DE1498482A1 - Induktions-Durchflussmesser - Google Patents

Induktions-Durchflussmesser

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DE1498482A1
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pipe
coil
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Kvetoslav Lejsek
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ZD Y CHEMICKENOA POTRAVINARS K
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ZD Y CHEMICKENOA POTRAVINARS K
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/586Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor

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Description

  • Induktions-Durchflußmesser Die Erfindung bezieht sich auf einen Induktions-Durchflußmesser mit einem Rohr für die zu messende Flüssigkeit, daran angebrachten Elektroden zum Abnehmen der induzierten Spannung und einem mindestens eine Spule aufweisenden Elekhromagneten, dessen Magnetfeld den Flüssigkeitsstrom im wesentlichen senkrecht schneidet.
  • Induktions-Durchflußmesser messen die in einem Leiter induzierte Spannung, wenn sich dieser durch ein magnetisches Feld bewegt.
  • Als Leiter dient im vorliegenden Fall eine Flüssigkeit, die durch ein Rohr aus nichtmagnetischem Material strömt. Die induzierte Spannung wird gewähnlich an zwei Elektroden abgenommen.
  • Um einen Kurzschluß zwischen den Elektroden zu vermeiden, ist die innere Wand des Rohres, sofern dieses aus elektrisch leitendem Material besteht, mit einer Isolationsschicht bekleidet. Meistens wird das Rohr jedoch direkt aus Isolationsmaterial hergestellt.
  • Die Spannung aschen den Elektroden richtet sich nach dem Faraday'schen Gesetz der elektromagnetischen Induktion, wonach die be kannte Beziehung E 3 B. 1 . v gilt.
  • Hier ist E = induzierte Spannung 1' B = Intensität des magnetischen Feldes 1 = Länge des Leiters zu1 v = Geschwindigkeit des Leiters senkrecht Richtung des magnetischen Feldes.
  • Aus der angeführten Beziehung geht hervor, daß zwischen der Geschwindigkeit des Leiters und der induzierten Spannung eine lineare Abhängigkeit besteht. Unter bestimmten Voraussetzungen ist diese Abhängigkeit auch bei Ersatz des Leiters durch eine Flüssigkeit linear, bei Einhaltung einiger Grundsätze wird die Spannung, die an den Elektroden abgenommen wird, nicht von den physikalischen Eigenschaften der strömenden Flüssigkeit beeinflußt. Voraussetzung für die Anwendung dieses Grundsatzes ist selbstverständlich, daß die Flüssigkeit zumindest teilweise elektrische Leitfähigkeit aufweist, was in den meisten Fällen auch zutrifft.
  • Aus dem Vorgesagten lassen sich klar die Vorteile eines induktiven Messens der Durchflußmenge von Flüssigkeiten ableiten: Die Flüssigkeiten können beliebig verunreinigt sein, sie können auch die unterschiedlichsten mechanischen Verunreinigungen enthalten.
  • Viskosität, Temperatur, spezifisches Gewicht usw. der Flüssigkeiten sind beliebig veränderbar. Innerhalb weiterer Grenzen ist es gleichgültig, welche Flüssigkeit durch den Durchflußmesser strömt.
  • Es sind zahlreiche Durchflußmesser bekannt, die das erwähnte physikalische Gesetz zum Messen benützen. Ein gemeinsames Merkmal der meisten bekannten Konstruktionen ist, daß die Spulen des Elektromagneten, der das magnetische Feld erzeugt, so gewickelt und angeordnet sind, daß ihre gemeinsame Achse und zugleich ihre magnetische Achse senkrecht zur Achse des Rohres liegen, durch das die zu messende Flüssigkeit strömt. Diese Art der Anordnung geht aus der Forderung hervor, daß der magnetische Fluß senkrecht zur Richtung des Flüssigkeitsstromes verlaufen muß.
  • Hierdurch ergeben sich jedoch einige Nachteile. Die Mess-Elektroden sind von den Spulen oder Blechen das Magnetkreises bedeckt, so daß ihre Demontage nur bei gleichzeitiger Demontage des Magnetkreises erfolgen kann. Außerdem ist es schwierig, eine elektrische Abschirmung der Elektroden zu erreichen. Der Einbaudurchmesser des Durchflußmessers ist relativ groß, da bereits die Spulen erhebliche Abmessungen besitzen und sich außerhalb der Spulen noch das Magnetjoch befindet. Außerdem ist es schwierig, dem magnetischen Feld eine größere Sättigung zu geben. Infolgedessen ist das induzierte Signal auch schwach, so daß es oft notwendig ist, einen speziellen Verstärker zu benutzern. Häufig besteht der Eisenpfad ausE-3lechen. Bei diesen ist es besonders schwierig, Störspannungen an den Elektroden zu beseitigen. Denn dies erfolgt durch eine Verschiebung von Kompensationswicklungen, die nach der Montage kaum mehr erreichbar sind.
  • Es sind auch Durchfhßmesser bekannt, die auch ein Streufeld der Spule ausnützen können. Dabei wird aber zwischen den Elektroden nur eine niedrige Spannung induziert, die mit speziellen Apparaten veretärkt werden muß. Die Messungen bei großem Rohrdurchmessern werden ungenau.
  • Weiterhin ist ein Durohflußmesser mit rotierendem Permanentmagneten bekannt geworden, der jedoch einen Antrieb von einem Elektromotor mit konstanter Drehzahl erfordert. tor Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Induktions-Durchflußmesser der eingange beschriebenen Art anzugeben, der die erwähnten Nachteile nicht besitzt und bei dem insbesondere die Elektroden leichter zugänglich sind.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spule in Rohrlängeriohtung gegenüber den Elektroden versetzt ist und ihre magnetische Achse parallel zur Achse des Rohres verläuft.
  • Bei dieser Anordnung ist die Spule oder sind die Spulen seitlich neben den Elektroden angsbrdnet. Trotzdem läßt sich wegen der zur Rohrachse parallelen magnetischen Achse ein Magnetpol, wie er zur Erzeugung des senkrecht zum Flüssigkeitsstrom stehenden Magnet feldes notwendig ist, an dem den Elektroden zugewandten Spulenende vorsehen. Bei dieser Anordnung können die Elektroden und deren Umgebung völli ei sein, so daß die Elektroden ohneSchwierigkeiten auch während des Betriebes montiert, demontiert oder an Zuleitungen angeschlossen werden können. Auch Kompensationswicklungen, wie sie zur Beseitigung von Störspannungen erforderlich sind, können leicht erreicht und verschoben werden. Die AuBenabmessungen können kleingehalten werden, weil es möglich ist, ohne einen Eisenweg an der Außenseite der Spule auszukommen.
  • Darüberhinaus ergibt sich eine einfache Konstruktion, weil es möglich ist, die Spulen auf Kerne aus geraden Blechen zu wickeln.: Auch die elektrostatische Abschirmung der Spulen wird erleichtert.
  • Weiterhin lassen sich mit einfachen Mitteln relativ intensive unistarke Magnetfelder bei geringen magnetischen Streuwerten der Spulen erzeugen, was die Erzielung von starken Signalen, die eine laufende Messung erleichtern, ermöglicht.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zwei Spulen mit gemeinsamer, zur Rohrachse paralleler magnetischer Achsen gegenüber den Elektroden in Rohrlängsrichtung nach beiden Seiten versetzt und zwischen ihnen wird der eine Pol des Elektromagneten gebildet. Äuf diese Weise kann ohne Vergrößerung des Einbaudurchmessers das Magnetfeld verstärkt werden.
  • Bes weiteren ist es möglich, zwei Spulen mit zueinander und zur Rohrachse parallelen magnetischen Achsen audeinander gegendberliegenden Seiten des Rohres anzuordnen. Diese Konstruktion empfiehlt sich ebenfalls durch kleine Außenabmessungen.
  • Bei einen anderen Ausführungsbeispiel ist eine Spule neben den Elektroden um das Rohr herumgelegt. Hierbei kann z,B. der Kern im.Innern des Rohres verlaufeme In allen Fällen ist es zweckmäßig, wenn die Spulen durchsetzende Kerne an den den Elektroden abgewandten Spulenenden durch Joche miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ergibt sich ein weitgehend geschlossener Magnetkreis mit einem sehr starken Magnetfeld im Flüssigkeitsstrom zwischen den Elektroden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längeschnitt des Durchflußmessers und Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung.
  • Auf einem Rohr 1 aus nichtmagnetischem Material, das innen mit einer Isolationsschicht ausgekleidet sein oder ganz aus, Isolationsmaterial bestehen kann, sind außen vier Spulen 4 angebracht, die auf Kernen 3 aufgewickelt sind. In das Rohr 1 sind Elektroden 2 eingeführt. Im Raum über und unter den Elektroden 2 ist, wie Fig. 1 erkennen läßt, zwischen den Spulen 4 ein freier Raum, der vom Magnetfluß durchsetzt wird. Die Kerne rne 3 der Spulen 4 sindan ihren Enden durch Joche 5 mit Hilfe von Bolzen 7 und Stiften 8 zu einer Einheit verbunden.
  • Jede einzelne Spule 4 hat eine magnetische Achse, die parallel zur Rohrachse verläuft, die also mit den Kernen 3 gleichgerichtet ist. Die Wicklungen und die Schaltung der Spulen 4:sind so ausgeführt, daß im Zwischenraum zwischen den Spulen 4 oberhalb d r Elektroden 2 ein gemeinsamer Magnetpol und im Zwischenraum wischeiden Spulen 4 unterhalb der Elektroden 2 der entgegengesetzte, ebenfalls gemeinsame Magnetpnl liegt. Die Leitung 6 für ei der Elektroden 2 ist zwischen den Spulen 4 aufgewickelt. Durch deren Verschiebung ist es möglich, Störspannungen zu kompensiereki.
  • In die Spulen 4 wird elektrischer Strom eingeführt, der einen Magnetfluß erzeugt, der das Rohr 1 und den Raum zwischen den Elektroden 2 quer durchsetzt. Das hat zur Folge, daß beim Durchfluß der Flüssigkeit durch das Rohr 1 zwischen den Elektroden 2 eine Spannung induziert wird, die proportional zur Geschwindigkeit der Flüssigkeit ist. Diese Spannung kann leicht verstärkt und ist einem Messgerät mit Skala, in Einheiten der durchströmten Menge gemessen werden.
  • Die Ausführung kann auch abgewandelt werden. Zum Beispiel können der Kern und as Rohr im Innern einer Spule angeordnet werden, obei das Joch parallel zum Kern und Rohr außerhalb der Spule verläuft. Die Spulen können aber auch auf der einen Seite, das Joch ohne Spulen auf der anderen des Rohres 1 liegen. Der Kern zwische: den Spulen kann gegebenenfalls unterbrochensein.

Claims (5)

  1. Neue Patentansi,rüche: 1. Induktions-Durchflußmesser mit einem Rohr für die zu messende Fldssigkeit, daran angetrachten Elektroden zum Abnehmen der induzierten Spannung und einem mindestens eine Spule aufweisenden Elektromagneten, dessen Magnetfeld den flüssigkeitsstrom im wesentlichen senkrecht schneidet, dadurctAgekennzeichnet, daß die Spule (4) in Rohrlängsrichtung gegenüber den Elektroden (2) versetzt ist und ihre magnetische Achse parallel zur Achse des Rohres (1) verläuft.
  2. 2. Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spulen (4) mit gemeinsamer, zur Rohrachse paralleler magnetischer Achse gegenüber den Elektroden (2) in Rohrlängsrichtung nach beiden Seiten versetzt sind und zwischen ihhen der eine Pol des Elektromagneten gebildet ist.
  3. 3. Durchflußmesser nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß zwei Spulen (4) mit zueinander und zur Rohrachse parallele magnetischen Achsen auf einander gegenüberliegenden Seiten des Rohres (1) angeordnet sind.
  4. 4. Durchflußmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (4) neben den Elektroden (2) um das Rohr (1) herumgelegt ist.
  5. 5. Durchfluumesser nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (4) durchsetzende Kerne (3) an den den Elektroden (2) abgewandten Spulenenden durch Joche (5) miteinander verbunden sind.
    L e e r s e i t e
DE19651498482 1964-08-10 1965-08-03 Induktions Durchflußmesser Expired DE1498482C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS452164 1964-08-10

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1498482A1 true DE1498482A1 (de) 1969-06-19
DE1498482B2 DE1498482B2 (de) 1973-05-24
DE1498482C3 DE1498482C3 (de) 1973-12-13

Family

ID=5388118

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Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19651498482 Expired DE1498482C3 (de) 1964-08-10 1965-08-03 Induktions Durchflußmesser

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DE (1) DE1498482C3 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3401377A1 (de) * 1984-01-17 1985-07-25 Danfoss A/S, Nordborg Elektromagnetischer durchflussmesser
DE102012111275A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-22 Endress + Hauser Flowtec Ag Spulenkörperanordnung und Einrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflussmessung
JP2020038099A (ja) * 2018-09-03 2020-03-12 三菱重工業株式会社 小型電磁流量計

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DE102012111275A1 (de) * 2012-11-22 2014-05-22 Endress + Hauser Flowtec Ag Spulenkörperanordnung und Einrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflussmessung
JP2020038099A (ja) * 2018-09-03 2020-03-12 三菱重工業株式会社 小型電磁流量計

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Publication number Publication date
DE1498482B2 (de) 1973-05-24
DE1498482C3 (de) 1973-12-13

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