NL8500095A - Elektromagnetische doorstroommeter. - Google Patents

Description

1 * N.0. 32938 1

Elektromagnetische doorstroommeter.

De uitvinding heeft betrekking op een elektromagnetische door-stroommeternet een meetbuis uit elektrisch isolerend materiaal, met een magnetisch systeem dat op tegenover elkaar liggende zijden van de meet-* buis voorzien is van een poolschoen en verder voorzien is van een mag-5 neetspoel en een juk voor de magnetische kortsluiting, en verder twee meetelektroden die tussen de poolschoenen zijn aangebracht.

Bij een bekende doorstroommeter van dit type (Europees octrooi-schrift 80.535) is een uit keramisch materiaal bestaande meetbuis aan beide kopse zijden voorzien van een flens. Naast elke poolschoen be~ 10 vindt zich een magneetspoel waarvan de hartlijn radiaal verloopt loodrecht op de hartlijnen van de meetelektroden. Een stalen behuizing, die de meetbuis in een boring met radiale voorspanning opneemt, doen dienst als magnetische kortsluiting voor het magnetische systeem.

Bij een dergelijke konstruktie steekt het magnetische systeem in 15 radiale richting aanzienlijk uit buiten de flenzen van de meetbuis. Dat leidt tot naar verhouding grote uitwendige afmetingen. Bovendien hinderen de magneetspoelen in veel gevallen de doorvoer van spanbouten, die ervoor dienen om de doorstroommeter in te spannen tussen flenzen van twee aansluitbuizen. De positie en het aantal van dergelijke spanbouten 20 wordt voorgeschreven door de telkens toegepaste norm.

De uitvinding heeft nu ten doel een elektromagnetische doorstroommeter van in de aanhef beschreven soort te verschaffen, die bij voor het overige gelijke omstandigheden kleinere afmetingen heeft en die het aanbrengen van spanbouten in aanzienlijk geringere mate hindert.

25 Aan deze doelstelling wordt volgens de uitvinding voldaan, doordat de magneetspoel wordt gevormd door een magneetspoel die de poolschoenen omgeeft en waarvan de hartlijn samenvalt met de hartlijn van de meetbuis, en dat de poolschoenen aan de tegenover elkaar liggende kopse zijden van de magneetspoel via radiale delen in verbinding staan met 30 het juk.

Bij deze konstruktie is er rond de meetbuis een enkele magneet- j spoel aangebracht waarvan de hartlijn samenvalt met die van de meetbuis. Er kan derhalve een voldoend aantal windingen bij naar verhouding kleine radiale dimensie worden gebruikt. De speciale verbinding van de 35 poolschoenen met het juk waarborgt dat ondanks de tangentiaal gewikkel- ! de magneetspoel het werkzame magnetische veld radiaal door de meetbuis loopt. De kleinere radiale dimensie leidt ook tot kortere wegen in het magnetische circuit. Dit leidt tot een kleinere magnetische spannings- 8500095 * * 2 val en tot een kleinere temperatuurafhankelijkheid van de Ijzerpermeabiliteit. Omdat de doorstroommeter in zijn totaal kleine radiale afmetingen heeft - in de meeste gevallen behoeft de doorsnede van een aan de meetbuis gebruikelijke flens niet of slechts in onbelangrijke mate 5 te worden overschreden - kunnen spanbouten in willekeurige positionering rondom de doorstroommeter worden aangebracht. In het bijzonder kan het magnetische systeem en de gehele doorstroommeter volledig radiaal binnen de spanbouten worden aangebracht.

Het heeft bijzondere voordelen indien het juk een cilindrische in-10 wendige vorm heeft en de radiale elementen worden gevormd door een gedeelde, uit tenminste twee secties bestaande ring. Deze radiale ele-mentrlngen kunnen als gevolg van hun deling gemakkelijk op de meetbuis worden geplaatst en worden dan door de cilindrische binnenwand van het juk op zodanige wijze vastgehouden dat ook het magnetisch circuit ge-15 sloten is. Door de ringvorm ontstaat een groot omtreksoppervlak waardoor de magnetische weerstand in de terugstroomweg klein wordt gehouden.

Tenminste een van de ringsecties van de radiale elementen is bij voorkeur uit een stuk met een poolschoen gevormd. Dat leidt tot een 20 dienovereenkomstige vermindering van het aantal componenten en tot een vereenvoudiging van de montage.

Dit is bijzonder gunstig indien de radiale ringvormige elementen gedeeld zijn ongeveer in het radiale vlak dat de poolschoenen halveert. In dit vlak treden geen of zeer weinig magnetische veldlijnen op die 25 over de scheidingsvoeg heen geleid moeten worden.

Met voordeel wordt het juk gevormd door een cilinderhuls. Deze huls heeft op zijn beurt een geringe radiale dimensie, hetgeen bijdraagt aan het klein houden van de uitwendige afmetingen.

Bij gebruik van een meetbuis met eindflenzen verdient het aanbeve-30 ling dat de radiale ringvormige elementen een uitwendige doorsnede hebben die gelijk is aan of groter is dan de flensdoorsnede. De begrenzing naar boven wordt gegeven door het feit dat het juk de spanbouten niet hindert. Op deze wijze kan het juk met het cilindrische binnenvlak moeiteloos axiaal over de meetbuis en het resterende magnetische sys-35 teem worden geschoven. Als beide doorsneden gelijk zijn, dan kan het juk respectievèlijk de cilinderhuls er tevens voor dienen een radiale voorspanning uit te oefenen op de flens van de meetbuis.

Met bijzonder voordeel hebben de radiale elementen een radiaal naar buiten toe groter wordende doorsnede. Daardoor ontstaat een groot 40 omtreksoppervlak en dienovereenkomstig kleine verliezen bij de overgang 8500095 * 3 van de magnetische veldlijnen van het radiale element op het juk.

Een alternatief bestaat daarin, dat de radiale elementen aan de buitenste omtrek voorzien zijn van een axiaal verlopende verlenging. Daarmee kan magnetisch materiaal worden gespaard. Bovendien ontstaat er 5 tussen het radiale element en de flens een holle ruimte die gebruikt kan worden voor het opbergen van leidingen.

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm verlopen de meetelektrode-toe-voerleidingen in de tussen de poolschoenen buiten de meetbuis overblijvende ruimte tot aan het ene radiale element en worden vandaar naar 10 buiten geleid. Mén heeft dan slechts een uittree-opening nodig in het gebied van het radiale element, waardoor het magnetisch systeem niet wordt beïnvloed. In het bijzonder wanneer langs de radiale elementen zonder meer al een vrije ringvormige ruimte aanwezig is ontstaat daardoor een zeer eenvoudige verkabeling.

15 Verder kan tenminste een poolschoen voorzien zijn van een in om- treksrichting verlopende groef voor het inleggen van een meetelektrode-toevoerleiding. Deze toevoerleiding kan dan naar de tegenover liggende elektrode worden gevoerd; in dat geval kunnen beide toevoerleidingen gemeenschappelijk worden gelegd.

20 Het is bijzonder gunstig wanneer de magneetspoel aan zijn binnen omtrek voorzien is van een cilindrische afscherming uit een elektrisch geleidend materiaal. Deze afscherming verhindert een capacitieve koppeling tussen de elektroden en de magneetspoel, zodat het afgenomen signaal niet wordt beïnvloed door capacitieve invloeden. Bovendien kan de 25 afscherming ertoe dienen de poolschoen tenminste bij de montage op zijn plaats te houden.

De uitvinding wordt in het volgende aan de hand van de in de figuren weergegeven voorkeursuitvoeringsvormen nader verduidelijkt.

Figuur 1 toont een langsdoorsnede door een doorstroommeter volgens 30 de uitvinding.

Figuur 2 toont een doorsnede volgens de lijn A-A in figuur 1.

Figuur 3 toont een perspectief aanzicht van de meetbuis, poolschoenen en radiale ringvormige delen, gedeeltelijk in doorsnede, bij een andere uitvoeringsvorm.

35 Figuur 4 toont een perspectief aanzicht van de uitvoeringsvorm van figuur 3, gedeeltelijk in doorsnede, nadat alle delen zijn geassembleerd.

Figuur 5 toont een verdere ontwikkeling in de uitvoeringsvorm van figuur 3.

40 Volgens de figuren 1 en 2 is een meetbuis 1 aanwezig, die voorzien 8500095 ♦ 4 is van een axiaal doorstroomkanaal 2 en aan de uiteinden voorzien is van een flens 3 respectievelijk 4. Deze meetbuis bestaat uit een elektrisch isolerende kunststof of bij voorkeur keramiek. Tussen de flenzen blijft derhalve een ringvormige groef 5 over.

5 Op tegenover elkaar liggende zijden zijn in de ringvormige groef 5 twee poolschoenen 6 en 7 aangebracht, die tegen de meetbuis 1 aanliggen. De poolschoen 6 loopt door tot in een radiaal ringvormig deel 8, de poolschoen 7 loopt door tot in een radiaal ringvormig deel 9. Beide ringen 8 en 9 bestaan uit magnetisch geleidend materiaal en zijn lood-10 recht op het vlak van tekening gedeeld door een radiaal vlak dat gaat door de hartlijn van de meetbuis. Rond beide poolschoenen 6 en 7 is een magneetspoel 10 gewikkeld, waarvan de hartlijn samenvalt met de hartlijn van de meetbuis. Tussen de magneetspoel 10 en de meetbuis 1 bevindt zich een afscherming 11 uit een elektrisch geleidend materiaal, 15 zoals aluminium. Als juk 12 voor de magnetische kortsluiting dient een 'cilindrische huls, waarvan de cilindrische binnendiameter gelijk is aan de buitendiameter van de flenzen 3 en 4 alsmede de buitendiameter van de radiale ringvormige delen 8 en 9.

Twee meetelektroden 13 en 14 bevinden zich op de binnenwand 1 van 20 de buis op tegenover elkaar liggende plaatsen. De hartlijnen ervan staan loodrecht op het symmetrievlak van de poolschoenen 6 en 7.

Bij de montage van deze doorstroommeter worden de poolschoenen 6 en 7 met de bijbehorende radiale ringvormige delen 8 en 9 op hun plaats gebracht en provisorisch vastgehouden door de afscherming 11. Daarna 25 wordt de magneetspoel 10 gewikkeld en tenslotte wordt het hulsvormige juk 12 axiaal daar overheen geschoven.

Tijdens bedrijf wordt door de concentrisch met de meetbuis 1 geplaatste magneetspoel 10 een magnetisch veld opgewekt dat in het kanaal 2 radiaal is gericht omdat de poolschoenen 6 en 7 aan de tegenover el-30 kaar liggende kopse zijden van de magneetspoel 10 via de radiale ringvormige delen 8 en 9 verbonden zijn met het hulsvormige kortsluitjuk.

De doorstroommeter wordt onder tussenvoeging van afdichtingen 15 en 16 ingespannen tussen twee aansluitleidingen 17 en 18. De spanbouten 19, die aangebracht zijn op een cirkel rond de hartlijn van de meetbuis 35 lopen door flenzen van de aansluitleidingen. Het hulsvormige juk 12 heeft een uitwendige doorsnede die radiaal gezien volledig ligt binnen de spanbouten.

Bij de uitvoeringsvorm van de figuren 3 en 4 worden voor dienovereenkomstige onderdelen referentiecijfers gebruikt die met 20 zijn ver-40 hoogd. Uit deze figuren blijkt hoe de radiale ringvormige delen 28 en 8500095 * 5 29 langs de scheidingsvoeg F elk zijn verdeeld in twee secties 28a, 28b respectievelijk 29a, 29b, waarbij het deel 28a samen met de poolschoen 26 uit êên stuk is gevormd en het deel 29a samen met de poolschoen 27 uit êên stuk is gevormd. Elke sectie van elk radiaal ringvormig deel 5 bezit aan een radiale flens een axiale verlenging, zodat een groot con-tactvlak ontstaat met de als juk 32 dienst doende cilindrische huls. In dit geval is de uitwendige doorsnede van de radiale ringvormige delen 28 en 29 groter dan die van de flenzen 23, 24. Elke flens is omgeven door een spanring 36 die een radiale voorspanning uitoefent en bijvoor-10 beeld door opschuiven is aangebracht. De beide spanringen 36 zijn door een beschermhuls 37 met elkaar verbonden.

De beide meetelektroden 33 en 34 zijn elk voorzien van een toe-voerleiding 38 respectievelijk 39. De toevoerleiding 38 is in een in omtreksrichting verlopende groef 40 aan de binnenzijde van de pool-15 schoen 27 geplaatst. Vervolgens verlopen beide toevoerleidingen door een ruimte 41 die vrij gehouden is tussen de beide poolschoenen buiten de meetbuis 21. Verder verlopen ze door een vrije ruimte 42, die ontstaan is tussen het radiale ringvormige deel 28 en de flens 24, en vandaar door uittree-openingen 43 in de ring 28, in het hulsvormige juk 32 20 en in de beschermhuls 37. Via dezelfde uittree-openingen lopen ook de toevoerleidingen 44 naar de magneetspoel 30.

De montage en assemblage zijn bij deze uitvoeringsvorm soortgelijk als bij die van de figuren 1 en 2.

Bij de uitvoeringsvorm van figuur 5 worden voor overeenstemmende 25 delen referentiecijfers gebruikt die ten opzichte van de figuren 1 en 2 met 50 en ten opzichte van de figuren 3 en 4 met 30 zijn verhoogd. Het belangrijkste verschil bestaat daarin, dat het ringvormige radiale deel 58 is verdeeld in twee secties 58a en 58b, waarvan de scheidingsvoegen F doorlopen in het middendeelvlak van de poolschoen 56, zodat ook deze 30 bestaat uit twee secties 56a en 56b, die elk met een helft van de ring 58 zijn verbonden. Het dienovereenkomstige geldt ook voor het radiale ringvormige deel 59, dat voorzien is van de beide helften 59a en 59b met een in het overeenkomstige vlak liggende scheidingsvoeg F.

8?00095 ___i

Claims (11)

1. Elektromagnetische doorstroommeter met een meetbuis uit elektrisch isolerend materiaal, met een magnetisch systeem dat op tegenover elkaar liggende zijden van de meetbuis voorzien is van een poolschoen 5 en verder voorzien is van een magneetspoel en een juk voor de magnetische kortsluiting, en verder twee meetelektroden die tussen de pool-schoenen zijn aangebracht, met het kenmerk, dat de magneetspoel wordt gevormd door een, de poolschoenen (6, 7; 26, 27; 56, 57) omgevende magneetspoel (10; 30) waarvan de hartlijn samenvalt met die van de meetbus 10 (1; 21; 51), en dat de poolschoenen aan de tegenover elkaar liggende kopse zijden van de magneetspoel via radiale delen (8, 9; 28, 29; 58, 59) in verbinding staan met het juk (12; 32).

2. Doorstroommeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het juk (12; 32) een cilindrische binnenwand heeft en de radiaal uitsteken- 15 de delen elk zijn gevormd door een gedeelde, uit tenminste twee secties bestaande ring (8, 9; 28, 29; 58, 59).

3. Doorstroommeter volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat tenminste een van de secties van de ringvormige radiale delen (28a, 29a; 58a, 58b, 59a, 59b) uit êên stuk met een poolschoen (26, 27; 56, 57) is 20 gevormd.

4. Doorstroommeter volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de radiale ringvormige delen (58, 59) gedeeld zijn ongeveer in het radiale vlak dat de poolschoenen (56, 57) halveert.

5. Doorstroommeter volgens een der conclusies 2 tot en met 4, met 25 het kenmerk, dat het juk (12; 32) is gevormd door een cilindrische huls.

6. Doorstroommeter volgens een der conclusies 2 tot en met 5, met het kenmerk, dat bij toepassing van een meetbuis (1; 21) met eindflens (3, 4; 23, 24) de radiale ringvormige delen (8, 9; 28, 29) een ui twen - 30 dige diameter bezitten die gelijk is aan of groter is dan de flensdiameter.

7. Doorstroommeter volgens een der conclusies 1 tot en met 6, met het kenmerk, dat de radiale delen (8, 9) een radiaal naar buiten toe groter wordende doorsnede bezitten.

8. Doorstroommeter volgens een der conclusies 1 tot en met 6, met het kenmerk, dat de radiale delen (28, 29) aan hun buitenste rand een axiaal gerichte verlenging (35) bezitten.

9. Doorstroommeter volgens een der conclusies 1 tot en met 8, met het kenmerk, dat de meetelektrode-toevoerleidingen (38, 39) verlopen 40 via de tussen de poolschoenen (26, 27) buiten de meetbuis (21) over- 8500095 blijvende rukmte (41) tot aan een radiaal deel (28) en via deze naar buiten worden geleid.

10. Doorstroommeter volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat tenminste een poolschoen (27) voorzien is van een in omtreksrichting ver- 5 lopende groef (40) waarin een meetelektrode-toevoerleiding (38) kan worden geplaatst.

11. Doorstroommeter volgens een der conclusies 1 tot en met 10, met het kenmerk, dat de magneetspoel (10; 30) aan zijn binnenwand voorzien is van een cilindrische afscherming (11; 31) uit elektrisch gelei- 10 dend materiaal. ************ | 85Ö0Ö95