JP2003057086A - 磁気誘導式流量計 - Google Patents

磁気誘導式流量計

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、センサデータ記憶ユニット
（８）内にセンサユニット（１）の固有特性量が記憶さ
れており、前記センサデータ記憶ユニット（８）から、
記憶された固有特性量が評価・給電ユニット（２）に伝
送されることを特徴とする磁気誘導式流量計において、
センサユニット（１）を簡単に評価・給電ユニット
（２）と組み合わせることができる磁気誘導式流量計を
提供することである。 【解決手段】 前記センサデータ（１）がセンサデータ
記憶ユニット（８）を有し、前記センサデータ記憶ユニ
ット内にセンサユニット（１）の固有特性量が記憶され
ており、前記センサデータ記憶ユニットから固有特性量
が評価・給電ユニット（２）へ伝送されるように構成す
ることにより、センサユニット（１）を新たな評価・給
電ユニット（２）へ、または新たな評価・給電ユニット
をセンサユニットへ簡単に適合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、センサユニットお
よび評価・給電ユニットを有する、流動媒体のための磁
気誘導式流量計に関する。前記センサユニットは１つの
測定管と、少なくとも実質的に測定管軸に対して垂直に
延在し時間的に交番する磁界の発生に使用される磁界コ
イルと、そして少なくとも実質的に測定管軸に対して垂
直に、かつ磁界方向に対して垂直に配置された２つの測
定電極とを有し、センサユニットの磁界コイルは磁界コ
イル給電線路によって評価・給電ユニットと接続されて
いる。
【０００２】
【従来の技術】冒頭に述べた形式の磁気誘導式流量計は
すでに長い間広く知られており、多岐にわたり様々な使
用分野で使用されている。流動媒体のための磁気誘導式
流量計の基本原理は、この場合ファラデーに遡る。ファ
ラデーは１８３２年、電気力学的誘導の原理を流速測定
に応用することを提案した。ファラデーの誘導法則に従
い、荷電体とともに磁界を通って流れる流動媒体には、
電界強度が電流方向および磁界に対して垂直に発生す
る。ファラデーの誘導法則は磁気誘導式流量計におい
て、一般的にそれぞれ１つずつ磁界コイルを有する２つ
の磁極からなる１つの磁石が、磁界を電流方向に対して
垂直に測定管内部で発生させることで利用される。この
磁界内部では、磁界を通って運動し所定数の荷電体を有
する流動媒体の各容積成分が、この容積成分に発生する
電界強度によって、測定電極を介して測定できる測定電
圧を発生させる。
【０００３】前記測定電極は、公知の磁気誘導式流量計
において、電気的にまたは容量的に流動媒体と結合され
るように構成される。この磁気誘導式流量計の特別な特
徴は、測定電圧と測定管の断面にわたって平均化された
流動媒体の流速とが比例関係にあること、すなわち測定
電圧と容積流量とが比例関係にあることである。
【０００４】冒頭にも述べたが、磁気誘導式流量計は一
方ではセンサユニットを、他方では評価・給電ユニット
を有している。これは、センサユニットと評価・給電ユ
ニットが、構造的に互いに異なるユニットであることを
意味する。センサユニットの基本的な要素は、この場合
測定管、磁界コイルおよび測定電極である。つまり、測
定作用を生じさせたり検出したりするのに必要な全ての
装置ということである。前記評価・給電ユニットはこの
場合、一方では磁界コイルの給電に、他方では測定作用
の評価、つまり測定電極間に誘導される電圧の評価に使
用される。
【０００５】評価・給電ユニットが測定電極間に誘導さ
れる電圧を量的に評価するためには、つまり、最終的に
測定管を流れる流動媒体の流量に対する値を検出するた
めには、センサユニットの固有特性量が必要である。従
来の技術から公知である磁気誘導式流量計の場合、セン
サユニットのこれら固有特性量は、規則的に評価・給電
ユニットにファイルされる。つまり、例えば評価・給電
ユニットに設けられているEEPROM（Electrically Erasa
ble And Programmable Read Only Memory）にファイル
される。ここで、既存の評価・給電ユニットが新たなセ
ンサユニットとともに使用される場合、センサユニット
の固有特性量を評価・給電ユニットに設けられているEE
PROMに新たに入力することが必要である。センサユニッ
トのこれらの固有特性量は典型的には、センサユニット
に取り付けられている型式板に記録されており、従っ
て、これらの固有特性量は手動で入力することができ
る。しかしこれは、比較的面倒であり、なおかつ間違い
を起こしやすい。これは、将来的におそらくこれまでよ
り多くの固有特性量がセンサユニットに必要になるの
で、なおさら面倒で間違いを起こしやすくなる。
【０００６】この問題を解消するため、複数のEEPROMが
取り付けられた評価・給電ユニットを有する磁気誘導式
流量計が開発された。この場合所定のEEPROMは、センサ
ユニットの固有特性量のためにだけ設けられている。既
存のセンサユニットを新たな評価・給電ユニットとの組
み合わせで使用する場合は、センサユニットの固有特性
量が記憶されているこのEEPROMを交換するだけでよい。
しかし既存の評価・給電ユニットにおいて新たなセンサ
ユニットを使用する場合は、固有特性量をなお手動で入
力しなければならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は前記の
場合において、センサユニットを簡単に評価・給電ユニ
ットと組み合わせることができる磁気誘導式流量計を提
供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、センサユニ
ットがセンサデータ記憶ユニットを有し、前記センサデ
ータ記憶ユニット内にセンサユニットの固有特性量が記
憶されており、前記センサデータ記憶ユニットから、記
憶された固有特性量が評価・給電ユニットへ伝送される
ように構成することにより、前記課題は解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、センサデータ記憶ユ
ニットは、センサデータ記憶ユニット内に記憶されてい
る、センサユニットの固有特性量を必要とする評価・給
電ユニットから分離して設けられる。ここでは、このセ
ンサデータ記憶ユニットはセンサユニットの領域内に設
けられる。それによってセンサユニットは固有特性量を
常に「保有し」、固有特性量をセンサユニットと接続さ
れている評価・給電ユニットへ伝送する手段に基づい
て、常に、既存のセンサユニットを新たな評価・給電ユ
ニットに、または新たな評価・給電ユニットを既存のセ
ンサユニットに、簡単に適合させることができる。この
場合、手動によってセンサユニットの固有特性量を入力
する必要はない。
【００１０】本発明の有利な発展形態では、センサユニ
ット内に設けられているセンサデータ記憶ユニットが１
つのメモリと、そのメモリのための１つの制御電子回路
を有する。特に有利には、この場合センサデータ記憶ユ
ニットのメモリがEEPROMから構成される。
【００１１】センサデータ記憶ユニットを評価・給電ユ
ニットと接続するためには、様々な手段がある。本発明
の有利な発展形態では、センサデータ記憶ユニットが磁
界コイル給電線路によって評価・給電ユニットと接続さ
れる。
【００１２】基本的に、センサデータ記憶ユニット内に
記憶されている固有特性量は、センサデータ記憶ユニッ
トから、固有特性量を伝送するために設けられている専
用線路を介して、または測定電極間に誘導される測定電
圧を評価・給電ユニットに伝送するために設けられてい
る線路を介して、評価・給電ユニットへ伝送される。本
発明の有利な発展形態では、記憶された固有特性量がセ
ンサデータ記憶ユニットから磁界コイル線路を介して評
価・給電ユニットへ伝送されるように構成されている。
特に有利には、この場合固有特性量の伝送は電圧変調の
形態で実行される。
【００１３】本発明の有利な発展形態では、センサデー
タ記憶ユニットが磁界コイルと直列または並列で接続さ
れる。センサデータ記憶ユニットが磁気コイルと直列で
接続されている場合、有利には、磁気コイルが交番磁界
によって動作する間、センサデータ記憶ユニットは低い
インピーダンスを有するように構成される。このように
して、センサデータ記憶ユニット内に発生する損失電力
が小さくなり、磁気コイル回路の受ける影響が最小限に
抑えられる。他方では、センサデータ記憶ユニットが磁
界コイルと並列に接続されている場合、有利にはセンサ
データ記憶ユニットは、磁界コイルが交番磁界によって
動作する間、高いインピーダンスを有するように構成さ
れ、同様に先ほど述べた利点を達成させる。
【００１４】最終的にセンサユニットを可能な限り汎用
的に使用できるようにするため、本発明の有利な発展形
態では、センサデータ記憶ユニットが高温技術で構成さ
れている。それによって、センサデータ記憶ユニットを
かなりの高温において使用することもできる。つまり、
例えば、非常に高い温度の液体とともに使用することも
できる。
【００１５】
【実施例】詳細には、本発明の磁気誘導式流量計を構成
し、かつ発展させる手段が多数存在する。それについて
は、請求項１に続いて記載されている従属請求項、およ
び以下に続く本発明の有利な実施例についての説明を、
図面に関連して参照されたい。
【００１６】図１には、本発明の有利な実施例による磁
気誘導式流量計の構成が、概略的に図示されている。こ
の磁気誘導式流量計は１つのセンサユニット１および１
つの評価・給電ユニット２を有する。センサユニット１
の構成部材は、簡単に図示しただけの１つの測定管３、
２つの磁界コイル４、および２つの測定電極５である。
前記磁界コイル４により、磁気誘導式流量計の動作中
に、図示されている有利な本発明の実施例に従って、時
間的に交番する磁界、典型的にはクロック制御される定
常場が発生する。この定常場は実質的に測定管軸に対し
て垂直に延在している。それによって、流動媒体に電圧
が誘導され、この電圧は測定電極５によって取り出され
る。この測定電極は、実質的に測定管軸に垂直にかつ同
様に磁界方向に垂直に延在する接続線に沿って配置され
ている。磁界コイル４は評価・給電ユニット２と磁界コ
イル給電線路６によって接続されている。測定電極５は
評価・給電ユニット２と測定電極線路７によって接続さ
れている。
【００１７】センサユニット１にはセンサデータ記憶ユ
ニット８が設けられており、このセンサデータ記憶ユニ
ットにはセンサユニット１の固有特性量が記憶されてい
る。センサユニット１の固有特性量として、とりわけ磁
気誘導式流量計の寸法、例えば測定管３の直径および較
正定数が考慮に入れられる。センサデータ記憶ユニット
８は、図２に示されているように、本発明の図示された
有利な実施例では本来のメモリ９、つまりEEPROM、およ
びメモリ９のための制御電子回路１０から構成される。
センサデータ記憶ユニット８は、同様に図２に示されて
いるように、磁界コイル給電線路６によって評価・給電
ユニット２と接続されている。
【００１８】ここでは、図１にそれぞれ線で示されてい
るように、一方ではセンサデータ記憶ユニット８を磁界
コイル４と直列に、または磁界コイル４と並列に配置す
ることが可能である。センサデータ記憶ユニット８が磁
界コイル４と直列に接続される場合、センサデータ記憶
ユニット８は磁界誘導式流量計の動作中、すなわち、時
間的に交番する磁界が磁界コイル４から発生するとき、
低いインピーダンスを有するように構成される。他方で
は、センサデータ記憶ユニット８が磁界コイル４と並列
に接続される場合、センサデータ記憶ユニット８は磁気
誘導式流量計の動作中、比較的高いインピーダンスを有
するように構成される。これらの手段により、磁界コイ
ル供給線路６に中間接続されているセンサデータ記憶ユ
ニット８が磁界コイル回路に与える影響は、可能な限り
低くなることが保証される。このことは、直列に接続さ
れたセンサデータ記憶ユニット８に生じる損失電力、な
いしは、並列に接続されたセンサデータ記憶ユニット８
を介して磁界コイル４へ流れていく損失電力が、可能な
限り少量に抑えられることによるものである。
【００１９】最後に、図３には本発明の有利な実施例に
よるセンサデータ記憶ユニット８の作用動作が図示され
ている。スイッチオンすると、センサデータ記憶ユニッ
ト８の制御電子回路１０はアクティブ状態に移行する。
メモリ９のための、典型的にはEEPROMのための供給電圧
が形成される。この段階は図３で I によって示されて
いる。所定の時間が経過すると、センサデータ記憶ユニ
ット８はデータ伝送モードへ移行する。これは図３で I
I によって示されている。データ伝送モードでは、セン
サデータ記憶ユニット８に記憶されている、センサユニ
ット１の固有特性量が評価・給電ユニット２に伝送され
る。このデータ伝送は、電圧変調の形態で実行される。
この電圧変調は評価・給電ユニット２によって検出さ
れ、流量計算の基礎として使用される。データ伝送終了
後、センサデータ記憶ユニット８は自動的に、磁界コイ
ル回路に及ぼされる影響が少ない状態に移行する。その
ためには、センサデータ記憶ユニット８の配線によっ
て、センサデータ記憶ユニット８が特に高いインピーダ
ンス（並列回路）または特に低いインピーダンス（直列
回路）を有するように構成する。センサユニット１に直
接、時間的に交番する電流を印加すべき場合、センサデ
ータ記憶ユニット８に記憶されている、センサユニット
１の固有特性量は評価・給電ユニット２には伝送されな
い。
【００２０】磁気誘導式流量計を汎用的に使用できるよ
うにするため、すなわちセンサユニット１の動作を、例
えば高温の液体による高温下であっても保証するため、
図示された有利な本発明の実施例では、センサデータ記
憶ユニット８は高温技術で構成されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有利な実施例による磁気誘導式流量計
の構成を示した図である。
【図２】本発明の有利な実施例によるセンサデータ記憶
ユニットの構成を示した図である。
【図３】本発明の有利な実施例によるセンサデータ記憶
ユニットの動作経過を示した図である。
【符号の説明】
１ センサユニット ２ 評価・給電ユニット ３ 測定管 ４ 磁界コイル ５ 測定電極 ６ 磁界コイル給電線路 ７ 測定電極線路 ８ センサデータ記憶ユニット ９ メモリ １０ 制御電子回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヴィルヘルム フローリン ドイツ連邦共和国 デュースブルク ハイ デヴェーク 21 Ｆターム(参考） 2F035 BE08

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流動媒体のための磁気誘導式流量計であ
    って、 センサユニット（１）と、評価・給電ユニット（２）と
    を有し、 前記センサユニット（１）が測定管（３）と、少なくと
    も実質的に測定管軸に対して垂直に延在し、時間的に交
    番する磁界の発生に使用される磁界コイル（４）と、少
    なくとも実質的に測定管軸に対して垂直に、かつ磁界方
    向に対して垂直に配置されている２つの測定電極（５）
    とを有し、 前記センサユニットの磁界コイル（４）が磁界コイル給
    電線路（６）によって前記評価・給電ユニット（２）と
    接続されている形式のものにおいて、 センサユニット（１）はセンサデータ記憶ユニット
    （８）を有し、 前記センサデータ記憶ユニット（８）内にセンサユニッ
    ト（１）の固有特性量が記憶されており、 前記センサデータ記憶ユニット（８）から、記憶された
    固有特性量が評価・給電ユニット（２）へ伝送されるこ
    とを特徴とする磁気誘導式流量計。
  2. 【請求項２】 センサデータ記憶ユニット（８）はメモ
    リ（９）と、前記メモリ（９）のための制御電子回路
    （１０）を有する、請求項１記載の磁気誘導式流量計。
  3. 【請求項３】 前記センサデータ記憶ユニット（８）の
    前記メモリ（９）はEEPROMから構成される、請求項１記
    載の磁気誘導式流量計。
  4. 【請求項４】 前記センサデータ記憶ユニット（８）
    は、磁気コイル給電線路（６）によって前記評価・給電
    ユニット（２）と接続されている、請求項１から３まで
    のいずれか１項記載の磁気誘導式流量計。
  5. 【請求項５】 記憶されている固有特性量は、前記セン
    サデータ記憶ユニット（８）から磁気コイル給電線路
    （６）を介して前記評価・給電ユニット（２）へ伝送さ
    れる、請求項４記載の磁気誘導式流量計。
  6. 【請求項６】 記憶されている固有特性量は、前記セン
    サデータ記憶ユニット（８）から電圧変調の形態で前記
    評価・給電ユニット（２）へ伝送される、請求項１から
    ５までのいずれか１項記載の磁気誘導式流量計。
  7. 【請求項７】 前記センサデータ記憶ユニット（８）は
    磁界コイル（４）と直列に接続されている、請求項１か
    ら６までのいずれか１項記載の磁気誘導式流量計。
  8. 【請求項８】 前記センサデータ記憶ユニット（８）
    は、前記磁界コイル（４）が交番磁界によって動作して
    いる間低いインピーダンスを有する、請求項７記載の磁
    気誘導式流量計。
  9. 【請求項９】 前記センサデータ記憶ユニット（８）
    は、前記磁界コイル（４）と並列に接続されている、請
    求項１から６までのいずれか１項記載の磁気誘導式流量
    計。
  10. 【請求項１０】 前記センサデータ記憶ユニットは、前
    記磁界コイル（４）が交番磁界によって動作している間
    高いインピーダンスを有する、請求項９記載の磁気誘導
    式流量計。
  11. 【請求項１１】 前記センサデータ記憶ユニット（８）
    は高温技術で構成されている、請求項１から１０までの
    いずれか１項記載の磁気誘導式流量計。
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