DE2634702C3 - Elektrodenanordnung für einen elektromagnetischen Durchflußmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenanordnung für einen elektromagnetischen Durchflußmesser mit zwei von außen gegen ein vom Medium durchströmtes, einem magnetischen Feld ausgesetztes dielektrisches Rohrstück anliegenden Elektrodensätzen aus je einer Meßelektrode und Schirmelektrode, wobei zwischen jeder Meßelektrode und zugeordneter Schirmelektrode eine Isolierschicht aus einem dielektrischen Material angeordnet, die die Schirmelektrode bildende äußere Metallschicht mit einem Schirmrohr und die die Meßeiektrode bildende innere Metallschicht mit einer Signalader elektrisch leitend verbunden ist.

Bei Durchflußmessern dieser Art wird die in der Flüssigkeit induzierte, dem Durchfluß proportionale Spannung in den Meßelektroden abgegriffen. Die Schirmelektroden sollen Störeinflüsse eliminieren, wobei sie entweder auf dem Potential der Meßelektroden mitgeführt oder auf einem etwas höheren Potential gehalten werden. Bei den bekannten großflächigen Elektroden der gattungsgemäßen Art werden die Meß- und Schirmelektroden als getrennte Bauteile hergestellt und mit vorgefertigten Isolier- und Abstandselementen oder geeigneten -Vergußmassen zu Elektrodensätzen zusammengebaut Dieser Aufbau ist jedoch sehr aufwendig. Die Meß- und Schirmelektroden müssen bei der Montage sehr genau justiert werden, damit keine Kurzschlüsse zwischen diesen und gegenüber anderen metallischen Bauteilen des Durchflußmessers erfolgen können. Auch müssen die beiden Elektroden sehr stabil miteinander verbunden oder verklebt werden, um durch Einwirkung von Druck, Vibrationen o. dgL eine Beeinträchtigung ihrer elektrischen Eigenschaften zu verhindern. Durch Verwendung von Klebern werden außerdem die elektrischen Eigenschaften, besonders bei höheren Temperaturen des Mediums, in ungünstiger Weise beeinflußt

In einem auf eine frühere Anmeldung erteilten Patent ist .Tür Vermeidung einer Hohlraumbildung zwischen den Elektroden samt Elektrodenanschlüssen und den Dielektrika und zur Versteifung der Elektrodenanschlüsse vorgesehen, daß die Schirm- und Meßelektrodenanschlüsse aus biegesteifen Rohren bestehen, die an ihren Stirnumfängen jeweils mit ihren Elektroden mechanisch und elektrisch leitend fest verbunden sind und die M,eß- und Schirmelektroden 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 ergibt, die als Baueinheit vorgefertigt ist und als Ganzes in das Geberrohr eingesetzt werden kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenanordnung für elektromagnetische Durchflußmesser der gattungsgemäßen Art dadurch auszubilden, daß sie mit einer sehr genauen Lagefixierung einfacher und preiswerter herzustellen ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Elektrodensatz aus einer zweiseitig metallkaschierten Leiterkarte besteht.

Die erfindungsgemäß ausgebildete Elektrodensätze haben den wesentlichen Vorteil, daß sie auf besonders einfache und preiswerte Art und Weise herzustellen sind. Verwendung finden die an sich bekannten Leiterkarten, die für die Herstellung gedruckter

Schaltungen durch Ätzverfahren bekannt sind. In entsprechender Weise können auch die auf beiden Seiten aufkaschierten Metallschichten durch das bekannte Ätzverfahren auf die gewünschte Flächenform und -größe gebracht werden. Die beiden Elektroden halten den vorgegebenen Abstand exakt ein, wobei die Trägerplatte der Leiterkarte die erforderliche Isolierung gewährt Die Herstellung kann in einer wesentlich geringeren Arbeitszeit erfolgen und die Montage erfordert keine besonderen Maßnahmen zur Lagefixierung.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Trägerplatte der Leiterkarte aus einem flexiblen dielektrischen Kunststoff bestehen. Hierdurch wird erreicht, daß die Elektrodenanordnung leicht an die Krümmung des Meßrohres angepaßt werden kann. Es ist deshalb nicht mehr erforderlich, für verschiedene Rohrmaße verschiedene Elektrodensätze zu fertigen.

Bei einer bevorzugten Ausführung besteht die Trägerplatte der Leiterkarte aus Polytetrafluorethylen mit Metallschichten aus Kupfer. Polytetrafluoräthylen stellt ein besonders hochwertiges Dielektrikum dar. Für die Fertigstellung des Elektrodensatzes ist es lediglich erforderlich, daß die äußere Metallschicht mit einem

kreisförmigen Loch, ζ. B. durch Ätzung versehen ist an dessen Rand das Schirmrohr angelötet ist während die Signalader durch eine Bohrung führt und an der inneren Metallschicht welche die Meßelektrode bildet angelötet ist Der Elektrodensatz kann daher in einfacher Weise mit dem Schirmrohr und der Signalader vormontiert werden, so daß der Einbau in den Durchflußmesser wesentlich leichter gestaltet ist

In an sich bekannter Weise sind die Flächen der beiden Metpjlschichten derart proportioniert daß die äußere Metallschicht welche die Schirmelektrode bildet die innere Metallschicht an den Rändern überragt Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist um den Rand der inneren Metallschicht herum mit Abstand ein Schirmring angeordnet, der elektrisch leitend mit der äußeren Metallschicht verbunden ist Durch diesen Schirmring können Leckwiderstände längs der Rohrauskleidung zum Metallrohr hin vermieden oder stark reduziert werden.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen mittleren Querschnitt durch eine Elektrodenanordnung und

Fig.2 den Gegenstand der Fig. 1, jedoch mit einer Abwandlung.

Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Elektrodensätze sind stark schematisiert, um die Einzelteile und deren Lage zueinander zu verdeutlichen.

In F i g. 1 ist ein Rohrstück 1 angedeutet durch welches das zu messende Medium strömt Dieses Rohrstück 1 besteht in bekannter Weise aus einem dielektrischen Material, beispielsweise Kunststoff. In üblicher Weise sind diesem dielektrischen Rohrslück 1 eines elektromagnetischen Durchflußmessers zwei der in F i g. 1 dargestellten Elektrodensätze zugeordnet, welche aufeinander gegenüberliegenden Seiten angebracht sind. Jeder dieser Elektrodensätze ist erfindungsgemäß aus einer Leiterkarte 2 gefertigt. Diese Leiterkarte 2 besteht aus einer Trägerplatte 3 aus einem flexiblen dielektrischen Kunststoff, beispielsweise Polytetrafluorethylen und hat eine Dicke von etwa 0,2—0,5 mm. Auf beiden Flächen der Trägerplatte 3 ist eine Metallschicht aufkaschiert vorzugsweise Kupfer. Diese Metallschichten können beispielsweise eine Dicke zwischen 30 und 50 aufweisen. Je nach den gewünschten elektrischen Eigenschaften sind jedoch auch andere Dicken für die Trägerplatte und die Metallschichten brauchbar.

Zur Herstellung eines Elektrodensatzes wird eine zweiseitig kaschierte Leiterkarte 2 entsprechend den Konturen und Abmessungen der Meß- und Schinnelektroden durch Ätzverfahren behandelt. Auf diese Art und Weise wird auf einer Seite eine äußere Metallschicht 4 gebildet welche die Schirmelektroden bildet während die gegenüberliegende innere Metallschicht 5 eine Meßelektrode bildet Außerdem wird die äußere Metallschicht 4 durch Ätzen im Bereich eines kreisförmigen Loches 6 entfernt Am Rand dieses Loches 6 wird dann ein Schirmrohr 7 angelötet Weiterhin ist eine Bohrung 8 vorgesehen, welche durch die Trägerplatte 3 führt und durch welche eine Signalader 9 ragt die an die innere Metallschicht 5 angelötet ist

Die Fertigung des Elektrodensatzes erfolgt anhand ebener Leiterkarten, welche dann bei der Montage an einen Durchflußmesser an die Konturen des Rohrstükkes 1 angeformt werden, was infolge der flexiblen Eigenschaften der Leiterkarte 2 leicht und schnell auszuführen ist

Wie F i g. 1 erkennen läßt sind die Flächenabmessungen der inneren Metallschicht 5 und der äußeren Metallschicht 4 derart daß die äußere Metallschicht 4 die innere Metallschicht 5 an den Rändern überragt Außerdem stehen die Ränder der Trägerplatte 3 aus dielektrischem Material über, so daß eine ausreichende Isolierung gewährleistet ist

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der Innenfläche des Elektrodensatzes ein besonderer Schirmring 11 angebracht Dieser liegt mit Abstand um den Rand der Meßelektrode herum. Praktisch handelt es sich also um einen mit Abstand um den Rand der Meßelektrode herumliegenden Metallstreifen, der auf einfache Art und Weise durch Wegätzen einer Ätzbahn 10 herstellbar ist

Der Schirmring 11 wird dann durch Kontaktelemente 12 mit der äußeren Metallschicht 4 elektrisch leitend verbunden, z. B. durch Durchkontaktieren, stromleitende Randklammern, Bolzen o. dgl.

Das Schirmrohr 7 kann auch durch ein Kabelabschirmgeflecht ersetzt werden, welches auf die äußere Metallschicht 4 angelötet ist. Weiter kann bei unmittelbarem Anliegen einer Verstärkereinheit anstelle des Schirmrohres 7 ein Schirmbecher zur Anwendung gelangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrodenanordnung für einen elektromagnetischen Durchflußmesser mit zwei von außen gegen ein vom Medium durchströmtes, einem magnetischen Feld ausgesetztes dielektrisches Rohrstück anliegenden Elektrodensätzen aus je einer Meßelektrode und Schirmelektrode, wobei zwischen jeder Meßelektrode und zugeordneter Schirmelektrode eine Isolierschicht aus einem dielektrischen Material angeordnet, die die Schirmelektrode bildende äußere Metallschicht mit einem Schirmrohr und die die Meßeiektrode bildende innere Metallschicht mit einer Signalader elektrisch leitend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrodensatz aus einer zweiseitig metaHkaschierten Leiterkarte (2) besteht

?. Elektrodenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (3) der Leiterkarte (2) aus einem flexiblen dielektrischen Kunststoff besteht

3. Elektrodenanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (3) der Leiterkarte (2) aus Polytetrafluorethylen mit Metallschichten aus Kupfer besteht

4. Elektrodenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Metallschicht (4) mit einem kreisförmigen Loch (6) versehen ist, an dessen Rand das Schirmrohr (7) angelötet ist, während die Signalader (9) durch eine Bohrung (J!) führt und an der inneren Metallschicht (5) angelötet ist

5. Elektrodenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Metallschicht (4) die innere Metallschicht (5) an den Rändern überragt

6. Elektrodenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß um den Rand der inneren Metallschicht (5) herum mit Abstand ein Schirmring (11) angeordnet ist, der elektrisch leitend mit der äußeren Metallschicht (4) verbunden ist