EP4710066A1 - Messeinrichtung - Google Patents

Messeinrichtung

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Publication number
EP4710066A1
EP4710066A1 EP24725811.4A EP24725811A EP4710066A1 EP 4710066 A1 EP4710066 A1 EP 4710066A1 EP 24725811 A EP24725811 A EP 24725811A EP 4710066 A1 EP4710066 A1 EP 4710066A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring device
grounding
carbon
fiber
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24725811.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik GEBAUER
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.)
SGL Carbon SE
Original Assignee
SGL Carbon SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SGL Carbon SE filed Critical SGL Carbon SE
Publication of EP4710066A1 publication Critical patent/EP4710066A1/de
Pending 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
    • 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
    • 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
    • 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
    • G01F15/006—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 characterised by the use of a particular material, e.g. anti-corrosive material
    • 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
    • G01F15/14—Casings, e.g. of special material
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a measuring device, a grounding device for a measuring device and a system for producing a measuring device.
  • a medium that is at least slightly electrically conductive and whose volume flow is to be determined is passed through a measuring tube that is arranged inside the measuring device and is penetrated by a magnetic field essentially perpendicular to the tube axis.
  • Charge carriers moving perpendicular to the magnetic field induce a voltage perpendicular to their flow direction, which can be tapped via appropriately arranged measuring electrodes.
  • the induced voltage is proportional to a flow velocity of the medium averaged over a cross-section of the measuring tube, and this can be used to determine the volume flow.
  • the measuring device including the measuring tube is inserted into an existing pipe system via flanges so that the measuring medium can flow through the measuring tube.
  • a high level of measuring accuracy can only be achieved if the medium and the measuring instrument are at the same potential.
  • a grounding device such as a grounding ring is necessary for potential equalization - especially when using plastic pipes. Similar grounding devices are also used in other applications where proper grounding must be ensured.
  • the earthing devices known from the state of the art are associated with some disadvantages.
  • GB 2229047 A describes grounding rings made of a PTFE shell and a graphite insert arranged therein.
  • the grounding rings disclosed therein also comprise a tab, preferably made of steel, for connecting the grounding ring to a grounding point.
  • the multi-component structure of GB 2229047 A has limited mechanical stability - also due to the material transitions.
  • perfluorinated materials are difficult or impossible to break down in nature and are therefore not completely ecologically harmless.
  • the grounding ring described in DE 3340458 C1 consists of three graphite foils with metal foils arranged between them. This layer structure ensures limited mechanical and chemical stability of the grounding device. Shear stress during operation can cause leaks and process fluid to escape from the system. In addition, corresponding metal foils are very quickly chemically attacked, especially by corrosive media, which greatly limits the service life of such a grounding device.
  • the object of the present invention was therefore to provide a measuring device with a grounding device of higher mechanical and/or chemical stability, which can be used as universally and easily as possible and has a long service life.
  • a measuring device comprising a) a measuring instrument and b) a grounding device, wherein the grounding device comprises or consists of a fiber composite material.
  • Measuring instruments also called measuring devices
  • measuring devices are used to determine geometric and/or physical quantities. In most cases, they lead to a quantitative Statement about the measured quantity. This statement, the measured value, is usually given as the product of the numerical value and the unit.
  • a measuring device is defined as "the totality of all measuring devices and additional devices for achieving a measurement result" and in the simplest case consists of a single measuring device, but can also include other devices such as necessary supply or discharge lines, connecting means for positive, material and/or force-fitting connection of the components of the measuring device, or even earthing devices.
  • the measuring device preferably comprises one or more measuring devices and one or more earthing devices or consists of these elements.
  • the grounding device serves to discharge electrostatic charge and/or leakage currents and/or for potential equalization.
  • it fulfills all of the aforementioned suitability.
  • It preferably comprises at least one contact section for establishing an electrical contact with the measuring instrument and a connection section for establishing an electrical connection to a grounding point (also called mass or earth, English: “ground” or “earth”).
  • the connection section and the grounding point are connected via an electrically conductive connection that is not part of the connection section; this is usually an electrically conductive wire.
  • the connection section is designed as a tab.
  • connection section e.g. in the form of a lug, and an electrically conductive connection to earth.
  • the connection to earth limits the generation of static electricity when handling flammable products or electrostatically sensitive equipment.
  • a "fiber composite material” is understood to mean a material made of two or more bonded materials that has different material properties than its individual components and that can serve as a component of a technical object.
  • a component can be, for example, a plate, a ring, a housing or a part of a housing.
  • At least one material component is a fiber material preferably comprising or consisting of long and/or continuous fibers and another is a matrix material, in particular a polymer material in which the Fiber material is arranged at least partially, preferably completely.
  • polymer is understood to mean a chemical substance which has more than 50% by weight, preferably more than 70% by weight, more preferably more than 80% by weight, even more preferably more than 90% by weight and most preferably more than 95% by weight macromolecules.
  • Micromolecules are molecules that are made up of one or more identical or similar structural units, the constitutional repeating units (IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the “Gold Book”), A. D. McNaught, A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8). Such macromolecules have more than 10 repeating units, preferably more than 15 repeating units.
  • the molar mass is preferably at least 3,000 g/mol, preferably at least 5,000 g/mol, particularly preferably at least 7,000 g/mol and most preferably at least 10,000 g/mol
  • Polymers are usually produced by the reaction of monomers or oligomers which have one or more of the constitutional repeat units in a polymerization reaction.
  • An oligomer is a molecule which has been formed from several monomers and is therefore made up of a large number of structurally identical or similar structural units. In the context of the invention, oligomers are referred to when the molecule has been produced from a reaction of 2-10, preferably 2-8, preferably 3-7 monomers.
  • thermosetting plastics i.e. polymers (cf. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the “Gold Book”), A. D. McNaught and A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997)), which can be used in particular as components of coatings, varnishes and paints.
  • resins in particular resins obtained by polyaddition or polycondensation, in particular polyurethane (PU), polyester, polyamide, urea, melamine, formaldehyde, PVC, acrylic or epoxy resins.
  • the matrix material of the protective device according to the invention serves for at least partial, preferably complete embedding of the fiber material and optionally also for at least partial, preferably complete embedding of an optional additive, e.g. metal particles, and/or for at least partial, preferably complete dissolving of an optional additive. It holds the fibers of the fiber material in their position and transfers and distributes tensions between them.
  • It is preferably a polymer material, in particular a thermosetting polymer material. Preferably, this is a resin and a hardener.
  • accelerators, activators and release agents are preferably used, which then preferably form part of the matrix material in the sense of the present invention.
  • the matrix material has a substantially homogeneous chemical composition with the exception of an optionally incorporated additive and the incorporated fiber material, i.e. that material boundaries, with the exception of the optionally incorporated additive and the incorporated fiber material, are not present at all or only to adjacent areas of a fiber composite component.
  • the fiber material is preferably substantially embedded in the matrix material.
  • substantially means that at least 50 ol% of the fiber material is completely surrounded by matrix material, preferably at least 60 ol%, more preferably at least 70 vol%, even more preferably at least 80 vol%, even more preferably at least 85 vol%, even more preferably 90 ol% and most preferably at least 95 vol%.
  • the grounding device can also comprise several fiber materials, for example made of different continuous fibers, in which case the above ranges preferably refer to the volume fraction of a fiber material and/or to the sum of the volume fractions of all fiber materials.
  • the earthing device according to the invention is characterized by a particularly high resistance to corrosion, wear and embrittlement, which results in increased safety during operation of the measuring device.
  • the grounding devices according to the invention are particularly light and mechanically stable.
  • the properties such as temperature resistance
  • the properties can be adapted to the respective application, which enables a particularly wide range of applications.
  • Environmental compatibility and recyclability can also be controlled and is usually significantly higher than with comparable, known grounding devices.
  • the chemical resistance ensures particularly high reliability.
  • the fiber composite material is a carbon fiber composite material, preferably a carbon fiber reinforced carbon and/or carbon fiber reinforced plastic. These materials have both very good They have high conductivity and high mechanical and chemical stability and are therefore particularly advantageous. The use of carbon fiber reinforced carbon is particularly preferred.
  • the fiber composite material according to the invention can also have several different material components, which individually take on the functions of mechanical/chemical stability and conductivity.
  • the fiber composite material comprises, for example, a glass fiber material and additionally metallically conductive particles, which - like the fiber material - are arranged at least partially, preferably completely, in the matrix material.
  • the minimum conductivity of the fiber composite material is > 0.02 S*m' 1 , > 0.1 S*m' 1 , even more preferably > 1.0 S*m' 1 , even more preferably > 10.0 S*m' 1 , and most preferably > 1.0 * 10 3 S*nr 1 or even > 2.5 * 10 3 S*m' 1 .
  • the measurement of the conductivity of a standardized sample body of a fiber composite material in different directions is described in Khan, JB, Smith, AC, Tuohy, PM, Gresil, M., Soutis, C. and Lambourne, A. (2019), Experimental electrical characterisation of carbon fiber composites for use in future aircraft applications. IET Sei. Meas.
  • Minimum conductivity is understood to be the smallest conductivity value obtained when measuring between opposite side surfaces of a standardized specimen made of the fiber composite material as described in the above publication, ie in longitudinal, transverse and thickness measurements.
  • the corresponding conductivity of the fiber composite material is particularly preferably achieved by the fiber material and/or any conductive additives it contains, whereas the conductivity of the matrix material itself is low.
  • the conductivity of the matrix material is preferably ⁇ 10' 1 °S*m' 1 , more preferably ⁇ 10' 11 S*m' 1 , even more preferably ⁇ 10' 12 S*m -1 and most preferably ⁇ 10' 14 S*m -1 .
  • the conductivity of a standardized test body consisting of matrix material can be determined as described above. If the conductivity is achieved by the fiber material and/or any conductive additives it contains, a targeted alignment of the conduction paths within the fiber composite material can be achieved.
  • Carbon fiber reinforced carbon has a particularly high mechanical and chemical resistance.
  • carbon fibers are embedded in an organic binder such as a resin and a porous skeleton body is produced by thermal treatment.
  • this is impregnated with a binder, in particular with a polymer material such as a resin.
  • the impregnating agent fills the pores of the skeleton structure and, after thermal treatment, at least partially takes on the function of a matrix material, i.e.
  • the impregnating agent together with the thermally treated binder from the first process step, forms the matrix material in which the carbon fiber is embedded.
  • the thermal treatment, "carbonization”, is preferably carried out at a temperature of 400 to 1,200 °C and particularly preferably at 600 to 1,000 °C.
  • the same or different binders can be used in the two production steps. A corresponding production is described, for example, in Chapter 12.2 of Huber Järger/Wilhelm Frohs, “Industrial Carbon and Graphite Materials”, Volume 2, Wiley VCH, 2021.
  • CFRC material is particularly suitable for applications that involve contact with highly corrosive, hot media.
  • such materials have a particularly high level of purity and can therefore be used in a wide variety of applications.
  • the matrix material generally has a particularly high carbon content and/or a high aromatic character.
  • the inventors assume that, particularly when using a carbon fiber, a particularly stable impregnation is obtained due to the resulting chemical similarity to the carbon fiber, which in turn has a positive effect on the mechanical and/or chemical resistance of the grounding device.
  • the preferably thermosetting polymer material therefore has a functional group with an unsaturated carbon-nitrogen bond, in particular a carbon-nitrogen double bond.
  • the functional group has an unsaturated carbon-carbon bond, in particular a carbon-carbon double bond.
  • the functional group has two, three, four, five or more unsaturated carbon-carbon bonds and/or unsaturated carbon-nitrogen bonds.
  • the unsaturated compound is a thermosetting polymer material having at least one constitutional repeating unit which has at least one functional group comprising an unsaturated carbon-carbon bond and/or an unsaturated carbon-nitrogen bond.
  • the functional group is preferably part of an aromatic system, such as part of a furanyl, thiophenyl, pyrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, thiazolyl, phenyl, benzoyl, hydroxyphenyl or pyiridinyl group.
  • aromatic system such as part of a furanyl, thiophenyl, pyrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, thiazolyl, phenyl, benzoyl, hydroxyphenyl or pyiridinyl group.
  • the presence of an aromatic system energetically favors further aromatization during the carbonization process.
  • the aforementioned groups are particularly preferably part of a repeating unit(s) when the unsaturated compound is a polymer.
  • phenolic or vinyl ester resins is particularly preferred, as this enables a high level of corrosion and temperature resistance of the earthing device to be achieved.
  • the polymer material is a thermosetting polymer material, preferably a cured phenol or vinyl ester resin, then it preferably has a permeability coefficient (gas permeability) of c(perm) ⁇ 5 * 10' 3 cm 2 /s, more preferably c(perm) ⁇ 3 * 10' 3 cm 2 /s, even more preferably c(perm) ⁇ 2 * 10' 3 cm 2 /s, even more preferably c(perm) ⁇ 1 * 10' 3 cm 2 /s and most preferably c(perm) ⁇ 0.8 * 10' 3 cm 2 /s or even ⁇ 0.6 * 10' 3 cm 2 /s.
  • a permeability coefficient gas permeability
  • Particularly preferred in this context is an embodiment in which the fiber material is at least partially, preferably completely, in the form of a textile structure, in particular in the form of a woven fabric and/or scrim. This results in particularly chemically resistant materials.
  • the impregnation is preferably carried out with a phenolic or vinyl ester resin, the composite material preferably being impregnated once, more preferably twice and most preferably three times.
  • Resin of an identical type is preferably used as the impregnating resin, ie for example in the case of a thermosetting polymer material in the form of cured phenolic resin, phenolic resin, and in the case of cured vinyl ester resin, vinyl ester resin.
  • a thermosetting polymer material in the form of cured phenolic resin, phenolic resin, and in the case of cured vinyl ester resin, vinyl ester resin.
  • the above permeability coefficients can be determined using the vacuum decay method according to DIN 51935:2019-07.
  • corresponding unsaturated or aromatic and/or thermosetting polymer materials are not only advantageous in connection with carbon fiber-reinforced carbon, but generally when used as a matrix material.
  • the matrix material particularly preferably has a high carbon content and/or a high aromatic character.
  • the preferably thermosetting polymer material therefore has a functional group with an unsaturated carbon-nitrogen bond, in particular a carbon-nitrogen double bond.
  • the functional group has an unsaturated carbon-carbon bond, in particular a carbon-carbon double bond.
  • the functional group has two, three, four, five or more unsaturated carbon-carbon bonds and/or unsaturated carbon-nitrogen bonds.
  • the unsaturated compound is a thermosetting polymer material having at least one constitutional repeating unit which has at least one functional group comprising an unsaturated carbon-carbon bond and/or an unsaturated carbon-nitrogen bond.
  • the functional group is preferably part of an aromatic system, such as part of a furanyl, thiophenyl, pyrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, thiazolyl, phenyl, benzoyl, hydroxyphenyl or pyiridinyl group.
  • aromatic system such as part of a furanyl, thiophenyl, pyrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxazolyl, thiazolyl, phenyl, benzoyl, hydroxyphenyl or pyiridinyl group.
  • the presence of an aromatic system energetically favors further aromatization during the carbonization process.
  • the aforementioned groups are particularly preferably part of a repeating unit(s) when the unsaturated compound is a polymer.
  • the grounding device has a plate- or disk-shaped section. This is preferably the contact section with which the electrical contact with the measuring instrument is made.
  • the grounding device is particularly preferably a grounding ring, especially if the measuring instrument is a magnetic-inductive flow meter.
  • a grounding ring preferably has a uniform thickness, so that it can be used particularly easily as a seal or as part of a sealing system. Uniform means that the maximum and minimum values of the thickness of the grounding ring have a maximum difference of 20% based on the minimum value of the thickness. Such a design is particularly simple to manufacture and is therefore preferred.
  • the grounding ring is preferably arranged in the measuring device in such a way that it is in contact with the media and/or seals against the atmosphere so that no media can escape from the measuring device.
  • Such a grounding ring preferably has a tab that serves as a connection section for a grounding point.
  • the connection section in particular in the form of a tab, preferably has one or more through holes and is preferably designed integrally with the contact section and/or other or even all components of the grounding ring.
  • a clamping screw can preferably be guided through the through holes, whereby an electrically conductive wire, which is connected to a grounding point, can be fixed to the tab in order to enable charge to be discharged.
  • the grounding ring preferably also takes on a sealing function.
  • the grounding ring is preferably designed for a tubular measuring sensor of a magnetic-inductive flow meter, which is arranged between the connection flanges of the measuring tube of the measuring sensor and those of a pipeline.
  • the grounding device according to the invention is in contact with the conductive liquid and connected to a grounding point.
  • This can be a direct grounding or a grounded housing of the measuring sensor.
  • Such a measuring device is also included in the invention and is particularly preferred.
  • the grounding device is a grounding electrode or grounding rod.
  • the grounding device according to the invention is preferably liquid-tight and/or gas-tight. This can prevent intrusion of the grounding device with a corrosive chemical, which ultimately leads to increased mechanical and/or chemical stability.
  • the fiber material has at least in sections, preferably completely, a surface structure, preferably a textile surface structure, which is partially, substantially (ie more than 90 vol. %), or even completely embedded in the matrix material.
  • the surface structure is selected from the group consisting of scrims, knitwear, woven fabrics, braids, fleece or mixtures thereof.
  • nonwoven fabric is understood to mean a structure made of fibers of a limited length, continuous fibers (filaments) or cut yarns of any kind and of any origin, which have been joined together in some way to form a fiber layer and connected to one another in some way. This excludes the crossing or entanglement of yarns, as occurs in weaving, knitting, lace making, braiding and the manufacture of tufted products. This definition corresponds to the DIN EN ISO 9092 standard. According to the invention, the term nonwoven fabric also includes felt fabrics. However, films and papers are not included in the category of nonwoven fabrics.
  • braiding is understood to mean the regular intertwining of several strands of flexible material.
  • the difference to weaving is that in braiding the threads are not fed at right angles to the main product direction.
  • fabric is understood to mean a textile fabric consisting of two thread systems, warp (warp threads) and weft (weft threads), which, when viewed on the fabric surface, cross in a pattern at an angle of exactly or approximately 90°.
  • warp threads warp threads
  • weft threads weft threads
  • Each of the two systems can be made up of several types of warp or weft (e.g. ground, pile and filling warp; ground, binding and filling weft).
  • the warp threads run in the longitudinal direction of the fabric, parallel to the fabric edge, and the weft threads run in the transverse direction, parallel to the fabric edge.
  • the threads are connected to the fabric primarily by friction.
  • the warp and weft threads usually have to be woven relatively tightly. Therefore, with a few exceptions, the fabrics also have a closed fabric appearance.
  • This definition corresponds to the standard DIN 61100, Part 1.
  • the grounding device particularly preferably comprises several layers of fabric, which are particularly preferably impregnated and/or pressed with a resin. Alternatively, the grounding device can also be manufactured using a prepreg.
  • woven fabric and nonwoven fabric also include textile materials that have been tufted. Tufting is a process in which yarns are anchored into a woven fabric or nonwoven fabric using a machine powered by compressed air and/or electricity.
  • knitwear is understood to mean textile materials that are made from thread systems by forming stitches. This includes both crocheted and knitted materials.
  • a scrim is understood to mean a fabric consisting of one or more layers of parallel, stretched threads.
  • the threads are usually fixed at the crossing points. Fixing is carried out either by material bonding or mechanically by friction and/or form-fitting.
  • the scrim is preferably selected from a monoaxial or unidirectional, a biaxial or multiaxial scrim.
  • the fiber material preferably has an anisotropic structure, i.e. within the fiber composite material according to the invention and/or the grounding device, the fibers have a specific fiber orientation. This can produce anisotropic mechanical and/or electrical behavior.
  • the fibers of the fiber material are preferably selected from the group consisting of glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, basalt fibers, boron fibers, steel fibers, polymer fibers such as synthetic fibers, in particular aramid and nylon fibers, or mixtures of the aforementioned. Glass fibers and carbon fibers are particularly preferred, most preferably carbon fibers. With corresponding fibers, protective devices according to the invention with particularly high mechanical resistance can be produced.
  • this is in the form of a scrim with individual filaments, the number of individual filaments in the scrim being > 12,000. It is particularly preferably a carbon fiber material.
  • continuous fibers are understood to mean fibers with a length L > 50 mm.
  • the fibers of the fiber material according to the invention preferably have a fiber length L, where L > 75 mm, preferably L > 100 mm.
  • the continuous fibers are unidirectional fibers, i.e. the continuous fibers are oriented in a single direction in a reinforcement element and are preferably aligned parallel to one another.
  • the fibers of the fiber material according to the invention preferably have a fiber length L, where L > 25 mm, preferably L > 35 mm.
  • the number of individual filaments of the fabric is > 20,000, preferably > 30,000 or even > 50,000. Structures with the high number of individual filaments described above are easier to process and therefore particularly cost-efficient.
  • the invention also relates to a grounding device which is particularly suitable for use in one of the measuring devices defined above.
  • the grounding device according to the invention can be used wherever a discharge of electrostatic charge and/or leakage currents and/or potential equalization is required. It preferably comprises at least one connection section for a grounding point, for example in the form of a tab, and a contact section for electrically contacting the measuring instrument.
  • the earthing device can be used, for example, to contact an earthing point for a water supply. It can also be used as part of a lightning protection system or to protect against overvoltages and/or leakage currents and/or voltage peaks, particularly in electric motors and Li-ion batteries.
  • the earthing device for such applications is usually ring-shaped.
  • the invention also relates to a kit of parts, also called a component set, ie a system comprising functionally coordinated individual components for producing a measuring device according to the invention as defined above, comprising: a) a measuring instrument, b) a grounding device comprising a fiber composite material with a fiber and a matrix material, and c) Optionally: one or more connecting means, which are preferably selected from screws, nuts and cables; seals (preferably made of expanded graphite); and pipes.
  • the invention also relates to the use of a carbon fiber material for discharging electrostatic charge and/or leakage currents and/or for potential equalization and/or for discharging voltage peaks, in particular in a measuring device.
  • the invention also relates to the use of the earthing device according to the invention for discharging electrostatic charge and/or leakage currents and/or for potential equalization and/or for discharging voltage peaks, in particular in a measuring device.
  • the invention also relates to the use of the grounding device according to the invention as a seal or as a component of a sealing system, in particular for use in a pipeline system.
  • the invention also relates to a sealing system or a pipeline system comprising the grounding device according to the invention and optionally a measuring device, for example a flow meter, such as a magnetic-inductive flow meter.
  • the starting material for the earthing device made of a fiber composite material is a carbon fiber fabric.
  • This fabric is impregnated with a resol liquid resin system in an injection process (resin transfer molding - RTM) in a mold and cured under pressure.
  • the curing process was carried out with a treatment at a temperature of approx. 200 °C in a heated press.
  • the green body thus obtained is heated in the subsequent carbonization step under protective gas to 600-1000 °C until a porosity of almost 25% is achieved.
  • the porous body is impregnated with a resol resin and carbonized at a temperature of 900-1000 °C. This process is repeated at least twice.
  • the body obtained is then heated under protective gas to 2000 °C to obtain a CFRC material. This is subjected to a final machining treatment, which produces the pear-shaped structure with a through hole shown in the figures.
  • Fig. 1a and 1b and Fig. 2 show schematically earthing devices according to the invention.
  • Fig. 3 shows schematically a measuring device according to the invention with earthing device in an exploded view.
  • Fig. 4 shows schematically an earthing device which is arranged in a flange and is connected to an earthing point via the connection section and a wire fixed thereto.
  • Fig. 1a and 1b and Fig. 2 show schematically grounding devices 1 according to the invention made of a CFRC material.
  • the grounding device of Fig. 1a and 1b has a bee-shaped design in the planar top view (Fig. 1a). It comprises a ring-shaped contact section 4 and an adjoining, radially outwardly directed connection section in the form of a tab 2.
  • the Grounding device has a uniform thickness.
  • the grounding device further comprises two through openings 3 and 13, of which the larger 3 is arranged within the contacting section, which is necessary, in particular, if the grounding device is to be used in a pipeline system between flanges.
  • connection section The smaller through opening 13, on the other hand, is arranged in the connection section, so that it can be used for connection to a grounding point, for example by means of a clamping screw.
  • Fig. 2 shows a perspective view of a second grounding device according to the invention, which differs in the design of the connection section.
  • Fig. 3 shows schematically a measuring device according to the invention with two grounding devices, which in this view are shown rotated by 90° in relation to their position in use.
  • the grounding devices like the additional seals 5, are arranged between flanges 8 of a pipe system.
  • the measuring instrument 6 for example a flow meter such as a magnetic-inductive flow meter, is arranged between the two flange points.
  • Fig. 4 shows schematically an earthing device according to the invention, which is arranged in a flange location.
  • the arrangement shown including the earthing device, comprises pipe sections with flanges 8, which are screwed together.
  • the pipe sections and the flanges are lined with glass or another non-conductive lining material 12, and the earthing device according to the invention is arranged between two seals 5 between the flanges.
  • a tab 2 extends radially outward from the annular contact section 4 of the earthing device and is connected to a suitable earthing point 11 via a conductive wire 10. Charge which accumulates on the flanges or walls of the pipe section(s) is discharged via the tab and the conductor to the earthing point 11.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung, eine Erdungsvorrichtung für eine Messeinrichtung sowie ein Kit-of-parts zur Herstellung einer Messeinrichtung.

Description

Messeinrichtung
Gegenstand der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung, eine Erdungsvorrichtung für eine Messeinrichtung sowie ein System zur Herstellung einer Messeinrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Die Prozessindustrie ist seit langem mit dem Problem statischer Elektrizität in Rohrleitungen und Behältern, welches mit der Beeinträchtigung von Messergebnissen von Messinstrumenten und/oder verheerenden Folgen durch die Entzündung brennbarer Flüssigkeiten durch einen Funken verbunden sein kann, befasst.
Es ist bekannt, zur Ableitung von Störspannungen von Messgeräten Erdungsvorrichtungen einzusetzen, beispielsweise bei magneto-hydrodynamischen Durchflussmessgeräten zur Messung von Volumenströmen. Bei solchen Messgeräten wird ein zumindest in geringem Umfang elektrisch leitfähiges Medium, dessen Volumenstrom bestimmt werden soll, durch ein Messrohr geleitet, welches innerhalb der Messeinrichtung angeordnet ist und im Wesentlichen senkrecht zur Rohrachse von einem Magnetfeld durchsetzt ist. Senkrecht zum Magnetfeld bewegte Ladungsträger induzieren senkrecht zu deren Durchflussrichtung eine Spannung, die über entsprechend angeordnete Messelektroden abgreifbar ist. Die induzierte Spannung ist proportional zu einer über einen Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums und hierdurch kann auf den Volumenstrom geschlossen werden.
Die Messeinrichtung samt Messrohr wird über Flansche in ein bestehendes Rohrleitungssystem eingesetzt, sodass das Messmedium durch das Messrohr strömen kann. Eine hohe Messgenauigkeit kann nur dann erzielt werden, wenn Medium und Messinstrument auf demselben Potential liegen. Für einen Potentialausgleich ist - insbesondere bei Verwendung von Kunststoffrohren - eine Erdungsvorrichtung, wie z. B. ein Erdungsring, notwendig. Ähnliche Erdungsvorrichtungen werden auch in anderen Anwendungen eingesetzt, bei welchen eine ordnungsgemäße Erdung sichergestellt sein muss. Die aus dem Stand der Technik bekannten Erdungsvorrichtungen sind jedoch mit einigen Nachteilen verbunden.
Die GB 2229047 A beschreibt Erdungsringe aus einer PTFE-Hülle und einem darin angeordneten Graphiteinsatz. Die dort offenbarten Erdungsringe umfassen weiterhin eine vorzugsweise aus Stahl gefertigte Lasche zum Anschluss des Erdungsrings an eine Erdungsstelle. Der Mehrkomponentenaufbau der GB 2229047 A weist jedoch - auch aufgrund der Materialübergänge - eine beschränkte mechanische Stabilität auf. Darüber hinaus sind perfluorierte Materialien schwer oder gar nicht in der Natur abbaubar und daher ökologisch nicht vollkommen unbedenklich.
Der in der DE 3340458 C1 beschriebene Erdungsring besteht hingegen aus drei Graphitfolien, zwischen denen Metallfolien angeordnet sind. Dieser Schichtaufbau sorgt für eine beschränkte mechanische und chemische Stabilität der Erdungsvorrichtung. Durch Scherspannung während des Betriebs können Undichtigkeiten entstehen, und Prozessflüssigkeit aus dem System gelangen. Darüber hinaus werden entsprechende Metallfolien sehr schnell chemisch angegriffen, insbesondere von korrosiven Medien, was die Lebensdauer einer solchen Erdungsvorrichtung stark einschränkt.
AUFGABE
Vor diesem Hintergrund bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung daher darin, eine Messeinrichtung mit einer Erdungsvorrichtung höherer mechanischer und/oder chemischer Stabilität bereitzustellen, welche möglichst universell und problemlos einsetzbar ist und eine hohe Lebensdauer aufweist.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Messeinrichtung umfassend a) ein Messinstrument und b) eine Erdungsvorrichtung, wobei die Erdungsvorrichtung ein Faserverbundmaterial umfasst oder aus diesem besteht.
Messinstrumente (auch Messgeräte genannt) dienen zur Bestimmung geometrischer und/oder physikalischer Größen. Meistens führen sie im Rahmen einer Messung auf eine quantitative Aussage über die Messgröße. Diese Aussage, der Messwert, wird in der Regel als Produkt von Zahlenwert und Einheit angegeben.
Eine Messeinrichtung ist gemäß DIN 1319 als „Gesamtheit aller Messgeräte und zusätzlicher Einrichtungen zur Erzielung eines Messergebnisses“ definiert und besteht im einfachsten Fall aus einem einzigen Messgerät, kann jedoch aber auch weitere Einrichtungen wie notwendige Zu- oder Ableitungen, Verbindungsmittel zum form-, Stoff- und/oder kraftschlüssigen Verbinden der Bestandteile der Messeinrichtung, oder auch Erdungsvorrichtungen umfassen. Bevorzugt umfasst die Messeinrichtung ein oder mehrere Messgeräte und ein oder mehrere Erdungsvorrichtungen oder besteht aus diesen Elementen.
Die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung, auch als Ableitungsvorrichtung benennbar, dient zur Abführung von elektrostatischer Ladung und/oder Kriechströmen und/oder zum Potential- ausgleich. Bevorzugt erfüllt sie alle vorgenannten Eignungen. Sie umfasst vorzugsweise mindestens einen Kontaktierungsabschnitt zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zum Messinstrument und einen Anschlussabschnitt für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einer Erdungsstelle (auch Masse oder Erde genannt, English: „ground“ oder „earth“). Die Verbindung von Anschlussabschnitt und Erdungsstelle erfolgt über eine elektrisch leitende Verbindung, die nicht Teil des Anschlussabschnitts ist, in der Regel ist dies ein elektrisch leitender Draht. Vorzugsweise ist der Anschlussabschnitt als Lasche ausgebildet.
Ladung, die sich am Messinstrument und/oder an den zusätzlichen Einrichtungen zur Erzielung eines Messergebnisses, wie Flanschen oder Wänden des/der Rohrabschnitt(e), ansammelt, kann über den Anschlussabschnitt, z. B. in Form einer Lasche, und eine elektrisch leitende Verbindung zur Erde abgeleitet werden. Die Verbindung mit der Erde begrenzt die Entstehung statischer Elektrizität beim Umgang mit brennbaren Produkten oder elektrostatisch empfindlichen Geräten.
Unter einem „Faserverbundmaterial“ wird ein Werkstoff aus zwei oder mehr verbundenen Materialien verstanden, der andere Werkstoffeigenschaften besitzt als seine einzelnen Komponenten und der als Bestandteil eines technischen Gegenstands dienen kann. Ein solcher Bestandteil kann beispielsweise eine Platte, ein Ring, ein Gehäuse oder ein Teil eines Gehäuses sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Faserverbundmaterial ist mindestens ein Werkstoffbestandteil ein Fasermaterial vorzugsweise umfassend oder bestehend aus Lang- und/oder Endlosfasern und ein weiterer ein Matrixmaterial, insbesondere ein Polymermaterial, in welchem das Fasermaterial zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig angeordnet ist. Unter Polymer wird in diesem Zusammenhang ein chemischer Stoff verstanden, der über 50 Gew.-%, vorzugsweise über 70 Gew.-%, noch bevorzugter über 80 Gew.-%, noch stärker bevorzugt über 90 Gew.-% und am bevorzugtesten über 95 Gew.-% Makromoleküle aufweist.
„Makromoleküle“ sind Moleküle, die aus einer oder mehreren gleichen oder ähnlichen Struktureinheiten, den konstitutionellen Repetiereinheiten, aufgebaut sind (IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"), A. D. McNaught, A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997), S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8). Solche Makromoleküle weisen mehr als 10 Repetiereinheiten, vorzugsweise mehr als 15 Repetiereinheiten auf. Die Molmasse beträgt vorzugsweise mindestens 3.000 g/mol, vorzugsweise mindestens 5.000 g/mol, besonders bevorzugt mindestens 7.000 g/mol und am bevorzugtesten mindestens 10.000 g/mol
Polymere werden üblicherweise durch die Reaktion von Monomeren oder Oligomeren, die eine oder mehrere der konstitutionellen Repetiereinheiten aufweisen, in einer Polymerisationsreaktion hergestellt. Als Oligomer wird dabei ein Molekül bezeichnet, das aus mehreren Monomeren gebildet wurde und daher aus einer Vielzahl der strukturell gleichen oder ähnlichen Struktureinheiten aufgebaut ist. Von Oligomeren wird im Rahmen der Erfindung dann gesprochen, wenn das Molekül aus einer Reaktion von 2-10, vorzugsweise 2-8, vorzugsweise 3-7 Monomeren hergestellt wurde.
Unter „Harzen“ werden erfindungsgemäß Vorstufen von duromeren Kunststoffen, d. h. Polymeren, verstanden (vgl. IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"), A. D. McNaught and A. Wilkinson, Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997)), die insbesondere als Bestandteile von Beschichtungen, Lacken und Farben eingesetzt werden können. Besonders bevorzugt sind dies Harze, insbesondere durch Polyaddition oder Polykondensation erhaltene Harze, insbesondere Polyurethan- (PU), Polyester-, Polyamid-, Harnstoff-, Melamin-, Formaldehyd-, PVC-, Acryl- oder Epoxidharze.
Das Matrixmaterial der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung dient zur zumindest teilweisen, vorzugsweise vollständigen Einbettung des Fasermaterials und optional auch zur zumindest teilweisen, vorzugsweise vollständigen Einbettung eines optionalen Additivs, z. B. von Metallpartikeln, und/oder zum zumindest teilweisen, vorzugsweise vollständigen Lösen eines optionalen Additivs. Es hält die Fasern des Fasermaterials in ihrer Position und überträgt und verteilt Spannungen zwischen ihnen. Es ist vorzugsweise ein Polymermaterial, insbesondere ein duroplastisches Polymermaterial. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein aus einem Harz und einem Härter hergestelltes duroplastisches Polymermaterial. Bei der Herstellung werden vorzugsweise Beschleuniger, Aktivatoren und Trennmittel eingesetzt, die dann im Sinne der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Teil des Matrixmaterials sind.
Vorzugsweise weist das Matrixmaterial mit Ausnahme eines optional eingebundenen Additivs und des eingebundenen Fasermaterials eine im Wesentlichen homogene chemische Zusammensetzung auf, d. h. dass Stoffgrenzen, mit Ausnahme des optional eingebundenen Additivs und des eingebundenen Fasermaterials, gar nicht oder nur zu benachbarten Bereichen eines Faserverbundbauteils vorliegen.
Das Fasermaterial ist vorzugsweise im Wesentlichen in dem Matrixmaterial eingebettet. Im Wesentlichen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass mindestens 50 ol.-% des Fasermaterials von Matrixmaterial vollständig umgeben sind, vorzugsweise mindestens 60 ol.-%, bevorzugter mindestens 70 Vol.-%, noch bevorzugter mindestens 80 Vol.-%, noch stärker bevorzugt mindestens 85 Vol.-%, noch erheblich stärker bevorzugt 90° ol.-% und am bevorzugtesten mindestens 95 Vol.-%. Die Erdungsvorrichtung kann auch mehrere Fasermaterialien, beispielsweise aus verschiedenen Endlosfasern, umfassen, wobei sich in diesem Fall die obigen Bereichsangaben vorzugsweise auf den Volumenanteil eines Fasermaterials und/oder auf die Summe der Volumenanteile aller Fasermaterialien beziehen.
Im Vergleich zu den üblicherweise eingesetzten Erdungsvorrichtungen aus Metall und/oder solchen mit einem Schichtaufbau, zeichnet sich die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung durch eine besonders hohe Beständigkeit gegenüber Korrosion, Verschleiß und Versprödung aus, woraus eine erhöhte Sicherheit beim Betrieb der Messeinrichtung resultiert.
Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtungen besonders leicht und mechanisch stabil. Durch geeignete Wahl des Matrixmaterials können die Eigenschaften, beispielsweise die Temperaturbeständigkeit, auf die jeweilige Anwendung angepasst werden, was eine besonders hohe Anwendungsbreite ermöglicht. Auch die Umweltverträglichkeit und Recyclier- barkeit kann gesteuert werden und ist im Regelfall deutlich höher als bei vergleichbaren, bekannten Erdungsvorrichtungen. Insbesondere in regulatorisch sensiblen Anwendungen, z. B. dem Medizintechnikbereich, sorgt die chemische Beständigkeit für eine besonders hohe Zuverlässigkeit.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Faserverbundmaterial ein Kohlenstofffaserverbundmaterial, vorzugsweise ein carbonfaserverstärkter Kohlenstoff und/oder carbonfaserverstärkter Kunststoff. Diese Materialien weisen sowohl eine sehr gute Leitfähigkeit als auch eine hohe mechanische und chemische Stabilität auf und sind daher besonders vorteilhaft. Besonders bevorzugt ist der Einsatz eines carbonfaserverstärkten Kohlenstoffs.
Das erfindungsgemäße Faserverbundmaterial kann allerdings auch mehrere unterschiedliche Werkstoffbestandteile aufweisen, die einzeln die Funktionen der mechanischen/chemischen Stabilität und der Leitfähigkeit übernehmen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Faserverbundmaterial beispielsweise ein Glasfasermaterial und zusätzlich metallisch leitfähige Partikel, welche - wie das Fasermaterial - zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig in dem Matrixmaterial angeordnet sind.
Vorzugsweise beträgt die Mindestleitfähigkeit des Faserverbundmaterials, beispielsweise in Form von carbonfaserverstärktem Kohlenstoff, > 0,02 S*m’1, > 0,1 S*m’1, noch stärker bevorzugt > 1 ,0 S*m’1, noch erheblich stärker bevorzugt > 10,0 S*m’1, und am bevorzugtesten > 1 ,0 * 103 S*nr1 oder sogar > 2,5 * 103 S*m’1. Die Messung der Leitfähigkeit eines standardisierten Probenkörpers eines Faserverbundmaterials in verschiedenen Richtungen wird in Khan, J.B., Smith, A.C., Tuohy, P.M., Gresil, M., Soutis, C. and Lambourne, A. (2019), Experimental electrical characterisation of carbon fibre composites for use in future aircraft applications. IET Sei. Meas. Technol., 13: 1131-1138, https://doi.org/10.1049/iet-smt.2018.5601 beschrieben. Unter Mindestleitfähigkeit wird der Leitfähigkeitswert geringster Größe verstanden, der bei der Messung zwischen einander gegenüberliegender Seitenflächen eines standardisierten Probenkörpers aus dem Faserverbundmaterial, wie in obiger Veröffentlichung beschrieben, d.h. in Längs-, Quer- und Dickenmessungen, erzielt wird.
Besonders bevorzugt wird die entsprechende Leitfähigkeit des Faserverbundmaterials durch das Fasermaterial und/oder ggf. enthaltene leitfähige Additive erzielt, wohingegen die Leitfähigkeit des Matrixmaterials selbst gering ist. Bevorzugt liegt die Leitfähigkeit des Matrixmaterials bei < 10’1°S*m’1, bevorzugter bei < 10'11 S*m’1, noch bevorzugter bei < 10'12 S*m-1 und am bevorzugtesten bei < 10'14 S*m-1. Die Leitfähigkeit eines standardisierten Probenkörpers bestehend aus Matrixmaterial kann wie oben beschrieben ermittelt werden. Wenn die Leitfähigkeit durch das Fasermaterial und/oder ggf. enthaltene leitfähige Additive erzielt wird, kann eine gezielte Ausrichtung der Leitwege innerhalb des Faserverbundmaterials erreicht werden. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung der Stromflüsse und erhöht die Effizienz des Erdungssystems, da Strom gezielt an bestimmte Bereiche des Materials geleitet werden kann. Zudem kann die chemische Beständigkeit und damit die Langzeitstabilität erhöht werden. Eine besonders hohe mechanische und chemische Beständigkeit weist ein carbonfaserverstärkter Kohlenstoff (CFRC) auf. Zur Herstellung eines solchen Materials werden in einem ersten Schritt Carbonfasern in einem organischen Bindemittel wie einem Harz eingebettet und durch thermische Behandlung ein poröser Skelettkörper hergestellt. Dieser wird im anschließenden zweiten Schritt mit einem Bindemittel, insbesondere mit einem Polymermaterial wie einem Harz, imprägniert. Das Imprägnierungsmittel füllt die Poren der Skeletstruktur und übernimmt nach thermischer Behandlung zumindest teilweise die Funktion eines Matrixmaterials, d. h. das Imprägniermittel bildet zusammen mit dem thermisch behandelten Bindemittel des ersten Verfahrensschritts das Matrixmaterial, in welches die Carbonfaser eingebettet ist. Die thermische Behandlung, „Carbonisierung“, wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 400 bis 1.200 °C und besonders bevorzugt bei 600 bis 1.000°C durchgeführt. Es kann das gleiche oder unterschiedliche Bindemittel in den beiden Herstellungsschritten eingesetzt werden. Eine entsprechende Herstellung wird beispielsweise in Kapitel 12.2 von Huber Järger/Wilhelm Frohs, „Industrial Carbon and Graphite Materials“, Volume 2, Wiley VCH, 2021 beschrieben.
Dank der außergewöhnlich hohen chemischen und thermischen Beständigkeit eignet sich CFRC-Material besonders für Verwendungen, bei denen Kontakt mit hochkorrosiven, heißen Medien besteht. Darüber hinaus weisen derartige Materialien eine besonders hohe Reinheit auf und können daher in unterschiedlichsten Anwendungsfeldern eingesetzt werden.
Besonders bevorzugt weist allgemein das Matrixmaterial einen hohen Kohlenstoffanteil und/oder einen hohen aromatischen Charakter auf. Die Erfinder gehen davon aus, dass, insbesondere bei Verwendung einer Carbonfaser, aufgrund der dadurch entstehenden chemischen Ähnlichkeit zur Carbonfaser eine besonders stabile Imprägnierung erhalten wird, was sich wiederum positiv auf die mechanische und/oder chemische Beständigkeit der Erdungsvorrichtung auswirkt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das vorzugsweise duroplastische Polymermaterial daher eine funktionelle Gruppe mit einer ungesättigten Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung auf, insbesondere einer Kohlenstoff-Stickstoff-Doppelbindung.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die funktionelle Gruppe eine ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, insbesondere eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, auf.
Besonders bevorzugt weist die funktionelle Gruppe zwei, drei, vier, fünf oder mehr von ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und/oder ungesättigten Kohlenstoff-Stickstoff- Bindungen auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die ungesättigte Verbindung ein duroplastisches Polymermaterial mit mindestens einer konstitutionellen Repetiereinheit, die mindestens eine funktionelle Gruppe aufweist, welche eine ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff- Bindung und/oder eine ungesättigte Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung umfasst.
Vorzugsweise ist die funktionelle Gruppe Teil eines aromatischen Systems, wie z. B. Teil einer Furanyl-, Thiophenyl-, Pyrolyl-, Imidazolyl-, Pyrazolyl-, Oxazolyl-, Thiazolyl-, Phenyl-, Benzoyl-, Hydroxyphenyl- oder Pyiridinyl-Gruppe. Durch das Vorhandensein eines aromatischen Systems wird die weitere Aromatisierung im Rahmen des Carbonisierungsprozesses energetisch bevorzugt. Besonders bevorzugt sind die vorgenannten Gruppen Teil einer Repe- tiereinheit(en), wenn die ungesättigte Verbindung ein Polymer ist.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Phenol- oder Vinylesterharzen, da hierdurch eine hohe Korrosions- und Temperaturbeständigkeit der Erdungsvorrichtung erzielt werden kann.
Wenn das Polymermaterial ein duroplastisches Polymermaterial, vorzugsweise ein ausgehärtetes Phenol- oder Vinylesterharz, ist, dann weist dieses bevorzugt einen Permeabilitätskoeffizienten (Gasdurchlässigkeit) von c(perm) < 5 * 10'3 cm2/s, bevorzugter c(perm) < 3 * 10'3 cm2/s, noch bevorzugter c(perm) < 2 * 10'3 cm2/s, noch erheblich bevorzugter c(perm) < 1 * 10'3 cm2/s und am bevorzugtesten c(perm) < 0,8 * 10'3 cm2/s oder sogar < 0,6 * 10'3 cm2/s auf. Die Erfinder fanden heraus, dass durch einen entsprechend niedrigen Permeabilitätskoeffizient die Erdungseigenschaften und die Langzeitstabilität verbessert werden können. Insbesondere wird hierdurch eine hohe thermische und chemische Beständigkeit erzielt. Besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang eine Ausgestaltung, bei welcher das Fasermaterial zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig in Form einer textilen Struktur, insbesondere in Form eines Gewebes und/oder Geleges vorliegt. Hierdurch werden besonders chemisch beständige Materialien erhalten. Die Imprägnierung erfolgt vorzugsweise mit einem Phenol- oder Vinylesterharz, wobei das Verbundmaterial vorzugsweise 1-mal, bevorzugter 2-mal und am bevorzugtesten 3-mal imprägniert ist. Als Imprägnierharz wird vorzugsweise Harz identischer Art genutzt, d.h. beispielsweise im Falle von einem duroplastischen Polymermaterial in Form von ausgehärtetem Phenolharz Phenolharz, und im Falle von ausgehärtetem Vinylesterharz Vinylesterharz. Hierdurch wird nach Aushärtung des Imprägnierharzes ein Monomatrixmate- rial erhalten, welches eine erhöhe Stabilität aufweist. Die obigen Permeabilitätskoeffizienten können nach dem Vakuumverfallverfahren nach DIN 51935:2019-07 bestimmt werden. Entsprechende ungesättigte bzw. aromatische und/oder duroplastische Polymermaterialien sind jedoch nicht nur im Zusammenhang mit carbonfaserverstärktem Kohlenstoff vorteilhaft, sondern ganz allgemein bei der Verwendung als Matrixmaterial. Besonders bevorzugt weist das Matrixmaterial einen hohen Kohlenstoffanteil und/oder einen hohen aromatischen Charakter auf. Die Erfinder gehen davon aus, dass aufgrund der chemischen Ähnlichkeit zum Fasermaterial und der hervorragenden mechanischen und elektrischen Eigenschaften eine besonders stabile Verbindung erhalten wird, was sich wiederum positiv auf die mechanische und/oder chemische Beständigkeit und/oder die Leitfähigkeit der Erdungsvorrichtung auswirkt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das vorzugsweise duroplastische Polymermaterial daher eine funktionelle Gruppe mit einer ungesättigten Kohlenstoff-Stickstoff- Bindung auf, insbesondere einer Kohlenstoff-Stickstoff-Doppelbindung.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die funktionelle Gruppe eine ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung, insbesondere eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung, auf.
Besonders bevorzugt weist die funktionelle Gruppe zwei, drei, vier, fünf oder mehr von ungesättigten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und/oder ungesättigten Kohlenstoff-Stickstoff- Bindungen auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die ungesättigte Verbindung ein duroplastisches Polymermaterial mit mindestens einer konstitutionellen Repetiereinheit, die mindestens eine funktionelle Gruppe aufweist, welche eine ungesättigte Kohlenstoff-Kohlenstoff- Bindung und/oder eine ungesättigte Kohlenstoff-Stickstoff-Bindung umfasst.
Vorzugsweise ist die funktionelle Gruppe Teil eines aromatischen Systems, wie z. B. Teil einer Furanyl-, Thiophenyl-, Pyrolyl-, Imidazolyl-, Pyrazolyl-, Oxazolyl-, Thiazolyl-, Phenyl-, Benzoyl-, Hydroxyphenyl- oder Pyiridinyl-Gruppe. Durch das Vorhandensein eines aromatischen Systems wird die weitere Aromatisierung im Rahmen des Carbonisierungsprozesses energetisch bevorzugt. Besonders bevorzugt sind die vorgenannten Gruppen Teil einer Repe- tiereinheit(en), wenn die ungesättigte Verbindung ein Polymer ist.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Phenol- oder Vinylesterharzen, da hierdurch eine hohe Korrosions- und Temperaturbeständigkeit der Erdungsvorrichtung erzielt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Erdungsvorrichtung einen platten- oder scheibenförmigen Abschnitt auf. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um den Kontaktierungsabschnitt, mit welchem der elektrische Kontakt zum Messinstrument hergestellt wird. Besonders bevorzugt ist die Erdungsvorrichtung ein Erdungsring, insbesondere, wenn das Messinstrument ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät ist. Ein solcher Erdungsring weist vorzugsweise eine gleichförmige Dicke auf, sodass dieser besonders einfach als Dichtung oder als Bestandteil eines Dichtungssystems verwendet werden kann. Gleichförmig bedeutet, dass der Maximal- und der Minimalwert der Dicke des Erdungsrings einen maximalen Unterschied von 20 % bezogen auf den Minimalwert der Dicke aufweisen. Eine solche Ausgestaltung ist in der Herstellung besonders einfach und daher bevorzugt. Der Erdungsring ist vorzugsweise so in der Messeinrichtung angeordnet, dass er medienberührt ist und/oder gegenüber der Atmosphäre abdichtet, sodass kein Medienaustritt aus der Messeinrichtung stattfinden kann.
Ein solcher Erdungsring weist vorzugsweise eine Lasche auf, die als Anschlussabschnitt für eine Erdungsstelle dient. Der Anschlussabschnitt, insbesondere in Form einer Lasche, weist vorzugsweise ein oder mehrere Durchgangslöcher auf und ist vorzugsweise integral mit dem Kontaktierungsabschnitt und/oder weiteren oder sogar allen Bestandteilen des Erdungsrings ausgestaltet. Durch die Durchgangslöcher kann vorzugsweise eine Klemmschraube geführt werden, wodurch ein elektrisch leitender Draht, welcher mit einer Erdungsstelle verbunden ist, an der Lasche fixiert werden kann, um eine Ableitung von Ladung zu ermöglichen. Bevorzugt übernimmt der Erdungsring auch gleichfalls eine Dichtungsfunktion. Vorzugsweise ist der Erdungsring für einen rohrförmigen Messwertaufnehmer eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes ausgestaltet, der zwischen den Anschlussflanschen des Messrohres des Messwertaufnehmers und denen einer Rohrleitung angeordnet ist. In einer solchen Messeinrichtung ist die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung mit der leitenden Flüssigkeit in Berührung und an eine Erdungsstelle angeschlossen. Dies kann eine unmittelbare Erdung sein oder ein geerdetes Gehäuse des Messwertaufnehmers. Eine derartige Messeinrichtung ist auch von der Erfindung umfasst und besonders bevorzugt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Erdungsvorrichtung eine Erdungselektrode oder Erdungsstange.
Die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung ist vorzugsweise flüssigkeits- und/oder gasdicht. Hierdurch kann eine Intrusion der Erdungsvorrichtung mit einer korrosiven Chemikalie verhindert werden, was letztlich zu einer erhöhten mechanischen und/oder chemischen Stabilität führt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Fasermaterial zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, eine Flächenstruktur auf, vorzugsweise eine textile Flächenstruktur, die teilweise, im Wesentlichen (d. h. zu über 90 Vol.-%), oder sogar vollständig in das Matrixmaterial eingebettet ist.
Besonders bevorzugt ist die Flächenstruktur ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gelege, Maschenwaren, Gewebe, Geflechte, Vlies oder Mischungen davon.
Erfindungsgemäß wird unter Vlies ein Gebilde aus Fasern begrenzter Länge, Endlosfasern (Filamenten) oder geschnittenen Garnen jeglicher Art und jeglichen Ursprungs verstanden, die auf irgendeine Weise zu einer Faserschicht zusammengefügt und auf irgendeine Weise miteinander verbunden worden sind. Hiervon ausgeschlossen ist das Verkreuzen bzw. Verschlingen von Garnen, wie es beim Weben, Wirken, Stricken, der Spitzenherstellung, dem Flechten und der Herstellung von getufteten Erzeugnissen geschieht. Diese Definition entspricht der Norm DIN EN ISO 9092. Unter den Begriff Vliesstoff fallen erfindungsgemäß auch die Filzstoffe. Nicht zu den Vliesstoffen gehören hingegen Folien und Papiere.
Unter Flechten wird im Sinne der Erfindung das regelmäßige Ineinanderschlingen mehrerer Stränge aus biegsamem Material verstanden. Der Unterschied zum Weben liegt darin, dass beim Flechten die Fäden nicht rechtwinklig zu der Produkthauptrichtung zugeführt werden.
Besonders bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung die Verwendung eines Fasermaterials in Form eines Gewebes, wobei dieses besonders bevorzugt mit einem Pulverharz imprägniert und/oder verpresst ist. Erfindungsgemäß wird unter Gewebe ein textiles Flächengebilde verstanden, das aus zwei Fadensystemen, Kette (Kettfäden) und Schuss (Schussfäden), besteht, die sich in der Sicht auf die Gewebefläche unter einem Winkel von genau oder annähernd 90° mustermäßig kreuzen. Jedes der beiden Systeme kann aus mehreren Kett- bzw. Schussarten aufgebaut sein (z. B. Grund-, Pol- und Füllkette; Grund-, Binde- und Füllschuss). Die Kettfäden verlaufen in Längsrichtung des Gewebes, parallel zur Gewebekante, und die Schussfäden in Querrichtung, parallel zum Geweberand. Die Verbindung der Fäden zum Gewebe erfolgt vorwiegend durch Reibschluss. Damit ein Gewebe ausreichend schiebefest ist, müssen die Kett- und Schussfäden meistens relativ dicht gewebt werden. Deshalb weisen die Gewebe bis auf wenige Ausnahmen auch ein geschlossenes Warenbild auf. Diese Definition entspricht der Norm DIN 61100, Teil 1. Besonders bevorzugt umfasst die Erdungsvorrichtung mehrere Lagen Gelege, wobei diese besonders bevorzugt mit einem Harz imprägniert und/oder verpresst werden. Alternativ kann die Erdungsvorrichtung auch mit einem Prepreg hergestellt werden.
Erfindungsgemäß fallen unter die Begriffe Gewebe und Vlies auch solche textilen Materialien, die getuftet wurden. Das Tuften ist ein Verfahren, bei dem Garne mit einer durch Druckluft und/oder Strom betriebenen Maschine in ein Gewebe oder ein Vlies verankert werden.
Erfindungsgemäß werden unter Maschenware textile Stoffe verstanden, die aus Fadensystemen durch Maschenbildung hergestellt werden. Hierunter fallen sowohl gehäkelte als auch gestrickte Stoffe.
Unter Gelege wird erfindungsgemäß ein Flächengebilde, das aus einer oder mehreren Lagen von parallel verlaufenden, gestreckten Fäden besteht, verstanden. An den Kreuzungspunkten werden die Fäden üblicherweise fixiert. Die Fixierung erfolgt entweder durch Stoffschluss oder mechanisch durch Reibung und/oder Formschluss. Bevorzugt ist das Gelege ausgewählt aus einem monoaxialen oder unidirektionalen, einem biaxialen oder multiaxialen Gelege.
Vorzugsweise weist das Fasermaterial eine anisotrope Struktur auf, d.h. innerhalb des erfindungsgemäßen Faserverbundmaterials und/oder der Erdungsvorrichtung weisen die Fasern eine bestimmte Faserorientierung auf. Hierdurch kann ein anisotropes mechanisches und/oder elektrisches Verhalten erzeugt werden.
Bevorzugt sind die Fasern des Fasermaterials ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glasfasern, Carbonfasern, Keramikfasern, Basaltfasern, Borfasern, Stahlfasern, Polymerfasern wie Synthesefasern, insbesondere Aramid- und Nylonfasern, oder Mischungen der vorgenannten. Besonders bevorzugt sind Glasfasern und Carbonfasern, am bevorzugtesten Carbonfasern. Mit entsprechenden Fasern lassen sich erfindungsgemäße Schutzvorrichtungen mit besonders hoher mechanischer Beständigkeit erzeugen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das in Form eines Geleges mit Einzelfilamenten vor, wobei die Einzelfilamentanzahl des Geleges > 12.000 ist. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um ein Kohlenstofffasermaterial.
Unter „Endlosfasern“ werden im Rahmen der Erfindung Fasern mit einer Länge L > 50 mm verstanden. Die Fasern des erfindungsgemäßen Fasermaterials weisen vorzugsweise eine Faserlänge L auf, wobei L > 75 mm, bevorzugt L > 100 mm. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Endlosfasern um Unidirektionalfasern, d. h. die Endlosfasern sind einem Bewehrungselement in einzige Richtung orientiert und vorzugsweise Parallel zueinander ausgerichtet.
Unter „Langfasern“ werden im Rahmen der Erfindung Fasern mit einer Länge L = 1-50 mm verstanden. Die Fasern des erfindungsgemäßen Fasermaterials weisen vorzugsweise eine Faserlänge L auf, wobei L > 25 mm, bevorzugt L > 35 mm.
Bevorzugt beträgt die Einzelfilamentanzahl des Geleges, beispielsweise in Form eines oder mehrerer Rovings > 20.000, vorzugsweise > 30.000 oder sogar > 50.000. Strukturen mit der oben beschriebenen hohen Einzelfilamentanzahl sind einfacher zu verarbeiten und daher besonders kosteneffizient.
Die Erfindung betrifft auch eine Erdungsvorrichtung, welche insbesondere für die Verwendung in einer der oben definierten Messeinrichtungen geeignet ist. Die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung kann überall dort eingesetzt werden, wo eine Ableitung von elektrostatischer Ladung und/oder Kriechströmen und/oder ein Potentialausgleich benötigt wird. Sie umfasst vorzugsweise mindestens einen Anschlussabschnitt für eine Erdungsstelle, beispielsweise in Form einer Lasche, und einen Kontaktierungsabschnitt zur elektrischen Kontaktierung des Messinstruments.
Die Erdungsvorrichtung kann beispielweise zur Kontaktierung einer Erdungsstelle für eine Wasserversorgung eingesetzt werden. Auch die Verwendung als Teil eines Blitzschutzes oder zum Schutz vor Überspannungen und/oder Kriechströmen und/oder Spannungsspitzen, insbesondere bei E-Motoren, Li-Ionen-Akkus, ist möglich. In der Regel weist die Erdungsvorrichtung für solche Anwendungen eine Ringform auf.
Die Erfindung betrifft auch ein Kit-of-parts, auch Bauteilset genannt, d.h. ein System umfassend funktionell aufeinander abgestimmte Einzelkomponenten, zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Messeinrichtung wie oben definiert, umfassend: a) ein Messinstrument, b) eine Erdungsvorrichtung, umfassend ein Faserverbundmaterial mit einem Faser- und einem Matrixmaterial, und c) Optional: ein oder mehrere Verbindungsmittel, die vorzugsweise ausgewählt sind aus Schrauben, Muttern und Kabeln; Dichtungen (vorzugsweise aus expandiertem Graphit); und Rohrleitungen. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung eines Kohlenstofffasermaterials zur Abführung von elektrostatischer Ladung und/oder Kriechströmen und/oder zum Potentialausgleich und/oder dem Ableiten von Spannungsspitzen, insbesondere in einer Messeinrichtung.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtung zur Abführung von elektrostatischer Ladung und/oder Kriechströmen und/oder zum Potentialausgleich und/oder dem Ableiten von Spannungsspitzen, insbesondere in einer Messeinrichtung.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtung als Dichtung oder als Bestandteil eines Dichtungssystem, insbesondere zur Verwendung in einem Rohrleitungssystem. Die Erfindung betrifft auch ein Dichtungssystem oder ein Rohrleitungssystem umfassend die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung und optional ein Messgerät, beispielsweise ein Durchflussmessgerät, wie ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät.
BEISPIELE
Die Erfindung wird nun anhand eines Herstellungsbeispiels und der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Herstellungsbeispiel
Ausgangsmaterial für die Erdungsvorrichtung aus einem Faserverbundmaterial bildet ein Carbonfasergewebe. Dieses Gewebe wird mit einem Resol-Flüssigharzsystem in einem Injektionsprozess (Resin Transfer Moulding - RTM) in einer Form imprägniert und unter Pressen ausgehärtet. Der Aushärtevorgang wurde mit einer Behandlung bei einer Temperatur von ca. 200 °C in einer beheizten Presse durchgeführt. Der so erhaltene Grünkörper wird im anschließenden Carbonisierungsschritt unter Schutzgas auf 600-1000 °C erhitzt, bis eine Porosität von knapp 25% erzielt wird. Der poröse Körper wird mit einem Resolharz imprägniert und bei einer Temperatur von 900-1000 °C karbonisiert. Dieser Vorgang wird mindestens zwei Mal wiederholt. Im Anschluss wird der erhaltene Körper unter Schutzgas auf 2000°C erhitzt, sodass ein CFRC-Material erhalten wird. Dieses wird einer abschließenden maschinierenden Behandlung zugeführt, durch welche die in den Figuren gezeigte birnenförmige Struktur mit Durchgangsloch erhalten wird.
Kurzbeschreibung Figuren
Fig. 1a und 1 b und Fig. 2 zeigen schematisch erfindungsgemäße Erdungsvorrichtungen.
Fig. 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit Erdungsvorrichtung in der Explosionsdarstellung.
Fig. 4 zeigt schematisch eine Erdungsvorrichtung, welche in einem Flansch angeordnet ist und über den Anschlussabschnitt und einem daran fixierten Draht an eine Erdungsstelle angeschlossen ist.
Ausführliche Figurenbeschreibung
Fig. 1a und 1 b und Fig. 2 zeigen schematisch erfindungsgemäße Erdungsvorrichtungen 1 aus einem CFRC-Material. Die Erdungsvorrichtung der Fig. 1a und 1b weist in der flächigen Draufsicht (Fig. 1a) eine bimenförmige Ausgestaltung auf. Sie umfasst einen ringförmig ausgestalteten Kontaktierungsabschnitt 4 und einen daran anschließenden, radial nach außen gerichteten Anschlussabschnitt in Laschenform 2. Wie aus der Fig. 1b ersichtlich, weist die Erdungsvorrichtung eine gleichmäßige Dicke auf. Die Erdungsvorrichtung umfasst weiterhin zwei Durchgangsöffnungen 3 und 13, wovon die größere 3 innerhalb des Kontaktierungsabschnitts angeordnet ist, was notwendig ist, insbesondere, wenn die Erdungsvorrichtung in einem Rohrleitungssystem zwischen Flanschen eingesetzt werden soll. Die kleinere Durchgangsöffnung 13 ist hingegen im Anschlussabschnitt angeordnet, sodass diese zum Anschluss an eine Erdungsstelle, beispielweise mittels einer Klemmschraube, genutzt werden kann. Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Erdungsvorrichtung, die sich in der Ausgestaltung des Anschlussabschnittes unterscheidet.
Fig. 3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit zwei Erdungsvorrichtungen, welche in dieser Ansicht um 90° verdreht in Relation zu deren Position in der Verwendung dargestellt sind. Die Erdungsvorrichtungen sind ebenso wie die zusätzlichen Dichtungen 5 zwischen Flanschen 8 eines Rohrsystems angeordnet. Das Messinstrument 6, beispielsweise ein Durchflussmessgerät, wie ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, ist zwischen beiden Flanschstellen angeordnet.
Fig. 4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung, welche in einer Flanschstelle angeordnet ist. Die gezeigte Anordnung samt Erdungsvorrichtung umfasst Rohrabschnitte mit Flanschen 8, die miteinander verschraubt sind. Die Rohrabschnitte und die Flansche sind mit Glas oder einem anderen nichtleitenden Auskleidungsmaterial 12 ausgekleidet, und zwischen den Flanschen ist die erfindungsgemäße Erdungsvorrichtung zwischen zwei Dichtungen 5 angeordnet.
Eine Lasche 2 erstreckt sich von dem ringförmigen Kontaktierungsabschnitt 4 der Erdungsvorrichtung radial nach außen und ist über einen leitenden Draht 10 mit einer geeigneten Erdungsstelle 11 verbunden. Ladung, die sich an den Flanschen oder Wänden des/der Rohrab- schnitt(e) ansammelt, wird über die Lasche und den Leiter zur Erdungsstelle 11 abgeleitet.
Bezuqszeichenliste Erdungsvorrichtung Anschlussabschnitt Durchgangsöffnung im Kontaktierungsabschnitt Kontaktierungsabschnitt Dichtung Messinstrument Rohrleitung Flansch Verschraubung Elektrisch leitender Draht Erdungsstelle Auskleidung Rohrleitung Durchgangsöffnung im Anschlussabschnitt

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Messeinrichtung umfassend a) ein Messinstrument und b) eine Erdungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungsvorrichtung ein Faserverbundmaterial mit einem Faser- und einem Matrix- material umfasst oder aus diesem besteht.
2. Messeinrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Faserverbundmaterial ein Kohlenstofffaserverbundmaterial, vorzugsweise carbonfaserverstärkter Kohlenstoff und/oder carbonfaserverstärkter Kunststoff, ist.
3. Messeinrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Matrixmaterial ein duroplastisches Polymermaterial umfasst oder ist.
4. Messeinrichtung nach Anspruch 3, wobei das duroplastische Polymermaterial mindestens eine konstitutionelle Repetiereinheit mit mindestens einer funktionellen Gruppe aufweist, welche eine ungesättigte Kohlenstoff — Kohlenstoff — Bindung und/oder eine ungesättigte Kohlenstoff — Stickstoff — Bindung aufweist.
5. Messeinrichtung nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine funktionelle Gruppe Teil einer der nachfolgenden Reste ist: Alkenyl, Alkinyl, Nitril, Furanyl, Thiophenyl, Py- rolyl, Imidazolyl, Pyrazolyl, Oxazolyl, Thiazolyl, Phenyl, Benzoyl, Hydroxyphenyl oder Pyiridinyl.
6. Messeinrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche 3-5, wobei das duroplastische Polymermaterial ein ausgehärtetes Phenol- oder Vinylesterharz ist.
7. Messeinrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Erdungsvorrichtung ein Erdungsring oder eine Erdungselektrode ist.
8. Messeinrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Messinstrument ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät ist.
9. Messeinrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei die Erdungsvorrichtung flüssigkeits- und/oder gasdicht ist.
10. Messeinrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Fasermaterial als textile Struktur, vorzugsweise als Gelege, Maschenware, Gewebe, Vlies, Filz (Kurzfasermaterial), Geflecht oder Mischungen davon, vorliegt.
11. Messeinrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das Fasermaterial in Form eines Geleges mit Einzelfilamenten vorliegt, wobei die Einzelfilamentanzahl des Geleges > 12.000 ist.
12. Erdungsvorrichtung wie in einem der vorausgehenden Ansprüche definiert.
13. Kit-of-parts zur Herstellung einer Messeinrichtung wie in einem der vorausgehenden Ansprüche definiert, umfassend: a) ein Messinstrument und b) eine Erdungsvorrichtung c) Optional: ein oder mehrere Verbindungsmittel, d) Optional: ein oder mehrere Rohrleitungen e) Optional: ein oder mehrere Dichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erdungsvorrichtung ein Faserverbundmaterial mit einem Faser- und einem Matrix- material umfasst.
14. Verwendung eines Kohlenstofffaserverbundmaterials zur Abführung von elektrostatischer Ladung und/oder Kriechströmen und/oder zum Potentialausgleich und/oder dem Ableiten von Spannungsspitzen, insbesondere in einer Messeinrichtung.
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