DE102007004825A1

DE102007004825A1 - Kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät mit einer Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE102007004825A1
Application number: DE200710004825
Authority: DE
Inventors: Walter Reichart; Volker Schellhorn; Nikola Natterer
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2008-08-14
Also published as: WO2008092938A2; WO2008092938A3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät mit einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Messwerte des Durchflussmessgerätes. Das Durchflussmessgerät weist ferner ein Messrohr auf, durch welches das zu messende Medium fließt. Das Messrohr ist innerhalb eines Gehäuses angeordnet, an dem oder in dem unmittelbar die Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Messwerte vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät mit einer Anzeigeeinrichtung, die unmittelbar in dem oder an dem Gehäuse des Durchflussmessgerätes angeordnet ist.
Die Erfindung betrifft den Bereich der Messtechnik für Rohrleitungen. Solche Rohrleitungen werden insbesondere genutzt, um flüssige Medien zu transportieren. Bei deren Transport, besteht oftmals die Notwendigkeit, die genaue Durchflussmenge zu bestimmen. Dies ist unter Verwendung eines Durchflussmessgerätes möglich, welches das Prinzip der magnetischen Induktion nutzt. Dabei wird die Durchflussmenge des Mediums durch ein Messrohr unter zur Zuhilfenahme eines Magnetfeldes sowie zweier Messelektroden bestimmt. Das Magnetfeld durchdringt bei der Messung das Messrohr und das durch das Messrohr fließende Medium. Enthält das Medium Ladungsträger, so werden diese von dem Magnetfeld abgelenkt und an den Messelektroden fällt eine Spannung ab. Man spricht bei dieser Spannung von einer induzierten Spannung, die über die Messelektroden abgegriffen und gemessen werden kann und die mit zunehmender Durchflussmenge des Mediums ansteigt.
Gewöhnlicherweise bestehen Durchflussmessgeräte aus zwei separaten, örtlich voneinander getrennten Einrichtungen. Die erste Einrichtung beinhaltet das Messrohr, die Messelektroden und die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes. Diese erste Einrichtung wird von dem zu messenden Medium durchflossen und dort wird auch die induzierte Spannung aufgenommen. Die zweite Einrichtung beinhaltet die erforderliche Elektronik zur Auswertung der aufgenommenen Spannung. Ferner weist die zweite Einrichtung gewöhnlicherweise eine Anzeigeeinrichtung auf, mit der die Information bezüglich der Durchflussmenge angezeigt werden kann.
Allgemein bekannt sind zwei verschiedene Varianten in der diese beiden Einrichtungen angeordnet werden können. In der ersten Variante ist die zweite Einrichtung an der Außenseite der ersten Einrichtung angebracht. Der Gesamtaufbau dieser Variante ist auf grund der zwei aneinander montierten Einrichtungen verhältnismäßig sperrig und wenig kompakt. Ein Einsatz an Stellen in einem Rohrsystem, an denen nur ein beschränkter Einbauraum zur Verfügung steht, ist daher nicht oder nur schwer möglich.
Bei einer zweiten Anordnungsvariante, ist die zweite Einrichtung örtlich von der ersten Einrichtung getrennt und über eine Schnittstelle mit dieser verbunden. Nachteilig ist bei dieser zweiten Variante der zusätzliche Verkabelungsaufwand anzusehen. Ferner ist es möglich, dass bei der Verkabelung durch die Verwendung eines eventuell minderwertigen Kabels, einer Beschädigung des Kabels, einer langen Verkablungsstrecke und magnetischer oder elektrischer Störfelder, die Information bezüglich des Durchflusses verfälscht wird.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kompaktes und zuverlässig arbeitendes magnetisch induktives Durchflussmessgerät bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Demnach ist ein kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät vorgesehen, das ein Messrohr beinhaltet, durch welches das zu messende Medium fließt. Ferner weist das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät ein Gehäuse auf, in dem das Messrohr angeordnet ist. Zusätzlich ist unmittelbar in dem oder an dem Gehäuse eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von Messwerten des Durchflussmessgerätes vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass eine örtliche Trennung der Messstelle und der Anzeige der Messwerte nicht zwingend notwendig ist. Eine solche örtliche Trennung wird bei bekannten Lösungen (siehe oben) verwendet, da dort befürchtet wird, dass die Elektronik einer Anzeigeeinrichtung durch zu hohe Temperaturen des Mediums und/oder Vibrationen des Rohrsystems beschädigt werden könnte, wenn sich die Anzeigeeinrichtung zu nah an der Messstelle befinden würde. Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung ist, dass diese örtliche bei vielen Anwendungen gar nicht erforderlich ist. Die örtliche Trennung und die damit einhergehenden, bereits erläuterten Defizite können jedoch oftmals umgangen werden, da das zu messende Medium zumeist eine Temperatur aufweist, bei welcher keine Beschädigung der Elektronik der Anzeigeeinrichtung zu befürchten ist. Auch Vibrationen treten in Rohrsystemenhäufig nicht oder nur in geringem Maße auf, so dass eine negative Beeinflussung der Elektronik der Anzeigeeinrichtung dann nicht zu erwarten ist.
Ausgehend von diesen Erkenntnissen wird durch die Erfindung ein ausgesprochen kompaktes Durchflussmessgerät bereitgestellt, bei welchem die Messstelle und die Anzeige der Messwerte örtlich nicht (oder zumindest nur geringfügig) voneinander getrennt sind.
Das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse mit dem die Messstelle beinhaltenden Messrohr sowie ferner der Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Messwerte. Durch diese Integration der wesentlichen Komponenten in eine einzige, zusammenhängende Einrichtung wird der Gesamtaufbau des MID ausgesprochen kompakt. Dadurch ist es möglich, das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät an Stellen in einem Rohrleitungssystem anzuordnen, die räumlich sehr beengt sind.
Ferner besteht durch die örtliche Nähe der Anzeige zu der Messstelle ein direkter Bezug der angezeigten Messwerte zu der Messstelle, so dass eine Zuordnung auf einfache Weise möglich ist.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung.
Bevorzugt weist die Anzeigeeinrichtung einen Bildschirm oder ein Display auf, welcher die Messwerte anzeigt. Von einem solchen Bildschirm bzw. Display lassen sich eine Vielzahl unterschiedlicher Messwerte, wie zum Beispiel die gesamte Durchflussmenge, die Durchflussmenge pro Zeiteinheit, die Temperatur des Mediums etc. auf sehr begrenzten Raum parallel anzeigen. Alternativ können diese unterschiedlichen Messwerte auch nacheinander anzeigen.
Ferner bevorzugt weist das Durchflussmessgerät eine insbesondere als Tastatur ausgeführte Bedieneinrichtung auf, die unmittelbar in das Gehäuse integriert ist. Durch eine solche Bedieneinrichtung ist eine Interaktion des Nutzers mit dem Durchflussmessgerät möglich. So kann z. B. ausgewählt werden, welche Messwerte angezeigt werden sollen. Darüber hinaus ist es möglich, über die Bedieneinrichtung ausgewählte Betriebsparameter des Durchflussmessgerätes anzeigen zu lassen oder diese Betriebsparameter manuell einzustellen.
Ferner bevorzugt sind der Bildschirm und/oder die Bedieneinrichtung auf einer gemeinsamen Platine mit einer Ansteuereinrichtung zum Ansteuern des Bildschirms und/oder der Bedieneinrichtung angeordnet. Eine Integration mehrerer Ansteuereinrichtungen auf einer gemeinsamen Platine erlaubt es, diese wesentlich kompakter auszuführen, als es bei einer Bereitstellung dieser Einrichtungen auf mehreren Platinen möglich wäre. Zudem ist es wesentlich wirtschaftlicher, nur eine Platine mit elektronischen Bauteilen zu bestücken und mit Leiterbahnen zu versehen, als die Bestückung mehrerer Platinen. Des Weiteren muss nur eine Platine in das Gehäuse integriert werden und der Montageaufwand wird somit verringert.
Ferner bevorzugt ist die Anzeigeeinrichtung analog und/oder digital ausgeführt und somit die Messwerte in analoger bzw. digitaler Form anzeigt. Das Umsetzen einer Spannungsänderung in einen Zeigerausschlag bei einer analogen Anzeige, ist technisch sehr einfach zu realisieren. Eine digitale Anzeige bietet darüber hinaus unter anderem die Vorteile, dass die Anzeige sehr einfach ablesbar ist und zudem auch mehrere Messwerte gleichzeitig darstellbar sind.
Ferner bevorzugt weist das Durchflussmessgerät zusätzlich eine Auswerteelektronik auf, die innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Durch eine Integration der Auswerteelektronik in das Gehäuse, werden die an den Messelektroden abgegriffenen Spannungswerte, in unmittelbarer Nähe zur Messstelle ausgewertet. Eine zusätzliche externe Einrichtung zur Auswertung dieser Messwerte ist nicht notwendig. Dadurch wird ein ausgesprochen kompakter Aufbau des Durchflussmessgerätes erreicht. Eine Verfälschung der Messwerte, die durch die notwendige Verkablung bei einer externen Auswerteeinrichtung möglich ist, tritt nicht auf.
Ferner bevorzugt ist die Auswerteelektronik auf einer zumindest teilweise flexiblen Platine angeordnet. Durch eine teilweise flexible Platine, ist die Auswerteelektronik faltbar. Diese Faltbarkeit kann genutzt werden, die Auswerteelektronik auf einem begrenzten Raum innerhalb des Gehäuses anzuordnen. Da für die Auswerteelektronik somit ein nur sehr geringer Platzbedarf notwendig ist, kann das Gehäuse in welchen diese angeordnet ist, ebenfalls sehr kompakt ausgeführt sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteelektronik mit einem innerhalb des Durchflussmessgerätes und/oder mit einem außerhalb des Durchflussmessgerätes angeordneten Temperatursensor, über welche die Temperatur des Mediums bestimmbar ist, elektrisch verbunden Durch diese Sensoren ist es vorteilhafterweise mög lich, wenn zum Beispiel die Temperatur des Mediums eine gewisse kritische Grenze überschreitet, Maßnahmen einzuleiten und zum Beispiel ein Warnsignal auszugeben. Ferner können die von den Temperatursensoren festgestellten Temperaturwerte für zusätzliche Auswertungen verwendet werden.
Ferner bevorzugt ist die Auswerteelektronik mit der Anzeigeeinrichtung über Verbindungsleitungen elektrisch leitend verbunden. Sie übermittelt die anzuzeigenden Informationen an die Anzeigeeinrichtung in Form von Steuersignalen. Diese Steuersignale können einfach von der Ansteuereinrichtung der Anzeigeeinrichtung genutzt werden, um die gewünschten Informationen z. B. auf einem Bildschirm darzustellen. Des Weiteren bevorzugt enthalten die Steuersignale eine Information über die Durchflussmenge, die Durchflussgeschwindigkeit, die Dauer des Durchflusses, das zu messende Medium, die Temperatur des Mediums im Bereich der Durchflussmessstelle, die Temperatur des Mediums außerhalb der Durchflussmessstelle, die Stärke des Magnetfeldes und/oder die eingestellten Parameter des Durchflussmessgerätes. Somit ist es möglich, sämtliche für die Durchflussmessung relevante Informationen, von einer Anzeigeeinrichtung in unmittelbarer Nähe zu der Messstelle anzuzeigen. Ferner kann das Durchflussmessgerät mit diesen Steuersignalen auch als Wärmemengenzähler verwendet werden. So ist dem Durchflussmessgerät der Querschnitt des Durchflusskanals im Bereich der Messstelle bekannt und mit dieser Information, der Dichte des Mediums und der Durchflussgeschwindigkeit des Mediums, kann die Durchflussmenge berechnet werden. Unter Zuhilfenahme der Temperatur des Mediums im Bereich der Durchflussmessstelle und der Temperatur des Mediums außerhalb der Durchflussmessstelle, ist es darüber hinaus möglich, die Gesamtmenge des Wärmeflusses zu ermitteln. Wenn das Durchflussmessgerät zum Beispiel in einem Heizungssystem eingesetzt wird, ist es möglich, über diesen Wärmfluss, die innerhalb eines definierten Zeitraumes verbrauchte Energie zu bestimmen. Dieser Energieverbrauch kann zum Beispiel von einem Energie liefernden Unternehmen einfach zu Abrechnungszwecken genutzt werden.
Darüber hinaus bevorzugt weist das Durchflussmessgerät eine Magnetfelderzeugungseinrichtung auf, mit der ein Magnetfeld erzeugbar ist, welches zur Messung des Durchflusses das Messrohr durchdringt. Ferner bevorzugt weist das Messrohr zwei Messelektroden auf, die zu dem erzeugbaren Magnetfeld und/oder senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums angeordnet sind. Generell ist die maximal mögliche Spannung abhängig von der Durchflussmenge abgreifbar, wenn das Magnetfeld, die Durchflussrichtung des Mediums und die Messelektroden senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Da im Allgemeinen, z. B. aufgrund von Vibrationen, Störspannungen auftreten, ist es sinnvoll, dass die Spannung, welche die Durchflussmenge repräsentiert, deutlich größer als eine eventuelle Störspannung ist, um eine bessere Differenzierung der Spannungswerte zu ermöglichen Des Weiteren bevorzugt sind die Messelektroden mit der Auswerteelektronik galvanisch verbunden. Durch diese elektrische Verbindung kann das die Durchflussmenge repräsentierende Spannungssignal direkt von der Auswerteelektronik ausgewertet werden. Alternativ kann eine Verbindung mit der Auswerteelektronik ebenfalls kapazitiv, induktiv, per Funk oder optisch erfolgen.
Ferner bevorzugt weist das Gehäuse ein Metall, insbesondere ein Edelstahl auf und ist bevorzugt vollständig aus diesem Metall hergestellt. Da Metalle und insbesondere Edelstähle eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit aufweisen, werden Kräfte, die bei einem eventuellen Ausdehnen und Zusammenziehen der Rohrleitung auf das Durchflussmessgerät wirken, von dem Gehäuse aufgenommen, ohne dass eine Beschädigung des Durchflussmessgerätes auftritt.
Darüber hinaus bevorzugt weist das Gehäuse einen Kunststoff auf, der zumindest teilweise transparent ist. Des Weiteren bevorzugt ist das Gehäuse vollständig aus diesem transparenten Kunststoff hergestellt. Wird ein solcher transparenter Kunststoff verwendet, so kann die Anzeigeeinrichtung vollständig von dem Gehäuse umschlossen in diesem integriert werden und dennoch sind die angezeigten Messwerte von außen einsehbar. Diese Art der Integration ist insbesondere dann sinnvoll, wenn befürchtet wird, dass Verunreinigungen durch eventuelle Verbindungsstellen zwischen Anzeigeeinrichtung und Gehäuse in das Durchflussmessgerät eindringen und dieses beschädigen könnten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse einen nahtlos gezogenen Gehäusemantel auf, der das Messrohr und/oder die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedieneinrichtung und/oder die Auswerteelektronik umschließt.
Ferner bevorzugt weist das Gehäuse einen rohrförmigen Gehäusemantel auf, der im Tiefziehverfahren hergestellt ist und der das Messrohr und/oder die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedieneinrichtung und/oder die Auswerteelektronik umschließt. Solch ein einteiliger rohrförmiger Gehäusemantel ist ausgesprochen wirtschaftlich, da keine zusätzlichen Verbindungstechniken zur Herstellung des Gehäuses notwendig sind. Teure Schweissgehäuse oder Gussgehäuse sind somit nicht nötig.
Ferner bevorzugt weist der Gehäusemantel eine kreisförmige oder eine vieleckige Grundfläche auf. Ein Gehäusemantel mit einer kreisförmigen Grundfläche lässt sich im Tiefziehverfahren besonders einfach herstellen. Ebenfalls bevorzugt wird ein Gehäusemantel mit einer quadratischen Grundfläche verwendet. Ein rohrförmiger Gehäusemantel mit einer quadratischen Grundfläche weist eine besonders hohe Vibrationsfestigkeit auf.
Darüber hinaus bevorzugt weist der Gehäusemantel umfangs einen z. B. als Ausnehmung ausgebildeten Aufnahmebereich zur Aufnahme der Anzeigeeinrichtung und/oder der Bedieneinrichtung auf. Dieser Aufnahmebereich ist bezüglich des Umfangs bevorzugt erhaben und/oder vertieft und/oder bezüglich der Grundfläche geometrisch unverändert ausgebildet. Durch eine solche Ausprägung ist es möglich, dem Durchflussmessgerät ein differenziertes und unverwechselbares Äußeres zu verleihen. Ist der Aufnahmebereich darüber hinaus vertieft ausgebildet, so ist das Durchflussmessgerät besonders kompakt. Wird jedoch der Durchfluss eines Mediums mit einer hohen Temperatur gemessen, so ist es sinnvoll, die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedienelemente der Bedieneinrichtung distanziert zu der Messstelle, an einem erhaben ausgebildeten Aufnahmeanschnitt anzuordnen. Auch ist es möglich, Bedienelemente und/oder die Anzeigeeinrichtung auf unterschiedlichen Ebenen anzuordnen. So kann die Anzeigeeinrichtung z. B. erhaben angeordnet sein, wohingegen die Bedienelemente vertieft vorgesehen sein können.
Ferner bevorzugt ist der erhabene Aufnahmebereich tiefgezogen und der vertiefte Aufnahmebereich durch Prägen hergestellt. Durch diese Verfahren lassen sich die Aufnahmebereich reproduzierbar herstellen und eine Beschädigung des Gehäusemantels vermieden.
Des Weiteren bevorzugt ist der Aufnahmebereich eben ausgebildet. An einem ebenen Aufnahmebereich lässt sich die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedieneinrichtung besonders einfach anordnen. Ferner bevorzugt weist der Aufnahmebereich in Längsrichtung des Gehäusemantels ein größeres Abmaß auf als in dessen Querrichtung.
Ferner bevorzugt weist der Aufnahmebereich eine erste Ausnehmung auf, in der eine zumindest teilweise durchsichtige Scheibe vorgesehen ist. Zusätzlich ist der Bildschirm der Anzeigeeinrichtung auf der Innenseite des Gehäuses an der Scheibe angeordnet. Durch eine solche Scheibe wird gewährleistet, dass die Anzeigeeinrichtung durch Umwelteinflüsse nicht beschädigt wird und die Messwerte von außen dennoch gut ablesbar sind.
Ferner bevorzugt sind zwischen der Scheibe und der Ausnehmung und/oder dem Aufnahmebereich Abdichtelemente vorgesehen, die ein Eindringen von Verunreinigungen in das Gehäuse verhindern. Eine Beschädigung des Durchflussmessgerätes durch solche Verunreinigungen wird durch diese Abdichtelemente vorteilhafterweise vermieden. Vorteilhafterweise ist diese Abdichtelement ferner einteilig ausgebildet, wodurch die Montage des Durchflussmessgerätes vereinfacht wird.
Ferner bevorzugt ist der Bildschirm dergestalt in die Ausnehmung des Gehäusemantels integriert, dass die Anzeigeeinrichtung die Messwerte entlang der Längsrichtung des Gehäusemantels anzeigt. Da zumeist der Durchfluss von Rohren gemessen wird die vertikal angeordnet sind, ist eine besonders gute Ablesbarkeit der Anzeigeeinrichtung bei einer solchen Anzeige der Messwerte gewährleistet.
Zusätzlich ist der Bildschirm der Anzeigeeinrichtung bevorzugt elektrisch drehbar ausgeführt. Das bedeutet, dass die angezeigten Zeichen um 180° gedreht werden können und somit auch eine Lesbarkeit der Zeichen gegeben ist, wenn die Anzeigeeinrichtung um 180° gedreht in das Rohrsystem eingebaut ist. Dadurch ist ein ausgesprochen flexibler Einsatz des Durchflussmessgerätes in unterschiedlichsten Ausrichtungen der Anschlussrohre, an welchen das Gerät befestigt wird, möglich.
Darüber hinaus bevorzugt weist der Aufnahmebereich zumindest eine zweite Ausnehmung auf, in welcher Bedienelemente der Bedieneinrichtung angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass die Bedienelemente von außen leicht zugänglich und somit eine Bedienung einfach möglich ist.
Des Weiteren bevorzugt weist der Aufnahmebereich auf der Innenseite des Gehäusemantels eine Befestigungseinrichtung auf, an welcher die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedieneinrichtung befestigt ist. Insbesondere bevorzugt ist die Befestigungseinrichtung als Steck-, Clips- und/oder Einrasteinrichtung ausgeführt. Durch diese Ausführungen der Befestigungseinrichtung ist eine besonders einfache und schnelle Montage der Anzeigeeinrichtung und/oder der Bedieneinrichtung bei der Herstellung des Durchflussmessgerätes möglich. Ferner wird ein ungewolltes Verrutschen der Anzeigeeinrichtung und Bedieneinrichtung innerhalb des Durchflussmessgerätes verhindert.
Ferner bevorzugt weist die Anzeigeeinrichtung und/oder die Bedieneinrichtung Befestigungsprägungen zum Befestigen der Anzeige und/oder der Bedieneinrichtung an der Befestigungseinrichtung am Gehäusemantel auf. Werden diese Einrichtungen bereits bei deren Fertigung mit solchen Ausprägungen versehen, so ist die spätere Montage des Durchflussmessgerätes besonders schnell und einfach zu bewerkstelligen.
Ferner bevorzugt weist der Aufnahmebereich auf der Innenseite des Gehäusemantels eine Positioniereinrichtung auf, über welche die Position der Anzeigeeinrichtung und/oder Bedieneinrichtung festgelegt. Diese Positioniereinrichtung ist bevorzugt als zumindest ein Positionierzapfen ausgeführt, der in eine korrespondierende Vertiefung an der Anzeigeeinrichtung und/oder Bedieneinrichtung einführbar ist. Durch eine solche Positioniervorrichtung, wird in einfacher Weise die exakte Lage der Anzeige- und/oder Bedieneinrichtung festgelegt.
Ferner bevorzugt weist der Aufnahmebereich im Bereich der ersten und/oder der zweiten Ausnehmung eine Beschriftung auf. Durch eine Beschriftung des Aufnahmebereichs im Bereich der ersten Ausnehmung mit den anzeigbaren Messwerten, ist eine einfache Zuordnung des jeweils angezeigten Zahlenwertes auf den repräsentierten Messwert möglich. Ferner kann auch die jeweilige Einheit des dargestellten Zahlenwertes in Form einer Beschriftung aufgebracht sein. Durch eine Beschriftung im Bereich der zweiten Ausnehmung, also im Bereich der Bedienelemente, wird die Bedienung des Durchflussmessgerätes vereinfacht, da an diesen direkt die Funktion des jeweiligen Bedienelementes ablesbar sein kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Davon zeigt:
1a, 1b das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät mit den wesentlichen Bestandteilen in verschiedenen Ansichten;
2a, 2b den Gehäusemantel gemäß zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen;
3a, 3b das Messrohr und die Auswerteelektronik in einem montierten und in einem demontierten Zustand;
4a–4d das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Ansichten.
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente und Komponenten, soweit nicht Gegenteiliges angegeben ist.
Das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät ist in 1A in einer Seitenansicht und in 1B in einer Schnittansicht dargestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Durchflussmessgerät 1 rotationssymmetrisch dargestellt. Es ist jedoch offensichtlich, dass dies kein die Erfindung beschränkendes Merkmal ist. Eine vieleckige Form, insbesondere des Gehäuses 3, ist selbstverständlich auch möglich.
Wesentlicher Bestandteil des Durchflussmessgerätes 1 ist das Messrohr 2, welches von dem Durchfluss zu messenden Medium durchströmt wird. Umschlossen wird das Messrohr 2 von einem Gehäuse 3. Weiterhin weist das Gehäuse 3 Gehäuseöffnungen 6 und 7 auf, durch welche das zu messende Medium in den Durchflusskanal 5 des Messrohrs 2 hinein bzw. hinaus fließt. Ferner weist das Durchflussmessgerät 1 eine Anzeigeeinrichtung 4 auf, welche den Messwert des Durchflussmessgerätes anzeigt und welche ferner unmittelbar in dem oder an dem Gehäuse 3 angeordnet ist.
Die 2A zeigt einen Gehäusemantel 20 des Gehäuses 3 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Gehäusemantel 20 besitzt eine erste Gehäuseöffnung 6, eine zweite Gehäuseöffnung 7 und ferner eine Längsachse 9. In dem dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, weist der Gehäusemantel 20 einen erhabenen Aufnahmebereich 22 auf. Dieser Aufnahmebereich 22 hat eine erste Ausnehmung 26 sowie zwei zweite Ausnehmungen 28. In der ersten Ausnehmung ist eine Anzeigeeinrichtung, insbesondere ein Bildschirm, anordenbar. Die zweiten Ausnehmungen 28 dienen der Aufnahme von Bedienelementen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind lediglich zwei zweite Ausnehmungen dargestellt. Es ist jedoch ersichtlich, dass eine wesentlich größere Anzahl von zweiten Ausnehmungen zur Aufnahme von Bedienelementen in den erhabenen Aufnahmebereich 22 eingebracht sein können. Ein Durchflussmessgerät mit einem solchermaßen ausgeführten Gehäusemantel 3, ist insbesondere zum Durchflussmessen von Medien mit einer hohen Temperatur geeignet.
2B zeigt einen Gehäusemantel 20 des Gehäuses 3 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Aufnahmebereich 24 vertieft ausgeprägt. Dieser Aufnahmebereich 24 weist ebenfalls eine erste Ausnehmung 26 für die Anzeigeeinrichtung sowie zweite Ausnehmungen 28 für Bedienelemente der Bedieneinrichtung auf. Eine Ausführung des Gehäusemantels 3 gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist als besonders kompakt anzusehen.
Die 3A und 3B zeigen das Messrohr 2 und die Auswerteelektronik 30 in einem demontierten und in einem montierten Zustand. Die Auswerteelektronik 30 weist starre Platinensegmente 32 und flexible Abschnitte 34 auf. An diesen flexiblen Abschnitten 34 ist die Auswerteelektronik 30 zumindest teilweise faltbar. Dies ermöglicht es, die Auswerteelektronik 30 dergestalt um das Messrohr 2 zu falten, dass diese das Messrohr zumindest teilweise umschließt. Das von der Auswerteelektronik 30 umschlossene Messrohr 2 ist in 3b dargestellt. Eine solche Anordnung ist als ausgesprochen kompakt und Platz sparend anzusehen. Ferner ist es durch ein solches Falten möglich, zwischen den Messelektroden 50 des Messrohrs 2 und der Auswerteelektronik 30 eine elektrische Kontaktierung herzustellen. Dazu werden die Messelektroden 50 bei der Montage der Auswerteelektronik in die Bohrungen 36 in den starren Platinensegmenten 32 eingeführt, die eine elektrisch leitfähige Oberfläche besitzen und die ferner mit der Auswerteelektronik elektrisch verbunden sind. Eine gesonderte elektrische Kontaktierung z. B. durch eine Lötverbindung, ist somit nicht notwendig.
Die 4A bis 4D zeigen das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Wie aus der isometrischen Ansicht aus 4A ersichtlich ist, weist der Gehäusemantel 20 einen erhabenen Aufnahmebereich 22 auf. In der ersten Ausnehmung 26 in diesem Aufnahmebereich 22, ist eine Scheibe 42 angeordnet. Gehäuseinnenseitig an der Scheibe 42 befindet sich ein Bildschirm 40 der von außen gut einsehbar und ablesbar ist. Dieser Bildschirm 40 wird durch die in der ersten Ausnehmung 26 angeordnete Scheibe 42 vor Umwelteinflüssen geschützt. Darüber hinaus besitzt der Aufnahmebereich 22 zweite Ausnehmung 28 in denen Bedienelemente 44 angeordnet sind.
4B zeigt das Durchflussmessgerät 1 gemäß dem selben bevorzugten Ausführungsbeispiel aus 4A. Im Bereich der ersten Ausnehmung 26 des erhabenen Aufnahmebereichs 22, ist eine, die von dem Bildschirm 40 darstellbaren Werten erklärende Beschriftung 56 aufgebracht. Eine solche Beschriftung kann z. B. unter Zuhilfenahme von Lasern oder von Stanzwerkzeugen angebracht sein. Ebenfalls eine Beschriftung 56 befindet sich im Bereich der Bedienelemente 44. Diese Beschriftung 56 dient der Erläuterung bezüglich der durch die Bedienelemente auswählbaren Funktionen.
Die 4C und 4D zeigen das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät 1 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus den 4A und 4B in einer Schnittansicht längs und quer des Durchflussmessgeräts 1. In etwa mittig des Durchflussmessgerätes 1 ist das Messrohr 2 angeordnet. An diesem Messrohr 2 befindet sich eine aus einem Oberteil und Unterteil bestehende Magnetfelderzeugungseinrichtung 48 sowie zwei Messelektroden 50. Bevorzugt sind die Messelektroden 50 senkrecht zur Durchflussrichtung und dem von der Magnetfelderzeugungseinrichtung 48 erzeugbaren Magnetfeld angeordnet. Elektrisch verbunden sind die Messelektroden 50 und die Magnetfelderzeugungseinrichtung 48 mit der Auswerteelektronik 30. Der an den Messelektroden 50 abgegriffene Spannungswert, wird in der Auswerteelektronik 30 in eine äquivalente Durchflussmenge des Mediums umgerechnet. Diese Information wird anschließend an die Ansteuereinrichtung 46 der Anzeigeeinrichtung 4 übermittelt. Diese Ansteuereinrichtung 46 ist mit einer Befestigungseinrichtung 42 sowie einer Positioniereinrichtung 54 mit dem Gehäusemantel 20 mechanisch verbunden. Elektrisch verbunden ist die Ansteuereinrichtung 46 darüber hinaus mit dem Bildschirm 40, auf dem die Messwerte angezeigt werden. Dieser Bildschirm 40 ist innerhalb des Gehäusemantels 20 an der Scheibe 42 angeordnet. Durch diese Scheibe 42, sind die angezeigten Werte von außen gut ablesbar.
Ferner ersichtlich ist aus diesen Figuren, die Anordnung der Auswerteelektronik 30 innerhalb des Gehäusemantels 20, wobei die Auswertelektronik 30 sowohl aus starren Platinensegmenten 32 und flexiblen Abschnitten 34 besteht. Durch diesen besonderen Aufbau der Auswerteelektronik 30, ist diese faltbar und kann derart in dem Gehäusemantel 3 angeordnet werden, dass diese das Messrohr 2 umschließt. Des Weiteren ist aus 4D ersichtlich, dass ein Bedienelement 44 ebenfalls mit der Ansteuereinrichtung 46 verbunden ist. Die notwendige Ansteuereinrichtung 46 zum Betreiben eines solchen Bedienelementes 44 ist somit ebenfalls innerhalb des Gehäusemantels 20 angeordnet und vor Umwelteinflüssen geschützt. Durch solch ein Bedienelement 44 kann z. B. zwischen unterschiedlichen anzuzeigenden Messwerten umgeschaltet werden.

1: Durchflussmessgerät
2: Messrohr
3: Gehäuse
4: Anzeigeeinrichtung
5: Durchflusskanal
6: Erste Gehäuseöffnung (Einlass)
7: Zweite Gehäuseöffnung (Auslass)
9: Längsachse
20: Gehäusemantel
22: Aufnahmebereich – erhaben
24: Aufnahmebereich – vertieft
26: erste Ausnehmung (Anzeige)
28: zweite Ausnehmung (Bedienelemente)
30: Auswerteelektronik
32: Starres Platinensegment
34: Flexibler Abschnitt
36: Kontaktierung Messelektrode
40: Bildschirm
42: Scheibe
44: Bedienelemente
46: Ansteuereinrichtung
48: Magnetfelderzeugungseinrichtung
50: Messelektroden
52: Befestigungseinrichtung
54: Positioniereinrichtung
56: Beschriftung

Claims

Kompaktes magnetisch induktives Durchflussmessgerät (1) – mit einem Messrohr (2), durch welches das zu messende Medium fließt, – mit einem Gehäuse (3), in welchem das Messrohr (2) angeordnet ist, – mit einer Anzeigeeinrichtung (4) zum Anzeigen von Messwerten des Durchflussmessgerätes (1), die unmittelbar in dem oder an dem Gehäuse (3) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) einen Bildschirm (40) aufweist, welcher die Messwerte anzeigt.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (1) eine bevorzugt als Tastatur (44) ausgeführte Bedieneinrichtung (44) aufweist, die unmittelbar in das Gehäuse (3) integriert ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (40) und/oder die Bedieneinrichtung (44) auf einer gemeinsamen Platine mit einer Ansteuereinrichtung (46) zum Ansteuern des Bildschirms (40) und/oder der Bedieneinrichtung (44) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) analog und/oder digital ausgeführt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (1) zusätzlich eine Auswerteelektronik (30) aufweist, die innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (30) auf einer zumindest teilweise flexiblen Platine angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (30) mit einem innerhalb des Durchflussmessgerätes (1) und/oder mit einem außerhalb des Durchflussmessgerätes (1) angeordneten Temperatursensor elektrisch verbunden ist, über welche die Temperatur des Mediums bestimmbar ist.
Durchflussmessgerät (1) nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (30) mit der Anzeigeeinrichtung (4) elektrisch verbunden ist und die anzuzeigenden Informationen an die Anzeigeeinrichtung (4) in Form von Steuersignalen übermittelt.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignale eine Information über die Durchflussmenge, die Durchflussgeschwindigkeit, die Dauer des Durchflusses, das Medium, die Temperatur des Mediums im Bereich der Durchflussmessstelle, die Temperatur des Mediums außerhalb der Durchflussmessstelle, die Stärke des Magnetfeldes und/oder die eingestellten Parameter des Durchflussmessgerätes enthalten.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchflussmessgerät (1) eine Magnetfelderzeugungseinrichtung (48) aufweist, mit der ein Magnetfeld erzeugbar ist, welches zur Messung des Durchflusses das Messrohr (2) durchdringt.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (2) zwei Messelektroden (50) aufweist, die zu einem von der Magnetfelderzeugungseinrichtung (48) erzeugbaren Magnetfeld und/oder senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums angeordnet sind.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Messelektroden (50) mit der Auswerteelektronik (30) elektrisch verbunden sind.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) ein Metall, insbesondere einen Edelstahl, aufweist und bevorzugt vollständig aus diesem Metall ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einen Kunststoff aufweist, der zumindest teilweise transparent ist und bevorzugt vollständig aus diesem transparenten Kunststoff ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einen nahtlos gezogenen rohrförmigen Gehäusemantel (20) aufweist der das Messrohr (2) und/oder die Anzeigeeinrichtung (4) und/oder die Bedieneinrichtung und/oder die Auswerteelektronik (30) umschließt.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) einen rohrförmigen Gehäusemantel (20) aufweist, der im Tiefziehverfahren hergestellt ist und der das Messrohr (2) und/oder die Anzeigeeinrichtung (4) und/oder die Bedieneinrichtung und/oder die Auswerteelektronik (30) umschließt.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (20) eine kreisförmige oder eine vieleckige, insbesondere eine quadratische Grundfläche, aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusemantel (20) umfangs einen Aufnahmebereich (22, 24) zur Aufnahme der Anzeigeeinrichtung (4) und/oder der Bedieneinrichtung (44) aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22, 24) bezüglich des Umfangs des Gehäusemantels (20) erhaben und/oder vertieft und/oder geometrisch unverändert ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der erhabene Aufnahmebereich (22) tiefgezogen ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, das der vertiefte Aufnahmebereich (22) durch Prägen hergestellt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22, 24) eben ausgebildet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22, 24) in Längsrichtung des Gehäusemantels (20) ein größeres Abmaß aufweist als in dessen Querrichtung.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich eine erste Ausnehmung (26) aufweist, in der eine zumindest teilweise durchsichtige Scheibe (42) vorgesehen ist und/oder der Bildschirm (40) der Anzeigeeinrichtung (4) auf der Innenseite des Gehäuses (3) an der Scheibe (42) angeordnet ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Scheibe (42) und der ersten Ausnehmung (26) und/oder dem Aufnahmebereich, Abdichtelemente vorgesehen sind, die ein Eindringen von Verunreinigungen in das Gehäuse (3) verhindern.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtelement als einteilige Membran aus einem Kunststoff ausgebildet ist
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildschirm (40) dergestalt in die erste Ausnehmung (26) des Gehäusemantels (20) integriert ist, dass die Anzeigeeinrichtung die Messwerte entlang der Längsrichtung des Gehäusemantels (20) anzeigt.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige der Messwerte elektrisch drehbar ausgeführt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22, 24) zumindest eine zweite Ausnehmung (28) aufweist, in welcher Bedienelemente (44) der Bedieneinrichtung angeordnet sind.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22, 24) gehäusemantelinnenseitig eine Befestigungseinrichtung (52) aufweist, an welcher die Anzeigeeinrichtung (4) und/oder die Bedieneinrichtung (44) befestigt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (52) als Steck-, Clips- und/oder Einrasteinrichtung ausgeführt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 31 und 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinrichtung (4) und/oder die Bedieneinrichtung Befestigunsausprägungen zum Befestigen der Anzeige- (4) und/oder der Bedieneinrichtung an der Befestigungseinrichtung (52) am Gehäusemantel (20) aufweist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22, 24) gehäusemantelinnenseitig eine Positioniereinrichtung (54) aufweist, über welche die Position der Anzeigeeinrichtung (4) und/oder Bedieneinrichtung festgelegt ist.
Durchflussmessgerät (1) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinrichtung (54) bevorzugt als zumindest ein Positionierzapfen ausgeführt ist, der in eine korrespondierende Vertiefung an der Anzeige- (4) und/oder Bedieneinrichtung einführbar ist.
Durchflussmessgerät (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (22, 24) im Bereich der ersten und/oder der zweiten Ausnehmung (28) eine Beschriftung (56) aufweist.