DK157949B - Elektromagnetisk gennemstroemningsmaaler - Google Patents

Description

DK 157949 B

Opfindelsen angår en elektromagnetisk gennemstrømningsmåler, hvis magnetsystem består af to magnetpoler, som udefra kan sættes på et målerør, og som hver har en polsko og et en vikling bærende kerneafsnit, og et udvendigt åg samt mindst 5 en skillefuge.

Ved en kendt gennemstrømningsmåler af denne art (EP-B1 0 080 535) ligger to magnetpolers polsko diametralt over for hinanden på et keramisk målerør. Et stålhus tjener som åg for den magnetiske tilbagestrømning. Mellem den radialt ydre 10 ende af kerneafsnittet af hver magnetpol og det tilhørende åg befinder der sig en skillefuge. Ved adskillelsen langs skillefugen er det muligt at montere magnetsystemet funktionsrigtigt, skønt målerøret på endesiden har tilslutningsflanger med større diameter.

15 Ved denne konstruktion rager magnetsystemet radialt betydeligt ud over målerørets flanger. Dette giver forholdsvis store udvendige dimensioner. Desuden forhindrer magnetsystemet i mange tilfælde gennemføringen af spændebolte, som tjener til at spænde gennemstrømningsmåleren fast mellem de to 20 tilslutningsrørs flanger. Stillingen og antallet af sådanne spændebolte er foreskrevet af den til enhver tid anvendte norm.

Formålet med opfindelsen er at formindske magnetsysternet ved en elektromagnetisk gennemstrømningsmåler af den i indled-25 ningen beskrevne art således, at der under ellers ens forhold fås mindre samlede dimensioner, og især en anbringelse inden for det af spændeboltene forudbestemte rum er mulig.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved, at kerneafsnittet på den radiale ydre ende er forbundet skillefugefrit med den 30 tilsluttende magnetsystemdel, og skillefugen er anbragt uden for den magnetiske vej for spredningsfluxen.

DK 157949 B

2

Ved en elektromagnetisk gennemstrømningsmåler deles den samlede magnetiske flux i en nytteflux, der flyder fra polsko til polsko og forløber gennem målerøret, og en sprednings-flux, der fra polskoen umiddelbart flyder til den kerneaf-5 snittet tilsluttende magnetsystemdel. Da spredningsfluxen skal tilbagelægge en væsentlig kortere vej gennem ikke magnetisk materiale, er den i almindelighed væsentligt større end nyttefluxen, fx tre gange så stor. Hidtil måtte den samlede flux ledes over skillefugen. Dette gav en meget høj in-10 duktion i skillefugen. Sørger man derimod ifølge opfindelsen for, at kun nyttefluxen, men ikke spredningsfluxen, går over skillefugen, er induktionen ringere. Dette har til følge, at en betydelig mindre magnetisk spænding er tilstrækkelig til at frembringe en tilstrækkelig nytteflux. Ampereviklingstal-15 let er lille. Viklingens dimensioner kan gøres mindre.

I videre udformning af opfindelsen strækker skillefugen sig over en større flade end kerneafsnittets tværsnit. Der bør tilstræbes en betydeligt større flade, fx en fire til tyve gange større flade. På denne måde falder induktionen i skil-20 lefugen endnu en gang ganske betydeligt. Endvidere kan den magnetiske spænding og dermed ampereviklingstallet endnu en gang reduceres.

Anvender man samtidig begge foranstaltninger, kan ampereviklingstallet formindskes med 20 - 30%. Dette svarer til en 25 volumenformindskelse af viklingen til omtrent halvdelen.

Dette skyldes, at på den ene side kan de ydre, længere viklinger bortfalde, og på den anden side at trådtværsnittet kan gøres mindre ved bibeholdelse af trådmodstanden på grund af den kortere trådlængde.

30 Den del af den magnetiske spænding, som er nødvendig for at bringe nyttefluxen over skillefugen, kan uden vanskeligheder reduceres til 1% eller mindre, fortrinsvis endog til mindre end 0,3% af den samlede magnetiske spænding. Herved kan

DK 157949 B

3 skillefugen have en bredde på endog ca. 0,2 mm. Denne værdi kan også uden vanskeligheder overholdes i massefabrikation.

Når skillefugen på grund af uundgåelige tolerancer har forskellige dimensioner, er de heraf afhængige fejl så små, at 5 de ingen rolle spiller for måleresultatet.

Ved en foretrukken udførelsesform er der sørget for, at kerneafsnittet er forbundet skillefugefrit med en mellemplade, som rager frem over viklingen med det formål at optage spredningsfluxen samt mellem sig og åget danner skillefugen.

10 I dette tilfælde går spredningsfluxen fra polskoens kant direkte til mellempladen og behøver derfor ikke at forløbe igennem nogen skillefuge.

Ved et alternativ er kerneafsnittet forbundet skillefugefrit med åget, og åget er delt til dannelse af skillefugen. Her 15 går spredningsfl.uxen fra polskoens kant direkte til åget.

Den behøver ligeledes ikke at forløbe igennem nogen skillefuge.

For at undgå skillefuger mellem kerneafsnittet og den tilsluttende magnetsystemdel, findes der forskellige mulighe-20 der. Således kan de to dele være udformet i ét stykke. Man kan også anvende vinkelret på målerøraksen forløbende lameller, der overdækker kerneafsnittet og den tilsluttende magnetsystemdel. Kerneafsnit og tilsluttende magnetsystemdel kan også være forbundet med hinanden på magnetisk ledende 25 måde. Dette sker fx ved, at man forbinder dem ved hjælp af en magnetisk ledende metallodning. Jerndele kan også svejses sammen med hinanden, enten ved elektronstrålesvejsning eller ved pressvejsning.

Med særlig fordel er viklingen en skivevikling. Da viklings-30 tallet kan sænkes under overholdelse af en relativ lav virkemodstand, er det muligt at udforme viklingen meget flad og derved at holde apparatets diameter overordentlig lille.

Desuden kan kerneafsnittets diameter forringes.

4 DK 157949 B

Opfindelsen forklares nærmere nedenstående ved hjælp af på tegningen viste, foretrukne udførelseseksempler, der viser i fig. 1 et længdesnit gennem en ifølge opfindelsen udformet elektromagnetisk gennemstrømningsmåler, 5 fig. 2 et tværsnit langs linien A-A i fig. 1, fig. 3 et tværsnit svarende til fig. 2 gennem magnetsy-stemet i en varieret udførelsesform, fig. 4 et tværsnit gennem en yderligere udførelsesform og fig. 5 en varieret form af en magnetpol i sidebillede.

10 Ifølge fig. 1 og 2 er der anbragt et målerør 1, som har en aksial gennemstrømningskanal 2 og ved hver ende en flange 3 og 4. Dette målerør består af et elektrisk isolerende kunststof eller fortrinsvis keramik.

På over for hinanden liggende sider befinder der sig hver en 15 magnetpol 6 og 7. Disse magnetpoler har hver en polsko 8 og 9, som ligger an mod målerørets 1 udvendige omkreds, og et kerneafsnit 10 og 11, som er omgivet af en skivevikling 12 og 13. I ét stykke hermed er en mellemplade 14 og 15 forbundet, som såvel i aksialretning som i omkredsretning rager ud 20 over viklingen 12, 13 og polskoen 8, 9. Et cylindrisk åg 16, som ligesom delene 8, 9, 10, 11, 14, 15 består af magnetisk ledende materiale, omslutter flangerne 3 og 4 samt magnetpolerne 6 og 7. Som følge heraf fås en første skillefuge 17 mellem åg 16 og mellemplade 14 og en anden skillefuge 18 25 mellem åg 16 og mellemplade 15.

To måleelektroder 19 og 20 befinder sig på målerørets 1 indvendige væg på over for hinanden liggende sider. Deres akse står vinkelret på magnetpolernes 6 og 7 symmetriplan. I

DK 157949 B

5 drift frembringes ved hjælp af en strøm, som ledes gennem viklingerne 12 og 13, et radialt gennem kanalen 2 forløbende magnetisk felt. Mellem måleelektroderne 19 og 20 kan der så aftages et af strømningshastigheden afhængigt spændingssig-5 nal.

Gennemstrømningsmåleren spændes under mellemlæg af tætninger 21 og 22 fast mellem to tilslutningsledninger 23 og 24. Spændebolte 25, som er anbragt på en kreds rundt om målerøraksen, forløber gennem tilslutningsledningernes flanger. Det 10 hylsterformede åg 16 har en udvendig diameter, som ligger fuldstændig radialt inden for spændeboltene.

Fig. 3 adskiller sig fra udførelsesformen i fig. 1 og 2 ved, at åget 26 er dannet af en spændebøjle, som ved hjælp af en spændeskrue 27 kan spændes sammen. Spændebøjlen er aksialt 15 kortere end åget 26 og virker kun på de to magnetpoler 6 og 7, men ikké på flangerne 3 og 4. Som følge heraf kan skillefugerne 17 og 18 mellem åget og magnetpolernes 6 og 7 mellemplader 14 og 15 formindskes.

I fig. 3 er de magnetiske fluxe indtegnet. Der findes den 20 magnetiske nytteflux φη, som forløber gennem kanalen 2 og slutter sin kreds over åget 26 og de to skillefuger 17 og 18. Spredningsfluxen <j>si går direkte fra polskoen 8 til mellempladen 15, forløber altså ikke igennem skillefugen 17. Spredningsf luxen <j>s2 9^r direkte fra mellempladen 15 til 25 polskoen 9 og forløber derfor ligeledes ikke igennem skillefugen 18. Induktionen i de to skillefuger 17 og 18 er mange gange mindre end i de kendte tilfælde, fordi den meget større spredningsflux ikke går over skillefugen, og fordi den skillefugen begrænsende flade er betydelig større end kerne-30 afsnittets 10 og 11 tværsnitsflade. Som følge heraf er en meget lille del af den magnetiske spænding tilstrækkelig til at overvinde skillefugerne. Det formindskede ampereviklings-tal fører til meget små tværsnitsdimensioner af viklingerne

DK 157949 B

6 12 og 13 og dermed til en meget lille udvendig omkreds af åget.

Ved udførelsesformen i fig. 4 er magnetsystemet opbygget af lameller 35. Magnetpolerne 36 og 37 består igen af polsko 5 38, 39 og kerneafsnit 40, 41. Disse er forbundet i ét stykke med åghalvdelene 42 og 43, som til sammen danner åget 44. Skillefugerne 47 og 48 befinder sig på omkredsstederne, som er forskudt ca. 90° i forhold til kerneafsnittene 40, 41.

Til forstørrelse af deres begrænsningsflade ligger skillefu-10 gerne 47 og 48 skråt til radialretningen og i et område med forstørret radial bredde.

I fig. 5 er vist, at en magnetpol 56 også kan være sammensat af enkeltdele, nemlig en polsko 58, et kerneafsnit 60 og en mellemplade 64, når der er sørget for, at der på forbindel-15 sesstederne er anbragt en magnetisk ledende sammenføjning 65 og 66. Denne sammenføjning kan ske ved hjælp af en magnetisk ledende lodning eller ved en svejsning.

Åget behøver ikke at have en cylindrisk form, men kan fx også være flerkantet, fx kvadratisk, såfremt pladsforholdene 20 tillader det.

Claims (8)

1. Elektromagnetisk gennemstrømningsmåler, hvis magnetsystem består af to magnetpoler (6, 7; 36, 37; 56), som udefra kan sættes på et målerør (1), og som hver har en polsko (8, 9; 38, 39; 58) og et en vikling (12, 13) bæ- 5 rende kerneafsnit (10, 11; 40, 41; 60), og et udvendigt åg (16; 26; 44) samt mindst en skillefuge (17, 18; 47, 48), kendetegnet ved, at kerneafsnittet (10, 11; 40, 41) på den radiale ydre ende er forbundet skillefugefrit med den tilsluttende magnetsystemdel 10 (14, 15; 42, 43), og skillefugen (17, 18; 47, 48) er anbragt uden for den magnetiske vej for spredningsflu-xen (<|>s-|, <f>s2) ·

2. Gennemstrømningsmåler ifølge krav 1, kendetegnet v e d, at skillefugen (17, 18; 47, 48) strækker 15 sig over en større flade end kerneafsnittets tværsnit.

3. Gennemstrømningsmåler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at kerneafsnittet (10, 11) er forbundet skillefugefrit med en mellemplade (14, 15), som rager frem over viklingen (12, 13) med det formål 20 at optage spredningsfluxen (<j>si, φδ2) samt mellem sig og åget (16; 26) danner skillefugen (17, 18).

4. Gennemstrømningsmåler ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at kerneafsnittet (40, 41) er forbundet skillefugefrit med åget (44), og åget er delt 25 til dannelse af skillefugen (47, 48).

5. Gennemstrømningsmåler ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at kerneafsnittet (10, 11) er udformet i ét stykke med den tilsluttende magnetsystemdel (14, 15). DK 157949 B

6. Gennemstrømningsmåler ifølge et af kravene 1-4, k e n -detegnet ved, at vinkelret på målerøraksen forløbende lameller (35) overdækker kerneafsnittet (40, 41. og den tilsluttende magnetsystemdel (42, 43).

7. Gennemstrømningsmåler ifølge et af kravene 1-4, k e n - detegnet ved, at kerneafsnit (60) og tilsluttende magnetsystemdel (64) er forbundet med hinanden på magnetisk ledende måde.

8. Gennemstrømningsmåler ifølge et af kravene 1-7, k e n -10 detegnet ved, at viklingen (12, 13) er en skivevikling.