[发明专利]磁感应流量测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁感应流量测量装置，该测量装置具有测量管以及布置在测量管上的至少一个磁系统。

背景技术

磁感应流量测量装置利用用于体积流量测量的电磁感应原理，并且从大量公开中可以获知。垂直于磁场移动的介质的电荷载体，在基本垂直于介质流动方向以及垂直于磁场方向布置的测量电极中感应测量电压。测量电极中感应的测量电压与测量管的横截面上的平均的介质流速成正比，也就是说，从而与体积流率成正比。如果介质的密度是已知的，则在管线中或在测量管中的质量流量能够被确定。通常跨过测量电极对来探测测量电压，所述测量电极对相对于坐标沿着测量管轴线布置在最大磁场强度区域中，并且其中最大测量电压被预期。所述电极通常与介质流电耦合；然而，也存在带有无接触、电容耦合的电极的磁感应流量测量装置。

在这种情况下，测量管能由导电的非磁性材料制造，例如不锈钢，或者由电绝缘材料制成。如果测量管由导电材料制成，那么与介质接触的区域中其必须嵌入电绝缘材料衬垫。衬垫是由，取决于温度和介质，例如，热塑、热硬化或弹性体、合成材料或塑料组成。然而，也存在具有陶瓷衬垫的磁感应流量测量装置。

从US2004/0149046A1已知一种具有测量管的电磁流量测量装置，其具有平面区域以及除此之外的圆柱表面。布置在平面区域上的是磁系统的极靴。在该情况下，该极靴、内芯和线圈通过螺栓防滑连接固定在外芯(用于将通量引导回来)。该实施例的情况中不利的是测量管上的极靴的传统的贴合无缝的、形状互锁轴承，因为这在公差上提出了很高的需求。问题在于：在测量管上仅仅经由外芯的极靴的机械的不太稳定的固定。在振动情况下，这会导致测量信号的衰减。

US2,734,380公开了一种磁流量测量装置，其具有测量管，在该情况下，两个磁线圈的极靴位于平面区域上。这两个磁芯通过外置螺栓(该专利图3中的126)固定在测量管上。该实施例的情况中的缺点是：需要若干个螺栓，在非对称拧紧扭矩的情况下，会产生额外的测量偏差。

EP1 674 836A1公开了一种磁感应流量测量装置，其具有线圈和至少两个相互可释放地连接的组件，其中，组件位于直角测量线区域上的平面上并且通过在该测量线上的外部管保持。在该情况下，通过一片弯曲金属片补偿测量管外径中的公差，该弯曲金属片按压芯、并且经由该芯极靴抵靠测量管。该实施例的情况的缺点是：由于金属片较薄，金属片按压在芯上的力是相对较小的，例如在振动的情况下，该特性会不利地影响测量装置的灵敏度及其稳定性。

US5,751,535公开了一种电子流量测量装置，其具有圆柱测量管和其上的磁轴承极靴。这些变形实施例的情况中的缺点特别是：极靴的通孔角度，其取决于管公差，因为支承点不是通过平面、机械区域限定的，而是通过测量管外围上的极靴的接触限定的。取决于测量管直径或与理想圆度的偏差，极靴的支承点在测量管上变化。当在安装中，极靴压靠测量管，腿依赖于测量管的几何结构和施加的力弯曲。这会导致额外的测量偏差。

DE103 06 522公开了一种高效的以及引导安装和固定磁系统在非常小的直径的管上的系统。其通过线圈架的有利形状，特别实现了线圈芯和磁场导回路径，然而在较大管径的情况下是不太有利的。

DE35 45 155其中公开了由多个部分组成的壳体上的磁系统的固定，而不是直接在测量管上(参见专利中的图3)。此处的缺点是：取决于组件的尺寸和公差，在极靴和测量管之间会出现间隔或者壳体不能安装在芯上。

电极可以基本细分为电极头，其至少部分与流经测量管的介质接触，以及电极轴，其几乎完全位于测量管壁内。

除了磁系统外，电极是磁感应流动测量装置的中央组件。在电极的该实施例及结构中，需要注意的是它们能尽可能被简单地装配在测量管中并且在随后的测量操作中不会发生密封问题；此外，电极应该提供了灵敏的以及同时低干扰的测量信号的探测。

除了用作探测测量信号的测量电极，通常额外的电极以参考电极或接地电极的形式安装在测量管内。这些电极用作测量参考电位或检测部分填充的测量管或通过安装的温度传感器来探测介质温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单且经济有效地制造的磁感应流量测量装置。

该目的是通过独立权利要求1和12的特征实现的。本发明的进一步的展开和实施例能在各自的从属权利要求的特征中体现。

附图说明

本发明允许多个形式的实施例。现在将会基于附图进行更详细的解释其中的一些实施例，该附图在下面示出，其中为相同的要素提供了相同的附图标记。