DE4013634C2 - Magnetisch induktiver Durchflußaufnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetisch-induktiven Durchflußaufnehmer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei konventionellen Durchflußaufnehmern sind die Elektroden normaler­ weise aus einem Metall gefertigt, das gegenüber dem das Meßrohr durchströmenden Medium chemisch beständig sein muß. Es ist schwie­ rig, solche Metallelektroden abgedichtet und isoliert durch die Wand des Meßrohrs zu führen. Ihre Kosten sind in Anbetracht der vorzusehenden unterschiedlichen Ausführungsvarianten und der zu verwendenden teuren Metalle, meist Edelmetalle, hoch. Sie unterliegen oft einem raschen me­ chanischen Verschleiß und bilden, wenn Spalte zwischen ihnen und ihrer Halterung entstehen, Schmutzecken.

Aus der DE 29 50 039 C2 ist bereits ein magnetisch-induktiver Durch­ flußaufnehmer bekannt, welcher Meßelektroden aus einem Isolierstoff mit darin verteilten, pulver- oder faserförmigen Zusätzen aus leitfähigem Material, insbesondere Graphit, aufweist, wobei die Elektroden so in die isolierende Auskleidung des Meßrohrs eingebettet sind, daß sie mit der Auskleidung eine Einheit darstellen. Auf diese Weise wird erreicht, daß die pulver- oder faserförmigen, elektrisch leitenden Teilchen in der Masse der isolierenden Auskleidung einen elektrischen Leiter bilden, von dem die Meßspannung des magnetisch-induktiven Durchflußaufnehmers abgegrif­ fen werden kann. Die Elektroden können auf diese Weise chemisch be­ ständig ausgestaltet und dauerhaft dicht in das Auskleidungsmaterial integriert werden. Für die Ausführungsform eines magnetisch-induktiven Durchflußaufnehmers mit galvanischem Abgriff der Meßspannung ist es gemäß der DE 29 50 039 C2 vorgesehen, ein Metallnetz mit einem daran angeschlossenen und nach außen geführten Stromleiterdraht in das Elek­ trodenmaterial einzubetten, um die Elektrodenkontaktierung sicherzustel­ len. Zur Vermeidung von Kurzschlußbildung zwischen der Elektrode und dem metallischen Mantel des Meßrohrs ist zwischen Meßrohr und Elek­ trode eine Isolierschicht aus einem dielektrischen Kleber und ein an der Kleberschicht fixiertes, den Meßrohrmantel durchsetzendes, isolierendes Schutzrohr vorgesehen, welches den nach außen geführten Stromleiter­ draht umgibt.

Der magnetisch-induktive Durchflußaufnehmer nach der DE 29 50 039 C2 weist aus den vorstehend genannten Gründen eine aufwendige An­ schlußkonfiguration der Elektroden auf, wobei die Kontaktierungsmittel, nämlich das Metallnetz und der daran angeschlossene Leitungsdraht, bereits bei der Elektrodenherstellung in die Elektrode integriert werden müssen. Ein Bruch der nach außen geführten Leitung in der Nähe des in die Elektrode eingebetteten Metallnetzes macht die Elektrode unbrauch­ bar. Eine Reparatur ist bei dem hier betrachteten Elektrodentyp mit homo­ gen in das Material der Auskleidung eingebettetem Elektrodenmaterial nur mit großem Aufwand möglich.

In der US 4 388 834 sind magnetisch-induktive Durchflußmesser offen­ bart, bei denen die Kontaktierung der betreffenden Elektroden mit Kon­ taktierungsschrauben erfolgen kann. Hierzu ist es jedoch vorgesehen, daß die Elektroden selbst das Gewinde für die Kontaktierungsschrauben vorgefertigt enthalten. Hierdurch wird die ohnehin schon aufwendige Geometrie der Elektroden nach der US 4 388 834 und somit deren Her­ stellung noch weiter verkompliziert.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen magne­ tisch-induktiven Durchflußaufnehmer der in der DE 29 50 039 C2 erläu­ terten Art dahingehend zu verbessern, daß es mit sehr einfachen Mitteln sichergestellt ist, daß die in den Isolierstoff der Auskleidung eingebettete Elektrode auf einfache Weise ohne Gefahr der Kurzschlußbildung zwi­ schen Elektrode und Meßrohr von außen kontaktierbar ist, wobei im Falle eines schadhaften Kontaktes Reparatur ohne Zerstörung der Elektrode möglich ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Durchflußaufnehmer ist es nicht erforderlich, daß die Elektroden bereits mit leitenden Kontaktierungselementen für den Anschluß externer Leitungen hergestellt werden (vgl. im Gegensatz hier­ zu das Drahtnetz mit daran angeschlossenem Leitungsdraht nach dem Stand der Technik gemäß DE 29 50 039 C2). Das in dem Isolierstoff der Meßrohrauskleidung ausgebildete Gewinde ist derart positioniert und gestaltet, daß der Kontaktstift automatisch in das Sackloch unter Her­ stellung des elektrischen Kontaktes zur Elektrode eindringt, wenn die Kontaktierungsschraube mit dem Innengewinde verschraubt wird. Die Kontaktierungsschraube wird dabei so positioniert, daß sie keinen Kurz­ schluß zwischen der Elektrode und metallischen Teilen des Rohrkörpers bilden kann. Die Kontaktierung der Elektrode mit der Kontaktierungs­ schraube kann auf sehr einfache Weise erfolgen. Ein Wechsel der Kon­ taktierungsmittel, nämlich der Kontaktierungsschraube mit Kontaktstift, ist auf ebenso einfache Weise ohne Zerstörung der Elektrode möglich. Der magnetisch-induktive Durchflußaufnehmer nach der Erfindung kommt mit einer einfachen Elektrodengeometrie aus, und die Präparation für die Kontaktierung, nämlich das Vorsehen des Sacklochs und des Gewindes, können an dem im übrigen fertiggestellten Meßrohr durchgeführt werden, ggf. am Einbauort des Meßrohrs, und zwar unter Berücksichtigung der Dimensionen der jeweils zu verwendenden Kontaktierungsschrauben.

Als Material für den Isolierstoff kann ein Kunststoff oder Naturstoff mit Hartgummicharakteristik gewählt werden, die leicht zu verarbeiten und zu montieren sind. Als elektrisch leitende Zusätze sind die Zusätze nach Anspruch 3 bevorzugt, weil sie zu einem geringen elektrischen Rauschen führen. Vorzugsweise besteht das Meßrohr aus Metall, wobei es von Metallbuchsen durchsetzt ist, welche die Elektroden umschließen.

Die Erfindung wird im Folgenden an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein Meßrohr mit einer Meß­ elektrode.

Fig. 2 zeigt einen Teilquerschnitt durch ein Meßrohr mit einer Er­ dungselektrode.

Das jeweils vorgesehene Meßrohr 2 besteht aus Metall, bevorzugt aus Chrom-Nickel-Stahl, und ist mit einer inneren Auskleidung 4 aus einem hartgummiähnlichen Isolierstoff versehen.

In dem Meßrohr 2 nach Fig. 1 befindet sich ein Loch 6, das von einer Elektrodenbuchse 8 aus Metall durchsetzt ist. Mit einem Umfangsflansch 10 ist die Elektrodenbuchse 8 an dem Meßrohr 2 angeschweißt (Schweißnaht 12). Ein zylindrischer Bereich 14 der Auskleidung 4 ragt in die Elektrodenbuchse 8 hinein und umschließt eine Meßelektrode 16 aus einem Isolierstoff mit elektrisch leitenden Zusätzen, der dem Isolierstoff der Auskleidung 4 entspricht und mit ihm homogen verbunden ist, bei­ spielsweise durch Heißvulkanisation oder Kaltvulkanisation. Der zylin­ drische Bereich 14 weist in seinem radial äußeren Ende ein Innengewinde 18 auf, in das eine Kontaktierungsschraube 20 für die Elektrode 16 ein­ zuschrauben ist. An der Stirnfläche 22 der Kontaktierungsschraube 20 befindet sich ein Stift 24, der beim Einschrauben der Kontaktierungs­ schraube 20 in einem Sackloch 26 der Elektrode 16 geführt ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist eine Elektrode 28, deren Material dem Material der Elektrode 16 entspricht, in die Auskleidung 4 und in ein Sackloch 30 des Meßrohrs 2 eingelassen.

Claims (4)

1. Magnetisch-induktiver Durchflußaufnehmer mit wenigstens zwei in einem mit einer Auskleidung (4) aus Isolierstoff versehenen Meßrohr (2) elektrisch voneinander isoliert angeordneten Elektroden (16), die aus einem durch elektrisch leitende Zusätze leitend gemachten Isolierstoff bestehen, wobei die Elektroden (16) über ihre Länge von dem Isolierstoff der Auskleidung (4) umschlossen, insbesondere homogen damit verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff der Auskleidung (4) die jeweilige Elektrode (16) radial nach außen überragt und ein Innenge­ winde (18) zur Aufnahme einer mit einem vorderen Kontaktstift (24) versehenen Kontaktierungsschraube (20) für die Elektrode (16) aufweist, wobei die jeweilige Elektrode (16) ein radial nach außen offenes Sackloch (26) zur Aufnahme des Kontaktstiftes (24) der Kontaktierungsschraube (20) aufweist.

2. Magnetisch-induktiver Durchflußaufnehmer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Isolierstoff ein Kunststoff oder Natur­ stoff mit Hartgummicharakteristik ist.

3. Magnetisch-induktiver Durchflußaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Zusätze aus Graphit bestehen.

4. Magnetisch-induktiver Durchflußaufnehmer nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (2) aus Metall besteht und von die Elektroden (16) umschließenden Metallbuchsen (8) durchsetzt ist.