專利名稱：磁感應的流量計的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種如權利要求I前序部分所述的磁感應的流量計。
背景技術：
磁感應的流量計利用一種測量方法，它以電磁感應的法拉第定律為基礎。在1832年在米歇爾 法拉第的公開文獻中就已經確任了用于磁感應地測量流體流速的第一基本原理?，F(xiàn)代電子電路技術與磁交變場相結合能夠使與流速成比例的有效信號與干擾信號分離，它們在電-化學過程中在產生磁場時在用于信號耦出的電極上出現(xiàn)。因此磁感應的流量計的廣泛工業(yè)應用似乎不再存在障礙。磁感應的流量計的測量原理充分利用運動的電荷在磁場中的分離。通過由非磁化材料制成的管流動要被測量的導電的液體，管的內側面電絕緣。從外面利用線圈施加一個磁場。在導電的液體中存在的電荷載體、離子和其它充電的顆粒通過磁場偏轉正電荷載體向著一側，負電荷載體向著另一側。在垂直于磁場設置的測量電極上通過電荷分離產生電壓，它通過測量儀獲得。測得的電壓強度與電荷載體的流速成比例并因此與測量流體的流速成比例。利用時間上的積分能夠求得流量。在以純交流電壓產生的磁場中導致在電極中感應干擾電壓，它們必須通過適合的但是費事的濾波器抑制。因此一般通過變換極性的脈動直流產生磁場。這保證穩(wěn)定的零點和相對于多相物質的影響和液體中的不均勻性不敏感地測量。因此在低導電性時也可以實現(xiàn)可利用的測量信號。如果測量液體通過測量管流動，按照感應定律在兩個測量電極上出現(xiàn)一個電壓，測量電極在測量管中垂直于流動方向且垂直于磁場設置。這個電壓在對稱的流動輪廓和均勻的磁場中直接與平均流速成比例。感應的流量測量方法能夠直接由流量產生用于繼續(xù)處理的可利用的電信號。原理上適用于等式
U=k*B*D*v
其中U=電壓，k=比例系數(shù)，B=磁場強度，D=管直徑，V=流速。在US 6，626，048 BI中公開了一種磁場感應流量計的實現(xiàn)方法，其整個公開內容在這里通過引用組合。但是這個文獻只示出物理和電的基本原理，沒有實際的實現(xiàn)性。當然，在實際實現(xiàn)磁感應流量計時要解決顯著的問題。其中一個是材料問題。測量管必需是非磁化的，用于不干擾磁場。測量管還必需是電絕緣的，用于不干擾借助于電極接收電壓。此外測量管必需由對食品安全的原料制成，如果流體是食品、例如飲料的時候。如果作為原料使用對食品安全的塑料，則能夠最好地滿足這些要求。但是塑料與金屬相比存在強度明顯低的缺陷。但是強度相對于內壓是必需的前提。通過管壁的最大厚度實現(xiàn)內壓強度的嘗試是不可行的，因為否則極大地削弱了磁場。如上所述，測量電極上的電壓與磁場強度成比例，前提是磁場均勻地滲透測量通道。US 6，626，048 BI對于圓柱形測量通道公開了一個解決方案，由一個具有由鐵磁電工鋼板制成的磁芯的磁線圈以及兩個與磁芯耦聯(lián)的由軟磁電工鋼板制成的磁極組成。但是實際的實驗已經證實，通過這個結構不能實現(xiàn)滿意的測量結果。原因是電工鋼板中相對較長的場線和較大的磁阻，因為磁回路圍繞電極設置。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，給出一個磁感應的流量計，它克服上述的問題并且提供最佳的
測量結果。這個目的通過具有權利要求I特征的磁感應流量計得以實現(xiàn)。按照本發(fā)明的磁極的主要優(yōu)點是磁場線均勻地分布在整個極表面上，通過雙臂作用于磁極的背面上。通過雙臂的巧妙尺寸能夠影響磁場線的分布。同時沖壓-折疊-彎曲部件能夠全自動且大批量地加工。按照本發(fā)明的擴展結構所述磁極表面是三角形的，由此形成的磁極是矩形的?？梢赃x擇橢圓形的磁極。所述雙臂具有其它優(yōu)點。按照本發(fā)明的一個擴展結構，如果電磁鐵的磁芯或者無論如何在其端部上扁平地構成，由此使它能夠夾緊在雙臂之間。通過這種方式使在電磁鐵中產生的磁場線最佳且沒有削弱的氣隙地分布在雙臂的兩個部件上，它們使磁場線繼續(xù)傳導到磁極的表面元件里面。為了易于裝配電磁鐵的磁芯可以使雙臂的端部漏斗形地擴展。為了能夠搬運和定位電磁鐵、磁芯和磁極，按照本發(fā)明的改進方案設有一個塑料固定體，它夾緊地固定這些部件。按照一個優(yōu)選的擴展結構所述塑料固定體具有大致U形的形狀，具有一個在端頭上的穩(wěn)定橫臂、兩個短側腿、與其平行的兩個長側腿、一個在長側腿與短側腿之間的槽，與雙臂和磁芯的強度相協(xié)調、和側面導向，它們保證磁極雙臂位置正確地定位在長側腿上。這個塑料固定體的優(yōu)點是，可以通過簡單的插接過程裝配磁部件。可以簡單且可靠地搬運由塑料固定體和磁部件組成的組合并最終裝配在磁感應的流量計里面。按照一個改進方案所述長側腿可以終結在一個鉤里面。這個結構的優(yōu)點是，使磁感應流量計的外殼與其匹配地成形。
借助于附圖以實施例的形式詳細解釋本發(fā)明。附圖中
圖I示出由電工鋼板制成的沖壓-彎曲-折疊部件，用于加工矩形的磁極，
圖2示出由此制成的磁極，
圖3以正視圖不出一個電磁鐵,具有扁平的磁芯和兩個按照圖I的磁極，夾緊地固定在塑料固定體里面，
圖4示出圖3的側視圖，
圖5示出配備磁部件的圖3的塑料固定體，安裝在磁感應的流量計的橫向剖視的外殼里面。
具體實施方式
圖I示出一個由電工鋼板制成的沖壓-彎曲-折疊部件?？梢钥闯鲩L形板條11’，在其上以相互間隔成形三角形的表面元件10. I, 10. 2。在表面元件10. I, 10. 2之間在板條11’上設有折疊線12。在板條11’與表面元件10. I, 10. 2之間設有彎曲線13。圖2示出由圖I的部件通過沿著線12折疊和沿著線13彎曲產生的磁極10。兩個三角形表面元件10. 1，10. 2互補成一個矩形磁極。雙臂11的自由端漏斗形地擴展。可以容易地實現(xiàn)其它形狀的磁極表面，例如倒圓的，橢圓形等。這個磁極10的主要優(yōu)點除了簡單加工以外還在于通過雙臂11最佳地導引磁場到極表面。此外電磁鐵26的磁芯27的扁平端部(圖3和4)能夠夾緊在雙臂11之間，由此使由電磁鐵26產生的磁場最佳地且沒有干擾氣隙地進入到極表面。圖3示出電磁鐵26與扁平磁芯27，其端部夾緊在兩個磁極10的雙臂11之間。磁部件10，27本身夾緊地固定在一個塑料固定體20里面。該塑料固定體20具有大致U形的形狀，具有端頭上的穩(wěn)定橫臂21、兩個短側腿22、兩個與其平行的長側腿23、一個在兩個側
腿22，23之間的槽、與雙臂11和磁芯27相協(xié)調和側面導向24，它們保證雙臂11位置正確地定位在長側腿23上。在磁線圈26中產生的交變磁場通過磁芯27大面積地傳遞到雙臂11并且從雙臂傳遞到磁線圈10，從那里產生通過雙箭頭象征性表示的均勻磁場。圖4以側視圖示出圖3的裝置?？梢钥闯鰥A緊在雙臂11之間的磁芯27和夾緊在側腿22，23之間的雙臂11。此外可以看到在長腿23下端部上成形的鉤25，它與磁感應流量計外殼上的相應對應體相對應。圖5示出圖3和4的塑料固定體20，具有裝配的磁部件10，26，27，安裝在磁感應的流量計外殼里面，以橫截面圖示出流量計。磁感應的流量計具有矩形的測量通道31，具有長的側壁32，在其外表面上頂靠磁極10，用于在測量通道31內部產生通過雙箭頭象征性表示的均勻的磁場。還可以看到一個安裝在測量通道31里面的電極34，它垂直于磁場取向并且在其上可以接收測量電壓，它與要測量的流量成比例。圖5以橫截面圖還示出用于外殼的外部加強支架，它由兩個平行的、在這里垂直取向的第一長筋40和兩個與其垂直的第二長筋41組成。兩個長筋40，41終結在一個橫隔板42里面，在其背面存在用于測量流體的(在這里不可見的)入口接管或出口接管。磁線圈26定位在兩個電極34的一個電極旁邊，而且盡可能靠近。由此使從磁線圈26通過磁芯27和雙臂11到磁極表面的磁路徑非常短并保持自由接觸電極34，用于截取測量電壓。最后還看到在測量通道31的壁體32與第一長筋40之間的內部橫隔板37，它使由測量通道31中的內壓施加在通道壁32上的壓力傳遞到外部支架40，41上。
權利要求
1.一種磁感應的流量計具有由塑料制成的耐壓外殼，包括一個測量單元，該測量單元具有 -一個由測量流體通流的具有矩形橫截面的測量通道(31)， -一個通道壁(32)， -在通道壁(32)上的兩個對置的磁極(10)， -一個具有磁線圈(26)和磁芯(27)的、用于產生交變磁場的電磁鐵， -和兩個在通道壁(32)中對置的測量電極(34)，其特征在于， -所述磁極(10)是長形板條(11’)形式的由電工鋼板制成的沖壓-彎曲-折疊部件，具有成形的、相互間隔的表面元件(10. I, 10. 2)， -所述長形板條(11’)在折疊后形成雙臂(11)， -所述表面元件(10. 1，10. 2)在彎曲后形成磁極表面， -所述雙臂(11)和磁極表面形成磁極(10)， -所述雙臂(11)位于磁極(10)的背面上。
2.如權利要求I所述的磁感應的流量計，其特征在于， -所述磁線圈(26)定位在一個測量電極(34)旁邊， -所述雙臂與磁極表面對角地延伸。
3.如權利要求I或2所述的磁感應的流量計，其特征在于， -所述表面兀件(10. I, 10. 2)是二角形的， -所述磁極表面形成一個矩形， -所述雙臂(11)垂直地豎立在磁極表面上。
4.如權利要求I或2所述的磁感應的流量計，其特征在于， -所述表面元件是倒圓的， -所述磁極表面形成一個橢圓， -所述雙臂(11)垂直地豎立在磁極表面上。
5.如權利要求I至4中任一項所述的磁感應的流量計,其特征在于， -所述電磁鐵(26)的磁芯(27)是 -扁平的 -且夾緊在雙臂(11)之間。
6.如權利要求I至5中任一項所述的磁感應的流量計,其特征在于， -所述雙臂(11)的端部漏斗形地擴展。
7.如權利要求I至6中任一項所述的磁感應的流量計,其特征在于， -一個塑料固定體(20 )夾緊地固定磁線圈(26 )、磁芯(27 )和磁極(10 )。
8.如權利要求7所述的磁感應的流量計，其特征在于， -所述塑料固定體(20)具有大致U形的形狀，具有 -一個在端頭上的穩(wěn)定橫臂(21), -兩個短側腿(22)， -與其平行的兩個長側腿(23) -和一個在兩個側腿(22，23)之間的槽，與雙臂(11)和磁芯(27)的夾緊固定相協(xié)調。
9.如權利要求7或8所述的磁感應的流量計，其特征在于，-側面導向(24)保證雙臂(11)位置正確地定位在長側腿(23)上。
10.如權利要求7，8或9所述的磁感應的流量計，其特征在于，-所述長側腿(23 )終結在一個鉤(25 )中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁感應的流量計，具有由塑料制成的耐壓外殼，包括一個測量單元，具有一個由測量流體通流的具有矩形橫截面的測量通道(31)、一個通道壁(32)、在通道壁(32)上的兩個對置的磁極(10)、一個具有磁線圈(26)和磁芯(27)的、用于產生交變磁場的電磁鐵和兩個在通道壁(32)中對置的測量電極(34)。所述磁極(10)是長形板條(11’)形式的由電工鋼板制成的沖壓-彎曲-折疊部件，具有成形的、相互間隔的表面元件(10.1,10.2)。所述長形板條(11’)在折疊后形成雙臂(11)。所述表面元件(10.1,10.2)在彎曲后形成磁極表面。所述雙臂(11)和磁極表面形成磁極(10)。所述雙臂(11)位于磁極(10)的背面上。
文檔編號H01F41/02GK102803906SQ201080026011
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月11日 優(yōu)先權日2009年6月12日
發(fā)明者J.格格, M.齊默曼, R.普施蒂爾 申請人:感覺測量系統(tǒng)公司