WO2020007868A1 - Magnetically inductive flowmeter - Google Patents

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WO2020007868A1
WO2020007868A1 PCT/EP2019/067753 EP2019067753W WO2020007868A1 WO 2020007868 A1 WO2020007868 A1 WO 2020007868A1 EP 2019067753 W EP2019067753 W EP 2019067753W WO 2020007868 A1 WO2020007868 A1 WO 2020007868A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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contact body
measuring
flow meter
meter according
contact
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/067753
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lars Dreher
Andreas GUNZENHAUSER
Simon MARIAGER
Raphael Hess
Oliver Graf
Original Assignee
Endress+Hauser Flowtec Ag
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 Endress+Hauser Flowtec Ag filed Critical Endress+Hauser Flowtec Ag
Publication of WO2020007868A1 publication Critical patent/WO2020007868A1/en

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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
    • 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
    • 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
    • G01F1/588—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 combined constructions of electrodes, coils or magnetic circuits, accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic-inductive flow meter.
  • Magnetic-inductive flowmeters are used to determine the
  • a magnetic-inductive flow measuring device comprises a magnetic field generating device which generates a magnetic field perpendicular to the transverse axis of the measuring tube. Single or multiple coils are usually used for this.
  • pole pieces are additionally shaped and attached in such a way that the magnetic field lines run essentially perpendicular to the transverse axis over the entire measuring tube cross section.
  • An electrode pair attached to the outer surface of the measuring tube taps off an inductively generated electrical measuring voltage which arises when a conductive medium flows in the direction of the longitudinal axis with an applied magnetic field. Since the tapped measurement voltage depends on the speed of the flowing medium according to Faraday’s law of induction, the flow rate and,
  • the volume flow of the medium can be determined.
  • Magnetic-inductive flowmeters are sensitive to that
  • a solution is provided by the magnetic-inductive flowmeter known from CN 101294832 A, which has two pairs of measuring electrodes, which are arranged axially symmetrically in a measuring tube cross-section, in order to minimize the influence of the flow profile on the determination of the volume flow.
  • the two electrode axes defined by the respective pairs of measuring electrodes span an angle of approximately 40 ° in the cross section of the measuring tube.
  • DE 1020151 13390 A1 Another embodiment is shown in DE 1020151 13390 A1, in which a second and third pair of measuring electrodes are arranged on defined electrode axes, which are arranged by an angular dimension of less than or equal to ⁇ 45 ° with respect to a first electrode axis oriented perpendicular to the magnetic field.
  • EP 0878694 A1 also discloses a magnetic-inductive flow measuring device which, based on the prior art, uses two additional Measuring electrode pairs, the electrode axes of which each form an angle of approximately 45 ° to the electrode axis of the conventional measuring electrode pair to the measuring tube axis, an improvement in the measuring accuracy in the range of measuring errors of less than 1% was realized. This is achieved in particular in that the potential differences applied to the measuring electrodes are individually recorded and weighted.
  • each measuring electrode has to be contacted individually and the respective measuring signal has to be provided with a weighting factor.
  • measuring electrode groups each with at least two measuring electrodes.
  • Each measuring electrode is separately connected to a measuring and evaluation unit, where the individually applied measuring voltages are converted into a resulting volume flow of the medium.
  • Measuring electrode is complex and time-consuming.
  • Measuring electrode position on the magnetic field influences of the flow profile on the determination of the volume flow of the medium can be reduced. A separate evaluation of the applied measuring voltages is therefore often not necessary. It is sufficient if the measuring electrodes of a measuring electrode group are short-circuited electrically and the resulting potential difference between the measuring electrode groups is used to determine the volume flow of the medium.
  • the connection of the measuring electrodes can be realized with conventional cables. However, this is extremely cumbersome and time consuming.
  • the invention has for its object to provide a magnetic-inductive flow meter, the measuring electrodes are inexpensive and easy to assemble.
  • the object is achieved according to the invention by the electromagnetic flowmeter according to claim 1.
  • a magnetic-inductive flow meter comprises a measuring tube for guiding a medium, a magnetic field generating device and at least two measuring electrode groups, each with at least two measuring electrodes for detecting an inductively generated measuring voltage between the
  • Measuring electrode groups and is characterized in that the measuring electrodes of at least one measuring electrode group are electrically connected via a contact body.
  • the measuring electrodes are electrically connected via a contact body. This means in particular the short-circuiting of the measuring electrodes.
  • the contact body is then connected in a further assembly step to the measuring and / or evaluation unit, where the measured voltage determined is in one
  • volume flow and / or a flow rate of the medium is converted.
  • the contact body has at least two cutouts.
  • the recesses serve to contact the measuring electrodes and the
  • the contact body is 1-fold rotationally symmetrical with respect to a central axis.
  • An advantage of this configuration is a simpler assembly of the contact body on the electromagnetic flowmeter. Due to the rotational symmetry, the fitter can electrically connect all measuring electrodes of a measuring electrode group via the contact body with a simple rotary movement.
  • the contact body has at least two sub-segments, the sub-segments each having at least one cutout.
  • the shape of the contact body must adapt to the curvature of the pipe. This is realized by sub-segments that protrude from one another at an angle a or that open up an angle a in a cross-sectional plane of the contact body.
  • the number of subsegments, length of the subsegments and the angle a between the subsegments can depend on the number of
  • Measuring electrodes, the diameter of the measuring tube and the distance between the measuring electrodes vary.
  • the contact body comprises a flat part, in particular a stamped part and preferably a stamped and bent part.
  • Contact bodies made of flat parts can be manufactured inexpensively. It is advantageous if the contact body is formed from sheet metal by means of a stamping process, since this ensures high reproducibility. In addition, the cutouts can be punched out in the same work step as the base body, which means that a further production step can be dispensed with. Due to the high reproducibility and accuracy of the stamping process, the contact body can be used as Use a scale or control element to check the correct positioning of the measuring electrodes, which must be mounted individually on the measuring tube. A laser cutting process is another advantageous production method.
  • the contact body is formed from an at least partially conductive material, in particular rolled sheet metal, preferably copper, aluminum or an alloy, in particular stainless steel 1.4301 (X5CrNi 18-10) or spring steel, in particular stainless steel 1.4310 ( X10CrNi18-8).
  • an at least partially conductive material in particular rolled sheet metal, preferably copper, aluminum or an alloy, in particular stainless steel 1.4301 (X5CrNi 18-10) or spring steel, in particular stainless steel 1.4310 ( X10CrNi18-8).
  • the contact body takes the form of a ring segment.
  • the contour or the shape of the contact body can be deformed, for example, in production. In this case, it is particularly advantageous if the contact body is thin and thus slightly flexible. In this case it is sufficient
  • the shape of the contact body can be adjusted by the installer when the contact body is mounted on the electrodes of the flow measuring device. This is done by selectively fixing the contact body in a first step and adapting, for example bending the loose end or the loose ends in a further step, so that the saving in the contact body engages in the at least one further measuring electrode.
  • the contact body takes on the shape of a ring segment or circular arc in the cross section of the measuring tube, with a curvature similar to that of the measuring tube.
  • the contact body is fixed with at least one spring ring and / or a nut.
  • the contact body is connected to at least one measuring and / or evaluation unit.
  • the electrical connection between the contact body and the measuring and / or evaluation unit is implemented via a cable with a cable lug.
  • the contact body has a contact socket, via which the contact body is electrically connected to the measuring and / or evaluation unit with a contact plug, in particular a crimp contact.
  • An advantage of this configuration is the simpler and faster contacting of the contact body with the measuring and / or evaluation unit.
  • At least one of the cutouts is shaped such that the measuring electrode engages in the contact body when the measuring electrode is connected to the contact body.
  • This embodiment is advantageous in that a further fixation of the contact body by, for example, a nut is not necessary.
  • the snap-in also ensures that there is a stable, low-resistance contact between
  • the latching mechanism preferably consists of at least one barb, which yields on one side or is flexible and thus allows simple latching. After snapping into place, the barb encloses the measuring electrode.
  • a cable is fixed to the contact body, as a result of which an electrical connection between the contact body and the measuring and / or evaluation unit is realized.
  • the cable can be fixed to the contact body, for example, by soldering.
  • the measuring and / or evaluation unit has a means for calculating a flux density from the inductive measuring voltage applied to the electrode groups.
  • the contact body has exactly one recess, the recess being located on the transverse side of the contact body and extending in particular in the longitudinal direction of the contact body.
  • This configuration is particularly advantageous when two measuring electrodes have to be connected.
  • an additional perforation in the surface or with an additional recess on the opposite transverse side results in a simple and inexpensive solution.
  • the contact body has exactly two cutouts, the two cutouts being located, in particular, opposite one another on the long sides and extending in the transverse direction, or the two cutouts being located, in particular, opposite one another on the transverse sides and extending in the longitudinal direction.
  • Fig. 1 a schematic representation of a measuring tube cross section of the
  • Fig. 4 a schematic representation of a third embodiment of the
  • the structure and measuring principle of a magnetic-inductive flow meter is known in principle.
  • a medium that has an electrical conductivity is passed through a measuring tube (1).
  • a magnetic field generating device (5) is attached in such a way that the magnetic field lines are oriented perpendicular to a longitudinal direction defined by the measuring tube axis.
  • a saddle coil or a pole piece with a coil attached is preferably suitable as the magnetic field generating device (5).
  • a potential distribution is created in the measuring tube (1), which is measured with two measuring electrodes (3) attached to the inner wall of the measuring tube (1). As a rule, these are arranged diametrically and form an electrode axis which runs perpendicular to the magnetic field lines and the longitudinal axis of the tube.
  • the volume flow of the medium can be determined.
  • the inner wall is lined with an insulating material.
  • the magnetic field created by an electromagnet for example, is generated by a pulsed direct current of alternating polarity by means of an operating unit. This ensures a stable zero point and makes the measurement insensitive to influences from multi-phase substances, inhomogeneities in the liquid or low conductivity.
  • a measuring and / or evaluation unit (6) reads out the voltage applied to the measuring electrodes (3) and outputs the flow rate and / or the calculated one
  • At least two measuring electrode groups (13, 14) with at least two measuring electrodes (3) are used for determining the volume flow of the medium.
  • an example is a magnetic-inductive
  • the measuring electrodes (3) are in direct contact with the medium.
  • the coupling can also take place capacitively.
  • the magnetic-inductive flow measuring device shown in FIG. 1 comprises two contact bodies (4) which make electrical contact between the measuring electrodes (3) of the respective
  • the measuring voltage applied between the measuring electrodes (3) cannot be tapped separately. Connecting the measuring electrodes (3) of a measuring electrode group (13, 14) to a contact body (4) and evaluating the between the two
  • Measuring electrode groups (13, 14) applied measuring voltage for the determination of the volume flow of the medium is already sufficient. So that the measuring electrodes (3) do not have to be laboriously connected to the measuring and / or evaluation unit (6), it is advisable to use a contact body (4) which is shaped in such a way that it can be easily attached in one assembly step.
  • Fig. 2 shows a plan view and a section of a first embodiment of the
  • the contact body (4) is in three
  • the adjacent sub-segments make an angle a in the cross-sectional plane.
  • the measuring electrodes (3) are passed through the perforations (15) of the contact body (4) in one assembly step. It is advantageous if the diameter of the perforations is larger than the diameter of the measuring electrodes, in order to simplify the insertion of the measuring electrodes (3) through the perforations (15).
  • the contact body (4) is then fixed using at least one nut (1 1). This also ensures that a sufficiently good electrical contact between the measuring electrodes (3) and the contact body (4) is realized.
  • Fig. 3 shows a plan view and a section of a second embodiment of the contact body (4). In this embodiment, the contact body (4) is in three
  • the recesses (8) are hook-shaped. This simplifies the mounting of the contact body (4) on the electromagnetic flowmeter in comparison to the first embodiment.
  • the hook-shaped recesses (8) allow the contact body (4) to be inserted laterally onto the measuring electrodes (3).
  • Fig. 4 shows a vertical parallel projection, a section and a top view of a magnetic-inductive flow meter in connection with a third
  • Contact body (4) divided into three sub-segments (7) with three recesses (8), the central recess being in the form of a perforation (15) and the two further recesses being hook-shaped. Furthermore, the contact body (4) is rotationally symmetrical to a central axis (9) which passes through the center of the central perforation and runs perpendicular to the central sub-segment. This simplifies the assembly of the contact body (4).
  • the middle measuring electrode is guided through the perforation (15) of the contact body (4), then in a second step the fitter connects the two other measuring electrodes with a single rotary movement of the contact body (4).
  • the cutouts are shaped in such a way that the contact body (4) is fixed by gripping the measuring electrodes (3).
  • the fixation can be implemented by means of a spring ring (10) and / or a nut (11), which also ensures a sufficiently good electrical contact.
  • Fig. 5 shows a vertical parallel projection of a magnetic-inductive
  • the contact body (4) In this embodiment, two of the three cutouts (8) are shaped such that the measuring electrodes (3) snap into the cutouts (8) when the measuring electrodes (3) are connected to the contact body (4). This makes it possible to dispense with further fixing of the contact body (4).
  • the snap-in also ensures that a low-resistance contact is created. Since no fixation is necessary, the assembly time can be significantly reduced.
  • the recesses (8) preferably have at least one barb which is inserted when the
  • the measuring electrode (3) yields to a certain degree and click into place behind the measuring electrode (3) so that the barb grips around the measuring electrode (3).
  • Fig. 6 shows an exploded view of a magnetic-inductive
  • Flow measuring device comprising a tube (2), a measuring electrode group (13, 14), a contact body (4) according to the third embodiment, spring washers (10), nuts (11) and a cable lug (12).
  • the contact body (4) is moved proximally to the measuring tube (1) onto the middle of the three measuring electrodes of the measuring electrode group (13, 14) put on.
  • the perforation (15) is guided over the measuring electrode body, which protrudes radially from the measuring tube (1).
  • the contact body (4) about the central axis (9) and the associated encompassing of both external measuring electrodes through the cutouts (8), there is an electrical contact between the three measuring electrodes.
  • the contact body (4) is fixed by at least one spring washer (10) and one nut (1 1).
  • Evaluation unit (6) is connected to the contact body (4) by means of the cable lug (12).
  • FIG. 7 shows a top view and a side view of a fifth embodiment of the contact body (4), which is particularly advantageous for measuring tubes (1) with small nominal widths, in particular with a nominal diameter between DN 20 and DN 80.
  • the contact body (4) has a perforation (15) at one end and a recess (8) at the other end. Furthermore, the contact body (4) is plane-symmetrical to its own longitudinal plane (16) or at least one cross section of the contact body (4) is axisymmetric to the longitudinal axis of the contact body (4). While the savings are on the long sides (17) or on opposite long sides (17) in the previously described configurations, the cutout (8) is incorporated in one of the two transverse sides (18) in this configuration.
  • the perforation (15) is located on the top (19) of the contact body (4).
  • the sensitivity of the electromagnetic flowmeter to disturbances in the flow profile depends strongly on the position of the measuring electrodes. However, the position varies with the inside diameter of the measuring tube (1).
  • the inside diameter of the measuring tube (1) depends on the nominal diameter of the tube, but also on the thickness of the liner. It may be that the arrangement of the measuring electrodes for pipes with a fixed nominal size, but with different liner materials or with liners that meet different nominal pressures, may vary. For example, the angle .beta., Which is the two measuring electrodes on the outside, is one
  • the contact body (4) In the assembled state of the contact body (4), ie that the contact body (4) is fixed to the measuring electrodes and all measuring electrodes of a measuring electrode group (13, 14) are electrically connected, the contact body (4) takes in the measuring tube cross section approximately the shape of a ring segment. The shape results from the fact that the contact body (4) is bent during assembly in order to adapt to the curvature of the measuring tube (1). In order to keep the assembly effort as low as possible, the contact body (4) ideally has a thickness B of 0.2 to 0.5 mm. Spring steel 1.4310 (X10CrNi18-8) is also suitable as material for the contact body (4).
  • Design of the contact body (4) which is particularly advantageous for measuring tubes (1) with large nominal sizes, in particular with nominal sizes between DN 65 and DN 350.
  • the contact body (4) has a perforation (15), which is located in the center of the contact body (4), and two recesses (8), which are each located on opposite transverse sides (18).
  • the entire contact body (4) is plane symmetrical to the longitudinal plane (16) and to the transverse plane (20) of the contact body (4), the transverse plane (20) running through the center of the perforation (15).

Abstract

The invention relates to a magnetically inductive flowmeter comprising a measuring tube for guiding a medium, a magnetic-field-generating device and at least two measuring electrode groups each having at least two measuring electrodes for detecting an inductively generated measuring voltage between the measuring electrode groups and characterized in that the measuring electrodes of at least one measuring electrode group are electrically connected via a contact body.

Description

Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät  Magnetic-inductive flow meter
Die vorliegende Erfindung betrifft ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät.  The present invention relates to a magnetic-inductive flow meter.
Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte werden zur Bestimmung der Magnetic-inductive flowmeters are used to determine the
Durchflussgeschwindigkeit und/oder des Volumendurchflusses eines Mediums in einem Messrohr eingesetzt. Ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät umfasst eine magnetfelderzeugende Vorrichtung, die ein Magnetfeld senkrecht zur Querachse des Messrohres erzeugt. Dafür werden üblicherweise einzelne oder mehrere Spulen verwendet. Um ein überwiegend homogenes Magnetfeld zu realisieren, werden zusätzlich Polschuhe so geformt und angebracht, dass die Magnetfeldlinien über den gesamten Messrohrquerschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Querachse verlaufen. Ein an die Mantelfläche des Messrohres angebrachtes Elektrodenpaar greift eine induktiv erzeugte elektrische Messspannung ab, die entsteht, wenn ein leitfähiges Medium bei angelegtem Magnetfeld in Richtung der Längsachse fließt. Da die abgegriffene Messspannung laut Faraday’schem Induktionsgesetz von der Geschwindigkeit des fließenden Mediums abhängt, kann aus der Messspannung die Durchflussgeschwindigkeit und, mit Flow rate and / or the volume flow of a medium used in a measuring tube. A magnetic-inductive flow measuring device comprises a magnetic field generating device which generates a magnetic field perpendicular to the transverse axis of the measuring tube. Single or multiple coils are usually used for this. In order to achieve a predominantly homogeneous magnetic field, pole pieces are additionally shaped and attached in such a way that the magnetic field lines run essentially perpendicular to the transverse axis over the entire measuring tube cross section. An electrode pair attached to the outer surface of the measuring tube taps off an inductively generated electrical measuring voltage which arises when a conductive medium flows in the direction of the longitudinal axis with an applied magnetic field. Since the tapped measurement voltage depends on the speed of the flowing medium according to Faraday’s law of induction, the flow rate and,
Hinzunahme eines bekannten Messrohrquerschnitts, der Volumendurchfluss des Mediums ermittelt werden. Add a known measuring tube cross-section, the volume flow of the medium can be determined.
Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte sind empfindlich gegenüber dem Magnetic-inductive flowmeters are sensitive to that
Strömungsprofil des Mediums. Abhängig vom Rohrsystem und Messgerät können Messfehler von mehreren Prozent auftreten. Üblicherweise wird daher ein Geradrohr, dessen Länge mindestens das Fünf- bis Zehnfache der Nennweite des Messrohres entspricht, an die einlaufseitige Stirnfläche eingebaut. Es sind allerdings Anwendungen bekannt, in welchen dieser Mindestabstand, die sogenannte Einlaufstrecke, nicht eingehalten werden kann. Flow profile of the medium. Depending on the pipe system and measuring device, measurement errors of several percent can occur. A straight pipe, the length of which corresponds to at least five to ten times the nominal width of the measuring pipe, is therefore usually installed on the inlet-side end face. However, applications are known in which this minimum distance, the so-called inlet section, cannot be maintained.
Eine Lösung liefert das aus der CN 101294832 A bekannte magnetisch-induktive Durchflussmessgerät, das zwei Messelektrodenpaare aufweist, die achsensymmetrisch in einem Messrohrquerschnitt angeordnet sind, um somit den Einfluss des Strömungs profils auf die Bestimmung des Volumendurchflusses zu minimieren. Die beiden durch die jeweiligen Messelektrodenpaare definierten Elektrodenachsen spannen dabei in dem Querschnitt des Messrohres einen Winkel von ca. 40° auf. A solution is provided by the magnetic-inductive flowmeter known from CN 101294832 A, which has two pairs of measuring electrodes, which are arranged axially symmetrically in a measuring tube cross-section, in order to minimize the influence of the flow profile on the determination of the volume flow. The two electrode axes defined by the respective pairs of measuring electrodes span an angle of approximately 40 ° in the cross section of the measuring tube.
Eine weitere Ausführung wird in DE 1020151 13390 A1 gezeigt, in der ein zweites und drittes Messelektrodenpaar auf definierten Elektrodenachsen angeordnet sind, die um einen Winkelmaß von kleiner gleich ±45° gegenüber einer zum Magnetfeld senkrecht orientierten ersten Elektrodenachse arrangiert sind. Another embodiment is shown in DE 1020151 13390 A1, in which a second and third pair of measuring electrodes are arranged on defined electrode axes, which are arranged by an angular dimension of less than or equal to ± 45 ° with respect to a first electrode axis oriented perpendicular to the magnetic field.
Die EP 0878694 A1 offenbart ebenfalls ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, das, ausgehend vom Stand der Technik, durch die Verwendung von zwei zusätzlichen Messelektrodenpaaren, deren Elektrodenachsen jeweils einen Winkel von ca. 45° zu der Elektrodenachse des herkömmlichen Messelektrodenpaares zur Messrohrachse aufspannen, eine Verbesserung der Messgenauigkeit im Bereich von Messfehlern unter 1 % realisiert. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass die an den Messelektroden anliegenden Potentialdifferenzen einzeln erfasst und gewichtet werden. EP 0878694 A1 also discloses a magnetic-inductive flow measuring device which, based on the prior art, uses two additional Measuring electrode pairs, the electrode axes of which each form an angle of approximately 45 ° to the electrode axis of the conventional measuring electrode pair to the measuring tube axis, an improvement in the measuring accuracy in the range of measuring errors of less than 1% was realized. This is achieved in particular in that the potential differences applied to the measuring electrodes are individually recorded and weighted.
Diesen Ausgestaltungen nachteilig ist aber, dass jede Messelektrode aufwendig einzeln kontaktiert und das jeweilige Messignal mit einem Gewichtungsfaktor versehen werden muss. A disadvantage of these configurations, however, is that each measuring electrode has to be contacted individually and the respective measuring signal has to be provided with a weighting factor.
Es sind magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte bekannt, die zwei Magnetic-inductive flowmeters are known, the two
Messelektrodengruppen mit jeweils mindestens zwei Messelektroden aufweisen. Jede Messelektrode ist dabei separat an eine Mess- und Auswerteeinheit angeschlossen, wo die einzeln anliegenden Messspannungen in einen resultierenden Volumendurchfluss des Mediums umgerechnet werden. Das separate Kontaktieren jeder einzelnen Have measuring electrode groups, each with at least two measuring electrodes. Each measuring electrode is separately connected to a measuring and evaluation unit, where the individually applied measuring voltages are converted into a resulting volume flow of the medium. Contacting each one separately
Messelektrode ist aufwändig und zeitintensiv. Durch das Anpassen der Measuring electrode is complex and time-consuming. By customizing the
Messelektrodenposition an das Magnetfeld, können Einflüsse des Strömungsprofils auf die Ermittlung des Volumendurchflusses des Mediums reduziert werden. Oft ist daher ein separates Auswerten der anliegenden Messspannungen nicht notwendig. Es reicht aus, wenn die Messelektroden einer Messelektrodengruppe elektrisch kurz geschlossen werden, und die resultierende Potentialdifferenz zwischen den Messelektrodengruppen zur Bestimmung des Volumendurchflusses des Mediums genutzt wird. Das Verbinden der Messelektroden kann durch herkömmliche Kabel realisiert werden. Dies ist jedoch äußerst umständlich und zeitaufwendig. Measuring electrode position on the magnetic field, influences of the flow profile on the determination of the volume flow of the medium can be reduced. A separate evaluation of the applied measuring voltages is therefore often not necessary. It is sufficient if the measuring electrodes of a measuring electrode group are short-circuited electrically and the resulting potential difference between the measuring electrode groups is used to determine the volume flow of the medium. The connection of the measuring electrodes can be realized with conventional cables. However, this is extremely cumbersome and time consuming.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät bereitzustellen, dessen Messelektroden kostengünstig und montagefreundlich miteinander verbunden sind. The invention has for its object to provide a magnetic-inductive flow meter, the measuring electrodes are inexpensive and easy to assemble.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät gemäß Anspruch 1 gelöst. The object is achieved according to the invention by the electromagnetic flowmeter according to claim 1.
Ein erfindungsgemäßes magnetisch-induktives Durchflussmessgerät umfasst ein Messrohr zum Führen eines Mediums, eine magnetfelderzeugende Vorrichtung und mindestens zwei Messelektrodengruppen mit jeweils mindestens zwei Messelektroden zum Erfassen einer induktiv erzeugten Messspannung zwischen den A magnetic-inductive flow meter according to the invention comprises a measuring tube for guiding a medium, a magnetic field generating device and at least two measuring electrode groups, each with at least two measuring electrodes for detecting an inductively generated measuring voltage between the
Messelektrodengruppen und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektroden mindestens einer Messelektrodengruppe über einen Kontaktkörper elektrisch verbunden sind. Measuring electrode groups and is characterized in that the measuring electrodes of at least one measuring electrode group are electrically connected via a contact body.
Erfindungsgemäß werden die Messelektroden über einen Kontaktkörper elektrisch verbunden. Damit ist insbesondere das Kurzschließen der Messelektroden gemeint. Der Kontaktkörper wird dann in einem weiteren Montageschritt an die Mess- und/oder Auswerteeinheit angeschlossen, wo die ermittelte Messspannung in einen According to the invention, the measuring electrodes are electrically connected via a contact body. This means in particular the short-circuiting of the measuring electrodes. The The contact body is then connected in a further assembly step to the measuring and / or evaluation unit, where the measured voltage determined is in one
Volumendurchfluss und/oder eine Durchflussgeschwindigkeit des Mediums umgerechnet wird. Volume flow and / or a flow rate of the medium is converted.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Kontaktkörper mindestens zwei Aussparungen auf. According to one embodiment, the contact body has at least two cutouts.
Die Aussparungen dienen dazu, die Messelektroden zu kontaktieren und den The recesses serve to contact the measuring electrodes and the
Kontaktkörper an das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät zu fixieren. Sie können eine beliebige Form annehmen. Fix the contact body to the electromagnetic flowmeter. You can take any form.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Kontaktkörper 1-fach drehsymmetrisch gegenüber einer Mittelachse. According to one embodiment, the contact body is 1-fold rotationally symmetrical with respect to a central axis.
Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist eine einfachere Montage des Kontaktkörpers an das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät. Durch die Drehsymmetrie kann der Monteur mit einer einfachen Drehbewegung alle Messelektroden einer Messelektrodengruppe über den Kontaktkörper elektrisch verbinden. An advantage of this configuration is a simpler assembly of the contact body on the electromagnetic flowmeter. Due to the rotational symmetry, the fitter can electrically connect all measuring electrodes of a measuring electrode group via the contact body with a simple rotary movement.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Kontaktkörper mindestens zwei Teilsegmente auf, wobei die Teilsegmente jeweils mindestens eine Aussparung aufweisen. According to one embodiment, the contact body has at least two sub-segments, the sub-segments each having at least one cutout.
Um eine einfache Montage des Kontaktkörpers an das magnetisch-induktive In order to easily mount the contact body on the magnetic-inductive
Durchflussmessgerät zu gewährleisten, muss sich die Form des Kontaktkörpers der Wölbung des Rohres anpassen. Dies wird durch Teilsegmente realisiert, die mit einem Winkel a voneinander abstehen bzw. die einen Winkel a in einer Querschnittsebene des Kontaktkörpers aufschlagen. Die Anzahl der Teilsegmente, Länge der Teilsegmente und der Winkel a zwischen den Teilsegmenten kann abhängig von der Anzahl der To ensure flow meter, the shape of the contact body must adapt to the curvature of the pipe. This is realized by sub-segments that protrude from one another at an angle a or that open up an angle a in a cross-sectional plane of the contact body. The number of subsegments, length of the subsegments and the angle a between the subsegments can depend on the number of
Messelektroden, vom Durchmesser des Messrohres und vom Messelektrodenabstand variieren. Measuring electrodes, the diameter of the measuring tube and the distance between the measuring electrodes vary.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der Kontaktkörper ein Flachteil, insbesondere ein Stanzteil und bevorzugt ein Stanz-Biegeteil. According to one embodiment, the contact body comprises a flat part, in particular a stamped part and preferably a stamped and bent part.
Kontaktkörper aus Flachteilen lassen sich kostengünstig hersteilen. Es ist vorteilhaft, wenn der Kontaktkörper aus einem Blech mittels eines Stanzverfahrens ausgeformt ist, da dadurch eine hohe Reproduzierbarkeit gewährleistet wird. Im Übrigen können die Aussparungen im selben Arbeitsschritt ausgestanzt werden wie der Grundkörper, wodurch auf einen weiteren Produktionsschritt verzichtet werden kann. Durch die hohe Reproduzierbarkeit und Genauigkeit des Stanzverfahrens kann der Kontaktkörper als Maßstab bzw. Kontrollelement für die Überprüfung der korrekten Positionierung der Messelektroden, die jeweils einzeln an das Messrohr montiert werden müssen, herhalten. Als weitere vorteilhafte Herstellungsmethode bietet sich ein Laserschneideverfahren an. Contact bodies made of flat parts can be manufactured inexpensively. It is advantageous if the contact body is formed from sheet metal by means of a stamping process, since this ensures high reproducibility. In addition, the cutouts can be punched out in the same work step as the base body, which means that a further production step can be dispensed with. Due to the high reproducibility and accuracy of the stamping process, the contact body can be used as Use a scale or control element to check the correct positioning of the measuring electrodes, which must be mounted individually on the measuring tube. A laser cutting process is another advantageous production method.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Kontaktkörper aus einem zumindest teilweise leitfähigen Material, insbesondere gewalzten Blech gebildet, bevorzugt aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung, insbesondere nichtrostendem CrNi-Stahl 1.4301 (X5CrNi 18-10) oder Federstahl, insbesondere CrNi-Stahl 1 .4310 (X10CrNi18-8). According to one embodiment, the contact body is formed from an at least partially conductive material, in particular rolled sheet metal, preferably copper, aluminum or an alloy, in particular stainless steel 1.4301 (X5CrNi 18-10) or spring steel, in particular stainless steel 1.4310 ( X10CrNi18-8).
Gemäß einer Ausgestaltung nimmt der Kontaktkörper die Form eines Ringsegmentes an. According to one embodiment, the contact body takes the form of a ring segment.
Die Verformung der Kontur bzw. der Form des Kontaktkörpers kann beispielsweise in der Fertigung erfolgen. Es ist in dem Fall besonders vorteilhaft, wenn der Kontaktkörper dünn und somit leicht biegsam ausgebildet ist. In diesem Falle ist es ausreichend den The contour or the shape of the contact body can be deformed, for example, in production. In this case, it is particularly advantageous if the contact body is thin and thus slightly flexible. In this case it is sufficient
Kontaktkörper plan zu fertigen. Dadurch kann die Form des Kontaktkörpers bei der Montage des Kontaktkörpers an die Elektroden des Durchflussmessgerätes durch den Monteur eingestellt werden. Dies erfolgt durch die selektive Fixierung des Kontaktkörpers in einem ersten Schritt und das Anpassen, beispielsweise das Verbiegen des losen Endes bzw. der losen Enden in einem weiteren Schritt, so dass die Einsparung im Kontaktkörper in die mindestens eine weitere Messelektrode eingreift. Dadurch nimmt der Kontaktkörper im Querschnitt des Messrohres die Form eines Ringsegmentes, bzw. eines Kreisbogens an, mit einer Krümmung ähnlich der des Messrohres. Manufacture contact body flat. As a result, the shape of the contact body can be adjusted by the installer when the contact body is mounted on the electrodes of the flow measuring device. This is done by selectively fixing the contact body in a first step and adapting, for example bending the loose end or the loose ends in a further step, so that the saving in the contact body engages in the at least one further measuring electrode. As a result, the contact body takes on the shape of a ring segment or circular arc in the cross section of the measuring tube, with a curvature similar to that of the measuring tube.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Kontaktkörper mit mindestens einem Federring und/oder einer Mutter fixiert. According to one embodiment, the contact body is fixed with at least one spring ring and / or a nut.
Gemäß einer Ausgestaltung ist der Kontaktkörper mit mindestens einer Mess- und/oder Auswerteeinheit verbunden. According to one embodiment, the contact body is connected to at least one measuring and / or evaluation unit.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktkörper und der Mess- und/oder Auswerteeinheit über ein Kabel mit einem Kabelschuh realisiert. According to one embodiment, the electrical connection between the contact body and the measuring and / or evaluation unit is implemented via a cable with a cable lug.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Kontaktkörper eine Kontaktbuchse auf, über den der Kontaktkörper mit einem Kontaktstecker, insbesondere einem Crimpkontakt, mit der Mess- und/oder Auswerteeinheit elektrisch verbunden ist. According to one embodiment, the contact body has a contact socket, via which the contact body is electrically connected to the measuring and / or evaluation unit with a contact plug, in particular a crimp contact.
Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist die einfachere und schnellere Kontaktierung des Kontaktkörpers mit der Mess- und/oder Auswerteeinheit. An advantage of this configuration is the simpler and faster contacting of the contact body with the measuring and / or evaluation unit.
Gemäß einer Ausgestaltung ist mindestens eine der Aussparungen derart geformt, dass die Messelektrode beim Verbinden der Messelektrode mit dem Kontaktkörper in den Kontaktkörper einrastet. Dieser Ausgestaltung vorteilhaft ist, dass eine weitere Fixierung des Kontaktkörpers durch beispielsweise eine Mutter nicht notwendig ist. Durch das Einrasten, wird außerdem gewährleistet, dass es zu einem stabilen, niederohmischen Kontakt zwischen According to one embodiment, at least one of the cutouts is shaped such that the measuring electrode engages in the contact body when the measuring electrode is connected to the contact body. This embodiment is advantageous in that a further fixation of the contact body by, for example, a nut is not necessary. The snap-in also ensures that there is a stable, low-resistance contact between
Kontaktkörper und Messelektroden kommt. Der Einrastmechanismus besteht bevorzugt aus mindestens einem Widerhaken, der einseitig nachgibt bzw. flexibel ist und somit ein einfaches Einrasten gewährt. Nach dem Einrasten umschließt der Widerhaken die Messelektrode. Contact body and measuring electrodes comes. The latching mechanism preferably consists of at least one barb, which yields on one side or is flexible and thus allows simple latching. After snapping into place, the barb encloses the measuring electrode.
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein Kabel an den Kontaktkörper fixiert, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen Kontaktkörper und Mess- und/oder Auswerteeinheit realisiert ist. According to one embodiment, a cable is fixed to the contact body, as a result of which an electrical connection between the contact body and the measuring and / or evaluation unit is realized.
Die Fixierung des Kabels an den Kontaktkörper kann beispielsweise durch Löten umgesetzt werden. The cable can be fixed to the contact body, for example, by soldering.
Gemäß einer Ausgestaltung weist die Mess- und/oder Auswerteeinheit ein Mittel zur Berechnung einer Flussdichte aus der an den Elektrodengruppen anliegenden induktiven Messspannung auf. According to one embodiment, the measuring and / or evaluation unit has a means for calculating a flux density from the inductive measuring voltage applied to the electrode groups.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Kontaktkörper genau eine Aussparung auf, wobei sich die Aussparung an der Querseite des Kontaktkörpers befindet und sich insbesondere in Längsrichtung des Kontaktkörpers erstreckt. According to one embodiment, the contact body has exactly one recess, the recess being located on the transverse side of the contact body and extending in particular in the longitudinal direction of the contact body.
Diese Ausgestaltung ist besonders dann vorteilhaft, wenn zwei Messelektroden verbunden werden müssen. In dem Fall ergibt sich mit Hilfe einer zusätzlichen Lochung in der Oberfläche oder mit einer zusätzlichen Aussparung an der entgegenliegenden Querseite eine einfache und günstige Lösung. This configuration is particularly advantageous when two measuring electrodes have to be connected. In this case, an additional perforation in the surface or with an additional recess on the opposite transverse side results in a simple and inexpensive solution.
Gemäß einer Ausgestaltung weist der Kontaktkörper genau zwei Aussparungen auf, wobei sich die zwei Aussparungen insbesondere gegenüberliegend an den Längsseiten befinden und sich in Querrichtung erstrecken oder wobei sich die zwei Aussparungen insbesondere gegenüberliegend an den Querseiten befinden und sich in Längsrichtung erstrecken. According to one embodiment, the contact body has exactly two cutouts, the two cutouts being located, in particular, opposite one another on the long sides and extending in the transverse direction, or the two cutouts being located, in particular, opposite one another on the transverse sides and extending in the longitudinal direction.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt: The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Messrohrquerschnitts des Fig. 1: a schematic representation of a measuring tube cross section of the
erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes; magnetic-inductive flow meter according to the invention;
Fig. 2: eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des 2: a schematic representation of a first embodiment of the
erfindungsgemäßen Kontaktkörpers; Fig. 3: eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des contact body according to the invention; 3: a schematic representation of a second embodiment of the
erfindungsgemäßen Kontaktkörpers; contact body according to the invention;
Fig. 4: eine schematische Darstellung einer dritte Ausführungsform des Fig. 4: a schematic representation of a third embodiment of the
erfindungsgemäßen Kontaktkörpers; contact body according to the invention;
Fig. 5: eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform des 5: a schematic representation of a fourth embodiment of the
erfindungsgemäßen Kontaktkörpers; contact body according to the invention;
Fig. 6: eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussm essge rä tes ; 6: an exploded view of the magnetic-inductive flow meter according to the invention;
Fig.7: eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform des 7: a schematic representation of a fifth embodiment of the
erfindungsgemäßen Kontaktkörpers; und contact body according to the invention; and
Fig. 8: eine schematische Darstellung einer sechsten Ausführungsform des 8: a schematic representation of a sixth embodiment of the
erfindungsgemäßen Kontaktkörpers. contact body according to the invention.
Der Aufbau und das Messprinzip eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes ist grundsätzlich bekannt. Durch ein Messrohr (1 ) wird ein Medium geleitet, das eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Eine magnetfelderzeugende Vorrichtung (5) ist so angebracht, dass sich die Magnetfeldlinien senkrecht zu einer durch die Messrohrachse definierten Längsrichtung orientieren. Als magnetfelderzeugende Vorrichtung (5) eignet sich vorzugsweise eine Sattelspule oder ein Polschuh mit aufgesetzter Spule. Bei angelegtem Magnetfeld entsteht im Messrohr (1 ) eine Potentialverteilung, die mit zwei an der Innenwand des Messrohres (1 ) angebrachten Messelektroden (3) abgegriffen wird. In der Regel sind diese diametral angeordnet und bilden eine Elektrodenachse, die senkrecht zu den Magnetfeldlinien und der Längsachse des Rohres verläuft. Anhand der gemessenen Messspannung kann, unter Berücksichtigung der magnetischen Flussdichte, die Durchflussgeschwindigkeit und, unter Berücksichtigung der Rohrquerschnittsfläche, der Volumendurchfluss des Mediums bestimmt werden. Um das Ableiten der an den Messelektroden (3) anliegenden Messspannung über das Rohr (2) zu verhindern, wird die Innenwand mit einem isolierenden Material ausgekleidet. Das durch beispielsweise einen Elektromagneten aufgebaute Magnetfeld wird durch einen getakteten Gleichstrom wechselnder Polarität mittels einer Betriebseinheit erzeugt. Dies gewährleistet einen stabilen Nullpunkt und macht die Messung unempfindlich gegenüber Einflüssen durch Mehrphasenstoffe, Inhomogenitäten in der Flüssigkeit oder geringer Leitfähigkeit. Eine Mess- und/oder Auswerteeinheit (6) liest die an den Messelektroden (3) anliegende Spannung aus und gibt die Durchflussgeschwindigkeit und/oder den errechneten The structure and measuring principle of a magnetic-inductive flow meter is known in principle. A medium that has an electrical conductivity is passed through a measuring tube (1). A magnetic field generating device (5) is attached in such a way that the magnetic field lines are oriented perpendicular to a longitudinal direction defined by the measuring tube axis. A saddle coil or a pole piece with a coil attached is preferably suitable as the magnetic field generating device (5). When the magnetic field is applied, a potential distribution is created in the measuring tube (1), which is measured with two measuring electrodes (3) attached to the inner wall of the measuring tube (1). As a rule, these are arranged diametrically and form an electrode axis which runs perpendicular to the magnetic field lines and the longitudinal axis of the tube. On the basis of the measured measuring voltage, taking into account the magnetic flux density, the flow rate and, taking into account the pipe cross-sectional area, the volume flow of the medium can be determined. In order to prevent the measuring voltage applied to the measuring electrodes (3) from being discharged via the tube (2), the inner wall is lined with an insulating material. The magnetic field created by an electromagnet, for example, is generated by a pulsed direct current of alternating polarity by means of an operating unit. This ensures a stable zero point and makes the measurement insensitive to influences from multi-phase substances, inhomogeneities in the liquid or low conductivity. A measuring and / or evaluation unit (6) reads out the voltage applied to the measuring electrodes (3) and outputs the flow rate and / or the calculated one
Volumendurchfluss des Mediums aus. Erfindungsgemäß werden mindestens zwei Messelektrodengruppen (13, 14) mit mindestens zwei Messelektroden (3) für die Bestimmung des Volumendurchflusses des Mediums verwendet. In Fig. 1 , wird beispielhaft ein magnetisch-induktives Volume flow of the medium. According to the invention, at least two measuring electrode groups (13, 14) with at least two measuring electrodes (3) are used for determining the volume flow of the medium. In Fig. 1, an example is a magnetic-inductive
Durchflussmessgerät mit zwei Messelektrodengruppen (13, 14) mit jeweils drei Flow meter with two groups of measuring electrodes (13, 14), each with three
Messelektroden (3) abgebildet. Neben den Messelektroden (3), die zum Abgreifen einer Potentialdifferenz dienen, werden oftmals zusätzliche Elektroden in Form von Measuring electrodes (3) shown. In addition to the measuring electrodes (3), which are used to tap a potential difference, additional electrodes in the form of
Messstoffüberwachungs- oder Erdungselektroden in das Messrohr (1 ) eingebaut, die dazu dienen, ein elektrisches Referenzpotential zu messen, teilgefüllte Messrohre (1 ) zu erkennen oder die Temperatur des Mediums mittels eingebautem Temperaturfühler zu erfassen. Diese werden in der schematischen Darstellung der Fig. 1 nicht berücksichtigt. Medium monitoring or grounding electrodes built into the measuring tube (1), which serve to measure an electrical reference potential, to recognize partially filled measuring tubes (1) or to measure the temperature of the medium by means of a built-in temperature sensor. These are not taken into account in the schematic representation of FIG. 1.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Querschnitt eines magnetisch-induktiven In the cross section of a magnetic-inductive shown in Fig. 1
Durchflussmessgerät befinden sich die Messelektroden (3) in direktem Kontakt mit dem Medium. Die Kopplung kann jedoch auch kapazitiv erfolgen. Weiterhin umfasst das in Fig. 1 dargestellte magnetisch-induktive Durchflussmessgerät zwei Kontaktkörper (4), die einen elektrischen Kontakt zwischen den Messelektroden (3) der jeweiligen Flow measuring device, the measuring electrodes (3) are in direct contact with the medium. However, the coupling can also take place capacitively. Furthermore, the magnetic-inductive flow measuring device shown in FIG. 1 comprises two contact bodies (4) which make electrical contact between the measuring electrodes (3) of the respective
Messelektrodengruppe (13, 14) bilden. Form the measuring electrode group (13, 14).
Abhängig von der Anzahl und Position der Messelektroden (3) kann auf ein separates Abgreifen der anliegenden Messspannung zwischen den Messelektroden (3) verzichtet werden. Ein Verbinden der Messelektroden (3) einer Messelektrodengruppe (13, 14) mit einem Kontaktkörper (4) und das Auswerten der zwischen den beiden Depending on the number and position of the measuring electrodes (3), the measuring voltage applied between the measuring electrodes (3) cannot be tapped separately. Connecting the measuring electrodes (3) of a measuring electrode group (13, 14) to a contact body (4) and evaluating the between the two
Messelektrodengruppen (13, 14) anliegenden Messspannung für die Bestimmung des Volumendurchflusses des Mediums reicht bereits aus. Damit die Messelektroden (3) nicht umständlich mit der Mess- und/oder Auswerteeinheit (6) verbunden werden muss, bietet sich die Verwendung eines Kontaktkörpers (4) an, der so geformt ist, dass er einfach in einem Montageschritt angebracht werden kann. Measuring electrode groups (13, 14) applied measuring voltage for the determination of the volume flow of the medium is already sufficient. So that the measuring electrodes (3) do not have to be laboriously connected to the measuring and / or evaluation unit (6), it is advisable to use a contact body (4) which is shaped in such a way that it can be easily attached in one assembly step.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht und einen Schnitt einer ersten Ausführungsform des Fig. 2 shows a plan view and a section of a first embodiment of the
Kontaktkörpers (4). In dieser Ausführungsform ist der Kontaktkörper (4) in drei Contact body (4). In this embodiment, the contact body (4) is in three
Teilsegmente (7) mit drei Aussparungen (8) in Form von Lochungen (15) eingeteilt. Die benachbarten Teilsegmente schlagen einen Winkel a in der Querschnittsebene auf. Sub-segments (7) with three recesses (8) in the form of perforations (15) divided. The adjacent sub-segments make an angle a in the cross-sectional plane.
Die Messelektroden (3) werden in einem Montageschritt durch die Lochungen (15) des Kontaktkörper (4) geführt. Es ist vorteilhaft, wenn der Durchmesser der Lochungen größer ist als der Durchmesser der Messelektroden, um somit das Einführen der Messelektroden (3) durch die Lochung (15) zu vereinfachen. In einem weiteren Montageschritt wird der Kontaktkörper (4) dann mithilfe mindestens einer Mutter (1 1 ) fixiert. Dadurch wird zusätzlich sichergestellt, dass ein ausreichend guter elektrischer Kontakt zwischen den Messelektroden (3) und dem Kontaktkörper (4) realisiert ist. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht und einen Schnitt einer zweiten Ausführungsform des Kontaktkörpers (4). In dieser Ausführungsform ist der Kontaktkörper (4) in drei The measuring electrodes (3) are passed through the perforations (15) of the contact body (4) in one assembly step. It is advantageous if the diameter of the perforations is larger than the diameter of the measuring electrodes, in order to simplify the insertion of the measuring electrodes (3) through the perforations (15). In a further assembly step, the contact body (4) is then fixed using at least one nut (1 1). This also ensures that a sufficiently good electrical contact between the measuring electrodes (3) and the contact body (4) is realized. Fig. 3 shows a plan view and a section of a second embodiment of the contact body (4). In this embodiment, the contact body (4) is in three
Teilsegmente (7) mit drei Aussparungen (8) eingeteilt. Die Aussparungen (8) sind dabei hakenförmig ausgebildet. Dies vereinfacht das Montieren des Kontaktkörpers (4) an das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät im Vergleich zu der ersten Ausführungsform. Die hakenförmigen Aussparungen (8) erlauben ein seitliches Einführen des Kontaktkörper (4) an die Mess-elektroden (3). Sub-segments (7) with three recesses (8) divided. The recesses (8) are hook-shaped. This simplifies the mounting of the contact body (4) on the electromagnetic flowmeter in comparison to the first embodiment. The hook-shaped recesses (8) allow the contact body (4) to be inserted laterally onto the measuring electrodes (3).
Fig. 4 zeigt eine senkrechte Parallelprojektion, einen Schnitt und eine Draufsicht eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes in Verbindung mit einer dritten Fig. 4 shows a vertical parallel projection, a section and a top view of a magnetic-inductive flow meter in connection with a third
Ausführungsform des Kontaktkörpers (4). Bei dieser Ausführungsform ist der Embodiment of the contact body (4). In this embodiment, the
Kontaktkörper (4) in drei Teilsegmente (7) mit drei Aussparungen (8) eingeteilt, wobei die mittlere Aussparung in Form einer Lochung (15) und die beiden weiteren Aussparungen hakenförmig ausgebildet sind. Weiterhin ist der Kontaktkörper (4) drehsymmetrisch zu einer Mittelachse (9), die durch den Mittelpunkt der mittleren Lochung geht und senkrecht zum mittleren Teilsegment verläuft. Dadurch wird die Montage des Kontaktkörpers (4) vereinfacht. Contact body (4) divided into three sub-segments (7) with three recesses (8), the central recess being in the form of a perforation (15) and the two further recesses being hook-shaped. Furthermore, the contact body (4) is rotationally symmetrical to a central axis (9) which passes through the center of the central perforation and runs perpendicular to the central sub-segment. This simplifies the assembly of the contact body (4).
In einem ersten Montageschritt wird die mittlere Messelektrode durch die Lochung (15) des Kontaktkörpers (4) geführt, dann verbindet der Monteur in einem zweiten Schritt die beiden weiteren Messelektroden mit einer einzelnen Drehbewegung des Kontaktkörpers (4). Es ist vorteilhaft, wenn die Aussparungen so geformt sind, dass der Kontaktkörper (4) durch das Umgreifen der Messelektroden (3) fixiert wird. Alternativ kann die Fixierung durch einen Federring (10) und/oder einer Mutter (1 1 ) umgesetzt werden, wodurch außerdem eine ausreichend gute elektrische Kontaktierung sichergestellt wird.  In a first assembly step, the middle measuring electrode is guided through the perforation (15) of the contact body (4), then in a second step the fitter connects the two other measuring electrodes with a single rotary movement of the contact body (4). It is advantageous if the cutouts are shaped in such a way that the contact body (4) is fixed by gripping the measuring electrodes (3). Alternatively, the fixation can be implemented by means of a spring ring (10) and / or a nut (11), which also ensures a sufficiently good electrical contact.
Fig. 5 zeigt eine senkrechte Parallelprojektion eines magnetisch-induktiven Fig. 5 shows a vertical parallel projection of a magnetic-inductive
Durchflussmessgerätes in Verbindung mit einer vierten Ausführungsform des Flow meter in connection with a fourth embodiment of the
Kontaktkörpers (4). In dieser Ausführungsform sind zwei der drei Aussparungen (8) derart geformt, dass die Messelektroden (3), beim Verbinden der Messelektroden (3) mit dem Kontaktköper (4), in die Aussparungen (8) einrasten. Dadurch kann auf eine weitere Fixierung des Kontaktkörpers (4) verzichtet werden. Durch das Einrasten wird weiterhin gewährleistet, dass ein niederohmischer Kontakt erstellt wird. Da keine Fixierung notwendig ist kann die Montagezeit deutlich verkürzt werden. Die Aussparungen (8) weisen bevorzugt mindestens einen Widerhaken auf, der beim Einführen der Contact body (4). In this embodiment, two of the three cutouts (8) are shaped such that the measuring electrodes (3) snap into the cutouts (8) when the measuring electrodes (3) are connected to the contact body (4). This makes it possible to dispense with further fixing of the contact body (4). The snap-in also ensures that a low-resistance contact is created. Since no fixation is necessary, the assembly time can be significantly reduced. The recesses (8) preferably have at least one barb which is inserted when the
Messelektrode (3) bis zu einem gewissen Grad nachgibt und hinter die Messelektrode (3) einrasten, so dass der Widerhaken die Messelektrode (3) umgreift. The measuring electrode (3) yields to a certain degree and click into place behind the measuring electrode (3) so that the barb grips around the measuring electrode (3).
Fig. 6 zeigt eine Explosionsdarstellung eines magnetisch-induktiven Fig. 6 shows an exploded view of a magnetic-inductive
Durchflussmessgerätes, umfassend ein Rohr (2), eine Messelektrodengruppe (13, 14), einen Kontaktkörper (4) gemäß der dritte Ausführungsform, Federringe (10), Muttern (11 ) und einen Kabelschuh (12). Der Kontaktkörper (4) wird durch eine Bewegung proximal zum Messrohr (1 ) auf die mittlere der drei Messelektroden der Messelektrodengruppe (13, 14) aufgesetzt. Dadurch wird die Lochung (15) über den Messelektrodenkörper, der radial aus dem Messrohr (1 ) hervorsteht, geführt. Mit einer Drehbewegung des Flow measuring device comprising a tube (2), a measuring electrode group (13, 14), a contact body (4) according to the third embodiment, spring washers (10), nuts (11) and a cable lug (12). The contact body (4) is moved proximally to the measuring tube (1) onto the middle of the three measuring electrodes of the measuring electrode group (13, 14) put on. As a result, the perforation (15) is guided over the measuring electrode body, which protrudes radially from the measuring tube (1). With a rotating movement of the
Kontaktkörpers (4) um die Mittelachse (9) und dem damit verbundenen Umgreifen beider außenliegender Messelektroden durch die Aussparungen (8) erfolgt eine elektrischer Kontakt zwischen den drei Messelektroden. Die Fixierung des Kontaktkörpers (4) erfolgt durch mindestens einen Federring (10) und eine Mutter (1 1 ). Die Mess- und Contact body (4) about the central axis (9) and the associated encompassing of both external measuring electrodes through the cutouts (8), there is an electrical contact between the three measuring electrodes. The contact body (4) is fixed by at least one spring washer (10) and one nut (1 1). The measuring and
Auswerteeinheit (6) ist mittels des Kabelschuhs (12) an den Kontaktkörper (4) angeschlossen. Evaluation unit (6) is connected to the contact body (4) by means of the cable lug (12).
Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer fünften Ausgestaltung des Kontaktkörpers (4), die besonders für Messrohre (1 ) mit geringen Nennweiten, insbesondere mit einer Nennweite zwischen DN 20 und DN 80 vorteilhaft ist. FIG. 7 shows a top view and a side view of a fifth embodiment of the contact body (4), which is particularly advantageous for measuring tubes (1) with small nominal widths, in particular with a nominal diameter between DN 20 and DN 80.
Der Kontaktkörper (4) weist an einem Ende eine Lochung (15) und am anderen Ende eine Aussparung (8) auf. Des Weiteren ist der Kontaktkörper (4) ebenensymmetrisch zur eigenen Längsebene (16) bzw. mindestens ein Querschnitt des Kontaktkörpers (4) ist achsensymmetrisch zur Längsachse des Kontaktkörpers (4) ausgebildet. Während sich in den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen die Einsparungen an den Längsseiten (17) bzw. an entgegengesetzten Längsseiten (17) befinden, ist die Aussparung (8) in dieser Ausgestaltung in einer der beiden Querseiten (18) eingearbeitet. Die Lochung (15) befindet sich an der Oberseite (19) des Kontaktkörpers (4). The contact body (4) has a perforation (15) at one end and a recess (8) at the other end. Furthermore, the contact body (4) is plane-symmetrical to its own longitudinal plane (16) or at least one cross section of the contact body (4) is axisymmetric to the longitudinal axis of the contact body (4). While the savings are on the long sides (17) or on opposite long sides (17) in the previously described configurations, the cutout (8) is incorporated in one of the two transverse sides (18) in this configuration. The perforation (15) is located on the top (19) of the contact body (4).
Die Empfindlichkeit des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes gegenüber Störungen im Strömungsprofil hängt stark von der Position der Messelektroden ab. Die Position variiert jedoch mit dem Innendurchmesser des Messrohres (1 ). Der The sensitivity of the electromagnetic flowmeter to disturbances in the flow profile depends strongly on the position of the measuring electrodes. However, the position varies with the inside diameter of the measuring tube (1). The
Innendurchmesser des Messrohres (1 ) hängt von der Nennweite des Rohres, aber auch von der Dicke des Liners ab. So kann es sein, dass die Anordung der Messelektroden für Rohre mit fester Nennweite, jedoch mit unterschiedlichen Linermaterialien bzw. mit Liner, die unterschiedliche Nenndrücke erfüllen, varrieren kann. Beispielsweise liegt der Winkel ß, der durch zwei die beiden außenliegenden Messelektroden einer The inside diameter of the measuring tube (1) depends on the nominal diameter of the tube, but also on the thickness of the liner. It may be that the arrangement of the measuring electrodes for pipes with a fixed nominal size, but with different liner materials or with liners that meet different nominal pressures, may vary. For example, the angle .beta., Which is the two measuring electrodes on the outside, is one
Messelektrodengruppe (13, 14) schneidenden Radien aufgespannt ist, für ein DN 100 Messrohr mit PN 16 Nenndruck bei 43,8°, während der Winkel ß für ein Messrohr mit gleicher Nennweite, jedoch mit Nenndruck von PN 40 bei 42,2° liegt. Daher eignen sich Aussparungen (8) oder Ausklinkungen mehr als Lochungen. Es ist daher besonders vorteilhaft, wenn die Aussparung (8), insbesondere die Länge der Aussparung (8) in Längsrichtung des Kontaktkörpers (4) so gewählt ist, dass ein Kontaktkörper (4) mit spezifischer Geometrie eine möglichst große Vielzahl an Messrohren mit Measuring electrode group (13, 14) intersecting radii for a DN 100 measuring tube with PN 16 nominal pressure at 43.8 °, while the angle ß for a measuring tube with the same nominal size, but with nominal pressure of PN 40 is 42.2 °. Therefore recesses (8) or notches are more suitable than perforations. It is therefore particularly advantageous if the cutout (8), in particular the length of the cutout (8) in the longitudinal direction of the contact body (4), is selected such that a contact body (4) with a specific geometry has a large number of measuring tubes as possible
unterschiedlichen Nennweiten und Nenndrücken abdeckt. different nominal widths and nominal pressures.
Im montierten Zustand des Kontaktkörpers (4), d.h. dass der Kontaktkörper (4) an den Messelektroden fixiert ist und alle Messelektroden einer Messelektrodengruppe (13, 14) elektrisch verbunden sind, nimmt der Kontaktkörper (4) im Messrohrquerschnitt annähernd die Form eines Ringsegmentes an. Die Form entsteht dadurch, dass der Kontaktkörper (4) beim Montieren verbogen wird, um sich der Krümmung des Messrohres (1 ) anzupassen. Um den Aufwand der Montage möglichst gering zu halten, weist der Kontaktkörper (4) idealerweise eine Dicke B von 0,2 bis 0,5 mm auf. Zusätzlich eignet sich Federstahl 1.4310 (X10CrNi18-8) als Material für den Kontaktkörper (4). In the assembled state of the contact body (4), ie that the contact body (4) is fixed to the measuring electrodes and all measuring electrodes of a measuring electrode group (13, 14) are electrically connected, the contact body (4) takes in the measuring tube cross section approximately the shape of a ring segment. The shape results from the fact that the contact body (4) is bent during assembly in order to adapt to the curvature of the measuring tube (1). In order to keep the assembly effort as low as possible, the contact body (4) ideally has a thickness B of 0.2 to 0.5 mm. Spring steel 1.4310 (X10CrNi18-8) is also suitable as material for the contact body (4).
Die Fig. 8 zeigt eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer sechsten 8 shows a top view and a side view of a sixth
Ausgestaltung des Kontaktkörpers (4), die besonders für Messrohre (1 ) mit großen Nennweiten, insbesondere mit Nennweiten zwischen DN 65 und DN 350 vorteilhaft ist. Design of the contact body (4), which is particularly advantageous for measuring tubes (1) with large nominal sizes, in particular with nominal sizes between DN 65 and DN 350.
Gemäß dieser Ausgestaltung weist der Kontaktkörper (4) eine Lochung (15), die sich im Zentrum des Kontaktkörpers (4) befindet, und zwei Aussparungen (8) auf, die sich jeweils an entgegenliegenden Querseiten (18) befinden. Der gesamte Kontaktkörper (4) ist ebenensymmetrisch zur Längsebene (16) und zur Querebene (20) des Kontaktkörpers (4) ausgebildet, wobei die Querebene (20) durch den Mittelpunkt der Lochung (15) verläuft. According to this embodiment, the contact body (4) has a perforation (15), which is located in the center of the contact body (4), and two recesses (8), which are each located on opposite transverse sides (18). The entire contact body (4) is plane symmetrical to the longitudinal plane (16) and to the transverse plane (20) of the contact body (4), the transverse plane (20) running through the center of the perforation (15).
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Messrohr 1 measuring tube
2 Rohr  2 pipe
3 Messelektrode  3 measuring electrode
4 Kontaktkörper  4 contact bodies
5 magnetfelderzeugende Vorrichtung  5 magnetic field generating device
6 Mess- und/oder Auswerteeinheit  6 measuring and / or evaluation unit
7 Teilsegment  7 subsegment
8 Aussparung  8 recess
9 Mittelachse  9 central axis
10 Federring  10 spring washer
11 Mutter  11 mother
12 Kabelschuh  12 cable lug
13 Messelektrodengruppe 1  13 measuring electrode group 1
14 Messelektrodengruppe 2  14 measuring electrode group 2
15 Lochung  15 holes
16 Längsebene  16 longitudinal plane
17 Längsseite  17 long side
18 Querseite  18 short side
19 Oberseite  19 top
20 Querebene  20 transverse plane

Claims

Patentansprüche claims
1. Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, 1. Magnetic-inductive flow meter,
umfassend ein Messrohr zum Führen eines Mediums, eine magnetfeld-erzeugende Vorrichtung und mindestens zwei Messelektrodengruppen mit jeweils mindestens zwei Messelektroden zum Erfassen einer induktiv erzeugten Messspannung zwischen den M esselektrod eng ru ppen , comprising a measuring tube for guiding a medium, a magnetic field generating device and at least two measuring electrode groups each with at least two measuring electrodes for detecting an inductively generated measuring voltage between the measuring electrodes,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Messelektroden mindestens einer Messelektrodengruppe über einen that the measuring electrodes of at least one measuring electrode group over a
Kontaktkörper elektrisch verbunden sind. Contact body are electrically connected.
2. Durchflussmessgerät nach Anspruch 1 , 2. Flow meter according to claim 1,
wobei der Kontaktkörper mindestens zwei Aussparungen aufweist. wherein the contact body has at least two cutouts.
3. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 3. Flow meter according to one of the preceding claims,
wobei der Kontaktkörper 1-fach drehsymmetrisch gegenüber einer Mittelachse ist. wherein the contact body is 1-fold rotationally symmetrical with respect to a central axis.
4. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 4. Flow meter according to one of the preceding claims,
wobei der Kontaktkörper mindestens zwei Teilsegmente aufweist, wherein the contact body has at least two sub-segments,
wobei die Teilsegmente jeweils mindestens eine Aussparung aufweisen. wherein the sub-segments each have at least one recess.
5. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 5. Flow meter according to one of the preceding claims,
wobei der Kontaktkörper ein Flachteil, insbesondere ein Stanzteil und bevorzugt ein Stanz-Biegeteil umfasst. wherein the contact body comprises a flat part, in particular a stamped part and preferably a stamped and bent part.
6. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 6. Flow meter according to one of the preceding claims,
wobei der Kontaktkörper aus einem zumindest teilweise leitfähigen Material, the contact body made of an at least partially conductive material,
insbesondere gewalzten Blech gebildet ist, bevorzugt aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung, insbesondere nichtrostendem CrNi-Stahl 1 .4301 (X5CrNi18-10) oder In particular rolled sheet metal is formed, preferably made of copper, aluminum or an alloy, in particular stainless steel 1.4301 (X5CrNi18-10) or
Federstahl, insbesondere CrNi-Stahl 1.4310 (X1 OCrNil 8-8). Spring steel, especially stainless steel 1.4310 (X1 OCrNil 8-8).
7. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 7. Flow meter according to one of the preceding claims,
wobei der Kontaktkörper die Form eines Ringsegmentes annimmt. wherein the contact body takes the form of a ring segment.
8. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 8. Flow meter according to one of the preceding claims,
wobei der Kontaktkörper mit mindestens einem Federring und/oder einer Mutter fixiert ist. wherein the contact body is fixed with at least one spring ring and / or a nut.
9. Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 8, 9. Flow meter according to one of claims 2 to 8,
wobei mindestens eine der Aussparungen derart geformt ist, dass die Messelektrode beim Verbinden der Messelektrode mit dem Kontaktkörper in die Aussparungen einrastet. wherein at least one of the recesses is shaped such that the measuring electrode engages in the recesses when the measuring electrode is connected to the contact body.
10. Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktkörper mit mindestens einer Mess- und/oder Auswerteeinheit verbunden ist, 10. Flow meter according to one of the preceding claims, wherein the contact body is connected to at least one measuring and / or evaluation unit,
wobei die Mess- und/oder Auswerteeinheit ein Mittel zur Berechnung einer wherein the measuring and / or evaluation unit is a means for calculating a
Durchflussgeschwindigkeit und/oder eines Volumendurchflusses aus der an den Elektrodengruppen anliegenden induktiven Messspannung aufweist. Flow rate and / or a volume flow from the inductive measurement voltage applied to the electrode groups.
11. Durchflussmessgerät nach Anspruch 10, 11. Flow meter according to claim 10,
wobei die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktkörper und der Mess- und/oder Auswerteeinheit über ein Kabel mit einem Kabelschuh realisiert ist. wherein the electrical connection between the contact body and the measuring and / or evaluation unit is realized via a cable with a cable lug.
12. Durchflussmessgerät nach einem Ansprüche 10 und/oder 11 , 12. Flow meter according to one of claims 10 and / or 11,
wobei der Kontaktkörper eine Kontaktbuchse aufweist, über den der Kontaktkörper mit einem Kontaktstecker, insbesondere einem Crimpkontakt, mit der Mess- und/oder Auswerteeinheit elektrisch verbunden ist. wherein the contact body has a contact socket, via which the contact body is electrically connected to the measuring and / or evaluation unit with a contact plug, in particular a crimp contact.
13. Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, 13. Flow meter according to one of claims 10 to 12,
wobei ein Kabel an den Kontaktkörper fixiert ist und somit eine elektrische Verbindung zwischen Kontaktkörper und Mess- und/oder Auswerteeinheit realisiert ist. wherein a cable is fixed to the contact body and thus an electrical connection between the contact body and the measuring and / or evaluation unit is realized.
14. Durchflussmessgerät nach Anspruch 1 , 14. Flow meter according to claim 1,
wobei der Kontaktkörper genau eine Aussparung aufweist, wherein the contact body has exactly one recess,
wobei sich die Aussparung an der Querseite (18) des Kontaktkörpers befindet. the recess being located on the transverse side (18) of the contact body.
15. Durchflussmessgerät nach Anspruch 1 , 15. Flow meter according to claim 1,
wobei der Kontaktkörper genau zwei Aussparungen aufweist, the contact body has exactly two cutouts,
wobei sich die zwei Aussparungen insbesondere gegenüberliegend an den Längsseiten (17) oder an den Querseiten (18) befinden. the two recesses being located opposite one another in particular on the longitudinal sides (17) or on the transverse sides (18).
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