DE2950039A1

DE2950039A1 - Elektroden fuer elektromagnetische durchflussmesser

Info

Publication number: DE2950039A1
Application number: DE19792950039
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. 4172 Straelen Hofmann; Immo Dr. 4330 Mülheim Reinhold
Original assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Krohne Messtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1981-07-02
Also published as: DE2950039C2

Description

Elektroden für elektromagnetische Durchflußmesser
Die Erfindung betrifft Elektroden zur Aufnahme der Meßspannung oder zur Erdung eines elektromagnetischen Durchflußmessers, wobei die Elektroden mit dem, einen rohrförmigen Meßwertgeber durchströmenden flüssigen Medium in Verbindung stehen und das vom Medium durchströmte Bohrstück auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehen ist.
Bei elektromagnetischen Durchflußmessern wird mit Hilfe geeigneter Spulen ein quer zur Strömungsrichtung des Mediums gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Ein der Strömungsmenge proportionales, induziertes Spannungssignal wird an zwei diametral gegenüberliegenden Elektroden abgegriffen, die quer und senkrecht zu dem Magnetfeld angeordnet sind.
Zur Aufnahme der Meßspannung sind verschiedenartig ausgebildete Elektroden bekannt. Hauptsächlich finden sogenannte Punktelektroden Verwendung, welche mit der Oberfläche eines pilzförmigen Kopfes nach innen weisen und mit dem flüssigen Medium in Verbindung stehen. Dieser pilzförmige Kopf besitzt einen die Wandung durchragenden Bolzen, mit dem der Stroinleiterdraht verbunden ist.
Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die Elektroden und deren Anschlußbolzen flüssigkeitsdicht mit dem Rohrstück verbunden werden müssen. Die hierfür erforderlichen Abdichtungen sind nicht nur aufwendig, sondern führen auch häufig zu Undichtigkeiten. Die gleichen Schwierigkeiten bestehen auch bei großen Flächenelektroden, welche eine größere Fläche des Innenmantels vom durchströmten Rohrstück beaecken.
Der Meßwertgeber wird in bekannter Weise an den Enden seines Rohrstückes mit Erdungsringen versehen, mit deren Hilfe das strömende Medium beaufschlagende elektrische Störgrößen abgeführt werden sollen. Auch diese müssen auf umständliche Weise mit dem Ende des dem Meßwertgeber zugeordneten Rohrstückes dichtend verbunden werden.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, sowohl die zur Aufnahme der Meßspannung dienenden Meßelektroden als auch die zur Erdung verwendeten Erdungsringe derart auszubilden, daß der Aufbau vereinfacht wird und keine Abdichtungsprobleme mehr vorhanden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden aus pulver- oder faserförmigen Teilchen eines elektrisch leitenden Stoffes bestehen, welche im Elektrodenbereich in die elektrisch isolierende Auskleidung eingebettet sind.
Diese Ausführung hat den wesentlichen Vorteil, daß die Elektroden unmittelbarer Bestandteil des Rohrstückes sind, wobei sie mit der elektrisch isolierenden Auskleidung eine Einheit darstellen. Die pulver- oder faserförmigen Teilchen bilden in der Masse der isolierenden Auskleidung einen elektrischen Leiter, von dem die Spannung abgegriffen werden kann, oder von dem Störströme durch Erdung weggeleitet werden können. Wenngleich die Masse, in welche die elektrisch leitenden pulver- oder faserförmigen Teilchen eingebettet sind, vorzugsweise aus dem gleichen Material besteht, aus dem auch die Auskleidung hergestellt ist, können auch andere Kunststoffmassen oder Gummimassen Verwendung finden. In allen Fällen wird der Vorteil erreicht, daß durch ein unmittelbares Einformen keine abzudichtenden Grenzflächen bestehen. Besondere Abdichtungsorgane werden daher nicht benötigt.
Die pulver- oder faserförmigen Teilchen können aus beliebigen elektrisch leitenden Stoffen bestehen. Vorzugsweise geeignet sind beispielsweise Kohlenstoff, Graphit oder Metall.
Soweit die Meßspannung unmittelbar (galvanisch) an den Elektroden abgegriffen werden soll, kann in diesem Bereich ein mit dem Stromleiterdraht verbundenes Metallnetz angeordnet sein. Das gleiche gilt auch bei der Ausbildung von Erdungsringen. Hierdurch wird die Leitung wesentlich verbessert.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, Elektroden zur Aufnahme der Meßspannung kapazitiv auszubilden. Für diesen Fall kann beispielsweise auf der Außenfläche der diametral gegenüberliegend am Rohrstück angeordneten Meßelektroden mittels eines dielektrischen Klebers eine mit dem Stromleiterdraht verbundene metallische Elektrodenplatte befestigt sein. Diese Elektrodenplatte ist also von der eigentlichen Meßelektrode mit Hilfe des Klebers isoliert.
Zur Bildung von Erdungsringen sind an den Enden des Rohrstückes ringförmige Elektroden vorgesehen. Auch hier besteht wieder die Möglichkeit, ein Metallnetz einzugliedern, an welches der der Erdung dienende Stromleiterdraht angeschlossen ist.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung bespielsweise dargestellt; es zeigt: Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Durchflußmessers mit Elektroden zur Aufnahme der Meßspannung und Elektroden zur Erdung, Fig. 2 einen mittleren Querschnitt durch eine Elektrode zur Aufnahme der Meßspannung, welche unmittelbar filit einem Stromleiterdraht verbunden ist und Fig. 3 eine Elektrode zur kapazitiven Aufnahme der Meßspannung.
In Fig. 1 ist der Meßwertgeber eines elektromagnetischen Durchflußmengenmessers schematisch dargestellt. Er besteht im wesentlichen aus einem Rohrstück 1, welches, wie die Fig. 2 und 3 zeigen, auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehen ist.
Dieses Rohrstück 1 besteht in üblicher Weise aus einem nichtmagnetischen Stoff, wobei es aus einem metallischen oder einem nichtmetallischen Werkstoff gebildet sein kann.
Dem Meßwertgeber sind zwei diametral gegenüberliegende Meßelektroden 3 zugeordnet, welche über einen Stromleiterdraht 4 an eine elektronische Auswertungseinrichtung 5 angeschlossen sind. Außerdem sind die Enden des Rohrstückes 1 mit je einem Erdungsring 6 versehen; der die Erdung bewirkende Stromleiterdraht ist mit 15 bezeichnet.
Der rohrförmige Meßwertgeber ist außerdem in üblicher Weise noch mit Magnetspulen zur Erzeugung eines Magnetfeldes versehen, welches senkrecht zur Achse des Rohrstückes 1 und senkrecht zu der Verbindungslinie ae- beiden MeBelektroden 3 gerichtet ist.
Erfindungsgemäß werden die Elektroden gemäß Fig. 2 aus pulver- oder faserförnigen Teilchen 7 gebildet, welche im Elektrodenbereich in die elektrisch isolierende Auskleidung 2 eingebettet sind. Diese pulver- oder faserförinigen Teilchen können beispielsweise aus Kohlenstoff, Graphit oder Metall bestehen. Sie liegen in dem Auskleidungsmaterial in einer solchen Menge vor, daß sie miteinander in Berührung stehen und eine durchgehende Verbindung zu einem Metallnetz 8 geben, an welches der Stromleiterdraht 4 angeschlossen ist. Falls die äußere Hülle des Rohrstückes 1 aus einem elektrisch leitenden Stoff besteht, ist zwischen diesem und der Meßelektrode 3 noch eine dielektrische Isolierschicht 9 angebracht; diese kann beispielsweise aus einem dielektrischen Kleber bestehen. Dabei ist, wie Fig. 2 zeigt, der Stromleiterdraht 4 von einem isolierenden Schutzrohr 10 umgeben.
Die Einbettung der pulver- oder faserförmigen Teilchen kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, vorgefertigte Bauteile zu fertigen, die die eigentlichen Elektrodenelemente bilden, welche dann mit dem Auskleidungsmaterial 2 verfrittet, verklebt oder anderswie verbunden werden. Handelt es sich dabei um das gleiche Material, wird eine besonders dichte Verbindung gewährleistet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, im Bereich der Meßelektroden 3 eine mit den Teilchen 7 vermischte Kunststoffmasse einzufüllen und diese gemeinsam mit dem Kunststoffmaterial 2 oder nachträglich aushärten zu lassen.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung dient die Elektrode der kapazitiven Aufnahme der Meßspannung. Hier hat die Meßelektrode 3, welche in der vorgeschriebenen Art und Weise mit pulver- oder faserförmigen Teilchen versehen ist, die Dicke des isolierenden Auskleidematerials 2. Auf der Außenfläche, d. h. der nach außen gewandten Seite dieser Meßelektrode 3, ist eine metallische Elektrodenplatte 11 von etwa der gleichen Größe mittels eines dielektrischen Klebers 12 befestigt.
Außerdem ist mittels einer weiteren dielektrischen Kleberschicht 13 eine Schirmelektrode 14 vorgesehen.
Diese hat eine Offnunü zur Durchführung des Stromleiterdrahtes 4. Eine kapazitive Ausbildung läßt sich beispielsweise aber auch dadurch erreichen, daß die Innenflächen der in Fig. 2 snru;ostellten Meelektroden 3 mit einer Isolierschicht bedeckt sind.
Die in Fig. 1 gezeigten E@@ungsringe G werden in der gleichen Weise hergestellt wie die Meßelektroden 3.
Lediglich ist die Formgebung so, daß die der Erdung dienenden Elektroden ringförmig die Enden des Rohrstückes 1 einfassen. Auch im Falle einer Einlagerung eines Metallnetzes können bevorzugt ringförmige Metallnetze, Stützringe o. dgl. verwendet werden.

Claims

Patentansprüche 1.)Elektroden zur Aufnahme der Meßspannung oder zur Erdung eines elektromagnetischen Durchflußmessers, wobei die Elektroden mit dem, einen rohrförmigen Meßwertgeber durchströmenden flüssigen Medium in Verbindung stehen und das vom Medium durchströmte Rohrstück auf seiner Innenfläche mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus pulver- oder faserförmigen Teilchen (7) eines elektrisch leitenden Stoffes bestehen, welche im Elektrodenbereich in die elektrisch isolierende Auskleidung (2) eingebettet sind.
2. Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulver- oder faserförmigen Teilchen (7) aus Kohlenstoff, Graphit oder Metall bestehen.
3. Elektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Elektrode ein mit dem Stromleiterdraht (4,15) verbundenes Metallnetz (8) angeordnet ist.
4. Elektroden nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden (3) zur Aufnahme der MeBsuannung an diametral gegenüberliegenden Seiten des Rohrstückes (1) angeordnet sind.
5. Elektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenfläche der diametral gegenüberliegena am Rohrstück (1) angeordneten Meßelektroden (3) zur Aufnahme der Meßspannung mittels eines dielektrischen Klebers (12) eine mit dem Stromleiterdraht (4) verbundene metallische Elektrodenplatte (11) befestigt ist.
6. Elektroden nach einerder Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnec, daß zur Bildung von Erdungsringen (6) an den Enden des Rohrstückes (1) ringförmige Elektroden vorgesehen sind.