DE1915376A1

DE1915376A1 - Anordnung zur Unterdrueckung des Axialstromeinflusses an in Rohrleitungssystemen eingebauten Messeinrichtungen

Info

Publication number: DE1915376A1
Application number: DE19691915376
Authority: DE
Inventors: Luebking Dip Friedrich-Wilhelm; Polly Dr Peter
Original assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Current assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Priority date: 1969-03-26
Filing date: 1969-03-26
Publication date: 1970-10-01

Description

Anordnung zur Unterdrückung des Axialstromeinflusses an in Rohrleitungssystemen eingebauten Meßeinrichtungen Bei induktiven Durciflußmeßgebern wird das Meßsignal an im Meßrohr eingebauten einander diametral gegenüberliegenden Elektroden abgenommen. Derartige Elektrodenanordnungen sind auch für die Messung anderer Größen (z.B.
Leitfähigkeit, Konzentration) bekannt. Bließen in dem Rohrleitungssystem, in dem das Meßrohr eingebaut ist, axiale Ströme, so kommt es in der Regel zu Meßfehlern, die in ihrer Größe von Frequenz und Amplitude der Störströme abhängen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Unterdrückung von durch axiale Störströme verursachten Fehlersignalen an in der Querschnittsebene einer Rohres leitung angeordneten Meßelektroden. Die auftretenden Effekte und die durch die Erfindung gegebenen Möglichkeiten zur Beseitigung derselben sollen am Beispiel des induktiven Durchflußmessers deutlich gemacht werden. Ein solcher Durchflußmesser (Fig. 1) weist ein senkrecht zu einer Rohrleitung (1) angeordnetes Magnetfeld (2) auf, wobei die in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums senkrecht zum Magnetfeld und zur Strömungsrichtung auf tretende Spannung (3) an den im Verhältnis zum Rohrdurchmesser punktförmigen Meßelektroden (4) gemessen wirdO Mit einem derartigen System kann schon bei ruhendem Medium eine Spannung an den Elektroden nachgewiesen werden, falls infolge kapazitiver, ohmscher oder induktiver Verkopplungen der Rohrleitung mit stromführenden Leitern im Medium ein elektrischer Strom in Axialrichtung der Rohrleitung, im folgenden "Axialstrom" genannt, auftritt.
Wenn es nicht möglich ist, die Verkopplung der Rohrleitung mit beeinflussenden Leitern zu vermindern, um den Axialstrom zu verringern, konnten die Meßfehler beim Betrieb des Durchflußmessers bisher nur durch Wahl einer von der Frequenz des Axialstromes abweichenden Frequenzlage des Erregerfeldes und selektive Verstärkung des Meßsignales verringert werden0 Dieses Verfahren ist jedoch relativ aufwendig und besitzt außerdem den Nachteil, daß der Unterdrückungsfaktor für den Axialstromeinfluß frequenzabhängig ist0 Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde , daß bei einer durch Axialströme vorbelasteten Rohrleitung immer innerhalb des Mediums Äquipotentialflächen existieren. Gelingt es, die Meßelektroden auf oder am Rande einer dieser Aquipotentialflächen anzuordnen, so verschwindet mit der Potentialdifferenz auch das Fehlersignal an den Meßelektroden.
Vorliegende Erfindung bietet nun die Möglichkeit, eine derartige Äquipotentialfläche auf meßtechnischem Wege aufzusuchen und für eine ungestörte Auswertung des gewünschten Nutzsignales nutzbar zu machen.
Fig. 2 zeigt eine mechanische Anordnung, welche geeignet ist, besagte Äquipotentialflächen aufzusuchen. Diese Anordnung unterscheidet sich von den üblichen Anordnungen der Meßelektroden dadurch, daß eine der Meßelektroden (4) innerhalb des Rohres (1) mit isolierender Auskleidung (5) exzentrisch auf einer Achse (6) montiert ist, die in einer nach außen füh'enden Stopfbuchse (7) drehbar eingesetzt ist. Durch Verdrehen der Achsa (p) kann darm die zur gegen überliegenden festen Elektrode gehörige Potentialfläche ausgesucht werden0 Pro tische Untersuchungen ergeben, daß das Aufsuchen der angenommenen Potentialflächen durch den Einsatz zweier der oben beschriebenen exzentrischen Elektjoden anstelle der Kombination einer Normalelektrode mit einer exzentrischen Elektrode wesentlich erleichert wird.
Fig. 3 zeigt ein analoges elektrisches Verfahren zum Aufsuchen besagter Potentialflächen; die in Fig. 2 beschriebenen exzentrischen Elektroden werden in diesem alle durch Elektrodenpaare (8) ersetzt, bei denen die Einzelelektroden üblicher Ausführung in Axialrichtung des Rohres (1) gegeneinander versetzt sind0 Das Aufsuchen der gewünschten Potentialfläche kann dann durch ein Potentiometer (9) extern erfolgen entsprechend der Verschiebung einer "virtuellen" Elektrode innerhalb der Rohrleitung0 Auch hier zeigen sich Vorteile einer 4-Elektrodenanordnung gegenüber einer Kombination eines Elektrodenpaares mit einer einfachen Elektrode.
Eine weitere Möglichkeit des Schutzes ist in Fig. 4 dargestellt, Es wird die Proportionalität zwischen dem an den üblichen Meßelektroden (4) auftretenden Fehlersignal und einem entweder an einem weiteren Elektrodenpaar (ip) oder zwischen einer der Meßelektroden und einer zusätzlichen Elektrode auftretenden Signal auszunutzen, indem durch geeignete elektrische Schaltungsmaßnahmen (etwa Differenzverstärker oder Differentialübertrager (11) ) das Fehlersignal an den eigentlichen Meßelektroden mit Hilfe des Signals der Zusatzelektrode (n) kompensiert wird (Fig. 4)o Der Einfluß der Axialströme auf das Meßsignal kann noch weiter reduziert werden, wein man die Flüssigkeitssäule im Meßrohr möglichstniederohmig shuntet, so daß ein großer Teil der Axialströme gar nicht durch den Meßgeber fließt0 Eine solche Einrichtung (Fig. 5) besteht aus zwei Rohrstücken bestimmter Länge (12,13) - nämlich jeweils einem Rohrstück vor und einem Rohrstück hinter der zu schützenden Meßeinrichtung - welche mit ihrer gesagten Innenfläche mit dem Medium in Berührung stehen und untereinander sowie eventuell mit dem Erdbezugspunkt (3) der Meßeinrichtung (14) leitend verbunden sind (15,16,17).
Ersatzweise können diese Rohrstücke derart ausgeführtwerden, daß entweder in die vorhandene Rohrleitung (18) Bleche (19) - gegebenenfalls aus korrosionsbeständigem Werkstoff - buchsenartig aufgeschweißt (Fig. 6) oder in die Rohrleitung (18) einseitig mit Flanschen (20) versehene Rohrstücke (21) als Einsätze gemäß Fig. 7 eingebaut werden0

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur Unterdrückung des an in Rohrquerschnitten eingebauten Meßelektroden (4) auftretenden Fehler signales, hervorgerufen durch innerhalb des Rohres (1) in Axialrichtung der Rohrleitung fliessende elektrische Ströme, gekennzeichnet durch eine die von besagten Strömen herrührende Potentialdifferenz der Meßelektroden aufhebende Schutzvorrichtung.
2. Anordnung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Meßelektroden (4) exzentrisch auf einer drehbaren Achse (6) angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der üblichen Meßelektroden (4) durch ein Elektrodenpaar (8) ersetzt ist, wobei die einzelnen Elektroden dieser Paar-Anordnung in Achsenrichtung des Rohres (1) gegeneinander versetzt und außerhalb des Rohres über ein Potentiometer (9) verbunden sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe mindestens einer weiteren Elektrode (10) ein zum Fehlersignal proportionales Signal gewonnen und zur Kompensation des an den Meßelektroden auftretenden Fehlersignales ausgenutzt wird.
5. Anordnung nach Anspruch 1) bis 4), dadurch gekennzeichnet, daß Rohrstücke (12,15) gewisser Länge Jeweils vor und hinter der zu schützenden eßeinrichtung (1) auf ihrer gesamten Innenfläche mit dem Medium kontaktiert sowie untereinander und fallweise mit dem iErdbezugspunkt (14) der Meßeinrichtung leitend verbunden sind (15,16,17).
60 Anordnung nach Anspruch 5), dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Rohrstücke durch auf die Rohrleitungsinnenwand aufgebrachte Bleche (19) bestimmter Länge mit der Flüssigkeit kontaktiert werden.
7. Anordnung nach Anspruch 5), dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Rohrstücke durch röhrenförmige, einseitig mit Flanschen (20) zur Befestigung zwischen Rohrleitungsflansch und Flansch der zu schützenden Meßeinrichtung (1) versehene Einbaustücke (21) bestimmter Länge mit der Flüssigkeit kontaktiert werden.

L e e r s e i te