DE1911556A1

DE1911556A1 - Inductive flow meter

Info

Publication number: DE1911556A1
Application number: DE19691911556
Authority: DE
Inventors: Rolf Stalleicken; Hartmut Winkel
Original assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Current assignee: Ludwig Krohne GmbH and Co KG
Priority date: 1969-03-07
Filing date: 1969-03-07
Publication date: 1970-09-24

Description

Induktiver Strömungsmesser Ein induktiver Strömungsmesser besteht ublicherweise aus einem isoliert ausgekleideten Metallrohr (oder einem Rohr aus Isolierstoff), in das diametral gegenüberliegend zwei Elektroden zur Abnahme der Meßspannung eingebaut sind. Senkrecht zu der Elektrodenachse und zur Strömungsrichtung der Slüssigkeit im Rohr wird ein Magnetfeld mittels, zumeist an das normale Wechselstromnetz angeschlossenen, Magnetspulen (mit oder ohne Eisenkern) erzeugt.Inductive flow meter An inductive flow meter is made up Usually made of an insulated lined metal pipe (or a pipe made of Insulating material), in which there are two diametrically opposite electrodes for the removal of the Measuring voltage are built in. Perpendicular to the electrode axis and to the direction of flow the liquid in the pipe is converted into a magnetic field, mostly connected to the normal alternating current network connected, magnetic coils (with or without iron core) generated.

Bei Gebern mittlerer und großer Nennweiten werden durchweg kernlose Magnetspulen, früher zumeist in SattelSorm verwendet; Diese Spulen schmiegten sich eng an das Geberrohr an, wodurch auch bei Gebern großer Nennweite das die Spulenanordnung umhullende Gebergehäuse nicht allzu große Dimensionen, verglichen mit den Rohrabmessungen, haben mußte, Aus fertigungstechnischen Gründen setzen sich in neuerer Zeit bei induktiven Strömungsmessern zunehmend Flachspulen durch. Diese Spulen lassen sich bei Gebern kleiner und mittlerer Nennweite ohne wesentliche Vergrößerung der früheren Gehäusedimensionen unterbringen. bei Gebern großer Nennweite würden bei Verwendung eines solchen Flachspulenpaares die Gehäusedimensionen stark ansteigen, da zur Erzielung der gewünschten Feldkonfiguration die Spulendimension in Richtung der Elektrodenachse etwa von der gleichen Größe wie der Geberdurchmesser sein muß.In the case of sensors with medium and large nominal widths, no cores are used throughout Magnetic coils, previously mostly used in SattelSorm; These coils snuggled close to the encoder tube, which means that the coil arrangement is also important for encoders with a large nominal diameter enveloping encoder housing not too large dimensions compared to the tube dimensions, For reasons of manufacturing technology, inductive ones have recently become more common Flow meters are increasingly using flat coils. These coils can be found in donors small and medium nominal widths without any significant enlargement of the previous housing dimensions accommodate. in the case of encoders with a large nominal width, when using such a flat coil pair the housing dimensions increase sharply, since to achieve the desired field configuration the coil dimension in the direction of the electrode axis is approximately the same size how the encoder diameter must be.

Erfindungsgemäß kann diese Schwierigkeit dadurch behoben werden, daß anstelle des üblichen Spulenpaares nunmehr drei oder mehr Spulen zur Erzeugung des gewünschten Feldes verwendet werden, wobei die Feldintensität im Gebeniittelpunkt im wesentlichen von einem oder zwei Hauptspulenpaaren bestimmt wird, während die Feldintensität in Elektrodennähe durch wahlweise anzubringende Nebenspulen verändert werden kann, so daß die Feldform in weiten Bereichen variiert werden kann.According to the invention, this problem can be overcome in that instead of the usual pair of coils now three or more coils to generate the desired field can be used, with the field intensity in the center of the field is essentially determined by one or two main coil pairs, while the Field intensity in the vicinity of the electrode changed by optionally attaching secondary coils can be so that the field shape can be varied over a wide range.

Dies bietet einmal den Vorteil, daß durchweg Flachspulen verwendet werden können, olme die Gehruseabmessungen gegenüber der früheren Sattelspulenanordnung wesentlich zu verändern und bringt darüber hinaus noch gleichzeitig zusLtzliche Freiheitsgrade zur Erzeugung der gewünschten Feldform.This has the advantage that flat coils are used throughout can be, olme the Gehrus dimensions compared to the earlier saddle coil arrangement to change significantly and also brings additional benefits at the same time Degrees of freedom to create the desired field shape.

In der Zeichnung sind einige mögliche Spulenanordnungen dargestellt0 Die Spulen können entweder in konventioneller Weise mit Kupferdraht geviic,elt oder aus eloxierten Aluminium-Folienbändern hergestellt sein.Some possible coil arrangements are shown in the drawing The coils can either be viic, elt, or copper wire in a conventional manner be made of anodized aluminum foil strips.

Fig. 1 zeigt die Anordnung eines induktiven Strömungsmessers mit zwei schräg angeordneten Hauptspulenpaaren In das isolierte Geberrohr 1 sind die Elektroden 2 isoliert eingebaut, während die Spulen 3 das gewünschte magnetfeld erzeugen. Durch Veränderung der Spulenabmessungen und der Entfernung vom Gebermittelpunkt sowie der Winkelstellung der Spulen gegeneinander läßt sich die Feldform in weiten Grenzen variieren.Fig. 1 shows the arrangement of an inductive flow meter with two Inclined main coil pairs The electrodes are located in the insulated transducer tube 1 2 built-in insulated, while the coils 3 generate the desired magnetic field. By Changing the coil dimensions and the distance from the encoder center as well as the angular position of the coils relative to one another can vary the field shape within wide limits vary.

Fig. 2 zeigt eine Anordnung mit einem Hauptspulenpaar 3 und zwei schräg gesetzten Nebenspulenpaaren 4. Die Hauptspulen bestimmen die Feldintensität, während die Nebenspulen 4 zur anpassung an die gewünschte Feldform dienen. such hier hat man durch die Verwendung der Nebenspulen zusätzliche Freiheitsgrade bei der Erzeugung der gewünschten Seldform gewonnen, da die Abstände und Winkelstellungen als auch die Spulendimensionen entsprechend verändert werden können. In beiden beispielen ( Fig. 1 und 2) liegen Haupt- und Nebenspulen symmetrisch zur Elektrodenachse h und zu der dazu senkrechten Achse B.Fig. 2 shows an arrangement with a main coil pair 3 and two at an angle set secondary coil pairs 4. The main coils determine the field intensity, while the secondary coils 4 are used to adapt to the desired field shape. looking here has the use of the secondary coils provides additional degrees of freedom in generation the desired Seldform won, since the distances and angular positions as well the coil dimensions can be changed accordingly. In both examples (Fig. 1 and 2) main and secondary coils are symmetrical to the electrode axis h and to the perpendicular axis B.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung mit ebenfalls je einer Hauptspule 3 oberhalb und unterhalb des Meßrohres 1 und zwei Paaren von Nebenspulen 5, wobei die Hauptspulen 3 und Nebenspulen 5 in parallelen Ebenen angeordnet sind. Die bei dieser Spulenanordnung entstehenden Gehäuseabmessungen sind allerdings etwas größer als die durch Anordnungen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 sich ergebenden Abmessungen.Fig. 3 shows an arrangement with one main coil 3 above each and below the measuring tube 1 and two pairs of secondary coils 5, the main coils 3 and secondary coils 5 are arranged in parallel planes. The one in this coil arrangement The resulting housing dimensions are, however, somewhat larger than those caused by arrangements according to FIG. 1 and FIG. 2 resulting dimensions.

Fig. 4 zeigt einen Strömungsmesser mit zwei Paaren von Spulen 3 und 6 unterschiedlicher Gro!;eO Die kleinere Spule 6 ist dabei jeweils Konzentrisch innerhalb der größeren Spule 3 montiert. Auch hier läßt sich die Feldform sowohl durch Variation der Abstände als auch der Spulenabmessungen und der relativen Windungszahlen verändern.Fig. 4 shows a flow meter with two pairs of coils 3 and 6 different sizes; eO The smaller coil 6 is each concentric mounted inside the larger coil 3. Here, too, the field shape can be both by varying the distances as well as the coil dimensions and the relative number of turns change.

Die beider. Spulen können auch jeweils versetzt gegeneinander angeordnet sein, so das die kleinere Spule entweder in einer größeren o*er in einer geringeren Entfernung vom Gebenmittelpunkt angeordnet ist wie die größere Spule. Die Spulen sind in diese Fall in parallelen Ebenen montiert, wobei die Spulenschsen miteinander und mit der Achse B übereinstimmen. Diese Anordnung ist nicht dargestellt.Both of them. Coils can also be arranged offset from one another so that the smaller coil either in a larger one or in a smaller one Distance from the center of the generator is arranged like the larger coil. The spools are in this case mounted in parallel planes, the coil shafts with each other and coincide with axis B. This arrangement is not shown.

Fig. 5 zeigt eine Kombination der Anordnungen gemäß Fig. 3 und Fig. 4. Innerhalb jeder Hauptspule 3 nach Fig. 2 ist noch eine weitere kleinere, konzentrisch angeordnete Spule 6 montiert. Auch hier kann die Entfernung der kleineren Spulen zum Gebermittelpunkt kleiner oder größer sein als die Hauptspule. Diese Anordnung bietet die weitestgehenden Möglichkeiten zur Erzeugung einer speziellen vorgegebenen BeldformO Für spezielle Anwendungen (z.B. asymmetrische Strömungsprofile oder einseitige Feststoffablagerungen im Geber) kann e s auch vorkommen, daß Felder benötigt werden, die entweder asymmetrisch zu der durch Elektrodenachse und Strömungsrichtung gegebenen Ebene oder zu der auf der Elektrodenachse senkrecht stehenden durch den Mittelpunkt der Elektrodenachse gehenden Ebene sind. Solche Felder können dadurch erzeugt werden, daß die Spulenanordnung ebenfalls um die entsprechende Ebene asymmetrisch ausgebildet wird, z.B.FIG. 5 shows a combination of the arrangements according to FIG. 3 and FIG. 4. Within each main coil 3 according to FIG. 2 there is another smaller, concentric one arranged coil 6 mounted. Here, too, the removal of the smaller coils be smaller or larger than the main coil at the center of the encoder. This arrangement offers the most extensive options for generating a special preset BeldformO For special applications (e.g. asymmetrical flow profiles or one-sided Solid deposits in the encoder) it can also happen that fields are required, which are either asymmetrical to that given by the electrode axis and flow direction Plane or to that perpendicular to the electrode axis through the center point the plane going along the electrode axis. Such fields can be generated by that the coil arrangement is also formed asymmetrically about the corresponding plane becomes, e.g.

dadurch, daß entweder die Zahl oder die Form bzwO Windungszahl oder Entfernung vom Gebermittelpunkt der Spulen zu beiden Seiten der Ebene unterschiedlich gewählt wird. Beispiele hierfür zeigen Fig. 6 und 7.in that either the number or the shape or the number of turns or Distance from the encoder center of the coils is different on both sides of the plane is chosen. Examples of this are shown in FIGS. 6 and 7.

iTach i. 6 stehen einer oberen Spule 3 zwei Schrägspulen 7 gegenüber.iTach i. 6 are an upper coil 3 opposite two helical coils 7.

ach Fig. 7 sind einseitig zur Achse B zwei Nebenspulen 8 angeordnet, wodurch sich eine andere Konfiguration als nach Fig. 6 ergibt.ach Fig. 7, two secondary coils 8 are arranged on one side of the axis B, which results in a different configuration than that shown in FIG. 6.

Claims

(1 inductive flow meter with a tube made of insulating material or a metal pipe with an insulating lining, one through the outside Coils arranged on the pipe generate a magnetic field and two diametrically opposite one another arranged electrodes, characterized in that for generating the perpendicular three or more excitation coils to the direction of flow of the liquid running magnetic field 3 to 8 serve.

2. Inductive flow meter according to claim 1), characterized in that that to generate a spanned from the electrode axis (A) and flow direction Flat symmetrical magnetic field two or more pairs of coils (3.3, 4.4, 5.5, 6.6) can be used, the coil arrangement being symmetrical about said plane.

30 inductive flow meter according to claim 1) characterized in that that the coil arrangement used to generate the desired magnetic field (3, 3, 4,4) symmetrical to the plane im perpendicular to the electrode axis (Å) The center of the pipe is.

40 Inductive flow meter according to claims 1) and 2), characterized in that that the B magnetic field is generated by means of four identically designed coils (3, Fig. 1), which are inclined to each other and to the electrode axis (A).

5. Inductive flow meter according to claim 1) to 4) characterized by generating the Magnetic field by means of a main coil pair (3,3), which is parallel to that given by the electrode axis (A) and the direction of flow Plane is arranged so that the coil axis with the normal (B) to the aforementioned Plane coincides at the center of the electrode axis and by means of two relative to the main coil inclined secondary coil pairs (4,4 Fig. 2).

6. Inductive flow meter according to claim 1) to 5), characterized in that that the magnetic field by means of a main coil pair (3.3), which is parallel to the through Electrode axis (A> and direction of flow given plane is arranged in such a way that that the coil axis with the normal (B) in the center of the electrode axis just this plane coincides and two also parallel to the above-mentioned plane and symmetrical to the one perpendicular to the electrode axis (A) through the Transducer center point of the plane arranged earth coil pairs (5,5) is generated (Fig. 3).

7. Inductive flow meter according to claim 1), 2), 3) and 5) thereby characterized in that the magnetic field is generated by two pairs of coils of different sizes (3,3, 6,6 ig. 4), which are arranged so that they are parallel to the through Electrode axis (A) and direction of flow are given plane and that the coil axes coincide with the normal (B) on this plane in the center of the electrode axis 8th.

Inductive flow meter according to claim 1), 2), 3) and 5), characterized in that that this Magnetic field by means of two main and two secondary coil pairs (3,3, 4,4, 6,6 Fig. 5) is generated, whereby the unequal size main coil pairs (3,3) parallel to that given by the electrode axis (A) and flow direction Level are arranged so that the coil axes with the normal (B) to this level coincide at the center of the electrode axis, and that the secondary coil pairs (4,4) inclined in relation to the main coils (3,3) 0 9- ..

Inductive flow meter according to claim 1) characterized in that for generating one to the through electrode axis (h) and direction of flow spanned plane asymmetrical magnetic field one to This plane also uses an asymmetrical coil arrangement, this one Asymmetry either by choosing an unequal number of coils (3.3, 7.7 Fig. 6) on both sides of the plane or through different design of the coils is achieved

10. Inductive flow meter according to claim 9), characterized in that that in order to achieve a plane which is perpendicular to the axis of the electrode a coil arrangement in the pipe center point of the asymmetrical magnetic field (, I, t, 8 Fig. 7) is used, which is also arranged asymmetrically to this plane, wherein either the Uühl of the coils on both sides of the plane or the geometric design is different.

11. Inductive flow meter according to claims 1) to 10) thereby characterized in that the excitation coils (3 to 8) used are designed as flat coils are.

12. Inductive flow meter still claims 1) until 11) characterized in that the excitation coils (D to 8) made of anodically anodized Aluminum foil tape are wrapped.

L e r s e i t e