DE2831570A1

DE2831570A1 - Vorrichtung zur messung des stroms einer ein rohrstueck durchfliessenden fluessigkeit

Info

Publication number: DE2831570A1
Application number: DE19782831570
Authority: DE
Inventors: Eggert Appel; Wilfried Kiene; Peter Dr Nissen
Original assignee: Fischer and Porter GmbH
Current assignee: Fischer and Porter GmbH
Priority date: 1978-07-18
Filing date: 1978-07-18
Publication date: 1980-02-07
Also published as: JPS5517490A; DE2831570C2; US4281552A

Description

Fischer & Porter GmbH, Dransfeider Straße 2, 3400 GöttingeiZ-Groß Ellershausen

Vorrichtung zur Messung des Stroms einer ein Rohrstück durchfließenden Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Stroms einer ein Rohrstück durchfließenden, Ladungsträger enthaltenden Flüssigkeit mit einem Magnetsystem zur Erzeugung eines das Rohrstück im wesentlichen quer durchsetzenden, sich niederfrequent ändernden Magnetfeldes und mit einem Elektrodensystem, das auf in dem Rohrstück durch das Magnetfeld verschobene Ladungsträger anspricht, bei der das Rohrstück außen aus unmagnetisierbarem Metall und innen aus elektrisch isolierendem Material besteht und bei der das Magnetsystem wenigstens einen von einer Erregerspule umschlossenen, nicht lamellierten ferromagnetisxerbaren Kern aufweist. "Nicht lamelliert" bedeutet hier, daß die Abmessungen des Kerns in jeder Richtung größer sind als

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die Eindringtiefe eines durch Erregung entstehenden Skinaffektes.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art, z.B. nach dem DT-Gbm 7 721 163, ist es bekannt, den Kern kompakt auszubilden, etwa in Form eines Vollzylinders. Man war der Meinung, daß bei Betrieb von Vorrichtungen mit solchen kompakten Kernen WirbelStromeffekte zu vernachlässigen seien. Nun muß bei solchen Vorrichtungen, um eine hinreichend große Meßspannung zu erzielen, das Rohrstück über eine verhältnismäßig große Länge von dem Magnetfeld durchsetzt werden, was zur Folge hat, daß die Kerne entsprechend groß und schwer werden.

Durch Messungen stellte sich heraus, daß gegen alle Erwartung der Skineffekt bei Verwendung solcher Kerne auch dann eine Rolle spielt, wenn mit sich niederfrequent ändernden Magnetfeldern, insbesondere mit niederfrequent pulsierenden magnetischen Gleichfeldern, gearbeitet wurde: Die Stärke des aus der effektiven Stirnfläche der Kerne austretenden Magnetfeldes war im Mittelbereich dieser Stirnflächen geringer als am Rand. Diese Feststellung führte zur Lösung der Aufgabe der Erfindung, nämlich die Masse der Kerne bei den bekannten Vorrichtungen zu verringern.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, dem Kern bzw. den Kernen in wenigstens einem Bereich, in dem bei Verwendung eines kompakten Kerns aufgrund des Skineffektes die magnetische Feldstärke niedriger ist als in anderen Bereichen, einen Hohlraum zu geben. Dieser Hohlraum kann leer, aber auch mit nicht ferromagnetisierbarem Material, etwa einem entsprechenden Kunststoff, gefüllt sein.

Dadurch verringert sich nicht nur die Masse des Kerns, sondern es wird auch möglich, die Befestigung des Kerns

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am Rohrstück weniger aufwendiger zu gestalten, ohne daß das effektive Magnetfeld wesentlich gemindert wird.

Eine besonders einfache Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ein Monoblock mit einem zentralen Hohlraum ist. Dieser zentrale Hohlraum kann durch den Kern hindurchgehen, so daß der Kern ringförmig wird. Der Kern kann aber auch die Form eines zum Rohrstück offenen Topfes erhalten. Bevorzugt ist jedoch, daß sich der Hohlraum von der dem Rohrstück abgewandten Seite des Kerns aus in Richtung zum Rohrstück erstreckt, also die Form eines Topfes hat, dessen Boden dem Rohrstück anliegt.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Kern in wenigstens zwei einen Abstand voneinander aufweisende Teilblöcke unterteilt. Diese Teilblöcke können sich in Achsrichtung des Rohrstückes erstrecken. Bevorzugt erstrekken sie sich jedoch in Umfangsrichtung des Rohrstückes. Eine weitergehendere Materialersparnis ergibt sich dadurch, daß jedes einander zugeordnete Paar von zu zwei verschiedenen Kernen gehörenden Teilblöcken durch ein gesondertes Rückführungsteil aus ferromagnetisierbarem Material überbrückt ist.

Die Erfindung wird im folgenden an drei Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform im Schnitt quer durch die Rohrachse.

Fig. 2 zeigt die Ausführungsform nach Fig. 1 im Schnitt H-II der Fig. 1.

Fig. 3

rt_eine zweite Ausführungsform in einem Fig. 2 entsprgcheßdao Schnitt.

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Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform in einem Fig. 2 entsprechenden Schnitt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Magnetsystem mit zwei topfartigen, nach außen hin offenen, nicht lamellierten Kernen 2 und 4 zur Erzeugung eines ein Rohrstück 6 im wesentlichen quer durchsetzenden Magnetfeldes. Zur niederfrequenten Erregung der Kerne 2 und 4 dienen außen um die Kerne 2 und herumgewickelte Spulen 8 und 10. Ein zwei Elektroden 12 und 14 aufweisendes Elektrodensystem spricht auf in dem Rohrstück 6 durch das Magnetfeld verschobene Ladungsträger an. Das Rohrstück 6 besteht in einer Außenschicht 16 aus unmagnetisierbarem Metall und in einer Innenschicht 18 aus elektrisch isolierendem Material. Würden statt der Kerne 2 und kompakte Kerne verwendet, also die Räume 20, 22 mit Kernmaterial ausgefüllt sein, so würde in diesen Räumen 20 und 22 die magnetische Feldstärke niedriger sein als in den anderen Bereichen des Kerns. Aus diesem Grunde sind bei den Kernen 2 und 4 die Hohlräume 20, 22 vorgesehen.

Um den magnetischen Fluß zu schließen, sind in an sich bekannter Weise die Kerne 2 und 4 durch Rückführungsjoche 24, 26 überbrückt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist jeder Kern durch zwei einen Abstand voneinander aufweisende, sich in Omfangsrichtung des Rohrstücks 6 erstreckende Teilblöcke 30, 32, 34, 36 gebildet. Im übrigen ist der Aufbau wie in den Fig. 1 und 2, was durch entsprechende Bezugsziffern angedeutet ist.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 entspricht der Ausführungsform nach Fig. 3, jedoch ist jedes einander zugeordnete Paar 30, 34 bzw. 32, 36 von Teilblöcken 30, 32, 34, 36, die zu verschiedenen Kernen gehören, durch ein gesondertes

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Rückführungsteil 38, 40 aus ferromagnetisierbarem Material überbrückt. Selbstverständlich können auch Paare von Rückführungsteilen entsprechend Fig. 1 vorgesehen sein.

Bei den Ausführungsbeispxelen nach den Fig. 3 und 4 sind die gewünschten Hohlräume 42, 44 durch die Abstände zwischen den Teilblöcken 30 und 32 einerseits und 34, 36 andererseits gebildet.

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Claims

Patentansprüche

1.) Vorrichtung zur Messung des Stroms einer ein Rohrstück durchfließenden, Ladungsträger enthaltenden Flüssigkeit mit einem Magnetsystem zur Erzeugung eines das Rohrstück im wesentlichen quer durchsetzenden, sich niederfrequent ändernden Magnetfeldes und mit einem Elektrodensystem, das auf in dem Rohrstück durch das Magnetfeld verschobene Ladungsträger anspricht, bei der das Rohrstück außen aus " unmagnetxsierbarem Metall und innen aus elektrisch isolierendem Material besteht und bei der das Magnetsystem wenigstens einen von einer Erregerspule umschlossenen, nicht lameliierten ferromagnetisierbaren Kern aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (2,4; 30,32; 34,36) in wenigstens einem Bereich, in dem bei Verwendung eines kompakten Kerns aufgrund des Skineffektes die magnetische Feldstärke niedriger ist als in anderen Bereichen, einen Hohlraum (20,22; 42,44) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (2,4) ein Monoblock mit einem zentralen Hohlraum (20,22) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Hohlraum (20,22) von der dem Rohrstück (6) abgewandten Rückseite des Kerns (2,4) aus in Richtung zum Rohrstück (6) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern (30,32; 34,36) in wenigstens zwei einen Abstand voneinander aufweisende Teilblöcke (30,32,34,36) unterteilt ist.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Teilblöcke (30,32,34,36) in ümfangsrichtung des Rohrstückes (6) erstrecken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß jedes einander zugeordnete Paar (30,34; 32,36) von zu zwei verschiedenen Kernen (30,32; 34,36) gehörenden Teilblöcken (30,32,34,36) durch ein gesondertes Rückführungsteil (38,40) aus ferromagnetisierbarem Material überbrückt ist.

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