CN106461431B - 磁感应流量测量装置壳体 - Google Patents
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Abstract
使用磁感应测量原理测量经过测量管(3)的流体流量的装置，包括用于产生垂直于流体流动方向的恒定磁场的磁体系统(14)，耦合到流体的至少两个测量电极(9，9a)安装在测量管的部分(4)且获取感应电压，用于感测、分析和/或反馈信号的至少一个电子单元(6)，以及从外部限制和保护测量管部分(4)和固定在其外部的背离流体一侧上的至少一个附加组件免受环境影响，所述壳体(5)至少部分由热塑性材料制成，其紧密地围绕测量管部分(4)和安装在其上的所述至少一个附加组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于利用磁感应测量原理测量经过测量管的流体的流量的设备。
背景技术
磁感应流量测量装置广泛应用在针对例如电导率为5μS/cm的流体的过程和自动化技术中。例如由本申请人出售以PROMAG为商标的以最多样形式的实施例针对不同应用领域的相应流量测量装置。
该测量原理基于法拉第磁感应定律且在各种各样的出版物中描述。借助于固定在测量管分段上的磁体系统，产生垂直于导电流体流动方向的恒定强度的磁场。因此，存在于流动流体中的离子以相反的方向偏离。产生自该电荷分离的电压借助于固定在所述测量管分段处或其内的至少两个测量电极加以感测。所感测到的电压与流体的流动速度成比例并因此与体积流量成比例。
相应地，与本发明的方案一起应用的磁感应流量测量装置至少包括如下的组件：测量管，磁体系统和至少两个测量电极。此外，至少需要一个电子单元用于信号记录、评估和/或供电，以及用于支撑的壳体，该壳体限制和保护所述带有测量电极的测量管分段以及所述设备的至少一个附加组件免受环境影响，附加部件固定在测量管背离流体的一侧上。该附加的组件既包括磁体系统还包括用于信号传导的且位于最临近测量管的位置的任意电缆。
如果所述电子单元位于最临近测量管分段的位置-这可称为紧凑构造-所述电子单元可以与带有测量电极和磁体系统的测量管分段一起容纳在相同的壳体中。否则，采用分离的壳体。本发明涉及两种配置。
用于流量测量装置的壳体理想地应该是低成本和易于制造的。此外，当灵敏的接触位置和电缆连接可以固定在壳体内部的位置是有利的，因为这些在面对重复的振动时很容易损坏。满足这些要求的公知的解决方案为其中壳体通过在灌注混合物中直接的嵌入制造而成。这样的示例在公开EP1522828A1中描述。
然而，所有装置组件在灌注混合物中直接的嵌入也会使多种相关方法存在潜在的问题。一方面，多数灌注方法包含高压和/或高温。这些对相应装置组件提出了高要求。例如由于高温，塑料部分可能被融化和焊接位置可能被氧化。高压转而可能具有这样的结果，即个别的组件从它们预期的位置被拉开。另外，灌注混合物的成分必须选择保证每个装置组件被充分润湿。
在磁感应流量测量装置的背景下，所关注的例如是测量电极和用作信号传导和/或供电的且通常集成到壳体中的电缆的连接或是测量电极和磁体系统与电子单元的连接。另一个受影响的组件是磁体系统，其通常也同样地包含多个组件，包括至少两个励磁线圈和至少两个极靴。
灌注混合物中的直接嵌入的另一个缺点是灌注过的装置组件后来是难以接近的，因为所述灌注混合物围绕所有的装置组件且占据了它们之间所有可接近的空间。在磁感应流量测量装置的背景下，特别地这也涉及到测量电极，磁体系统，还有固定在最接近测量管分段中的任何附加的组件，例如已经提到的电缆。
在流量测量装置的其中一个灌注组件失效的情况下这可能是尤其不利的。经常，替换整个流量测量装置比实施维修更有意义。
发明内容
因此，本发明的目的是提供作为磁感应流量测量装置的壳体的、对在灌注混合物中直接嵌入的同等吸引力的替代方式，该替代方式允许接近位于壳体中的流量测量装置的组件。
这个目的是通过一种用于利用磁感应测量原理测量经过测量管的流体的流量的设备实现的，该设备包括如下的组件：
-磁体系统，用于产生垂直于流体流动方向定向的恒定磁场，
-至少两个测量电极，与流体耦合的且固定在测量管分段上用于感测感应电压，
-至少一个电子单元，用于信号记录、评估和/或供电，
-以及壳体，其限制和保护测量管分段以及固定在其外部的背离流体的一侧上的至少一个其它组件免受环境影响，其中所述壳体至少部分地由热塑性材料制造，其以精确的配合包住所述测量管分段和所述至少一个固定在其上的其它组件。
这个目的进一步地通过如在权利要求8中限定地用于制造这样的设备方法实现。
根据本发明，所述壳体例如由此包住所述测量管分段，所述测量电极，所述磁体系统，还有用于信号记录，传导或供电的必要的其它组件。
由于非常靠近测量管的所述流量测量装置的组件以精确的配合被壳体包住，因此还保证了电缆足够的固定。另外，本解决方案是低成本的且易于建立。采用简易的方式与不同尺寸的多种流量测量装置的匹配是可能的。
与在灌注混合物中直接嵌入相比，本发明的壳体具有优点，即没有材料能够渗透到所述流量测量装置的所述至少一个其它组件和所述测量管分段之间。热塑性材料只是以精确的配合包住所述流量测量装置的组件。在发生故障的情况下这使得容易检查被包围的组件，因为所述热塑性材料可以容易地移除。
有利地，所述设备这样被实施从而所述壳体收缩到所述测量管分段和所述设备的所述至少一个其它组件之上。这种简易的应用方式意味着所述壳体符合所述测量管分段和所述至少一个附加的组件的轮廓且因此以尽可能精确配合的方式包住这些。
在所述设备的一个有利的实施例中，壳体包括至少一个馈通(feedthrough)，该馈通带有针对至少一个连接电缆或所述设备的其它的电子组件的连接，用于将位于壳体中的组件与壳体外部的附加组件进行连接。
在这样一种情况下，所述馈通有利地如此实施从而它保护所述连接电缆或所述其它的电子组件免受损坏。因此，例如在连接区域中的电缆损坏可以被防止。
在一个特别优选地实施例中，所述壳体由收缩管构成。收缩管是热塑性管，其在最小加热下(例如，50℃)强烈地收缩以形成精确的配合的绝缘、隔热和/或保护性涂层。
收缩管以不同的形式例如由公司Deifuss-Kable(http：//www.deifuss-kable.de)出售，例如由聚烯烃，聚偏二氟乙烯，聚氯乙烯和甚至聚四氟乙烯制成，以及可获得1mm直到1.1m的直径和2∶1到10∶1的收缩比。有具有多种变化的壁厚的收缩管，从薄的到厚的，例如通常在1-65mm之间。厚壁的收缩管特别地用于隔热和保护地里埋藏的电缆的情况下。当然，它们还能用于其它的领域。
还有，在收缩管作为壳体的情况下，当收缩管是厚壁的时候是有利的，因为测量管包围的强度和稳定性决定性地取决于包围的壁厚度。
此外，所述热塑性壳体制造为一体是有利的。例如这可以通过一种特殊的预制实现。采用一种方式使得壳体可以特别容易地应用到要被包住的组件上。
在优选的实施例中，壳体具有T形。采用这种方式，所述壳体已经具有用于连接电缆或另一个附加电子组件的馈通。当然，其他形式也是可能的。特别地，形式可以具有多于一个的馈通。
T形的收缩管可从Hellermann Tyton公司(www.HellermannTyton.de)定购。如果想使用这样的组件作为用于流量测量装置的热塑性壳体，收缩管的尺寸还有壁厚当然必须合适地匹配。
在特别优选的实施例中，所述热塑性材料被提供为内部具有粘合层。采用这种方式，改进了所述流量测量装置的所述壳体材料和相应的组件之间的粘附。Deifuss-Kable公司出售例如内部涂敷有热融胶的收缩管部件，它的粘合性能在收缩期间变得活跃。
根据至少一个上文所提到的实施例形式的用于磁感应流量测量装置的壳体的制造优选采用一种方法实现，在该方法的情况下所述热塑性材料首先在尺寸上匹配且被相应地预制成对应于所述流量测量装置的所述测量管分段和所述至少一个附加组件的尺寸，所述预制的热塑性材料然后被推压到所述测量管分段和所述至少一个其它组件之上，以及随后被以精确的配合收缩到其上。
附图说明
现在将基于附图更详细地解释本发明，其附图如下所示：
图1为磁感应测量装置的示意图；
图2为具有T形的热塑性收缩管；以及
图3为具有热塑性材料壳体的本发明的磁感应流量测量装置。
具体实施方式
图1示出了用于测量经过测量管3的流体2的流量的磁感应流量测量装置1。固定在测量管分段4上的是所述流量测量装置1的多种组件。所有的这些组件以及所述测量管分段4被壳体5围绕。位于壳体5的外部的是用于信号记录、评估和/或供电的电子单元6。电子单元6经由在壳体5处带有连接7的连接电缆8电连接。位于壳体5内部的是用于感测电压磁体系统的测量电极9、9a和磁体系统，磁体系统在此处以示例的方式示出为基于两个励磁线圈10、10a。测量电极9、9a的每个垂直于励磁线圈10、10a延伸。为了简化附图，没有连接电缆或其它的信号处理单元在壳体5内示出。然而可以理解的是这样的组件同样地必要。
图2示出了根据本发明的用于流量测量装置1中的作为壳体5应用的T形的流动热塑性材料12。以T形的方式的规定意味着用于连接7的馈通13从一开始就存在。
图3示出了本发明的磁感应流量测量装置1的实施例，其包括测量管3，测量管分段4，带有图1的至少两个励磁线圈10、10a的磁体系统14，连接7，以及直接安装在连接7上的电子单元6，从而此处的所述流量测量装置1具有上文所述的紧凑结构。带有测量电极(图3中未示出)的测量管分段4、磁体系统14和连接7按照它们预定的轮廓上以精确的配合接触被热塑性壳体5包住。壳体5例如可以是收缩管，其被预制为如图2中所概述的以及然后以最靠近测量管3的方式收缩到流量测量装置1的组件上。
附图标记列表
1 根据现有技术的磁感应流量测量装置
2 流动的流体
3 测量管
4 测量管分段
5 壳体单元或壳体
6 电子单元
7 在壳体处的连接
8 连接电缆
9，9a 测量电极
10，10a 磁体系统的励磁线圈
11 垂直于流体流动方向的磁场
12 T形的热塑性材料
13 壳体馈通
14 磁体系统
Claims (7)
1.一种利用磁感应测量原理测量经过测量管(3)的流体的流量的设备，包括如下组件：
-磁体系统(14)，用于产生垂直于所述流体的流动方向的恒定磁场，
-至少两个测量电极(9，9a)，与所述流体耦合且被固定在测量管分段(4)用于感测感应电压，
-至少一个电子单元(6)，用于信号记录、评估和/或供电，以及
-壳体(5)
其中所述壳体(5)限制和保护所述测量管分段(4)以及固定在其外部的背离所述流体的一侧上的至少一个其它组件免受环境影响，
其特征在于：
所述壳体(5)至少部分地由热塑性材料制造，该壳体以精确的配合包住所述测量管分段(4)和固定在其上的所述至少一个其它组件，并且
所述热塑性材料收缩到所述设备的所述测量管分段(4)和所述至少一个其它组件上。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：
所述壳体具有至少一个馈通，该馈通带有针对至少一条连接电缆(8)或其它的电子组件的连接(7)，用于把位于所述壳体(5)中的组件与所述壳体(5)外部的附加组件连接，以及所述馈通被实施成使得其保护待馈通的所述连接电缆(8)或所述其它的电子组件免受损坏。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：
所述热塑性材料由厚壁收缩管组成。
4.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：
所述壳体(5)被制成一体。
5.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：
所述壳体(5)具有T形。
6.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于：
所述热塑性材料内部设置有粘合层。
7.一种利用磁感应测量原理测量经过测量管(3)的流体的流量的设备的制造方法，其中所述设备包括如下组件：
-磁体系统(14)，用于产生垂直于所述流体的流动方向的恒定磁场，
-至少两个测量电极(9，9a)，与所述流体耦合且被固定在测量管分段(4)上用于感测感应电压，
-至少一个电子单元(6)，用于信号记录、评估和/或供电，以及
-壳体(5)
其中所述壳体(5)限制和保护所述测量管分段(4)以及固定在其外部的背离所述流体的一侧上的至少一个其它组件免受环境影响，
其特征在于：
所述壳体(5)至少部分地由热塑性材料制造，所述测量管分段(4)和固定在其上的所述至少一个其它组件被利用所述热塑性材料以精确的配合包住，并且
所述热塑性材料被预制成在尺寸上匹配所述测量管分段(4)和所述至少一个附加组件的尺寸，所述预制的热塑性材料然后被推压到所述测量管分段(4)和所述至少一个其它组件之上，以及随后被以精确的配合收缩到其上。
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