本发明专利技术展现和描述了一种磁感应流量计，所述磁感应流量计使用用于空管检测的电容测量装置(8)来测量流动的导电介质的速率。为了改进空管检测，特别的，与导电介质的电容耦合，本发明专利技术提供用于空管检测的测量装置(8)，其包括电极(10)和对电极(11)，所述电极(10)和所述对电极(11)中的每个为片状设计，所述电极(10)和所述对电极(11)形成测量电容CMess，所述测量电容CMess取决于所述测量介质(2)和所述测量管(3)的填充级别；为了最大化测量电容CMess，至少在所述电极(10)和所述对电极(11)的区间内，所述测量管(3)具有减少的壁厚度；所述测量管(3)被金属制成的支撑外壳(17)包裹；其中，为了维持的所述测量管(3)的抗压强度，在每种情况中，位于所述电极(10)和所述支撑外壳(17)的内壁之间，以及位于所述对电极(11)和所述支撑外壳(17)的内壁之间的减少的壁厚区间设有用于最小化寄生电容对测量电容CMess的影响的具有中空壁设计的支撑元件(18)，其中，在每种情况中，通过支撑元件将所述测量管(3)紧靠所述支撑壳(17)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁感应流量计本专利技术涉及权利要求1的前序部分所述的用于测量流动导电介质的磁感应流量计。磁感应流量计，其工作方式基于电磁感应原理(=法拉第感应定律)，已经发现多年，并且在工业测量工程中深入地使用。根据电磁感应定律，在流动介质中产生垂直于流动方向以及垂直于磁场的电场，电场会承载电荷，并且流过磁场。在磁感应流量计中，通过下面的方式利用感应定律，通过磁场产生装置产生磁场，磁场产生装置通常具有两个通电线圈，磁场至少部分穿过测量管，其中，产生的磁场具有至少一个垂直于流动方向的分量。在磁场中，每个流动体积元会穿过磁场，并且具有一定量的电荷载体在体积元内产生的电场内移动，从而使得电极能够利用的电压增加。因为电极利用的感应电压与介质流过测量管的横截面的平均速率成正比，如果测量管的直径是已知的，则可以从测量的电压直接确定体积流量。使用磁感应流量计的唯一前提条件是导电介质的导电率应当最小。另外，应当保证测量管充满导电介质，因此，导电介质的高度应当至少高于测量电极的高度。然而，如果测量管没有被完全填满，取决于填充级别，则实质性的错误可能发生，磁感应流量计就主要适用于测量管填满的情形。因为这个原因，实际上，在多数情况中，磁感应流量计具有用于检测空管的测量装置。当填充的高度下降了很多，以至于测量值没有需要的精度时，测量装置将此情况指示给用户。这可能是，例如，在一些情况中，测量管只有2/3填满时，因此，当测量管实际是“空”时，实际中使用的用于“空管检测”的测量装置将不仅仅只是产生一个信号。当测量管没有被完全填满时，如果磁感应流量计显示了测量值，则磁感应流量计必须知道测量管填充的程度，从而，可以对测量值进行修正。例如，在专利DE19637716C1中，对修正值及其确定进行了讨论。为此，将测量信号电压施加到一对相对设置的电极上，由此，测量在第二对相对设置的电极上产生的反应电压，其中，两对电极与导电介质相耦合。根据反应电压和测试信号电压之间的确定的关系，可以确定修正值，其中，首先根据经验确定相应的修正值，然后将其存储到存储器中。测量管的填充程度可根据专利DE19655107C2以电容方式确定。这样的话，用于测量导电介质流动的两个电极与导电介质电容耦合，其中，电极与作为电解质的介质形成电容。这样的话，一方面，通过两个电极利用介质中产生的电压来测量介质的流速，另一方面，将交变电压施加到电极上，通过控制和评估电路来确定电极之间的电容，从而测量测量管中的导电介质的比例。本专利技术的目的在于提供一种磁感应流量计，该磁感应流量计对空管检测进行了改进，特别是对介质的电容耦合进行了改进。通过权利要求1的特征来实现本专利技术的任务。附属的权利要求定义了有利的实施例。根据本专利技术，一方面，用于空管检测的测量装置分别包括电极和对电极，每个电极为片状设计，电极和对电极形成测量电容Cifess,电容Cifess为介质和测量管填充级别的函数。因为电极和对电极具有片状设计，一方面，两个电极之间的电容将增加，另一方面，高传输功率可以耦合到介质中，这将导致将要评估的更大的测量信号。此外，根据本专利技术，为了最大化测量电容Cifess，至少在在电极和对电极区间，测量管具有减少的壁厚度。根据有利的实施例，该区间的壁厚度将小于5mm;优选的，近似为2mm。由于减小的壁厚度，电极的电场可以更好的耦合到测量管介质的内部。因为该效应只是与电极的电场相关，如果测量管只是在电极和对电极区间具有薄壁设计，电极的电场便可以更好的耦合到测量管介质的内部。另外，根据本专利技术的磁感应流量计，测量管被铁制的支撑外壳包裹。最后，根据本专利技术，为了将寄生电容对测量电容CifessW影响最小化，减少的壁厚区域位于电极和支撑外壳的内壁之间，并且位于对电极和支撑外壳的内壁之间，在每种情况中，在减少的壁厚区域设置有具有中空壁设计的支撑元件。寄生电容指的是电极产生的电场中没有直接进入测量管内的比例，因此，并不直接对测量管的填充级别起贡献，而是实质上在支撑外壳的方向上指向外部的电场。因此，在每种情况中，通过在电极区间的支撑元件来将测量管紧靠支撑外壳。由于位于测量管的薄壁区间和支撑外壳之间的支撑元件的设置，测量管的抗压强度将增加，或分别地，保持，因此，即使测量壁的部分厚度很薄，磁感应流量计能在非常高的压强中使用。常见的公称压力是16bar，其中，压力峰值达到64bar，因此，测量装置或分别的测量管应当能够承受4倍的公称压力。支撑元件的中空壁设计，使其能够达到与电极的进入测量管内的电场最可能的耦合，以及最大可能的与外部环境隔离。本专利技术有利的实施例提供一种测量管，其材料为的热塑性塑料，优选为聚醚醚酮(PEEK)，全氟烷氧基烷烃，或分别，全氟烷氧基烷烃聚合物(PFA)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，或聚苯硫醚(PPS)，或玻璃纤维增强塑料。支撑元件的材料与测量管的材料相同或者近似。为了保证需要的抗压强度，测量管的材料具有高度的稳定性。同时，在单独的应用领域，例如在食品和制药工业中，具有卫生要求，基本上限制了可以使用的材料的选择。选择的材料应为稳定性和介电常数最优的，并且满足卫生要求。根据本专利技术进一步有利的实施例，为了保证在最大压力时的稳定性，在支撑元件内部设有支杆，如上面解释的，通过支撑元件的中空壁设计来实现支撑元件内部空间与外部环境的最大隔离。由于支撑元件内部填充空气，因此，其具有为I或者接近I。该内部空间设有支杆，因此内部空间部分被ε r>l的材料填充。因此，支杆的设计必须在强度或，分别，稳定性和ε ^值的改变上达到最优的平衡。根据本专利技术的磁感应流量计的又一特别的实施例，用于空管检测的电极和对电极与磁感应流量计和测量电极相间隔，以测量介质的流体的流动。因此，两个测量系统之间的相互影响能够最小化。同时，位于一侧的用于空管检测的电极和对电极以及位于另一侧的磁场产生装置优选地在测量管的纵向方向上连续设置。为了避免薄的片状电极受到损坏，在一个有利的实施例中，弹性材料、优选为橡胶制成的护垫被设置在每个电极和支撑元件之间。如已经解释的，支撑元件具有中空壁设计，并且填充有空气。当整个测量装置被封装在浇铸的树脂中时，为了保护测量装置不受震动和冲击的影响，应当保证封装材料没有流进支撑元件的中空腔室中。为此，在两个前表面中的每一个提供一个盖，该盖优选的通过超声焊接固定。下面通过示例性的实施例并结合附图来对本专利技术进行详细的描述。其中:图1本专利技术优选实施例的磁感应流量计的侧视图；图2图1所示的磁感应流量计的纵向剖视图；图3图1所示的磁感应流量计的爆炸图；图4支撑元件和相关盖的立体图。在下面的附图中，除非另有说明，相同的参考标号指代相同的部件。图1至图3示出了本专利技术优选地实施例中的用于测量测量管3中的流动的导电介质2的磁感应流量计I。为了测量导电介质2的流动，提供磁场产生装置。该磁场产生装置具有两个线圈4，线圈4外部安装于测量管3相对的两侧上，并通过电流发生器(图未示)来供应电力。磁场产生装置或者线圈4，分别地，产生磁场，该磁场基本上垂直于测量管3的纵向轴5并且穿过测量管3。另外，还提供两个测量电极6，7，该电极与导电介质2电耦合，并且测量电极6，7能够使用流动的导电介质2中感应产生的电压进行测量。此外，在这种情况中，测量电极6，7与介质2的电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁感应流量计，用于测量由非导电材料制成的测量管(3)内的流动的导电介质(2)的流动，所述磁感应流量计具有：用于产生磁场的磁场产生装置(4)，所述磁场特别为交变磁场，所述交变磁场以基本上垂直于所述测量管(3)的纵向轴(5)的方向穿过所述测量管(3)；两个测量电极(6，7)，为了利用流动的导电介质(2)中感应的测量电压，特别地，两个测量电极与所述导电介质(2)电耦合；及用于空管检测的电容测量装置(8)；其中，所述测量电极(6，7)沿垂直于所述测量管(3)的所述纵向轴(5)以及垂直于磁场方向的连接线设置，其中，所述测量管(3)的抗压强度通过壁的厚度，或者分别地通过，壁的材料来确定，其特征在于，所述用于空管检测的测量装置(8)包括电极(10)和对电极(11)，所述电极(10)和所述对电极(11)中的每一个为片状设计，所述电极(10)和所述对电极(11)形成测量电容CMess，所述测量电容CMess为所述测量介质(2)和所述测量管(3)的填充级别的函数；所述测量管(3)至少在所述电极(10)和所述对电极(11)的区间内具有减少的壁厚度，以最大化测量电容CMess；所述测量管(3)被金属制成的支撑外壳(17)包裹；其中，为了维持位于所述电极(10)和所述支撑外壳(17)的内壁之间，以及位于所述对电极(11)和所述支撑外壳(17)的内壁之间的减少的壁厚区间的所述测量管(3)的抗压强度，在每种情况中，设有具有中空壁设计的支撑元件(18)，为了最小化寄生电容对测量电容CMess的影响，在每种情况中，通过所述支撑元件(18)将所述测量管(3)紧靠所述支撑壳(17)。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.31 DE 102012213507.31.一种磁感应流量计，用于测量由非导电材料制成的测量管(3)内的流动的导电介质(2)的流动，所述磁感应流量计具有: 用于产生磁场的磁场产生装置(4)，所述磁场特别为交变磁场，所述交变磁场以基本上垂直于所述测量管(3)的纵向轴(5)的方向穿过所述测量管(3)； 两个测量电极(6，7)，为了利用流动的导电介质(2)中感应的测量电压，特别地，两个测量电极与所述导电介质⑵电耦合；及用于空管检测的电容测量装置(8)； 其中，所述测量电极(6，7)沿垂直于所述测量管(3)的所述纵向轴(5)以及垂直于磁场方向的连接线设置，其中，所述测量管(3)的抗压强度通过壁的厚度，或者分别地通过，壁的材料来确定， 其特征在于， 所述用于空管检测的测量装置⑶包括电极(10)和对电极(11)，所述电极(10)和所述对电极(11)中的每一个为片状设计，所述电极(10)和所述对电极(11)形成测量电容Cifess，所述测量电容CifessS所述测量介质(2)和所述测量管(3)的填充级别的函数； 所述测量管(3)至少在所述电极(10)和所述对电极(11)的区间内具有减少的壁厚度，以最大化测量电容Cfess; 所述测量管⑶被金属制成的支撑外壳(17)包裹； 其中，为了维持位于所述电极(10)和所述支撑外壳(17)的内壁之间，以及位于所述对电极(11)和所述支撑外壳(17)的内壁之间的减...
【专利技术属性】
技术研发人员：瓦尔特·赖夏特，克丽斯蒂安·克赖泽尔，拉尔夫·克里森，马库斯·科贝尔，塞巴斯蒂安·利尔，维尔纳·霍赫，
申请(专利权)人：IFM电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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