EP2018523A1 - Magnetisch-induktives durchflussmessgerät - Google Patents

Magnetisch-induktives durchflussmessgerät

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EP2018523A1
EP2018523A1 EP07729240A EP07729240A EP2018523A1 EP 2018523 A1 EP2018523 A1 EP 2018523A1 EP 07729240 A EP07729240 A EP 07729240A EP 07729240 A EP07729240 A EP 07729240A EP 2018523 A1 EP2018523 A1 EP 2018523A1
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EP
European Patent Office
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measuring
medium
measuring tube
magnetic field
mass flow
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Withdrawn
Application number
EP07729240A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Budmiger
Georg Szaloky
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Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG, Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/584—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of electrodes, accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/60—Circuits therefor

Definitions

  • the invention relates to a magneto-inductive flow measuring device, that is to say a device for measuring the volume or mass flow of a medium which flows through a measuring tube in the direction of the measuring tube axis, with a magnet system which essentially comprises a measuring tube passing through the measuring tube. generates transverse to the Meßrohrachse extending magnetic field, with at least one measuring electrode which is in contact with the medium in a defined surface area, and with a control / evaluation, based on the at least one measuring electrode induced measuring voltage information about the volume or mass flow of the medium in the measuring tube.
  • Flow measurement is based on the principle of electrodynamic induction: charge carriers of the medium moving perpendicularly to a magnetic field induce a measuring voltage in measuring electrodes arranged essentially perpendicular to the flow direction of the medium.
  • the measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to the average flow velocity of the medium over the cross section of the measuring tube; it is therefore proportional to the volume flow.
  • the measuring voltage is usually tapped via a measuring electrode pair, which is arranged in the region of maximum magnetic field strength and where consequently the maximum measuring voltage is to be expected.
  • the measuring electrodes themselves are coupled to the medium either galvanically or capacitively.
  • the medium to be measured is a medium with a low conductivity, which flows through the measuring tube at a relatively high flow rate. Due to the influence of the relatively large interference voltage on the measurement voltage then there is the danger that the measurement voltage disappears in the noise, whereby a reliable and repeatable flow measurement is impossible.
  • the invention has for its object to propose a magneto-inductive flowmeter whose accuracy is largely unaffected by electrochemical interference potentials.
  • the object is achieved in that at least the medium-contacting
  • the chemically inert and electrochemically and mechanically resistant material is diamond, which is rendered electrically conductive via a suitable doping.
  • the diamond material is boron-doped for this purpose.
  • a sensor with microelectrodes consisting of diamond has already become known from WO 2005/017514.
  • the known sensor serves to determine a chemical property or a chemical process variable of a liquid.
  • the sensor consists of a housing, an insulating layer of a non-conductive diamond material, a plurality of microelectrodes of a conductive diamond material, and a circuit connected to each of the microelectrodes. Based on the measured signals recorded by the microelectrodes, the corresponding chemical process variable of the medium is determined.
  • the microelectrodes are arranged in a regular or irregular pattern. Preferably, they are integrated into the insulating diamond material so as to be in direct or indirect contact with the medium.
  • a synthetic diamond can also be used in connection with the present invention.
  • Diamond has the properties that it has on the one hand a high hardness and thus a high mechanical and electrochemical resistance; on the other hand has diamond the advantage that it is largely chemically inert. This eliminates the problem occurring in conventional magnetic inductive flow measuring devices that the actual measurement signals at the measuring electrodes superimposed on a time-varying interference signal, which is caused by variable electrochemical interference potentials at the measuring electrodes.
  • the flowmeter according to the invention is characterized by an optimized signal / noise ratio. This makes it possible with the flowmeter according to the invention to determine even low flow velocities of a medium with low conductivity with a sufficiently high reproducibility and accuracy.
  • measuring electrodes made of diamond have the advantage that they have a long service life and are extremely low maintenance.
  • the magnet system consists of two diametrically arranged electromagnets, wherein the control / off value unit controls the electromagnets so that they produce a periodically alternating or a constant magnetic field in the measuring tube.
  • the constant magnetic field over
  • an advantageous embodiment of the invention proposes a power supply unit which provides the energy required to operate the flowmeter.
  • the energy supply unit is a battery, a solar cell or a fuel cell.
  • the energy supply unit is preferably integrated in the transmitter or in the control / evaluation unit of the magneto-inductive flowmeter.
  • Fig. 1 a schematic representation of a first embodiment of the device according to the invention
  • Fig. 2 a schematic representation of a second embodiment of the device according to the invention.
  • Fig. 1 shows a sdiematische representation of a first embodiment of the device according to the invention.
  • the measuring tube 2 is flowed through by the medium 11 in the direction of the measuring tube axis 3.
  • the medium 11 is at least to a small extent electrically conductive.
  • the measuring tube 2 itself is made of a non-conductive material, or it is lined at least on its inner surface with a non-conductive material.
  • the perpendicular to the flow direction of the medium 11 aligned magnetic field B is generated via the two diametrically arranged electromagnets 6, 7.
  • the magnetic field B is either a constant magnetic field or an alternating field that periodically reverses its direction.
  • charge carriers located in the medium 11 migrate according to their polarity to one of the two oppositely poled measuring electrodes 4, 5.
  • the voltage which builds up between the measuring electrodes 4, 5 is proportional to the flow velocity averaged over the cross section of the measuring tube 2 Medium 11, ie, it is a measure of the volume flow of the medium 11 in the measuring tube 2.
  • the measuring tube 2 is incidentally via connecting elements, for. As flanges, which are not shown separately in the drawing, connected to a pipe system through which the medium 11 passes.
  • the measuring electrodes 4, 5 are in direct contact with the medium 11.
  • at least the medium-contacting surface area of the measuring electrodes 4, 5 is made of diamond with a suitable conductive doping.
  • the medium-contacting surface region of each measuring electrode 6 preferably exists; 7 made of boron-doped diamond.
  • the control / evaluation unit 8 is connected via the connecting line 16 with an input / output unit 9 and possibly via a data bus with a parent Connected control room. It goes without saying that the communication can also be carried out by radio.
  • the evaluation / control unit 8 is also associated with the storage unit 10.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a second embodiment of the device according to the invention.
  • the essential difference between the two embodiments is the magnet system used: While electromagnets 6, 7 are used in the embodiment shown in FIG. 1, permanent magnets 17 are used in the embodiment shown in FIG. In both cases, the magnet system is configured and / or arranged such that the electromagnets 6, 7 or the permanent magnets 17 generate a largely homogeneous magnetic field B over the cross section of the measuring tube 2.
  • the advantage of the embodiment shown in Fig. 2 with constant magnetic field B is the fact that here a continuous measurement of the volume or mass flow is possible.
  • the time that is not available for the measurement after switching the magnetic field is eliminated, and the measuring time can be selected arbitrarily long. In particular, it is optimized so that a desired measurement accuracy is achieved. Due to the optimizable measurement time can therefore be achieved with the device according to the invention best measurement results.
  • a constant magnetic field can also be generated via the electromagnets 6, 7.
  • a power supply unit 18 is integrated directly into the control / evaluation unit 8.
  • the power supply unit 18 is preferably a battery, a fuel cell or u.U. also a solar cell.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums (11), das ein Messrohr (2) in Richtung der Messrohrachse (3) durchfliesst, mit einem Magnetsystem (6, 7; 17), das ein das Messrohr (2) durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Messrohrachse (3) verlaufendes Magnetfeld (B) erzeugt, mit zumindest einer Messelektrode (4; 5), die in einem definierten Oberflächenbereich mit dem Medium (11) in Kontakt ist, und mit einer Regel-/Auswerteeinheit (8), die anhand der in die zumindest eine Messelektrode (4, 5) induzierten Messspannung Information über den Volumen- oder Massestrom des Mediums (11) in dem Messrohr (2) bereitstellt, wobei zumindest der mediumsberührende Oberflächenbereich der zumindest einen Messelektrode (4, 5) aus einem chemisch inerten und elektrochemisch und mechanisch beständigen Material gefertigt ist.

Description

Beschreibung Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisch induktives Durchflussmess-gerät, also eine Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums, das ein Messrohr in Richtung der Messrohrachse durchfliesst, mit einem Magnetsystem, das ein das Messrohr durchsetzendes, im wesent-lichen quer zur Messrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, mit zumindest einer Messelektrode, die in einem definierten Oberflächenbereich mit dem Medium in Kontakt ist, und mit einer Regel-/Auswerteeinheit, die anhand der in die zumindest eine Messelektrode induzierten Messspannung Information über den Volumen- oder Massestrom des Mediums in dem Messrohr bereitstellt.
[0002] Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte nutzen für die volumetrische
Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus: Senk-recht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren in gleichfalls im wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums angeordnete Messelektroden eine Messspannung. Die in die Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums; sie ist also proportional zum Volumenstrom. Die Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und wo folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist. Die Messelektroden selbst sind mit dem Medium entweder galvanisch oder kapazitiv gekoppelt.
[0003]
[0004] Bei der Verwendung von mediumsberührenden Messelektroden bilden sich an der Grenzfläche zwischen der metallischen Messelektrode und dem durch das Messrohr fließenden Medium galvanische Elemente, die ein elektro-chemisches Störpotential verursachen. Dieses elektrochemische Störpotential variiert über die Zeit, da es abhängig ist von verschiedenen sich ändernden Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Druck, Zusammensetzung des Mediums, Material der Messelektroden und Material des Messrohrs. So kann sich beispielsweise die Zusammensetzung der Oberfläche der Mess-elektroden infolge der Bildung einer Passivierungsschicht oder infolge von Korrosion ändern. Das variierende elektrochemische Störpotential überlagert sich der eigentlichen Messspannung, welche proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des durch das Messrohr fließenden Mediums ist. Es versteht sich von selbst, dass ein sich über die Zeit änderndes elektrochemisches Potential die Messgenauigkeit eines herkömmlichen magnetisch induktiven Durchflussmessgeräts negativ beeinflussen. Es werden deshalb Verfahren notwendig, die diese Störsignale eliminieren. Besonders kritisch ist es, wenn es sich bei dem zu messenden Medium um ein Medium mit einer geringen Leitfähigkeit handelt, das das Messrohr mit einer relativ hohen Strömungs-geschwindigkeit durchfließt. Aufgrund des Einflusses der relativ großen Störspannung auf die Messspannung besteht dann die Gefahr, dass die Messspannung im Rauschen verschwindet, wodurch eine zuverlässige und wiederholbare Durchflussmessung unmöglich wird.
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät vorzuschlagen, dessen Messgenauigkeit weitgehend unbeeinflusst ist von elektrochemischen Störpotentialen.
[0006] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zumindest der mediumsberührende
Oberflächenbereich der zumindest einen Messelektrode aus einem chemisch inerten und mechanisch beständigen Material gefertigt ist. Gemäß einer bevorzugen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich bei dem chemisch inerten und elektrochemisch und mechanisch beständigen Material um Diamant, der über eine geeignete Dotierung elektrisch leitfähig gemacht ist. Insbesondere ist das Diamantmaterial zu diesem Zweck Bor-dotiert.
[0007] Ein Sensor mit aus Diamant bestehenden Mikroelektroden ist bereits aus der WO 2005/017514 bekannt geworden. Der bekannt gewordene Sensor dient dazu, eine chemische Eigenschaft bzw. eine chemische Prozessgröße einer Flüssigkeit zu bestimmen. Insbesondere besteht der Sensor aus einem Gehäuse, einer isolierenden Schicht aus einem nidit-leitfähigen Diamant-material, einer Vielzäi von Mikroelektroden aus einem leitfähigem Diamantmaterial und einem Schaltkreis, der mit jeder der Mikroelektroden verbunden ist. Anhand der von den Mikroelektroden aufgenommenen Messsignalen wird die entsprechende chemische Prozessgröße des Mediums bestimmt. Insbesondere sind die Mikroelektroden in einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster angeordnet. Bevorzugt sind sie so in das isolierende Diamantmaterial integriert, dass sie mit dem Medium direkt oder indirekt in Kontakt stehen.
[0008] Wie im Stand der Technik beschrieben, so kann auch in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung ein synthetisch hergestellter Diamant verwendet werden. Diamant hat die Eigenschaften, dass er einerseits eine hohe Härte und damit eine hohe mechanische und elektrochemische Beständigkeit aufweist; andererseits hat Diamant den Vorteil, dass er weitgehend chemisch inert ist. Damit entfällt das bei herkömmlichen magnetisch induktiven Durchflussmess-geräten auftretende Problem, dass sich den eigentlichen Messsignalen an den Messelektroden ein zeitlich variierendes Störsignal überlagert, das durch veränderbare elektrochemisches Störpotentiale an den Messelektroden hervorgerufen wird. Das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät zeichnet sich durch ein optimiertes Signal/ Rausch- Verhältnis aus. Damit wird es mit dem erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät möglich, selbst geringe Strömungsgeschwindigkeiten eines Mediums mit geringer Leitfähigkeit mit einer hinreichend hohen Reproduzierbarkeit und Messgenauigkeit zu bestimmen. Im Hinblick auf übliche Medien und übliche Strömungs-geschwindigkeiten wird folglich eine gesteigerte Messgenauigkeit erreicht. So kann beispielsweise zur Erzielung einer gewünschten Messgenauigkeit im Hinblick auf die bekannten Durchflussmessgeräte mit einem reduzierten Magnetfeld gearbeitet werden, was zu erheblichen Energieeinsparungen im Messbetrieb führt. Darüber hinaus haben aus Diamant gefertigte Mess-elektroden den Vorteil, dass sie lange Standzeiten haben und ävßerst wartungsarm sind.
[0009] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht das Magnetsystem aus zwei diametral angeordneten Elektro-magneten, wobei die Regel-/ Aus Werteeinheit die Elektromagnete so ansteuert, dass diese ein periodisch alternierendes oder ein konstantes Magnetfeld in dem Messrohr erzeugen.
[0010] Bei bekannten magnetisch induktiven Durchflussmessgeräten mit üblichen
Messelektroden wird die Polarität des Magnetfeldes periodisch geändert. Durch die Differenzbildung zweier aufeinander folgender Messwerte, die bei unterschiedlichen Polaritäten des Magnetfeldes ermittelt werden, lassen sich Signalanteile, die Störgrößen repräsentieren und die folglich nicht den zu ermittelnden Volumen- oder Massestrom widerspiegeln, effektiv eliminieren. Es versteht sich von selbst, dass diese Ausgestaltung mit periodisch sich umkehrendem Magnetfeld auch in Verbindung mit der vorliegenden Lösung erfolgen kann, obwohl die Störeinflüsse - wie bereits an vorhergehender Stelle beschrieben - bei der erfindungsgemäßen Lösung näherungsweise entfallen. Weniger aufwändige Lösungen, insbesondere ein Durdiflussmess-gerät mit einem konstanten Magnetfeld, können daher in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden.
[0011] Gemäß einer Ausgestaltung ist es möglich, das konstante Magnetfeld über
Elektromagnete zu erzeugen. Als besonders vorteilhaft wird es in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät angesehen, dass es sich bei dem Magnetsystem um zumindest einen Permanentmagneten handelt, der im Innenraum des Messrohres ein konstantes Magnetfeld erzeugt. Diese Lösung ist einerseits sehr energiesparend; andererseits eröffnet ein das Messrohr durchsetzendes konstantes Magnetfeld die Möglichkeit, den Volumen- bzw. den Massestrom kontinuierlich zu messen und nicht nur jeweils während einer vom Messgerät abhängigen Messperiode nach einem Umschalten der Polarität des Magnetfeldes. Diese Problematik wird an nachfolgender Stelle noch ausführlicher dargelegt.
[0012]
[0013] Insbesondere in Verbindung mit einem über zumindest einen Permanent- magneten erzeugten konstanten Magnetfeld schlägt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung eine Energieversorgungseinheit vor, welche die zum Betreiben des Durchflussmessgeräts benötigte Energie zur Verfügung stellt. Beispielsweise handelt es sich bei der Energieversorgungseinheit um eine Batterie, eine Solarzelle oder eine Brennstoffzelle. Bevorzugt ist die Energieversorgungseinheit in dem Messumformer bzw. in der Regel- /Auswerteeinheit des magnetisch induktiven Durchflussmessgeräts integriert.
[0014] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
[0015] Fig. 1: eine schematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
[0016] Fig. 2: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
[0017] Fig. 1 zeigt eine sdiematische Darstellung einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Messrohr 2 wird von dem Medium 11 in Richtung der Messrohrachse 3 durchflössen. Das Medium 11 ist zumindest in geringem Umfang elektrisch leitfähig. Das Messrohr 2 selbst ist aus einem nicht- leitfähigen Material gefertigt, oder es ist zumindest an seiner Innenfläche mit einem nicht-leitfähigen Material ausgekleidet.
[0018] Das senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums 11 ausgerichteten Magnetfeld B wird über die beiden diametral angeordnete Elektromagnete 6, 7 erzeugt. Bei dem Magnetfeld B handelt es sich entweder um ein konstantes Magnetfeld oder um ein Wechselfeld, das periodisch seine Richtung umkehrt. Unter dem Einfluss der Magnetfeldes B wandern in dem Medium 11 befind-liche Ladungsträger entsprechend ihrer Polarität zu einer der beiden entgegengesetzt gepolten Messelektroden 4, 5 ab. Die sich zwischen den Messelektroden 4, 5 aufbauende Spannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres 2 gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 11, d. h. sie ist ein Maß für den Volumenstrom des Mediums 11 in dem Messrohr 2. Das Messrohr 2 ist übrigens über Verbindungselemente, z. B. Flansche, die in der Zeichnung nicht gesondert dargestellt sind, mit einem Rohrsystem, durch das das Medium 11 hindurchströmt, verbunden.
[0019] Die Messelektroden 4, 5 befinden sich im gezeigten Beispiel in direktem Kontakt mit dem Medium 11. Erfindungsgemäß ist zumindest der mediumsberührende Oberflächenbereich der Messelektroden 4, 5 aus Diamant mit einer geeigneten leitfähigen Dotierung hergestellt. Bevorzugt besteht der mediumsberührende Oberflächenbereich jeder Messelektrode 6; 7 aus Bor-dotiertem Diamant.
[0020] Über Verbindungsleitungen 12, 13 sind die Messelektroden 4, 5 mit der Regel- /Auswerteeinheit 8 verbunden. Die Verbindung zwischen den Elektromagneten 6, 7 und der Regel-/Auswerteeinheit 8 erfolgt über die Verbindungsleitungen 14, 15. Die Regel-/Auswerteeinheit 8 ist über die Verbindungsleitung 16 mit einer Eingabe- /Ausgabeeinheit 9 und ggf. über einen Datenbus mit einer übergeordneten Leitwarte verbunden. Es versteht sich von selbst, dass die Kommunikation auch per Funk erfolgen kann. Der Auswerte-/Regeleinheit 8 ist darüber hinaus die Speiciiereinheit 10 zugeordnet.
[0021] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen besteht in dem verwendeten Magnetsystem: Während bei der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung Elektromagnete 6, 7 verwendet werden, kommen bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform Permanentmagnete 17 zum Einsatz. In beiden Fällen ist das Magnetsystem so ausgestaltet und/oder angeordnet, dass die Elektromagnete 6, 7 oder die Permanentmagnete 17 ein über den Querschnitt des Messrohres 2 weitgehend homogenes Magnetfeld B erzeugen.
[0022] Mit der in Fig. 1 beschriebenen Lösung mit periodisch alternierendem Magnet- feld ist nur eine diskontinuierliche Messung des Volumen- oder Massestroms möglich. Dies rührt daher, dass beim Umschalten des Magnetfeldes B nur im Idealfall der Stromverlauf in den Spulen der Elektromagnete 6, 7 dem Verlauf des Magnetfelds B entspricht. Aufgrund von Wirbelströmen, die während des Umschaltens des Magnetfeldes B in den Polschuhen und Kernen der Elektro-magnete 6, 7 entstehen, zeigen sich in der Realität Abweichungen von diesem Idealfall. Der außerhalb der Spulen gemessene Spulenstrom entspricht stets der Summe des in den Spulen fließenden Stroms und des durch die Wirbelströme erzeugten Stroms. Wird der avßerhalb der Spulen gemessene Strom als Regelgröße verwendet, ist folglich zwar der Strom nicht aber das Magnetfeld B konstant. Dies gilt immer solange, bis die Wirbelströme abgeklungen sind. Erst dann kann eine verlas slidie Messung des Volumen- oder Massestroms durchgeführt werden. Von der Anmelderin sind mehrere Verfahren bekannt geworden, die dazu dienen, die nicht für die Messung geeignete Zeitspanne nach einem Umschalten des Magnetfeldes B zu reduzieren, um die nachfolgende Messzeit zu erhöhen. Entsprechende elektromagnetische Durchflussmessgeräte werden von der Anmelderin unter der Bezeichnung PROMAG angeboten und vertrieben.
[0023] Der Vorteil der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform mit konstantem Magnetfeld B ist darin zu sehen, dass hier eine kontinuierliche Messung des Volumen- oder Massestroms möglich wird. Die nicht für die Messung zur Verfügung stehende Zeitdauer nach Umschalten des Magnetfeldes entfällt, und die Messzeit kann beliebig lang gewählt werden. Insbesondere ist sie so optimiert, dass eine gewünschte Messgenauigkeit erreicht wird. Aufgrund der optimierbaren Messdauer lassen sich daher mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beste Messergebnisse erzielen. Selbstverständlich kann ein konstantes Magnetfeld auch über die Elektromagnete 6, 7 erzeugt werden.
[0024] Da die Umpolarisierung des Magnetfeldes bei der Lösung mit Permanent-magneten entfällt, lässt sich darüber hinaus auf einfache Art und Weise ein autarkes Durchflussmessgerät 1 zur Verfügung stellen. Im gezeigten Fall ist eine Energieversorgungseinheit 18 direkt in die Regel- /Auswerteeinheit 8 integriert. Bei der Energieversorgungseinheit 18 handelt es sich bevorzugt um eine Batterie, eine Brennstoffzelle oder u.U. auch um eine Solarzelle.
[0025] Bezugszeichenliste
1. Magnetisch induktives Durchflussmessgerät
2. Messrohr
3. Messrohrachse
4. Diamantbeschichtete Messelektrode
5. Diamantbeschichtete Messelektrode
6. Elektromagnet
7. Elektromagnet
8. Regel-/Auswerteeinheit
9. Eingabe-/Ausgabeeinheit
10. Speichereinheit
11. Medium 12. Verbindungsleitung
13. Verbindungsleitung
14. Verbindungsleitung
15. Verbindungsleitung
16. Verbindungsleitung
17. Permanentmagnet
18. Energieversorgungseinheit

Claims

Ansprüche
[0001] 1. Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums
(11), das ein Messrohr (2) in Richtung der Messrohrachse (3) durchfliesst, mit einem Magnetsystem (6, 7; 17), das ein das Messrohr (2) durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Messrohrachse (3) verlaufendes Magnetfeld (B) erzeugt, mit zumindest einer Messelektrode (4; 5), die in einem definierten Oberflächenbereich mit dem Medium (11) in Kontakt ist, und mit einer Regel- /Auswerteeinheit (8), die anhand der in die zumindest eine Messelektrode (4, 5) induzierten Mess Spannung Information über den Volumen- oder Masse-strom des Mediums (11) in dem Messrohr (2) bereitstellt, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der mediumsberührende Oberflächenbereich der zumindest einen Messelektrode (4, 5) aus einem chemisch inerten und elektrochemisch und mechanisch beständigen Material gefertigt ist.
[0002] 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, wobei es sich bei dem chemisch inerten und elektrochemisch und mechanisch beständigen Material um Diamant handelt, der elektrisch leitfähig dotiert ist.
[0003] 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem chemisch inerten und mechanisch beständigen Material um Bor-dotierten Diamant handelt.
[0004] 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem
Magnetsystem um zwei diametral angeordnete Elektromagnete handelt (6, 7) und dass die Regel-/Auswerteeinheit (8) die Elektromagnete (6, 7) so ansteuert, dass diese ein periodisch alternierendes oder ein konstantes Magnetfeld (B) in dem Messrohr (2) erzeugen.
[0005] 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem
Magnetsystem um zumindest einen Permanent^nagneten (17) handelt.
[0006] 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
Eiergie Versorgungseinheit (18) vorgesehen ist, die die zum Betreiben des Durchflussmessgeräts benötigte Biergie zur Verfügung stell.
[0007] 7. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der
Biergie Versorgungseinheit (18) um eine Batterie, eine Solarzelle oder eine Brennstoffzelle handelt.
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