WO2008074738A1 - Magnetisch-induktives gerät zum messen des volumen- oder massestroms eines mediums in einer rohrleitung - Google Patents

Magnetisch-induktives gerät zum messen des volumen- oder massestroms eines mediums in einer rohrleitung Download PDF

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WO2008074738A1
WO2008074738A1 PCT/EP2007/063953 EP2007063953W WO2008074738A1 WO 2008074738 A1 WO2008074738 A1 WO 2008074738A1 EP 2007063953 W EP2007063953 W EP 2007063953W WO 2008074738 A1 WO2008074738 A1 WO 2008074738A1
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WO
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measuring tube
measuring
medium
region
magnetic field
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Application number
PCT/EP2007/063953
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English (en)
French (fr)
Inventor
Arno Lang
Jörg Roth
Original Assignee
Endress+Hauser Flowtec Ag
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Publication date
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the volume or mass flow of a medium in a pipeline, with a measuring tube, which is flowed through by the medium in the direction of the longitudinal axis of the measuring tube, with a magnet system, which passes through the measuring tube, essentially generates magnetic field extending transversely to the longitudinal axis of the measuring tube, with at least two measuring electrodes coupling to the medium, which are arranged in a region of the measuring tube lying substantially perpendicular to the magnetic field, and with a control / evaluation unit which uses the measuring voltage induced in the measuring electrodes provides over the volume or mass flow of the medium in the measuring tube.
  • Magnetic-inductive flowmeters exploit the principle of electrodynamic induction for the volumetric flow measurement: vertically induced to a magnetic field charge carriers of the medium induce a measuring voltage in likewise substantially perpendicular to the flow direction of the medium and perpendicular to the direction of the magnetic field arranged measuring electrodes.
  • the measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to the average flow velocity of the medium over the cross section of the measuring tube; it is therefore proportional to the volume flow. If the density of the medium is known, the mass flow in the pipeline or in the measuring tube can be determined.
  • the measuring voltage is usually tapped via a pair of measuring electrodes, which is arranged with respect to the coordinate along the measuring tube axis in the region of maximum magnetic field strength and where consequently the maximum measuring voltage is to be expected.
  • the measuring electrodes are usually galvanically coupled to the medium; However, magnetic-inductive flowmeters with capacitively coupling measuring electrodes have also become known.
  • the measuring tube can either be made of an electrically conductive material, For example, be made of stainless steel, or it consists of an electrically insulating material. If the measuring tube is made of an electrically conductive material, then it must be lined in the area coming into contact with the medium with a liner made of an electrically insulating material.
  • the liner usually consists of a thermoplastic, a thermosetting or an elastomeric plastic.
  • magnetic-inductive flow meters with a ceramic lining have also become known.
  • the measuring electrodes are in addition to the magnet system, the central
  • the magnet system is designed in such a way that, controlled by the control / evaluation unit, it generates an alternating magnetic field which is highly homogeneous in the region of the measuring tube. The voltage induced as a result of the flowing medium is measured in each case during the phases in which the magnetic field assumes a substantially constant value after a switching operation.
  • the invention has for its object to propose a flow meter, which is designed so that the medium has a highly stationary flow profile in the field of data acquisition.
  • the object is achieved in that on the inner surface of the measuring tube Swirlers are provided, which are designed so that the path taken by the medium through the measuring tube is greater than the length of the measuring tube.
  • the path taken by the medium through the measuring tube is virtually artificially prolonged.
  • the swirl transmitters are arranged and / or configured such that they guide the flowing medium on a curved path through the measuring tube, wherein the path on which the medium flows through the measuring tube is greater than the longitudinal extent of the measuring tube.
  • the swirlers are indentations or webs on or on the inner surface of the measuring tube.
  • the indentations or webs extend in the direction of the longitudinal axis of the measuring tube, but are inclined by a certain angle to the longitudinal axis of the measuring tube.
  • the recesses or webs are formed so that the medium originally flowing in the direction of the longitudinal axis is deflected by the indentations or webs and follows the prolonged, predetermined by the indentations or webs way.
  • the deflection angle for the flowing medium which is predetermined by the indentations or webs, for example, is 45 ° .
  • the swirlers or the indentations are inclined at a flat inlet or outlet angle against the flow direction of the medium.
  • the recesses or webs in the region of the inlet and the outlet of the measuring tube are designed to be highly symmetrical to each other.
  • a preferred embodiment of the magnetic-inductive flowmeter according to the invention provides, the measuring tube in its central region in which the measured value takes place, a Has cross-sectional area which is smaller than the cross-sectional area in the two end regions, the inlet region and the outlet region, of the measuring tube.
  • the indentations and / or webs which are primarily to be found in the inlet and outlet region of the measuring tube, are here arranged and / or configured such that the pressure change due to the change in cross section of the through-flowed area in the middle region of the measuring tube is approximately zero or that she is minimal.
  • the medium In the middle region, the medium essentially flows again parallel to the longitudinal axis of the measuring tube.
  • the advantage of a cross-sectional taper or -reducing in the central region of the measuring tube is the fact that with the same design of the magnet system in the range of the measured value detection by the measuring electrodes, a stronger magnetic field prevails. As a result of the increased magnetic field, the voltage induced in the measuring electrodes is increased. Thus, a correspondingly stronger measuring signal at the measuring electrodes is available for the measurement of the flow.
  • the inventive design thus allows the measurement accuracy of the flowmeter significantly increase.
  • the diameter of the measuring tube in the two end regions has a circular cross-section and that the inner cross-section in the central region in which the magnet system and the measuring electrodes are arranged, has a rectangular or an oval cross section , Of course, the cross section may continue to be round.
  • the swirlers are arranged so that at the inlet of the inlet and at the outlet of the outlet, the flow direction of the medium in each case at least approximately parallel to the longitudinal axis of the measuring tube.
  • the deflection of the medium in the inlet region is equal in magnitude to the deflection in the outlet region of the measuring tube, however, the direction of the deflection in the outlet region is opposite to the direction of the deflection in the inlet region.
  • the swirlers are provided on the inner surface of the inlet region and the outlet region; the middle area is free of swirlers.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a magnetic inductive flowmeter according to the invention
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through a first embodiment of the measuring tube of the flowmeter according to the invention
  • FIG. 3 is a perspective view of an embodiment of the inner measuring tube of Fig. 2,
  • Fig. 4 is a plan view according to the marking A in Fig. 2 and
  • Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention 1.
  • the measuring tube 2 is flowed through by the medium 11 in the direction of the longitudinal axis 3 of the measuring tube 2.
  • swirl transmitter 21 By arranged on the inner surface 24 of the measuring tube 2 swirl transmitter 21, the path that takes the medium 11 through the measuring tube, quasi artificially extended. Special embodiments of the inner surface 24 of the measuring tube 2 or of the swirl transmitters 21 are shown in FIGS. 2 to 5.
  • the medium 11 is at least to a small extent electrically conductive.
  • the measuring tube 2 is made of an electrically conductive material
  • the measuring tube 2 must be lined on its inner surface 24 with an electrically non-conductive liner 17;
  • the liner 17 is preferably made of a material that is highly chemically and / or mechanically resistant.
  • the perpendicular to the main flow direction S of the medium 11 aligned alternating magnetic field B is generated by a magnet system, for example via two diametrically arranged coil assemblies 6, 7 or via two diametrically arranged electromagnets.
  • a magnet system for example via two diametrically arranged coil assemblies 6, 7 or via two diametrically arranged electromagnets.
  • at least one Plug-in module configured magnet system used as described in detail in the simultaneously filed with the present application German patent application.
  • the plug-in module disclosed in the co-pending patent application in a one-part or multi-part design can be used excellently in connection with the measuring tube with swirlers.
  • the measuring tube 2 is connected via flanges 22, as can be seen in FIG. 2, to a pipeline, not explicitly shown in the drawings, which is separated from the medium 11 is flowed through.
  • the two measuring electrodes 4, 5 are preferably measuring electrodes, whose end region coming into contact with the medium 11 is widened.
  • these lenticular measuring electrodes to be mounted from the inside, it is of course also possible to use externally mounted pin electrodes.
  • the measuring electrodes 4, 5 are connected to the control evaluation unit 8.
  • the connection between the coil arrangements 6, 7 of the magnet system and the control / evaluation unit 8 takes place via the electrical connection lines 14, 15.
  • the control / evaluation unit 8 is connected via the connection line 16 to an input / output unit 9.
  • the evaluation / control unit 8 is associated with the memory unit 10.
  • Fig. 2 is a longitudinal section through a first embodiment of the measuring tube according to the invention can be seen, as it is preferably used in conjunction with the magnetic-inductive flowmeter according to the invention.
  • the medium 11 facing the inner surface 24 of the measuring tube 2 can be divided into three sections: the inlet region 18, the central region 20 and the outlet region 19. In the case shown, the central region 20 has an oval cross-sectional area.
  • the magnet system 6, 7, which is not shown separately in FIG. 2, is placed so that it generates a magnetic field B whose magnetic field lines are perpendicular to the flattened region of the measuring tube 2. Due to the reduced diameter in the middle region 20 of the measuring tube 2, the magnetic field B can be increased correspondingly with the magnet system 6, 7 of the same design. Consequently, an increased induced measuring voltage can be tapped at the measuring electrodes 4, 5, which are preferably arranged perpendicular to the magnetic field B in the wall of the measuring tube 2.
  • the problem with a cross-sectional taper in the central region of the measuring tube 2 is associated with the reduced cross-section pressure loss in the outlet region 19 of the measuring tube 2.
  • twister 21 on the inner surface 24 of the measuring tube. 2 arranged.
  • the swirlers 21 are indentations with a semicircular cross section, which are arranged and / or configured such that the deflection or the deflection of the flowing medium 11 from its original flow direction S takes place at least approximately without eddy.
  • the deflection in the inlet region 18 is not necessary in principle, but offers itself for reasons of symmetry.
  • the deflection or deflection angle ⁇ in the inlet region 18 and in the outlet region is the same amount but oppositely oriented.
  • the deflection or the deflection is at 45 ° .
  • other deflection angles ⁇ can also be realized. It should be noted that the path of the medium 11 through the measuring tube 2 - artificially elongated - the greater, the greater the deflection or deflection angle ⁇ .
  • FIG. 3 shows a perspective view of a preferred embodiment of the inner measuring tube 2, as has already been described in detail in connection with FIG. 2.
  • the transition occurs between the reduced central region 20 and the larger inlet or outlet region, continuously or stepwise in the form of a funnel.
  • the inlet and the outlet has the funnel-shaped design of a gramophone.
  • FIG. 4 shows a plan view according to the marking A in FIG. 2, and FIG. 5 shows an enlarged view of the portion B of FIG. 4 marked B.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums (11) in einer Rohrleitung, mit einem Messrohr (2), das von dem Medium (11) in Richtung der Längsachse (3) des Messrohres (2) durchströmt wird, mit einem Magnetsystem (6, 7), das ein das Messrohr (2) durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Längsachse (3) des Messrohres (2) verlaufendes Magnetfeld (B) erzeugt, mit zumindest zwei mit dem Medium (11) koppelnden Messelektroden (4, 5), die in einem im wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld (B) liegenden Bereich des Messrohres (2) angeordnet sind, und mit einer Regel-/Auswerteeinheit (8), die anhand der in die Messelektroden (4, 5) induzierten Messspannung Information über den Volumen- oder Massestrom des Mediums (11) in dem Messrohr (2) liefert. Erfindungsgemäß sind an der Innenfläche (24) des Messrohres (2) Drallgeber (21) vorgesehen, die so ausgestaltet sind, dass der Weg des Mediums (11) durch das Messrohr (2) größer ist als die Längenausdehnung (L) des Messrohres (2).

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums in einer
Rohrleitung
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums in einer Rohrleitung, mit einem Messrohr, das von dem Medium in Richtung der Längsachse des Messrohres durchströmt wird, mit einem Magnetsystem, das ein das Messrohr durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Längsachse des Messrohres verlaufendes Magnetfeld erzeugt, mit zumindest zwei mit dem Medium koppelnden Messelektroden, die in einem im wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld liegenden Bereich des Messrohres angeordnet sind, und mit einer Regel-/Auswerteeinheit, die anhand der in die Messelektroden induzierten Messspannung Information über den Volumen- oder Massestrom des Mediums in dem Messrohr liefert.
[0002] Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte nutzen für die volumetrische Strömungsmessung das Prinzip der elektrodynamischen Induktion aus: Senk-recht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Mediums induzieren in gleichfalls im wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums und senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes angeordnete Messelektroden eine Messspannung. Die in die Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums; sie ist also proportional zum Volumenstrom. Ist die Dichte des Mediums bekannt, lässt sich der Massestrom in der Rohrleitung bzw. in dem Messrohr bestimmen. Die Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das bezüglich der Koordinate entlang der Messrohrachse in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und wo folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist. Die Messelektroden sind üblicherweise galvanisch mit dem Medium gekoppelt; es sind jedoch auch magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte mit kapazitiv koppelnden Messelektroden bekannt geworden.
[0003] Das Messrohr kann entweder aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. Edelstahl, gefertigt sein, oder es besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Ist das Messrohr aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt, so muss es in dem mit dem Medium in Kontakt kommenden Bereich mit einem Liner aus einem elektrisch isolierenden Material ausgekleidet sein. Der Liner besteht üblicherweise aus einem thermoplastischen, einem duroplastischen oder einem elastomeren Kunststoff. Es sind jedoch auch magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte mit einer keramischen Auskleidung bekannt geworden.
[0004] Die Messelektroden sind neben dem Magnetsystem die zentralen
Komponenten eines magnetisch-induktiven Durchflusssensors. Bei der Ausgestaltung und Anordnung der Messelektroden ist darauf zu achten, dass sie sich möglichst einfach in dem Messrohr montieren lassen und dass nachfolgend im Messbetrieb keine Dichtigkeitsprobleme auftreten; darüber hinaus sollen sich die Messelektroden durch eine empfindliche und gleichzeitig störungsarme Messsignalerfassung auszeichnen. Das Magnetsystem ist so ausgestaltet, dass es -angesteuert durch die Regel-/Auswerteeinheit- ein alternierendes und ein im Bereich des Messrohres in hohem Maße homogenes Magnetfeld erzeugt. Die infolge des strömenden Mediums induzierte Spannung wird jeweils während der Phasen gemessen, in denen das Magnetfeld nach einem Umschaltvorgang einen im wesentlichen konstanten Wert annimmt.
[0005] Die Reproduzierbarkeit der Messungen und somit die Messgenauigkeit können durch kurzzeitig auftretende Schwankungen im Volumendurchfluss verschlechtert werden. Derartige Schwankungen im Volumenstrom können auf Druckänderungen und eine daraus resultierende Wirbelbildung im Bereich des Einlaufs oder des Auslaufs zurückzuführen sein.
[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Durchflussmessgerät vorzuschlagen, das so ausgestaltet ist, dass das Medium im Bereich der Messwerterfassung ein in hohem Maße stationäres Strömungsprofil aufweist.
[0007] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass an der Innenfläche des Messrohres Drallgeber vorgesehen sind, die so ausgestaltet sind, dass der Weg, den das Medium durch das Messrohr nimmt, größer ist als die Länge des Messrohres. Erfindungsgemäß wird der Weg, den das Medium durch das Messrohr nimmt, quasi künstlich verlängert. Bevorzugt sind die Drallgeber so angeordnet und/oder ausgestaltet, dass sie das strömende Medium auf einem gekrümmten Weg durch das Messrohr führen, wobei der Weg, auf dem das Medium durch das Messrohr strömt, größer ist als die Längenausdehnung des Messrohres.
[0008] Bevorzugt handelt es sich bei den Drallgebern um Einbuchtungen oder Stege an oder auf der Innenfläche des Messrohrs. Die Einbuchtungen oder Stege verlaufen in Richtung der Längsachse des Messrohres, sind aber um einen bestimmten Winkel zur Längsachse des Messrohres geneigt. Die Einbuchtungen oder Stege sind so ausgebildet, dass das ursprünglich in Richtung der Längsachse strömende Medium durch die Einbuchtungen oder Stege umgelenkt wird und dem verlängerten, durch die Einbuchtungen oder Stege vorgegebenen Weg folgt. Der Ablenkwinkel für das strömende Medium, der durch die Einbuchtungen oder Stege vorgegeben ist, beträgt beispielsweise 45°.
[0009] Allgemein ist vorgesehen, dass die Drallgeber bzw. die Einbuchtungen unter einem flachen Einlauf- bzw. Auslaufwinkel gegen die Strömungsrichtung des Mediums geneigt sind. Insbesondere sind die Einbuchtungen oder Stege im Bereich des Einlaufs und des Auslaufs des Messrohres in hohem Maße symmetrisch zueinander ausgestaltet.
[0010] Weiterhin sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Durchflussmessgeräts vor, dass die Drallgeber bzw. die Einbuchtungen so dimensioniert sind, dass sie dem Medium einen näherungsweise wirbelfreien Drall verleihen. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Messelektroden ein gleichförmiges, zumindest näherungsweise homogen vorbeiströmendes Medium 'sehen'. Hierdurch wird das Rauschen an den Messelektroden reduziert und somit die Messgenauigkeit erhöht.
[0011] Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts sieht vor, das Messrohr in seinem mittleren Bereich, in dem die Messwerterfassung erfolgt, eine Querschnittsfläche aufweist, die kleiner ist als die Querschnittsfläche in den beiden Endbereichen, dem Einlaufbereich und dem Auslaufbereich, des Messrohrs. Die Einbuchtungen und/oder Stege, die vornehmlich im Ein- und Auslauf-bereich des Messrohres zu finden sind, sind hier so angeordnet und/oder ausgestaltet, dass die Druckänderung infolge der Querschnittsveränderung der durchströmten Flache im mittleren Bereich des Messrohrs näherungsweise Null ist bzw. dass sie minimal ist. Im mittleren Bereich strömt das Medium im wesentlichen wieder parallel zur Längsachse des Messrohres.
[0012] Der Vorteil einer Querschnittverjüngung bzw. -Verringerung im mittleren Bereich des Messrohres ist darin zu sehen, dass bei gleicher Auslegung des Magnetsystems im Bereich der Messwerterfassung durch die Messelektroden ein stärkeres Magnetfeld herrscht. Infolge des erhöhten Magnetfeldes ist die in die Messelektroden induzierte Spannung vergrößert. Somit steht für die Messung des Durchflusses ein entsprechend stärkeres Messsignal an den Messelektroden zur Verfügung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung lässt sich somit die Messgenauigkeit des Durchflussmessgeräts erheblich erhöhen.
[0013] Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Durchflussmessgerät vorgesehen, dass der Durchmesser des Messrohres in den beiden Endbereichen einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und dass der Innenquerschnitt in dem mittleren Bereich, in dem das Magnetsystem und die Messelektroden angeordnet sind, einen rechteckförmigen oder einen ovalen Querschnitt aufweist. Selbstverständlich kann der Querschnitt auch weiterhin rund sein. Bevorzugt sind die Drallgeber so angeordnet, dass am Eingang des Einlaufs und am Ausgang des Auslaufs die Strömungsrichtung des Mediums jeweils zumindest näherungsweise parallel zur Längsachse des Messrohres verläuft. Somit erfolgt die Umlenkung des Mediums im Einlaufbereich betragsmäßig gleich zu der Umlenkung im Auslaufbereich des Messrohres, allerdings ist die Richtung der Ablenkung im Auslaufbereich entegegengesetzt zu der Richtung der Ablenkung im Einlaufbereich.
[0014] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Drallgeber an der Innenfläche des Einlaufbereichs und des Auslaufsbereichs vorgesehen; der mittlere Bereich ist frei von Drallgebern.
[0015] Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:
[0016] Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts,
[0017] Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine erste Ausgestaltung des Messrohres des erfindungsgemäßen Durchflussmessgeräts,
[0018] Fig. 3: eine perspektivische Ansicht einer Ausgestaltung des inneren Messrohres aus Fig. 2,
[0019] Fig. 4: eine Draufsicht gemäß der Kennzeichnung A in Fig. 2 und
[0020] Fig. 5: eine vergrößerte Darstellung des mit B gekennzeichneten Teilbereichs aus Fig. 4.
[0021] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Das Messrohr 2 wird von dem Medium 11 in Richtung der Längsachse 3 des Messrohres 2 durchströmt. Durch die an der Innenfläche 24 des Messrohres 2 angeordneten Drallgeber 21 wird der Weg, den das Medium 11 durch das Messrohr nimmt, quasi künstlich verlängert. Spezielle Ausgestaltungen der Innenfläche 24 des Messrohres 2 bzw. der Drallgeber 21 sind in den Figuren Fig. 2 bis Fig. 5 dargestellt.
[0022] Das Medium 11 ist zumindest in geringem Umfang elektrisch leitfähig. Für den Fall, dass das Messrohr 2 aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt ist, muss das Messrohr 2 an seiner Innenfläche 24 mit einem elektrisch nicht-leitfähigen Liner 17 ausgekleidet sein; der Liner 17 besteht bevorzugt aus einem Material, das in hohem Maße chemisch und/oder mechanisch beständig ist.
[0023] Das senkrecht zur Hauptströmungsrichtung S des Mediums 11 ausgerichtete alternierende Magnetfeld B wird über ein Magnetsystem, z.B. über zwei diametral angeordnete Spulenanordnungen 6, 7 bzw. über zwei diametral angeordnete Elektromagnete, erzeugt. In Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung wird bevorzugt ein als zumindest ein Steckmodul ausgestaltetes Magnetsystem eingesetzt, wie es in der zeitgleich mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten Deutschen Patentanmeldung im Detail beschrieben ist. Das in der parallel eingereichten Patentanmeldung offenbarte Steckmodul in ein- oder mehrteiliger Ausgestaltung ist hervorragend in Zusammenhang mit dem Messrohr mit Drallgebern einsetzbar.
[0024] Unter dem Einfluss der Magnetfeldes B wandern in dem Medium 11 befindliche Ladungsträger je nach Polarität zu den beiden entgegengesetzt gepolten Messelektroden 4, 5 ab. Die sich an den Messelektroden 4, 5 aufbauende Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres 2 gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Mediums 11 , d. h. sie ist ein Maß für den Volumenstrom des Mediums 11 in dem Messrohr 2. Das Messrohr 2 ist übrigens über Flansche 22, wie sie in Fig. 2 zu sehen sind, mit einer in den Zeichnungen nicht explizit dargestellten Rohrleitung verbunden, die von dem Medium 11 durchströmt wird.
[0025] Bei den beiden Messelektroden 4, 5 handelt es sich bevorzugt um Messelektroden, deren mit dem Medium 11 in Kontakt kommender Endbereich aufgeweitet ist. Neben diesen linsenförmigen von innen zu montierenden Messelektroden können selbstverständlich auch von außen zu montierende Stiftelektroden verwendet werden.
[0026] Über elektrische Verbindungsleitungen 12, 13 sind die Messelektroden 4, 5 mit der Regel-Auswerteeinheit 8 verbunden. Die Verbindung zwischen den Spulenanordnungen 6, 7 des Magnetsystems und der Regel-/Auswerteeinheit 8 erfolgt über die elektrischen Verbindungsleitungen 14, 15. Die Regel-/Auswerteeinheit 8 ist über die Verbindungsleitung 16 mit einer Eingabe-/Ausgabeeinheit 9 verbunden. Der Auswerte-/Regeleinheit 8 ist die Speichereinheit 10 zugeordnet.
[0027] In Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Messrohres zu sehen, wie es bevorzugt in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerät einsetzbar ist. Die dem Medium 11 zugewandte Innenfläche 24 des Messrohres 2 lässt sich in drei Abschnitte unterteilen: den Einlaufbereich 18, den mittleren Bereich 20 und den Auslaufbereich 19. Im gezeigten Fall hat der mittlere Bereich 20 eine ovale Querschnittsfläche. Das Magnetsystem 6, 7, das in der Fig. 2 nicht gesondert dargestellt ist, ist so plaziert, dass es ein Magnetfeld B erzeugt, dessen Magnetfeldlinien senkrecht zu dem abgeplatteten Bereich des Messrohres 2 verlaufen. Aufgrund des reduzierten Durchmessers im mittleren Bereich 20 des Messrohres 2 lässt sich das Magnetfeld B bei gleich ausgelegtem Magnetsystem 6, 7 entsprechend erhöhen. An den Messelektroden 4, 5, die bevorzugt senkrecht zu dem Magnetfeld B in der Wandung des Messrohres 2 angeordnet sind, kann folglich eine erhöhte induzierte Messspannung abgegriffen werden.
[0028] Problematisch bei einer Querschnittsverjüngung im mittleren Bereich des Messrohres 2 ist der mit dem verkleinerten Querschnitt einhergehende Druckverlust im Auslaufbereich 19 des Messrohres 2. Um diesem Druckverlust auszugleichen, sind insbesondere im Auslaufbereich 19 des Messrohres 2 Drallgeber 21 an der Innenfläche 24 des Messrohres 2 angeordnet. Im dargestellten Fall handelt es sich bei den Drallgebern 21 um Einbuchtungen mit halbkreisförmigem Querschnitt, die so angeordnet und/oder ausgestaltet sind, dass die Umlenkung bzw. die Ablenkung des strömenden Mediums 11 aus seiner ursprünglichen Strömungsrichtung S zumindest näherungsweise wirbelfrei erfolgt. Die Umlenkung im Einlaufbereich 18 ist prinzipiell nicht notwendig, bietet sich jedoch aus Symmetriegründen an.
[0029] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Ablenk- oder Umlenkwinkel α im Einlaufbereich 18 und im Auslaufbereich betragsgleich aber entgegengesetzt orientiert. Bevorzugt liegt die Umlenkung bzw. die Ablenkung bei jeweils 45°. Je nach Ausgestaltung der Drallgeber 21 sind aber auch andere Umlenkwinkel α realisierbar. Zu beachten ist, dass der Weg des Mediums 11 durch das Messrohr 2 - künstlich verlängert - um so größer wird, je größer der Umlenk- bzw. Ablenkwinkel α ist.
[0030] In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des inneren Messrohres 2 dargstellt, wie er bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 detailliert beschrieben wurde. Bevorzugt erfolgt der Übergang zwischen dem verkleinerten mittleren Bereich 20 und dem größeren Ein- oder Auslaufbereich kontinuierlich oder stufenförmig in der Form eines Trichters. Im wesentlichen hat der Ein- und der Auslauf die trichterförmige Ausgestaltung eines Grammophons.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht gemäß der Kennzeichnung A in Fig. 2 und in Fig. 5 ist eine vergrößerte Darstellung des mit B gekennzeichneten Teilbereichs aus Fig. 4 zu sehen. [0031] Bezugszeichenliste
1. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät
2. Messrohr
3. Längsachse des Messrohres
4. Messelektrode
5. Messelektrode
6. Spulenanordnung / Magnetsystem
7. Spulenanordnung / Magnetsystem
8. Regel-/Auswerteeinheit
9. Eingabe-/Ausgabeeinheit
10. Speichereinheit
11. Medium
12. Verbindungsleitung
13. Verbindungsleitung
14. Verbindungsleitung
15. Verbindungsleitung
16. Verbindungsleitung
17. Liner
18. Einlaufbereich
19. Auslaufbereich
20. Mittlerer Bereich
21. Drallgeber
22. Flansch
23. Bohrung
24. Innenfläche

Claims

Ansprüche
1. 1. Vorrichtung zum Messen des Volumen- oder Massestroms eines Mediums (11) in einer Rohrleitung, mit einem Messrohr (2), das von dem Medium (11) in Richtung der Längsachse (3) des Messrohres (2) durchströmt wird, mit einem Magnetsystem (6, 7), das ein das Messrohr (2) durchsetzendes, im wesentlichen quer zur Längsachse (3) des Messrohres (2) verlaufendes Magnetfeld (B) erzeugt, mit zumindest zwei mit dem Medium (11) koppelnden Messelektroden (4, 5), die in einem im wesentlichen senkrecht zum Magnetfeld (B) liegenden Bereich des Messrohres (2) angeordnet sind, und mit einer Regel-/Auswerteeinheit (8), die anhand der in die Messelektroden (4, 5) induzierten Messspannung Information über den Volumen- oder Massestrom des Mediums (11) in dem Messrohr (2) liefert, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche (24) des Messrohres (2) Drallgeber (21) vorgesehen sind, die so ausgestaltet sind, dass der Weg des Mediums (11) durch das Messrohr (2) gegenüber der Längenausdehnung (L) des Messrohres (2) verlängert ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Drallgebern (21) um Einbuchtungen oder Stege auf der Innenfläche (24) des Messrohrs (2) handelt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallgeber (21) bzw. die Einbuchtungen unter einem flachen Einlaufbzw. Auslaufwinkel (α) gegen die Strömungsrichtung des Mediums (11) geneigt sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallgeber (21) bzw. die Einbuchtungen so dimensioniert sind, dass sie dem Medium (11) einen näherungsweise wirbelfreien Drall verleihen.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (2) in einem mittleren Bereich (20) einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser in den beiden Endbereichen (18, 19), dem Einlaufbereich (18) und dem Auslaufbereich (19), des Messrohrs (2).
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser in den beiden Endbereichen (18, 19) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und dass der Durchmesser in dem mittleren Bereich (20) einen runden, einen rechteckförmigen oder einen ovalen Querschnitt aufweist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallgeber (21) an der Innenfläche (24) des Einlaufbereichs (18) und des Auslaufsbereichs (19) vorgesehen sind.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5237865A (en) * 1987-08-17 1993-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Flow rate measuring apparatus
EP1666849A1 (de) * 2004-12-02 2006-06-07 Krohne AG Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und Herstellungsverfahren für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2335494A (en) * 1998-03-16 1999-09-22 Abb Seatec Ltd Venturi Flow Meter
GB2431010C (en) * 2003-09-29 2008-06-25 Schlumberger Holdings Method and system for conditioning a multiphase fluid stream.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5237865A (en) * 1987-08-17 1993-08-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Flow rate measuring apparatus
EP1666849A1 (de) * 2004-12-02 2006-06-07 Krohne AG Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät und Herstellungsverfahren für ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät

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