[发明专利]磁感应流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁感应流量计，尤其涉及一种用于测量流动导电介质的磁感应流量计。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

通过如下的特征来实现本发明的任务。有利的特征定义了有利的实施例。

根据本发明，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C_Mess，电容C_Mess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，根据本发明，为了最大化测量电容C_Mess，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，根据本发明的磁感应流量计，测量管被铁制的支撑外壳包裹。

最后，根据本发明，为了将寄生电容对测量电容C_Mess的影响最小化，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。