DE102023136259A1

DE102023136259A1 - Electrical connector and a magnetic-inductive flow meter

Info

Publication number: DE102023136259A1
Application number: DE102023136259.3A
Authority: DE
Inventors: Walter Rombach; Fred Kappertz; Markus Rüfenacht; Steffen Ziegler; Lars Dreher
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2023-12-21
Filing date: 2023-12-21
Publication date: 2025-06-26
Also published as: WO2025131456A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Verbinder zum Verbinden eines Messumformers (MU) mit einem Messaufnehmer (MA) eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts, wobei der Messaufnehmer (MA), eine magnetfelderzeugende Vorrichtung, eine erste Messelektrode (1030)n und eine zweite Messelektrode (1031) umfasst, wobei der Messumformer (MU) eine Mess- und/oder Betriebselektronik (MBE) mit einem Schirmtreiber umfasst, wobei der elektrische Verbinder umfasst:- einen Verbinder-Schutzmantel; - eine Außen-Abschirmung (2), welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb des Verbinder-Schutzmantels erstreckt, wobei die Außen-Abschirmung (2) dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Referenzpotential verbunden zu werden; - ein erstes Koaxialkabel (KK1), welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung (2) erstreckt, wobei das erste Koaxialkabel (KK1) einen Koaxialkabel-Innenleiter und einen Koaxialkabel-Außenleiter umfasst, wobei der Koaxialkabel-Innenleiter des ersten Koaxialkabels (KK1) dazu eingerichtet ist, die erste Messelektrode (1030) mit der Mess- und/oder Betriebselektronik (MBE) zu verbinden, wobei der Koaxialkabel-Außenleiter des ersten Koaxialkabels (KK1) dazu eingerichtet ist, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden; - ein zweites Koaxialkabel (KK2), welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung (2) erstreckt, wobei das zweite Koaxialkabel (KK2) einen Koaxialkabel-Innenleiter und eine Koaxialkabel-Außenleiter umfasst, wobei der Koaxialkabel-Innenleiter des zweiten Koaxialkabels (KK2) dazu eingerichtet ist, die zweite Messelektrode (1031) mit der Mess- und/oder Betriebselektronik (MBE) zu verbinden, wobei der Koaxialkabel-Außenleiter mit des zweiten Koaxialkabels (KK2) dazu eingerichtet ist, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden; und - ein Signalkabel, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung (2) erstrecken, wobei das Signalkabel (SK) zwei isolierte Signalkabel-Innenleiter (SI1, SI2) umfasst, welche miteinander verdrillt sind, wobei die Signalkabel-Innenleiter (SI1, SI2) dazu eingerichtet sind, die magnetfelderzeugende Vorrichtung mit der Mess- und/oder Betriebselektronik (MBE) zu verbinden.The invention relates to an electrical connector for connecting a measuring transducer (MU) to a measuring sensor (MA) of a magnetic-inductive flowmeter, wherein the measuring sensor (MA) comprises a magnetic field generating device, a first measuring electrode (1030) and a second measuring electrode (1031), wherein the measuring transducer (MU) comprises measuring and/or operating electronics (MBE) with a shield driver, wherein the electrical connector comprises: - a connector protective sheath; - an outer shield (2) which extends at least partially within the connector protective sheath, wherein the outer shield (2) is designed to be connected to an electrical reference potential; - a first coaxial cable (KK1) which extends at least partially within the outer shield (2), wherein the first coaxial cable (KK1) comprises a coaxial cable inner conductor and a coaxial cable outer conductor, wherein the coaxial cable inner conductor of the first coaxial cable (KK1) is designed to connect the first measuring electrode (1030) to the measuring and/or operating electronics (MBE), wherein the coaxial cable outer conductor of the first coaxial cable (KK1) is designed to be connected to the shield driver; - a second coaxial cable (KK2) which extends at least partially within the outer shield (2), wherein the second coaxial cable (KK2) comprises a coaxial cable inner conductor and a coaxial cable outer conductor, wherein the coaxial cable inner conductor of the second coaxial cable (KK2) is configured to connect the second measuring electrode (1031) to the measuring and/or operating electronics (MBE), wherein the coaxial cable outer conductor of the second coaxial cable (KK2) is configured to be connected to the shield driver; and - a signal cable which extends at least partially within the outer shield (2), wherein the signal cable (SK) comprises two insulated signal cable inner conductors (SI1, SI2) which are twisted together, wherein the signal cable inner conductors (SI1, SI2) are configured to connect the magnetic field generating device to the measuring and/or operating electronics (MBE).

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischer Verbinden zum Verbinden eines Messumformers mit einem Messaufnehmer eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts und magnetisch-induktives Durchflussmessgerät.The invention relates to an electrical connector for connecting a measuring transducer to a measuring sensor of a magnetic-inductive flowmeter and magnetic-inductive flowmeter.

Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte werden zur Bestimmung der Durchflussgeschwindigkeit und/oder des Volumendurchflusses eines Mediums in einem Messrohr eingesetzt. Ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät umfasst eine magnetfelderzeugende Vorrichtung, die ein Magnetfeld senkrecht zur Querachse des Messrohres erzeugt. Dafür werden üblicherweise einzelne oder mehrere Spulen verwendet. Um ein überwiegend homogenes Magnetfeld zu realisieren, werden zusätzlich Polschuhe so geformt und angebracht, dass die Magnetfeldlinien über den gesamten Messrohrquerschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Querachse verlaufen. Ein an die Mantelfläche des Messrohres angebrachtes Elektrodenpaar greift eine induktiv erzeugte elektrische Messspannung ab, die entsteht, wenn ein leitfähiges Medium bei angelegtem Magnetfeld in Richtung der Längsachse fließt. Da die abgegriffene Messspannung laut Faraday'schem Induktionsgesetz von der Geschwindigkeit des fließenden Mediums abhängt, kann aus der Messspannung die Durchflussgeschwindigkeit und, mit Hinzunahme eines bekannten Messrohrquerschnitts, der Volumendurchfluss des Mediums ermittelt werden.Magnetic-inductive flowmeters are used to determine the flow velocity and/or volumetric flow of a medium in a measuring tube. A magnetic-inductive flowmeter comprises a magnetic field-generating device that generates a magnetic field perpendicular to the transverse axis of the measuring tube. Single or multiple coils are typically used for this purpose. To create a predominantly homogeneous magnetic field, additional pole pieces are shaped and attached so that the magnetic field lines run essentially perpendicular to the transverse axis across the entire measuring tube cross-section. A pair of electrodes attached to the outer surface of the measuring tube taps an inductively generated electrical measuring voltage, which arises when a conductive medium flows in the direction of the longitudinal axis when a magnetic field is applied. Since the tapped measuring voltage depends on the velocity of the flowing medium according to Faraday's law of induction, the flow velocity and, with the addition of a known measuring tube cross-section, the volumetric flow of the medium can be determined from the measured voltage.

Anwendungsbedingt kann es vorteilhaft sein den Messumformer des magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes abgesetzt vom Messaufnehmer anzuordnen. Das heißt, dass der Messumformer weder unmittelbar noch mittelbar mit dem Messaufnehmer verbunden ist. Dafür ist ein elektrischer Verbinder notwendig, welcher das Betriebssignal vom Messumformer zum Messaufnehmer leitet und das Messignal vom Messaufnehmer zum Messumformer übermittelt. Herkömmliche elektrische Verbinder verursachen einen Nullpunktfehler. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde dem Problem Abhilfe zu schaffen.Depending on the application, it may be advantageous to position the transmitter of the magnetic-inductive flowmeter separately from the sensor. This means that the transmitter is neither directly nor indirectly connected to the sensor. This requires an electrical connector that transmits the operating signal from the transmitter to the sensor and the measurement signal from the sensor to the transmitter. Conventional electrical connectors cause a zero-point error. The invention is based on the object of remedying this problem.

Die Aufgabe wird gelöst durch den elektrischen Verbinder nach Anspruch 1 und das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät nach Anspruch 7.The object is achieved by the electrical connector according to claim 1 and the magnetic-inductive flowmeter according to claim 7.

Der erfindungsgemäße elektrischer Verbinder zum Verbinden eines Messumformers mit einem Messaufnehmer eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts, wobei der Messaufnehmer, eine magnetfelderzeugende Vorrichtung, eine erste Messelektroden und eine zweite Messelektrode umfasst, wobei der Messumformer eine Mess- und/oder Betriebselektronik mit mindestens einen Schirmtreiber aufweist, umfasst:

- einen Verbinder-Schutzmantel;
- eine Außen-Abschirmung, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb des Verbinder-Schutzmantels erstreckt, wobei die Außen-Abschirmung dazu eingerichtet ist, mit einem elektrischen Referenzpotential verbunden zu werden,
- ein erstes Koaxialkabel, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung erstreckt, wobei das erste Koaxialkabel einen Koaxialkabel-Innenleiter und einen Koaxialkabel-Außenleiter umfasst, wobei der Koaxialkabel-Innenleiter des ersten Koaxialkabels dazu eingerichtet ist, die erste Messelektrode mit der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden, wobei der Koaxialkabel-Außenleiter des ersten Koaxialkabels dazu eingerichtet ist, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden;
- ein zweites Koaxialkabel, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung erstreckt, wobei das zweite Koaxialkabel einen Koaxialkabel-Innenleiter und eine Koaxialkabel-Außenleiter umfasst, wobei der Koaxialkabel-Innenleiter des zweiten Koaxialkabels dazu eingerichtet ist, die zweite Messelektrode mit der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden, wobei der Koaxialkabel-Außenleiter mit des zweiten Koaxialkabels dazu eingerichtet ist, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden;
- ein Signalkabel, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung erstrecken, wobei das Signalkabel zwei isolierte Signalkabel-Innenleiter umfasst, welche miteinander verdrillt sind, wobei die Signalkabel-Innenleiter dazu eingerichtet sind, die magnetfelderzeugende Vorrichtung mit der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden.

The electrical connector according to the invention for connecting a measuring transducer to a measuring sensor of a magnetic-inductive flowmeter, wherein the measuring sensor comprises a magnetic field generating device, a first measuring electrode and a second measuring electrode, wherein the measuring transducer has measuring and/or operating electronics with at least one shield driver, comprises:

- a connector protective sheath;
- an outer shield which extends at least partially within the connector protective sheath, wherein the outer shield is adapted to be connected to an electrical reference potential,
- a first coaxial cable which extends at least partially within the outer shield, wherein the first coaxial cable comprises a coaxial cable inner conductor and a coaxial cable outer conductor, wherein the coaxial cable inner conductor of the first coaxial cable is configured to connect the first measuring electrode to the measuring and/or operating electronics, wherein the coaxial cable outer conductor of the first coaxial cable is configured to be connected to the shield driver;
- a second coaxial cable which extends at least partially within the outer shield, wherein the second coaxial cable comprises a coaxial cable inner conductor and a coaxial cable outer conductor, wherein the coaxial cable inner conductor of the second coaxial cable is configured to connect the second measuring electrode to the measuring and/or operating electronics, wherein the coaxial cable outer conductor of the second coaxial cable is configured to be connected to the shield driver;
- a signal cable which extends at least partially within the outer shield, wherein the signal cable comprises two insulated signal cable inner conductors which are twisted together, wherein the signal cable inner conductors are designed to connect the magnetic field generating device to the measuring and/or operating electronics.

Vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Signalkabel einen Signalkabel-Außenleiter umfasst,
wobei sich die Signalkabel-Innenleiter zumindest abschnittsweise innerhalb des Signalkabel-Außenleiter erstrecken,
wobei der Signalkabel-Außenleiter im elektrischen Kontakt mit der Außen-Abschirmung steht. One embodiment provides that the signal cable comprises a signal cable outer conductor,
wherein the signal cable inner conductors extend at least partially within the signal cable outer conductor,
where the signal cable outer conductor is in electrical contact with the outer shield.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass wobei der Messaufnehmer eine Referenzelektrode umfasst,
wobei der elektrische Verbinder weiterhin umfasst:

- ein drittes Koaxialkabel, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung erstreckt,

wobei das dritte Koaxialkabel einen Koaxialkabel-Innenleiter und einen Koaxialkabel-Außenleiter umfasst,
wobei der Koaxialkabel-Innenleiter des dritten Koaxialkabels dazu eingerichtet ist, die Referenzelektrode mit der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden,
wobei der Koaxialkabel-Außenleiter des dritten Koaxialskabels dazu eingerichtet ist, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden.One embodiment provides that the measuring sensor comprises a reference electrode,
wherein the electrical connector further comprises:

- a third coaxial cable, which extends at least partially within the outer shield,

wherein the third coaxial cable comprises a coaxial cable inner conductor and a coaxial cable outer conductor,
wherein the coaxial cable inner conductor of the third coaxial cable is adapted to connect the reference electrode to the measuring and/or operating electronics,
wherein the coaxial cable outer conductor of the third coaxial cable is adapted to be connected to the shield driver.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass wobei der Messaufnehmer eine Füllstandsüberwachungselektrode umfasst,
wobei der elektrische Verbinder weiterhin umfasst:

- ein viertes Koaxialkabel, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung erstreckt,

wobei das vierte Koaxialkabel einen Koaxialkabel-Innenleiter und eine Koaxialkabel-Außenleiter umfasst,
wobei der Koaxialkabel-Innenleiter des vierten Koaxialkabels dazu eingerichtet ist, die Füllstandsüberwachungselektrode mit der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden,
wobei der Koaxialkabel-Außenleiter des dritten Koaxialskabels dazu eingerichtet ist, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden.One embodiment provides that the measuring sensor comprises a level monitoring electrode,
wherein the electrical connector further comprises:

- a fourth coaxial cable, which extends at least partially within the outer shield,

wherein the fourth coaxial cable comprises a coaxial cable inner conductor and a coaxial cable outer conductor,
wherein the coaxial cable inner conductor of the fourth coaxial cable is adapted to connect the level monitoring electrode to the measuring and/or operating electronics,
wherein the coaxial cable outer conductor of the third coaxial cable is adapted to be connected to the shield driver.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Messaufnehmer einen Temperatursensor umfasst,
wobei der elektrische Verbinder weiterhin umfasst:

wobei das vierte Koaxialkabel einen Koaxialkabel-Innenleiter und einen Koaxialkabel-Außenleiter umfasst,
wobei der Koaxialkabel-Innenleiter des vierten Koaxialkabels dazu eingerichtet ist, einen ersten Temperatursensor-Messausgang des Temperatursensors mit einem ersten Temperatursensor-Messeingang der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden,
wobei der Koaxialkabel-Außenleiter des vierten Koaxialskabels dazu eingerichtet ist, einen zweiten Temperatursensor-Messausgang des Temperatursensors mit einem zweiten Temperatursensor-Messeingang der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden.One embodiment provides that the measuring sensor comprises a temperature sensor,
wherein the electrical connector further comprises:

wherein the fourth coaxial cable comprises a coaxial cable inner conductor and a coaxial cable outer conductor,
wherein the coaxial cable inner conductor of the fourth coaxial cable is configured to connect a first temperature sensor measuring output of the temperature sensor to a first temperature sensor measuring input of the measuring and/or operating electronics,
wherein the coaxial cable outer conductor of the fourth coaxial cable is configured to connect a second temperature sensor measuring output of the temperature sensor to a second temperature sensor measuring input of the measuring and/or operating electronics.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbinder-Schutzmantel, die Koaxialkabel und das Signalkabel so dimensioniert sind, dass der elektrische Verbinder durch eine PG Kabelverschraubung durchführbar ist.One embodiment provides that the connector protective sheath, the coaxial cable and the signal cable are dimensioned so that the electrical connector can be passed through a PG cable gland.

Das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät, insbesondere das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät, umfasst:

- Messaufnehmer,

wobei der Messaufnehmer eine magnetfelderzeugende Vorrichtung, eine erste Messelektrode und eine zweite Messelektrode umfasst,

- Messumformer,

wobei der Messumformer zum Messaufnehmer hin abgesetzt ist,
wobei der Messumformer eine Mess- und/oder Betriebselektronik mit mindestens einen Schirmtreiber umfasst,
wobei der Messaufnehmer und der Messumformer, insbesondere ausschließlich, über genau einen elektrischen Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden sind.The flowmeter according to the invention, in particular the magnetic-inductive flowmeter, comprises:

- measuring sensors,

wherein the measuring sensor comprises a magnetic field generating device, a first measuring electrode and a second measuring electrode,

- measuring transducer,

where the transmitter is offset from the sensor,
wherein the measuring transducer comprises measuring and/or operating electronics with at least one shield driver,
wherein the measuring sensor and the measuring transducer are connected, in particular exclusively, via exactly one electrical connector according to one of the preceding claims.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

1: einen Querschnitt durch eine erste Ausgestaltung des elektrischen Verbinders;
2: einen Querschnitt durch eine zweite Ausgestaltung des elektrischen Verbinders;
3: ein Messaufnehmer, welcher über einen erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder mit einer abgesetzten Messumformer verbunden ist; und
4: einen Querschnitt durch ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät.

The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows:

1 : a cross-section through a first embodiment of the electrical connector;
2 : a cross-section through a second embodiment of the electrical connector;
3 : a measuring sensor which is connected to a remote measuring transducer via an electrical connector according to the invention; and
4 : a cross-section through a magnetic-inductive flowmeter.

Einige Ausgestaltungen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlicher beschrieben. Die Figuren zeigen einige, aber nicht alle Ausgestaltungen der Offenbarung. In der Tat können diese Offenbarungen in vielen verschiedenen Formen verkörpert werden und sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausgestaltungen beschränkt sind. Unterschiedliche Ausgestaltungen, die jeweils einzelne Details des erfindungsgemäßen Gegenstands zeigen, lassen sich miteinander zu neuen nicht in den Figuren gezeigten Ausgestaltungen kombinieren.Some embodiments of the present disclosure are described in more detail below with reference to the accompanying figures. The figures illustrate some, but not all, embodiments of the disclosure. Indeed, these disclosures may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Different embodiments, each illustrating individual details of the inventive subject matter, may be combined with one another to form new embodiments not shown in the figures.

Die in den Figuren dargestellten Komponenten stellen Komponenten dar, die in verschiedenen Ausgestaltungen der hierin beschriebenen vorliegenden Offenbarung vorhanden sein können oder auch nicht, so dass die Ausgestaltungen weniger oder mehr Komponenten als die in den Figuren dargestellten enthalten können, ohne dass dadurch der Umfang der vorliegenden Offenbarung verlassen wird. Einige Komponenten können in einer oder mehreren Figuren weggelassen oder gestrichelt dargestellt werden, um die darunter liegenden Komponenten sichtbar zu machen. Gleiche Nummern beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.The components shown in the figures represent components that may be present in various embodiments of the present disclosure described herein or so that the embodiments may include fewer or more components than those shown in the figures without departing from the scope of the present disclosure. Some components may be omitted or shown in phantom in one or more figures to reveal underlying components. Like numbers refer to like elements throughout.

Die Ausdrücke „in einer beispielhaften Ausgestaltung“, „einige Ausgestaltungen“, „verschiedene Ausgestaltungen“ und dergleichen bedeuten im Allgemeinen, dass das bestimmte Merkmal, die Struktur oder die Eigenschaft, die dem Ausdruck folgt, in mindestens einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung enthalten sein kann und in mehr als einer Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung enthalten sein kann. Solche Ausdrücke müssen sich nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausgestaltung beziehen.The phrases "in an exemplary embodiment," "some embodiments," "various embodiments," and the like generally mean that the particular feature, structure, or characteristic following the phrase may be included in at least one embodiment of the present disclosure and may be included in more than one embodiment of the present disclosure. Such phrases do not necessarily refer to the same embodiment.

Das Wort „Beispiel“ oder „exemplarisch“ wird hier im Sinne von „als Beispiel oder als Illustration dienend“ verwendet. Jede hier als „beispielhaft“ beschriebene Implementierung ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Implementierungen zu verstehen.The word "example" or "exemplary" is used herein to mean "serving as an example or illustration." Any implementation described herein as "exemplary" is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other implementations.

Wenn in der Figurenbeschreibung angegeben wird, dass eine Komponente, ein Bauteil oder ein Merkmal „vorzugsweise“, „möglicherweise“, „typischerweise“, „optional“ oder „zum Beispiel“ (oder eine andere derartige Formulierung) enthalten ist oder ein Merkmal enthalten sein „kann“, ein Merkmal eine Eigenschaft haben „könnte“ oder „sollte“, so ist es nicht erforderlich, dass eine bestimmte Komponente oder ein bestimmtes Merkmal enthalten ist oder das Merkmal aufweist. Solche Komponenten oder Merkmale können in einigen Ausgestaltungen optional enthalten sein, aber sie können auch ausgeschlossen sein. Eine nicht in den Figuren enthaltene Ausgestaltung kann auch alle Merkmale - soweit sie sich nicht widersprechen - der gezeigten Ausgestaltungen enthalten.If the description of the figures states that a component, part or feature is "preferably", "possibly", "typically", "optionally" or "for example" (or other such wording) included or that a feature "may" be included, a feature "could" or "should" have a property, it is not necessary that a particular component or feature be included or have the feature. Such components or features may be optionally included in some embodiments, but they may also be excluded. An embodiment not included in the figures may also include all features - as long as they do not contradict each other - of the embodiments shown.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine erste Ausgestaltung des elektrischen Verbinders EV. Der elektrische Verbinder EV dient dazu einen Messumformer mit einem Messaufnehmer eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräts so zu verbinden, dass ein mit dem Messaufnehmer gemessene Messsignal zum Messumformer übermittelt und der Messaufnehmer mit einem vom Messumformer erzeugten Betriebssignal betrieben werden kann. Der Messumformer weist eine Mess- und/oder Betriebselektronik auf, die dazu eingerichtet ist anhand dem gemessenen und übermittelten Messsignal Messwerte einer strömungsgeschwindigkeitsabhängigen Messgröße zu ermitteln. Der Messaufnehmer weist erfindungsgemäß eine magnetfelderzeugende Vorrichtung, eine erste Messelektroden und eine zweite Messelektrode auf (siehe 4). Weiterhin weist die Mess- und/oder Betriebselektronik mindestens einen Schirmtreiber auf, der dazu eingerichtet ist ein Schirmsignal auf mindestens eine Abschirmung des elektrischen Verbinders EV aufzuprägen. 1 shows a cross-section through a first embodiment of the electrical connector EV. The electrical connector EV serves to connect a measuring transducer to a measuring sensor of a magnetic-inductive flowmeter in such a way that a measuring signal measured with the measuring sensor is transmitted to the measuring transducer and the measuring sensor can be operated with an operating signal generated by the measuring transducer. The measuring transducer has measuring and/or operating electronics that are configured to determine measured values of a flow velocity-dependent measured variable based on the measured and transmitted measuring signal. According to the invention, the measuring sensor has a magnetic field generating device, a first measuring electrode, and a second measuring electrode (see 4 ). Furthermore, the measuring and/or operating electronics comprises at least one shield driver which is configured to apply a shield signal to at least one shield of the electrical connector EV.

Der elektrische Verbinder EV umfasst einen Verbinder-Schutzmantel 1, der dazu eingerichtet ist, die ummantelten Signalkabel und Koaxialkabel vor mechanischen Einflüssen zu schützen. Der Verbinder-Schutzmantel 1 ist aus einem Isolierstoff, insbesondere aus Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylen (PE), Gummi oder Polyurethan (PUR) gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Verbinder-Schutzmantel 1 ein Gewebe umfassen, welches die mechanische Festigkeit erhöht.The electrical connector EV comprises a connector protective sheath 1 designed to protect the sheathed signal cables and coaxial cables from mechanical influences. The connector protective sheath 1 is made of an insulating material, in particular polyvinyl chloride (PVC), polyethylene (PE), rubber, or polyurethane (PUR). Alternatively or additionally, the connector protective sheath 1 can comprise a fabric that increases mechanical strength.

Ein Teil des elektrischen Verbinders EV ist zudem eine Außen-Abschirmung 2, welche sich zumindest abschnittsweise innerhalb des Verbinder-Schutzmantels 1 erstreckt. Die Außen-Abschirmung ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet und dient als Abschirmung von externen elektrischen Feldern und zur Abschirmung der durch Signalkabel und Koaxialkabel erzeugten elektrischen Feldern nach außen hin. Dafür ist die Außen-Abschirmung 2 dazu eingerichtet, mit einem elektrischen Referenzpotential verbunden zu werden, wenn der Messaufnehmer mit dem Messumformer über den elektrischen Verbinder verbunden ist. Das elektrische Referenzpotential kann am Messaufnehmer oder am Messumformer bereitgestellt werden.Part of the electrical connector EV is also an outer shield 2, which extends at least partially within the connector's protective sheath 1. The outer shield is made of an electrically conductive material and serves as a shield against external electric fields and to shield the electric fields generated by signal cables and coaxial cables from the outside. For this purpose, the outer shield 2 is configured to be connected to an electrical reference potential when the sensor is connected to the transmitter via the electrical connector. The electrical reference potential can be provided at the sensor or at the transmitter.

Der elektrische Verbinder EV weist ein erstes Koaxialkabel KK1 auf, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung 2 erstreckt. Koaxialkabel sind zweipolige Kabel mit einem konzentrischen Aufbau. Sie bestehen üblicherweise aus einem Innenleiter, der in konstantem Abstand von einem hohlzylindrischen Außenleiter umgeben ist. Der Außenleiter dient dazu den Innenleiter vor elektromagnetischer Störung abzuschirmen. Der, insbesondere hohlzylindrische, Zwischenraum zwischen Innenleiter und Außenleiter ist mit einem Isolator bzw. Dielektrikum gefüllt. Meistens ist der Außenleiter durch einen isolierenden, korrosionsfesten und wasserdichten Schutzmantel nach außen hin geschützt. Das erste Koaxialkabel KK1 umfasst einen ersten Koaxialkabel-Innenleiter KI1 und einen ersten Koaxialkabel-Außenleiter KA1. Im Einsatz ist der erste Koaxialkabel-Innenleiter KI1 des ersten Koaxialkabels KK1 dazu eingerichtet, die erste Messelektrode mit der Mess- und/oder Betriebselektronik des Messumformers zu verbinden. Über den ersten Koaxial-Innenleiter KI1 wird das, mittels der ersten Messelektrode ermittelte Messsignal an die Mess- und/oder Betriebselektronik geleitet. Der erste Koaxialkabel-Außenleiter KA1 des ersten Koaxialkabel KK1 hingegen ist dazu eingerichtet, mit einem Schirmtreiber der Mess- und/oder Betriebselektronik verbunden zu werden.The electrical connector EV has a first coaxial cable KK1, which extends at least partially within the outer shield 2. Coaxial cables are two-pole cables with a concentric structure. They typically consist of an inner conductor surrounded by a hollow cylindrical outer conductor at a constant distance. The outer conductor serves to shield the inner conductor from electromagnetic interference. The space between the inner conductor and outer conductor, which is particularly hollow cylindrical, is filled with an insulator or dielectric. The outer conductor is usually protected from the outside by an insulating, corrosion-resistant, and waterproof protective sheath. The first coaxial cable KK1 comprises a first coaxial cable inner conductor KI1 and a first coaxial cable outer conductor KA1. In use, the first coaxial cable inner conductor KI1 of the first coaxial cable KK1 is configured to connect the first measuring electrode to the measuring and/or operating electronics of the measuring transducer. The measurement signal determined by the first measuring electrode is transmitted to the measuring and/or operating electronics via the first coaxial inner conductor KI1 The first coaxial cable outer conductor KA1 of the first coaxial cable KK1, however, is designed to be connected to a shield driver of the measuring and/or operating electronics.

Der Schirmtreiber ist dazu eingerichtet das über den Innenleiters übertragene Messsignal oder ein daraus abgeleitetes und verstärktes Schirmsignal auf den entsprechenden Außenleiter aufzuprägen. The shield driver is designed to apply the measurement signal transmitted via the inner conductor or a shield signal derived and amplified from it to the corresponding outer conductor.

Ein dafür geeigneter Schirmtreiber wird in der WO2011051004A1 gelehrt. Es können erfindungsgemäß mehrere Schirmtreiber vorgesehen sein, insbesondere ein Schirmträger für jedes Koaxialkabel, bei dem der Außenleiter zum Abschirmen des Innenleiters eingesetzt wird.A suitable shield driver is provided in the WO2011051004A1 taught. According to the invention, several shield drivers can be provided, in particular one shield carrier for each coaxial cable, in which the outer conductor is used to shield the inner conductor.

Der elektrische Verbinder EV weist weiterhin ein zweites Koaxialkabel KK2 auf, welches sich ebenfalls zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung 2 erstreckt. Das zweite Koaxialkabel KK2 weist einen zweiten Koaxialkabel-Innenleiter KI2 und einen zweiten Koaxialkabel-Außenleiter KA2 auf. Dabei ist der zweite Koaxialkabel-Innenleiter KI2 des zweiten Koaxialkabels KK2 dazu eingerichtet, die zweite Messelektrode des Messaufnehmers mit der Mess- und/oder Betriebselektronik des Messumformers elektrisch zu verbinden, wenn der Messumformer mit dem Messaufnehmer über den elektrischen Verbinder EV verbunden ist. Der zweite Koaxialkabel-Außenleiter KA2 des zweiten Koaxialkabels KK2 ist dazu eingerichtet, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden, wenn der elektrische Verbinder EV den Messaufnehmer mit dem Messumformer verbindet.The electrical connector EV further comprises a second coaxial cable KK2, which also extends at least partially within the outer shield 2. The second coaxial cable KK2 comprises a second coaxial cable inner conductor KI2 and a second coaxial cable outer conductor KA2. The second coaxial cable inner conductor KI2 of the second coaxial cable KK2 is configured to electrically connect the second measuring electrode of the measuring sensor to the measuring and/or operating electronics of the measuring transducer when the measuring transducer is connected to the measuring sensor via the electrical connector EV. The second coaxial cable outer conductor KA2 of the second coaxial cable KK2 is configured to be connected to the shield driver when the electrical connector EV connects the measuring sensor to the measuring transducer.

Erfindungsgemäß weist der elektrische Verbinder EV ein Signalkabel SK auf, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung 2 erstreckt. Das Signalkabel SK dient zum Übertragen des Betriebssignales mit dem die magnetfelderzeugende Vorrichtung betrieben wird. Bei dem Betriebssignal kann es sich um zeitlich veränderliches Stromsignal bzw. Spannungssignal handeln. Das Signalkabel SK umfasst zwei isolierte Signalkabel-Innenleiter SI1, SI2, welche miteinander verdrillt sind. Im Einsatz verbinden die beiden Signalkabel-Innenleiter SI1, SI2 die magnetfelderzeugende Vorrichtung mit der Mess- und/oder Betriebselektronik. Das Signalkabel SK kann ebenfalls einen Schutzmantel umfassen, der die verdrillten Signalkabel-Innenleiter SI1, SI2 radial umgibt. Das Signalkabel SK kann einen reduzierten Kabelquerschnitt von kleiner 0,5 mm², insbesondere von 0,38 mm² aufweisen.According to the invention, the electrical connector EV has a signal cable SK, which extends at least partially within the outer shield 2. The signal cable SK serves to transmit the operating signal with which the magnetic field-generating device is operated. The operating signal can be a time-varying current signal or voltage signal. The signal cable SK comprises two insulated signal cable inner conductors SI1, SI2, which are twisted together. In use, the two signal cable inner conductors SI1, SI2 connect the magnetic field-generating device to the measuring and/or operating electronics. The signal cable SK can also comprise a protective sheath that radially surrounds the twisted signal cable inner conductors SI1, SI2. The signal cable SK can have a reduced cable cross-section of less than 0.5 mm ² , in particular of 0.38 mm ² .

In dem Falle, dass der Messaufnehmer MA eine Referenzelektrode zum Einstellen eines Referenzpotentials im fließenden Medium umfasst, weist der elektrische Verbinder EV weiterhin ein drittes Koaxialkabel KK3 auf, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung 2 erstreckt. Das dritte Koaxialkabel KK3 umfasst einen dritten Koaxialkabel-Innenleiter KI3 und einen dritten Koaxialkabel-Außenleiter KA3. Dabei ist der dritte Koaxialkabel-Innenleiter KI3 des dritten Koaxialkabels KK3 dazu eingerichtet, die Referenzelektrode mit der Mess- und/oder Betriebselektronik elektrisch zu verbinden, wenn der Messaufnehmer mit dem Messumformer über den elektrischen Verbinder EV verbunden ist. Der dritte Koaxialkabel-Außenleiter KA3 des dritten Koaxialskabels KK3 ist dazu eingerichtet, mit dem Schirmtreiber der Mess- und/oder Betriebselektronik verbunden zu werden. Alternativ kann an Stelle eines Koaxialkabels auch eine Litze eingesetzt werden um die Referenzelektrode mit einem Referenzpotential zu verbinden.In the event that the measuring sensor MA comprises a reference electrode for setting a reference potential in the flowing medium, the electrical connector EV further comprises a third coaxial cable KK3, which extends at least partially within the outer shield 2. The third coaxial cable KK3 comprises a third coaxial cable inner conductor KI3 and a third coaxial cable outer conductor KA3. The third coaxial cable inner conductor KI3 of the third coaxial cable KK3 is configured to electrically connect the reference electrode to the measuring and/or operating electronics when the measuring sensor is connected to the measuring transducer via the electrical connector EV. The third coaxial cable outer conductor KA3 of the third coaxial cable KK3 is configured to be connected to the shield driver of the measuring and/or operating electronics. Alternatively, a stranded wire can be used instead of a coaxial cable to connect the reference electrode to a reference potential.

Im Fall, dass der Messaufnehmer eine Füllstandsüberwachungselektrode umfasst, weist der elektrische Verbinder weiterhin ein viertes Koaxialkabel KK4 auf, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung 2 erstreckt. Dabei umfasst das vierte Koaxialkabel KK4 einen vierten Koaxialkabel-Innenleiter KI4 und einen vierten Koaxialkabel-Außenleiter KA4. Der vierte Koaxialkabel-Innenleiter KI4 des vierten Koaxialkabels KK4 ist dazu eingerichtet, die Füllstandsüberwachungselektrode mit der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden, wenn der elektrische Verbinder den Messaufnehmer mit dem Messumformer verbindet. Zuden ist der vierte Koaxialkabel-Außenleiter KA4 des vierten Koaxialskabels KK4 dazu eingerichtet, mit dem Schirmtreiber verbunden zu werden, wenn es zu einer Verbindung zwischen Messaufnehmer und Messumformer kommt. Der Schirmtreiber ist entsprechend dazu eingerichtet, ein Schirmsignal in Abhängigkeit des übermittelten Messsignals zu erzeugen und auf den Koaxialkabel-Außenleiter KA4 aufzuprägen.In the event that the measuring sensor comprises a level monitoring electrode, the electrical connector further comprises a fourth coaxial cable KK4, which extends at least partially within the outer shield 2. The fourth coaxial cable KK4 comprises a fourth coaxial cable inner conductor KI4 and a fourth coaxial cable outer conductor KA4. The fourth coaxial cable inner conductor KI4 of the fourth coaxial cable KK4 is configured to connect the level monitoring electrode to the measuring and/or operating electronics when the electrical connector connects the measuring sensor to the measuring transducer. Furthermore, the fourth coaxial cable outer conductor KA4 of the fourth coaxial cable KK4 is configured to be connected to the shield driver when a connection is made between the measuring sensor and the measuring transducer. The shield driver is accordingly configured to generate a shield signal depending on the transmitted measurement signal and to impress it onto the coaxial cable outer conductor KA4.

Umfasst der Messaufnehmer einen Temperatursensor (siehe 1060 der 4) an Stelle einer Füllstandsüberwachungselektrode, so weist der elektrische Verbinder EV ein viertes Koaxialkabel KK4 auf, welches sich zumindest abschnittsweise innerhalb der Außen-Abschirmung 2 erstreckt. Das vierte Koaxialkabel KK4 umfasst einen vierten Koaxialkabel-Innenleiter KI4 und einen vierten Koaxialkabel-Außenleiter KA4. Dabei ist der vierte Koaxialkabel-Innenleiter KI4 des vierten Koaxialkabels KK4 dazu eingerichtet, einen ersten Temperatursensor-Messausgang des Temperatursensors mit einem ersten Temperatursensor-Messeingang der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden, wenn der Messaufnehmer und der Messumformer in Kommunikation stehen. Der vierte Koaxialkabel-Außenleiter KA4 des vierten Koaxialskabels KK4 ist dazu eingerichtet, einen zweiten Temperatursensor-Messausgang des Temperatursensors mit einem zweiten Temperatursensor-Messeingang der Mess- und/oder Betriebselektronik zu verbinden. Die Mess- und/oder Betriebselektronik wiederum ist dazu eingerichtet anhand der übermittelten Messsignal eine die aktuelle Temperatur des Mediums darstellenden Messwert zu ermitteln.If the sensor includes a temperature sensor (see 1060 of the 4 ) instead of a level monitoring electrode, the electrical connector EV has a fourth coaxial cable KK4, which extends at least partially within the outer shield 2. The fourth coaxial cable KK4 comprises a fourth coaxial cable inner conductor KI4 and a fourth coaxial cable outer conductor KA4. The fourth coaxial cable inner conductor KI4 of the fourth coaxial cable KK4 is designed to connect a first temperature sensor measuring output of the temperature sensor to a first temperature sensor measuring input of the measuring and/or operating electronics when the measuring sensor and the measuring transducer are in communication. The fourth coaxial cable outer conductor KA4 of the fourth coaxial cable KK4 is designed to connect a second temperature sensor measuring output of the temperature sensor to a second The temperature sensor input of the measuring and/or operating electronics is connected. The measuring and/or operating electronics, in turn, is configured to determine a measured value representing the current temperature of the medium based on the transmitted measurement signal.

Alternativ kann der Temperatursensor auch zusätzlich zur Füllstandsüberwachungselektrode vorgesehen sein. In dem Fall ist ein weiteres fünftes Koaxialkabel (nicht abgebildet) für die Temperaturmessung notwendig. Alternativ kann für die Übertragung der Messsignale des Temperatursensors ein Signalkabel mit zwei Signalkabel-Innenleiter eingesetzt werden an Stelle eines Koaxialkabels.Alternatively, the temperature sensor can be installed in addition to the level monitoring electrode. In this case, a fifth coaxial cable (not shown) is required for temperature measurement. Alternatively, a signal cable with two signal cable inner conductors can be used to transmit the temperature sensor's measurement signals instead of a coaxial cable.

Die Schwierigkeit beim Auslegen des elektrischen Verbinders EV ist das Aufrechterhalten eines im Wesentlichen runden Querschnittes. Dies ist notwendig um den elektrischen Verbinder EV durch eine PG Kabelverschraubung führen und diesen abdichten zu können. Der Verbinder-Schutzmantel 1, die Koaxialkabel KK1, KK2, KK3, KK4 und das Signalkabel SK sind deshalb so dimensioniert, dass der elektrische Verbinder EV durch eine PG Kabelverschraubung KV (z.B. mit 10,5 mm Öffnung) durchführbar und darin zudem abdichtbar ist.The difficulty in designing the electrical connector EV is maintaining a substantially circular cross-section. This is necessary to route the electrical connector EV through a PG cable gland and seal it. The connector protective sheath 1, the coaxial cables KK1, KK2, KK3, KK4, and the signal cable SK are therefore dimensioned so that the electrical connector EV can be routed through a PG cable gland KV (e.g., with a 10.5 mm opening) and can also be sealed within it.

2 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausgestaltung des elektrischen Verbinders EV. Der abgebildete elektrische Verbinder EV weist im Wesentlichen die Merkmale der ersten Ausgestaltung nach 1 auf. Zudem weist das Signalkabel SK einen Signalkabel-Außenleiter SKA auf, innerhalb den sich die Signalkabel-Innenleiter SI1, SI2 zumindest abschnittsweise erstrecken. Der Signalkabel-Außenleiter SKA ist im elektrischen Kontakt, und insbesondere auch im mechanischen Kontakt, mit der Außen-Abschirmung 2 und dazu eingerichtet die Signalkabel-Innenleiter SI1, SI2 vor Störungen abzuschirmen. 2 shows a cross-section through a second embodiment of the electrical connector EV. The electrical connector EV shown essentially has the features of the first embodiment 1 In addition, the signal cable SK has a signal cable outer conductor SKA, within which the signal cable inner conductors SI1, SI2 extend at least in sections. The signal cable outer conductor SKA is in electrical contact, and in particular also in mechanical contact, with the outer shield 2 and is designed to shield the signal cable inner conductors SI1, SI2 from interference.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht auf einen Messaufnehmer MA, welcher über einen erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder (1 oder 2) mit einen abgesetzten Messumformer MU verbunden ist. Das Messsignal und Prozessdaten werden über den elektrischen Verbinder EV an den Messumformer MU gesendet. Weiterhin wird der Messaufnehmer MA durch den elektrischen Verbinder EV mit Energie und einem Betriebssignal versorgt. Der Messumformer MU selbst kann einen Energiespeicher (z.B. Akkumulator, Batterie) aufweisen und/oder über ein Versorgungskabel mit elektrischer Energie versorgt werden. Weiterhin kann der Messumformer MU ein darin angeordnetes Funkmodul aufweisen, über welches eine drahtlose Verbindung mit einem externen Empfänger 400 herstellbar ist. Bei dem externen Empfänger 400 kann es sich um ein Handheld, insbesondere um ein Smartphone oder ein Tablett, handeln. Im Gehäuse des Messumformers MU angeordnet ist die Mess- und Betriebselektronik MBE mit mindestens einem Schirmtreiber. 3 shows a perspective view of a measuring sensor MA, which has an electrical connector according to the invention ( 1 or 2 ) is connected to a remote measuring transducer MU. The measuring signal and process data are sent to the measuring transducer MU via the electrical connector EV. Furthermore, the measuring sensor MA is supplied with energy and an operating signal via the electrical connector EV. The measuring transducer MU itself can have an energy storage device (e.g. accumulator, battery) and/or be supplied with electrical energy via a supply cable. Furthermore, the measuring transducer MU can have a radio module arranged therein, via which a wireless connection to an external receiver 400 can be established. The external receiver 400 can be a handheld device, in particular a smartphone or a tablet. The measuring and operating electronics MBE with at least one shield driver is arranged in the housing of the measuring transducer MU.

4 zeigt einen Querschnitt durch ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät 1000. Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 1000 weist einen Messaufnehmer MA auf, welcher dazu eingerichtet ist eine strömungsgeschwindigkeitsabhängige Messgröße eines Mediums zu ermitteln, welches durch ein Messrohr 1001 geführt wird. Das Messrohr 1001 kann aus Kunststoff, Glas oder Keramik gebildet sein oder einen metallisches Trägerrohr aufweisen, welches an der inneren Mantelfläche eine elektrisch isolierende Innenverkleidung (Liner) aus Kunststoff, Keramik oder Glas aufweist. Um die strömungsgeschwindigkeitsabhängig Messgröße zu ermitteln, weist der Messumformer MU eine magnetfelderzeugende Vorrichtung 1010 und mindestens zwei gegenüberliegend angeordnete Messelektroden 1030, 1031 zum Abgreifen einer strömungsgeschwindigkeitsabhängigen Messspannung im zu führenden Medium auf. Bei der magnetfelderzeugenden Vorrichtung 1010 handelt es sich in der abgebildeten Ausgestaltung um ein Zwei-Spulen-System, welches zwei Spulen (z.B. Zylinderspulen) mit jeweils einem Polschuh umfasst, die gegenüberliegend am Messrohr 1001 angeordnet sind, und ein Magnetfeldführungssystem aufweist, welches die beiden Spulen miteinander mechanisch verbindet. Altemativ kann die magnetfelderzeugende Vorrichtung 1010 auch nur eine Spule aufweisen oder mindestens eine bzw. genau zwei Sattelspulen umfassen. Sind Sattelspulen vorgesehen, so kann auf das Magnetfeldführungssystem und die Polschuhe verzichtet werden. Die beiden Messelektroden 1030, 1031 sind jeweils in einer Öffnung im Messrohr 1001 angeordnet, so dass sie bei fließenden Medium mediumsberührend sind. Alternativ können die Messelektroden 1030, 1031 auch dazu eingerichtet, eine strömungsgeschwindigkeitsabhängige Messgröße kapazitiv zu ermitteln. In dem Fall wäre das Messrohr 1001 vollständig elektrisch isolierend ausgebildet und die Messelektroden 1030, 1031 würden nicht in Kontakt mit dem zu führenden Medium gelangen. Alternativ können auch mehr als nur zwei Messelektroden 1030, 1031 vorgesehen sein. 4 shows a cross-section through a magnetic-inductive flowmeter 1000. The magnetic-inductive flowmeter 1000 has a measuring sensor MA, which is configured to determine a flow velocity-dependent measured variable of a medium that is guided through a measuring tube 1001. The measuring tube 1001 can be made of plastic, glass, or ceramic, or it can have a metallic support tube that has an electrically insulating inner lining (liner) made of plastic, ceramic, or glass on its inner surface. In order to determine the flow velocity-dependent measured variable, the measuring transducer MU has a magnetic field-generating device 1010 and at least two oppositely arranged measuring electrodes 1030, 1031 for tapping a flow velocity-dependent measuring voltage in the medium to be guided. In the illustrated embodiment, the magnetic field generating device 1010 is a two-coil system comprising two coils (e.g., cylindrical coils), each with a pole piece, which are arranged opposite one another on the measuring tube 1001, and a magnetic field guidance system that mechanically connects the two coils. Alternatively, the magnetic field generating device 1010 can also have only one coil or at least one or exactly two saddle coils. If saddle coils are provided, the magnetic field guidance system and the pole pieces can be omitted. The two measuring electrodes 1030, 1031 are each arranged in an opening in the measuring tube 1001 so that they are in contact with the medium when the medium is flowing. Alternatively, the measuring electrodes 1030, 1031 can also be configured to capacitively determine a flow velocity-dependent measured variable. In this case, the measuring tube 1001 would be completely electrically insulating, and the measuring electrodes 1030, 1031 would not come into contact with the medium being conveyed. Alternatively, more than two measuring electrodes 1030, 1031 could be provided.

Die mindestens zwei Messelektroden 1030, 1031 und die magnetfelderzeugende Vorrichtung 1010 selbst sind in einem Sensor-Gehäuse 1022 so angeordnet, dass sie radial und parallel zu einer Längsrichtung des Messrohres 1001 im Wesentlichen vollständig durch das Sensor-Gehäuse 1022 umschlossen bzw. verdeckt sind. Eine Füllstandsüberwachungselektrode 1060 und eine Referenzelektrode 1040 sind gegenüberliegend in jeweiligen Öffnungen im Messorhr 1001 angeordnet und jeweils elektrisch mit der Betriebs- und Messelektronik des Messumformers verbunden.The at least two measuring electrodes 1030, 1031 and the magnetic field-generating device 1010 itself are arranged in a sensor housing 1022 such that they are substantially completely enclosed or concealed by the sensor housing 1022, radially and parallel to a longitudinal direction of the measuring tube 1001. A level monitoring electrode 1060 and a reference electrode 1040 are arranged opposite one another in respective openings in the measuring tube 1001 and are each electrically connected to the operating and measuring electronics of the measuring transducer.

Das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät 1000 weist weiterhin ein Elektronik-Gehäuse 1070 auf, in dem eine Messaufnehmer-Messumformer-Schnittstelle 1024 angeordnet ist. Die Messaufnehmer-Messumformer-Schnittstelle 1024 weist zwei Leiterplatten 1032', 1032" auf, die im Wesentlichen parallel zueinander im Inneren des Elektronik-Gehäuses 1070 angeordnet sind. Alternativ können auch drei Leiterplatten oder mehr vorgesehen sein. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn auf Grund der Vorgabe größerer Abstände zwischen den Elektronikkomponenten und Geräteanschlüssen mehr Platz notwendig ist. Alternativ kann die zusätzliche dritte Leiterplatte nicht-parallel zu den anderen beiden parallel angeordneten Leiterplatten 1032', 1032" angeordnet sein, d.h. z.b. 90° oder 45°.The magnetic-inductive flowmeter 1000 further comprises an electronics housing 1070 in which a sensor-transmitter interface 1024 is arranged. The sensor-transmitter interface 1024 comprises two circuit boards 1032', 1032", which are arranged essentially parallel to one another inside the electronics housing 1070. Alternatively, three or more circuit boards can be provided. This can be particularly necessary if more space is required due to the specification of larger distances between the electronic components and device connections. Alternatively, the additional third circuit board can be arranged non-parallel to the other two parallel circuit boards 1032', 1032", for example, at 90° or 45°.

Die mindestens zwei Messelektroden und die beiden Spulen sind jeweils über Kabel mit der Messaufnehmer-Messumformer-Schnittstelle 1024 elektrisch verbunden. Die Messaufnehmer-Messumformer-Schnittstelle 1024 ist mit dem erfindungsgemäßen elektrischen Verbinder EV verbunden, welcher die Messaufnehmer-Messumformer-Schnittstelle 1024 mit der Mess- und Betriebselektronik des Messumformers MU verbindet (nicht abgebildet, siehe 3). Der elektrische Verbinder erstreckt sich durch eine PV Kabelverschraubung KV, die in einer Öffnung des Elektronik-Gehäuses 1070 angeordnet ist.The at least two measuring electrodes and the two coils are each electrically connected via cables to the sensor-transmitter interface 1024. The sensor-transmitter interface 1024 is connected to the electrical connector EV according to the invention, which connects the sensor-transmitter interface 1024 to the measuring and operating electronics of the transmitter MU (not shown, see 3 ). The electrical connector extends through a PV cable gland KV, which is arranged in an opening of the electronics housing 1070.

Alternativ kann auf die Messaufnehmer-Messumformer-Schnittstelle 1024 verzichtet werden. In dem Fall sind die Messelektroden und die Spulen direkt über den elektrischen Verbinder EV mit der Mess- und Betriebselektronik des Messumformers MU verbunden.Alternatively, the sensor-transmitter interface 1024 can be omitted. In this case, the measuring electrodes and coils are connected directly to the measuring and operating electronics of the transmitter MU via the electrical connector EV.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2011051004A1 [0024]

Claims

Electrical connector (EV) for connecting a measuring transducer (MU) to a measuring sensor (MA) of a magnetic-inductive flowmeter (1000), wherein the measuring sensor (MA) comprises a magnetic field generating device (1010), a first measuring electrode (1030), and a second measuring electrode (1031). The measuring transducer (MU) comprises measuring and/or operating electronics (MBE) with at least one shield driver. The electrical connector (EV) comprises: - a connector protective sheath (1); - an outer shield (2) extending at least partially within the connector protective sheath (1), wherein the outer shield (2) is configured to be connected to an electrical reference potential, - a first coaxial cable (KK1) extending at least partially within the outer shield (2), wherein the first coaxial cable (KK1) comprises a first coaxial cable inner conductor (KI1) and a first coaxial cable outer conductor (KA1), wherein the first coaxial cable inner conductor (KI1) of the first coaxial cable (KK1) is configured to connect the first measuring electrode (1030) to the measuring and/or operating electronics (MBE), wherein the first coaxial cable outer conductor (KA1) of the first coaxial cable (KK1) is configured to be connected to the shield driver; - a second coaxial cable (KK2) extending at least partially within the outer shield (2), wherein the second coaxial cable (KK2) comprises a second coaxial cable inner conductor (KI2) and a second coaxial cable outer conductor (KA2), wherein the second coaxial cable inner conductor (KI2) of the second coaxial cable (KK2) is configured to connect the second measuring electrode (1031) to the measuring and/or operating electronics (MBE), wherein the second coaxial cable outer conductor (KA2) of the second coaxial cable (KK2) is configured to be connected to the shield driver; - a signal cable (SK) extending at least partially within the outer shield (2), wherein the signal cable (SK) comprises two insulated signal cable inner conductors (SI1, SI2) which are twisted together, wherein the signal cable inner conductors (SI1, SI2) are configured to connect the magnetic field generating device (1010) to the measuring and/or operating electronics (MBE).

Electrical connector (EV) according to Claim 1 wherein the signal cable (SK) comprises a signal cable outer conductor (SKA), wherein the signal cable inner conductors (SI1, SI2) extend at least partially within the signal cable outer conductor (SKA), wherein the signal cable outer conductor (SKA) is in electrical contact, and in particular also in mechanical contact, with the outer shield (2).

Electrical connector (EV) according to Claim 1 or 2 , wherein the measuring sensor (MA) comprises a reference electrode (1040), wherein the electrical connector (EV) further comprises: - a third coaxial cable (KK3) which extends at least partially within the outer shield (2), wherein the third coaxial cable (KK3) comprises a third coaxial cable inner conductor (KI3) and a third coaxial cable outer conductor (KA3), wherein the third coaxial cable inner conductor (KI3) of the third coaxial cable (KK3) is designed to connect the reference electrode (1040) to the measuring and/or operating electronics (MBE), wherein the third coaxial cable outer conductor (KA3) of the third coaxial cable (KK3) is designed to be connected to the shield driver.

Electrical connector (EV) according to one of the preceding claims, wherein the measuring sensor (MA) comprises a level monitoring electrode (1050), wherein the electrical connector (EV) further comprises: - a fourth coaxial cable (KK4) extending at least partially within the outer shield (2), wherein the fourth coaxial cable (KK4) comprises a fourth coaxial cable inner conductor (KI4) and a fourth coaxial cable outer conductor (KA4), wherein the fourth coaxial cable inner conductor (KI4) of the fourth coaxial cable (KK4) is configured to connect the level monitoring electrode (1050) to the measuring and/or operating electronics (MBE), wherein the fourth coaxial cable outer conductor (KA4) of the fourth coaxial cable (KK4) is configured to be connected to the shield driver.

Electrical connector (EV) according to one of the preceding claims, wherein the measuring sensor (MA) comprises a temperature sensor (1060), wherein the electrical connector (EV) further comprises: - a fourth coaxial cable (KK4) which extends at least partially within the outer shield (2), wherein the fourth coaxial cable (KK4) has a fourth coaxial cable inner conductor (KI4) and a fourth Coaxial cable outer conductor (KA4), wherein the fourth coaxial cable inner conductor (KI4) of the fourth coaxial cable (KK4) is configured to connect a first temperature sensor measuring output of the temperature sensor (1060) to a first temperature sensor measuring input of the measuring and/or operating electronics (MBE), wherein the fourth coaxial cable outer conductor (KA4) of the fourth coaxial cable (KK4) is configured to connect a second temperature sensor measuring output of the temperature sensor (1060) to a second temperature sensor measuring input of the measuring and/or operating electronics (MBE).

Electrical connector (EV) according to one of the preceding claims, wherein the connector protective sheath (1), the coaxial cables (KK1, KK2, KK3, KK4) and the signal cable (SK) are dimensioned such that the electrical connector (EV) can be passed through a PG cable gland (KV) and sealed therein.

A flowmeter comprising: - a measuring sensor (MA), wherein the measuring sensor (MA) comprises a magnetic field-generating device (1010), a first measuring electrode (1030), and a second measuring electrode (1031), - a measuring transducer (MU), wherein the measuring transducer (MU) is offset from the measuring sensor (MA), wherein the measuring transducer (MU) comprises measuring and/or operating electronics (MBE) with at least one shield driver, wherein the measuring sensor (MA) and the measuring transducer (MU) are connected, in particular exclusively, via exactly one electrical connector (EV) according to one of the preceding claims.