DE3616227A1 - Elektromagnetischer durchflussmesser - Google Patents

Description

SAMSON & BÜUOWO ³.

PATENTANWÄLTE OrTLlVl O KJ 1.X OC U KJ LJKJ' Y-V '--' WIDENS

F H von SAMSON HIMMELSTJERNA D-8000 MÜNCHEN 22

QIPL .PHYS TELEFON 0 89/22 94 61

DR TAM AXEL von BULOW PATENTANWALTSKANZLEI TELEGRAMMSAMPAT

DIPL-ING. DIPL-WIRTSCH-ING TELEX 521 4940egsad

TELEFAX: O 89/29 94 65

Anmelder

YAMATAKE-HONEYWELL CO., LTD.

12-19, Shibuya 2-chome,

Shibuya-ku,

Tokyo,

Y 444/1-S 86 Pat 14. Mai 1986 vS/ha

ELEKTROMAGNETISCHER DURCHFLUSSMESSER

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Durchflußmesser mit einem keramischen Meßrohr.

Ein elektromagnetischer Durchflußmesser wandelt die Flußrate eines leitfähigen, in einem Meßrohr fließenden Fluids unter Nutzung des Faraday'sehen Induktionsgesetzes in ein elektrisches Signal und mißt die Flußrate auf der Grundlage dieses elektrischen Signals. Der elektromagnetische Durchflußmesser weist zahlreiche Vorteile auf, da keine beweglichen Teile zur Messung verwendet werden, bei der Messung kein Druckverlust auftritt, und die Flußrate eines korrosiven oder eine Aufschlämmung enthaltenden Fluids, die nicht leicht mit anderen Meßinstrumenten erhalten werden kann, gemessen werden kann. Elektromagnetische Durchflußmesser sind infolge der voranstehenden Vorteile bei vielen Anwendungen eingesetzt worden.

Ein typisches Beispiel für ein in einem üblichen elektromagnetischen Durchflußmesser dieser Art verwendetes Meßrohr ist ein Metallrohr mit einer Kunststoffbeschichtung, beispielsweise einer Teflonbeschichtung, wie in Figur 1 dargestellt. In Figur 1 ist ein Meßrohr 1 aus Metall mit Flanschen la zur Kupplung an Rohre versehen, durch die ein zu messendes Fluid fließt. Die innere Oberfläche des Meßrohrs 1 und die Kontaktoberflächen der Flansche la sind mit Teflonbeschichtungen bedeckt. Ein Paar Erregerspulen 3 von U-förmigem Kreisquerschnitt ist auf die äußere Oberfläche des Meßrohres 1 geschraubt. Ein Paar von Elektroden 4 ist in Löcher eingefügt, die in den gegenüberliegenden Wandoberflächenabschnitten des Rohrs 1, um 90° gegenüber den Umfangsmittelpunkten der Spulen 3 gedreht, vorgesehen sind. Die Elektroden 4 erstrecken sich ins Innere des Meßrohrs 1 hinein und stehen in Kontakt mit dem hierdurch fließenden leitfähigen Fluid. Ein Metallgehäuse 5 ist mittels Schrauben 6 an den Flanschen la des Meßrohrs 1 befestigt. Erdungsringe 7 sind an den Kontaktoberflächen der Flansche la an das Gehäuse 5 geschraubt und stehen in Kontakt mit Rohren, durch die das leitfähige Fluid fließt.

Fließt das leitfähige Fluid durch das Meßrohr 1, so wird mit dieser Anordnung bei Energiezufuhr zu den Erregerspulen 3 eine elektromotorische Kraft proportional zu einer durchschnittlichen Flußrate über den Elektroden 4 erzeugt, die senkrecht zur Richtung des Magnetfelds beziehungsweise der Flußrichtung des leitfähigen Fluids angeordnet sind. Die elektromotorische Kraft wird zur Bestimmung der korrespondierenden Flußrate des leitfähigen Fluids gemessen. In diesem Fall sind die inneren Oberflächen der Erdungsringe 7, die durch die Teflonbeschichtungen 2 vom Meßrohr isoliert sind, in Kontakt mit dem Fluid, die äußeren Oberflächen der Erdungsringe

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7 sind mit dem Gehäuse 5 kurzgeschlossen, und das leitfähige Fluid ist an das Referenzpotential angeschlossen. Daher kann die elektromotorische Kraft genau über die Elektroden 4 abgezogen werden.
5

Der konventionelle elektromagnetische Durchflußmesser kann ordentlich betrieben werden, wenn wie voranstehend geschildert das Meßrohr 1 ein Metallrohr ist. Ist jedoch das Meßrohr 1-ein Keramikrohr, wie es in letzter Zeit aufgrund zahlreicher Vorteile beliebt geworden ist, so können Löcher für die Schrauben 6 nicht richtig in dem Rohr ausgebildet werden und die Herstellungskosten steigen. Darüber hinaus ist keine hohe mechanische Festigkeit zu erwarten.

Bei anderen konventionellen elektromagnetischen Durchflußmessern, die ein keramisches Meßrohr aufweisen, ist dieses durch Schrumpfpassung an einem Metallgehäuse befestigt. In der JP-PS 58-501552 ist ein typisches Beispiel für einen konventionellen elektromagnetischen Durchflußmesser dieser Art beschrieben, der in Figur 2 dargestellt ist. Rohre 8 und 9 sind an beiden offenen Enden eines keramischen Meßrohrs 1 über Dichtungen 10 an Flansche la gekuppelt. Ein Paar Erregerspulen 3 ist an der äußeren Oberfläche des Meßrohrs 1 befestigt. Ein Metallgehäuse 5 ist an den Flanschen la des Meßrohrs 1 mittels Schrumpfpassung befestigt. Ein Paar Elektroden 4 sitzt in in der Wand des Meßrohrs 1 ausgebildeten Löchern und ist so angeordnet, daß die Achsen der Elektroden senkrecht zur Richtung des Magnetfelds der Erregerspulen 3 und der Flußrichtung des leitfähigen Fluids liegen. Die Betriebsweise dieses Durchflußmessers ist die gleiche wie in Figur 1.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Durchflußmesser muß, nachdem die Erregerspulen 3 und die Elektroden 4 in ihre

Lage gebracht worden sind, das Metallgehäuse 5 an dem Meßrohr mittels Schrumpfpassung befestigt werden. Die Hitze beim Schrumpfpassen wird unvermeidlich zu den Erreger spulen 3 und anderen Teilen geleitet. Dann müssen hitzebeständige Materialien für die Spulen 3 und dergleichen verwendet werden. Darüber hinaus kann das Meßrohr 1 nicht durch ein neues ersetzt werden, nachdem das Metallgehäuse 5 auf das Meßrohr aufgeschrumpft ist. Infolgedessen muß der Durchflußmesser selbst durch einen neuen ersetzt werden, falls sich ein Austausch des Rohrs 1 als erforderlich erweist.

Die japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung 59-28219 beschreibt ein anderes typisches Beispiel eines konventionellen elektromagnetischen Durchflußmessers mit einem keramischen Meßrohr, wie in Figur 3 dargestellt. Ein gerades keramisches Rohr 11 ist mittels Schrumpfpassung in dem metallenen Meßrohr 1 mit Flanschen la an beiden Enden gehaltert. Rohre 8 und 9 sind an das Meßrohr 1 über Dichtungen 10 gekuppelt. Erregerspulen 3 und Elektroden 4 sind am Meßrohr 1 in derselben Weise angeordnet wie in Figur 2. Das Metallgehäuse 5 ist auf die Flansche la des Meßrohrs 1 aufgeschrumpft. Dieser Durchflußmesser arbeitet auf dieselbe Weise wie der in Figur 1.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Durchflußmesser sind die Dichtungen 10 als Dichtungsoberflächen in Kontakt mit den Endflächen der Metallflansche la, wenn die Rohre 8 und 9 an das Meßrohr 1 angeschlossen sind. Daher kann selbst dann, wenn das keramische Rohr 11 im Meßrohr 1 angebracht ist, die Korrosionsbeständigkeit nicht verbessert werden.

fV Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Durchflußmesser bereitzustellen,

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der kein hitzebeständiges Material erfordert und bei dem der Bereich verwendbarer Materialien vergrößert ist.

In vorteilhafter Weise wird gemäß der Erfindung ein elektromagnetischer Durchflußmesser zur Verfügung gestellt, dessen Bearbeitbarkeit verbessert, dessen Herstellungskosten verringert, und dessen keramische Eigenschaften gut genutzt werden können.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung eines elektromagnetischen Durchflußmessers, bei dem ein keramisches Meßrohr einfach ausgetauscht und gewartet werden kann, wodurch sich die Meßkosten verringern.

Es ist ebenfalls von Vorteil, daß gemäß der vorliegenden Erfindung ein elektromagnetischer Durchflußmesser bereitgestellt wird, dessen Korrosionsbeständigkeit verbessert ist.

In der Erhöhung der Meßgenauigkeit bei einem elektromagnetischen Durchflußmesser gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein weiterer Vorteil zu sehen.

Das Gleiche gilt für die Erhöhung der mechanischen Festigkeit des erfindungsgemäßen Durchflußmessers.

Auch in der Bereitstellung eines leichten, kompakten elektromagnetischen Durchflußmessers gemäß der vorliegenden Erfindung liegt ein weiterer Vorteil.

Schließlich stellt die vorliegende Erfindung einen elektromagnetischen Durchflußmesser zur Verfügung, bei dem in vorteilhafter Weise magnetische Lecks verhindert werden können.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein elektromagnetischer Durchflußmesser zur Verfügung gestellt, bei dem Metallringe auf offene Endabschnitte eines keramischen Meßrohrs aufgeschrumpft werden, und bei dem ein Metallgehäuse abnehmbar an den Metallringen über zugehörige O-Ringe befestigt werden kann.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein elektromagnetischer Durchflußmesser bereitgestellt, bei dem ein Erdungsstab fluiddicht in der Wand eines Keramikrohrs eingelassen ist, wobei ein Ende des Erdungsstabs dem Fließweg des Fluids ausgesetzt ist und das andere Ende außen am Gehäuse geerdet ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein elektromagnetischer Durchflußmesser zur Verfügung gestellt, bei dem zumindest ein Metallgehäuse oder elektrische Teile an Metallringen befestigt ist bzw. sind, und zwar über ein Stützglied oder Stützglieder.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird ein elektromagnetischer Durchflußmesser geschaffen, bei dem die Stützglieder als kreisförmige magnetische Platten ausgebildet sind, die im wesentlichen die gesamten inneren Oberflächen von Metallringen bedecken, die auf die Flansche aufgeschrumpft sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus denen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen konventionellen elektromagnetischen Durchflußmesser;

Fig. 2 und 3 Längsschnitte durch andere konventionelle elektromagnetische Durchflußmesser;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen elektromagnetischen Durchflußmesser gemäß einer Ausführungsform

der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 und 6 Längsschnitte durch Modifikationen eines

Metallringabschnitts in Figur 4; 10

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Durchflußmessers;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Durchflußmessers;

Fig. 9 einen Schnitt durch einen Erdungsstababschnitt in Figur 8;

Fig. 10 bis 12 Schnitte durch Modifikationen des Erdungsstababschnitts von Figur 9;

Fig. 13 einen Querschnitt durch eine Modifikation eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Durchflußmessers ;

Fig. 14 einen Längsschnitt einer Ausführungsform, bei welcher Erregerspulen auf Stützplatten bei der

in Figur 13 gezeigten Modifikation gehaltert sind ;

Fig. 15 und 16 Längsschnitte durch weitere Modifikationen der vorliegenden Erfindung;

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Fig. 17 Querschnitte durch eine weitere Modifikation

des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Durchflußmessers; und

Fig. 18 einen Schnitt der in Figur 17 dargestellten Modifikation entlang der Linie B-B.

In Figur 4 ist eine Ausführungsform eines elektromagnetischen Durch-flußmessers gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein elektromagnetischer Durchflußmesser 101 enthält ein Meßrohr 102 mit Flanschen 102a an dessen beiden offenen Enden. Ein Paar Erregerspulen 103 mit U-förmigem Umfangsquerschnitt ist auf der äußeren Oberfläche des Meßrohrs 102 befestigt. Ein Elektrodenpaar 104 ist fluiddicht in ein Paar Elektrodenlöcher 102b eingesetzt, das in der Wand des Meßrohrs 102 ausgebildet ist. Die Achsen der Elektroden 104 verlaufen senkrecht zur Richtung des Magnetfelds der Erregerspulen 103 und zur Flußrichtung eines im Meßrohr 102 strömenden leitfähigen Fluids. Die entfernten Enden der Elektroden befinden sich in Kontakt mit dem leitfähigen Fluid. Metallringe

105 sind auf den Umfangsoberflachen der Flansche 102a mittels Schrumpfpassung befestigt. Ein Metallgehäuse

106 besteht einstückig aus einem zylindrischen Abschnitt 106a und einem Wandlerstützabschnitt 106b. Das Metallgehäuse 106 kann lösbar auf dem Meßrohr 102 angebracht sein, indem die innere Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 106a und die äußeren Oberflächen der Flansche 102a aneinander angepaßt werden. O-Ringe 107 sind in ringförmige Nuten der Flansche 102a eingesetzt und stehen mit der inneren Oberfläche des zylindrischen Abschnitts 106a in Kontakt. Nicht dargestellte Rohre sind an die offenen Endflächen des Meßrohres 102 über nicht dargestellte Dichtvorrichtungen angeschlossen. Im Wandlerstützabschnitt 106b befinden sich ein Wandler und ein Anschlußblock .

Bei der voranstehend beschriebenen Anordnung wird nach Energieversorgung der Erregerspulen 103 beim Fluß des leitfähigen Fluids durch das Meßrohr 102 eine elektromotorische Kraft, die proportional zu einer Durchschnittsgeschwindigkeit des Fluids ist, über den Elektroden 104 in einer Richtung senkrecht zur Richtung des Magnetfelds und zur Richtung der Strömung des Fluids erzeugt. Die elektromotorische Kraft wird im Wandler in ein Signal umgewandelt, das eine Flußrate des leitfähigen Fluids darstellt, wodurch die Flußrate gemessen wird.

Bei dem voranstehend beschriebenen elektromagnetischen Durchflußmesser sind die auf das keramische Meßrohr aufgeschrumpften Metallringe im Gehäuse gehaltert. Selbst wenn die Erregerspulen und dergleichen auf der inneren Baugruppe angeordnet sind, werden sie zum Zeitpunkt des Zusammenbaus nicht erhitzt. Daher ist keine Auswahl eines hitzebeständigen Materials erforderlich. Das Gehäuse 106 kann in seiner Axialrichtung bewegt und einfach entfernt werden, um das Meßrohr zu entfernen oder zu warten.

Die Metallringe 106 können, anders als keramisches Material, einfach bearbeitet werden. In dem in Figur 5 dargestellten Metallringabschnitt kann in jedem Metallring 105 ein Loch ausgebildet sein und über ein Gewinde mit einer Schraube 108 in Eingriff stehen. Das Gehäuse 106 kann lösbar fest mit den Metallringen 105 verbunden sein.

Wie in Figur 6 dargestellt kann jeder Flansch 102a des Rohrs 102 mit einer Stufe 102c versehen sein, um den zugehörigen Metallring 105 in seine richtige Lage zu bringen und um ein einfaches und sicheres Schrumpfen des Metallrings 105 zu ermöglichen.

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungs-

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gemäßen elektromagnetischen Durchflußmessers. Dieselben in Figur 4 verwendeten Bezugsziffern bezeichnen entsprechende Teile in Figur 7, auf deren eingehende Beschreibung verzichtet wird. In Figur 7 ist ein keramisches Meßrohr 109 ein gerades Rohr ohne Flansche. Metallringe 110 mit einem größeren Durchmesser als in Figur 4 sind auf die Endabschnitte des Meßrohrs 109 aufgeschrumpft. Andere Anordnungen in Figur 7 sind gleich denen in Figur 4. Dieselbe Wirkung wie in Figur 4 kann bei der Ausführungsform von Figur 7 erhalten werden.

Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen werden die Endabschnitte des keramischen Meßrohrs durch Schrumpfpassung in den Metallringen aufgenommen. Das Metallgehäuse kann mittels der O-Ringe abnehmbar auf den Metallringen angebracht werden. Die Erregerspulen und die Elektroden können am Meßrohr bei Zimmertemperatur angebracht werden, nachdem die Metallringe auf das keramische Meßrohr aufgeschrumpft worden sind. Daher werden die Erregerspulen nicht erwärmt und es muß nicht speziell ein hitzebeständiges Material für Spulen, Elektroden oder dergleichen ausgewählt werden.

Das das Metallgehäuse in Eingriff mit den Metallringen steht, können die Nuten für die O-Ringe einfach, anders als bei Keramikringen, in den Metallringen ausgebildet werden. Die Herstellungskosten können daher verringert und die Eigenschaften der Keramik wirksam genutzt werden.

Das Gehäuse kann einfach von dem Meßrohr abgenommen werden, da es nicht auf das Rohr aufgeschrumpft ist. Das Meßrohr kann einfach ausgetauscht oder gewartet werden. Verglichen mit dem herkömmlichen Gehäuse, bei dem der gesamte Durchflußmesser durch einen neuen ersetzt werden muß, ergeben sich verschiedene Kostenreduzierungen.

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Da die Dichtungen für die Rohre in Kontakt mit dem keramischen Rohr gebracht werden kann die Korrosionsbeständigkeit verbessert und können die Eigenschaften der Keramik wirksam genutzt werden.
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Figuren 8 und 9 zeigen einen elektromagnetischen Durchflußmesser gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung. In Figuren 8 und 9 ist ein Meßrohr 201, das an Rohre angekuppelt werden soll, durch die ein interessierendes Fluid fließt, mit Flanschen 201a versehen. Das Meßrohr 201 ist aus Keramik wie Al„0o hergestellt. Ein Paar Erregerspulen 202 von im wesentlichen U-förmigem Umfangsquerschnitt ist an die äußere Oberfläche des Meßrohrs 201 geschraubt. Ein Paar Elektroden 203 ist fluiddicht in ein Paar Elektrodenlöcher eingelassen, das in der Wand des Meßrohres 201 ausgebildet ist. Die Achsen der Elektroden 203 sind senkrecht zur Richtung des Magnetfelds der Erregerspulen 202 und zur Strömungsrichtung eines in dem Meßrohr 201 strömenden Fluids ange- ordnet. Die äußeren Enden der Elektroden 203 stehen in Kontakt mit dem leitfähigen Fluid. Die Flansche 201a des Meßrohrs 201 stehen in Kontakt mit der inneren Oberfläche eines Metallgehäuses 204. O-Ringe 205 sind als Dichtungsglieder zwischen dem Gehäuse und den Flanschen 201a eingefügt. Ein radiales Erdungsstabloch 201b ist in der Wand des Meßrohres 201 etwa im Zentrum der Axial- und Umfangsrichtung der Erregerspule 201 vorgesehen. Das Meßrohr 201 wird durch Sintern eines Rohrkörpers mit dem Erdungsstabloch 201b hergestellt. Das äußere Ende eines Erdungsstabes 206 aus Metall wird gekühlt und in das Loch 201b eingesetzt und steht in Kontakt mit dem Fluid im Strömungsweg. Das Abkühlen und Einsetzen des Erdungsstabs 206 wird so vorgenommen, daß der Erdungsstab 206 abgekühlt, in das Loch 201b eingesetzt und dann auf Zimmertemperatur erwärmt wird. Daher kann der Erdungs-

iäSPECTED

stab 206 fluiddicht in das Loch 201b eingesetzt werden. Ein Schraubenloch 206a wird im Endabschnitt des Erdungsstabs 206 an der Seite, vom Strömungsweg entfernt, gebildet. Ein abgestuftes Loch 204a wird in der Wand des Gehäuses 204 gebildet und ist ausgerichtet mit dem Schraubenloch 206a. Eine Schraube 207 wird in das Loch 204a eingefügt und steht über ein Gewinde in Eingriff mit dem Schraubenloch 206a, um den Erdungsstab 206 elektrisch mit dem Gehäuse 204 zu verbinden. Ein O-Ring ist zwischen der Schraube 207 und dem Gehäuse 204 eingefügt.

Bei der voranstehend beschriebenen Anordnung wird nach Energieversorgung der Erregerspulen 202 beim Fluß des leitfähigen Fluids durch das Meßrohr 201 eine elektromotorische Kraft, die proportional zu einer Durchschnittsgeschwindigkeit des Fluids ist, über den Elektroden 203 in einer Richtung senkrecht zur Richtung des Magnetfelds und zur Richtung der Strömung des Fluids erzeugt. Die elektromotorische Kraft wird in ein Signal zur Bestimmung der Flußrate umgewandelt. Bei der voranstehend beschriebenen Anordnung steht ein Ende des Erdungsstabs

206 in fluiddichtem Kontakt mit dem Fluid und das andere Ende ist elektrisch mit dem Gehäuse 204 über die Schraube

207 verbunden. Der Erdungsstab 206 dient als ein konventioneller Erdungsring. Das zu messende Fluid kann dasselbe Potential haben wie das des Durchflußmessers. Zusätzlich setzt die Schraube 207 das Meßrohr 201 und das Gehäuse 204 sicher fest.

Bei der voranstehend beschriebenen Anordnung wird der Erdungsstab 206 abgekühlt und in das Loch eingesetzt, damit der Erdungsstab 206 fluiddicht im Meßrohr festgelegt ist. Wie in Figur 10 dargestellt ist, die den gleichen Abschnitt zeigt wie Figur 9, kann jedoch auch, nachdem das Meßrohr 201 mit dem Loch 201b gesintert ist, ein

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Metallfilm, der das Loch 201b begrenzt, auf der Oberfläche der Wand ausgebildet und mittels Löten mit dem Erdungsstab 206 verbunden werden. Alternativ hierzu kann der Erdungsstab 206 zum Zeitpunkt der Sinterung in das Loch 201b eingefügt werden, wodurch ein einheitlicher Körper ausgebildet wird.

In Figur 11 ist eine weitere Modifikation der in Figuren 8 und 9 gezeigten Ausführungsform dargestellt. Ein Erdungsstabloch 201d wird in dem Flansch 201a des Messrohrs 201 ausgebildet, um das Metallgehäuse 204 über die Schraube 207 mit dem Erdungsstab 206 zu verbinden. Bei der Modifikation gemäß Figur 11 wird derselbe Effekt erzielt wie bei der Ausführungsform nach Figur 8. Weiterhin ist für die Schraube 207 kein O-Ring erforderlich.

Wie in Figur 12 dargestellt kann anstelle der Schraube 207 ein Bananenstecker 209 verwendet werden, um ein Abgleiten des Erdungsstabes 206 zu verhindern. Der Bananenstecker 209 übt eine Dehnungskraft aus auf das Loch 206d des Erdungsstabs 206 von der Seite des Gehäuses 204 aus.

Bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform und deren Modifikationen ist der Erdungsstab fluiddicht eingebettet und erstreckt sich durch die Wand des keramischen Meßrohres. Ein Ende des Erdungsstabes steht in Kontakt mit dem Fluid, und das andere Ende ist elektrisch über eine Haltevorrichtung mit dem Gehäuse verbunden. Der Erdungsstab dient als konventioneller Erdungsring, um das Fluid und den Durchflußmesser auf gleiches Potential zu setzen, damit die Meßgenauigkeit verbessert wird. Gleichzeitig können ein Erdungsring, dessen Verdrahtung und die Bearbeitung von keramischem Material weggelassen werden, um die Herstellungskosten zu verringern. Der

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Erdungsstab dient auch zum Festsetzen des Gehäuses und des Meßgehäuses, wodurch sich die Stabilität des gesamten Durchflußmessers verbessert.

Bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Erregerspulen und dergleichen auf dem keramischen Meßrohr angebracht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt.

Beispielsweise sind, wie in Figuren 13 und 14 dargestellt, L-förmige Tragarme 313 als Stützglieder an gegenüberliegenden Stellen jeder der inneren Oberflächen der Flansche 311a eines Meßrohres 311 festgeschraubt. Rechteckige Stützplatten 314 sind jeweils zwischen den zugehörigen Paaren von Tragarmen 313 angeordnet und an deren Enden geschraubt. Erregerspulen 315 von im wesentlichen U-förmigem Querschnitt als elektrische Komponenten sind an zwei Endabschnitten der Stützplatten 314 befestigt und umgeben das Meßrohr 311. Stützplatten 316 sind im wesentlichen U-förmige Stützplatten, die jede aus einer streifenartigen Platte 316a und stetig in diese übergehenden Montageplatten 316b bestehen. Die Montageplatten 316b sind an den inneren Oberflächen von Metallringen 312 befestigt. Die Zentren der Montageplatten 316b sind um 90° um die Zentren der Erregerspulen 315 verdreht. Elektroden 318, die in Löcher 311b des Meßrohres 311 eingefügt sind, werden jeweils durch Isolierbuchsen gehalten, die in den Stützplatten 316 in Längsrichtung angebracht sind. Die inneren Enden der Elektroden 318 werden in Kontakt mit dem leitfähigen Fluid gebracht, welches in einem inneren Loch 311c des Meßrohres 311 fließt. Die äußeren Enden der Elektroden 318 sind in Löcher von Isolierplatten 320 eingefügt, welche von Bolzen 319 auf den Stützplatten 316 gehalten werden. Druckfedern 312 sind zwischen den Isolierplatten 320 und den Kragen

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der Elektroden 318 eingefügt. Die zentralen Achsen der Elektroden 318 verlaufen senkrecht zur Richtung des Magnetfelds der Erregerspulen 315 und zur Flußrichtung des leitfähigen Fluids. Die Dichtung zwischen den Elektroden 318 und den Elektrodenlöchern 311b wird durch Einpassen mittels Kühlung, Klebeteile oder O-Ringe bewerkstelligt.

Bei den in Figuren 13 und 14 dargestellten Modifikationen werden die Erregerspulen 315 als elektrische Komponenten an den Tragarmen 313 durch die Stützplatten 314 befestigt. Die Tragarme 313 können aber auch das Gehäuse festlegen, wie in Figuren 15 und 16 gezeigt ist. Bei der Modifikation gemäß Figur 15 ist ein Tragarm 313 an die innere Oberfläche eines der Metallringe 312 geschraubt, welcher auf die Flansche 311a des keramischen Meßrohres 311 aufgeschrumpft ist. Ein auf das Meßrohr 311 aufgepaßtes Metallgehäuse 322 ist an dem Tragarm 313 durch einen Bolzen 323 festgelegt. Bei der Modifikation nach Figur 16 erstreckt sich eine Stützplatte 314 zwischen Tragarmen 313, welche an den inneren Oberflächen der Metallringe 312 befestigt sind. Das auf das Meßrohr 311 aufgepaßte Gehäuse 312 ist an der Stützplatte 314 durch einen Bolzen 323 befestigt.

Bei jeder der in Figuren 13 bis 16 dargestellten Modifikationen sind die Metallringe auf das Meßrohr aufgeschrumpft, und das Gehäuse oder die internen elektrischen Komponenten, beispielsweise Erregerspulen, sind auf den Ringen über den Tragarm oder die Tragarme 313 angebracht. Jedoch können sowohl die elektrischen Komponenten und das Gehäuse an den Metallringen 312 befestigt sein.

Die Wirkungsweise bei diesen Modifikationen ist dieselbe wie bei den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen. 35

Figuren 17 und 18 zeigen eine weitere Modifikation des

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elektromagnetischen Durchflußmessers gemäß der vorliegenden Erfindung. Metallringe 412 sind jeweils auf Flansche 411a eines keramischen Meßrohres 411 aufgeschrumpft, und ringförmige Träger 424 als Stützglieder sind jeweils an die inneren Oberflächen der Ringe 412 geschraubt. Die ringförmigen Träger 424 bestehen aus einem magnetischen Material und bedecken im wesentlichen die gesamten inneren Oberflächen der Metallringe 412. Erregerspulen 415 sind an Stützplatten 414 befestigt, welche die Träger 424 verbinden. Die übrigen Anordnungen bei dieser Modifikation sind dieselben wie in Figuren 13 und 14 dargestellt.

Da im wesentlichen die gesamten inneren Oberflächen der Metallringe 412 jeweils von den Trägern 424 bedeckt sind, sind die äußeren Seiten der Erregerspulen 415 durch die magnetischen Träger 424 und die keramischen Flansche 411a bedeckt, wodurch magnetische Lecks vermieden werden.

Bei den voranstehend beschriebenen Modifikationen werden die Metallringe 312 (412) jeweils auf die Flansche 311a (411a) des Meßrohres 311 (411) aufgeschrumpft. Sie können jedoch durch einen Klebstoff befestigt werden oder durch Löten, nachdem ein Metall auf keramischen Oberflächen niedergeschlagen worden ist. Die Träger 313 (424) können an den Ringen 312 (412) durch Schweißen befestigt werden. Die Lage der Träger 313 ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Lagen beschränkt.

Zumindest entweder das Gehäuse oder die elektrischen Komponenten' sind an den Metallringen über das Stützglied oder Stützglieder befestigt. Komplizierte Bearbeitungsvorgänge sind für das keramische Material nicht erforderlich, welches zusammen mit den elektrischen Komponenten und dem Gehäuse befestigt wird, und die Herstellungskosten können verringert werden. Im Vergleich zu dem konven-

3 R 1 R 2

tionellen elektromagnetischen Durchflußmesser, der ein mit Flanschen versehenes Metallrohr aufweist, welches das innere keramische Rohr umgibt und zusammen mit den elektrischen Komponenten und dem Gehäuse gehaltert wird, kann der Durchflußmesser gemäß der vorliegenden Erfindung kompakt und leichtgewichtig sein und dieselbe mechanische Festigkeit wie der konventionelle Durchflußmesser mit Metallrohr aufweisen. Die an den Metallringen befestigten Stützglieder sind aus ringförmigen Trägern hergestellt und bedecken im wesentlichen die gesamten inneren Oberflächen der Metallringe, wodurch magnetische Lecks vermieden werden.

Claims (21)

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1. Elektromagnetischer Durchflußmesser mit einem Metallgehäuse (106, 204, 322) , das aus einem zylindrischen Abschnitt (106a) und einer Wandlerstütze (106b) besteht, mit einem Paar Erregerspulen (103, 202, 315, 415) zur Erzeugung eines festlegbaren Magnetfeldes, und einem Paar Elektroden (104, 203, 318), welche mit dem Paar Erregerspulen zur Erzeugung einer elektromotorischen Kraft zusammenwirken, die proportional zu einer Flußrate eines leitfähigen Fluids ist, gekennzeichnet durch ein abnehmbar in dem Metallgehäuse angebrachtes keramisches Meßrohr (102, 109, 201, 311, 411), auf dessen einer äußeren Oberfläche das Paar Erregerspulen angebracht ist, wobei das Elektrodenpaar in Löcher (102b, 311b) eingefügt

ist, welche in einer Wand des keramischen Meßrohres (102, 311) ausgebildet und zur Erstreckung entlang einer Richtung senkrecht zu einer Richtung des Magnetfeldes des Paars von Erregerspulen und einer Richtung eines Flusses des leitfähigen Fluids ausgebildet sind; und

O-Ringe (107, 205) zur fluiddichten Aufnahme des Metallgehäuses und des keramischen Meßrohres.

2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin Metallringe (102a, 105, 201a) um beide Endabschnitte des keramischen Meßrohres (102, 109, 201) mittels Schrumpfpassung angebracht sind, und daß die O-Ringe (107, 205) jeweils in äußere Oberflächen der Metallringe eingepaßt und zur fluiddichten Stützung des Metallgehäuses (106, 204) und der Metallringe ausgebildet sind

3. Durchflußmesser nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das keramische Meßrohr (102) mit Flanschen (102a) an seinen beiden Enden versehen ist, und daß die Metallringe (105) jeweils auf die Flansche (102a) aufgeschrumpft sind.

4. Durchflußmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flansche (102a) jeweils Stufen (102c) zur Positionierung der Metallringe (105) aufweisen.

5. Durchflußmesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin Schrauben (108) zum Festsetzen der Metallringe (105) und des Metallgehäuses (106) vorgesehen sind.

6. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das keramische Meßrohr (102) mit Flanschen (102a) versehen ist, in denen die'

O-Ringe (107) angeordnet sind, um in Kontakt mit dem Metallgehäuse (106) zu stehen, und daß die O-Ringe zur fluiddichten Unterstützung der Flansche (102a) und des Metallgehäuses angepaßt sind. 5

7. Durchflußmesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Erdungsstab

(206) vorgesehen ist, welcher fluiddicht in ein Loch (201b) eingebettet ist, welches in einer Wandoberfläche des keramischen Meßrohres (201) ausgebildet ist, wobei ein Ende des Erdungsstabes in Kontakt mit dem leitfähigen Fluid steht; und daß weiterhin eine Haltevorrichtung (207, 209) vorgesehen ist, welche in ein abgestuftes Loch (204a) in dem Metallgehäuse (204) eingefügt und an dem anderen Ende des Erdungsstabes befestigt ist, um den Erdungsstab mit dem Metallgehäuse elektrisch zu verbinden.

8. Durchflußmesser nach·Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Haltevorrichtung einen Bananenstecker (209) umfaßt, welcher in das andere Ende des Erdungsstabes (206) durch das abgestufte Loch (204a) in dem Metallgehäuse (204) eingefügt ist.

9. Durchflußmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin ein O-Ring (208) vorgesehen ist, welcher zwischen dem Erdungsstab (206) und der Haltevorrichtung (207) eingefügt ist.

10. Durchflußmesser nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Haltevorrichtung eine Schraube (207) umfaßt, welche über ein Gewinde mit dem anderen Ende des Erdungsstabes (206) durch das abgestufte Loch (204a) in dem Metallgehäuse (204) in Eingriff steht.

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11. Durchflußmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin ein Metallfilm (201c) vorgesehen ist, der auf einem Abschnitt des keramischen Meßrohres (201) das Loch (201b) begrenzt, und daß der Metallfilm an den Erdungsstab (206) angelötet ist.

12. Durchflußmesser nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin Stützglieder (313, 314, 316, 414, 424) vorgesehen sind, die an den Metallringen (311a, 312, 412) befestigt sind, um das Metallgehäuse oder elektrische Komponenten zu stützen.

13. Durchflußmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Stützglieder L-förmige Tragarme (313) umfassen, von denen jeder an dem zugehörigen Metallring (311a) befestigt ist, um das Metallgehäuse (322) oder die elektrischen Komponenten (315) zu halten.

14. Durchflußmesser nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin Trägerplatten (314) vorgesehen sind, welche zugehörige Paare der Tragarme

(313) verbinden.

15. Durchflußmesser nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß die elektrischen Komponenten

die Erregerspulen (315) umfassen.
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16. Durchflußmesser nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Stützglieder im wesentlichen U-förmige Teile (316) umfassen, von denen jeder aus einer streifenförmigen Platte (316a) und einem stetig zu der streifenförmigen Platte verlaufenden Paar von Montageplatten (316b) besteht.

17. Durchflußmesser nach Anspruch 16, dadurch gekenn zeichnet , daß weiterhin Druckfedern (312) zur Beaufschlagung der elektrischen Komponenten (318) und von Buchsen (317) zur Unterstützung der elektrischen Komponenten (318) vorgesehen sind.

18. Durchflußmesser nach Anspruch 17, dadurch gekenn zeichnet , daß die elektrischen Komponenten die Elektroden (318) umfassen.

19. Durchflußmesser nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet , daß die Stützglieder ringförmige magnetische Träger (424) umfassen, die im wesentlichen auf den gesamten inneren Oberflächen der Metallringe

(412) angebracht sind.

20. Durchflußmesser nach Anspruch 19, dadurch gekenn zeichnet , daß weiterhin Trägerplatten (414) vorgesehen sind, die gegenüberliegende Teile der ringförmigen magnetischen Träger (424) verbinden und an diesen zum Haltern der elektrischen Komponenten (415) festgelegt sind.

21. Durchflußmesser nach Anspruch 20, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die elektrischen Komponenten die Erregerspulen (415) umfassen.