DE2505427C3 - Flächige Meß- und Schirmelektrode mit kapazitivem Signalabgriff für induktive Durchflußmesser - Google Patents
Flächige Meß- und Schirmelektrode mit kapazitivem Signalabgriff für induktive DurchflußmesserInfo
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Description
auch die Zwischenräume zwischen den Elektroden und den Elektrodenanschlüssen lückenlos und homogen
ausfüllenden einheitlichen dielektrischen aushärtenden Masse umgeben sind, so daß sich eine an sich starre
maßhaltige eigenständige Elektroder rnordnung ergibt, die als Baueinheit vorgefertigt ist und als Ganzes in das
Geberrohr eingesetzt werden kann.
Eine solche Baueinheit aus zusammengehörigen M.eß-
und Schirmelektroden samt steifen Elektrodenanschlüssen kann in Vakuumvergußtechnik einfach und in Serie
hergestellt werden, wobei durch das homogene Dielektrikum eine formsteife, hohlraumfreie und maßhaltige
Elektrodenanordnung mit formsteifen, abgeschirmten Elektrodenanschlüssen erhalten und damit
die leichte Einbaumöglichkeit in das nackte metallische Geberrohr gewährleistet ist, in dem nach dem
Einbringen aller Elektrodenanordnungen die Hohlräume im Geberrohr durch Vakuumtechpik oder im
Schleuderverfahren durch den gleichen Isolierwerkstoff (z. B. härtbares Gießharz) wie die Umhüllung ausgefüllt
und auf diese Weise eine gleichmäßige Isolierauskleidung des Geberrohres erhalten wird.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die Erfindung ν Vd mit einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung nachfolgend näher erläutert.
In ein gestrichelt angedeutetes Geberrohr 1 mit kreisförmigem Querschnitt sind z. B. zwei diametral
iiegsnde Elektrodenanordnungen 2 als Baueinheit vorgesehen, die jeweils aus einer teilkreisförmigen
Querschnitt aufweisenden Meßelektrode 3 und einer radial im Abstand dahinter liegenden größeren teilkreisförmigen
Schirmelektrode 4 samt aus biegesteifen Rohren bestehenden Elektrodenanschlüssen 3a und 4a
innerhalb einer homogenen dielektrischen Umhüllung 5 aus härtbarem Gießharz gebildet sind. Der Meßelektrodenanschluß
3a ist an seiner Stirnseite mittig mechanisch und elektrisch mit der folienartigen Meßelektrode
3, der Schirmelektrodenanschluß 4 a stirnseitig entsprechend mit der ebenfalls folienartigen Schirmelektrode 4
verbunden, wobei der Schirmelektrodenanschluß 4a den Meßelektrodenanschluß 3a koaxial umgibt. Die Umhüllung
5 reicht bis in den Zwischenraum zwischen den F.lektrodenanschlüssen und füllt diesen hohlraumfrei
aus.
Der Meßelektrodenv/inkel A zwischen den Außenkanten
und dem Mittelpunkt des Geberrohres ist im Sinne eines optimalen Meßsignals unter Anpassung der
Wertigkeit W an ein angestrebtes reziprok proportionales Magnetfeld ßausgelegt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Flächige Meß- und Schirmelektrode mit kapazitivem Signalabgriff für induktive Durchflußmesser
mit einem vom Meßstoff durchströmten isoliert ausgekleideten Geberrohr, in dem gegen den
Meßstoff isolierte, an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Meßelektroden sowie quer zur Strömungsrichtung
im Abstand dahinter ebenfalls an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Schirmelektroden
angeordnet sind, die in die Zwischenräume zwischen diesen ausfüllende dielektrische Isolierkörper
eingebettet sind, aus denen mit den Meßelektroden leitend verbundene Meßelektrodenanschlüsse
sowie diese koaxial umgebende rohrfönnige Schirmelektrodenanschlüsse
ragen, die aus dem Geberrohr herausgeführt sind, wobei auch die rohrförmigen Zwischenräume zwischen den zusammengehörigen
Meß- und Schirmelektrodenanschlüssen mit bis an die Isolierkörper der Elektroden reichenden dielektrischen
Isoliermitteln gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirm- und Meßelektrodenanschlüsse
(3a, 4a) aus biegesteifen Rohren bestehen, die an ihren Stirnumfängen jeweils
mit ihren Elektroden (3, 4) mechanisch und elektrisch leitend fest verbunden sind und die Meß-
und Schirmelektroden (3, 4) allseitig von einer auch die Zwischenräume zwischen den Elektroden und
den Elektrodenanschlüssen lückenlos und homogen ausfüllenden einheitlichen dielektrischen aushärtenden
Masse umgeben sind, so daß sich eine an sich starre maßhaltige eigenständige Elektrodenanordnung
(2) ergibt, die als Baueinheit vorgefertigt ist und als Ganzes in das Geberrohr (1) eingesetzt werden
kann.
2. Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die dielektrische Masse in einem Arbeitsgang in Vakuumtechnik um die Elektroden
und zwischen die Elektrodenanschlüsse angebracht ist.
3. Elektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßelektrodenwinkel (A)
zwischen den Außenkanten der Meßelektrode und dem Mittelpunkt des Geberrohres im Sinne einer
Optimierung des Meßsignals unter Anpassung der Wertigkeit an ein reziprok proportionales Magnetfeld
δ gewählt ist.
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Die Erfindung betrifft eine flächige Meß- und Schirmelektrode mit kapazitivem Signalabgriff für
induktive Durchflußmesser mit einem vom Meßstoff durchströmten isoliert ausgekleideten Geberrohr, in
dem gegen den Meßstoff isolierte, an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Meßelektroden sowie quer zur
Strömungsrichtung im Abstand dahinter ebenfalls an die Geberrohrinnenkontur angepaßte Schirmelektroden
angeordnet sind, die in die Zwischenräume zwischen go
diesen ausfüllende dielektrische Isolierkörper eingebettet sind, aus denen mit den Meßelektroden leitend
verbundene Meßelektrodenanschlüsse sowie diese koaxial umgebende rohrförmige Schirmelektrodenanschlüsse
ragen, die aus dem Geberrohr herausgeführt (,5
sind, wobei auch die rohrförmigen Zwischenräume zwischen den zusammengehörigen Meß- und Schirmelektrodenanschlüssen
mit bis an die Isolierkörper der Elektroden reichenden dielektrischen Isoliermitteln
gefüllt sind.
Aus der DE-PS 14 73 041 ist ein induktiver Durchflußmesser der genannten Art zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit
von dielektrischen oder in beliebigem Maße elektrisch leitenden Meßstoffen mit berübrungslosem
kapazitiven Abgriff bekannt, bei dem partielle Ablagerungen von Meßstoffen an der isolierenden
Auskleidung des Geberrohres im Bereich der abgedeckten Elektrodenanordnung keinen Einfluß auf das
Meßergebnis haben. Bei diesem Durchflußmesser besteht die isolierende Auskleidung des Geberrohres
aus mehreren gesondert gefertigten Teilen, zwischen denen die Meß- und Schirmelektroden mit den
Elektrodenanschlüssen eingefügt sind. Ein vom Meßstoff durchströmtes gesondertes Isolierrohr trägt am
äußeren Umfang die Meßelektroden, die von einer ersten Isolierschicht eingehüllt sind, auf deren Außenfläche
die Schirmelektroden aufliegen, die ihrerseits von einer zweiten Isolierschicht umhüllt sind. An die Meß-
und Schirmelektroden sind Verbindungsdrähte angeschlossen, die mit nach außen herausgeführten Elektrodenanschlüssen
leitend verbunden sind, wobei nur die Schirmelektrodenanschlüsse aus biegesteifen Rohren
bestehen, die die aus Drähten bestehenden Meßelektrodenanschlüsse umgeben. Zwischen den zusammengehörigen
Elektrodenanschlüssen sind Isolierhülsen angeordnet. Die Verbindungsdrähte zu den Meßelektroden
liegen am äußeren Umfang des Isolierrohres, grenzen an die Isolierhülsen an und sind zusammen mit
den Hülsenendbereichen in die erste Isolierschicht eingebettet. Auf der ersten Isolierschicht liegen die
Verbindungsdrähte zu den Schirmelektroden, die mit den rohrförmigen Schirmelektrodenanschlüssen verbunden
sind. Deren Isolierhülsen sind zusammen mit den letztgenannten Verbindungsdrähten in die zweite
Isolierschicht eingebettet. Die mehrschichtige und mehrteilige Isolieranordnung ohne versteifende mechanische
Verbindung zwischen den herausgeführten Elektrodenanschlüssen und den eingebetteten Elektroden
ist nicht ausreichend mechanisch steif und nicht hohlraumirei herstellbar.
Es hat sich gezeigt, daß bei der systembedingten extremen Hochohmigkeit solcher Durchflußmesser bei
Druckänderungen, Vibrationen in der Rohrleitung, Temperaturänderungen und ähnlichen äußeren Einflüssen
es zu erheblichen Verfälschungen des Meßergebnisses kommt, die nicht kompensiert werden können.
Untersuchungen haben ergeben, daß die Störungen durch Mikrophonieeffekte infolge Spalt- oder Rißbildung,
d. h. feinste Hohlräume zwischen Elektrodenoberfläche und Dielektrika und/oder durch geringfügige
Relativbewegungen der Elektrodenanschlüsse gegen das magnetische und/oder elektrische Feld der Erregeranordnung
des Durchflußmessers hervorgerufen werden und dadurch eine Messung des Volumenstromes
praktisch unmöglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, jegliche Hohlraumbildung zwischen den Elektroden samt
Elektrodenanschlüssen und den Dielektrika zu vermeiden und die Elektrodenanschlüsse so zu versteifen, daß
die besagte Relativbewegung zum Feld verhindert wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe geling' nach der Erfindung dadurch, daß die Schirm- und MeUelektrodenanschlüsse
aus biegesteifen Rohren bestehen, die an ihren Stirnumfängen jeweils mit ihren Elektroden
mechanisch und elektrisch leitend fest verbunden sind und die Meß- und Schirmelektroden allseitig von einer
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