DE8332021U1

DE8332021U1 - Messsonde zum induktiven messen der durchlfussgeschwindigkeit von leitenden fluessigkeiten in rohren oder gerinnen

Info

Publication number: DE8332021U1
Application number: DE19838332021
Authority: DE
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 1983-11-08
Filing date: 1983-11-08
Publication date: 1984-03-01

Description

PRINZ, LE I SBFt;; BLINDE ;&;*BÄRTNER

Patentanwälte·· ·· Eure>r>oan> «Patent Attorneys

München Stuttgart

8. November 1983 Endress u. Hauser GmbH u. Co.

Hauptstraße 1
7867 Maulburg

Unser Zeichen: E 1226

Meßsonde zum induktiven Messen der Durchflußgeschwindigkeit von leitenden Flüssigkeiten in Rohren oder

Gerinnen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßsonde zum induktiven Messen der Durchflußgeschwindigkeit von leitenden Flüssigkeiten in Rohren oder Gerinnen, mit einer in einem Gehäuse angebrachten zylindrischen Spule zur Erzeugung eines die Flüssigkeit durchdringenden geschlossenen Magnetfeldes und wenigstens zwei in dem Magnetfeld liegenden Elektroden, die unter Durchdringung einer Bodenplatte des Gehäuses mit der Flüssigkeit in Kontakt bringbar sind.

Die Fließgeschwindigkeiten leitfähiger Flüssigkeiten können bekanntlich dadurch gemessen werden, daß in der Flüssigkeit ein diese durchdringendes Magnetfeld erzeugt wird und daß mittels zwei beiderseits des Flüssigkeitsstroms angeordneten, mit der Flüssigkeit in Kontakt stehenden Elektroden eine aufgrund der Bewegung der Flüssigkeit im Magnetfeld induzierte Spannung gemessen wird. Die indu-

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zierte Spannung ist dabei der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit proportional.

Die erfindungsgemäße Meßsonde ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in dem die Bodenplatte durchdringenden Bereich eine sich vom Gehäuseinneren nach außen hin konisch erweiternde Form haben und in entsprechend konisch geformten Bohrungen in der Bodenplatte sitzen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Längsansicht einer Meßsonde nach der Erfindung und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Meßsonde von Fig. 1/ in dem eine Elektrode die Bodenplatte durchdringt.

Die in Fig. 1 dargestellte Meßsonde 1 weist ein zweiteiliges Gehäuse auf. Der untere Teil des Gehäuses hat die Form einer Hülse 2, die aus einem rost- und säurebeständigen Stahl hergestellt ist. Der obere Teil des Gehäuses ist aus einer zweiten Hülse 3 gebildet, die aus einem gut schweißbaren Stahl hergestellt ist. An der Hülse 3 ist ein ebenfalls aus gut schv/eißbarem Stahl hergestellter

„Ρ Befestigungsflansch 4 festgeschweißt. Der Befestigungsflansch 4 trägt drei Gewindebolzen 5/ an denen ein nicht dargestelltes elektronisches Gerät zur Auswertung der von der Meßsonde kommenden Signale befestigt werden kann. Zur Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen

_OI- der Meßsonde 1 und der Auswertungselektronik wird das Verbindungskabel 21 verwendet.

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Zur Befestigung der Meßsonde Ί an dem Rohr oder Gerinne/ in dem sich die leitende Flüssigkeit befindet, deren Durchflußgeschwindigkeit gemessen werden soll, ist die Meßsonde 1 mit einer Muffe 6 Versehen, die fest mit der Wand des Rohres oder Gerinnes verschweißt wird. An dem vom Inneren des Rohrs oder Gerinnes abgewandten Ende ist die Muffe 6 mit einem Gewinde 7 versehen. Zum Befestigen der Meßsonde 1 wird auf das obere Ende der Muffe 6 ein Dichtungsring 8 aufgelegt, und das aus den Hülsen 2 und bestehende Gehäuse wird in die Muffe 6 eingeschoben, bis eine an der Außenwand der Hülse 3 angebrachte Schulter auf dem Dichtungsring 8 aufliegt. Eine die Hülse 3 umgebende überwurfmutter 9 wird dann auf dem Gewinde 7 der Muffe 6 festgezogen.

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Die Bodenplatte 11 der Meßsonde 1 ist aus einem keramischen Material, vorzugsweise aus einem Aluminiumoxid hergestellt. In der Bodenplatte 11 sind längs eines Kreises zwei Elektroden diametral gegenüberliegend und eine Elektrode auf 20 ^^em gleichen Kreis in der Mitte zwischen den anderen Elektroden angebracht. Die diametral gegenüberliegenden Elektroden dienen der Messung der von der leitenden Flüssigkeit im Magnetfeld induzierten Spannung, und die dritte Elektrode dient der Messung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit. Die Bodenplatte 11 ist mittels eines O-Rings 13 in das untere Ende der Hülse 2 der Meßsonde 1 eingesetzt. Eine in der Hülse 2 angebrachte Spule 14 dient der Erzeugung des Magnetfeldes in der leitenden Flüssigkeit.

in Fig. 2 ist der Bereich der Bodenplatte 1 in einer vergrößerten Ansicht dargestellt, in dem die Bodenplatte 11 von einer Elektrode 12 durchdrungen ist. Wie aus dieser vergrößerten Darstellung zu erkennen ist, hat die Elektrode 12 eine sich vom Gehäuseinneren nach außen hin konisch erweiternde Form, wobei der Erweiterungswinkel bezüglich der Elektrodenlängsachse etwa 2° beträgt. Die Elektrode 12 ist aus einem rost- und säurebeständigen oder aus einem hochlegierten Stahl hergestellt. Sie sitzt

in einer entsprechend konisch ausgeformten Bohrung 15 in der Bodenplatte 11 und ist mit einer dünnen Isolierschicht 16 aus Polytetrafluorethylen in dem die Bodenplatte 11 durchdringenden Bereich überzogen. Diese dünne Isolierschicht 16 kann durch Aufschrumpfen oder durch Kleben mit der Elektrode 12 verbunden sein. Da die Elektrode 12 durch die Isolierschicht 16 elektrisch von der Bodenplatte 11 isoliert ist, kann die Bodenplatte auch aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein. Bei Verwendung des oben erwähnten keramischen Materials könnte die Isolierschicht 16 ohne weiteres auch weggelassen werden.

An dem im Gehäuseinneren liegenden Ende weist die Elektrode 12 ein Gewinde 17 auf, auf das unter Zwischenfügung einer Federscheibe 20 eine Mutter 18 geschraubt ist. Die Mutter ist aus Messing hergestellt, und sie dient einerseits dazu, die Elektrode 12 an der Bodenplatte 11 zu befestigen und andererseits dazu, eine Verbindungsleitung 19 (Fig. 1) fest mit der Elektrode zurückzuverbinden.

Die Verbindungsleitung 19 kann durch Löten oder durch andere Maßnahmen mit der Elektrode 12 verbunden werden. Die Federscheibe 20 übt auf die Elektrode 12 eine gewisse Vorspannung aus, so daß etwaige temperaturbedingte Längenänderungen aufgenommen werden können.

Aus Fig. 2 ist deutlich zu erkennen, daß sich aufgrund der gewählten konischen Form der Elektroden 12 und der entsprechenden Bohrungen in der Bodenplatte 11 eine sehr gute Abdichtwirkung ergibt. Druckerhöhungen in dem Rohr, in dessen Wand die Meßsonde angebracht ist, führen sogar noch zu einer Verbesserung der Abdichtung, da der erhöhte Druck die Flächenpressung vergrößert, mit der die Mantelfläche der Elektrode gegen die Innenwand der Bohrung in der Bodenplatte 11 gedrückt wird. Die Gefahr, daß Flüssigkeit in das Gehäuseinnere der Meßsonde 1 eindringt, wird dadurch völlig ausgeschlossen.

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Wie bereits beschrieben wurde, weist die beschriebene

Meßsonde neben den zwei der Durchflußgeschwindigkeits- ^:

messung dienenden Elektroden eine dritte Elektrode auf, mit der die Leitfähigkeit der Flüssigkeit bestimmt werden ; | kann. Mit Hilfe dieser dritten Elektrode kann festgestellt || werden, wenn die Meßsonde nicht mit der leitenden Flüssig- f· keit bedeckt ist. In diesem Zustand können nämlich die ?'

zwei anderen Elektroden kein eindeutiges Meßsignal für ;

die Durchflußgeschwindigkeit liefern; sie wurden vielmehr anzeigen, daß sich die Flüssigkeit nicht bewegt. Die dritte Elektrode zeigt der Auswertungselektronik an, wenn die Meßsonde nicht in die Flüssigkeit eintaucht, so daß auf diese Weise Fehlmessungen ausgeschlossen werden können, die bei der Nichtbedeckung der Sonde auftreten könnten.

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Claims

PRINZ, LEIStB;. BUNKE.& -PARTNER Patentanwälte Il I £urpf>ear?e Paten? «Attorneys München Stuttgart 8. November 1983 Endress u. Hauser GmbH u. Co. Hauptstraße 1 7867 Maulburg Unser Zeichen: E 1226 Schutzansprüche

1. Meßsonde zum induktiven Messen der Durchflußgeschwiridigkeit von leitenden Flüssigkeiten in Rohren oder Gerinnen, mit einer in einem Gehäuse angebrachten zylindrischen Spule zur Erzeugung eines die Flüssigkeit durchdringenden geschlossenen Magnetfeldes und wenigstens zwei in dem Magnetfeld liegenden Elektroden, die unter Durchdringung einer Bodenplatte des Gehäuses mit der Flüssigkeit in Kontakt bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (12) in dem die Bodenplatte (11) durchdringenden Bereich eine sich vom Gehäuseinneren nach außen hin konisch erweiternde Form haben und in entsprechend konisch geformten Bohrungen (15) in der Bodenplatte (11) sitzen.

2. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (11) aus einem elektrisch leitenden Material besteht und daß die Elektroden (12) in dem sich konisch erweiternden Bereich mit einer Isolierschicht (16) überzogen sind.

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3. Meßsonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (16) aus Polytetrafluorathylen besteht.

4. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (11) aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht.

5. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bodenplatte (11) zwei ^der Messung der Durchflußgeschwindigkeit einer Flüssigkeit dienende Elektroden (12) auf einem Kreis diametral gegenüberliegend und eine der Messung der Leitfähigkeit der Flüssigkeit dienende Elektrode auf dem gleichen Kreis in der Mitte zwischen den beiden anderen Elektroden angebracht sind.

6. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Elektrode (12) an ihrem im Gehäuseinneren liegenden Ende mit einem Gewinde (17) versehen ist, auf das unter Zwischenfügung einer Federscheibe (20) eine Mutter (18) geschraubt ist.

7. Meßsonde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, mit dem sich die Mantelfläche der Elektroden (12) in dem die Bodenplatte (11) durchdringenden Bereich konisch erweitert, etwa 2° in. bezug auf die Elektrodenlängsachse beträgt.