DE3113302C2

DE3113302C2 - Elektromagnetischer Durchflußmesser

Info

Publication number: DE3113302C2
Application number: DE19813113302
Authority: DE
Inventors: Lucas Culemborg Ijmker
Original assignee: Rheometron AG
Current assignee: Rheometron AG
Priority date: 1981-04-02
Filing date: 1981-04-02
Publication date: 1984-10-31
Also published as: DE3113302A1

Abstract

Ein elektromagnetischer Durchflußmesser ist mit einem Meßwertaufnehmer ausgestattet, der aus einem vom flüssigen Medium durchströmten, auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung (2) versehenen metallischen Rohrstück (1) und aus Meßelektroden (3) besteht, die mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehen. Zur Abschirmung gegen äußere Störgrößen sind die Meßelektroden (3) und deren zu je einem Vorverstärker (7) führenden Stromleiterdrähte (6) mit Abschirmbechern (4) bzw. koaxialen Ab schirm elementen (8) versehen, welche an den Ausgang des zu geordneten Vorverstärkers (7) elektrisch leitend angeschlossen sind. Um Leckströme zwischen den Meßelektroden (3) und dem metallischen Rohrstück (1) zu verhindern, ist um jede Meßelektrode (3) herum eine ebenfalls an den Ausgang des Vorverstärkers (7) angeschlossene Abschirmplatte (10) isoliert in einem Ausschnitt des metallischen Rohrstücks (1) angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Durchflußmesser, dessen Meßwertaufnehmer aus einem vom flüssigen Medium durchströmten, auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehenen metallischen Rohrstück und mit dem flüssigen Medium in Verbindung ziehenden Meßelektroden besteht, wobei die Mcßelektroden und deren zu je einem Vorverstärker führende St. jmlciierdrähte mit Abschirmelementen versehen sind, welche an den Ausgang des zugeordneten Vorverstärkers elektrisch leitend angeschlossen sind.

Bei elektromagnetischen Durchflußmessern wird mit Hilfe geeigneter Spulen ein senkrecht zur Strömungsrichtung des Mediums und Rohr-Längsachse gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Ein der Strömungsmenge proportionales, induziertes Spannungssignal wird an zwei diametral gegenüberliegenden Elektroden abgegriffen, die senkrecht zu dem Magnetfeld angeordnet sind. Zur Aufnahme der Meßspannung sind verschiedenartig ausgebildete Elektroden bekannt. Hauptsächlich finden sogenannte Punktelektroden Verwendung, welche mit der Oberfläche eines pilzförmigen Kopfes nach innen weisen und mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehen. Dieser pilzförmige Elektrodenkopf besitzt einen die Wandung des Rohrstücks durchragenden Schaft, mit dem der zu einem Vorverstärker führende Stromleiterdraht verbunden ist. Um äußere Störeinwirkungen zu vermeiden, werden die Stromleitcrdrähtc und Elektrodens»häfte in bekannter Weise mit Abschirmelementen in Form von koaxialen Ummantelungen bzw. Abschirmbechern versehen, die in einer sogenannten Bootstrap-Schaltung an den Ausgang des zugehörigen Vorverstärkers angeschlossen sind. Diese Ausführungen haben jedoch trotz der Abschirmung nach außen den Nachteil, daß immer zwischen den F.lckirodcn und dem metallischen Rohrstück vor allem kapazitive Leeksiiömc fließen, die das Meßergebnis, insbesondere bei flüssigen Medien mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit, stark verfälschen.

Andererseits sind elektromagnetische Durdi'lußmesser mit kapazitivem Abgriff z. B. aus der DE-AS 24 54 469 bekannt, bei denen flächcnhaftc Mcßelektroden und flächenhafte Schirmelektroden innerhalb des metallischen Rohrstücks in die dielektrische Auskleidungsmasse eingebettet und die Schirmelektroden und die koaxiale Abschirmung der Stromleiterdrähte an den Ausgang der Vorverstärker angeschlossen sind Dieser Aufbau verhindert zwar im wesentlichen Leckströme zwischen den Meßelektroden und dem metallischen Rohrslück, ist aber in der Herstellung sehr aufv, sndig und verlangt eine exakte Einbettung und die Verwen dung von Isoliermaterialien hoher Güte. Bei der aus der DE-AS 26 34 702 bekannten Elektrodenanordnung mit einem kapazitiven Abgriff ist der eine flächenförmige Mcßclektrode und eine filchenförmige Schirmelektrode bildende Elektrodensatz in Form einer Leiterkarte

is ausgebildet, der von außen gegen ein vom Medium durchströmtes dielektrisches Rohrstück aus Kunststoff anliegt. Um bei dieser Ausführung Leckwiderstände längs der Rohrauskleidung zum Metallrohr hin zu vermeiden oder stark zu reduzieren, ist um den Rand der

μ inneren Meßelektrode herum mit Abstand ein Schirmring angeordnet, der elektrisch leitend mit der Schirmelektrode verbunden ist. Für einen Durchflußmesser aus einem metallischen Rohrstück, das auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung verse- hen ist, ist diese Ausführung ungeeignet. Auch dient die Schirmelektrode nur fjer Elinninierung von außen eindringender Slöreinflüssc.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen elektromagnetischen Durchflußmesser

jo der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß Leckströme zwischen den Elektroden und dem metallischen Rohrstück verhindert werden und auch der Durchfluß flüssiger Medien mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit mit hoher Meßgenauigkeit erfaßt werden kann.

j5 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß um jede Meßelektrodc herum eine Abschirmpiaitc isoliert in einem Ausschnitt des metallischen Rohrstücks angeordnet ist.

Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der die Meß-

elektrode umgebende Bereich des Rohrstücks auf ein der induzierten Spannung entsprechendes Potential gebracht und die Kapazität zwischen dem flüssigen Medium und dem metallischen Rohrstück virtuell eliminiert wird. Dadurch können zwischen den Meßelektroden und dem metallischen Rohrstiick keine Leckströme fließen, so daß der Meßwert praktisch unverfälscht ist und auch flüssige Medien mit sehr geringer elektrischer Leitfähigkeit, ζ. B. in der Größenordnung kleiner als 05 nS/cm. gemessen werden können.

Die Abschirmplatte, welche im Elektrodenbcreich einen Teil des metallischen Rohrstücks ersetzt, kann konstruktiv verschieden ausgebildet sein. Sie kann die Form einer Ringscheibe haben, vorzugsweise aber ein einheitliches Bauteil mit dem Abschirmbecher darstellen, in- dem sie flanschartig mit einem den Elektrodenschaft abdeckenden Abschirmbecher mechanisch und elektrisch verbunden ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung in einem Teilquerschnitt durch einen Meßwertaufnehmer darge-

bo stellt. Das metallische Rohrstiick 1 des Meßwertaufnchmers ist auf seiner Innenfläche mit einer Auskleidung 2 aus einein elektrisch isolierenden Material, z. B. einem Fluorkohlcnsioff. versehen. Die Mcßelektrode 3 steht mil ihrem pil/.förmigcn Kopfteil mit dem durch das

h'j Rohrstiick 1 strömenden flüssigen Medium in Berührung. In dem Mantel des metallischen Rohrstücks 1 ist ein Ausschnitt vorgesehen, in dem eine Abschirmpiaitc 10 angeordnet ist. welche durch eine Isoliermasse 11

gegenüber dem metallischen Rohrstück 1 und durch die isolierende Masse der Auskleidung 2 gegenüber der Meßelektrode 3 isoliert ist. Beim Ausführungsbeispiel bildet die Abschirmplatte 10 mit einem den fclektrodenschaft 5 abdeckenden Abschirmbecher 4 eine Baueinheit. Die Befestigung der Abschirmplatte 10 an dem Rohrstück 1 kann durch verschiedenartig ausgebildete, in der Zeichnung nicht dargestellte Befestigungsorgane geschehen, die j»»doch eine elektrische Isolierung zwischen diesen beiden Teilen sicherstellen müssen. Ebenso sind auch die Lagerteile und verwendbare bekannte Federelemsnte nicht gezeigt, mit denen die Meßelektrode 3 radial nach außen gegen die Isoliermasse der Auskleidung 2 gepreßt wird.

Der Elektrodenschaft 5 ist durch einen isolierten Stromleiterdraht 6 mit dem {Eingang eines Vorverstärkers 7 verbunden, der einen sehr hohen Eingangswiderstand und eine sehr geringe Eingangsparallelkapazitai aufweist. Der Vorverstärker 7 kann beispielsweise für eine Verstärkung im Verhältnis 1 :1 angelegt sein. Der Stromickcrdraht 6 ist mit einem koaxialen Abschirmelement 8 versehen, welches einerseits mit dem A '-'schirmbecher 4 stromleiiend verbunden und andererseits über eine Bootstrap-Leitung 9 an dem Ausgang des Vorverstärkers 7 angeschlossen ist. Durch diese Bootstrap-Schaltung werden alle Abschirmteile, nämlich das koaxiale Abschirmelement 8 des Stromleiterdrahtes 6, der Abschirmbecher 4 und die Abschirmplatte 10 auf das elektrische Potential des Ausgangs vom Vorverstärker 7 gebracht.

Andere dem Meßwertaufnehmer zugeordnete Elektrodenbereiche sind entsprechend ausgebildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Durchflußmesser, dessen Meßwertaufnehmer aus einem vom flüssigen Medium durchströmten, auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehenen metallischen Rohrstück und mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehenden Meßelektroden besteht, wobei die Meßelektroden und deren zu je einem Vorverstärker führende Stromleilerdrähte mit Abschirmelementen versehen sind, welche an den Ausgang des Vorverstärkers elektrisch leitend angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß um jede Meßelektrode (3) herum eine Abschirmplatte (10) isoliert in einem Ausschnitt des metallischen Rohrstücks (1) angeordnet ist

2. Elektromagnetischer Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmplattt f 10) flanschartig mit einem den Elektrodenschaft (5) abdeckenden Abschirmbecher (4) mechanisch und elektrisch verbunden ist.