DE8332021U1

DE8332021U1 - MEASURING PROBE FOR INDUCTIVELY MEASURING THE FLOW RATE OF CONDUCTIVE LIQUIDS IN TUBES OR TUBES

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 ;&;*BÄRTNERPRINZ, LE I SBFt ;; BLIND; &; * BÄRTNER

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

München StuttgartMunich Stuttgart

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

Hauptstraße 1
7867 Maulburg Hauptstrasse 1
7867 Maulburg

Unser Zeichen: E 1226Our reference: E 1226

Meßsonde zum induktiven Messen der Durchflußgeschwindigkeit von leitenden Flüssigkeiten in Rohren oderMeasuring probe for inductive measurement of the flow rate of conductive liquids in pipes or

GerinnenCurdle

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.The invention relates to a measuring probe for inductive Measure the flow rate of conductive liquids in pipes or flumes, one in one Cylindrical coil attached to the housing for generating a closed magnetic field that penetrates the liquid and at least two electrodes lying in the magnetic field, which penetrate a base plate of the Housing can be brought into contact with the liquid.

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-The flow rates of conductive liquids can known to be measured in that a magnetic field penetrating the liquid is generated in the liquid and that by means of two arranged on either side of the liquid flow, which are in contact with the liquid Electrodes a voltage induced due to the movement of the liquid in the magnetic field is measured. The indu-

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zierte Spannung ist dabei der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit proportional.adorned voltage is proportional to the flow velocity of the liquid.

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.The measuring probe according to the invention is characterized in that that the electrodes in the area penetrating the base plate are conical from the inside of the housing to the outside have widening shape and sit in correspondingly conically shaped holes in the base plate.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained by way of example with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Längsansicht einer Meßsonde nach der Erfindung undFig. 1 is a partially sectioned longitudinal view of a measuring probe according to the invention and

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs der Meßsonde von Fig. 1/ in dem eine Elektrode die Bodenplatte durchdringt.FIG. 2 shows an enlarged illustration of the area of the measuring probe from FIG. 1 / in which an electrode is the Penetrates base plate.

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 hergestellterThe measuring probe 1 shown in Fig. 1 has a two-part housing. The lower part of the case has the Form of a sleeve 2, which is made of a rust and acid-resistant steel. The upper part of the case is formed from a second sleeve 3 which is made of a readily weldable steel. On the sleeve 3 is also made of easily weldable steel

„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„Ρ Fastening flange 4 welded in place. The mounting flange 4 carries three threaded bolts 5 / on which one is not The illustrated electronic device for evaluating the signals coming from the measuring probe can be attached. To make the electrical connections between

_OI- der Meßsonde 1 und der Auswertungselektronik wird das Verbindungskabel 21 verwendet. _OI - the measuring probe 1 and the evaluation electronics, the connecting cable 21 is used.

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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.To attach the measuring probe Ί to the pipe or channel / in which the conductive liquid is located, its Flow rate is to be measured, the measuring probe 1 is provided with a sleeve 6, which is fixed to the Wall of the pipe or channel is welded. At the end facing away from the inside of the pipe or channel the sleeve 6 is provided with a thread 7. To attach the measuring probe 1, the upper end of the sleeve 6 is a Sealing ring 8 placed, and the housing consisting of the sleeves 2 and 2 is pushed into the sleeve 6 until a shoulder attached to the outer wall of the sleeve 3 rests on the sealing ring 8. A sleeve 3 surrounding Union nut 9 is then tightened onto the thread 7 of the sleeve 6.

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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.The base plate 11 of the measuring probe 1 is made of a ceramic material, preferably an aluminum oxide. In the bottom plate 11 of a circle along two electrodes diametrically opposed and attached to an electrode 20 ^ ^em same circle in the middle between the other electrodes. The diametrically opposite electrodes are used to measure the voltage induced by the conductive liquid in the magnetic field, and the third electrode is used to measure the conductivity of the liquid. The base plate 11 is inserted into the lower end of the sleeve 2 of the measuring probe 1 by means of an O-ring 13. A coil 14 mounted in the sleeve 2 is used to generate the magnetic field in the conductive liquid.

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 sitztin Fig. 2 is the area of the base plate 1 in a shown enlarged view in which the base plate 11 is penetrated by an electrode 12. How out of this The enlarged representation can be seen, the electrode 12 has a from the housing interior to the outside conically widening shape, the widening angle being about 2 ° with respect to the longitudinal axis of the electrode. the Electrode 12 is made of a rust- and acid-resistant or of a high-alloy steel. she sits

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.in a correspondingly conically shaped bore 15 in the base plate 11 and is provided with a thin insulating layer 16 made of polytetrafluoroethylene coated in the area penetrating the base plate 11. This thin insulating layer 16 can by shrinking on or by gluing to the electrode 12 be connected. Since the electrode 12 is electrically insulated from the bottom plate 11 by the insulating layer 16 is, the bottom plate can also be made of an electrically conductive material. When using the ceramic material mentioned above, the insulating layer 16 could easily be omitted.

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.At the end located inside the housing, the electrode 12 has a thread 17 onto which, with the interposition a spring washer 20 a nut 18 is screwed. The nut is made of brass, and it serves on the one hand to fix the electrode 12 to the bottom plate 11 and on the other hand to a connection line 19 (Fig. 1) firmly back to the electrode.

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.The connecting line 19 can be connected to the electrode 12 by soldering or by other means. the Spring washer 20 exerts a certain amount of pressure on electrode 12 Preload off, so that any temperature-related changes in length can be absorbed.

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.From Fig. 2 it can be clearly seen that due to the selected conical shape of the electrodes 12 and the corresponding holes in the base plate 11 a very gives good sealing effect. Increases in pressure in the pipe, in the wall of which the measuring probe is mounted, even lead still to an improvement of the sealing, since the increased pressure increases the surface pressure with which the jacket surface the electrode is pressed against the inner wall of the bore in the base plate 11. The risk of liquid penetrates into the interior of the housing of the measuring probe 1, is thereby completely excluded.

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Wie bereits beschrieben wurde, weist die beschriebeneAs already described, the described

Meßsonde neben den zwei der Durchflußgeschwindigkeits- ^: Measuring probe next to the two of the flow rate ^:

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 ?'measurement electrodes on a third electrode, with which the conductivity of the liquid can be determined; | can. This third electrode can be used to determine || if the measuring probe is not in contact with the conductive liquid f is covered. In this state can the? '

zwei anderen Elektroden kein eindeutiges Meßsignal für ;two other electrodes no clear measurement signal for;

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.provide the flow rate; rather they became indicate that the liquid is not moving. The third electrode shows the evaluation electronics if the measuring probe is not immersed in the liquid, so that incorrect measurements can be excluded in this way, which could occur if the probe was not covered.

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Claims

PRINCE, LEIStB ;. BUNKE. & -PARTNER Patent Attorneys Il I £ urpf> ear? E Paten? «Attorneys Munich Stuttgart November 8, 1983 Endress and Hauser GmbH and Co. Hauptstrasse 1 7867 Maulburg Our reference: E 1226 Protection claims

1. Measuring probe for inductive measurement of the flow velocity of conductive liquids in pipes or channels, with a cylindrical one mounted in a housing Coil for generating a closed magnetic field penetrating the liquid and at least two in the Electrodes lying in a magnetic field, which penetrate a base plate of the housing with the liquid in Contact can be made, characterized in that the electrodes (12) penetrate the base plate (11) Area have a shape that widens conically from the inside of the housing to the outside and is correspondingly conical shaped bores (15) sit in the base plate (11).

2. Measuring probe according to claim 1, characterized in that the base plate (11) consists of an electrically conductive material and that the electrodes (12) in which are conical widening area are covered with an insulating layer (16).

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3. Measuring probe according to claim 2, characterized in that the insulating layer (16) consists of polytetrafluoroethylene.

4. Measuring probe according to claim 1, characterized in that the base plate (11) consists of an electrically non-conductive material.

5. Measuring probe according to one of the preceding claims, characterized in that in the bottom plate (11) two ^{of the} measurement of the flow rate of a liquid serving electrodes (12) on a circle diametrically opposite and one of the measurement of the conductivity of the liquid serving electrode on the same circle in the middle between the other two electrodes.

6. Measuring probe according to one of the preceding claims, characterized in that each electrode (12) at its is provided in the housing interior end with a thread (17), with the interposition of a spring washer (20) a nut (18) is screwed.

7. Measuring probe according to one of the preceding claims, characterized in that the angle at which the The outer surface of the electrodes (12) in the area penetrating the base plate (11) widens conically, approximately 2 ° in. Relative to the longitudinal axis of the electrodes.