DE8803594U1

DE8803594U1 - Durchflußmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE8803594U1
Application number: DE8803594U
Authority: DE
Original assignee: Turbo-Werk Messtechnik 5000 Koeln De GmbH
Current assignee: Turbo-Werk Messtechnik 5000 Koeln De GmbH
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1988-04-28

Description

Patentanwälte.. ^Patent Attorneys
von KRp$LEfei\!s^Wa WERNER

Delchmanhhau« am Hauptbahnhof D-5000KÖLN1

Patentanwälte Dr.-Ing. von Kreleler 11973 TURBO-WBRK «. . m. a, ■ &ldquor; , Dlpl.-Chem. Alek von Kreleler Meßtechnik GmbH S'^¹",?,?, ^Seltlng Dr. H.-K. Werner Gremberger Straße 151 Or.-ing. &kgr;. Schönwaid

Dr. J. F. Fues Dlpl.-Chem. Carola Keller Dlpl.-Ing. Q. Dallmeyer

Köln 91

Sg-bu

16. März 1988

Durchflußmeßvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Durchflußmeßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Induktive Durchflußmesser messen die Strömungsgeschwindigkeit einer Flüssigkeit in einem Kanal nach dem Induktionsprinzip. Hiernach entsteht, wenn ein elektrischer Leiter sich quer zu einem Magnetfeld bevt-agt, eine elektrische Spannung, deren Größe proportional der Bewegungsgeschwindigkeit ist und deren Richtung quer Züffi Magnetfeld und quer zur Bewegungsrichtung gerichtet ist. Die bekannten induktiven Strömungsmesser weisen jeweils ein Rohr oder ein Rohrstück auf, an das eine Magnetvorrichtung angesetzt ist, die ein quer durch den Kanal des Rohres verlaufendes

Tetefon: (0221)131041

Tetex: 888 23&Ogr;7 dopa d Kortien/Accounfe: Tetefax: (0221)134297 .. . Set Oppenheim jr. AOe^FQMn (BLZ 37&Ogr;3&Ogr;2&Ogr;&Ogr;) Kto. Nr 1&Ogr;76&Ogr;

(0221)134881 '"I**"* &idigr;**&idigr; .* !.. 1 &Idigr; :r>äU«scheBwTkAG.K«n(BLZ37070060)Klo.Nr.1165018

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Magnetfeld erzeugt. Ferner aind an dem Rohr zwei Elektroden auf entgegengesetzten Selten befestigt· Die an den Elektroden abgegriffene Spannung kann einer elektrischen Auewerteeinrichtung zugeführt werden, die dann aus der gemessenen Spannung unter Berücksichtigung des Kanalquerschnitts die Strömungsmenge ermittelt.

Es gibt Anwendungsfalls, in dsnsn dis Strctsungsraten mehrerer Flüssigkeiten gleichzeitig gemessen werden müssen. In diesem Fall werden nach dem Stand der Technik entsprechend zahlreiche Rohre mit jeweils einem separaten induktiven Strömungsmesser verwendet.

/\ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Durch fluBmeBvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die die Messung mehrerer

DurchfluBmengen ermöglicht, wenig Platz beansprucht und

einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäB mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der erfindungsgemäßen Durchflußmeßeinrichtung ist ein einziger Block vorgesehen, der mehrere Bohrungen oder Kanäle aufweist. An diesem Block sind sowohl die Magnetanordnung als auch die Elektroden befestigt. Auf diese Weise entsteht eine kompakte Baugruppe, bei der die einzelnen Kanäle mit geringes Abstand angeordnet sind, wobei sämtliche Kanäle durch den einzigen Slock hindurch verlaufen. Es sind also nicht mehrere Rohre erforderlieh, die einzeln befestigt werdext müssen sondern es ist lediglich ein einziger Block vorhanden, der mit mehreren Bohrungen versehen ist und der ins-

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gesamt in einer geeigneten Haltevorrichtung montiert werden kann. Hierdurch werden Herstellung und Montage der DurchfluBmefivorrichtung vereinfacht. Außerdem ergeben sich dadurch, daß mehrere Kanäle in einem einzigen Block vorgesehen sind, eine kleine Baugröße und ein geringer Platzbedarf.

Nach Anspruch 2 sind alle Magnetkerne auf einer Seite des Blocks angeordnet. Diese Magnetkerne bündeln das von einer Spule erzeugte Magnetfeld und bewirken in dem Kanal die Erzeugung eines im wesentlichen homogenen Magnetfeldes, das quer durch den Kanal hindurchführt. Dabei sind die Kerne nur auf einer Seite des Blocks angeordnet, während die Elektroden an der entgegen gesetzten Seite aus dem Block herausragen.

Prinzipiell ist es möglich, für jeden Kern eine eigene Spule vorzusehen. Die Erfindung bietet aber die vorteilhaftere Möglichkeit, für alle oder mehrere Kerne eine gemeinsame Spule zu verwenden, die diese Kerne gemeinschaftlich umschließt. Der Magnetfluß wird also von einer einzigen Spule für mehrere Durchflußmesser aufgebracht und durch die Kerne auf die einzelnen Kanäle verteilt. Diese Spule ist in einem Joch unter gebracht, welches sowohl die Kerne als auch den Block umschließt und zwei ferromagnetische Platten sowie zwei die Platten an ihren Enden miteinander verbindende ferromagnetische Stützen aufweist. Die Platten und die Stützen bilden einen gäseftlösseneä Magnetkreis, der an

SO mehreren Stellen magnetische Kurzschlußpfade aufweist, von denen jeder aus dent Kern und einem den Kanal enthaltenden Abschnitt des Blocks besteht. Der von der Spule erzeugte Magnetfluß wird gleichmäßig auf die Kerne und somit auf die Kanäle der verschiedenen Durchflußmesser verteilt«.

In Weiterbildung der Erfindung ragen die Elektroden durch eine Printplatte hindurch, die vorzugsweise im Inneren eines an dem Joch befestigten Sahaltungekaetens angeordnet ist und an deren Leiterbahnen die Elektroden angelötet sind. Dadurch wird die Verdrahtung der Elektroden wesentlich vereinfacht, wobei auch Beschaltungsfehler vermieden werden.

P &igr; Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die einzige Fig. der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt den prinzipiellen Aufbau der Durchflußme*vorrichtung, teilweise im Schnitt.

Die Durchflußmeßvorrichtung weist einen aus Kunststoff bestehenden langgestreckten rechteckigen Block 10 auf, der mehrere Kanäle 11 in Form von Bohrungen enthält, welche sich von einer Schmalseite zur gegenüberliegenden Schmalseite erstrecken. An d<»r Unterseite des Blocks 10 ist unter jedem Kanal 11 eine Ausnehmung 12 in Form eines Sacklochs vorgesehen, das sich bis in die Nähe der Kanalwand erstreckt. In diese Ausnehmung 12 ist ein Eisenkern 13 eingesetzt, der über die ünterseite des Blocks 10 hinaus vorsteht. Sämtliche Eisenkerne 13 sind auf einer Eisenplatte 14 abgestützt. Die aus dem Block 10 herausragem-en Bereiche der Kerne 13 sind von einer gemeinsamen Spule 15 umgeben, die sich ebenfalls unter ä&tt Block 16 befindet uad in Draufsicht ist wesentlichen den gleichen Umriß hat wie der Block 10.

Von der Platte 14 ragen Stutzen 16,17 auf, deren obere Enden mit einer weiteren Platte 18 verbunden sind» Die Platten 14 und 18 sowie die Stützen 16 und 17 bestehen

sämtlich aus ferxomagnetischem Material und bilden gemeinschaftlich das Joch. Dieses Joch umschließt die aus dem Block 10, den Kernen 13 und der Spule 15 bestehende Baugruppe und bildet einen geschlossenen magnetischen Rahmen. Zwischen den Platten 14 und 18 erstreckt sich noch eine Stütze 19 aus nicht-magnetischem Material, z.B. Messing, die ausschließlieh eine Verstärkungsfunktion hat.

Von der den Kernen 13 abgewandten Oberseite des Blocks 10 her ragen für jeden Kanal 11 zwei Elektroden 20,21 durch entsprechende Bohrungen in den Block 10 hinein. Diese Elektroden 20,21 verlaufen parallel zueinander und tangential zu dem Kanal 11, so daß sie im Inneren des Kanals 11 einander gegenüberliegende Elektrodenflächen bilden. Die außerhalb des Blocks 10 liegenden Bereiche der Elektroden 20,21 sind von Isolierkörpern 22 umgeben, welche mit einer Dichtung 23 gegen den Block 10 abgedichtet sind, so daß keine Flüssigkeit aus dem Kanal 11 entlang der Elektrode aus dem Block ent weichen kann. Die Isolierkörper 22 sind durch die obere Platte 18 hindurchgeführt und gleichzeitig an dieser Platte 18 mit einem Flansch abgestützt, so daß die Isolierkörper 22 von der Platte 18 gegen den Block 10 gedrückt werden.

Die rückwärtigen Enden der Elektroden 20,21 verlaufen durch eine Printplatte 24 hindurch, die in der üblichen Weise (nicht dargestellte) Leiterbahnen in Form einer gedruckten Schaltung trügt. Oberhalb der Löcher der Printplatte 24, durch die die rückwärtigen Elektrodenenden hindurchregen, sind diese Enden mit Lötstellen 25 «it den betreffenden Leiterbahnen verbunden. Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher elektrischer Anschluß der Elektroden an weiterführende Leitungen.

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An der oberen Platte 18 ist ferner ein aus Blech bestehendes Schaltungsgehäuse 26 befestigt, das von der Platte 18 aus aufragt und diese Platte seitlich umschließt. Das Schaltungsgehäuse 26 enthält unter anderem die Printplatte 24.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Block 10 insgesamt vier Kanäle 11, deren Hittelachsen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und die gleiche Abstände voneinander haben. Jeder Kanal 11 weist am Ende des Block 10 eine Erweiterung 11a auf, in der das Ende eines Rohres befestigt werden kann, durch das die Flüssigkeit zur Meßstelle zugeführt oder von dieser abgeführt wird.

Beim Betrieb der Durchflußmeßvorrichtung wird durch die Spule 15 ein Strom geschickt, der in sämtlichen Kernen 13 einen Magnetfluß erzeugt. Dieser Magnetfluß geht am unteren Ende des Kerns 13 in die Platte 14 und von dort in die Stützen 16,17. Von diesen Stützen gelangt der Mangetfluß in die obere Platte 18, von wo er sich über die einzelnen Kanäle 11 auf die oberen Enden der Kerne 13 verteilt.

Elektrisch leitende Flüssigkeit, die in einem Kanal 11 quer zum Magnetfeld fließt, verursacht eine spannung zwischen den zugehörigen Elektroden 20,21. Diese Spannung wird über die Leiterbahnen der Printplatte 24, einem Verstärker und einer Auswerteeinrichtung zu geführt. Die Spannung stellt ein Maß für die Strömungs geschwindigkeit dar. Aue Strömungsgeschwindigkeit und Kanalquerschnitt kann dann die Durchflußrate ermittelt werden.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Durchflußmeßvorrichtung mit mehreren induktiven Durchflußmessern, von denen jeder einen Kanal (11), eine in dem Kanal ein Magnetfeld erzeugende Magnetvorrichtung und zwei im Kanal &khgr;11) angeordnete Elektroden (20,21) aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß alle Kanäle (11) als zueinander parallele Bohrungen in einem gemeinsamen Block (10) ausgebildet sind und daß die Elektroden (20,21) Stäbe sind, die in tangential zu den Kanälen verlaufende Bohrungen des Blocks (10) eingesetzt sind.

2. Purchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Magnetvorrichtung aus einem in einer Ausnehmung (12) des Blocks (10) eingesetzten Kern (13) besteht, wobei alle Kerne (13) auf der den Elektroden (20,21) atgewandten Seite des Blocks (10) angeordnet sind.

3. Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Spule (15) die Kerne (13) mehrerer Durchflußmesser umgibt.

4. Durchflußmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Joch (14,16,17,18) aus ferromagnetische«) Material vorgesehen ist, das den Block (10) und die Kerne

(13) der Durchflußmesser umgibt.

Durchflußmeßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Joch (14,16,17,18) ein Schaltungskasten (26) befestigt ist.

Durchflußmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (20,21) durch eine gemeinsame Printplatte (24) hindurchragen, an deren Leiterbahnen sie angelötet sind.