DE2942150C2

DE2942150C2 - Device for measuring the mass flow rate

Info

Publication number: DE2942150C2
Application number: DE19792942150
Authority: DE
Inventors: Michael Ing.(grad.) 7014 Kornwestheim Ziesemer
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Bopp and Reuther GmbH
Priority date: 1979-10-18
Filing date: 1979-10-18
Publication date: 1985-01-10
Also published as: DE2942150A1

Description

3030th

Die Erfindung betrifft eine Vorr^:ohtung zur Messung des Massendurchflusses, mit einem Dichtemeßgerät, einem MDM-Meßaufnehmer, einem MDM-Meßumformer und einer Speisequelle zur Speisung einer im Meßaufnehmer angeordneten Feldspule.The invention relates to a ^Vorr: ohtung for measuring the mass flow rate with a density meter, a MDM transducer, a MDM transmitter and a supply source for supplying a measuring transducer arranged in the field coil.

Eine unter Bezugnahme auf F i g. 1 nachfolgend erläuterte Vorrichtung zur Ermittlung des Massendurchflusses oder der Masse verwendet neben einem Meßaufnehmer, der nach dem Prinzip der magnetisch-induk;iven Durchflußmessung arbeitet, ein Dichtemeßgerät bzw. einen Dichtemeßaufnehmer. Der Meßaufnehmer für die magnetisch-induktive Durchflußmessung sowie der Dichtemeßaufnehmer sind jeweils über einen Meßumformer mit einer Rechenschaltung verbunden, die das Produkt aus Volumendurchfluß und Meßstoffdichte bildet. Dieses Produkt wird in eine Impulsreihe umgewandelt, und die Impulse werden zur Ermittlung der durchflossenen Masse gezählt. Eine derartige Vorrichtung hat den Nachteil, daß eine Rechenschaltung zur Bildung des Produktes aus Volumendurchflußsignal und Dichtesignal erforderlich ist. Der Einsatz einer analogen Rechen- oder Multiplizierschaltung führt zu einem mit zusätzlichen Fehlern behafteten Meßergebnis. Zur Erhöhung der Meßergebnisse kann eine digitale Multiplizierschaltung eingesetzt werden, jedoch ist in diesem Fall die Umwandlung der analogen Volumendurchfluß- und Dichtesignale in Digitalform erforderlich, was einen zusätzlichen Schaltungsaufwand bedeutet.One with reference to FIG. 1 device explained below for determining the mass flow rate or the mass used in addition to a measuring transducer, which works on the principle of magnetic-inductive Flow measurement works, a density meter or a density sensor. The sensor for the magnetic-inductive flow measurement as well as the density sensor are each via a transmitter connected to a computing circuit, which is the product of the volume flow rate and the density of the medium forms. This product is converted into a pulse train, and the pulses are used to determine the counted mass flowed through. Such a device has the disadvantage that a computing circuit for Formation of the product of volume flow signal and density signal is required. The use of an analog Arithmetic or multiplier circuit leads to a measurement result afflicted with additional errors. To increase the measurement results can be used a digital multiplier circuit, but is in this If the conversion of the analog volume flow and density signals into digital form is required, what a means additional circuit complexity.

Eine Vorrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung (MDM) weist im allgemeinen einen Meßaufnehmer und einen Meßumformer auf. Mit dieser Vorrichtung läßt sich der Volumendurchfluß eines durch ein Meßrohr fließenden Meßstoffes o. dgl. messen, wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf F i g. 2 beschrieben ist. Bei Einsatz eines MDM-Meßaufnehmers und eines MDM-Meßumformers in der F i g. 1 gezeigten Kombination läßt sich der Massendurchfluß als Produkt aus Volumendurchfluß und Meßstoffdichte ermitteln, wie vorstehend erläutert istA device for magnetic-inductive flow measurement (MDM) generally has a measuring transducer and a transmitter. With this device, the volume flow of a Measure the substance or the like flowing through a measuring tube, as described below with reference to FIG. 2 is described. When using an MDM measuring transducer and an MDM measuring transducer in FIG. 1 shown In combination, the mass flow rate can be determined as the product of volume flow rate and fluid density, as explained above

Wie ebenfalls anhand von F i g. 2 erläutert wird, sind Vorrichtungen zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit geschaltetem Feld bekannt, die mit einem Konstantstrom gespeist werden, der periodirch abgeschaltet oder umgepolt wird. Die Einrichtung zur Regelung des Feldspulenstromes dient dabei dazu, das Stellglied derart auszusteuern, daß ein Feldspulenstrom erzeugt wird, welcher von der Größe eines zwischen die beiden Eingänge des Differenzverstärkers geschalteten Widerstandes und von der Größe der Konstantspannung abhängt Eine derartige Vorrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit geschaltetem Feld wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig.2 näher erläutert Diese Vorrichtung eignet sich nur zur Durchflußmessung.As also based on FIG. 2 are explained Devices for magnetic-inductive flow measurement with switched field are known, which with a Constant current are fed, which is switched off periodically or the polarity is reversed. The device for regulating the field coil current serves to control the actuator to be controlled in such a way that a field coil current is generated which is of the size of one between the resistor connected to the two inputs of the differential amplifier and the size of the constant voltage Such a device for magnetic-inductive flow measurement with a switched Field is explained in more detail below with reference to Fig.2. This device is only suitable for Flow measurement.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung des Massendurchflusses zu schaffen, die bei geringem schaltungstechnischen Aufwand eine genaue Messung des Massendurchflusses ermöglicht The invention is based on the object of creating a device for measuring the mass flow rate, which enables an exact measurement of the mass flow rate with little circuitry effort

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the subject matter of claim 1. Further developments result from the subclaims.

Im Gegensatz zu den bisherigen Vorrichtungen zur Messung des Massendurchflusses, wie sie unter Bezugnahme auf Fig.¹, erläutert werden, wird ein magnetisch-induktiver Durchflußmesser mit geschaltetem Feld verwendet, bei welchem die Konstantspannungsquelle, die üblicherweise mit einem Eingang des Regelverstärkers der Einrichtung zur Regelung des Feldspulenstromes verbunden ist, durch einen Widerstand ersetzt wird, welcher parallel zu einem Dichtemeßgerät liegt und von einem dichteproportionalen Strom durchflossen wird. Anstelle des Widerstandes kann ein von Hand einstellbares Potentiometer vorgesehen werden, falls die Dichte des Meßstoffes konstant ist. wobei das Potentiometer mit einer Konstantspannungsquelle verbunden istIn contrast to the previous devices for measuring the mass flow, as ^{explained with reference to FIG. 1} , a magneto-inductive flow meter with a switched field is used in which the constant voltage source, which is usually connected to an input of the control amplifier of the control device of the field coil current is connected, is replaced by a resistor which is parallel to a density meter and is traversed by a density-proportional current. Instead of the resistor, a manually adjustable potentiometer can be provided if the density of the substance to be measured is constant. wherein the potentiometer is connected to a constant voltage source

Die Erfindung schafft eine einfach aufgebaute Vorrichtung zur Messung des Massendurchflusses, die auf einer Vorrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung basiert und durch einfache Abwandlung mit geringstmöglichem schaltungstechnischen Aufwand und ohne Einsatz einer Rechenschaltung eine exakte Ermittlung des Massendurchflusses gewährleistetThe invention provides a simply constructed device for measuring the mass flow rate that on a device for magnetic-inductive flow measurement based and by simple modification with the lowest possible circuit complexity and without the use of a computing circuit an exact Determination of the mass flow guaranteed

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigtIn the following preferred embodiments of the device according to the invention are based on the Description of the drawing to explain further features. It shows

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Messung des Massendurchflusses, 1 shows a device for measuring the mass flow rate,

F i g. 2 die Grundschaltung einer Vorrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit geschaltetem Feld,F i g. 2 the basic circuit of a device for magneto-inductive Flow measurement with switched field,

F i g. 3 eine Einrichtung zur Regelung und Taktsteuerung des Feldspulenstromes für die in F i g- 2 gezeigte Vorrichtung für magnetisch-induktive Durchflußmessung, F i g. 3 shows a device for control and clock control of the field coil current for the apparatus shown in F i g 2 device for magnetic-inductive flow measurement,

F i g. 4 eine Einrichtung zur Regelung und Taktsteuerung des Feldspulenstromes für die erfindungsgemäße Vorrichtung, undF i g. 4 a device for regulating and clocking the field coil current for the inventive Device, and

F i g. 5 eine gegenüber F i g. 4 abgewandelte Ausführungsform der Einrichtung zur Regelung und Taktsteuerung des Feldspulenstromes für die erfindungsge-F i g. 5 one opposite FIG. 4 modified embodiment of the device for regulation and clock control of the field coil current for the

mäße Vorrichtung.proper device.

F i g. 1 zeigt den Grundaufbau einer üblichen Vorrichtung zur Messung des Massendurchflusses. Diese Vorrichtung weist einen Meßaufnehmer 1 auf, der nach dem magnetisch-induktiven Durchflußmeßprinzip arbeitet und ausgangsseitig mit einem Meßumformer 2 verbunden ist, welcher ein dem Volumendurchfluß proportionales Signa! Qv liefert Weiterhin ist ein Dichte-Meßaufnehmer 3 vorgesehen, der an einen Meßumformer 4 geschaltet ist Der Meßumformer 4 liefert ein der Dichte ρ proportionales Signal. Die Signale ρ und Qv werden einer Rechenschaltung 5 zugeführt in welcher das Produkt ρ ■ Qv gebildet wird. Auf diese Weise liefert die Rechenschaltung 5 ein dem Massendurchfluß Qm proportionales Signal, welches in einem Wandler 6 in eine Impulsfrequenz umgeformt wird. Der Wandler 6 ist mit einem Zähler 7 verbunden, der die Ausgangsimpulse des Wandlers 6 zählt und dadurch die Masse ermittelt F i g. 1 shows the basic structure of a conventional device for measuring the mass flow rate. This device has a measuring transducer 1, which works according to the magnetic-inductive flow measuring principle and is connected on the output side to a measuring transducer 2, which sends a signal proportional to the volume flow! Qv supplies Furthermore, a density measuring transducer 3 is provided which is connected to a measuring transducer 4. The measuring transducer 4 delivers a signal proportional to the density ρ. The signals ρ and Qv are fed to a computing circuit 5 in which the product ρ ■ Qv is formed. In this way, the computing circuit 5 supplies a signal proportional to the mass flow rate Qm, which signal is converted in a converter 6 into a pulse frequency. The converter 6 is connected to a counter 7 which counts the output pulses of the converter 6 and thereby determines the mass

Die vorstehend unter Bezugnahme auf F i g. 1 erläuterte Vorrichtung zur Messung des Massendu-chfldsses, bzw. zur Verwendung als Massenzähler weist neben den Dichte- und MDM-Meßaufnehmern 1,3 und den nachgeschalteten Meßumformern 2,4 eine Rechenschaltung 5 auf, welche zur Kombinierung des Dichtesignals und des Volumendurchflußsignals dient. Bei der Multiplikation von Analogsignalen treten zusätzliche Fehler auf. welche die Massendurchflußmessung beeinträchtigen. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit können der Rechenschaltung 5 Analog/Digital-Wandler vorgeschaltet werden, wodurch sich jedoch der Schaltungsaufwand weiter erhöhtThe above with reference to FIG. 1 explained Device for measuring the mass flow rate, or for use as a mass counter, in addition to the density and MDM measuring sensors 1,3 and the downstream Transmitters 2.4 a computing circuit 5, which for combining the density signal and the volume flow signal is used. Additional errors occur when multiplying analog signals. which affect the mass flow measurement. To increase the measurement accuracy, the computing circuit 5 analog / digital converters are connected upstream, which, however, increases the circuit complexity elevated

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Dichte einer Flüssigkeit zu bestimmen, beispielsweise mittels Dichtewaagen, mit deren Hilfe die Flüssigkeit bzw. der Meßstoff unbekannter Dichte, die in einen Behälter mit bekanntem Volumen gefüllt wird, durch Wägung des Behälters die Dichte ermittelt wird. Es sind ferner Dichtewaagen kontinuierlichen Dichteermittlung einer strömenden Flüssigkeit bekannt, sowie Meßeinrichtungen. bei welchen ein Behälter in Schwingung versetzt wird und aus der Veränderung der Schwingungsparameter in Abhängigkeit von der Dichte des Meßstoffes in dem Behälter auf die Dichte geschlossen wird. Schließlich ist es auch möglich, die Dichte mittelbar zu messen; beispielsweise kann bei einigen Meßstoffen (z. B. Wasser) die Dichte über eine Temperaturmessung ermittelt werden, also in Fällen, in welchen es einen festen Zusammenhang zwischen der Temperatur des Meßstoffes und der Meßstoffdichte gibt. Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zur Messung des Massendurchflusses wird eine direkte oder indirekte Dichtemessung verwendet, die den Dichtewert innerhalb eines wählbaren Meßbereichs in ein elektrisches Einheitssignal von beispielsweise 0 bis 20 mA umformt. Bei der Vorrichtung nach F i g. 1 wird ein auf diese Weise erhaltenes dichteproportionales Signal mit dem elektrischen Ausgangssignal des MDM-Meßumformers 2 multiplikativ verknüpft. Somit ist das dadurch erzeugte Signal der Rechenschaltung 5 dem MassendurchfluB proportional. Nach einer bo Integration dieses Signals über die Zeit läßt sich die Masse erfassen.There are various ways of determining the density of a liquid, for example using density scales, with the help of which the liquid or the medium of unknown density, which is in a container with known Volume is filled, the density is determined by weighing the container. There are also density scales continuous density determination of a flowing liquid known, as well as measuring devices. in which a container is made to vibrate and from the change in the vibration parameters in Depending on the density of the substance to be measured in the container, the density is deduced. Finally is it is also possible to measure the density indirectly; For example, with some media (e.g. water) the density can be determined via a temperature measurement, i.e. in cases in which there is a fixed relationship between the temperature of the medium and the density of the medium. In the one shown in FIG Device for measuring the mass flow rate, a direct or indirect density measurement is used, which converts the density value within a selectable measuring range into an electrical standard signal of, for example 0 to 20 mA converted. At the device after F i g. 1 becomes a density-proportional signal with the electrical output signal obtained in this way of the MDM transmitter 2 linked multiplicatively. Thus, the signal generated thereby is the computing circuit 5 proportional to the mass flow. After a bo Integration of this signal over time allows the mass to be recorded.

Die magnetisch-induktive Durchflußmessung als solche ist bekannt. Nachfolgend wird das Grundprinzip der magnetisch-induktiven Durchflußmessung und insbe- e5 sondere die magnetisch-induktive Durchflußmessung mit geschaltetem Feld unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung wird der Volumendurchfluß einer durch ein Meßrohr 13 strömenden, elektrisch leitenden Flüssigkeit gemessen. An dem Meßrohr 13 sind senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit Feldspulen 14 angeordnet die mit einem Strom gespeist werden und in der Flüssigkeit ein Magnetfeld erzeugen. Senkrecht zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit und zur Hauptrichtung des Magnetfeldes sind im Meßrohr Elektroden 15, 16 angeordnet an welchen die Meßspannung abgegriffen wird.Magnetic-inductive flow measurement as such is known. The following is the basic principle of the magnetic-inductive flow measurement and especially e5 special the magnetic-inductive flow measurement with switched field with reference to FIG. 2 explained. In the case of magnetic-inductive flow measurement, the volume flow is one through a measuring tube 13 flowing, electrically conductive liquid measured. On the measuring tube 13 are perpendicular to the direction of flow the liquid field coils 14 arranged which are fed with a current and in the Liquid create a magnetic field. Perpendicular to the direction of flow of the liquid and to the main direction of the magnetic field are arranged in the measuring tube electrodes 15, 16 at which the measuring voltage is tapped will.

Nach dem Induktionsgesetz ergibt sich bekanntlich für die Meßspannung U_mee folgende GleichungAccording to the law of induction, as is known, the following equation results for the measurement voltage U _me e

U_mce = ν ■ B ■ d ■ k,U _mc e = ν ■ B ■ d ■ k,

wobei ν die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, B die magnetische Induktion des Magnetfeldes, d die lichte Weite des Meßrohres und k eine Konstante sind.where ν is the flow velocity of the liquid, B is the magnetic induction of the magnetic field, d is the inside diameter of the measuring tube and k is a constant.

Die Anordnung der Feldspulen in dpm mit 11 bezeichneten Meßaufnehmer kann direkt an «sss Wechselstromnetz angeschlossen sein. Die Meßspannung liegt in diesem Fall als netzfrequente Spannung vor. Andererseits können bei der magnetisch-induktiven Durchflu3messung die Feldspulen 14 mit einem nahezu rechteckförmigen c-Jer trapezförmigen Strom gespeist werden, wobei die Meßspannung getastet erfaßt und über Speicherschaltungen ausgewertet sind. MDM-Meßumformer 12 dienen zur Umformung der Meßspannung in ein elektrisches Einheitssignal, beispielsweise in der Größenordnung von 0 bis 20 mA. Durch Integration der Meßspannung über die Zeit, d. h. die Umwandlung der Spannung in eine Impulsfrequenz und Zählung der Impulse, kann die in F i g. 2 gezeigte Anordnung aus Meßaufnehmer 11 und Meßumformer 12 als Volumenzähler verwendet werden, wobei die Einrichtung 17 (Fig. 2) nicht vorgesehen ist.The arrangement of the field coils in dpm is denoted by 11 The sensor can be connected directly to the AC mains be connected. In this case, the measurement voltage is available as a line-frequency voltage. on the other hand In the magnetic-inductive flow measurement, the field coils 14 can have an almost rectangular shape c-Jer trapezoidal current are fed, the measuring voltage being sensed and detected via memory circuits are evaluated. MDM transducers 12 are used to convert the measurement voltage into a electrical standard signal, for example of the order of 0 to 20 mA. By integrating the Measuring voltage over time, d. H. converting the voltage into a pulse frequency and counting the pulses, can the in F i g. 2 arrangement of measuring transducer 11 and transducer 12 as a volume counter can be used, the device 17 (Fig. 2) is not provided.

Bei Anwendungen, bei weichen nicht der Volumendurchfluß oder das Volumen, sondern der Massendurchfluß oder die Masse erfaßt werden sollen, z. B. beim Abfüllen von Lebensmitteln nach Gewichtseinheiten, läßt sich der Massendurchfluß durch Multiplikation des Volumendurchflusses mit der Meßstoffdichte einsetzen, d. h. durch Verwendung der oben beschriebenen Anordnung. Im folgenden wird eine Vorrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit geschaltetem Feld erläutert.In applications where it is not the volume flow or the volume, but the mass flow, it is not the volume or the mass should be detected, e.g. B. when filling food according to weight units, the mass flow rate can be used by multiplying the volume flow rate with the product density, d. H. by using the arrangement described above. The following is a device for magneto-inductive Flow measurement with switched field explained.

Der Meßumformer 12 weist nach F i g. 2 eine Einrichtung 17 zur Taktsteuerung der Regelung des Feldspulenstromes auf. Die Einrichtung 17 dient dazu, die Feldspule 14 zu bestimmten Zeitabschnitten mit einem geregelten Strom zu speisen, was bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit »geschaltetem Feld« bezeichnet wird. Bei dieser magnetisch-induktiven Durchflußmessung wird der Meßaufnehmer 11 im Norma'fall mit einem Konstantstrom gespeist, der period.sch abgeschaltet oder umgepolt wird. Zur Stromregelung ist die Einrichtung 17 in der unter Bezugnahme auf Fig.3 beschriebenen Weibe ausgebildet und als solche zur Ausführung der magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit geschaltetem Feld bekannt. Die Einrichtung 17 weist nach Fig. 3 eine Schaltanordnung 18 zur Taktsteuerung des Feldspulenstromes für die Feldspule 14 auf. wobei die Feldspule 14 durch eine Spannungsquelle 19 gespeist wird. Im Speisekreis der Feldspule 14 liegt ein Stellglied 20, beispielsweise ein Transistor und ein Widerstand 21, der vorzugsweise durch einen variablen Widerstand gebildet wird, was die Kalibrierung des Meßaufnehmers It ermöglicht. Die SDannune nni Wi-The transducer 12 has according to FIG. 2 a facility 17 for clock control of the regulation of the field coil current. The device 17 serves to control the field coil 14 to feed with a regulated current at certain time segments, which is the case with the magneto-inductive Flow measurement is referred to as "switched field". With this magnetic-inductive flow measurement the measuring transducer 11 is in the normal case fed with a constant current, which is switched off periodically or the polarity is reversed. For current regulation, the device 17 is described with reference to FIG White designed and as such for the execution of the magnetic-inductive flow measurement known with switched field. According to FIG. 3, the device 17 has a switching arrangement 18 for clock control of the field coil current for the field coil 14. the field coil 14 being provided by a voltage source 19 is fed. In the supply circuit of the field coil 14 there is an actuator 20, for example a transistor and a Resistor 21, which is preferably formed by a variable resistor, what the calibration of the It allows measuring transducer. The SDannune nni Wi

derstand 21 wird über Leitungen 22, 23 abgegriffen und den beiden Eingängen eines Differenzverstärkers 24 zugeführt. Der Ausgang des Differenzverstärkers 24 ist mit einem Eingang eines Regelverstärkers 25 verbunden, dessen anderer Eingang mit einer Konstantspan- i nungsquelle 26 in Verbindung steht. Der Ausgang des Regelverstärkers 25 ist mit dem Steuereingang des Stellgliedes 20 verbunden. Der Regelverstärker 25 steuert das Stellglied 20 derart, daß vom Stellglied 20 ein Feldstrom zur Feldspule 14 (über die Schaltanordnung in 18) geführt wird, wobei dieser Feldspulenstrom über den Widerstand 21 am Ausgang des Differenzverstiirkers 24 eine Spannung erzeugt, die durch die Regelung des Regelverstärkers 25 gleich der Konstantspannung der Konstantspannungsquelle 26 ist. Somit wird durch die Einrichtung 17 ein konstanter Feldspulenstrom zur Speisung der Feldspule 14 hervorgerufen, der von der Größe des Kalibrier-Widerstandes 21 und der Größe der von der Quelle 26 gelieferten Spannung abhängt. Damit ist der Feldspulenstrom der Größe des Wider-Standes 21 umgekehrt proportional und zur Größe der Konstantspannung der Konstantspannungsquelle 26 direkt proportional.The status 21 is tapped via lines 22, 23 and fed to the two inputs of a differential amplifier 24. The output of the differential amplifier 24 is connected to an input of a control amplifier 25, whose other input is connected to a constant voltage source 26. The outcome of the Control amplifier 25 is connected to the control input of actuator 20. The control amplifier 25 controls the actuator 20 in such a way that a field current from the actuator 20 to the field coil 14 (via the switching arrangement in 18), this field coil current via the resistor 21 at the output of the differential amplifier 24 generates a voltage which, by regulating the control amplifier 25, is equal to the constant voltage the constant voltage source 26 is. A constant field coil current is thus generated by the device 17 Supply of the field coil 14 caused by the size of the calibration resistor 21 and the size the voltage supplied by the source 26 depends. The field coil current is thus the size of the resistance 21 inversely proportional and to the magnitude of the constant voltage of the constant voltage source 26 directly proportional.

Die unter Bezugnahme auf Fig.3 beschriebene Einrichtung 17 zur Regelung der Taktsteuerung des Feldspulenstromes wird in Verbindung mit einem Meßaufnehmer 11 und einem Meßumformer 12 nach F i g. 2 zur Bildung einer Vorrichtung zur Messung des Massendurchflusses bzw. Massenzählers ausgenutzt. Nach Fig.4 wird die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung 17 jo insoweit abgewandelt, daß die Konstantspannungsquelle 26 durch einen Widerstand 30 ersetzt wird. Parallel zum Widerstand 30 sind Ausgänge 31, 32 eines Dichtemeßgerätes 33 geschaltet, so daß der Widerstand 30 von einem dichteproportionalen Strom durchflossen wird. Dadurch wird analog zu Fig. 3 am Widerstand 30 eine Spannung erzeugt, die dem Kegelverstärker 25 zugeführt wird. Als Dichtemeßgerät 33 läßt sich eines der eingangs unter Bezugnahme auf F i g. 1 beschriebenen Dichte-Meßgeräte verwenden, d. h. Dichte-Meßgeräte zur direkten oder indirekten Dichtemessung. Mit der in Fig.4 dargestellten Einrichtung 17 wird die Feldspule 14 des Meßaufnehmers 11 durch einen Feldspulenstrom ausgesteuert, welcher der Meßstoffdichte proportional ist. Die in F i g. 4 beschriebene Vorrichtung hat äußerst einfachen Aufbau und resultiert aus der Prinzipschaltung einer Vorrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit geschaltetem Feld. Dabei ist lediglich die Einrichtung 17 durch Ersatz der Konstantspannungsquelle 26 durch einen Widerstand 30 und ein zugeordnetes Dichtemeßgerät 33 abzuwandeln. Der Widerstand 30 (ohmscher Widerstand) ist mit einem Dichtemeßgerät 33 verbunden, dessen Ausgang einen Strom liefert. Auf diese Weise wird die Spannung am Widerstand 30 und über den Regelverstärker 25 der Feldspulenstrom dem Ausgangsstrom des Dichte-Meßgerätes 33 und damit der Dichte des Meßstoffes proportional. Durch den Einsatz eines Widerstandes 30 bestimmter Größe kann das dichteproportionale Ausgangssignal des Dichte-Meßgerätes 33 an die vorhandene Vorrichtung zur magnetisch-induktiven Durchflußmessung angepaßt werden, d. h. es können die in F i g. 3 gezeigten, vorhandenen Einrichtungen 17 ohne Änderung eingesetzt werden. Anstelle des Widerstandes 30 kann aiierdings auch ein Potentiometer verwendet werden, dessen Einstellung abhängig von dem eingesetzten Dichte-Meßgerät 33 verändert wird.
Nach einer weiteren Abwandlung der Vorrichtung, die nachfolgend unter Bezugnahme auf F i g. 5 erläutert wird, wird anstelle des Widerstandes 30 ein Potentiometer 34 eingesetzt, was besonders dann bevorzugt wird, wenn die Dichte eines Meßstoffes konstant ist und damit die Dichte am Potentiometer 34 von Hand eingc stellt werden kann. Das Potentiometer 34 wird mit einer Konstantspannungsquelle 35 verbunden, die vorzugsweise einstellbar ausgeführt ist. Die Einstellung des Dichtewertes wird bei der Ausführungsform nach F i g. 5 dadurch vorgenommen, daß die Spannung nach einer Spannungsmessung an der Konstanispannungsquelle 35 eingestellt wird. Andererseits kann ein Potentiometer 34 verwendet werden, welches direkt in Dichtewerten geeicht ist. wobei das Potentiometer beispielsweise ein Zehn-Wendel-Potentiometer sein kann.The device 17 described with reference to FIG. 2 used to form a device for measuring the mass flow rate or mass counter. According to FIG. 4, the device 17 jo shown in FIG. 3 is modified to the extent that the constant voltage source 26 is replaced by a resistor 30. Outputs 31, 32 of a density measuring device 33 are connected in parallel with the resistor 30, so that a current proportional to the density flows through the resistor 30. As a result, analogously to FIG. 3, a voltage is generated across resistor 30, which voltage is fed to cone amplifier 25. As a density measuring device 33, one of the methods mentioned at the beginning with reference to FIG. 1 use density measuring devices, ie density measuring devices for direct or indirect density measurement. With the device 17 shown in FIG. 4, the field coil 14 of the measuring transducer 11 is controlled by a field coil current which is proportional to the density of the material being measured. The in F i g. 4 has an extremely simple structure and results from the basic circuit of a device for magneto-inductive flow measurement with a switched field. In this case, only the device 17 has to be modified by replacing the constant voltage source 26 with a resistor 30 and an associated density measuring device 33. The resistor 30 (ohmic resistor) is connected to a density meter 33, the output of which supplies a current. In this way, the voltage across the resistor 30 and, via the control amplifier 25, the field coil current is proportional to the output current of the density measuring device 33 and thus to the density of the substance to be measured. By using a resistor 30 of a certain size, the density-proportional output signal of the density measuring device 33 can be adapted to the existing device for magneto-inductive flow measurement, that is to say the in FIG. 3 shown, existing facilities 17 can be used without change. Instead of the resistor 30, however, a potentiometer can also be used, the setting of which is changed as a function of the density measuring device 33 used.
According to a further modification of the device, which is described below with reference to FIG. 5, a potentiometer 34 is used instead of the resistor 30, which is particularly preferred when the density of a substance to be measured is constant and the density can thus be set manually on the potentiometer 34. The potentiometer 34 is connected to a constant voltage source 35, which is preferably designed to be adjustable. The setting of the density value is carried out in the embodiment according to FIG. 5 made in that the voltage is set after a voltage measurement at the constant voltage source 35. On the other hand, a potentiometer 34 can be used which is directly calibrated in density values. wherein the potentiometer can be, for example, a ten-turn potentiometer.

Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zur Messung des Massendurchflusses, die auf der Grundschaltung eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers mit geschaltetem Feld beruht und eine dichteproportionale Steuerung des Magnetfeldes im Meßrohr 13 gewährleistet, indem er durch die Feldspule fließende Strom abhängig von einem Dichtesignal geregelt wird.The invention thus creates a device for measuring the mass flow rate based on the basic circuit a magnetic-inductive flow meter with a switched field and a density proportional Control of the magnetic field in the measuring tube 13 ensured by flowing through the field coil Current is regulated as a function of a density signal.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for measuring the mass flow rate, with a density meter, a magneto-inductive Flowmeter (MDM) transducers, an M DM transmitter and a supply source for feeding a field coil arranged in the measuring transducer, characterized in that the measuring transducer has a device for regulating and clocking the field coil current, which contains an actuator connected to a control amplifier with its control input, which is connected via a differential amplifier to an input of the control amplifier that to the second Input of the control amplifier (25), a resistor (30; 34) is connected, and that in parallel with the Resistance the outputs (31,32) of the density measuring device which deliver a density-proportional current (33) are built.

2. Device according to claim f, characterized in that that the resistor (30) is replaced by a potentiometer (34)

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the potentiometer (34) is connected to a constant voltage source (35) is connected

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the constant voltage source (35) is adjustable is