電磁感應的流量測量儀和用于其制造的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電磁感應的流量測量儀和用于其制造的方法，該流量測量儀帶有測量管、用于產(chǎn)生垂直于測量管的縱軸線伸延的磁場的磁場產(chǎn)生裝置和兩個測量電極，其中，測量管具有金屬的基體并且基體全面地設有熱塑性的覆蓋層，并且其中，兩個測量電極的虛擬連接線與垂直于測量管的縱軸線貫穿測量管的磁場的方向垂直地伸延。在根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀中，測量管的穿過部位、即測量電極在其處穿過測量管的部位以簡單的方式由此液體密封地來實現(xiàn)，即在穿過部位處在測量管的熱塑性的覆蓋層與測量電極之間實現(xiàn)通過覆蓋層的加熱所產(chǎn)生的液體密封的連接。
【專利說明】電磁感應的流量測量儀和用于其制造的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電磁感應的流量測量儀，其帶有用于流過導電的介質(zhì)的至少一個測量管、用于產(chǎn)生至少也垂直于測量管的縱軸線伸延的磁場的至少一個磁場產(chǎn)生裝置和至少兩個測量電極，其中，測量管具有金屬的基體并且基體至少在測量管內(nèi)側(cè)處設有熱塑性的覆蓋層，并且其中，這兩個測量電極的虛擬連接線與垂直于測量管的縱軸線貫穿測量管的磁場的方向至少大致垂直地伸延。本發(fā)明也涉及一種用于制造這樣的電磁感應的流量測量儀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)十年來，在現(xiàn)有技術(shù)中廣泛已知電磁感應的流量測量儀。對此示例性地參考教授 K.W.Bonfig 博士(工程師)的引文“Technische Durchflussmessung”(第三版，Vulkan-出版社Essen, 2002,123至167頁)、并且還參考Friedrich Hoffmann工程師論文的引文“Grundlagen Magnetisch-1nduktive Durchf lussmessung，，(第三版，2003, KROHNEMesstechnik GmbH&C0.KG 公司的印刷品)。
[0003]用于流動的介質(zhì)的流量測量的電磁感應的流量測量儀的基本原理追溯到Mi chae IFaraday，他已在1832年提出運用電磁感應的原理用于測量導電的介質(zhì)的流動速度。
[0004]根據(jù)法拉第電磁感應定律，在被磁場貫穿的流動的導電的介質(zhì)中產(chǎn)生垂直于介質(zhì)的流動方向且垂直于磁場的電場強度。法拉第電磁感應定律由此被用在電磁感應的流量測量儀中，即借助于具有至少一個磁場線圈、通常兩個磁場線圈的磁場產(chǎn)生裝置產(chǎn)生在測量過程期間在時間上變化的磁場并且該磁場至少部分地貫穿流過測量管的導電的介質(zhì)。在此，所產(chǎn)生的磁場具有垂直于測量管的縱軸線或者說垂直于介質(zhì)的流動方向的至少一個分量。
[0005]開頭所實施的是，測量管具有金屬的基體并且基體至少在測量管內(nèi)側(cè)處設有熱塑性的覆蓋層。代替這樣的測量管，也可設置有一測量管，其代替金屬的基體具有非金屬的基體、例如陶瓷的基體。當前也應包括在其中測量管總地由熱塑性材料構(gòu)成的電磁感應的流量測量儀。接下來，然而始終由此出發(fā)，即測量管具有金屬的基體并且基體至少在測量管內(nèi)側(cè)處設有熱塑性的覆蓋層。術(shù)語“至少在測量管內(nèi)側(cè)處”當然也包括基體全面地(allseitig)設有熱塑性的覆蓋層的實施形式。
[0006]如果如開頭所述所談及的電磁感應的流量測量儀包括“用于產(chǎn)生至少也垂直于測量管的縱軸線伸延的磁場”的至少一個磁場產(chǎn)生裝置，那么這里應再次指出的是，該磁場雖然優(yōu)選地垂直于測量管的縱軸線或者說垂直于介質(zhì)的流動方向伸延，然而該磁場的一分量垂直于測量管的縱軸線或者說垂直于介質(zhì)的流動方向伸延就足夠。
[0007]開頭還實施的是，所談及的電磁感應的流量測量儀包括至少兩個測量電極，其中，這兩個測量電極的虛擬連接線至少大致垂直于貫穿測量管的磁場的方向伸延。優(yōu)選地，這兩個測量電極的虛擬連接線實際上或多或少垂直于貫穿該磁場的磁場的方向伸延。
[0008]在流動的導電的介質(zhì)中通過感應所產(chǎn)生的電場強度可通過直接地、即電流地與介質(zhì)相接觸的測量電極作為電壓來測量或者也可由非直接地、即非電流地與介質(zhì)相接觸的電極電容性地來檢測。在此涉及電磁感應的流量測量儀，在其中在流動的、導電的介質(zhì)中通過感應所產(chǎn)生的電場通過直接地、即電流地與介質(zhì)相接觸的測量電極作為電壓來測量。
[0009]在現(xiàn)有技術(shù)中已知的電磁感應的流量測量儀中的測量誤差如今比較小，可實現(xiàn)小于0.2%的測量誤差。
[0010]對于已知的電磁感應的流量測量儀，例如僅參考德國公開文件197 08 857,102004 063 617,10 2008 057 755和10 2008 057 756以及參考尚未公開的專利申請102011 119 982.2。以此明確地使前述在先公開的文件的公開內(nèi)容和前述尚未公開的專利申請的公開內(nèi)容也屬于本專利申請的公開內(nèi)容。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]此外上面已實施的是，當前涉及一種電磁感應的流量測量儀，在其中在流動的導電的介質(zhì)中通過感應所產(chǎn)生的電場強度通過直接地、即電流地與介質(zhì)相接觸的測量電極作為電壓來測量。即本發(fā)明的目的是說明一種開頭所說明的類型的電磁感應的流量測量儀，在其中測量管的穿過部位(Durchdringungsstelle)、即在其處測量電極穿過測量管的部位可以以簡單的方式液體密封地來實現(xiàn)，或說明一種方法，利用其可以以簡單的方式液體密封地實現(xiàn)之前所闡述的穿過部位，即測量電極可以以簡單的方式液體密封地、穿過測量管地來實現(xiàn)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀(在其中實現(xiàn)之前所列舉的目的)首先且主要特征在于，在穿過部位(在其處測量電極穿過測量管的部位)處在測量管的熱塑性的覆蓋層與測量電極之間實現(xiàn)通過覆蓋層的加熱所產(chǎn)生的液體密封的連接。
[0013]對于根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀首先重要的是，測量管的基體所設有的覆蓋層也在穿過部位之內(nèi)來實現(xiàn)。如果即如開頭所述基體至少在測量管內(nèi)側(cè)處設有熱塑性的覆蓋層，則這包括，熱塑性的覆蓋層從基體起延伸到穿過部位中。即不必要的是熱塑性的覆蓋層還在基體的測量管外側(cè)上實現(xiàn)，盡管如此有利地且優(yōu)選地適用于根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀的測量管的是，基體全面地設有熱塑性的覆蓋層，即該熱塑性的覆蓋層設置在基體的測量管內(nèi)側(cè)上、基體的測量管外側(cè)上和在穿過部位的區(qū)域中，即基體完全被熱塑性的覆蓋層包圍，即也在穿過部位的區(qū)域中。
[0014]為了能夠?qū)y量電極相對簡單地放置在測量管中、即能夠?qū)⑵湟氪┻^部位中，測量電極的外直徑在穿過部位的區(qū)域中略微小于穿過部位的內(nèi)直徑。
[0015]此外，根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀的一優(yōu)選的實施形式特征在于，測量電極具有在外面貼靠到測量管處的凸緣(Bund)并且測量管在穿過部位的區(qū)域中具有用于測量電極的凸緣的接觸面(Anlageflaeche)。這些接觸面首先在將測量電極引入測量管的穿過部位中時是有幫助的。其實際上用作止擋，從而測量電極可由此正確地來放置，即其被如此遠地引入測量管的穿過部位中，使得處于外面的凸緣貼靠到接觸面處。此外，在該實施形式中，當熱塑性的覆蓋層(如之前示出為有利的那樣)完全包圍基體、即不僅設置在穿過部位的區(qū)域中而且設置在接觸面的區(qū)域中時，還在測量電極的凸緣與在測量管處在穿過部位的區(qū)域中所實現(xiàn)的接觸面之間產(chǎn)生液體密封的連接。
[0016]從開頭所實施的內(nèi)容和從關于基于本發(fā)明的目的所實施的內(nèi)容中得到，本發(fā)明的對象不僅是之前所說明的電磁感應的流量測量儀，一種用于制造這樣的電磁感應的流量測量儀的方法也是本發(fā)明的對象。還從之前所實施的內(nèi)容中得到，根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀的制造也可具有特別的意義。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的用于制造之前所說明的類型的電磁感應的流量測量儀的方法首先且主要特征在于，首先將用于測量電極穿過測量管的穿過部位引入測量管的基體中、優(yōu)選地通過鉆孔，之后使基體(無論如何在穿過部位的區(qū)域中)設有熱塑性的覆蓋層，并且最后通過覆蓋層在穿過部位的區(qū)域中的加熱將測量電極液體密封地與測量管相連接。
[0018]如果如之前所述在第二方法步驟中使基體無論如何在穿過部位的區(qū)域中設有熱塑性的覆蓋層，那么考慮，在將用于測量電極穿過測量管的穿過部位引入測量管的基體中之前，一方面功能必要地熱塑性的覆蓋層僅是在穿過部位的區(qū)域中，另一方面熱塑性的覆蓋層也可在測量管內(nèi)側(cè)處來實現(xiàn)。然而優(yōu)選地首先使無覆蓋層的基體設有穿過部位并且之后使基體整個設有熱塑性的覆蓋層，即在測量管內(nèi)側(cè)、測量管外側(cè)處和將測量管內(nèi)側(cè)與測量管外側(cè)相連接地在穿過部位的區(qū)域中。
[0019]之前作為第三方法步驟進行將測量電極與測量管液體密封地連接，亦即通過根據(jù)本發(fā)明的在穿過部位的區(qū)域中加熱熱塑性的覆蓋層的步驟。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的制造電磁感應的流量測量儀的最后所說明的方法步驟可以以不同的方式來執(zhí)行。一可能性在于，將測量電極加熱到對于將測量電極與測量管的覆蓋層相連接必需的溫度上并且然后優(yōu)選地以較小的引入力將其引入穿過部位中。另一可能性特征在于，首先將測量電極引入穿過部位中，并且然后當將其引入穿過部位中時優(yōu)選地通過感應加熱將其加熱到對于將測量電極與測量管的覆蓋層相連接必需的溫度上。最后所說明的可能性相對于先前所說明的可能性具有該優(yōu)點，不必操作熱的對象、即之前所加熱的測量電極。
[0021]對于根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀重要的是且對于根據(jù)本發(fā)明的用于制造根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀的方法重要的是熱塑性的覆蓋層，其至少部分地、優(yōu)選地整體地覆蓋測量管的基體，其在加熱時在其表面處熔焊或熔化成使得與所引入的測量電極產(chǎn)生液體密封的連接。
[0022]這樣的、此外以名稱“Rilsan”來銷售的材料尤其適合作為用于熱塑性覆蓋層的材料。對材料“Rilsan”的化學名稱是聚酰胺11。它是粉末狀的、熱塑性的塑料，其基于植物性的蓖麻油來制造。在此，蓖麻油被加工成單體，通過聚合作用由其產(chǎn)生聚酰胺11。
[0023]根據(jù)本發(fā)明(不僅在根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀中而且在根據(jù)本發(fā)明的用于制造電磁感應的流量測量儀的方法中)實現(xiàn)的優(yōu)點主要在于，尤其當考慮根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀可以是批量產(chǎn)品時，以特別簡單的且成本有利的方式在引入測量管中的測量電極與測量管之間實現(xiàn)液體密封的連接。對于液體密封的連接不需要特別的密封件、即例如O形環(huán)，而也不需要測量電極的復雜的擰入。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]現(xiàn)在特別是存在設計和改進根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀和根據(jù)本發(fā)明的用于制造這樣的流量測量儀的方法的不同可能性。對此，一方面參考從屬于權(quán)利要求1和4的權(quán)利要求、另一方面參考接下來所說明的、在附圖中相對示意性地示出的根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀的實施例。其中:
圖1示意性地在其基本的結(jié)構(gòu)尺寸中顯示了電磁感應的流量測量儀，
圖2以示意性的剖示圖顯示了根據(jù)圖1的電磁感應的流量測量儀的測量管，
圖3還又以剖示圖在另一側(cè)視圖中顯示了根據(jù)圖2的測量管，
圖4示意性地顯示了在未示出的測量電極的區(qū)域中根據(jù)圖1至3的測量管的測量區(qū)段的橫截面，以及
圖5以相對于圖4放大的圖示顯示了在測量電極的區(qū)域中根據(jù)圖1至3的測量管的測量區(qū)段的橫截面，帶有引入測量管中的測量電極。
【具體實施方式】
[0025]圖1僅示意性地顯示了電磁感應的流量測量儀1，其帶有用于流過導電的介質(zhì)的測量管2、用于產(chǎn)生至少也垂直于測量管2的縱軸線4伸延的磁場的磁場產(chǎn)生裝置3和至少兩個測量電極5、6，其中，僅圖5示出的測量管I具有金屬的基體7并且基體7全面地設有熱塑性的覆蓋層8，并且其中，這兩個測量電極5、6的虛擬連接線9與垂直于測量管2的縱軸線4貫穿測量管2的磁場的方向垂直地伸延。
[0026]測量管2特別具有流入?yún)^(qū)段2a、聯(lián)接到流入?yún)^(qū)段2a處的測量區(qū)段2b和聯(lián)接到測量區(qū)段2b處的流出區(qū)段2c。
[0027]僅在圖1中示出，磁場產(chǎn)生裝置3包括兩個空心板3a和兩個勵磁線圈3b。
[0028]對于在附圖中所示的根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀I的實施例適用的是，如圖1、2和3所示，測量管2在流入?yún)^(qū)段2a的開始處和流出區(qū)段2c的結(jié)束處具有圓形的橫截面。與此相比，測量管2在測量區(qū)段2b的區(qū)域中具有或多或少矩形的橫截面，圖1 一方面與圖2而另一方面與圖3的比較、但是主要圖4和圖5示出這種情況。
[0029]關于通過在附圖中所示的測量管2的幾何結(jié)構(gòu)所實現(xiàn)的內(nèi)容，參考尚未公開的專利申請 10 2011 119 982.2。
[0030]如圖5、亦即不僅圖5a而且圖5b所示，在穿過部位10 (在其處測量電極5、6在測量區(qū)段2b的區(qū)域中穿過測量管2的部位)處在測量管2的熱塑性的覆蓋層8與測量電極5和6之間實現(xiàn)通過覆蓋層8的加熱所產(chǎn)生的、液體密封的連接。
[0031]不能識別出的是，測量電極5、6的外直徑在該區(qū)域(在其中其位于穿過部位10的區(qū)域中)中略微小于穿過部位10的內(nèi)直徑。
[0032]此外，圖5就此而言顯示了根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀I的一優(yōu)選的實施例，即測量電極5、6具有在測量區(qū)段2b的區(qū)域中在外面貼靠到測量管2處的凸緣12而測量管2在穿過部位10的區(qū)域中具有用于測量電極5和6的凸緣12的接觸面13。在根據(jù)圖5a的實施例中，基體7具有連續(xù)地相同的壁厚而覆蓋層8為了實現(xiàn)接觸面具有略微更大的壁厚。與此相比，對于根據(jù)圖5b的實施例適用的是，基體7為了實現(xiàn)接觸面13在相應的區(qū)域中具有更大的壁厚，而覆蓋層8連續(xù)地具有保持相同的壁厚。
[0033]對于制造之前所闡述的根據(jù)本發(fā)明的電磁感應的流量測量儀I適用的是，首先當然在測量區(qū)段2b的區(qū)域中將用于測量電極5、6穿過測量管2的穿過部位10引入測量管2的基體7中、優(yōu)選地通過鉆孔，然后使基體7、無論如何在穿過部位10的區(qū)域中然而優(yōu)選地整體地設有熱塑性的覆蓋層8，并且最后通過熱塑性的覆蓋層8在穿過部位10的區(qū)域中的加熱將測量電極5、6液體密封地與測量管2相連接。
[0034]之前所闡述的第三方法步驟、將測量電極5、6與測量管2液體密封地連接可以以不同的方式來執(zhí)行。一可能性在于將測量電極5和6(亦即尚未引入)加熱到對于將測量電極5、6與測量管2的覆蓋層8相連接必需的溫度上并且然后優(yōu)選地以較小的引入力將加熱的測量電極5、6引入穿過部位10中。另一、亦即一優(yōu)選的方法特征在于，首先將測量電極5、6引入測量管2的穿過部位10中，并且然后當將其引入穿過部位10中時將其加熱到對于將測量電極5、6與測量管2的覆蓋層相連接必需的溫度上，這優(yōu)選地可通過感應加熱實現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁感應的流量測量儀，其帶有用于流過導電的介質(zhì)的至少一個測量管、用于產(chǎn)生至少也垂直于所述測量管的縱軸線伸延的磁場的至少一個磁場產(chǎn)生裝置和至少兩個測量電極，其中，所述測量管具有金屬的基體并且所述基體至少在測量管內(nèi)側(cè)處設有熱塑性的覆蓋層，并且其中，這兩個測量電極的虛擬連接線與垂直于所述測量管的縱軸線貫穿所述測量管的磁場的方向至少大致垂直地伸延， 其特征在于，在穿過部位(10)、所述測量電極(5，6)在其處穿過所述測量管(2)的部位處在所述測量管⑵的熱塑性的覆蓋層⑶與所述測量電極(5，6)之間實現(xiàn)通過所述覆蓋層(8)的加熱所產(chǎn)生的、液體密封的連接(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁感應的流量測量儀，其特征在于，所述測量電極(5，6)的外直徑在所述穿過部位(10)的區(qū)域中略微小于所述穿過部位(10)的內(nèi)直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電磁感應的流量測量儀，其特征在于，所述測量電極(5,6)相應具有在外面貼靠到所述測量管(2)處的凸緣(12)而所述測量管(2)在所述穿過部位(10)的區(qū)域中相應具有用于所述測量電極(5，6)的凸緣(12)的接觸面(13)。
4.一種用于制造電磁感應的流量測量儀的方法，所述電磁感應的流量測量儀帶有用于流過導電的介質(zhì)的至少一個測量管、用于產(chǎn)生至少也垂直于所述測量管的縱軸線伸延的磁場的至少一個磁場產(chǎn)生裝置和至少兩個測量電極，其中，所述測量管具有金屬的基體并且所述基體至少在測量管內(nèi)側(cè)處設有熱塑性的覆蓋層，并且其中，這兩個測量電極的虛擬連接線與垂直于所述測量管的縱軸線貫穿所述測量管的磁場的方向至少大致垂直地伸延， 其特征在于， 首先將用于所述測量電極(5和6)穿過所述測量管(2)的穿過部位(10)引入所述測量管(2)的基體(7)中、優(yōu)選地通過鉆孔，然后使所述基體(7)、無論如何在所述穿過部位(10)的區(qū)域中設有熱塑性的覆蓋層(8)，并且最后通過熱塑性的所述覆蓋層(8)在所述穿過部位(10)的區(qū)域中的加熱將所述測量電極(5，6)液體密封地與所述測量管(2)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將所述測量電極(5，6)加熱到對將所述測量電極(5，6)與所述測量管(2)的覆蓋層(8)相連接必需的溫度上并且然后優(yōu)選地以較小的引入力將其引入所述穿過部位(10)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，首先將所述測量電極(5，6)引入所述穿過部位(10)中并且然后當將其引入所述穿過部位(10)中時優(yōu)選地通過感應加熱將其加熱到必需的溫度上。
【文檔編號】G01F1/58GK103630173SQ201310304289
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月21日
【發(fā)明者】J.內(nèi)文 申請人:克洛納有限公司