DE3703117A1 - Magnetischer durchflussmesser fuer fluide medien - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Durchflußmesser für fluide Medien, vorzugsweise zur Gebrauchswarmwassermessung im Wohnungs-, Industrie- und Gesellschaftsbau mit einem Flügel­ rad mit axialer Beaufschlagung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Durchflußmessung flüssiger Medien sind eine Vielzahl von Einrichtungen bekannt.

Im DD-WP 2 20 401 wird eine Vorrichtung zur Durchflußmessung mit zentraler oder dezentraler Meßwertanzeige beschrieben. Diese Vorrichtung beruht auf einem volumetrischen Meßverfahren. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Meßwertgeber kommenden Impulse in Abhängigkeit der Temperatur des zu messen­ den Mediums umbewertet werden und zentral oder dezentral über einen elektronischen Zähler angezeigt werden.

Nachteilig an dieser Lösung ist, daß das fluide Medium umgelenkt werden muß, um der Meßeinrichtung zugeführt werden zu können. Das bringt einmal Druckverluste und andererseits Abdichtungs­ probleme mit sich. Der elektronische Aufwand scheint außerdem relativ hoch zu sein.

Allgemein bekannt sind weiterhin Einrichtungen für Flügelrad­ messungen mit axialer Beaufschlagung, die zur Vermeidung einer Durchführung die Kraftübertragung vom Flügelrad auf den mecha­ nischen Zähler durch eine aufwendige Magnetkupplung realisieren. Außerdem muß auch hier eine Umlenkung des fluiden Mediums vor­ genommen werden.

Ein im US-Patent 42 62 542 beschriebenes Verfahren beinhaltet eine Registrierung der Magnetfeldänderung über die Erzeugung einer Induktionsspannung in einer Spule. Nachteilig ist hier die Unempfindlichkeit und der relativ hohe Stromverbrauch.

Im US-Patent 43 45 480 wird die Messung des fluiden Mediums mittels Lichtschrankenzähler realisiert. Besonders nachteilig ist hier der hohe Aufwand für die Beleuchtungsquelle.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen magnetischen Durchflußmesser für fluide Medien zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und sich durch geringen elektronischen Aufwand sowie nied­ rigen Energiebedarf auszeichnet.

Darstellung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen magnetischen Durchflußmesser für fluide Medien zu entwickeln, der in jede Rohrleitung ein­ baubar, dem fluiden Medium einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzt, nur geringe Druckverluste zuläßt und keine Ab­ dichtprobleme aufwirft.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Flügel­ rad in einem aus unmagnetischem Material bestehenden geraden Rohrabschnitt ohne Achsdurchführungen axialsymmetrisch gelagert ist und bei Rotation eine periodische Änderung eines Magnetfeldes hervorruft, das von einem außerhalb des Rohrstückes angebrachten magnetischen Sensor detektiert und ein mit Rotationsfrequenz korreliertes Meßsignal erzeugt wird, welches über einen Zähler­ baustein elektronisch gezählt, gespeichert oder angezeigt wird. Das Magnetfeld wird durch einen auf dem aus ferromagnetischem Material bestehenden Flügelrad befestigten Permanentmagneten erzeugt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden:

In der zugehörigen Zeichnung zeigt:

Fig. 1: einen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung

In einem aus unmagnetischen Werkstoff, z.B. Glas oder Plaste, bestehenden Rohrstück 1 sind Halterungen 2 mit der mittigen Lagerung für die Achse 3 angebracht. Die Halterungen 2 sind so ausgebildet, daß dem das Rohrstück 1 durchfließenden Medium, vor­ zugsweise Wasser, nur ein sehr kleiner Strömungswiderstand ent­ gegengesetzt wird, indem zweckmäßig nur drei, um jeweils 120° gegeneinander versetzte strömungstechnisch günstig ausgebildete Stege zwischen dem Rohrstück 1 und der mittigen Lagerung für die Achse 3 verlaufen. Auf der Achse 3 ist ein aerodynamisch ausgebildetes Flügelrad 4 axialsymmetrisch angebracht, so daß keine Achsdurchführungen nach außen auftreten und damit auch keine Abdichtprobleme. Das durchfließende Medium versetzt das Flügelrad 4 in Rotation. Auf einem Flügel des Flügelrades 4 ist ein Permanentmagnet 5 aus Keramik aufgebracht, dessen Magnet­ feld sich bei Rotation periodisch ändert, welches von einem außerhalb des Rohrstückes 1 angebrachten magnetischen Sensor 6 detektiert und damit ein mit Rotationsfrequenz korreliertes Meßsignal erzeugt, das in einem elektronischen Zählerbaustein 7 weiterverarbeitet, gespeichert oder zur Anzeige gebracht wird. Der magnetische Sensor 6, der elektronische Zählerbaustein 7 und die Pufferbatterie 8 sind auf einem das Rohrstück 1 umschließen­ den und damit äußere magnetische Störfelder abschirmenden Ge­ häuse 9 angebracht.

Der Stromverbrauch der Elektronik ist sehr gering. Zur Verbes­ serung der Lebensdauer der Pufferbatterie 8 ist eine externe Stromquelle in Form eines Thermoelementenpaares vorgesehen, daß die Temperaturdifferenz zwischen Flüssigkeit und Umgebung ausnutzt und die Stromquelle ständig nachlädt.

Besonders vorteilhaft an dieser Lösung ist, daß das fluide Medium zwecks Messung nicht umgelenkt werden muß, daß keine Durchführungen durch das Rohr notwendig sind und daß der elek­ tronische Aufwand für die Meßeinrichtung relativ gering ist.

• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Rohrstück
  2 Halterung
  3 Achse
  4 Flügelrad
  5 Permanentmagnet
  6 magnetischer Sensor
  7 Zählerbaustein
  8 Pufferbatterie
  9 Gehäuse

Claims (2)

1. Magnetischer Durchflußmesser für fluide Medien, vorzugs­ weise zur Gebrauchswarmwassermessung im Wohnungs-, In­ dustrie- und Gesellschaftsbau mit einem Flügelrad mit axialer Beaufschlagung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flügelrad (4) in einem aus unmagnetischem Material be­ stehenden geraden Rohrabschnitt (1) ohne Achsdurchführungen axialsymmetrisch gelagert ist und bei Rotation eine perio­ dische Änderung eines Magnetfeldes hervorruft, das von einem außerhalb des Rohrstückes (1) angebrachten magne­ tischen Sensor (6) detektiert und ein mit Rotationsfrequenz korreliertes Meßsignal erzeugt wird, welches über einen Zählerbaustein (7) elektronisch gezählt, gespeichert oder angezeigt wird.

2. Magnetischer Durchflußmesser nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Magnetfeld durch einen auf dem aus ferro­ magnetischem Material bestehenden Flügelrad (4) befestigten Permanentmagneten (5) erzeugt wird.