, der eine kleine Länge zwischen
seinen Stirnflächen besitzt, sich einfach in eine Rohrleitung einschalten läßt und die Strömungsgeschwindigkeit
eines Strömungsmittels in der Rohrleitung mit hoher Genauigkeit zu messen vermag.
Elektromagnetische Strömungsmesser vermögen allgemein die Strömungsmenge oder -geschwindigkeit eines beliebigen
elektrisch leitenden Strömungsmittels mit hoher Genauigkeit zu messen. Die Meßröhren von elektromagnetischen
Strömungsmessern, die von der Flüssigkeit durchströmt werden, weisen keine inneren Vorsprünge o.dgl. auf, so
daß vorteilhaft kein Druckverlust oder -abfall auftritt.
2& Strömungsmesser dieser Art sind jedoch schwer und können
nicht in einfacher Weise an Rohrleitungen angeschlossen werden.
Zur Vermeidung dieses Mangels ist bereits ein flanschloser elektromagnetischer Strömungsmesser entwickelt worden,
bei dem zwei Erregerspulen einander radial auf einer senkrecht zur Längsachse eines zylindrischen ferromagnetischen
Rings verlaufenden Achse gegenüberstehend angeordnet sind, ein Kunststoffzylinder zur Bildung einer Meßröhre
konzentrisch im Ring angeordnet ist und an seinem
einen Ende einen Flansch kleinen Durchmessers sowie am
anderen Ende einen in den Ring eingepaßten Flansch aufweist, zwei Elektroden senkrecht zu einer Linie angeordnet
sind, die senkrecht sowohl zur Achse der beiden Erregerspulen als auch zur Achse des Rings verläuft,
und ein Füllmaterial, etwa ein Epoxyharz, in einen Raum . zwischen dem Ring und der Meßröhre eingefüllt ist, so
daß eine ringförmige Druckkammer' gebildet wird.
Da jedoch die beiden Enden dieses elektromagnetischen Strömungsmessers jeweils durch eine End- oder Stirnfläche
der ringförmigen Druckkammer und den Flansch der Kunststoff-Meßröhre begrenzt sind, können diese beiden
Enden nicht magnetisch abgedichtet bzw. isoliert werden. Es ergeben sich mithin die folgenden Nachteile:
1. Der Werkstoff des Flansches an dem Ende der Rohrleitung,
mit welchem der elektromagnetische Strömungsmesser verbunden wird, kann nicht frei gewählt
werden. Verwendet werden kann ein nicht-magnetischer Isolator (nicht-magnetischer Werkstoff, wie Kunstharz
oder austenitischer rostfreier Stahl mit vergleichsweise hohem elektrischen Widerstand). Ein
magnetischer Flansch kann dagegen nicht verwendet werden.
2. Da die Magnetpole ziemlich weit vom Magnetstreifen (magnetic strip) getrennt sind, sind die Magnetflüsse
nicht ausgedehnt. Zur Erzielung einer idealen Magnetflußverteilung sind daher große Erregerspulen
erforderlich.
3. Der Abstand zwischen den beiden Stirnflächen des elektromagnetischen Strömungsmessers muß ausreichend
größer sein als der Außendurchmesser eines Eisen-
kerns der Erregerspule, weil die Stirnflächen des Strömungsmessers durch den Magnetfluß nicht beeinflußt
werden dürfen.
4. Der Werkstoff der Schraubbolzen zur Befestigung des
elektromagnetischen Strömungsmessers an den Flanschen der Rohrleitungen kann nicht frei gewählt werden.
Während Schraubbolzen aus austenitischem rostfreie η
Stahl verwendet werden können, sind magnetische Schraub-JO
bolzen nicht verwendbar.
5. Bei einer Konstruktion mit einem ferromagnetischen
Streifen (strip) als Magnetstrecke anstelle des ferromagnetischen Rings zur Verbindung der beiden Erregerspulen
streut der Magnetfluß um den Streifen herum, wobei sich ein Strömungsmeßfehler ergibt, wenn der
Strömungsmesser in der Nähe einer ferromagnetischen Konstruktion, z.B. eines Stahlbehälters oder einer
Stahlrohrleitung, eingebaut wird. Weiterhin kann der Strömungsmesser durch ein etwa vorhandenes äußeres
Magnetfeld beeinflußt werden, und er kann nicht in der Nähe eines Stromgenerators oder eines Motors
eingebaut werden. Die Einbaustelle des Strömungsmessers ist somit Beschränkungen unterworfen.
6. Da die beiden Erregerspulen zwischen den Bohrungen für die Befestigungs-Schraubbolzen angeordnet sind, besitzt
der elektromagnetische Strömungsmesser einen Durchmesser in der Größenordnung von 100 mm. Wenn
sein Durchmesser auf mehr als 100 mm vergrößert wird, muß entsprechend den Vorschriften die Zahl der Bohrungen
vergrößert werden. Hierbei verkleinert sich der Abstand zwischen den Bohrungen, so daß die Erregerspulen
nicht mehr in dem engeren Raum untergebracht
3^ werden können.
Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines eine hohe Leistung gewährleistenden elektromagnetischen
Strömungsmessers mit solchem Aufbau, daß der Magnetfluß im wesentlichen ideal ungleichmäßig verteilt
ist, und der einen kleinen Abstand (Länge) zwischen seinen Stirnflächen besitzt, so daß er kompakt und leicht
ausgebildet sein kann.
Bei diesem elektromagnetischen Strömungsmesser soll ein ideal ausgedehnter Magnetfluß in der Meßröhre durch
Magnetfluß-Induktionselernente erzeugbar sein.
Diese Aufgabe wird bei einem elektromagnetischen Strömungsmesser der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst
durch ein ferromagnetisches Haupt-Gehäuse, durch eine letzteres durchsetzende, nicht-magnetische Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre,
durch zwei freiliegend und diametral gegenüberstehend in der Meßröhre angeordnete und
letzterer gegenüber elektrisch isolierte Elektroden, durch eine im Haupt-Gehäuse vorgesehene und senkrecht
zur Meßröhre sowie zu einer die Zentren der beiden Elektroden verbindenden Linie angeordnete Magnetflußerzeugungseinheit
und durch eine im Haupt-Gehäuse angeordnete Magnetfluß-Induktionseinrichtung zur Verringe-
^° rung und Erweiterung einer Magnetflußdichte zumindest
in der Nähe der beiden Elektroden.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnung näher erläu-
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise weggebrochene perspektivische Darstellung eines elektromagnetischen Strömungsmessers gemäß einer ersten Ausführungsform der
Erfindung,
Fig. 2 einen Teil-Querschnitt durch den Strömungsmesser nach Fig. 1,
Fig. 3 eine teilweise weggebrochene Seitenansicht des Strömungsmessers nach Fig. 1,
Fig. 4 einen Querschnitt durch einen bisherigen elektromagnetischen
Strömungsmesser/
Fig. 5 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer
Gewichtsfunktion einer elektromotorischen Kraft in jeder Position in einer Strömungs-Meßröhre,
auf welche der gleichmäßige Magnetfluß einwirkt,
Fig. 6A bis 6E Schnittansichten von Abwandlungen unter
Verwendung verschiedener Formen von Innenflächen der erfindungsgemäß vorgesehenen (Eisen-)Kerne,
Fig. 7A und 7B sowie Fig. 8 Schnittansichten von Ab-Wandlungen zur Erläuterung der Art und Weise, auf
welche die Spulen um die erfindungsgemäß verwendeten Kerne gewickelt sind,
Fig. 9A eine teilweise weggebrochene Vorderansicht eines
elektromagnetischen Strömungsmessers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 9B eine teilweise weggebrochene Seitenansicht des
Strömungsmessers nach Fig. 9A, 30
Fig. 10 eine teilweise weggebrochene Vorderansicht eines elektromagnetischen Strömungsmessers gemäß einer
dritten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 11 eine Schnittansicht eines elektromagnetischen Strö-
mungsmessers gemäß einer vierten Ausführungs-
form der Erfindung,
fig. 12A und 12B eine Schnittansicht bzw. eine teilweise
weggebrochene Seitenansicht eines elektro
magnetischen Strömungsmessers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 13 und 16 Schnittansichten der Hauptteile von Ab-Wandlungen
der Ausführungsform nach Fig. 12A
und 12B,
Fig. 17A und 17B eine Schnittansicht bzw. eine teilweise
weggebrochene Seitenansicht einer weiteren Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 12A und
12B,
Fig. 18 und 19 Schnittansichten der Hauptteile von elektromagnetischen Strömungsmessern gemäß einer
sechsten bzw. siebten Ausführungsform der Er
findung ,
Fig. 20 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß
verwendetes Rohr zur Aufnahme eines Befestigungs-Schraubbolzens,
Fig. 21 bis 23 Schnittansichten von elektromagnetischen Strömungsmessern gemäß einer achten, neunten
bzw. zehnten Ausführungsform der Erfindung,
30
Fig. 24 eine Schnittansicht des Hauptteils einer elften
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 25A bis 25F Teil-Längsschnitte zur Veranschaulichung verschiedener Formen der Innenflächen von erfin-
dungsgemäß verwendeten Eisenkernen,
Fig. 26Λ und 26B eine Schnittansicht bzw. eine teilweise weggebrochene Seitenansicht einer zwölften
Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 27A und 27B eine Schnittansicht bzw. eine teilweise weggebrochene Seitenansicht einer Abwandlung
der Ausfuhrungsform nach Fig. 26A und 26B,
10
Fig. 28A und 28B eine Schnittansicht bzw. eine teilweise
weggebrochene Seitenansicht einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 29 bis 32 Teilschnittansichten der Hauptteile von Abwandlungen der Ausführungsform nach Fig. 28A
und 28B,
Fig. 33A und 33B, 34A und 34B sowie 35A und 35B Schnittansichten
bzw. teilweise weggebrochene Seiten
ansichten einer vierzehnten, fünfzehnten bzw. sechzehnten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 36A und 36B sowie 37A und 37B Vorderansichten bzw. Seitenansichten einer siebzehnten bzw. acht
zehnten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 38 eine Seitenansicht eines elektromagnetischen
Strömungsmessers gemäß einer neunzehnten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 39A und 39B sowie 4OA und 4OB Vorderansichten bzw.
Seitenansichten einer zwanzigsten bzw. einundzwanzigsten Ausführungsform der Erfindung und
35
Fig. 41 eine Seitenansicht einer zweiundzwanzigsten Ausführungsform
der Erfindung.
In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit jeweils gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Zur
Vermeidung von überladung werden bereits im einzelnen beschriebene
Teile im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen und Abwandlungen nicht erneut im einzelnen erläutert.
10
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Im folgenden ist anhand der Fig. 1 bis 3 ein elektromagnetischer Strömungsmesser gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
Ein zylindrisches Haupt-Gehäuse 1 aus ferromagnetischem Werkstoff weist eine zu seiner Y-Achse konzentrische
zylindrische Bohrung 2 als Strömungsmeßröhre auf. Das Gehäuse 1 besitzt weiterhin eine Z-Achse, die senkrecht
zu der zentral durch die Bohrung 2 verlaufenden Y-Achse verläuft. An der Außenfläche des Gehäuses 1 sind zwei
Ansätze 3 angeformt, die längs der Z-Achse in entgegengesetzten Richtungen abstehen. In einem Abschnitt des
Gehäuses 1 ist eine Bohrung oder Ausnehmung 4 für den Einbau eines Magnetflußerzeugers, etwa einer Erreger-
2^ spule mit ferromagnetischem Kern, konzentrisch zu den
Ansätzen 3 ausgebildet. Weiterhin sind im Haupt-Gehäuse 1 zwei für die Aufnahme von Elektroden dienende Bohrungen 5
vorgesehen, deren Mittelachse durch eine X-Achse gebildet wird, die senkrecht zu Y- und Z-Achse liegt und
durch deren Schnittpunkt verlauft.
Die Bohrungen 5 sind mittels ferromagnetischer Deckel 6 verschlossen, die an der Außenfläche des Gehäuses 1 unter
Zwischenfügung von Dichtungspackungen 8 mit Hilfe von Befestigungs-Schrauben 7 befestigt sind.
In die zylindrische Bohrung 2 des Haupt-Gehäuses 1 ist unter Festlegung eine Strömungs-Meßröhre 9 eingesetzt,
die aus einem nicht-magnetischen Werkstoff, wie austenitischem rostfreien Stahl oder Titan, besteht. Auf die
Innenfläche der Meßröhre 9 ist eine Auskleidung bzw. ein Futter 10 aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff
aufgetragen, dessen beide Enden nach außen erweitert und herumgezogen sind.
Auf der X-Achse sind zwei stabförmige Elektroden 11 senkrecht zur Meßröhre 9 angeordnet. Die Innenenden der
Elektroden 11 liegen innerhalb des Futters 10 (nach außen hin) frei, während sich ihre Außenenden in die Bohrungen
5 erstrecken. Die Elektroden 11 sind gegenüber der Meßröhre 9 elektrisch isoliert.
Zwei Magnetflußerzeuger 12 weisen jeweils einen Eisenkern
13 und eine um diesen herumgewickelte Erregerspule 15 auf.
Der Außenendabschnitt des Eisenkerns 13 bildet eine Kappe 14, die auch als ferromagnetische Platte dient. Jeder
Magnetflußerzeuger 12, der in Form einer Rechteckwelle erregbar ist, ist in die betreffende Bohrung 4 eingesetzt,
woboI Beine Kappe 14 an der Oberseite des Ansatzes 3 unter
Zwischenfügung einer Dichtungspackung 16 mit Hilfe von Befestigungs-Schrauben 17 befestigt ist. Eine innere
Stirnfläche 13a des Eisenkerns 13 befindet sich dicht an der Außenfläche der Meßröhre 9. Der Außendurchmesser d
des Eisenkerns 13 entspricht im wesentlichen dem Innendurchmesser D des Futters 10 oder ist geringfügig kleiner
als dieser Innendurchmesser.
Mit einer nicht dargestellter Erregerstromquelle verbundene Zuleitungen 18 sind von der Spule 15 aus dem Haupt-Gehäuse
1 jeweils über eine im betreffenden Deckel 6 ausgebildete durchgehende Öffnung herausgeführt, während mit
* einem nicht dargestellten Detektor für elektromotorische
Kraft verbundene Zuleitungen von den Elektroden 11 über
eine durchgehende Bohrung im anderen Deckel 6 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt sind.
5
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Die Bohrungen 4 und 5 bilden im Haupt-Gehäuse 1 vier Schultern 20. Die Kanten 21 dieser Schultern liegen
dichter an der die Zentralachse der Elektroden 11 bildenden X-Achse als an der inneren Stirnfläche 13a des Eisenkerns
13.
Parallel zur Y-Achse sind in den massiven, die Schultern 20 einschließenden Bereichen des Haupt-Gehäuses 1 Bohrungen
22 für Befestigungs-Schraubbolzen aus einem ferromagnetischen Material ausgebildet. Der Strömungsmesser
ist mittels dieser Schraubbolzen an den Flanschen von Rohrleitungen anbringbar, die von dem zu messenden Strömungsmittel
durchströmt werden. Die Zahl der Bohrungen bestimmt sich je nach dem Durchmesser des Strömungsmessers.
Bei einem bisherigen elektromagnetischen Strömungsmesser gemäß Fig. 4 ist der Abstand D zwischen den Elektroden
11 (Innendurchmesser des Futters 10) wesentlich kleiner als die Weite bzw. der Durchmesser 1 des Eisenkerns 13,
so daß das Magnetfeld in der Meßröhre 9 im wesentlichen gleichmäßig ist.
Eine zwischen den Elektroden 11 und einer beliebigen Stelle eines Querschnitts der Meßröhre 9 erzeugte
elektromotorische Kraft Ex (in Volt) bestimmt sich durch folgende Gleichung:
Ex = K-W-B«V (1)
Zb
Darin bedeuten:
K = eine Konstante,
W = Gewichtsfunktion,
2
B = Magnetflußdichte (Wb/m ) und
B = Magnetflußdichte (Wb/m ) und
V= Strömungsgeschwindigkeit (m/s) des Strömungsmittels
in der Meßröhre 9.
Wenn eine Gewichtsfunktion W im Zentrum (Schnittpunkt
zwischen den Achsen X und Z) des Querschnitts mit 1,0 bestimmt wird, lassen sich die Größen der Gewichtsfunktion
an beliebigen (anderen) Punkten des Querschnitts auf die in Fig. 5 dargestellte Weise längs der X- und Z-Achse auftragen.
Beispielsweise beträgt die Gewichtsfunktion 0,5 in der Nähe der Magnetflußerzeuger 12 und 2,0 in der Nähe
der Elektroden 11. Wenn eine Strömungsgeschwindigkeitsänderung des Strömungsmittels in der Meßröhre 9 auftritt,
kann die an den Elektroden 11 erzeugte elektromotorische
Kraft variieren, auch wenn dieselbe Variation oder Änderung an unterschiedlichen Stellen besteht, so daß sie
mithin von der Lage oder Stelle der Strömungsgeschwindigkeitsänderung abhängig ist. Infolgedessen kann in die
gemessene Größe der Strömungsgeschwindigkeit ein Fehler eingeführt werden. Es sei angenommen, daß (jeweils) dieselbe
Strömungsgeschwindigkeitsänderung an den Punkten des Querschnitts vorliegt, für welche W = C,20 und W = 0,65
gilt. Die Änderung der elektromotorischen Kraft an der Stelle, wo W = 0,20 vorliegt, ist dann dreimal so groß
wie die elektromotorische Kraft an der Stelle, an welcher
W = 0,65 beträgt.
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Zur Vergleichmäßigung des Einflusses der Gewichtsfunktion
für die elektromotorische Kraft in der Nähe der Elektroden 11 odor tin diesen gegenüber der Strömungsgeschwindigkeitsänderung an einer beliebigen Stelle braucht lediglich die
Beziehung W*B an jedem Punkt gleich 1 zu sein. Die Magnet-
flußdichte an jedem Punkt muß eine reziproke Funktion der
Gewichtsfunktion sein. Beim elektromagnetischen Strömungsmesser gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist
der Innendurchmesser D des Futters 10 gleich groß oder größer als der Außendurchmesser d des Eisenkerns 13, und
die Schultern 20 aus dem ferromagnetischen Werkstoff sind dabei im Haupt-Gehäuse 1 ausgebildet. Weiterhin befinden
sich die Kanten 21 der Schultern 20 dichter an der X-Achse als an der Innenstirnfläche 13a des Eisenkerns 13, so daß
in den Schultern-20 Magnetbahnen entstehen. Die Magnetflußdichte
in der Nähe der Elektroden 11 ist dabei verringert. Bei der beschriebenen Anordnung ist die Magnetflußdichte
auf dem erwähnten Querschnitt praktisch eine reziproke Funktion der Gewichtsfunktion.
Es sei angenommen, daß die Magnetflußdichten bei W = 0,65 und W= 2,0 mit BV bzw. BH vorgegeben sind. Die
Beziehung BV : BH = 3 : 1 ist ideal; falls jedoch η in der Beziehung BV : BH = η : 1 ungefähr 3 beträgt, wird
kein größerer Fehler in die Meßgröße der Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsmittels eingeführt. Im Hinblick
auf die Meßgenauigkeit des Strömungsmessers kann η im Bereich von 1 < η <9 gewählt werden.
Die Magnetflußdichtenverteilung auf dem Querschnitt der Meßröhre 9 kann durch die Kanten 21, lokalisierte Windungen
der Spule 15, die Lage der Spule 15 sowie die Größe des Eisenkerns 13 bestimmt werden. Ein weiterer,
die Magnetflußverteilung bestimmender Faktor ist auch die Form der inneren Stirnfläche 13a des Eisenkerns 13.
Gemäß Fig. 6A bildet die innere Stirnfläche 13a des Eisenkerns 13 eine zylindrisch konkave Fläche längs der
Y-Achse. Gemäß Fig. 6B ist die innere Stirnfläche 13a
eine parallel zur Y-Achse verlaufende, zylindrisch konvexe Flache bzw. sattelförmige Fläche. Gemäß Fig. 6C
weist die innere Stirnfläche 13a zwei parallel zur Y-Achse verlaufende, zylindrische Nuten oder Rillen auf.
Gemäß Fig. 6D bildet die innere Stirnfläche 13a eine sattelförmige Fläche, die in ihrem Mittelbereich eine
zylindrisch konkave Fläche aufweist. Gemäß Fig. 6E weist der Eisenkern 13 in weiterer Abwandlung eine flache
innere Stirnfläche 13a sowie je einen flanscharti- gen Abschnitt 13b an seinen Seitenflächen auf.
Die Fig. 7A und 7B veranschaulichen Möglichkeiten zur Steuerung der Magnetflußdichtenverteilung durch Änderung
der Wicklungsart der Spule 15. Gemäß Fig. 7 A ist die Windungszahl in der Nähe der inneren Stirnfläche 13a
des Eisenkerns 13 größer als in den anderen Abschnitten des Eisenkerns 13. Bei der Abwandlung nach Fig. 7B ist
dagegen die Anordnung gemäß Fig. 7A umgekehrt.
Fig. 8 veranschaulicht ein Beispiel, bei dem die Lage der Spule 15 um den Eisenkern 13 herum willkürlich gewählt
ist. Insbesondere steht dabei die sattelförmige innere Stirnfläche 13a des Eisenkerns 13 über eine
Strecke G über das Innenende der Spule 15 hinaus vor. Der Abstand G kann entsprechend der Magnetflußdichtenverteilung
willkürlich bzw. beliebig gewählt werden.
Der elektromagnetische Strömungsmesser gemäß der ersten Ausführungsform und deren Abwandlungen gewährleistet
die folgenden Wirkungen:
1. Da die Magnetflußdichtenverteilung, wie erwähnt, verbessert ist, werden etwaige Meßfehler aufgrund von
Strömungsgeschwindigkeitsänderung so klein wie möglieh gehalten.
2. Da der Magnetflußerzeuger mit einer Rechteckwelle erregt
wird, wird der Blindstrom zur Spule reduziert, und die Impedanz der Spule wird klein. Es brauchen
somit keine dicken elektrischen Drähte bzw. Leitungen verwendet zu werden. Außerdem werden externe
Störsignale sowie durch die Stromversorgung induzierte Störsignale weitgehend unterdrückt..
3. Zur Erzielung der unter 1. beschriebenen Wirkung ist der Außendurchmesser d des Eisenkerns der Erregerspule
praktisch gleich groß oder kleiner als der Innendurchmesser D des Innenabschnitts der Meßröhre,
auf den das Futter aufgetragen ist. Da weiterhin die gesamte, zur Außenatmosphäre hin offene Oberfläche
des Haupt-Gehäuses mit dem ferromagnetisehen Material
überzogen ist, tritt keine Streuung des Magnetflusses von den Stirnflächen des elektromagnetischen
Strömungsmessers auf. Der Abstand zwischen den Stirnflächen des Strömungsmessers kann daher verkürzt
sein . Infolgedessen erhält der Strömungsmesser niedriges Gewicht, so daß er sich einfach in eine
Rohrleitung einbauen läßt.
4. Da die gesamte, der Außenatmosphäre ausgesetzte
Oberfläche des Haupt-Gehäuses aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht, und da die Bohrungen
für die Befestigungs-Schraubbolzen im Haupt-Gehäuse aus ferromagnetischem Werkstoff ausgebildet sind,
tritt kein magnetischer Streufluß auf, wenn der Strömungsmesser zwischen die Endflansche der Rohrleitungen
eingebaut ist. Der Werkstoff der Flansche sowie der Schraubbolzen ist keinen Beschränkungen
unterworfen. Meßfehler treten auch dann nicht auf, wenn der Strömungsmesser in der Nähe einer ferromagnetischen
Konstruktion und. der ferromagnetisehen
Rohrleitunge eingebaut ist. Da der Strömungsmesser weiterhin nicht durch ein externes Magnetfeld beeinflußt
wird, kann er in der Nähe eines Stromgenerators oder eines Motors angeordnet werden.
5. Die Bohrungen für die Magnetflußerzeuger und die Elektroden sind durch die Kappen der Jeweiligen
Eisenkerne bzw. die ferromagnetischen Deckel verschlossen. Infolgedessen kann kein magnetischer
Streufluß auftreten und es läßt sich ohne weiteres eine luftdicht gekapselte Konstruktion erzielen.
6. Da keine Flansche angeformt zu werden brauchen, d.h. eine sogen, flanschlose Konstruktion verwendet wird,
läßt sich der Strömungsmesser sehr einfach in Rohrleitungen einbauen und aus diesen ausbauen. Speziell
in einem chemischen Werk oder einer anderen Anlage, bei welcher Schlämme o.dgl. abgeführt werden, werden
die Strömungsmesser periodisch ausgebaut und geprüft. Der bisherige elektromagnetische Strömungsmesser
läßt sich nicht sicher ausbauen, wenn zahlreiche Rohrleitungen dicht nebeneinander verlaufen.
Der erfindungsgemäße elektromagnetische Strömungsmesser besitzt dagegen niedriges Gewicht, so daß er
sich ohne weiteres ausbauen läßt. Darüber hinaus ermöglicht der erfindungsgemäße Strömungsmesser auch
eine sichere Durchführung von Wartungsarbeiten.
Beim elektromagnetischen Strömungsmesser gemäß Fig. 1 bis 3 sind die Bohrungen 22 für die Befestigungs-Schraubbolzen
im Haupt-Gehäuse 1 ausgebildet, doch ist die Erfindung keineswegs hierauf beschränkt. Beispielsweise
können im Haupt-Gehäuse 1 Gewindebohrungen ausgebildet sein, in welche die Schraubbolzen der Endflansche
von Rohrleitungsabschnitten, zwischen welche der Strö-
mungsmesser eingefügt ist, einschraubbar sind.
Bei der in Fig. 9A und 9B dargestellten zweiten Ausführungsform
der Erfindung weist das Haupt-Gehäuse 1 einen zylindrischen Außen-Mantel 23 in Form eines
dünnen, hohlzylindrischen Körpers sowie Stirnplatten jeweils aus einem ferromagnetischen Werkstoff und
einen in den Außen-Mantel 23 eingesetzten oder eingegossenen Füllabschnitt 24 aus einem Kunstharz oder
Gummi bzw. Kautschuk auf (im Gegensatz zum massiven Haupt-Gehäuse bei der ersten AusfUhrungsform). Auf
dieselbe Weise wie in Fig. 1 sind zwei Bohrungen 4 zur Aufnahme der Erregerspulen 12 konzentrisch zur
Z-Achse ausgebildet, während zwei Bohrungen 5 zur Aufnahme der Elektroden konzentrisch zur X-Achse im
Außen-Mantel 23 vorgesehen sind. Die zylindrische Bohrung 2 für die Meßröhre erstreckt sich konzentrisch
zur Y-Achse zu beiden Stirnflächen des Außen-Mantels
23. Zu beiden Seiten Jedes Magnetflußerzeugers 12 sind im Außen-Mantel 23 parallel zu dessen Y-Achse hohlzylindrische Schultern 20 aus dem ferromagnetischen
Werkstoff vorgesehen. Die Schultern 20 können materialeinheitlich mit dem Außen-Mantel 23 ausgebildet
sein. Wenn der Außen-Mantel 23 aus Stahlblech hergestellt ist, können als Schultern 20 längs der Innenfläche
des Mantels 23 Rohre aus ferromagnetischem Werkstoff angeordnet sein. Die Schultern 20 nehmen in
ihren Bohrungen 22 die Befestigungs-Schraubbolzen auf
dieselbe Weise wie bei der ersten Ausführungsform auf. 30
Zur Ausbildung des Füllabschnitts 24 wird ein Form-Kern in einem den Bohrungen 2, 4 und 5 entsprechenden
Abschnitt des Außen-Mantels 23 angeordnet, worauf ein Füllmaterial, wie Kunstharz oder Gummi bzw. Kautschuk,
in den Mantel 23 eingegossen wird. Das Futter 10 wird
ι im allgemeinen auf den Stirnflächen und auf der Innenfläche
der Meßröhre 9 auegebildet. Falls Jedoch das Füllmaterial aus z.B. Urethankautschuk, Silikonkautschuk
o.dgl. besteht, ist weder die Meßröhre noch das Futter nötig. In diesem Fall kann die Bohrung 2 als
Meßröhre dienen.
Der Außendurchmesser d des Eisenkerns 13 wird gleich groß oder kleiner als der Innendurchmesser der Meßröhre
9 bzw., genauer gesagt, gleich groß oder kleiner als der Innendurchmesser D des Futters 10 gewählt. Wenn
weiterhin diejenigen Abschnitte der Schultern 20, die der X-Achse am nächsten liegen, in derselben Ebene, in
welcher die innere Stirnfläche des Eisenkerns 13 liegt, oder dichter an der X-Achse als an der inneren Stirnfläche
des Eisenkerns 13 angeordnet sind, bewirken die Schultern 20, daß die Magnetflußdichte in der Meßröhre
9 der Gewichtsfunktlon im wesentlichen umgekehrt proportional
ist. Wenn weiterhin den Kanten bei der ersten Ausführungsform entsprechende Kanten an den Schultern
angeformt werden, kann die Magnetflußdichte ebenfalls geändert werden.
Der mit der Außenluft in Berührung stehende Teil des elektromagnetischen Strömungsmessers sowie der die
Flanschbefestigungs-Schraubbolzen umschließende Teil bestehen aus dem ferromagnetischen Werkstoff, so daß
der Magnetfluß nicht nach außen austreten und kein externer Magnetfluß eindringen kann, wobei dieselben
Wirkungen wie bei der zuerst beschriebenen Ausführungsform erzielt werden. Da das Haupt-Gehäuse 1 darüber
hinaus keine massive Konstruktion aus ferromagnetischem Werkstoff darstellt, besitzt der elektromagnetische
Strömungsmesser ein niedriges Gewicht, und er kann kostensparend hergestellt werden.
Die anderen Teile des Strömungsmessers gemäß der zweiten Ausführungsform entsprechen den Teilen bei der
ersten Ausführungsform. Die Schraubbolzen-Aufnahmeanordnung
für die Flanschbefestigungs-Schraubbolzen ist jedoch nicht auf eine Konstruktion beschränkt, die von
Schraubbolzen durchsetzt wird. Vielmehr kann eine Stehbolzenanordnung verwendet werden, bei welcher an
beiden Enden bzw. Stirnseiten Gewindebohrungen vorgesehen sind, in welche die betreffenden Schraubbolzen
eingeschraubt sind.
Bei der in Fig. 10 dargestellten dritten Ausführungsform der Erfindung sind Bohrungen 4A und 4B zur Aufnahme
der Erregerspulen in Umfangsrichtung auf beiden Seiten der Bohrungen 4 des hohlzylindrischen Haupt-Gehäuses
1 ausgebildet, das - wie bei der ersten Ausführungsform - dickwandig ausgebildet ist. In die
Bohrungen AA und 4B sind Magnetflußerzeuger 12A und
12B eingesetzt, die im wesentlichen denselben Aufbau besitzen wie die Magnetflußerzeuger 12. Zwischen den
Erregerspulen 12A, zwischen den Magnetflußerzeugern 12 sowie zwischen den Magnetflußerzeugern 12B entstehen
hierbei Magnetflüsse. Die Zahl der Magnetflußerzeuger im oberen Teil gemäß Fig. 10 kann von derjenigen im
unteren Teil verschieden sein. Wenn weiterhin die Windungszahl Jedes Magnetflußerzeugers verschieden ist,
kann die Magnetflußdichtenverteilung in der Meßröhre variiert werden. Die Magnetflußdichte in der Meßröhre
kann eine reziproke Funktion der Gewichtsfunktion sein.
Die Teile 25 des Haupt-Gehäuses 1 zwischen den benachbarten Magnetflußerzeugern 12A und 12, 12 und 12B, 12A
und 12B, zwischen den Magnetflußerzeugern 12A und den Bohrungen 5 sowie zwischen den Magnetflußerzeugern 12B
und den Bohrungen 5 besitzen jeweils einen trapezförmi-
ι gen Querschnitt. In den Teilen 25 sind Bohrungen 22 für
Befestigungs-Schraubbolzen ausgebildet. Da beim Strömungsmesser gemäß Fig. 10 eine größere Zahl von Schraubbolzen
verwendet werden kann, läßt sich dieser Strömungsmesser mit Rohrleitungen größeren Durchmessers
verbinden. Wenn die Innenstirnflächen der Abschnitte bzw. Teile 25 von der Außenfläche der Meßröhre 9 in
einem Abstand angeordnet sind, welcher dem Abstand zwischen den inneren Stirnflächen der Magnetflußerzeuger
12, 12A, 12B und der Außenfläche der Meßröhre 9 entspricht, oder wenn die inneren Stirnflächen der Teile
25 dichter als die inneren Stirnflächen der Magnetflußerzeuger 12, 12A, 12B an der Außenfläche der Meßröhre 9
liegen, kann die Magnetflußverteilung auf dieselbe Weise
lb wie mit den Schultern 20 bei erster und zweiter Ausführungsform
gesteuert bzw. eingestellt werden.
Bei der in Fig. 11 dargestellten vierten Ausführungsform der Erfindung ist ein Magnetflußerzeuger 12 auf der
einen Seite der die beiden Elektroden 11 verbindenden X-Achse angeordnet, während auf der anderen Seite der
X-Achse ein Joch 27 zur Aufnahme bzw. Abnahme des Magnetflusses angeordnet ist. In diesem Fall liegt also eine
Konstruktion mit einem einzigen Magnetflußerzeuger vor.
Das Joch 27 weist eine konkave Innenfläche auf, die koaxial zur Meßröhre liegt und materialeinheitlich mit
dem Haupt-Gehäuse 1 ausgebildet ist. Bei der Anordnung mit dem einzigen Magnetflußerzeuger ist der Magnetfluß
des elektromagnetischen Strömungsmessers bestrebt, sich zur Seite des Jochs 27 auszubreiten bzw. auszudehnen,
so daß das Joch geringfügig bzw. leicht durch Strömungsgeschwindigkeitsänderungen
des Strömungsmittels beeinflußt wird. Der Strömungsmesser gemäß der Ausführungsform nach Fig. 11 läßt sich jedoch kostensparend her-
stellen. Er eignet sich daher zweckmäßig als Strömungs-
messer, der nur eine geringe Meßgenauigkeit zu gewährleisten braucht oder als Strömungsrelais (flow relay).
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 können die Magnetflußerzeuger
12A, 12 und 12B durch die Joche gemäß der vierten Ausführungsform (Fig. 11) ersetzt werden.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Querschnittsform des Haupt-Gehäuses 1 bei den beschriebenen Ausführungsformen
nicht auf einen kreisförmigen Querschnitt beschränkt ist, sondern vielmehr auch ein quadratischer
oder gleichseitig mehreckiger Querschnitt verwendet werden kann. Ebenso ist auch die Querschnittsform des
Kerns der Erregerspule nicht auf einen kreisförmigen Querschnitt beschränkt, vielmehr kann der Kern auch
einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt besitzen.
In den Fig. 12A und 12B ist eine fünfte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Strömungsmessers dargestellt, wobei das Haupt-Gehäuse 1 einen
dünnwandigen äußeren Mantel 23 aufweist. Zur Steuerung des Magnetflusses dienende, am Mantel angeformte,
zylindrische Schultern 20 dienen auch - wie bei der zweiten Ausführungsform - als Aufnahmebohrungen für Befestigungs-Schraubbolzen.
Die oberen Endflächen von Eisenkernen 13 der Magnetflußerzeuger 12 in den dafür vorgesehenen Bohrungen 4 sind mittels Schrauben 17 an
den Innenflächen von nicht-magnetischen Deckeln 28 befestigt, die auf den Außenendflächen der Ansätze 3 montiert
sind. Die inneren Stirnflächen 13a der Eisenkerne 13 liegen konzentrisch zur Meßröhre 9 und dicht an deren
Außenfläche.
Die beiden Enden bzw. Stirnflächen des Haupt-Gehäuses
i. L. \J
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sind gemäß Fig. 12B mit ferromagnetischen Stirnplatten 30 und 31 belegt.
Parallel zur Y-Achse verlaufen nicht-magnetische Rohre 32 durch die Eisenkerne 13 und die Stirnplatten 30 und
31. Die Bohrungen der Rohre 32 dienen zur Aufnahme der Befestigungs-Schraubbolzen. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 12A und 12B sind in jedem Eisenkern 13 Öe
zwei Bohrungen 33 ausgebildet. Die anderen Teile dieser Ausführungsform entsprechen denen der zweiten
Ausführungsform, nur mit dem Unterschied, daß in den inneren hohlen Abschnitt kein Füllmaterial eingegossen
ist.
Da bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12A und 12B das Haupt-Gehäuse 1 sowie die Stirnplatten 30 und 31 aus
dem ferromagnetischen Werkstoff bestehen, ist der Magnetfluß im Haupt-Gehäuse 1 eingeschlossen, und
die Magnetflußdichtenverteilung in der Meßröhre 9 läßt sich auf dieselbe Weise wie bei den vorher beschriebenen
Ausführungsformen ändern. Da die die Eisenkerne 13 durchsetzenden Schraubbolzen von den nicht-magnetischen
Rohren 32 umschlossen sind, sind sie gegenüber den Magnetflußerzeugern 12 magnetisch isoliert. Obgleich
sich hierbei die Schraubbolzen durch die Eisenkerne erstrecken, kann der Magnetfluß der Magnetflußerzeuger
12 nicht aus dem Haupt-Gehäuse 1 austreten. Infolgedessen kann der Abstand zwischen den Stirnflächen des
Strömungsmessers verkleinert werden. Selbst wenn der Strömungsmesser in der Nähe einer ferromagnetischen
Konstruktion montiert ist, werden in die Meßgröße keine Fehler eingeführt. Weiterhin wird der Strömungsmesser
durch ein äußeres Magnetfeld nicht beeinflußt, so daß seine Einbaulage keinen Einschränkungen unterworfen
ist.
Das Hauptmerkmal des Strömungsmessers gemäß Fig. 12A und 12B besteht darin, daß für die Flansche an den Enden
der Rohrleitungen sowie für die Flanschbefestigungs-Schraubbolzen beliebige Werkstoffe verwendet werden
können. An den Stirnflächen des Strömungsmessers brauchen keine Flansche angeordnet zu sein, und der Strömungsmesser
läßt sich zwischen die Rohrleitungsflansche einsetzen. Da die Flanschbefestigungs-Schraubbolzen das
Haupt-Gehäuse 1 durchsetzen, besitzt der StrÖmungsmesser insgesamt niedriges Gewicht, so daß er sich einfach
ein- und ausbauen läßt.
Zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Hochdruckströmungsmittels
muß die Zahl der Befestigungs-Schraubbolzen entsprechend dem Strömungsmitteldruck
vergrößert werden. Einige Schraubbolzen können jedoch durch die Eisenkerne .13 hindurchgeführt werden, so daß
die Zahl der Schraubbolzen entsprechend vergrößert werden kann. Da weiterhin die Flansch-Schraubbolzen durch
die Schultern 20 und die Rohre 32 gegenüber dem Gehäuse
1 magnetisch isoliert sind, wird auch im Fall eines Hochdruckströmungsmittels ein dicht gekapselter Aufbau
des Strömungsmessers gewährleistet.
Fig. 13 veranschaulicht eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 12A und 12B. Diese Abwandlung unterscheidet
sich von der Ausführungsform nach Fig. 12A und 12B dadurch, daß die Spulen 15 nur um den außerhalb
der Rohre 32 befindlichen Teil des Eisenkerns 13 herumgewickelt sind.
Fig. 14 veranschaulicht noch eine andere Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 12A und 12B, die sich von
letzterer dadurch unterscheidet, daß die Spulen 15 um die Abschnitte des Eisenkerns 13 herumgewickelt
sind, welche von den Rohren 32 entfernt sind.
Fig. 15 veranschaulicht noch eine weitere Abwandlung des Strömungsmessers gemäß Fig. 12A und 12B. Unterschiedlich
an dieser Abwandlung ist lediglich, daß jeder Eisenkern 13 von nur einem Rohr 32 durchsetzt
wird.
Die weitere Abwandlung des Strömungsmessers gemäß Fig. 16.unterscheidet sich von der Ausführungsform nach
Fig. 12A und 12B dadurch, daß zwei nicht-magnetische Rohre ^k zur Aufnahme von Schraubbolzen an beiden Seiten
jedes Eisenkerns 13 angeordnet bzw, angeformt und an den Stirnplatten 30 und 31 befestigt sind. Dieser
Strömungsmesser läßt sich in Rohrleitungen großen Durchmessers einbauen.
Die Abwandlungen gemäß den Fig. 13 bis 16 gewährleisten dieselben Wirkungen wie die Ausführungsform nach Fig.
12A und 12B. Die jeweilige Ausgestaltung des Strömungsmessers kann in Abhängigkeit vom Durchmesser der Rohrleitungen,
in welche der Strömungsmesser eingebaut werden soll, sowie in Abhängigkeit vom Druck des Strömungsmittels
gewählt werden.
Die Fig. 17A und 17B veranschaulichen einen elektromagnetischen Strömungsmesser gemäß einer weiteren Abwandlung
der fünften Ausführungsform nach Fig. 12A und
12B. Diese Abwandlung unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 12A und 12B dadurch, daß die
Schultern 20 durch nicht-magnetische Rohre 35 ersetzt sind, die von ferromagnetischen Befestigungs-Schraubbolzen
200 durchsetzt werden. Die Herstellungskosten für diesen Strömungsmesser gestalten sich günstiger
als für den Strömungsmesser gemäß Fig. 12A und 12B.
Bei der in Fig. 18 dargestellten sechsten Ausführungs-
form des elektromagnetischen Strömungsmessers ist ein Eisenkern 13 in fünf Segmente unterteilt. Der Eisenkern
13 umfaßt einen mittleren Abschnitt 36, der einen trapezförmigen Querschnitt und eine geringe Breite
nahe der Meßröhre 9 besitzt, seitliche Abschnitte 42, 43, 44 und 45 mit Teilungsflächen 38, 39, 40 bzw. 41,
die parallel zur Z-Achse verlaufen und die Achsen von Rohren 32 für Befestigungs-Schraubbolzen einschließen,
sowie eine ferromagnetische Verbindungsplatte 46, deren Innenfläche die Außenenden der seitlichen Abschnitte
42 - 45 berührt und an diesen Abschnitten mit Hilfe von Schrauben 47 befestigt ist. Der Eisenkern 13 ist
an der Außenfläche der Verbindungsplatte 46 mittels Schrauben 29 an einem Deckel 28 befestigt. Die stirnseitigen
bzw. seitlichen Abschnitte 42 - 45 sind mit Bohrungen 48, 49, 50 bzw. 51 zur Aufnahme der Rohre
versehen. Bei dieser Ausführungsform kann der Magnetflußerzeuger
12 ohne Ausbau der Rohre 32 aus dem Haupt-Gehäuse 1 ausgebaut werden, wenn zunächst der Deckel
und die Verbindungsplatte 46 abgenommen, die inneren seitlichen Abschnitte 43 und 44 herausgenommen und
schließlich die äußeren seitlichen Abschnitte 42 und entfernt werden. Der Einbau des Magnetflußerzeugers
in das Haupt-Gehäuse 1 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Bei der in Fig. 19 dargestellten siebten Ausführungsform der Erfindung sind U-förmige Nuten 52 zur Aufnahme
der Rohre 32 an der inneren Stirnfläche des Eisenkerns 13 in letzterem ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform
ist der Magnetflußerzeuger 12 aus dem Gehäuse 1 ausbaubar, wobei die Rohre 32 nicht aus dem Gehäuse 1 ausgebaut
zu werden brauchen und der Eisenkern 13 nicht in
Segmente unterteilt zu sein braucht. 35
«25
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 19 bestehen die Rohre 32 aus dem nicht-magnetischen Werkstoff. Falls
jedoch gemäß Fig. 20 ein Mittelteil 32a des Rohrs 32 aus dem ferromagnetisehen Werkstoff und die Endabschnitte
32b und 32c aus dem nicht-magnetischen Werkstoff hergestellt werden, kann eine Abschwächung des
Magnetflusses aufgrund der Ausbildung der Nuten 52 kompensiert werden.
Die in Fig. 21 dargestellte achte Ausführungsform der Erfindung entspricht im wesentlichen der sechsten
Ausführungsform, nur mit dem Unterschied, daß einer
der beiden Magnetflußerzeuger 12 durch ein ferromagnetisches Joch 53 ersetzt ist, das eine konzentrisch zur
Meßröhre 9 liegende Innenfläche 53a aufweist. Zwischen dem Joch 53 und dem Hauptgehäuse 1 sind Rohre 54 derselben
Art wie die Rohre 32 für denselben Zweck angeordnet und an jedem Ende an den Stirnplatten des
äußeren Mantels 23 befestigt. Mit den Rohren 32 und 5h
des Strömungsmessers gemäß Fig. 21 wird dieselbe Wirkung erzielt wie bei der Ausführungsform gemäß Fig.
Fig. 22 zeigt eine neunte Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Strömungsmessers, der
sich zur Verwendung bei Rohrleitungen großen Durchmessers eignet. Im allgemeinen liefern elektromagnetische
Strömungsmesser mit Eisenkernen bei Rohrleitungen großen Durchmessers keine (einwandfreien) Meßergebnisse. Bei
der Ausführungsform gemäß Fig. 22 ist daher kein Eisenkern vorgesehen. Stattdessen sind zwei Erregerspulen
einander diametral gegenüberstehend an der Innenfläche des äußeren Mantels 23 des Haupt-Gehäuses 1 angeordnet.
Nicht-magnetische Röhre 55 zur Aufnahme der Schraubbolzen verlaufen axial zum Außen-Mantel 23 und sind in
dessen Umfangsrichtung zwischen den Erregerspulen 15 und
der Meßröhre 9 angeordnet und an den Stirnplatten des äußeren Mantels 23 befestigt. Der Strömungsmesser gemäß
dieser Ausführungsform bietet dieselben Wirkungen wie die Ausführungsform nach Fig. 12A und 12B. Vorteilhaft
am Strömungsmesser gemäß Fig. 22 ist weiterhin, daß der Abstand zwischen den Stirnflächen erheblich verkürzt
werden kann.
Bei der zehnten Ausführungsform gemäß Fig. 23 sind Rohre 32 in Nuten 56 eingesetzt, die zu beiden Seiten von
Eisenkernen 13 ausgebildet sind. Das Haupt-Gehäuse 1 besitzt eine kastenförmige Gestalt. Senkrecht zur
Achse der Meßröhre 9 und zur Achse der Elektroden 11 sind Ansätze 3 angeformt, die Bohrungen 4 zur Aufnahme
der Magnetflußerzeuger festlegen. Einige der Schraubbolzen 57 zur Verbindung des Strömungsmessers mit den
Rohrleitungsflanschen, mit Ausnahme der die Rohre 32 durchsetzenden Schraubbolzen 57, können zur Halterung
der außerhalb des Gehäuses 1 befindlichen Teile, insbesondere der Schultern 201 des Gehäuses 1 benutzt
werden.
Bei der elften Ausführungsform gemäß Fig. 24 sind nichtmagnetische Rohre 59 zur Aufnahme von Befestigungs-Schraubbolzen
konzentrisch zur Meßröhre 9 im Raum zwischen dieser und einem äußeren Mantel 23 des Haupt-Gehäuses
1 sowie zwischen der Meßröhre 9 und einem Magnetflußerzeuger 12 angeordnet.
Die Fig. 25A bis 25F veranschaulichen Abwandlungen der bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 12A und 12B, 13 bis
21, 23 und 24 verwendeten Eisenkerne 13. Die Eisenkerne 13 gemäß Fig. 25A, 25B, 25C und 25D entsprechen denen
nach Fig. 6B, 6C, 6D bzw. 6E, und sie liefern dieselben Ergebnisse. In Jeden Eisenkern 13 sind ein oder zwei
L· L· O L L U
2?
nicht-magnetische Rohre 32 zur Aufnahme von Schraubbolzen
eingesetzt. Fig. 25E veranschaulicht einen Eisenkern 13, bei dem die Rohre 32 vollständig in Nuten 56
eingesetzt sind, während Fig. 25F einen Eisenkern zeigt, bei dem die Rohre 32 über ihren halben Durchmesser in
Nuten 56 eingesetzt sind. Die Eisenkerne 13 gemäß Fig. 25E und 25F gewährleisten dieselben Wirkungen, wie die
Eisenkerne nach Fig. 25A - 25D.
Die Fig. 26A und 26B veranschaulichen eine zwölfte Ausführungsform
des elektromagnetischen Strömungsmessers. Der Strömungsmesser besitzt ein kastenförmiges Haupt-Gehäuse
1, das Bohrungen 5 zur Aufnahme von Elektroden und Ansätze 3 aufweist, in denen Bohrungen 4 für den
Einbau von Magnetflußerzeugern 12 vorgesehen sind. Die Bohrungen 4 verlaufen senkrecht zu X- und Y-Achse der
Bohrungen 5 bzw. der Meßröhre 9. Die Außenenden der Eisenkerne 13 sind mit Flanschen versehen und dienen
als Deckel für die Bohrungen 4 sowie als ferromagnetisehe Platten. Der Abstand zwischen der X-Achse und der
Innenfläche 13A der Eisenkerne 13 ist gleich groß oder größer als der Abstand zwischen der X-Achse und den
Kanten 21 der durch die Bohrungen 4 und 5 festgelegten Schultern 20. Die Breite des Eisenkerns 13 ist nicht
größer n3β der Außendurchmesser der Meßröhre 9. Der
Strömungsmesser gemäß Fig. 26A und 26B bietet daher dieselben Vorteile wie die erste Ausführungsform der
Erfindung. Flanschbefestigungs-Schraubbolzen 57, die durch Flansche 58.der Rohrleitung, mit welcher der
Strömungsmesser verbunden ist, hindurchgeführt sind, liegen an den Außenflächen der durch die Bohrungen 5
und die Ansätze 3 festgelegten Schultern 20 an und dienen somit zur Halterung des Strömungsmessers. Die
Schraubbolzen 57 durchsetzen somit nicht den Strömungsmesser und sie können in die Flansche 58 eingesetzt bzw.
aus ihnen ausgebaut werden, um den Strömungsmesser mit
den Rohrleitungen zu verbinden bzw» von ihnen zu trennen.
Die Fig. 27A und 27B veranschaulichen eine Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 26A und 26B. Diese Abwandlung
unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 26A und 26B dadurch, daß in den Schultern
Aufnahmenuten 60 zur Aufnahme und Festlegung der Schraubbolzen 57 ausgebildet sind.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 26A und 26B sowie ihrer Abwandlung können die Elsenkerne 13 wahlweise
eine der Formen gemäß Fig. 7A und 7B besitzen.
Die Fig. 28A und 28B veranschaulichen eine dreizehnte Ausführungsform des elektromagnetischen Strömungsmessers.
Dabei sind Magnetflußerzeuger 12, die durch eine Rechteckwelle, eine Dreiecks- bzw. SMgezahnwelle oder
einen Gleichstrom erregbar sind und einen Magnetfluß erzeugen, dessen erstes oder zweites Differential
gleich Null ist, in Ansätze 30 eingebaut. Die Magnetflußerzeuger 12 sind in einem Haupt-Gehäuse 1 befestigt
und mit ferromagnetischen Deckeln 28 abgedeckt.
Der Magnetfluß des Mittelteils der Magnetflußerzeuger 12 verläuft senkrecht zur X-Achse zweier Elektroden 11
sowie zur Y-Achse der Meßröhre 9 und beaufschlagt das Strömungsmittel in der Meßröhre 9.
Der neben dem Innenende jedes Ansatzes 3 befindliche Teil 202 des Haupt-Gehäuses 1 besitzt eine im wesentlichen
flache Innenfläche 203, die praktisch in derselben Höhe liegt wie die innere Stirnfläche des betreffenden
Eisenkerns 13 des jeweiligen Magnetflußerzeugers 12, so daß der Teil 202, ähnlich wie die
Schulter 20, beispielsweise bei der ersten Ausführungsform, als Magnetfluß-Induktionseinrichtung wirkt.
Von der inneren Stirnfläche jedes Eisenkerns 13 erstreckt sich jeweils eine Polplatte 61 mit gleichmäßigem Abstand
von der Meßröhre 9 relativ zu letzterer in entgegengesetzte Umfangsrichtungen Die Breite der Polplatte 61, d.h.
die Sehnenlänge Ip, ist größer als der Bohrungsdurchmesser IH der Bohrungen 4 für den Einbau der Magnetfluß-
]0 erzeuger 12 in den Ansätzen 3. Das Haupt-Gehäuse 1 ist weiterhin innerhalb eines gedachten, durch die um das
Gehäuse 1 herum angeordneten Schraubbolzen bestimmten Kreises angeordnet, so daß sich der Strömungsmesser ohne
weiteres an den Rohrleitungsflanschen anbringen oder von ihnen abbauen läßt.
Mit der beschriebenen Ausführungsform werden die folgenden
Wirkungen bzw. Vorteile erreicht:
1, Aufgrund der Magnetflußerzeuger zur Erzeugung von
Magnetflüssen, deren erstes oder zweites Differential gleich Null ist, wird eine die Strömungsmessung ungünstig
beeinflussende Wechselstromwirkung auch dann im wesentlichen ausgeschaltet, wenn sich der Magnetfluß
durch das Haupt-Gehäuse 1 erstreckt. Zur Unterdrückung von Störsignalen brauchen keine laminierten
Kerne verwendet zu werden, welche die Innenfläche des Haupt-Gehäuses berühren. Infolgedessen kann das
Haupt-Gehäuse 1 mit geringer Größe und dünnwandig
ausgebildet sein. Da weiterhin das Haupt-Gehäuse 1, mit Ausnahme der Enden der Meßröhre, von dem ferromagnetischen
Werkstoff umschlossen ist, kann der Abstand zwischen den Endflächen der Meßröhre verkleinert
sein, so daß ein elektromagnetischer Strömungsmesser niedrigen Gewichts erhalten wird.
2. Da die Spule zur Erzeugung des eben beschriebenen
Magnetflusses durch einen Rechteckwellen-Erregungsstrom
erregt wird, können Stromnetzstörsignale sowie andere Störsignale ohne weiteres ausgeschaltet werden.
Selbst wenn die Magnetflußdichte 1/5 bis 1/10 derjenigen der Wechselstromerregung beträgt, lassen sich
Messungen mit großem Rauschabstand durchführen. Wenn der elektromagnetische Strömungsmesser in Rohrleitungen
großen Durchmessers eingeschaltet werden soll, müssen zahlreiche Befestlgungs-Schraubbolzen verwendet
werden. In den Rohrleitungsflanschen sind daher zahlreiche Bolzenbohrungen ausgebildet, mit dem Ergebnis,
daß der Zwischenraum zwischen benachbarten Bohrungen sehr klein ist. Der bisherige große Magnetflußerzeuger
läßt sich in einem solchen Zwischenraum nicht unterbringen. Der erfindungsgemäß verwendete
Magnetflußerzeuger ist dagegen ausreichend klein, um in diesem kleinen Zwischenraum untergebracht zu werden.
Mit anderen Worten: der erfindungsgemäße elektromagnetische Strömungsmesser kann für Rohrleitungen
verwendet werden, die einen großen Durchmesser von z.B. mehr als 100 mm besitzen.
3. Da eine Strömungsmessung mit großem Rauschabstand auch dann durchgeführt werden kann, wenn die Magnetflußdichte,
wie vorstehend erwähnt, klein ist, läßt sich der für die Messung erforderliche Magnetfluß auch
dann erreichen, wenn die Polplatte vergrößert wird.
Aufgrund des Vorteils, daß der Fluß des Magnetflusses
in das Haupt-Gehäuse, wie unter 1* beschrieben, keinen Fehler in das Meßergebnis einführt, kann die senkrecht
zur Achse der Meßröhre verlaufende Sehnenlänge Ip der Polplatte 61 vergrößert sein und die Streuung bzw.
der Austritt des Magnetflusses zwischen Haupt-Gehäuse 1 und der betreffenden, letzterem zugewandten Fläche
der Polplatte 61 wird ausgenutzt, so daß ein Fehler bei der Strömungsgeschwindigkeitsmessung aufgrund
einer Strömungsgeschwindigkeitsänderung des Strömungs mittels auf ein Mindestmaß verringert werden kann.
5
Die Figuren 29 bis 32 veranschaulichen Abwandlungen der Ausführungsform gemäß den Figuren 28A und 28B.
Bei den Abwandlungen gemäß Fig. 29 und 30 ist ein Magnet spalt S zwischen der Außenstirnfläche des Eisenkerns 13
und der Innenfläche des auch als ferromagnetische Platte dienenden Deckels 28 festgelegt. Weiterhin steht die
Innenfläche der Polplatte 61 mit der Außenfläche der Meßröhre 9 in Berührung. Bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 31 sind Stützen 63 an der Innenwand des Haupt-Gehäuses 1 befestigt, so daß ein Spalt S1 zwischen der
Außenfläche der Meßröhre 9 und der Innenfläche der Polplatte 61 gebildet wird, während weiterhin ein Spalt S
zwischen der Außenfläche der Polplatte 61 und der Innenstirnfläche
des Eisenkerns 13 festgelegt ist. Bei der Abwandlung gemäß Fig. 32 liegt die Innenfläche der Polplatte
61 an der Außenfläche der Meßröhre 9 an. Die innere Stirnfläche des Eisenkerns 13 ist durch den
Spalt S von der Außenfläche der Polplatte 61 getrennt.
Diese Abwandlungen gewährleisten dieselben Ergebnisse wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 28A und 28B.
In den Fig. 33A und 33B ist ein elektromagnetischer Strömungsmesser gemäß einer vierzehnten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, bei welcher der Innnendurchmesser
eines Haupt-Gehäuses 1 dem Durchmesser des Strömungsmessers entspricht. In den Innenendflächen von
Ansätzen 3 sind koaxial zu den Erregerspulen 12 Bohrungen 72 ausgebildet, deren Durchmesser größer ist als
derjenige der Bohrungen 4 zur Aufnahme der Magnetfluß-
erzeuger 12. In die Bohrungen 72 sind ringförmige, nichtmagnetische
Isolatoren bzw. Isolierstücke 73 eingesetzt, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser der Polplatten
61 entspricht, so daß die Magnet- bzw. Polplatten 61 von den anderen, im Haupt-Gehäuse 1 angeordneten Teilen
magnetisch isoliert sind. Eine Meßröhre 9 wird durch .einen zylindrischen, massiven Teil 74 des Haupt-Gehäuses
1 und die Polplatten 61 gebildet. Die Innenfläche der Meßröhre 9 ist mit einer Auskleidung bzw. einem Futter 10
belegt. In den zylindrischen, massiven Teil 74 des Gehäuses 1 sowie den nicht-magnetischen Isolatoren 73 sind
Durchgänge 75 für die Zuleitungen der Spulen 15 ausgebildet. Der massive Teil 74 jedes Ansatzes 3 wird von
zwei nicht-magnetischen Rohren 32 zur Aufnahme der Befestigungs-Schraubbolzen durchsetzt.
Bei der in Fig. 34A und 34B dargestellten fünfzehnten Ausführungsform der Erfindung ist das Haupt-Gehäuse 1
dünnwandig ausgebildet. Die Spulen 15 des Magnetflußerzeugers 12 sind auf die äußeren Endabschnitte der
Eisenkerne 13 gewickelt. Nicht-magnetische Rohre 76 zur
Aufnahme der Schraubbolzen erstrecken sich zwischen beiden Seiten jedes Eisenkerns 13 sowie zwischen den Spulen
15 und Polplatten 61. Das Haupt-Gehäuse 1 besitzt eine im wesentlichen elliptische (Querschnitts-)Form. Dieser
Strömungsmesser ist insbesondere dann vorteilhaft einsetzbar, wenn die Abstände zwischen benachbarten Befestigungs-Schraubbolzen
klein sind.
Bei der in Fig. 35A und 35B dargestellten sechzehnten Ausführungsform der Erfindung sind an beiden Enden des
Haupt-Gehäuses 1 Laschen 78 und 79 bzw. 80 und 81 angeformt. Jede Lasche 78-81 ist mit zwei Schraubbolzen-Bohrungen
77 versehen. Zur Verbindung der Laschen 78 und 79 mit einem Flansch am einen Ende der Rohrleitung werden
L· -J Δ. LO
kurze Schraubbolzen 82 verwendet. Der Strömungsmesser wird auf diese Weise vorläufig mit den Rohrleitungsabschnitten
83 verbunden. Anschließend wird der Strömungsmesser mittels der Befestigungs-Schraubbolzen 57 endgültig
mit den Rohrleitungsabschnitten 83 verbunden. Auf diese Weise läßt sich der Einbau einfacher und sicher
durchführen. Die Laschen können auch (nur) an einem Ende des Haupt-Gehäuses 1 angeformt sein.
Die Fig. 36A bis 41 veranschaulichen die Schraubbolzenanordnung für die Anbringung des elektromagnetischen
Strömungsmessers an den Rohrleitungsflanschen.
Bei der siebzehnten Ausfuhrungsform gemäß Fig. 36A und
36B sind Befestigungs-Schraubbolzen 57 (kreisförmig) um die Außenfläche des Haupt-Gehäuses 1 herum angeordnet.
Diese Anordnung entspricht im wesentlichen derjenigen bei der zwölften und dreizehnten Ausführungsform.
Bei der achtzehnten Ausführungsform gemäß Fig. 37A und
37B durchsetzen zwei der Schraubbolzen 57 bei der Ausführungsform
nach Fig. 36A und 36B Metall-Laschen 87, die im Mittelbereich von den Seitenflächen des Haupt-Gehäuses
1 nach außen abstehen. Die neunzehnte Ausführungsform gemäß Fig. 38 weist zwei Metall-Laschen 87
(der Art gemäß Fig. 37A und 37B) an jedem Ende des Haupt-Gehäuses 1 auf, so daß sich der Strömungsmesser sicher
mit den Rohrleitungen verbinden läßt.
Bei der zwanzigsten Ausführungsform gemäß Fig. 39A und
39B sind Schraubbolzen-Bohrungen 88 im Haupt-Gehäuse 1 ausgebildet. Diese Bohrungen 88 verlaufen durch den
Außenumfangsteil des Haupt-Gehäuses 1. Die Anwendung der Befestigungs-Schraubbolzen bei dieser Ausführungsform
entspricht im wesentlichen derjenigen bei erster bis
fünfter Ausführungsform sowie bei den Abwandlungen von
fünfter und sechster bis neunter Ausführungsform.
Bei der einundzwanzigsten Ausführungsform gemäß Fig. 4OA
und 4OB durchsetzen einige der Schraubbolzen 57 das Haupt-Gehäuse 1. Zu diesem Zweck sind im Gehäuse 1 durchgehende
Bohrungen 88 vorgesehen. Die Anordnung der Schraubbolzen ist hierbei im wesentlichen dieselbe wie bei der
fünfzehnten Ausführungsform.
Bei der zweiundzwanzigsten Ausführungsform gemäß Fig.
sind an beiden Enden des Haupt-Gehäuses 1 zwei Flansche 89 angeformt, die mit Bohrungen für die Schraubbolzen
versehen sind.
-Hk-
Leerseite
Claims (48)
- PATENTANSPRÜCHE/ !.^Elektromagnetischer Strömungsmesser, gekennzeichnet durch ein ferromagnetisches Haupt-Gehäuse (1), durch eine letzteres durchsetzende, nicht-magnetische StrÖmungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9), durch zwei freiliegend und diametral gegenüberstehend in der Meßröhre (9) angeordnete und letzterer gegenüber elektrisch isolierte Elektroden (11), durch eine im Haupt-Gehäuse (1) vorgesehene und senkrecht zur Meßröhre (9) sowie zu einer die Zentren der beiden Elektroden (11) verbindenden Linie angeordnete Magnetflußerzeugungseinheit (12) und durch eine im Haupt-Gehäuse (1) angeordnete Magnetfluß-Induktionseinrichtung (20, 25 und 35 und 200) zur Verringerung und Erweiterung einer Magnetflüßdichte zumindest in der Nähe der beiden Elektroden (11).
- 2. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetflußerzeugungseinheit ein Magnetflußerzeuger oder -generator (12) ist, der einen senkrecht zur Meßröhre (9) sowie zur genannten Linie angeordneten Eisenkern (13) und eine letzterenumschließende Spuleneinheit (15) aufweist. 30
- 3. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Eisenkerns (13) kleiner ist als der Innendurchmesser der Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9).
- ι 4. Strömungsmesser nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Stirnfläche des Eisenkerns (13) nahe an der Meßröhre (9) angeordnet ist.
- 5. Strömungsmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfluß-Induktionseinrichtung Schultern (20) umfaßt, die in der Nähe der inneren Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) im Haupt-Gehäuse (1) ausgebildet sind.
10 - 6. Strömungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schulter (20) einen Teil des ferr©magnetischen Haupt-Gehäuses (1) bildet.
- 7. Strömungsmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt-Gehäuse (1) einen massiven Bauteil umfaßt, der eine Bohrung (2) zur Aufnahme der Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9)» eine erste Bohrung oder Ausnehmung (4) zur Aufnahme der Magnetflußerzeugungseinheit (12) und eine zweite Bohrung oder Ausnehmung (5) zur Aufnahme einer der beiden Elektroden (11) aufweist, und daß die Schultern (20) im massiven Bauteil des Haupt-Gehäuses (1) ausgebildet sind.
- 8. Strömungsmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schultern (20) durch die ersten und zweiten Bohrungen bzw. Ausnehmungen (4 bzw. 5) festgelegt sind und durch diese Bohrungen bzw. Ausnehmungen (4 bzw. 5) festgelegte Kanten (21) aufweisen.
- 9. Strömungsmesser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (21) dichter als die innere Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) an der dieZentren der beiden Elektroden (11) verbindenden Linie (X) angeordnet sind.
- 10. Strömungsmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schulter (20) eine rohrförmige Gestalt besitzt und parallel zur Meßröhre (9) angeordnet ist.
- 11. Strömungsmesser nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt-Gehäuse (1) einen dünnen äußeren Mantel (23) aufweist und daß die Schultern (20) einen nicht-magnetischen Zylinder umfassen, der sich parallel zur Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9) erstreckt und in den ferromagnetische Befestigungs-Schraubbolzen (200) eingesetzt sind.
- 12. Strömungsmesser nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder ein Rohr (35) zur Aufnahme des betreffenden Befestigungs-Schraubbolzens(200) ist.
- 13. Strömungsmesser nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) flach ist.
- 14. Strömungsmesser nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) größer bzw. weiter ist als die anderen Abschnitte des Eisenkerns (13).
- 15· Strömungsmesser nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) konkav ist.
- 16. Strömungsmesser nach Anspruch 3» dadurch gekennzeich-net, daß die innere Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) zwei Ausnehmungen aufweist, die sich längs der Meßröhre (9) erstrecken.
- 17. Strömungsmesser nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die innere Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) eine konvexe Fläche und eine in deren Zentrum angeordnete konkave Fläche aufweist.
- 18. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein nicht-magnetisches Rohr (32) zur Aufnahme des Befestigungs-Schraubbolzens vorgesehen ist und daß das Rohr (32) parallel zur Meßröhre (9) angeordnet ist und den Eisenkern (13) durchsetzt.
- 19. Strömungsmesser nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (13) in mindestens einer Ebene teilbar ist, welche durch eine zentrale Achse des Rohrs (32) verläuft und die senkrecht zur Meßröhre (9) sowie zu der die Zentren der beiden Elektroden (11) verbindenden Linie liegt.
- 20. Strömungsmesser nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Stirnfläche (13a) des Eisenkerns (13) eine U-förmige Nut zur Aufnahme des Rohrs (32) ausgebildet ist.
- 21. Strömungsmesser nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Seitenfläche des Eisenkerns(13) eine Nut (56) zur Aufnahme des Rohrs (32) ausgebildet ist.
- 22. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekenn-zeichnet, daß eine Polplatte (61) mit einer größerenBreite als derjenigen des Eisenkerns (13) an der inneren Stirnfläche (I3a) des Eisenkerns (13) angeordnet ist.
- 23. Strömungsmesser nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Abschnitt der Polplatte (61) an der inneren Stirnfläche (1.3a) des Eisenkerns (13) befestigt ist.
- 24. Strömungsmesser nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte (61) einen konzentrisch zum Querschnitt der Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9) bogenförmig gekrümmten Querschnitt besitzt.
- 25. Strömungsmesser nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte (61) von der Meßröhre (9) beabstandet ist.
- 26. Strömungsmesser nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte (61) die Meßröhre (9) berührt.
- 27. Strömungsmesser nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte (61) vom Eisenkern(13) beabstandet ist.
- 28. Strömungsmesser nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte (61) von der Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9) beabstandet ist.
- 29. Strömungsmesser nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß die Polplatte (.61) an der Meßröhre(9) anliegt.
35ι - 30. Strömungsmesser nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Polplatte (61) und eine Innenwand des Haupt-Gehäuses (1) die Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9) bilden.
- 31. Strömungsmesser nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt-Gehäuse (1) einen Deckel (28) aufweist, welcher die Magnetflußerzeugungseinheit (12) abdeckt bzw. verschließt und als ferromagnetische Platte wirkt.
- 32. Strömungsmesser nach Anspruch 31» dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (13) vom Deckel (28) beabstandet ist.
- 33· Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit eine gleichmäßig um den Eisenkern (13) herumgewickelte Spule (15) ist.
- "5k, Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit eine Spule (15) umfaßt, die ungleichmäßig um den Eisenkern (13) herumgewickelt ist.
- 35. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit eine Spule (15) umfaßt, die um einen äußeren Endabschnitt desEisenkerns (13) herumgewickelt ist. 30
- 36. Strömungsmesser nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuleneinheit eine Spule (15) umfaßt, die um einen Außenendabschnitt des Eisenkerns (13) in einer dicken Lage und um einen Innenendabschnitt des Eisenkerns (13) in einer dünnen Lage herumgewickelt ist.
- 37. Strömungsmesser nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Haupt-Gehäuse (1) ein Joch (27, 53) angeordnet ist, welches der Magnetflußerzeugungseinheit (12) radial gegenübersteht.
- 38. Strömungsmesser nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (27) materialeinheitlich mit dem Haupt-Gehäuse (1) ausgebildet ist.
- 39. Strömungsmesser nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (53) vom Haupt-Gehäuse (1) getrennt ausgebildet und an letzterem befestigt ist.
- 40. Strömungsmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß im Haupt-Gehäuse (1) mindestens eine weitere Magnetflußerzeugungseinheit (12A, 12B) angeordnet ist.
- 41. Strömungsmesser nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Magnetflußerzeugungseinheit (12A, 12B) der genannten Magnetflußerzeugungseinheit (12) gegenübersteht.
- 42. Strömungsmesser nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfluß-Induktionseinrichtung (20) zwischen der genannten Magnetflußerzeugungseinheit (12) und der weiteren Magnetflußerzeugungseinheit (12A, 12B) angeordnet ist.
- 43. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Außenfläche des Haupt-Gehäuses (1) Schultern (201) zur Aufnahme der Befestigungs-Schraubbolzen angeformt sind.
- 44. Strömungsmesser nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Haupt-Gehäuse (1) Nuten bzw. Ausnehmungen (60) zur Aufnahme der Schraubbolzen in den Schultern (201) aufweist.
- 45. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Außenfläche des Haupt-Gehäuses (1) Laschen (87) befestigt sind, in welche die Befestigungs-Schraubbolzen einsetzbar sind.
- 46. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Außenfläche des Haupt-Gehäuses (1) Vorsprünge oder Ansätze (78, 79, 80, 81) zur Aufnahme der Befestigungs-Schraubbolzenlö angebracht sind.
- 47. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetflußerzeugungseinheit einen Magnetflußerzeuger bzw. -generator (12) zur Erzeugung eines Magnetflusses, dessen erstes oder zweites Differential gleich Null ist, aufweist.
- 48. Strömungsmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit-Meßröhre (9) ein in das Haupt-Gehäuse (1) eingefülltes Füllelement (24), in welchem die Bohrung (2) ausgebildet ist, aufweist.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10443081A JPS586411A (ja) | 1981-07-06 | 1981-07-06 | 電磁流量計 |
JP12932581A JPS5832119A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 電磁流量計 |
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JP56164258A JPS5866017A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 電磯流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3225226A1 true DE3225226A1 (de) | 1983-02-17 |
DE3225226C2 DE3225226C2 (de) | 1988-02-18 |
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---|---|---|---|
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DE (1) | DE3225226A1 (de) |
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GB (1) | GB2103370B (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3420963A1 (de) * | 1984-06-06 | 1985-12-12 | Danfoss A/S, Nordborg | Elektromagnetischer durchflussmesser |
DE3545155A1 (de) * | 1984-12-26 | 1986-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa | Elektromagnetischer durchflussmesser |
DE3511033A1 (de) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Rheometron AG, Basel | Messwertaufnehmer fuer magnetisch-induktive durchflussmessgeraete |
EP0255275A1 (de) * | 1986-07-28 | 1988-02-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Elektromagnetischer Durchflussmesser |
EP0418033A1 (de) * | 1989-09-12 | 1991-03-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Elektromagnetischer Durchflussmesser |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3224285A1 (de) * | 1982-06-28 | 1983-12-29 | Karl Prof. Dr.-Ing. 7980 Ravensburg Köberle | Durchflussmesssystem mit einem vom differenzdruck eines venturirohrs beaufschlagten messkoerper |
JPS60173024U (ja) * | 1984-04-26 | 1985-11-16 | 株式会社東芝 | 電磁流量計 |
DE3423921A1 (de) * | 1984-06-29 | 1986-01-02 | Danfoss A/S, Nordborg | Elektromagnetischer durchflussmesser |
EP0183859B1 (de) * | 1984-11-30 | 1990-07-11 | Flowtec Ag | Induktiver Durchflussmesser |
DE3501768A1 (de) * | 1985-01-21 | 1986-07-24 | Danfoss A/S, Nordborg | Elektromagnetischer durchflussmesser |
JPS61228311A (ja) * | 1985-04-03 | 1986-10-11 | Hitachi Ltd | 電磁流量計検出器 |
JP2559522B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1996-12-04 | 株式会社日立製作所 | 電磁流量計 |
JPH0394121A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-18 | Toshiba Corp | 電磁流量計 |
US5224394A (en) * | 1991-03-27 | 1993-07-06 | The Foxboro Company | Electrode seal assembly for a ceramic flow tube |
DE4330291A1 (de) * | 1993-09-07 | 1995-03-09 | Fischer & Porter Gmbh | Vorrichtung zur Messung des Stroms einer ein Meßrohr durchströmenden Flüssigkeit |
DE4330290A1 (de) * | 1993-09-07 | 1995-03-09 | Fischer & Porter Gmbh | Vorrichtung zur Messung des Stroms einer ein Meßrohr durchströmenden Flüssigkeit |
EP0649005B1 (de) * | 1993-10-14 | 1997-04-23 | Endress + Hauser Flowtec AG | Magnetisch-induktive Durchflussaufnehmer |
GB2312512A (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Caledonian Control Technology | Electromagnetic flowmeters |
GB2324606B (en) * | 1997-04-25 | 2002-01-16 | Kent Meters Ltd | Electromagnetic flowmeter |
DE59914903D1 (de) * | 1999-03-26 | 2008-12-24 | Flowtec Ag | Verfahren zur Herstellung eines magnetisch-induktiven Durchflussaufnehmers |
US6658720B1 (en) * | 1999-03-26 | 2003-12-09 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Method of manufacturing an electromagnetic flow sensor |
DE19958285C2 (de) * | 1999-12-03 | 2002-05-02 | Krohne Ag Basel | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
DE102004057695B4 (de) * | 2004-11-30 | 2009-12-24 | Abb Ag | Magnetisch induktiver Durchflussmesser mit einem Messrohr aus Kunststoff |
DE102006023915A1 (de) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Messaufnehmer eines magnetisch induktiven Durchflussmessgeräts |
US7637169B2 (en) * | 2008-01-25 | 2009-12-29 | Rosemount, Inc. | Flangeless magnetic flowmeter with integrated retention collar, valve seat and liner protector |
DE102011009062A1 (de) | 2011-01-20 | 2012-07-26 | Krohne Ag | Magnetkreisvorrichtung für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
DE102012014266A1 (de) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Krohne Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
JP2016095279A (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 株式会社東芝 | 電磁流量計 |
RU179737U1 (ru) * | 2017-02-16 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения" АО "НИИТеплоприбор" | Электромагнитный расходомер |
DE212017000334U1 (de) * | 2017-06-12 | 2020-01-17 | Abb Schweiz Ag | Eine elektromagnetische Durchflussmesseranordnung |
CN112146715B (zh) * | 2020-08-26 | 2022-09-06 | 沈阳兰申电器有限公司 | 一种具有符合权重分布磁场的电磁流量计的励磁方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1225887B (de) * | 1963-03-27 | 1966-09-29 | Ateliers Const Electr | Vorrichtung zur Messung der Stroemungsmenge eines elektrisch leitenden Stroemungsmittels |
DE7619769U1 (de) * | 1976-06-22 | 1976-10-28 | Fa. Ludwig Krohne, 4100 Duisburg | Spulenanordnung eines nach dem induktionsverfahren arbeitenden durchflussmessgeraetes |
DE7721163U1 (de) * | 1977-07-06 | 1977-10-13 | Turbo-Werk Fritz Hammelrath, 5000 Koeln | Induktiver durchflussmesser |
US4181018A (en) * | 1977-02-23 | 1980-01-01 | Fischer & Porter Co. | Unitary electromagnetic flowmeter |
DE2831570A1 (de) * | 1978-07-18 | 1980-02-07 | Fischer & Porter Gmbh | Vorrichtung zur messung des stroms einer ein rohrstueck durchfliessenden fluessigkeit |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2848409A (en) * | 1954-01-26 | 1958-08-19 | Amroc Inc | Devices for the propulsion of mercury through a conduit |
GB802017A (en) * | 1955-10-10 | 1958-09-24 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to liquid flow-meters |
DE1295223C2 (de) * | 1964-11-06 | 1974-07-11 | Fischer & Porter GmbH, 3401 Groß E11 er shau s en | Nach dem induktionsverfahren arbeitende stroemungsmesseinrichtung |
US3373608A (en) * | 1966-03-08 | 1968-03-19 | Fischer & Porter Co | Electromagnetic flowmeter |
FR1530499A (fr) * | 1966-05-04 | 1968-06-28 | Cit Alcatel | Dispositif de mémoire temporaire à capacités notamment pour enregistreur-émetteur d'impulsions |
GB1206463A (en) * | 1967-02-09 | 1970-09-23 | Kent Ltd G | Improvements in or relating to fluid flow velocity measurement |
US3566687A (en) * | 1969-10-29 | 1971-03-02 | Bailey Meter Co | Electromagnetic flowmeter for metallic fluids |
GB1301331A (de) * | 1970-04-10 | 1972-12-29 | ||
US3690172A (en) * | 1971-01-29 | 1972-09-12 | Fischer & Porter Co | Magnetic flowmeter having ferrous field armature |
US3751980A (en) * | 1971-11-12 | 1973-08-14 | Nasa | Low power electromagnetic flowmeter providing accurate zero set |
GB1551007A (en) * | 1975-05-27 | 1979-08-22 | Wyatt Dg | Fluid flow meters |
US4253340A (en) * | 1979-09-12 | 1981-03-03 | Fischer & Porter Co. | Unitary electromagnetic flowmeter |
US4098118A (en) * | 1977-02-23 | 1978-07-04 | Fischer & Porter Co. | Unitary electromagnetic flowmeter |
EP0047342B1 (de) * | 1980-09-04 | 1984-01-11 | Rheometron Ag | Messwertaufnahmeeinrichtung für magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte |
-
1982
- 1982-07-01 US US06/394,304 patent/US4470309A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-07-05 GB GB08219345A patent/GB2103370B/en not_active Expired
- 1982-07-06 FR FR8211854A patent/FR2509043B1/fr not_active Expired
- 1982-07-06 DE DE19823225226 patent/DE3225226A1/de active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1225887B (de) * | 1963-03-27 | 1966-09-29 | Ateliers Const Electr | Vorrichtung zur Messung der Stroemungsmenge eines elektrisch leitenden Stroemungsmittels |
DE7619769U1 (de) * | 1976-06-22 | 1976-10-28 | Fa. Ludwig Krohne, 4100 Duisburg | Spulenanordnung eines nach dem induktionsverfahren arbeitenden durchflussmessgeraetes |
US4181018A (en) * | 1977-02-23 | 1980-01-01 | Fischer & Porter Co. | Unitary electromagnetic flowmeter |
DE7721163U1 (de) * | 1977-07-06 | 1977-10-13 | Turbo-Werk Fritz Hammelrath, 5000 Koeln | Induktiver durchflussmesser |
DE2831570A1 (de) * | 1978-07-18 | 1980-02-07 | Fischer & Porter Gmbh | Vorrichtung zur messung des stroms einer ein rohrstueck durchfliessenden fluessigkeit |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3420963A1 (de) * | 1984-06-06 | 1985-12-12 | Danfoss A/S, Nordborg | Elektromagnetischer durchflussmesser |
DE3545155A1 (de) * | 1984-12-26 | 1986-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba, Kawasaki, Kanagawa | Elektromagnetischer durchflussmesser |
DE3511033A1 (de) * | 1985-03-27 | 1986-10-02 | Rheometron AG, Basel | Messwertaufnehmer fuer magnetisch-induktive durchflussmessgeraete |
EP0255275A1 (de) * | 1986-07-28 | 1988-02-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Elektromagnetischer Durchflussmesser |
US4825703A (en) * | 1986-07-28 | 1989-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electromagnetic flow meter |
EP0418033A1 (de) * | 1989-09-12 | 1991-03-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Elektromagnetischer Durchflussmesser |
US5125276A (en) * | 1989-09-12 | 1992-06-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electromagnetic flowmeter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4470309A (en) | 1984-09-11 |
GB2103370B (en) | 1985-10-30 |
GB2103370A (en) | 1983-02-16 |
DE3225226C2 (de) | 1988-02-18 |
FR2509043A1 (fr) | 1983-01-07 |
FR2509043B1 (fr) | 1986-07-18 |
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---|---|---|
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DE3545155C2 (de) | Elektromagnetisches Durchflußmeßgerät | |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: HENKEL, G., DR.PHIL. FEILER, L., DR.RER.NAT. HAENZ |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA, KAWASAKI, KANAGAWA, JP |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition |