DE102007004826A1 - Measuring device for magnetically inductive flow meter, has measurement cross section for flow measure of medium flowing through measurement cross section - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung für oder in einem magnetisch induktiven Durchflussmessgerät, ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Messvorrichtung sowie ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät.The The invention relates to a measuring device for or in a magnetic inductive flowmeter, a method for producing such a measuring device and a magnetic inductive flowmeter.
Die
Erfindung betrifft den Bereich der Messtechnik für Rohrleitungen. Rohrleitungen
werden insbesondere genutzt, um flüssige oder gasförmige Medien
zu transportieren. Bei deren Transport, besteht oftmals die Notwendigkeit,
die genaue Durchflussmenge des Mediums zu bestimmen. Dies ist unter Verwendung
des Prinzips der magnetischen Induktion möglich. Dabei kann die Durchflussmenge
unter Zuhilfenahme eines Magnetfeldes sowie zweier Messelektroden
bestimmt werden. Das erzeugte Magnetfeld durchdringt dazu das Messrohr
und das darin fließende
Medium. Dieses Magnetfeld sollte senkrecht zur Durchflussrichtung
des zu messenden Mediums und damit zur Rohrlängsachse ausgerichtet sein.
Wird ein Ladungsträger
enthaltendes Medium von dem Magnetfeld durchdrungen, werden die
Ladungsträger
von dem Magnetfeld quer zur Durchflussrichtung und quer zum Magnetfeld
abgelenkt. Befinden sich an den Rohrwänden Messelektroden, so fällt zwischen
diesen eine Spannung ab. Man spricht von einer induzierten Spannung,
die über
die Messelektroden abgegriffen und gemessen werden kann. Bevorzugt
werden die Messelektroden an den Rohrwänden sowohl senkrecht zu dem
Magnetfeld als auch senkrecht zu der Rohrlängsachse ausgerichtet. Vereinfacht
gilt dann der Zusammenhang:
- Ui
- = induzierte Spannung
- k
- = mediumabhängige Konstante
- B →
- = Magnetfeldstärke
- D
- = Messelektrodenabstand
- ν →
- = mittlere Geschwindigkeit des Mediums.
- U i
- = induced voltage
- k
- = medium-dependent constant
- B →
- = Magnetic field strength
- D
- = Measuring electrode distance
- ν →
- = mean velocity of the medium.
Aus diesem Zusammenhang geht hervor, dass bei einem konstanten Magnetfeld B → und einem konstanten Messrohrinnendurchmesser (Messelektrodenabstand) D die induzierte Spannung Ui proportional mit zunehmender Fließgeschwindigkeit ν → des Mediums ansteigt. Dadurch kann die Fließgeschwindigkeit und damit auch die Menge des Mediums einfach und zuverlässig bestimmt werden.From this context, it is apparent that with a constant magnetic field B → and a constant measuring tube inner diameter (measuring electrode distance) D, the induced voltage U i increases proportionally with increasing flow velocity v → of the medium. As a result, the flow rate and thus the amount of the medium can be determined easily and reliably.
Wesentlich für dieses Messprinzip ist die orthogonale Ausrichtung des Magnetfeldes bezüglich der Längsachse des Messrohres und der Messelektroden. Ferner soll vermieden werden, dass sich das Magnetfeld im Betrieb der Messvorrichtung bezüglich des Messrohres und der Messelektroden verlagert. Des Weiteren soll bei unterschiedlichen Messvorrichtungen einer Serie die Ausrichtung des Magnetfeldes bezüglich des Messrohres reproduzierbar gleich bleibend sein.Essential for this Measuring principle is the orthogonal orientation of the magnetic field with respect to longitudinal axis of the measuring tube and the measuring electrodes. Furthermore, it should be avoided that the magnetic field in the operation of the measuring device with respect Displaced measuring tube and the measuring electrodes. Furthermore, should at the alignment of different measuring devices of a series of the magnetic field the measuring tube reproducibly be consistent.
Häufig werden zur Gewährleistung dieser Aspekte aufwändige Apparaturen oder Konstruktionen zur Positionierung und zum Halten einer Magnetfeld erzeugenden Einrichtung am Messrohr verwendet. Diese aufwändigen Apparaturen bedingen verhältnismäßig hohe Kosten des Gesamtaufbaus. Zusätzlich sind bei der Montage der Magnetfeld erzeugenden Einrichtung zeitintensive Justagearbeiten nötig, um eine exakte Anordnung dieser Einrichtung am Messrohr sicherzustellen, um so eine reproduzierbare Durchflussmessung zu gewährleisten. Verschiebt sich diese im Betrieb, zum Beispiel durch Vibrationen, müssen diese Justagearbeiten erneut vorgenommen werden.Become frequent to guarantee these aspects elaborate Apparatus or constructions for positioning and holding a magnetic field generating device used on the measuring tube. This elaborate Apparatuses require relatively high Cost of the whole construction. additionally are time-consuming in the assembly of the magnetic field generating device Adjustment work necessary, to ensure an exact arrangement of this device on the measuring tube, so as to ensure a reproducible flow measurement. Shifts in operation, for example due to vibrations, have to these adjustments are made again.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach und dennoch effektive Möglichkeit zum Halten und Positionieren einer Magnetfelderzeugungseinrichtung an einem Messrohr bereitzustellen und zusätzlich eine hohe Effektivität der Magnetfelderzeugungseinrichtung zu gewährleisten.In front In this background, the present invention has the object a simple yet effective way to hold and position to provide a magnetic field generating device on a measuring tube and additionally a high effectiveness to ensure the magnetic field generating device.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und/oder mit einer Messeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 44 und/oder durch ein Durchflussmessgerät mit den Merkmalen des Pa tentanspruches 54 gelöst. Ferner wird in Patentanspruch 59 ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung beschrieben.These The object is achieved by a Measuring device with the features of claim 1 and / or with a measuring device with the features of claim 44 and / or by a flow meter with the features of Pa tentanspruches 54 solved. Further, in claim 59, a method for producing the Measuring device according to the invention described.
Demgemäß eine Messvorrichtung für oder in einem Durchflussmessgerät vorgesehen, mit einem Messrohr, welches einen Messquerschnitt zum Durchflussmessen eines den Messquerschnitt durchströmenden Mediums aufweist und welches darüber hinaus angeformte Führungsmittel zum Halten und Positionieren einer Magnetfelderzeugungseinrichtung im Bereich des Messquerschnittes aufweist. Ferner sind im Bereich des Messquerschnittes Messelektroden dergestalt angeordnet, dass ein von der Durchflussmenge abhängiges elektrisches Signal abgreifbar ist, wenn ein Magnetfeld den Messquerschnitt durchdringt.Accordingly, a measuring device for or in a flowmeter provided with a measuring tube, which has a measuring cross section for flow measurement has a medium flowing through the measuring cross-section and which beyond molded guide means for holding and positioning a magnetic field generating device has in the region of the measuring cross-section. Further, in the area of the measuring cross section measuring electrodes arranged such that a dependent of the flow rate electrical signal can be tapped if a magnetic field is the measuring cross section penetrates.
Des Weiteren bevorzugt wird eine mit einer Magnetfelderzeugungseinrichtung bestückte Messvorrichtung vorgeschlagen. Die Messvorrichtung weist das bereits erläuterte Messrohr und die Messelektroden auf. Ferner beinhaltet die bestückte Messvorrichtung eine Magnetfelderzeugungseinrichtung, die derart zwischen den Führungsmitteln angeordnet ist, dass sich die Magnetfelderzeugungseinrichtung in unmittelbarer Nähe zum Messquerschnitt befindet und ein Magnetfeld senkrecht zur Längsachse des Messrohres erzeugt. Durch die unmittelbare Nähe der Magnetfelderzeugungseinrichtung zum Messquerschnitt ist eine nur geringe Feldstärke zur Durchdringung des Messrohres und des durchfließenden Mediums notwendig.Furthermore, a measuring device equipped with a magnetic field generating device is preferably proposed. The measuring device has the already explained measuring tube and the measuring electrodes. Furthermore, the equipped measuring device includes a magnetic field generating device, which is arranged between the guide means such that the magnetic field generating device located in the immediate vicinity of the measuring cross section and generates a magnetic field perpendicular to the longitudinal axis of the measuring tube. Due to the immediate proximity of the magnetic field generating device to the measuring cross section only a small field strength for the penetration of the measuring tube and the medium flowing through it is necessary.
Ferner ist ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät vorgesehen, welches die erfindungsgemäße Messvorrichtung aufweist.Further a magnetically inductive flow meter is provided, which is the measuring device according to the invention having.
Des Weiteren ist ein Verfahren zum Herstellen einer Messvorrichtung für oder in einem magnetisch induktiven Durchflussmessgerät vorgesehen. Bei diesem Verfahren werden zu Beginn die Messelektroden in eine Spritzgussform eingelegt, wobei die Kavität der Spritzgussform als ein Negativ zu einem Messrohr ausgebildet ist. In einem zweiten Verfahrensschritt wird eine Kunststoffschmelze in die Kavität der Spritzgussform eingespritzt bis diese vollständig gefüllt ist, wobei die Messelektroden von der Schmelze umflossen werden.Of Another is a method of manufacturing a measuring device for or provided in a magnetic inductive flowmeter. In this process At the beginning, the measuring electrodes are placed in an injection mold, being the cavity the injection mold formed as a negative to a measuring tube is. In a second process step, a plastic melt into the cavity the injection mold injected until it is completely filled, with the measuring electrodes be enveloped by the melt.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Messvorrichtung mit einem Messrohr bereitzustellen, an welcher eine Magnetfelderzeugungseinrichtung zuverlässig und exakt positionierbar ist. Um dies zu bewerkstelligen, werden an dem Messrohr angeformte Füh rungsmittel bereitgestellt. Durch eine geeignete Ausführung der Führungsmittel können Magnetfelderzeugungseinrichtungen mit unterschiedlichen Geometrien und Ausprägungen an dem Messrohr montiert werden. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung kann somit an den jeweiligen Einsatzfall angepasst sein. Darüber hinaus ist es möglich, verhältnismäßig lange Führungswege zum Führen der Magnetfelderzeugungseinrichtung zu realisieren. Durch das exakte Positionieren, ist eine genaue Ausrichtung des von der Magnetfelderzeugungseinrichtung erzeugbaren Magnetfeldes bezüglich der Messelektroden möglich und somit eine sehr genaue und reproduzierbare induzierte Spannung abgreifbar.Of the Invention is based on the idea, a measuring device with a To provide measuring tube on which a magnetic field generating device reliable and is exactly positioned. To accomplish this, will be on the measuring tube molded Füh medium provided. By a suitable embodiment of the guide means magnetic field generating devices mounted with different geometries and characteristics on the measuring tube become. The magnetic field generating device can thus be connected to the respective Be adapted application. About that It is also possible relatively long guideways to lead to realize the magnetic field generating device. By the exact Positioning is an accurate alignment of the field generated by the magnetic field generating device Magnetic field with respect the measuring electrodes possible and thus a very accurate and reproducible induced voltage tapped.
Darüber hinaus weisen die Führungsmittel nicht nur eine Positionierfunktion auf, sondern zusätzlich ein Halten der Magnetfelderzeugungseinrichtung am Messrohr. Ein Halten der Magnetfelderzeugungseinrichtung in zumindestens fünf Freiheitsgraden (zwei translatorische + drei rotatorische) ist durch solche Führungsmittel einfach realisierbar. Dadurch wird insbesondere die Handhabung der Messvorrichtung bei der Montage vereinfacht.Furthermore do not have the guide means only a positioning function, but additionally holding the magnetic field generating device on the measuring tube. Holding the magnetic field generating device in at least five degrees of freedom (two translational + three rotatory) is through such guiding means easy to implement. As a result, in particular the handling of Simplified measuring device during assembly.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung.In the dependent claims find advantageous embodiments, developments and improvements the invention.
Bevorzugt sind die Führungsmittel einstückig mit dem Messrohr hergestellt. Unter einstückig ist dahingehend zu verstehen, dass zwischen dem Messrohr und den Führungsmitteln keine Verbindungsnaht oder dergleichen vorhanden ist. Durch einen integralen Aufbau der Messvorrichtung kann die notwendige Anzahl an Arbeitsschritten bei deren Herstellung verringert werden. Eine Herstellung ist somit ausgesprochen wirtschaftlich möglich. Alternativ können die Führungsmittel auch nachträglich an das Messrohr angeformt sein. Wird ein polymerer Werkstoff verwendet ist, dies zum Beispiel durch ein Anspritzen der Führungsmittel an das Messrohr möglich. Die Führungsmittel können jedoch ebenfalls durch andere Fügeverfahren, wie zum Beispiel durch Kleben und/oder Schrauben, an dem Messrohr befestigt sein. Vorteilhafterweise ist es dadurch möglich unterschiedlich Werkstoffe für die Messvorrichtung zu verwenden.Prefers are the guiding means in one piece with manufactured the measuring tube. Unitary is to be understood as meaning that between the measuring tube and the guide means no seam or the like is present. By an integral structure of the measuring device can the necessary number of steps in their production be reduced. A production is thus extremely economical possible. Alternatively you can the guiding means also later be molded to the measuring tube. If a polymeric material is used is, for example, by injecting the guide means possible to the measuring tube. The guiding means can but also by other joining methods, as for example by gluing and / or screws, on the measuring tube be attached. Advantageously, it is possible thereby different Materials for to use the measuring device.
Bevorzugt weist das Messrohr einen inneren Durchflusskanal auf, wobei die Ausrichtung des Durchflusskanals die Durchflussrichtung definiert und der Messquerschnitt als Bestandteil des Durchflusskanals in diesem senkrecht zur Durchflussrichtung des Mediums ausgerichtet ist. Insbesondere bevorzugt ist die Ausrichtung des Messquerschnittes senkrecht zur Durchflussrichtung gewählt, da bei dieser Ausrichtung die maximal mögliche induzierte Spannung abgegriffen werden kann. Dies geht insbesondere aus der bereits eingeführten mathematischen, vektoriellen Abhängigkeit der induzierten Spannung von der Durchflussgeschwindigkeit hervor. Da im Allgemeinen, z. B. aufgrund von Vibrationen, Störspannungen induziert werden, ist es bei der Dimensionierung sinnvoll, dass die relevante induzierte Spannung, welche die Durchflussmenge repräsentiert, deutlich größer als eine eventuelle Störspannung ist.Prefers the measuring tube has an inner flow channel, wherein the Orientation of the flow channel defines the flow direction and the measuring cross section as part of the flow channel in this is aligned perpendicular to the flow direction of the medium. Especially Preferably, the orientation of the measuring cross section is perpendicular to Flow direction selected, because at this orientation the maximum possible induced voltage can be tapped. This goes in particular from the already introduced mathematical, vectorial dependence the induced voltage of the flow rate. Since in general, z. B. due to vibration, interference voltages It is useful when dimensioning that the relevant induced voltage, which represents the flow rate, significantly larger than a possible interference voltage is.
Ferner bevorzugt weist das Messrohr in axialer Richtung drei geometrisch unterschiedlich ausgebildete Abschnitte auf. Der erste Abschnitt befindet sich im Bereich des Messquerschnittes, die zweiten Abschnitte jeweils an den Rohrenden und die dritten Abschnitte zwischen den zweiten Abschnitten an den Rohrenden und dem ersten Abschnitt im Bereich des Messquerschnittes.Further Preferably, the measuring tube in the axial direction three geometrically differently formed sections on. The first paragraph is located in the area of the measuring cross-section, the second sections each at the pipe ends and the third sections between the second sections at the pipe ends and the first section in the Area of the measuring cross-section.
Der erste Abschnitt im Bereich des Messquerschnittes ist bevorzugt im Durchflusskanal und/oder an der Messrohraußenseite prismatisch, insbesondere mit einer rechteckigen Querschnittsfläche ausgeführt. Die zweiten Abschnitte an den Rohrenden sind bezogen auf deren Querschnitte in dem Durchflusskanal und/oder an der Messrohraußenseite konstant ausgebildet. Bevorzugt ist in diesen Abschnitten der Durchflusskanal als Hohlzylinder und die Messrohraußenseite als Zylinder ausgebildet. In den dritten Abschnitten, die zwischen den Abschnitten an den Rohrenden und dem Abschnitt im Durchflusskanal liegen, verjüngt sich die Querschnittsfläche des Durchflusskanals zu dem Messquerschnitt hin. Das maximale Querschnittsabmaß an der Messrohraußenfläche bleibt in diesen dritten Abschnitten jedoch konstant. Diese Konstanz des maximalen Querschnittsabmaßes an der Messrohraußenfläche, ist bedingt durch die Rippenverstärkungen, durch welche Querschnittsveränderungen an der Messrohraußenseite ausgeglichen werden.The first section in the region of the measuring cross-section is preferably prismatic, in particular with a rectangular cross-sectional area, in the flow channel and / or on the measuring tube outside. The second sections at the tube ends are designed to be constant in relation to their cross-sections in the flow channel and / or on the measuring tube outside. Preferably, in these sections, the flow channel is designed as a hollow cylinder and the measuring tube outside as a cylinder. In the third sections, which lie between the sections at the tube ends and the section in the flow channel, the Querschnittsflä tapers surface of the flow channel to the measuring cross-section. However, the maximum cross-sectional dimension at the measuring tube outside surface remains constant in these third sections. This constancy of the maximum cross-sectional dimension on the measuring tube outer surface is due to the rib reinforcements, which compensate for cross-sectional changes on the measuring tube outside.
Wird im Bereich des Messquerschnittes sowohl im Durchflusskanal als auch an der Messrohraußenseite eine rechteckige Querschnittsfläche gewählt, wird eine Parallelität der Durchflusskanalflächen und der Messrohraußenflächen gewährleistet, wodurch eine konstante Wandstärke zwischen diesen Flächen bedingt ist.Becomes in the area of the measuring cross section both in the flow channel and at the measuring tube outside a rectangular cross-sectional area selected becomes a parallelism the flow channel surfaces and the measuring tube exterior surfaces, thereby ensuring a constant wall thickness between these surfaces is conditional.
Ferner bevorzugt weist der Durchflusskanal im Messquerschnitt eine geringere Querschnittsfläche als außerhalb des Messquerschnittes auf. Insbesondere bevorzugt entspricht die Fläche des Messquerschnittes etwa der halben Querschnittsfläche des Durchflusskanals außerhalb des Messquerschnitts. Durch diese Verringerung der Querschnittsfläche, wird die Geschwindigkeit des den Durchflusskanal durchströmenden Mediums erhöht und dadurch kann eine verhältnismäßig große Spannung abgegriffen werden. Das Verhältnis der Induzierten Spannung bezüglich eventueller Störspannungen ist somit relativ hoch und die Durchflussmenge kann exakt bestimmt werden, da deutlich zwischen induzierter Spannung und Störspannung differenziert werden kann. Durch die Erhöhung der Fließgeschwindigkeit, wird darüber hinaus die Wahrscheinlichkeit vermindert, dass sich im Messquerschnitt Ablagerungen bilden. Ferner wird das Strömungsprofil geglättet und somit das Auftreten eventueller turbulenter Strömungen, die einen Einfluss auf das Messergebnishaben könnten, reduziert. Zusätzlich wird die notwendige Einlaufstrecke verringert. Dadurch ist es möglich, dass die Messvorrichtung direkt hinter Unregelmäßigkeiten im Rohrsystem, zum Beispiel hinter einem Krümmer, installiert werden kann.Further The flow channel preferably has a smaller diameter in the measuring cross section Cross sectional area as outside of the measuring cross section. Particularly preferably, the area of the measuring cross section about half the cross sectional area of the Flow channel outside of the measuring cross section. By this reduction in cross-sectional area, will the velocity of the medium flowing through the flow channel elevated and thereby a relatively large voltage can be tapped become. The relationship the induced voltage with respect to possible interference voltages is thus relatively high and the flow rate can be determined exactly be, as clearly between induced voltage and interference voltage can be differentiated. By increasing the flow rate, will about that It also reduces the likelihood of getting in the measuring cross-section Form deposits. Furthermore, the flow profile is smoothed and thus the occurrence of any turbulent currents that have an impact could be on the knife, reduced. additionally the necessary inlet section is reduced. This makes it possible for that the measuring device directly behind irregularities in the pipe system, to Example behind a manifold, can be installed.
Des Weiteren bevorzugt sind die Führungsmittel parallel zueinander sowie tangential bezüglich eines zu der Längsachse des Messrohres koaxial ausgerichteten Bezugsmessers D1 angeordnet, wobei für den Bezugsdurchmesser D1 gilt: 0 < D1 < D0 mit D0 als größtes Querschnitts-Außenabmaß des Messrohres. Insbesondere bevorzugt sind die Führungsmittel als Führungsschienen ausgebildet. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung ist zwischen diesen Führungsschienen zum dem Messrohr hin und von diesem weg verschiebbar angeordnet. Durch diese Art der Ausgestaltung der Führungsmittel, ist eine besonders einfache Montage der Magnetfelderzeugungseinrichtung möglich. Auch kann die Positionierung einfach bewerkstelligt werden, da die Magnetfelderzeugungseinrichtung bezüglich des Messrohres nur in einem Freiheitsgrad, nämlich der Verschieberichtung, beweglich ist. Dadurch wird die Magnetfelderzeugungseinrichtung in fünf Freiheitsgraden gehalten und die Montage vereinfacht, da die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Magnetfelderzeugungseinrichtung aus ihrer Montageposition bewegt, geringst möglich gehalten wird.Further preferably, the guide means parallel to one another and tangentially with respect to an aligned with the longitudinal axis of the measuring tube coaxially reference diameter D 1 are arranged, wherein for the reference diameter D 1: 0 <D 1 <D 0 with D 0 as the greatest cross-sectional outside dimension of the measuring tube. Particularly preferably, the guide means are designed as guide rails. The magnetic field generating device is arranged between these guide rails to the measuring tube and away from it. By this type of embodiment of the guide means, a particularly simple assembly of the magnetic field generating device is possible. Also, the positioning can be easily accomplished, since the magnetic field generating device with respect to the measuring tube in only one degree of freedom, namely the direction of displacement, is movable. Thereby, the magnetic field generating device is held in five degrees of freedom and simplifies the assembly, since the likelihood that the magnetic field generating device moves from its mounting position, is minimized possible.
Des Weiteren weisen die Führungsschienen bevorzugt Nuten zum Führen der Magnetfelderzeugseinrichtung bei der Montage auf. Diese Führungsnuten befinden sich sowohl an der Messrohr zugewandten als auch der Messrohr abgewandten Seite der Führungsschienen und können individuell an unterschiedliche Magnetfelderzeugungseinrichtungen angepasst werden. Die Nuten dienen somit dem zuverlässigen Führen, Positionieren und Halten unterschiedlicher Varianten von Magnetfelderzeugungseinrichtungen.Of Furthermore, the guide rails are preferred Grooves for guiding the magnetic field generating device during assembly. These guide grooves are located both on the measuring tube facing as well as the measuring tube opposite side of the guide rails and can individually to different magnetic field generating devices be adjusted. The grooves thus serve for reliable guiding, positioning and holding different variants of magnetic field generating devices.
Ferner bevorzugt sind an dem Messrohr vier oder acht Führungsschienen angeformt.Further Preferably, four or eight guide rails are integrally formed on the measuring tube.
Werden die Längsenden nebeneinander angeordneter Führungsschienen mit fiktiven Geraden verbunden, so begrenzen diese Geraden und die Führungsmittel in einer Projektion sowohl in axialer als auch in radialer Richtung rechteckige Flächen. Diese Flächen be grenzen wiederum einen prismatischen Körper, insbesondere eine Quader. Dieser Körper dient der Aufnahme der Magnetfelderzeugungseinrichtung.Become the longitudinal ends side by side arranged guide rails connected with fictitious straights, so limit this line and the guide means in a projection in both the axial and in the radial direction rectangular areas. These surfaces in turn, borders a prismatic body, in particular a cuboid. This body serves to accommodate the magnetic field generating device.
Des Weiteren bevorzugt sind die Führungsmittel als zumindest zwei wannenförmige Gehäuseteile ausgebildet. Jeweils zwei Gehäuseteile sind einander gegenüberliegend am Messrohr angeordnet und dienen der Aufnahme der Komponenten der Magnetfelderzeugungseinrichtung. In diese Gehäuseteile ist jeweils ein Oberteil und ein Unterteil einer Magnetfelderzeugungseinrichtung einlegbar. Diese Art der Ausbildung der Führungsmittel, gewährleistet eine exakte Führung und Positionierung der Komponenten der Magnetfelderzeugungseinrichtung. Durch die exakte Positionierung, wird eine genaue Ausrichtung der Magnetfelderzeugungseinrichtung bezüglich des Messrohres gewährleistet. Ferner ist durch die Führung der wannenförmig ausgebildeten Führungsmittel eine einfache Montage der Magnetfelderzeugungseinrichtung möglich.Of Further preferred are the guide means as at least two trough-shaped housing parts educated. Two housing parts each are opposite each other arranged on the measuring tube and serve to accommodate the components of Magnetic field generating device. In these housing parts is in each case an upper part and a lower part of a magnetic field generating device can be inserted. This type of training of the guiding means, ensures a exact guidance and positioning the components of the magnetic field generating device. Due to the exact positioning, an exact alignment of the Magnetic field generating device with respect to the measuring tube guaranteed. Further, by the guide the trough-shaped trained guide means a simple installation of the magnetic field generating device possible.
Ferner bevorzugt weisen die Führungsmittel an ihren Längsenden erste Positionierelemente auf, die insbesondere als Positionierzapfen ausgeführt sind und der Positionierung und/oder der Befestigung des Messrohres an einer Platine und/oder einem Platinensegment dienen. Ferner bevorzugt weist das Messrohr und/oder die daran angeformten Führungsmittel zweite Positionierelemente auf, die orthogonal bezüglich der ersten Positionierelemente ausgerichtet und ebenfalls bevorzugt als Positionierzapfen ausgeführt sind. Durch diese ersten und zweiten Positionierelemente ist es einfach möglich, das Messrohr an umliegenden Einrichtungen zu befestigen und zu positionieren. Dazu werden die Positionierzapfen in korrespondierende Vertiefungen, z. B. in einer anzubindenden Platine, gesteckt. Durch ein solches Stecksystem können diese Verbindungen, abhängig von den gewählten Abmaßen der Positionierzapfen und der korrespondierenden Vertiefungen, lösbar ausgeführt sein. Dadurch, dass die zweiten Positionierelemente orthogonal bezüglich der ersten Positionierelemente ausgerichtet sind, ist es möglich, Komponenten, die seitlich des Messrohres liegen, anzubinden. Durch die ersten und zweiten Positionierelemente ist somit eine einfache Positionierung und Fixierung des Messrohres bezüglich umliegender Komponenten möglich.Furthermore, the guide means preferably have at their longitudinal ends first positioning elements which are in particular designed as positioning pins and serve for the positioning and / or attachment of the measuring tube to a circuit board and / or a circuit board segment. Further preferably, the measuring tube and / or the guide means integrally formed thereon have second positioning elements which are aligned orthogonally with respect to the first positioning elements tet and also preferably designed as a positioning pin. By means of these first and second positioning elements, it is easily possible to attach and position the measuring tube to surrounding devices. For this purpose, the positioning pins are in corresponding recesses, z. B. in a board to be connected, plugged. By such a plug-in system, these compounds, depending on the selected dimensions of the positioning pins and the corresponding recesses, be made detachable. Because the second positioning elements are aligned orthogonally with respect to the first positioning elements, it is possible to connect components which lie laterally of the measuring tube. The first and second positioning elements thus enable simple positioning and fixing of the measuring tube with respect to surrounding components.
Bevorzugt weist das Messrohr des Weiteren Längs- und/oder Querrippen zur Erhöhung der Festigkeit auf. Durch diese Rippen wird erreicht, dass für die Fertigung des Messrohres ein verhältnismäßig geringer Materialaufwand nötig ist und das Messrohr dennoch eine hohe Festigkeit und/oder Stabilität aufweist. Entsprechend weist ein Messrohr mit Verstärkungsrippen ein geringeres Gewicht als ein Messrohr mit einer gleichen Festigkeit aber mit großen Wandstärken auf. Ferner werden, insbesondere wenn das Messrohr in einem Gussverfahren hergestellt ist, Materialanhäufungen und daraus resultierende Gussfehler, wie zum Beispiel ein Einfallen des Materials an diesen Stellen, vermieden. Bevorzugt sind die Rippen zudem im zweiten und/oder im dritten Abschnitt des Messrohres angeordnet.Prefers the measuring tube further includes longitudinal and / or transverse ribs increase strength. Through these ribs is achieved that for manufacturing of the measuring tube a relatively lower Material required is and the measuring tube nevertheless has a high strength and / or stability. Accordingly, a measuring tube with reinforcing ribs has a smaller one Weight as a measuring tube with equal strength but with huge wall thickness on. Further, especially when the measuring tube is in a casting process is manufactured, material accumulations and resulting casting defects, such as a dip of the material at these points, avoided. The ribs are preferred also arranged in the second and / or in the third section of the measuring tube.
Ferner bevorzugt weist das Messrohr ein elektrisch isolierendes Material, insbesondere einen spritzgegossenen Kunststoff, ein Glas und/oder eine Keramik auf. Da das Magnetfeld den Messstoff durch die Messrohrwand durchsetzen muss, darf das Messrohr nicht ferromagnetisch sein, da ein solches Messrohr das Magnetfeld umlenken würde.Further Preferably, the measuring tube has an electrically insulating material, in particular an injection-molded plastic, a glass and / or a ceramic on. Since the magnetic field is the medium through the measuring tube wall must pass through, the measuring tube must not be ferromagnetic, because such a measuring tube would deflect the magnetic field.
Aufgrund der komplexen Geometrie des Messrohres, ist es sinnvoll, ein Kunststoffmaterial zu verwenden. Komplizierte Geometrien können verhältnismäßig einfach im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Bevorzugt wird hier für das Messrohr ein polymeres Material wie PEEK (PEEK = Polyetheretherketon) verwendet. PEEK ist ein hochtemperaturbeständiger thermoplastischer Kunststoff, der seine Schmelztemperatur bei etwa 335° Celsius hat. Statt der Verwendung von PEEK können auch andere Ketone wie zum Beispiel PEK, PEEEK, PEEKEK oder PEKK, verwendet werden. Solche Polyetherketonmaterialien sind gegen fast alle organischen und anorganischen Materialien beständig. Ferner sind diese Materialien auch deshalb vorteilhaft, da sie bis zu einer Temperatur von ca. 280° Celsius beständig gegen Hydrolyse sind. Allerdings sind solche Materialien typischerweise gegen UV-Strahlung und ätzende Materialien oder bei oxydierenden Bedingungen nicht beständig, wodurch solche Polyetherketone durch ein eigens dafür vorgesehenes Gehäuse geschützt werden müssen. Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass PEEK gegenüber anderen Kunststoffen eine ausgesprochen gute chemische und thermische Beständigkeit aufweist. Dadurch ist ein Einsatz eines mit einem solchen Material ausgestatteten Messrohres auch bei aggressiven Durchflussmedien mit einer hohen Temperatur möglich. Weiter bevorzugt wird PEEK aufgrund seiner hohen Festigkeit und Steifigkeit vorzugsweise verwendet.by virtue of the complex geometry of the measuring tube, it makes sense to use a plastic material to use. Complicated geometries can be relatively easily injection molded getting produced. Preference is here for the measuring tube, a polymeric Material such as PEEK (PEEK = polyetheretherketone) used. PEEK is a high temperature resistant thermoplastic material which reduces its melting temperature at about 335 ° Celsius Has. Instead of using PEEK, other ketones can be used as well for example PEK, PEEEK, PEEKEK or PEKK. Such Polyether ketone materials are resistant to almost all organic and inorganic Materials resistant. Furthermore, these materials are also advantageous because they are up to a temperature of about 280 ° Celsius resistant to Hydrolysis are. However, such materials are typical against UV radiation and corrosive Materials or in oxidizing conditions unstable, causing such polyether ketones are protected by a dedicated housing have to. In summary, therefore, PEEK can be compared to others Plastics a very good chemical and thermal resistance having. This is an employment of one equipped with such a material Measuring tube even with aggressive flow media with a high Temperature possible. Further preferred is PEEK due to its high strength and Stiffness preferably used.
Weitere bevorzugte Materialien zum Herstellen des Messrohres sind PPS (= Polypheylensulfid) sowie IXEF (= Polyarylamid). Beide Materialien weisen eine hohe Chemikalienbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Festigkeit auf.Further preferred materials for manufacturing the measuring tube are PPS (= Polypheylene sulfide) and IXEF (= polyarylamide). Both materials have a high resistance to chemicals, temperature resistance and strength on.
Des Weiteren bevorzugt werden die Enden des Messrohres als Stutzen ausgeführt und/oder verjüngen sich in axialer Richtung zu den Rohrenden hin. Dadurch ist eine ein fache Anbindung des Messrohres an umliegende Komponenten, insbesondere Rohrabschnitte vor und hinter dem Messrohr, möglich. Verjüngt sich das Messrohr an den Rohrenden, so kann die Verbindung als ein Pressverbund mit umliegenden Rohrabschnitten realisiert werden. Alternativ können durch die Verwendung von Flanschen an den Rohrenden Klebe-, Bolzen- und/oder Schraubverbindung für die Anbindung genutzt werden.Of Further preferably, the ends of the measuring tube are designed as a nozzle and / or rejuvenate in the axial direction to the pipe ends. This is one a simple connection of the measuring tube to surrounding components, in particular pipe sections in front of and behind the measuring tube, possible. rejuvenated the measuring tube at the pipe ends, so the connection as a Pressed composite can be realized with surrounding pipe sections. Alternatively you can through the use of flanges at the pipe ends, adhesive, bolt and / or screw connection for the connection will be used.
Ferner bevorzugt weisen die Messrohrenden dritte Positionierelemente zum Positionieren des Messrohres an den umliegenden Rohrabschnitten auf. Durch diese Positionierelemente wird die Montage vereinfacht und ein mögliches Verdrehen und/oder eine Versatz des Messrohres bezüglich der umliegenden Rohrabschnitte vermieden. Diese dritten Positionierelemente können dabei insbesondere auch als Positionierzapfen ausgeführt sein, die in korrespondierende Vertiefungen der umliegenden Rohrabschnitte gesteckt werden.Further The measuring tube ends preferably have third positioning elements Position the measuring tube on the surrounding pipe sections. By this positioning the assembly is simplified and a possible one Twisting and / or an offset of the measuring tube with respect to the surrounding Avoiding pipe sections. These third positioning elements can thereby In particular, be designed as a positioning, the corresponding in Wells of the surrounding pipe sections are plugged.
Darüber hinaus bevorzugt, weist das Messrohr an seiner Außenfläche im Bereich des Messquerschnittes zumindest eine ebene Ausnehmung quer zur Längsachse des Messrohres auf, an welcher zumindest der Kern der Magnetfelderzeugungseinrichtung anlegbar ist. Durch diese Ausnehmung, wird die Wandstärke lokal reduziert und die für das Magnetfeld notwendige Energie verringert. Die Magnetfelderzeugungseinrichtung kann somit ausgesprochen kompakt ausgeführt sein, da keine großen umwickelten Kerne notwendig sind.Furthermore preferred, has the measuring tube on its outer surface in the region of the measuring cross-section at least one flat recess transverse to the longitudinal axis of the measuring tube, on which at least the core of the magnetic field generating device can be applied. Through this recess, the wall thickness becomes local reduced and the for the magnetic field reduces necessary energy. The magnetic field generating device can therefore be made extremely compact, since no large wrapped Cores are necessary.
Vorteilhafterweise ist der Messquerschnitt im Bereich der Ausnehmung zusätzlich rechteckig ausgeführt. Eine Parallelität zumindest einer der Messquerschnittswände zu der ebenen Ausnehmung bedingt eine konstante Wandstärke. Abschwächungseffekte des Magnetfeldes, aufgrund unterschiedlicher Wandstärken im Messquerschnitt, werden somit vermieden.advantageously, the measuring cross section in the region of the recess is additionally rectangular executed. A parallelism at least one of the measuring cross-section walls to the planar recess requires a constant wall thickness. attenuation effects the magnetic field, due to different wall thicknesses in the Measuring cross section, are thus avoided.
Darüber hinaus bevorzugt weist die Ausnehmung eine zusätzliche Ausprägung zur Fixierung der Magnetfelderzeugungseinrichtung in Längs- und/oder Querrichtung des Messrohres auf. Durch eine solche Ausprägung, wird die exakte Positionierung der Kerne der Magnetfelderzeugungseinrichtung bezüglich des Messquerschnittes gewährleistet. Zwar wird bereits durch die Führungsmittel eine genaue Positionierung erreicht, durch eine zusätzliche Positionierausprägung nahe des Messquerschnittes, kann die Genauigkeit der Positionierung der Magnetfelderzeugungseinrichtung jedoch weiter erhöht werden.Furthermore The recess preferably has an additional characteristic Fixation of the magnetic field generating device in longitudinal and / or Transverse direction of the measuring tube. By such a form, will the exact positioning of the cores of the magnetic field generating device in terms of ensured the measuring cross section. Though is already through the guide Accurate positioning achieved by an additional positioning expression close the measuring cross section, the accuracy of the positioning of the Magnetic field generating device, however, be further increased.
Vorteilhafterweise sind die beiden Messelektroden am Messrohr einander gegenüberliegend und senkrecht zur Durchflussrichtung und dem Magnetfeld im ersten Abschnitt angeordnet sind. Aufgrund der bereits eingeführten Gesetzmäßigkeit bezüglich des Zusammenhangs von Magnetfeld und Elektrodenausrichtung kann durch diese Anordnung die größtmögliche Spannung abgegriffen werden.advantageously, the two measuring electrodes on the measuring tube are opposite each other and perpendicular to the flow direction and the magnetic field in the first Section are arranged. Due to the already introduced law concerning the Relation of magnetic field and electrode alignment can by this arrangement the greatest possible tension be tapped.
Ferner bevorzugt werden die Messelektroden als Metallstifte ausgeführt. Bevorzugt weisen die Messelektroden zumindest teilweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Werden Messelektroden mit einer solchen Grundfläche verwendet, so können als Elektrodenausgangsmaterialien kostengünstige Drähte und/oder Stäbe verwendet werden. Weisen die Messelektroden auf der Außenseite des Messrohres ein Gewinde auf, so kann die Messelektrode sehr einfach, z. B. über einen Gewindeanschluss, kontaktiert werden. Eine Lötverbindung der Messelektroden mit einem Draht wird somit umgangen und eine übermäßige Erhitzung und/oder eine eventuelle Beschädigung des Messrohres tritt nicht auf. Auch ist eine solche Schraubverbindung problemlos lösbar. Dies ist insbesondere für Wartungsarbeiten vorteilhaft.Further Preferably, the measuring electrodes are designed as metal pins. Prefers the measuring electrodes at least partially have a circular cross-section on. If measuring electrodes are used with such a base, so can used as electrode starting materials inexpensive wires and / or rods become. Assign the measuring electrodes to the outside of the measuring tube Thread on, so the measuring electrode very simple, z. B. over a Threaded connection, to be contacted. A solder joint of the measuring electrodes with a wire is thus bypassed and excessive heating and / or a possible damage of the measuring tube does not occur. Also, such a screw connection easily solvable. This is especially for Maintenance work advantageous.
Ferner bevorzugt ragen die Messelektroden im Bereich des Messquerschnittes in den Durchflusskanal. Stehen die Messelektroden mit dem Medium in Kontakt, so erfolgt der Abgriff der Spannung galvanisch und eine Reinigung der Messelektroden erfolgt durch das Medium.Further Preferably, the measuring electrodes protrude in the region of the measuring cross section in the flow channel. Are the measuring electrodes with the medium in Contact, the voltage is tapped galvanically and a Cleaning of the measuring electrodes takes place through the medium.
Des Weiteren bevorzugt sind die Messelektroden durchflusskanalseitig galvanisch von dem Medium getrennt. Dadurch wird verhindert, dass die Messelektroden von dem Medium angegriffen werden und/oder korrodieren sowie ferner das Medium verschmutzt wird.Of Further preferably, the measuring electrodes are flow channel side galvanically isolated from the medium. This will prevent that the measuring electrodes are attacked and / or corroded by the medium and furthermore the medium becomes dirty.
Ferner bevorzugt sind die Messelektroden in Längsrichtung zweiteilig ausgeführt. Durch diese Zweiteiligkeit ist es möglich, für das eine Teil der Messelektrode ein erstes Material und für das zweite Messelektrodenteil ein zweites Material zu verwenden, wobei das Material durchflusskanalseitig eine gute Kontaktierung mit dem Medium und das außenseitige Messelektrodenteil eine andere Eigenschaft, wie z. B. eine gute Lötbarkeit, aufweist. Weist das äußere Messelektrodenteil eine gute Lötbarkeit auf, so kann eine Kontaktierung der Messelektroden bei einer geringen Temperaturentwicklung erreicht werden und das Messrohr wird nicht übermäßig erhitzt und eventuell beschädigt.Further Preferably, the measuring electrodes are designed in two parts in the longitudinal direction. By this bipartite makes it possible for the a part of the measuring electrode, a first material and for the second measuring electrode part to use a second material, the material flow channel side a good contact with the medium and the outside Measuring electrode part another property, such. B. a good one solderability, having. Indicates the outer measuring electrode part good solderability on, so can a contacting of the measuring electrodes at a low Temperature development can be achieved and the measuring tube is not overheated and possibly damaged.
Ferner bevorzugt ist das erste Messelektrodenteil fest mit der Messrohrwand verbunden und weist eine Bohrung auf, wobei die Bohrung derart ausgeführt ist, dass das zweite Messelektrodenteil in diese Bohrung einpressbar ist. Auf diese Art und Weise, lässt sich die Messelektrode zweiteilig ausführen und dennoch zwischen ersten und zweiten Messelektrodenteil sehr einfach ein guter elektrischer Kontakt herstellen. Um während des Einpressens des zweiten Messelektrodenteiles ein Ablösen des ersten Messelektrodenteiles von der Messrohrwand zu vermeiden, weist dieses ferner bevorzugt im Bereich der Messrohrwand umfangs zusätzliche Sicherungsausprägungen, wie zum Beispiel eine Rändelung, auf.Further Preferably, the first measuring electrode part is fixed to the measuring tube wall connected and has a bore, wherein the bore is made such that the second measuring electrode part can be pressed into this bore is. In this way, lets the measuring electrode perform in two parts and yet between the first and second measuring electrode part very simply a good electrical Establish contact. To while the pressing of the second measuring electrode part a detachment of the first measuring electrode part of the measuring tube wall to avoid points this further preferably in the region of the measuring tube wall circumferentially additional Fuse characteristics, such as knurling, on.
Ferner bevorzugt ist das erste Messelektrodenteil fest mit der Messrohrwand verbunden und weist ein Gewinde auf, wobei das zweite Messelektrodenteil an diesem Gewinde festgeschraubt ist. Das Gewinde am ersten Messelektrodenteil kann entweder als ein Außengewinde an dessen Außendurchmesser oder in Form einer Gewindebohrung realisiert sein. Darüber hinaus bevorzugt weist das erste Messelektrodenteil umfangs eine Verdrehsicherungsausprägung, wie zum Beispiel eine Rändelung auf sodass sich das erste Messelektrodenteil beim Festschrauben des zweiten Messelektrodenteil nicht von der Messrohrwand löst. Des weiteren bevorzugt ist auf der Durchflusskanal abgewandten Seite der Messrohrwand um das erste Messelektrodenteil eine umlaufende Vertiefung vorgesehen, in der ein O-Ring angeordnet ist. Dieser O-Ring ist dergestalt dimensioniert, dass sich zwischen diesem und der Messrohrwand und/oder dem ersten Messelektrodenteil, ein radialer dichtender Bereich ausbildet. Dazu weist der O-Ring einen größeren Außendurchmesser auf als der Umfangsdurchmesser der umlaufenden Vertiefung und hat ferner einem Schnurdurchmesser, der größer ist, als der Abstand von dem ersten Messelektrodenteil zu dem Umfangsdurchmesser der Vertiefung.Further Preferably, the first measuring electrode part is fixed to the measuring tube wall connected and has a thread, wherein the second measuring electrode part is screwed to this thread. The thread on the first measuring electrode part Can be either as an external thread on the outside diameter or be realized in the form of a threaded hole. Furthermore Preferably, the first measuring electrode part circumferentially has an anti-rotation characteristic, such as for example, knurling on so that the first measuring electrode part when tightening the second measuring electrode part does not detach from the measuring tube wall. Of further preferred is on the flow channel remote side the measuring tube wall around the first measuring electrode part a circumferential Well provided, in which an O-ring is arranged. This O-ring is dimensioned such that between this and the measuring tube wall and / or the first measuring electrode part, a radial forming sealing area. For this purpose, the O-ring has a larger outer diameter on as the circumferential diameter of the circumferential recess and has Further, a cord diameter that is greater than the distance from the first measuring electrode part to the peripheral diameter of the recess.
Des Weiteren bevorzugt weist die Messvorrichtung eine Speichereinrichtung auf, in der Messrohrkenndaten, insbesondere bezüglich der Ausprägung und der Ausmaße des Messquerschnittes und/oder der Führungsmittel, hinterlegt sind. Ferner können Informationen bezüglich der Messelektroden, z. B. deren Materialien und/oder deren Abmale, abgespeichert sein. Diese Daten können, z. B. von einer Anzeigeeinrichtung, angezeigt werden. Die spezifischen Daten des jeweiligen Messrohres stehen somit, zum Beispiel für Wartungsarbeiten, zur Verfügung. Darüber hinaus ist es möglich, dass eine standardisierte Auswerteelektronik, die mit einer Vielzahl unterschiedlicher Messvorrichtungen verwendbar ist, die gespeicherten Daten ausliest und daraus Auswerteparameter ableitet.Of Further preferably, the measuring device has a storage device on, in the Meßrohrkenndaten, in particular with regard to the expression and the dimensions the measuring cross-section and / or the guide means are deposited. Furthermore, can Information regarding the measuring electrodes, z. B. their materials and / or their characteristics, be stored. This data can, for. From a display device, are displayed. The specific data of the respective measuring tube stand thus, for example for Maintenance work, available. About that It is also possible that a standardized evaluation electronics, with a variety of different Measuring devices is used, the stored data reads out and derive evaluation parameters from this.
Ferner bevorzugt weist das Messrohr zumindest einen Temperaturfühler auf. Die Signale dieses Temperaturfühlers können ebenfalls ausgewertet und angezeigt werden. Dadurch ist eine einfache Kontrolle der Temperatur des Messrohres möglich und falls eine Grenztemperatur überschritten wird, ab welcher Beschädigungen der Messvorrichtung auftreten können, ist es möglich, unverzüglich Maßnahmen zu ergreifen. Insbesondere bevorzugt ist die Messelektrode selbst als Temperaturfühler ausgeführt oder von einem Temperaturfühler kontaktiert, da metallene Messelektroden eine hohe Temperaturleitfähigkeit aufweisen und somit die Temperatur sehr genau, mit einer nur geringen Verzögerung bestimmt werden kann.Further Preferably, the measuring tube has at least one temperature sensor. The signals of this temperature sensor can also evaluated and displayed. This is a simple control the temperature of the measuring tube possible and if a limit temperature exceeded will, from which damage the measuring device can occur Is it possible, immediately activities to take. Particularly preferred is the measuring electrode itself as a temperature sensor accomplished or from a temperature sensor contacted because metal measuring electrodes have a high thermal conductivity and thus the temperature very accurately, with only a small delay can be determined.
Des Weiteren bevorzugt ist eine Einrichtung zur Veränderung der Abmaße und/oder der Ausprägung des Messquerschnittes vorgesehen. Durch eine solche Vorrichtung ist es vorteilhafterweise möglich, auf unterschiedliche Durchflussmengen zu reagieren. So wird bei hohen Durchflussmengen die Fläche des Messquerschnittes erhöht wodurch keine zu hohen Drücke und/oder Fließgeschwindigkeiten im Messrohr auftreten. Verringert sich die Durchflussmenge des Mediums, so wird die Fläche des Messquerschnittes verringert und dadurch gewährleistet, dass der gesamte Messquerschnitt von dem Medium durchflossen wird.Of Further preferred is a device for changing the dimensions and / or the expression provided the measuring cross section. By such a device it is advantageously possible to react to different flow rates. This is how it is added high flow rates the area of the measuring cross section increased which does not cause too high pressures and / or flow rates occur in the measuring tube. If the flow rate of the medium decreases, this is how the area becomes reduces the measuring cross-section, thereby ensuring that the entire Measuring cross section is traversed by the medium.
Ferner bevorzugt weist der Durchflusskanal eine Beschichtung, insbesondere zur Erhöhung der Abrasionsfestigung und/oder der chemischen Beständigkeit auf. Auch können Beschichtungen zur Erhöhung der Form- und Vakuumstabilität eingesetzt werden. Durch eine solche Beschichtung wird eine hohe Lebensdauer des Messrohres sichergestellt.Further Preferably, the flow channel has a coating, in particular to increase Abrasion strengthening and / or chemical resistance on. Also can Coatings to increase the shape and vacuum stability be used. By such a coating is a high Life of the measuring tube ensured.
Die Magnetfelderzeugungseinrichtung weist bevorzugt ein jeweils E-förmiges Ober- und Unterteil auf, wobei der jeweils umwickelte Kern des Ober- und Unterteils zum Messquerschnitt hin radial ausgerichtet ist und die Polschuhe des Oberteils bezüglich des Unterteils und die Polschuhe des Unterteils bezüglich des Oberteils, beidseitig des Messrohres geringfügig beabstandet angeordnet sind. Durch diese Art der Anordnung des Oberteils und des Unterteils, wird eine Führung der Feldlinien des Magnetfeldes erreicht. Ein geringer Luftspalt zwischen den Polschuhen und dem Oberteil beziehungsweise dem Unterteil, verringert die Führung der Feldlinien nur unmerklich. Aufgrund der Führung ist ein Magnetfeld mit einer nur geringen Magnetfeldstärke notwendig und das Ober- und das Unterteil der Magnetfelderzeugungseinrichtung kann verhältnismäßig kompakt ausgeführt werden. Ein zusätzliches Element, um den Kontakt zwischen Ober- und Unterteil herzustellen, ist somit nicht notwendig.The Magnetic field generating device preferably has a respective E-shaped upper and lower part, wherein the respectively wound core of the upper and Lower part to the measuring cross section is radially aligned and the Pole shoes of the shell with respect to the Bottoms and the pole shoes of the lower part with respect to the upper part, both sides of the measuring tube slightly spaced apart. By this type of arrangement of the shell and the lower part, becomes a guide reaches the field lines of the magnetic field. A small air gap between the pole shoes and the upper part or the lower part, reduces the lead the field lines imperceptible. Due to the guidance is using a magnetic field a low magnetic field strength necessary and the upper and the lower part of the magnetic field generating device can be made relatively compact. An additional Element to make the contact between upper and lower part, is not necessary.
Ferner bevorzugt weist die Magnetfelderzeugungseinrichtung einen oberen und einen unteren, radial zum Messrohr ausgerichteten prismatischen Kern auf. Der obere und der untere Kern wird von einem insbesondere spangenförmig ausgebildeten elektrisch leitenden Verbindungsmittel am Messrohr fixiert. Durch dieses Verbindungsmittel wird beidseitig des Messrohres ein elektrischer Kontakt zwischen oberen und unteren Kern hergestellt. Die bereits ausgeführte vorteilhafte Führung der Feldlinien des Magnetfeldes, wird beidseitig des Messrohres durch das Verbindungsmittel gewährleistet. Das Verbindungsmittel kann bevorzugt als eine Spange ausgeführt sein. Durch diese Art der Ausführung der Magnetfelderzeugungseinrichtung, sind der obere und untere Kern ausgesprochen einfach und kostengünstig zu fertigende Bauteile.Further Preferably, the magnetic field generating means has an upper and a lower, radially oriented to the measuring tube prismatic core on. The upper and lower core is formed by a particular spangenförmig electrically conductive connecting means fixed to the measuring tube. By this connection means is on both sides of the measuring tube, an electrical contact between the upper and lower core made. The already executed advantageous leadership of Field lines of the magnetic field, is on both sides of the measuring tube through ensures the connection means. The connecting means may preferably be designed as a clasp. By this kind of execution the magnetic field generating device, are the upper and lower core Extremely easy and inexpensive to manufacture components.
Zusätzlich bevorzugt wird eine bestückte Messvorrichtung vorgeschlagen, welche ein Messrohr, Messelektroden, eine Magnetfelderzeugungseinrichtung und ferner eine Auswerteelektronik aufweist. Die Auswerteelektronik ist an dem Messrohr angeordnet und mit der Messelektrode und der Magnetfelderzeugungseinrichtung elektrisch verbunden.Additionally preferred becomes a populated measuring device proposed, which is a measuring tube, measuring electrodes, a magnetic field generating device and further comprises an evaluation. The evaluation electronics is arranged on the measuring tube and connected to the measuring electrode and the Magnetic field generating device electrically connected.
Diese Auswerteelektronik weist bevorzugt ein einzelnes Platinensegment auf, welches an Positionierelementen an dem Messrohr positioniert und befestigt ist. Ein solches Platinensegment wird häufig dazu verwendet, verschiedene elektronische Bauteile und deren Verbindungen miteinander zu verknüpfen damit diese zusammen in einem Gehäuse eines elektronischen Gerätes montiert werden können. Durch diese elektronischen Bauteile können elektrischen und elektronischen Funktionen, welche für den Betrieb des Durchflussmessgerätes erforderlich sind, ausgeführt werden. Solche Funktionen betreffen die Messung und Auswertung der Messergebnisse und daraus gegebenenfalls abgeleitete Steuerungen.These Evaluation electronics preferably has a single board segment which is positioned on positioning elements on the measuring tube and is attached. Such a board segment is often to used various electronic components and their connections to connect with each other so that they are mounted together in a housing of an electronic device can be. By these electronic components can electrical and electronic functions required for operation of the flowmeter are required, executed become. Such functions relate to the measurement and evaluation of Measurement results and possibly derived controls.
Ebenfalls bevorzugt weist die Auswerteelektronik zumindest ein erstes und ein zweites starres Platinensegment auf, wobei die Platinensegmente über flexible Leiterfilmabschnitte sowohl mechanisch als auch elektronisch miteinander verbunden sind. Die Auswerteelektronik ist ferner derart an Positionierelementen an dem Messrohr positioniert und befestigt, dass die Auswerteelektronik das Messrohr in radialer Richtung zumindest teilweise umschließt. Insbesondere bevorzugt weißt die Auswerteelektronik drei starre Platinensegmente auf. Durch diesen Aufbau der Platine der Auswerteelektronik, können elektronische Komponenten auf mehreren starren Platinensegmenten angeordnet sein, und dennoch bleibt der Gesamtaufbau kompakt, da die Auswerteelektronik an den flexiblen Leiterfilmabschnitten faltbar ist. Diese Faltbarkeit wird genutzt, um die Auswerteelektronik derart an dem Messrohr anzuordnen, dass diese das Messrohr in radialer Richtung zumindest teilweise umschließt. Dadurch kann die bestückte Messvorrichtung sehr kompakt ausgeführt sein.Also preferably, the transmitter has at least a first and a second rigid circuit board segment, wherein the circuit board segments are interconnected via flexible conductor film sections both mechanically and electronically. The evaluation electronics are furthermore positioned and fastened to positioning elements on the measuring tube such that the evaluation electronics at least partially surround the measuring tube in the radial direction. Particularly preferably, the transmitter has three rigid circuit board segments. Due to this design of the board of the transmitter, electronic components can be arranged on a plurality of rigid circuit board segments, and yet the overall structure remains compact, since the transmitter is foldable on the flexible conductor film sections. This foldability is used to arrange the evaluation electronics on the measuring tube in such a way that it at least partially surrounds the measuring tube in the radial direction. As a result, the assembled measuring device can be made very compact.
Alternativ kann die Auswerteelektronik bevorzugt eine einteilige Platine aufweisen, wobei die Platine nutenförmige Ausnehmungen aufweist, um welche die Platine zumindest teilweise faltbar ist. Die Platine ist ebenfalls derart an Positionierelementen an dem Messrohr positionier- und befestigbar, dass diese das Messrohr in radialer Richtung zumindest teilweise umschließt. Auch durch diese Art der Ausführung kann ein ausgesprochen kompakter Gesamtaufbau erreicht werden.alternative the transmitter may preferably have a one-piece board, the board is groove-shaped Recesses, around which the board at least partially is foldable. The board is also on such positioning elements the measuring tube positionable and attachable, that this the measuring tube at least partially encloses in the radial direction. Also through this type of execution a very compact overall structure can be achieved.
Ferner bevorzugt kann die Auswerteelektronik komplett auf einen flexiblen Leiterfilm aufgebracht sein. Auch in dieser Form kann die Auswerteelektronik das Messrohr zumindest teilweise umschließend an diesem angeordnet sein. Eine kompakte Ausführung des Aufbaus ist somit ebenfalls möglich.Further Preferably, the evaluation completely on a flexible Conductor film applied. Also in this form, the transmitter the measuring tube to be arranged at least partially surrounding this. A compact design of the structure is thus also possible.
Des Weiteren bevorzugt wird ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät bereitgestellt, welches eine erfindungsgemäße Messvorrichtung, einen Gehäusemantel und darüber hinaus einen Gewindestutzen-Deckel aufweist. Bevorzugt weist der Gehäusemantel eine kreisförmige Grundfläche auf und ist aus einem Metall, insbesondere einem Edelstahl gefertigt. Darüber hinaus bevorzugt ist innerhalb des Gehäusemantels eine Anzeigeeinrichtung angeordnet, die zumindest die Durchflussmenge des Mediums anzeigt.Of Further preferably, a magnetic inductive flowmeter is provided, which is a measuring device according to the invention, a housing shell and above also has a threaded connector cover. Preferably, the housing jacket a circular one Floor space on and is made of a metal, especially a stainless steel. About that In addition, a display device is preferred within the housing shell arranged, which indicates at least the flow rate of the medium.
Vorteilhafterweise weist der Gewindestutzen-Deckel Befestigungsmittel auf, mit welchen dieser dergestalt mit der Messvorrichtung und dem Gehäusemantel verbunden ist, dass die Längsachse des Gewindestutzen-Deckels mit der Längsachse des Messrohres zusammenfällt.advantageously, has the threaded connector cover fastening means, with which this type with the measuring device and the housing shell connected is that the longitudinal axis of the Threaded socket cover with the longitudinal axis of the Measuring tube coincides.
Ferner bevorzugt vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Messvorrichtung für oder in einem Durchflussmessgerät. Zunächst wird eine Spritzgussform bereitgestellt, deren Kavität als Negativ zu einem Messrohr ausgebildet ist, wobei Schrumpfmaße bei deren Fertigung berücksichtigt sind. Anschließend werden die Messelektroden in die Spritzgussform eingelegt. Nach dem Schließen der Spritzgussform wird die Extruderschnecke mit dem Einspritzkanal verbunden und die Kunststoffschmelze in die Kavität der Spritzgussform eingespritzt. Während des Füllvorganges werden die Messelektroden von der Schmelze umflossen.Further Preferably proposed is a method for producing a Measuring device for or in a flowmeter. First is provided an injection mold, the cavity as a negative is formed to a measuring tube, wherein shrinkage dimensions in their Manufacturing are considered. Subsequently The measuring electrodes are inserted into the injection mold. To the closing the injection mold is the extruder screw with the injection channel connected and the plastic melt into the cavity of the injection mold injected. While of the filling process the measuring electrodes are surrounded by the melt.
Des Weiteren bevorzugt wird anschließend die Kunststoffschmelze ausgehärtet, wobei dies in einer Temperaturkammer, bei einer niedrigen Temperatur geschehen kann. Ist das komplette Messrohr ausgehärtet, wird es entformt und eventuelle Angösse und dergleichen entfernt. Anschließend können weitere Wertschöpfungsschritte, wie z. B. der Einbau eines solches Messrohres in ein Durchflussmessgerät, erfolgen.Of Further preferred is then the plastic melt hardened, this being in a temperature chamber, at a low temperature can happen. Once the complete measuring tube has hardened, it will it demolds and possible Anstoß and the like removed. Subsequently, further value creation steps, such as As the installation of such a measuring tube in a flow meter, done.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert. Davon zeigt:The Invention will be described below with reference to exemplary embodiments with reference explained in more detail on the accompanying figures of the drawing. This shows:
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen dieselben Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente und Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.In In the figures of the drawings, the same reference numerals designate the same or functionally identical elements and components, unless otherwise stated is specified.
Die
erfindungsgemäße Messvorrichtung
ist in
Die
erfindungsgemäße Messvorrichtung
ist gemäß in einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist in
Die
Führungsmittel
Ferner
weist das Messrohr
Darüber hinaus
weist das Messrohr
Ferner
sind die Rohrenden
Zusätzlich weist
die Messvorrichtung
Alternativ dazu kann auch ein temperaturunempfindlicher Sensor, wie zum Beispiel ein PTC-Sensor, verwendet werden, der bei der Herstellung des Messrohres direkt von dem Kunststoff, aus welchen das Messrohr besteht, umspritzt wird.alternative This can also be a temperature insensitive sensor, such as a PTC sensor, used in the manufacture of the measuring tube directly from the plastic from which the measuring tube consists, overmoulded becomes.
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Die
Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. So ist es zum Beispiel möglich, dass eine Kontaktierung der Messelektroden direkt mit dem Schaltungsträger bei dessen Montage hergestellt wird. Dies ist zum Beispiel über entsprechend ausgeführte Bohrungen in dem Schaltungsträger möglich, welche ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen und direkt mit der Elektronik des Schaltungsträgers verbunden sind. Werden die Messelektroden bei der Montage in diese Bohrungen gesteckt erfolgt die Kontaktierung. Auch müssen die Messelektroden nicht zwangsläufig einen runden Querschnitt aufweisen. Rechteckige oder vieleckige Querschnitte der Messelektroden sind ebenfalls möglich.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. So it is possible, for example, that a contacting of the measuring electrodes directly with the circuit carrier at whose assembly is made. This is possible, for example, via appropriately designed holes in the circuit carrier, which have an electrically conductive material and are connected directly to the electronics of the circuit carrier. If the measuring electrodes are inserted in these holes during assembly, the contacting takes place. Also, the measuring electrodes do not necessarily have a round cross-section. Rectangular or polygonal cross sections of the measuring electrodes are also possible.
- 11
- Messvorrichtungmeasuring device
- 22
- Messrohrmeasuring tube
- 33
- Messelektrodemeasuring electrode
- 44
- Führungsmittelguide means
- 55
- MessquerschnittMeasuring section
- 66
- DurchflusskanalFlow channel
- 77
- Nutengroove
- 7a7a
- innere Längsnuteninner grooves
- 7b7b
- äußere Längsnutenouter longitudinal grooves
- 88th
- erste Positionierelementefirst Locators
- 99
- zweite Positionierelementesecond Locators
- 1010
- Rippenribs
- 1111
- MessrohrendeMeasuring tube end
- 1212
- Ausnehmungrecess
- 1313
- Dritte Positionierelementethird Locators
- 1414
- Ausprägung zur Fixierung der MagnetfelderzeugungseinrichtungCharacteristic of Fixation of the magnetic field generating device
- 1515
- Temperatursensortemperature sensor
- 1616
- DurchflussmessgerätFlowmeter
- 1717
- MagnetfelderzeugungseinrichtungMagnetic field generating means
- 17a17a
- Magnetfelderzeugungseinrichtung – oberer prismatischer KernMagnetic field generating device - upper prismatic core
- 17b17b
- Magnetfelderzeugungseinrichtung – unterer prismatischer KernMagnetic field generating device - lower prismatic core
- 17c17c
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-Verbindungsmittel-spangenförmigMagnetic field generation means lanyard-shaped clasp
- 17d17d
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-AusnehmungMagnetic field generating means recess
- 18a18a
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-E-Form-OberteilMagnetic field generation means-E-form shell
- 18b18b
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-E-Form-UnterteilMagnetic field generation means-E-form base
- 18c18c
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-E-Form-PolschuheMagnetic field generation means-E-form pole pieces
- 18d18d
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-E-Form-KernMagnetic field generation means-E-form core
- 18e18e
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-SpulenwicklungenMagnetic field generator coil windings
- 18f18f
- Magnetfelderzeugungseinrichtung-BasisMagnetic field generating device base
- 1919
- Auswerteelektronikevaluation
- 19a19a
- Starres Leitersegmentrigid conductor segment
- 19b19b
- Flexibles Leitersegmentflexible conductor segment
- 19c19c
- Bohrungdrilling
- 2020
- Bestückte Messeinrichtung: Messrohr mit Messelektroden + Magnetfelderzeugungseinrichtung + SchaltungsträgerFitted measuring device: Measuring tube with measuring electrodes + magnetic field generating device + circuit support
- 2121
- Gewindestutzen-deckelThreaded connector-cover
- 21a21a
- Deckel-InnenflächeLid inner surface
- 2222
- Gehäusemantelhousing jacket
- 2323
- Anschlussbuchsesocket
- 2424
- Anzeige- und BedienpanelDisplay- and control panel
- 2525
- KunststoffschmelzePlastic melt
- 2626
- Erstes Messelektrodenteilfirst Measuring electrode member
- 2727
- Zweites Messelektrodenteilsecond Measuring electrode member
- 2828
- Rändelknurled
- 2929
- Dichtringseal
- 3030
- Gewindethread
- 3131
- Lötstellesoldered point
- 3232
- Aufnahmebohrunglocation hole
- 3333
- Vertiefungdeepening
- S0S0
- Bereitstellen einer SpritzgussformProvide an injection mold
- S1S1
- Einlegen der Messelektrodeinsert the measuring electrode
- S2S2
- Einspritzen der Kunststoffschmelzeinject the plastic melt
- S3S3
- AushärtenHarden
- S4S4
- Entformenunmolding
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