EP2044394A1 - Apparatus for measuring the volume or mass flow of a medium in a pipeline - Google Patents

Apparatus for measuring the volume or mass flow of a medium in a pipeline

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Publication number
EP2044394A1
EP2044394A1 EP07786900A EP07786900A EP2044394A1 EP 2044394 A1 EP2044394 A1 EP 2044394A1 EP 07786900 A EP07786900 A EP 07786900A EP 07786900 A EP07786900 A EP 07786900A EP 2044394 A1 EP2044394 A1 EP 2044394A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring tube
measuring
medium
pipeline
grounding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07786900A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Roger Kerrom
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
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
Publication of EP2044394A1 publication Critical patent/EP2044394A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/18—Supports or connecting means for meters
    • 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
    • G01F1/584—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

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the volume or
  • Mass flow of a medium in a pipeline with a measuring tube, which is flowed through by the medium in the direction of the measuring tube axis and which is mounted via two pipe flanges fixed to the pipeline in the pipeline, wherein the measuring tube is folded in its two end portions or the Measuring tube in its two end regions each having a measuring tube flange, wherein between a sauce- edged end portion or a measuring tube flange and the corresponding pipe flange, a ground plate is provided, through which the medium is placed on a reference potential, with a magnet system, the a magnetic field passing through the measuring tube and extending essentially transversely to the measuring tube axis is produced, with at least one measuring electrode coupled to the medium, which is arranged in a region of the measuring tube lying substantially perpendicular to the magnetic field, and with a control / evaluation unit, which is based on the in the at least one measuring electrode in Duced measurement voltage provides information about the volume or mass flow of the medium in the measuring tube.
  • the measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to the flow velocity of the medium averaged over the Q ⁇ er bain of the measuring tube; it is therefore proportional to the volume flow.
  • the measuring voltage is usually tapped via a pair of measuring electrodes, which is arranged in the region of the maximum magnetic field strength, ie in the area in which the maximum measuring voltage is to be expected.
  • the measuring electrodes themselves are coupled to the medium either galvanically or capacitively.
  • Piping usually takes place on both sides via two flanges, one of which is attached to the pipeline and the other to the measuring tube of the flowmeter.
  • flanges In addition to fixing the flowmeter in the pipeline via flanges is It is also known to form the flowmeter as a beetle and clamped by a fastening mechanism between the two flanges of the pipeline.
  • a grounding disk is usually positioned between each end region of the measuring tube and the corresponding pipe flange or in each case between each measuring pipe flange and the corresponding pipe flange in such a way that it is in contact with the medium flowing through the pipe and the measuring pipe.
  • the grounding disk is connected to ground potential or to another reference potential via a corresponding connection.
  • Plastic grounding washer a metal grounding washer in front.
  • the metal from which the grounding washer is made must consist of a chemically inert metal.
  • a metal suitable for this purpose is tantalum, with tantalum having the known disadvantage of being relatively expensive is. If the tantalum disk is used in the area of large nominal diameters, the manufacturing costs for the electromagnetic flowmeter are thus dramatically increased.
  • the invention has for its object to provide a grounding plate in conjunction with a magnetic inductive flow meter, which is inexpensive and suitable for use in corrosive media.
  • the object is achieved in that the grounding disk of a conductive
  • the earth disk according to the invention can thus be used as a wafer both in the flange version of a magneto-inductive flowmeter and in one embodiment of the magneto-inductive flowmeter.
  • grounding plate according to the invention are on the one hand in their dimensional stability even at high pressure load and on the other hand in the high corrosion resistance.
  • the grounding plate according to the invention is in the substrate of the grounding plate to steel or stainless steel.
  • the thickness of the carrier material is dimensioned such that the grounding plate is resistant to bending in dependence on the pressure acting on it in the installed state. This can effectively prevent deformation of the grounding disk, which possibly leads to leakage at the installation site of the flowmeter.
  • the conductive plastic coating is a coating of modified PTFE. It has proven particularly advantageous to store particles of a conductive material in the modified PTFE. The particles are preferably carbon particles.
  • Fraction of the thickness of the carrier material is. It is important to ensure that all Covered surface areas of the substrate are continuously provided with the plastic layer.
  • the layer should not be so thin that it is porous. However, it can not be made arbitrarily thick, because then again the problem of dimensional instability under pressure can occur.
  • a thin as possible training of the protective layer has the further advantage that the surface coating is very hard. Thus, it is largely resistant to mechanical damage caused by grooves or scratches.
  • FIG. 1 is a schematic representation of an embodiment of the magnetic inductive flowmeter according to the invention
  • FIG. 1a is a partial cross section according to the marking A-A in Fig. 1,
  • Fig. 2 a plan view of a grounding plate according to the invention
  • FIG. 2a shows a cross section according to the marking A-A in Fig. 2nd
  • Fig. 1 shows a plan view of an embodiment of the inventive
  • the flow meter 1 built into the pipeline 17 consists of a sensor 21 and a transmitter 22.
  • the sensitive electrical components are e.g. arranged the control / evaluation unit 8.
  • the measuring tube flange 19 is either welded to the measuring tube 2, or it is at the measuring tube flange 19 to a loose flange which is pushed with play on the measuring tube 2 and a bent end portion 18 of the measuring tube 2 in the installed state of the Flowmeter 1 is fixed in the axial direction of the measuring tube 2.
  • Flow meter 1 is positioned, the two pipe flanges 20 are mounted. Between a measuring tube flange 19 and a pipe flange 20 a grounding plate 23 according to the invention is provided in each case. In addition to the grounding function, the grounding disk 23 also has the function of a seal in the case shown. It goes without saying that the sealing function can also be taken over by an additional seal. This alternative is not shown in FIG. 1, however.
  • Fig. Ia a cross section according to the label AA in Fig. 1 is shown.
  • the measuring tube 2 is from the medium 11 in the direction of the measuring tube axis. 3 flows through.
  • 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 liner of a non-conductive material.
  • the perpendicular to the flow direction S of the medium 11 aligned magnetic field B is generated via two diametrically arranged electromagnets 6, 7. Under the influence of the magnetic field B, charge carriers located in the medium 11 migrate, depending on the polarity, to the two oppositely poled measuring electrodes 4, 5.
  • the measuring voltage U 1 which builds up on the measuring electrodes 4, 5 is proportional to the flow velocity of the medium 11 averaged over the Q ⁇ erritt of the measuring tube 2, ie it is a measure of the volume flow of the medium 11 in the measuring tube. 2
  • the measuring electrodes 4, 5 are in direct contact with the medium 11;
  • the coupling can also be capacitive.
  • the evaluation / control unit 8 connected.
  • the control / evaluation unit 8 is connected via the connecting line 16 with an input / output unit 9.
  • the evaluation / control unit 8 is associated with the memory unit 10.
  • FIG. 2 shows a plan view of a grounding disk 23 according to the invention.
  • FIG. 2 a shows a cross-section according to the marking A-A in FIG. 2.
  • the grounding disk 23 has the same shape as the grounding disk from EP 1 186 867 A1. It goes without saying that the grounding plate 23 can also have any other shape. It is important that the inner diameter of the central recess of the grounding plate substantially corresponds to the inner diameter of the pipe 17.
  • the structure of the grounding disk 23 can be clearly seen from the Q ⁇ errough shown in Fig. 2a.
  • the grounding plate 23 is made of a conductive substrate 24.
  • the substrate 24 is in a region in contact with the medium 11 and the folded end portions 18 or the Meßrohr- flanges 19 and the pipe flanges 20 in the installed state electrically conductive, chemically resistant plastic coating 25 are provided.
  • the plastic coating 25 is PTFE with inclusions of carbon.
  • the plastic coating 25 can be applied to the carrier material 24 by means of all common coating methods in an optimum thickness for the respective application. [0030] List of Reference Numerals

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Abstract

In order to put a medium which flows through a magnetic-inductive flowmeter (1) at a reference potential, in each case one grounding disc (23) is arranged between the angled end regions (18) of the measuring tube (2) or the measuring-tube flanges (19) mounted on the measuring tube (2) and the pipeline flanges (20) connected to the pipeline (17). According to the invention, the grounding disc (23) comprises a conductive carrier material (24). The carrier material (24) is provided with an electrically conductive, chemically stable plastic coating (25) at least in those regions which are in contact with the medium (11) and the angled end regions (18) or the measuring-tube flanges (19) and the pipeline flanges (20) in the installed state.

Description

Beschreibung description
Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms einesDevice for measuring the volume or mass flow of a
Mediums in einer RohrleitungMedium in a pipeline
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Volumen- oderThe invention relates to a device for measuring the volume or
Massestroms eines Mediums in einer Rohrleitung, mit einem Messrohr, das von dem Medium in Richtung der Messrohrachse durchströmt wird und das über zwei an der Rohrleitung befestigte Rohrleitungs-Flansche in der Rohrleitung montiert ist, wobei das Messrohr in seinen beiden Endbereichen abgekantet ist oder wobei das Messrohr in seinen beiden Endbereichen jeweils einen Messrohr-Flansch aufweist, wobei zwischen einem abge-kanteten Endbereich oder einem Messrohr-Flansch und dem entsprechenden Rohrleitungs-Flansch eine Erdungsscheibe vorgesehen ist, über die das Medium auf ein Referenzpotential gelegt ist, mit einem Magnetsystem, das ein das Messrohr durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Messrohrachse verlaufendes Magnetfeld erzeugt, mit zumindest einer mit dem Medium gekoppelten Messelektrode, die in einem im wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld liegenden Bereich des Messrohres angeordnet 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 liefert.Mass flow of a medium in a pipeline, with a measuring tube, which is flowed through by the medium in the direction of the measuring tube axis and which is mounted via two pipe flanges fixed to the pipeline in the pipeline, wherein the measuring tube is folded in its two end portions or the Measuring tube in its two end regions each having a measuring tube flange, wherein between a abge- edged end portion or a measuring tube flange and the corresponding pipe flange, a ground plate is provided, through which the medium is placed on a reference potential, with a magnet system, the a magnetic field passing through the measuring tube and extending essentially transversely to the measuring tube axis is produced, with at least one measuring electrode coupled to the medium, which is arranged in a region of the measuring tube lying substantially perpendicular to the magnetic field, and with a control / evaluation unit, which is based on the in the at least one measuring electrode in Duced measurement voltage provides information about the volume or mass flow of the medium in the measuring tube.
[0002][0002]
[0003] Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte nutzen für die volumetrischeMagnetic-inductive flowmeters use for the volumetric
Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus: Senk-recht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren in gleichfalls im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums angeordnete Messelektroden eine Messspannung. Die in die Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Qαerschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums; sie ist also proportional zum Volumenstrom. Die Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das in dem Bereich der maximalen Magnetfeldstärke angeordnet ist, also in dem Bereich, in dem die maximale Messspannung zu erwarten ist. Die Messelektroden selbst sind mit dem Medium entweder galvanisch oder kapazitiv gekoppelt.Flow measurement, the principle of electrodynamic induction from: perpendicular to a magnetic field moving charge carriers of the medium induce in likewise substantially perpendicular to the flow direction of the medium arranged measuring electrodes, a measuring voltage. The measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to the flow velocity of the medium averaged over the Qαerschnitt of the measuring tube; it is therefore proportional to the volume flow. The measuring voltage is usually tapped via a pair of measuring electrodes, which is arranged in the region of the maximum magnetic field strength, ie in the area in which the maximum measuring voltage is to be expected. The measuring electrodes themselves are coupled to the medium either galvanically or capacitively.
[0004] Die Befestigung eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts in einerThe attachment of a magnetic-inductive flowmeter in a
Rohrleitung erfolgt beidseitig üblicherweise über zwei Flansche, von denen einer an der Rohrleitung und der andere an dem Messrohr des Durchfluss-messgerät befestigt ist. Neben der Fixierung des Durchflussmessgeräts in der Rohrleitung über Flansche ist es auch bekannt, das Durchflussmessgerät als Wäfer auszubilden und über einen Befestigungsmechanismus zwischen den beiden Flanschen der Rohrleitung einzuspannen.Piping usually takes place on both sides via two flanges, one of which is attached to the pipeline and the other to the measuring tube of the flowmeter. In addition to fixing the flowmeter in the pipeline via flanges is It is also known to form the flowmeter as a beetle and clamped by a fastening mechanism between the two flanges of the pipeline.
[0005] Um die Empfindlichkeit eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts zu erhöhen, ist es notwendig, dass das Medium auf einem definierten Referenz-potential, z.B. auf Massepotential, liegt. Hierzu ist üblicherweise zwischen jedem Endbereich des Messrohrs und dem entsprechenden Rohrleitungs-Flansch bzw. jeweils zwischen jedem Messrohr-Flansch und dem entsprechenden Rohrleitungs-Flansch eine Erdungsscheibe derart positioniert, dass sie mit dem durch die Rohrleitung und das Messrohr strömenden Medium in Kontakt steht. Die Erdungsscheibe liegt über eine entsprechende Verbindung auf Massepotential oder auf einem sonstigen Referenzpotenzial .In order to increase the sensitivity of a magneto-inductive flowmeter, it is necessary that the medium be at a defined reference potential, e.g. at ground potential, lies. For this purpose, a grounding disk is usually positioned between each end region of the measuring tube and the corresponding pipe flange or in each case between each measuring pipe flange and the corresponding pipe flange in such a way that it is in contact with the medium flowing through the pipe and the measuring pipe. The grounding disk is connected to ground potential or to another reference potential via a corresponding connection.
[0006] Besondere Maßnahmen müssen ergriffen werden, wenn es sich bei dem Medium um ein aggressives, korrosives Medium handelt. In diesem Zusammenhang ist es bereits bekannt geworden, die Erdungsscheibe aus einem chemisch inerten Kunststoff mit eingelagerten, leitfähigen Partikeln zu fertigen. Von der Anmelderin werden zu diesem Zweck Erdungsscheiben aus PTFE mit eingelagerten Kohlenstoffpartikeln verwendet. PTFE hat den Vorzug, dass es chemisch inert ist.Special measures must be taken if the medium is an aggressive, corrosive medium. In this context, it has already become known to manufacture the grounding plate made of a chemically inert plastic with embedded, conductive particles. For this purpose, the applicant uses PTFE ground plates with embedded carbon particles. PTFE has the advantage that it is chemically inert.
[0007] Der Nachteil von Erdungsscheiben aus PTFE zeigt sich in gewissenThe disadvantage of ground disks made of PTFE is evident in certain
Anwendungsfällen, insbesondere dann, wenn Durchflussmessgeräte mit großen Nennweiten mit entsprechend hohem Anpressdruck in einer Rohrleitung befestigt werden. Da es sich bei PTFE um ein relativ weiches Material handelt, besteht bereits bei einer relativ kleinen Druckbelastung die Gefahr, dass das PTFE seine Formstabilität verliert und zu fließen beginnt. Aufgrund einer Oberflächenveränderung der Erdungsscheibe kann es dann vorkommen, dass eine Leckage im Bereich der Verbindung zwischen Durchflussmessgerät und Rohrleitung auftritt. Da eine Kunststoff-Erdungsscheibe relativ weich ist, besteht darüber hinaus auch die Gefahr, dass infolge einer mechanischen Oberflächenbeschädigung an den Verbindungsstellen zwischen Messrohr und Rohrleitung ein Leckage auftritt.Applications, especially when flow meters are attached with large nominal diameters with a correspondingly high contact pressure in a pipeline. Since PTFE is a relatively soft material, even with a relatively small pressure load there is a risk that the PTFE loses its dimensional stability and begins to flow. Due to a surface change of the ground disk, it may happen that a leak occurs in the region of the connection between the flow meter and the pipe. In addition, since a plastic grounding disk is relatively soft, there is also a risk that leakage will occur due to a mechanical surface damage at the connection points between the measuring pipe and the pipe.
[0008] Eine bekannte Lösung für das zuvor genannte Problem schlägt anstelle einerA known solution to the aforementioned problem proposes instead of one
Kunststoff-Erdungsscheibe eine Erdungsscheibe aus Metall vor. Handelt es sich bei dem zu messenden oder überwachenden Medium allerdings um ein aggressives, korrosives Medium, so muss das Metall, aus dem die Erdungs-scheibe gefertigt ist, aus einem chemisch inerten Metall bestehen. Ein für diesen Zweck geeignetes Metall ist beispielsweise Tantal, wobei Tantal den bekannten Nachteil hat, dass es relativ teuer ist. Wird die Erdungsscheibe aus Tantal im Bereich großer Nennweiten eingesetzt, so werden folglich die Herstellungskosten für das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät eklatant in die Höhe getrieben.Plastic grounding washer a metal grounding washer in front. However, if the medium to be measured or monitored is an aggressive, corrosive medium, then the metal from which the grounding washer is made must consist of a chemically inert metal. For example, a metal suitable for this purpose is tantalum, with tantalum having the known disadvantage of being relatively expensive is. If the tantalum disk is used in the area of large nominal diameters, the manufacturing costs for the electromagnetic flowmeter are thus dramatically increased.
[0009] Eine spezielle Ausgestaltung einer recht universell einsetzbaren Erdungs-scheibe ist in der EP 1 186 867 Al beschrieben. Es versteht sich von selbst, dass die nachfolgend beschriebene erfindungsgemäße Erdungsscheibe sowohl diese spezielle als auch jede andere beliebige Form aufweisen kann.A special embodiment of a fairly universal grounding disk is described in EP 1 186 867 A1. It goes without saying that the grounding plate according to the invention described below can have both this special and any other arbitrary shape.
[0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in Verbindung mit einem magnetischinduktiven Durchflussmessgerät eine Erdungsscheibe vorzuschlagen, die kostengünstig und für den Einsatz bei korrosiven Medien geeignet ist.The invention has for its object to provide a grounding plate in conjunction with a magnetic inductive flow meter, which is inexpensive and suitable for use in corrosive media.
[0011] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Erdungsscheibe aus einem leitfähigenThe object is achieved in that the grounding disk of a conductive
Trägermaterial gefertigt ist, und dass das Trägermaterial zumindest in den Bereichen, die mit dem Medium und den abgekanteten Endbereichen oder den Messrohr- und Rohrleitungs-Flanschen im eingebauten Zustand in Kontakt sind, mit einer elektrisch leitfähigen, chemisch beständigen Kunststoffschicht versehen sind. Die erfindungsgemäße Erdscheibe ist somit sowohl bei der Flanschversion eines magnetisch-induktiven Durchflussmess-geräts als auch bei einer Ausgestaltung des magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts als Wafer einsetzbar.Support material is made, and that the support material are provided at least in the areas which are in contact with the medium and the folded end portions or the measuring tube and pipe flanges in the installed state, with an electrically conductive, chemically resistant plastic layer. The earth disk according to the invention can thus be used as a wafer both in the flange version of a magneto-inductive flowmeter and in one embodiment of the magneto-inductive flowmeter.
[0012] Die Vorteile der erfindungsgemäßen Erdungsscheibe liegen einerseits in ihrer Formstabilität selbst bei hoher Druckbelastung und andererseits in der hohen Korrosionsbeständigkeit.The advantages of the grounding plate according to the invention are on the one hand in their dimensional stability even at high pressure load and on the other hand in the high corrosion resistance.
[0013] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erdungsscheibe handelt es sich bei dem Trägermaterial der Erdungsscheibe um Stahl oder Edelstahl. Insbesondere ist die Dicke des Trägermaterials so bemessen ist, dass die Erdungsscheibe in Abhängigkeit von dem im eingebauten Zustand auf sie einwirkenden Druck biegesteif ist. Hierdurch lässt sich eine Verformung der Erdungsscheibe, die ggf. zu einer Leckage am Einbauort des Durchflussmessgeräts führt, effektiv verhindern. Weiterhin schlägt eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung vor, dass es sich bei der leitfähigen Kunststoffbeschichtung um eine Beschichtung aus modifiziertem PTFE handelt. Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, in das modifizierte PTFE Partikel eines leitfähigen Materials einzulagern. Bei den Partikeln handelt es sich bevorzugt um Kohlenstoff-Partikel.According to a preferred embodiment of the grounding plate according to the invention is in the substrate of the grounding plate to steel or stainless steel. In particular, the thickness of the carrier material is dimensioned such that the grounding plate is resistant to bending in dependence on the pressure acting on it in the installed state. This can effectively prevent deformation of the grounding disk, which possibly leads to leakage at the installation site of the flowmeter. Furthermore, an advantageous embodiment of the solution according to the invention proposes that the conductive plastic coating is a coating of modified PTFE. It has proven particularly advantageous to store particles of a conductive material in the modified PTFE. The particles are preferably carbon particles.
[0014] Darüber hinaus ist vorgesehen, dass die Dicke der Kunststoffbeschichtung einenIn addition, it is provided that the thickness of the plastic coating a
Bruchteil der Dicke des Trägermaterials beträgt. Hierbei ist darauf zu achten, dass alle abzudeckenden Oberflächenbereiche des Trägermaterials durchgehend mit der Kunststoffschicht versehen sind. Die Schicht sollte also nicht so dünn sein, dass sie porös ist. Beliebig dick kann sie allerdings auch nicht gemacht werden, da dann wieder das Problem der Forminstabilität unter Druckbelastung auftreten kann. Eine möglichst dünne Ausbildung der Schutzschicht hat weiterhin den Vorteil, dass die Oberflächenbeschichtung sehr hart ist. Damit ist sie weitgehend resistent im Hinblick auf mechanische Beschädigungen durch Riefen oder Kratzer.Fraction of the thickness of the carrier material is. It is important to ensure that all Covered surface areas of the substrate are continuously provided with the plastic layer. The layer should not be so thin that it is porous. However, it can not be made arbitrarily thick, because then again the problem of dimensional instability under pressure can occur. A thin as possible training of the protective layer has the further advantage that the surface coating is very hard. Thus, it is largely resistant to mechanical damage caused by grooves or scratches.
[0015] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert . Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows
[0016] Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts,1 is a schematic representation of an embodiment of the magnetic inductive flowmeter according to the invention,
[0017] Fig. Ia: einen teilweise Querschnitt gemäß der Kennzeichnung A-A in Fig. 1,1a is a partial cross section according to the marking A-A in Fig. 1,
[0018] Fig. 2: eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Erdungsscheibe undFig. 2: a plan view of a grounding plate according to the invention and
[0019] Fig. 2a: einen Querschnitt gemäß der Kennzeichnung A-A in Fig. 2.2a shows a cross section according to the marking A-A in Fig. 2nd
[0020] Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungs-gemäßenFig. 1 shows a plan view of an embodiment of the inventive
Vorrichtung 1. Das in die Rohrleitung 17 eingebaute Durchfluss-messgerät 1 besteht aus einem Sensor 21 und eine Transmitter 22. In dem Transmitter 22 sind die empfindlichen elektrischen Komponenten z.B. die Regel-/ Auswerteeinheit 8 angeordnet.Device 1. The flow meter 1 built into the pipeline 17 consists of a sensor 21 and a transmitter 22. In the transmitter 22, the sensitive electrical components are e.g. arranged the control / evaluation unit 8.
[0021] In den beiden Endbereichen 18 des Messrohrs 2 des Durchflussmessgeräts 1 ist jeweils ein Messrohr- Flansch 19 befestigt. Der Messrohr- Flansch 19 ist entweder an das Messrohr 2 angeschweißt, oder es handelt sich bei dem Messrohr-Flansch 19 um einen losen Flansch, der mit Spiel auf das Messrohr 2 aufgeschoben ist und über einen abgekanteten Endbereich 18 des Messrohrs 2 im eingebauten Zustand des Durchflussmessgeräts 1 in axialer Richtung an dem Messrohr 2 fixiert ist.In the two end regions 18 of the measuring tube 2 of the flowmeter 1 each have a measuring tube flange 19 is attached. The measuring tube flange 19 is either welded to the measuring tube 2, or it is at the measuring tube flange 19 to a loose flange which is pushed with play on the measuring tube 2 and a bent end portion 18 of the measuring tube 2 in the installed state of the Flowmeter 1 is fixed in the axial direction of the measuring tube 2.
[0022] An den beiden Endbereichen der Rohrleitung 17, zwischen denen dasAt the two end portions of the pipe 17, between which the
Durchflussmessgerät 1 positoniert ist, sind die beiden Rohrleitungs-Flansche 20 montiert. Zwischen einem Messrohr-Flansch 19 und einem Rohrleitungs-Flansch 20 ist jeweils eine erfindungsgemäße Erdungsscheibe 23 vorge-sehen. Neben der Erdungsfunktion hat die Erdungsscheibe 23 im gezeigten Fall auch die Funktion einer Dichtung. Es versteht sich von selbst, dass die Dichtungsfunktion auch von einer zusätzlichen Dichtung übernommen werden kann. Diese Alternative ist in der Fig. 1 allerdings nicht dargestellt.Flow meter 1 is positioned, the two pipe flanges 20 are mounted. Between a measuring tube flange 19 and a pipe flange 20 a grounding plate 23 according to the invention is provided in each case. In addition to the grounding function, the grounding disk 23 also has the function of a seal in the case shown. It goes without saying that the sealing function can also be taken over by an additional seal. This alternative is not shown in FIG. 1, however.
[0023][0023]
[0024] In Fig. Ia ist ein Querschnitt gemäß der Kennzeichnung A-A in Fig. 1 dargestellt. Das Messrohr 2 wird von dem Medium 11 in Richtung der Messrohrachse 3 durchflössen. Das Medium 11 ist zumindest in geringem Umfang elektrisch leitend. Das Messrohr 2 selbst ist aus einem nicht-leitfähigen Material gefertigt, oder es ist zumindest an seiner Innenfläche mit einem Liner aus einem nicht-leitfähigen Material ausgekleidet.In Fig. Ia, a cross section according to the label AA in Fig. 1 is shown. The measuring tube 2 is from the medium 11 in the direction of the measuring tube axis. 3 flows through. 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 liner of a non-conductive material.
[0025] Das senkrecht zur Strömungsrichtung S des Mediums 11 ausgerichtete Magnetfeld B wird über zwei diametral angeordnete Elektromagnete 6, 7 erzeugt. Unter dem Einfluß der Magnetfeldes B wandern in dem Medium 11 befindliche Ladungsträger je nach Polarität zu den beiden entgegengesetzt gepolten Messelektroden 4, 5 ab. Die sich an den Messelektroden 4, 5 aufbauende Messspannung U1 ist proportional zu der über den Qαerschnitt des Messrohres 2 gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 11, d. h. sie ist ein Maß für den Volumenstrom des Mediums 11 in dem Messrohr 2.The perpendicular to the flow direction S of the medium 11 aligned magnetic field B is generated via two diametrically arranged electromagnets 6, 7. Under the influence of the magnetic field B, charge carriers located in the medium 11 migrate, depending on the polarity, to the two oppositely poled measuring electrodes 4, 5. The measuring voltage U 1 which builds up on the measuring electrodes 4, 5 is proportional to the flow velocity of the medium 11 averaged over the Qαerschnitt of the measuring tube 2, ie it is a measure of the volume flow of the medium 11 in the measuring tube. 2
[0026] In den beiden gezeigten Fällen befinden sich die Messelektroden 4, 5 in direktem Kontakt mit dem Medium 11; die Kopplung kann jedoch, wie bereits an vorhergehender Stelle erwähnt, auch kapazitiv erfolgen.In the two cases shown, the measuring electrodes 4, 5 are in direct contact with the medium 11; However, as already mentioned above, the coupling can also be capacitive.
[0027] Über Verbindungsleitungen 12, 13 sind die Messelektroden 4, 5 mit der Rege-Via connecting lines 12, 13 the measuring electrodes 4, 5 are connected to the
/Auswerteeinheit 8 verbunden. Die Verbindung zwischen den Elektro-magneten 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 verbunden. Der Auswerte-/Regeleinheit 8 ist die Speichereinheit 10 zugeordnet./ Evaluation unit 8 connected. The connection between the electromagnets 6, 7 and the control / evaluation unit 8 via the connecting lines 14, 15. The control / evaluation unit 8 is connected via the connecting line 16 with an input / output unit 9. The evaluation / control unit 8 is associated with the memory unit 10.
[0028] Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Erdungsscheibe 23. In Fig. 2a ist ein Qαerschnitt gemäß der Kennzeichnung A-A in Fig. 2 zu sehen. Die Erdungsscheibe 23 hat im dargestellten Fall die gleiche Form wie die Erdungsscheibe aus der EP 1 186 867 Al. Es versteht sich von selbst, dass die Erdungsscheibe 23 auch jede anderweitige Form aufweisen kann. Wichtig ist, dass der Innendurchmesser der mittigen Aussparung der Erdungsscheibe im wesentlichen dem Innendurchmesser der Rohrleitung 17 entspricht.FIG. 2 shows a plan view of a grounding disk 23 according to the invention. FIG. 2 a shows a cross-section according to the marking A-A in FIG. 2. In the case illustrated, the grounding disk 23 has the same shape as the grounding disk from EP 1 186 867 A1. It goes without saying that the grounding plate 23 can also have any other shape. It is important that the inner diameter of the central recess of the grounding plate substantially corresponds to the inner diameter of the pipe 17.
[0029] Der Aufbau der Erdungsscheibe 23 ist gut ersichtlich aus dem in Fig. 2a gezeigten Qαerschnitt. Die Erdungsscheibe 23 besteht aus einem leitfähigen Trägermaterial 24. Das Trägermaterial 24 ist in den Bereichen, die mit dem Medium 11 und den abgekanteten Endbereichen 18 oder den Messrohr- Flanschen 19 und den Rohrleitungs-Flanschen 20 im eingebauten Zustand in Kontakt sind, mit einer elektrisch leitfähigen, chemisch beständigen Kunststoffbeschichtung 25 versehen sind. Bevorzugt handelt es sich bei der Kunststoffbeschichtung 25 um PTFE mit Einlagerungen aus Kohlenstoff. Die Kunststoffbeschichtung 25 kann mittels aller gängigen Beschichtungs-verfahren in einer auf die jeweilige Anwendung optimalen Dicke auf das Trägermaterial 24 aufgebracht werden. [0030] BezugszeichenlisteThe structure of the grounding disk 23 can be clearly seen from the Qαerschnitt shown in Fig. 2a. The grounding plate 23 is made of a conductive substrate 24. The substrate 24 is in a region in contact with the medium 11 and the folded end portions 18 or the Meßrohr- flanges 19 and the pipe flanges 20 in the installed state electrically conductive, chemically resistant plastic coating 25 are provided. Preferably, the plastic coating 25 is PTFE with inclusions of carbon. The plastic coating 25 can be applied to the carrier material 24 by means of all common coating methods in an optimum thickness for the respective application. [0030] List of Reference Numerals
1. magnetisch-induktives Durchflus smes sgerät1. Magnetic-inductive flow meter
2. Messrohr2nd measuring tube
3. Messrohrachse3. Measuring tube axis
4. Messelektrode4. measuring electrode
5. Messelektrode5. Measuring electrode
6. Elektromagnet6. Electromagnet
7. Elektromagnet7. Electromagnet
8. Regel-/Auswerteeinheit8. Control / evaluation unit
9. Eingabe-/Ausgabeeinheit9. input / output unit
10. Speichereinheit10. Storage unit
11. Medium11. Medium
12. Verbindungsleitung12. Connecting line
13. Verbindungsleitung13. Connecting line
14. Verbindungsleitung14. Connection line
15. Verbindungsleitung15. Connecting line
16. Verbindungsleitung16. Connecting line
17. Rohrleitung17. Pipeline
18. Messrohr- Endbereich18. Measuring tube end area
19. Messrohr- Flansch19. Measuring tube flange
20. Rohrleitungs-Flansch20. Pipe flange
21. Sensor21. Sensor
22. Transmitter22. Transmitter
23. Erdungsscheibe23. Grounding disk
24. Trägermaterial24. carrier material
25. Kunststoffbeschichtung 25. Plastic coating

Claims

Ansprüche claims
[0001] 1. Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums1. Device for measuring the volume or mass flow of a medium
(11) in einer Rohrleitung (17), mit einem Messrohr (2), das von dem Medium (11) in Richtung der Messrohrachse (3) durchströmt wird und das über zwei an der Rohrleitung (17) befestigte Rohrleitungs- Flansche (20) in der Rohrleitung (17) montiert ist, wobei das Messrohr (2) in seinen beiden Endbereichen (18) abgekantet ist oder wobei das Messrohr (2) in seinen beiden Endbereichen (18) jeweils einen Messrohr- Flansch (19) aufweist, wobei zwischen einem abgekanteten Endbereich (18) oder einem Messrohr-Flansch (19) und einem Rohrleitungs-Flansch (20) eine Erdungs Scheibe (23) vorgesehen ist, über die das Medium (11) auf ein Referenzpotential gelegt ist, mit einem Magnetsystem (6, 7), das ein das Messrohr (2) durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Messrohrachse (3) verlaufendes Magnetfeld (B) erzeugt, mit zumindest einer mit dem Medium (11) gekoppelten Mess-elektrode (4, 5), die in einem im wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld (B) liegenden Bereich des Messrohres (2) angeordnet ist, und mit einer Regel-/Auswerteeinheit (8), die anhand der in die zumindest eine Messelektrode (4, 5) induzierten Messspannung ( U1 (11) in a pipeline (17), with a measuring tube (2) through which the medium (11) flows in the direction of the measuring tube axis (3) and via two pipe flanges (20) fixed to the pipeline (17) in the pipe (17) is mounted, wherein the measuring tube (2) in its two end regions (18) is bent or wherein the measuring tube (2) in its two end regions (18) each having a measuring tube flange (19), wherein between a bent end portion (18) or a measuring tube flange (19) and a pipe flange (20) a grounding disc (23) is provided, via which the medium (11) is set to a reference potential, with a magnet system (6, 7), which generates a measuring tube (2) passing through, substantially transversely to the measuring tube axis (3) extending magnetic field (B), with at least one with the medium (11) coupled to the measuring electrode (4, 5) in a in essentially perpendicular to the magnetic field (B) lying region of the measuring tube (2) is arranged, un d with a control / evaluation unit (8) based on the at least one measuring electrode (4, 5) induced measuring voltage (U 1
) Information über den Volumen- oder Massestrom des Mediums (11) in dem Messrohr (2) liefert, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungs Scheibe (23) aus einem leitfähigen Trägermaterial (24) gefertigt ist, und dass das Trägermaterial (24) zumindest in den Bereichen, die mit dem Medium (11) und den abgekanteten Endbereichen (18) oder den Messrohr- Flanschen (19) und den Rohrleitungs-Flanschen (20) im eingebauten Zustand in Kontakt sind, mit einer elektrisch leitfähigen, chemisch beständigen Kunststoffbeschichtung (25) versehen sind.) Provides information about the volume or mass flow of the medium (11) in the measuring tube (2), characterized in that the grounding disc (23) is made of a conductive carrier material (24), and that the carrier material (24) at least in the areas which are in contact with the medium (11) and the beveled end regions (18) or the measuring tube flanges (19) and the pipe flanges (20) with an electrically conductive, chemically resistant plastic coating (25 ) are provided.
[0002] 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the
Erdungs scheibe (23) aus Stahl oder Edelstahl gefertigt ist.Grounding washer (23) is made of steel or stainless steel.
[0003] 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the
Dicke des Trägermaterials (24) so bemessen ist, dass die Erdungs scheibe (23) in Abhängigkeit von dem im eingebauten Zustand auf sie einwirkenden Druck im wesentlichen torsions steif ist.Thickness of the support material (24) is dimensioned so that the grounding disc (23) is substantially torsionally stiff depending on the pressure applied to it in the installed state.
[0004] 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der leitfähigen Kunststoffbeschichtung (25) um eine Beschichtung aus modifiziertem PTFE handelt. [0005] 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in das modifizierte PTFE Partikel eines leitfähigen Materials eingelagert sind. [0006] 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die4. The device according to claim 1, characterized in that it is in the conductive plastic coating (25) to a coating of modified PTFE acts. 5. The device according to claim 4, characterized in that are incorporated in the modified PTFE particles of a conductive material. 6. Apparatus according to claim 1, 4 or 5, characterized in that the
Dicke der Kunststoffbeschichtung (25) einen Bruchteil der Dicke desThickness of the plastic coating (25) a fraction of the thickness of the
Trägermaterials (24) beträgt. Carrier material (24).
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