專利名稱：磁感應(yīng)流量計(jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量介質(zhì)流量的裝置，所述介質(zhì)在測(cè)量管軸 線的方向上流過(guò)測(cè)量管，所述裝置具有磁體設(shè)置，所述磁體設(shè)置產(chǎn)生 穿過(guò)測(cè)量管、且基本垂直于測(cè)量管軸線分布的交替磁場(chǎng)；具有兩個(gè)測(cè) 量電極，所述測(cè)量電極在測(cè)量管內(nèi)在一條連接線上定位，所述連接線 基本上垂直于測(cè)量管軸線和磁場(chǎng)地定向；可選擇地具有至少一個(gè)基準(zhǔn) 電極和具有計(jì)值/調(diào)節(jié)單元，所述計(jì)值/調(diào)節(jié)單元根據(jù)測(cè)量電極內(nèi)感應(yīng)的
測(cè)量電壓提供測(cè)量管內(nèi)介質(zhì)的體積流量信息或者質(zhì)量流量信息，并根 據(jù)在兩個(gè)電極之間所測(cè)量的阻抗確定介質(zhì)的導(dǎo)電率。
背景技術(shù)：
其主要組成部分在先前已經(jīng)提到過(guò)的磁感應(yīng)流量計(jì)為進(jìn)行體積上 的流動(dòng)測(cè)量充分利用電磁感應(yīng)的原理介質(zhì)的垂直于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的電荷 載體同樣感應(yīng)生成與介質(zhì)的流動(dòng)方向基本上垂直設(shè)置的測(cè)量電極的電 壓。測(cè)量電極內(nèi)感應(yīng)的這種測(cè)量電壓與介質(zhì)通過(guò)測(cè)量管的橫截面的取 平均的流動(dòng)速度成正比；它因此與體積流量成正比。在已知介質(zhì)密度 的情況下，此外可以說(shuō)明通過(guò)測(cè)量管流動(dòng)的介質(zhì)的質(zhì)量流量。測(cè)量電 極與介質(zhì)或者電流或者電容連接。
通常交替磁場(chǎng)通過(guò)線圈電流進(jìn)行控制在理想情況下，在磁體設(shè) 置的單個(gè)線圈或多個(gè)線圈內(nèi)流動(dòng)的線圈電流的分布與磁場(chǎng)的分布相
應(yīng)，因?yàn)榇鸥袘?yīng)流量計(jì)的測(cè)量頻率或場(chǎng)頻率，也就是交替磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)換 所利用的頻率在很大程度上取決于線圈設(shè)置的電感。
從大量的公開(kāi)文獻(xiàn)中公知，磁感應(yīng)流量計(jì)除了流量信息外，也提 供介質(zhì)或者測(cè)量系統(tǒng)其他狀態(tài)值的信息。例如US 2003/0051557 Al公開(kāi)了在測(cè)量和/或者基準(zhǔn)電極之間施加診斷信號(hào)并根據(jù)診斷信號(hào)的電阻 值獲取介質(zhì)導(dǎo)電率的信息。
JP-A-174718和EP 0 336 615 Bl同時(shí)公開(kāi)了通過(guò)在兩個(gè)電極之間 所測(cè)量的電阻值確定通過(guò)測(cè)量管流動(dòng)的介質(zhì)的導(dǎo)電率。在JP-A-174718 所述情況下，將所獲取的介質(zhì)導(dǎo)電率信息用于校正流量測(cè)量值。EP 0 336 615 Bl提供一種解決方案，其可以同時(shí)提供流量和導(dǎo)電率方面的測(cè) 量值。

發(fā)明內(nèi)容
從公知的現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種磁感應(yīng)流 量計(jì)，其可以高精度確定從兩個(gè)電極之間的電阻中導(dǎo)出的狀態(tài)值。
該目的由此得以實(shí)現(xiàn)，S卩設(shè)計(jì)溫度測(cè)量單元，其提供介質(zhì)溫度 的信息；以及調(diào)節(jié)/計(jì)值單元根據(jù)所測(cè)量的溫度測(cè)定導(dǎo)電率的校正值、 并提供導(dǎo)電率的相應(yīng)校正的值。
按照依據(jù)本發(fā)明的裝置一種具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步構(gòu)成，溫度測(cè)量單 元設(shè)置在磁體設(shè)置的區(qū)域內(nèi)，其中，溫度測(cè)量單元間接通過(guò)測(cè)量流經(jīng) 磁體設(shè)置的線圈電流來(lái)測(cè)定介質(zhì)的溫度。
作為選擇提出，溫度測(cè)量單元是一個(gè)與介質(zhì)直接或者間接接觸的 溫度傳感器。特別是該溫度傳感器為PT-100或者PT-1000。優(yōu)選溫度 傳感器固定在測(cè)量管上。所測(cè)量的溫度值因此可以作為外部檢測(cè)的測(cè) 量值，模擬地作為電壓或者電流信號(hào)、或者數(shù)字地例如通過(guò)場(chǎng)總線、 高速可尋址遠(yuǎn)程變送(HART)標(biāo)準(zhǔn)或者互聯(lián)網(wǎng)傳送到調(diào)節(jié)/計(jì)值單元。 調(diào)節(jié)/計(jì)值單元優(yōu)選安裝在磁感應(yīng)流量計(jì)的測(cè)量變換器內(nèi)。
此外按照依據(jù)本發(fā)明的裝置一種具有優(yōu)點(diǎn)的構(gòu)成設(shè)計(jì)多個(gè)溫度測(cè) 量單元，其中，調(diào)節(jié)/計(jì)值單元根據(jù)溫度測(cè)量單元的溫度測(cè)量值確定介質(zhì)的平均溫度。
優(yōu)選調(diào)節(jié)/計(jì)值單元這樣控制測(cè)量電極、和/或單個(gè)基準(zhǔn)電極/多個(gè) 基準(zhǔn)電極，使得幾乎同時(shí)提供流量和導(dǎo)電率的測(cè)量值。依據(jù)本發(fā)明的 裝置一種可選擇的構(gòu)成提出，調(diào)節(jié)/計(jì)值單元這樣控制測(cè)量電極、和/或 單個(gè)基準(zhǔn)電極/多個(gè)基準(zhǔn)電極，使得交替提供流量和導(dǎo)電率的測(cè)量值。
特別設(shè)計(jì)，調(diào)節(jié)/計(jì)值單元通過(guò)阿列紐斯(Arrhenius)方程式確定 導(dǎo)電率的校正值。
k:玻爾茲曼常數(shù) T:溫度(K) AGa:活化焓
此外依據(jù)一種具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施方式，單個(gè)基準(zhǔn)電極/多個(gè)基準(zhǔn)電極 設(shè)置在測(cè)量電極連接線上面和/或者測(cè)量電極連接線下面的區(qū)域內(nèi)。在 本申請(qǐng)人以PROMAG的名稱提供和銷售的磁感應(yīng)流量計(jì)方面的一種 相應(yīng)構(gòu)成對(duì)所謂的空管檢測(cè)而公知。


現(xiàn)根據(jù)下面的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中
圖1示出依據(jù)本發(fā)明的裝置第一實(shí)施方式的示意圖；以及
圖2示出依據(jù)本發(fā)明的裝置第二實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出依據(jù)本發(fā)明的裝置第一實(shí)施方式的示意圖。測(cè)量管2由
其中:介質(zhì)11在測(cè)量管軸線3的方向上流過(guò)。介質(zhì)11至少在小范圍內(nèi)能夠
導(dǎo)電。測(cè)量管2本身由不能傳導(dǎo)的材料制成，或者至少在其內(nèi)表面上
采用不能傳導(dǎo)的材料加襯。
垂直于介質(zhì)11的流動(dòng)方向定向的磁場(chǎng)B通過(guò)徑向設(shè)置的磁體設(shè)置 6、 7或通過(guò)兩個(gè)電磁體產(chǎn)生。在磁場(chǎng)B的影響下，處于介質(zhì)ll內(nèi)的電 荷載體根據(jù)極性向兩個(gè)相反極化的測(cè)量電極4、 5遷移。測(cè)量電極4、 5 上產(chǎn)生的電壓與介質(zhì)11通過(guò)測(cè)量管2的橫截面的取平均的流動(dòng)速度成 正比，也就是說(shuō)，該電壓說(shuō)明介質(zhì)11在測(cè)量管2內(nèi)體積流量的大小。 測(cè)量管2此外通過(guò)連接件，例如法蘭(其附圖中未單獨(dú)示出)與介質(zhì) 11流經(jīng)的管系統(tǒng)連接。
測(cè)量電極4、 5與介質(zhì)11直接接觸；但聯(lián)接如前面已經(jīng)提到的那 樣，也可以電容式構(gòu)成。
經(jīng)由連接線12、 13將測(cè)量電極4、 5與調(diào)節(jié)/計(jì)值單元8連接。磁 體設(shè)置6、 7與調(diào)節(jié)/計(jì)值單元8之間通過(guò)連接線14、 15連接。
為調(diào)節(jié)/計(jì)值單元8分配存儲(chǔ)單元10。在圖1所示的構(gòu)成中，為確 定兩個(gè)測(cè)量電極4、 5之間介質(zhì)11的導(dǎo)電率(7進(jìn)行阻抗測(cè)量。如何進(jìn) 行這種測(cè)量的例子可以參閱此前所述現(xiàn)有技術(shù)的兩個(gè)文獻(xiàn)。
在圖l所示的實(shí)施方式中，溫度測(cè)量按照直接方式進(jìn)行在測(cè)量 管2的上部區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)溫度測(cè)量單元17。該溫度測(cè)量單元優(yōu)選為 PT-100或者PT-1000。溫度測(cè)量單元17將介質(zhì)11的溫度T信息提供 給調(diào)節(jié)/計(jì)值單元8。調(diào)節(jié)/計(jì)值單元8除了流量信息外，還提供介質(zhì)ll 的導(dǎo)電率(j的信息。在了解測(cè)量管2內(nèi)流動(dòng)的介質(zhì)ll溫度T的情況下， 調(diào)節(jié)/計(jì)值單元8提供介質(zhì)11導(dǎo)電率a的校正值。介質(zhì)11導(dǎo)電率(7的 溫度依賴性例如借助Arrhenius方程式來(lái)測(cè)定。圖2示出依據(jù)本發(fā)明的裝置1第二實(shí)施方式的示意圖。該實(shí)施方 式與圖1所示構(gòu)成的區(qū)別在于兩個(gè)特征
-用于確定介質(zhì)11導(dǎo)電率(7的阻抗測(cè)量在一個(gè)測(cè)量電極4; 5與設(shè) 置在測(cè)量管2下部區(qū)域內(nèi)的基準(zhǔn)電極9之間進(jìn)行?；鶞?zhǔn)電極9通過(guò)連
接線16與調(diào)節(jié)/計(jì)值單元8連接。
-溫度測(cè)量間接通過(guò)確定流經(jīng)磁體設(shè)置6、 7的單個(gè)線圈或多個(gè)線 圈的線圈電流來(lái)進(jìn)行。因?yàn)榇朋w設(shè)置6、 7靠近測(cè)量管2定位，所以可 以至少在近似值上由此出發(fā)，線圈電流Is反映介質(zhì)11的溫度T。附圖標(biāo)記列表
1 磁感應(yīng)流量計(jì)
2 測(cè)量管
3 測(cè)量管軸線
4 測(cè)量電極
5 測(cè)量電極
6 磁體設(shè)置
7 磁體設(shè)置
8 調(diào)節(jié)/計(jì)值單元
9 基準(zhǔn)電極 10存儲(chǔ)單元 11介質(zhì)
12連接線 13連接線 14連接線 15連接線 16連接線 17溫度測(cè)量單元
權(quán)利要求
1. 用于測(cè)量介質(zhì)(11)的流量(Φ)的裝置，所述介質(zhì)在測(cè)量管軸線(3)的方向上流過(guò)測(cè)量管(2)，所述裝置具有磁體設(shè)置(6、7)，所述磁體設(shè)置產(chǎn)生穿過(guò)所述測(cè)量管(2)、且基本垂直于所述測(cè)量管軸線(3)分布的交替磁場(chǎng)(B)；具有兩個(gè)測(cè)量電極(4、5)，所述測(cè)量電極在所述測(cè)量管(2)內(nèi)定位在連接線上，所述連接線基本上垂直于所述測(cè)量管軸線(3)和所述磁場(chǎng)(B)地定向；可選擇地具有至少一個(gè)基準(zhǔn)電極(9)和具有計(jì)值/調(diào)節(jié)單元(8)，所述計(jì)值/調(diào)節(jié)單元根據(jù)在所述測(cè)量電極(4、5)內(nèi)感應(yīng)的測(cè)量電壓提供在所述測(cè)量管(2)內(nèi)所述介質(zhì)(11)的體積流量信息、或者質(zhì)量流量信息，并根據(jù)在兩個(gè)電極(4、5、9)之間所測(cè)量的阻抗確定所述介質(zhì)(11)的導(dǎo)電率(σ)，其特征在于，設(shè)計(jì)溫度測(cè)量單元(17)，所述溫度測(cè)量單元提供所述介質(zhì)(11)的溫度(T)的信息；以及所述調(diào)節(jié)/計(jì)值單元(8)根據(jù)所測(cè)量的溫度(T)測(cè)定所述導(dǎo)電率(σ(T))的校正值，并提供所述導(dǎo)電率(σ)的相應(yīng)校正的值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述溫度測(cè)量單元 (17)設(shè)置在所述磁體設(shè)置(6、 7)的區(qū)域內(nèi)，以及所述溫度測(cè)量單元(17)通過(guò)測(cè)量流經(jīng)所述磁體設(shè)置(6、 7)的線圈電流(I)來(lái)間接 測(cè)定所述介質(zhì)(11)的溫度(T)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述溫度測(cè)量單元 (17)是溫度傳感器，所述溫度傳感器與所述介質(zhì)(11)直接或者間接接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述溫度傳感器固 定在所述測(cè)量管(2)上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的裝置，其特征在于，設(shè)計(jì)多個(gè)溫度測(cè)量單元(17)，以及所述調(diào)節(jié)/計(jì)值單元(8)根據(jù)所述溫度測(cè)量單元(17)的溫度測(cè)量值確定所述介質(zhì)(11)的平均溫度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)/計(jì)值單元 (8)這樣控制所述測(cè)量電極(4、 5)、和/或所述單個(gè)基準(zhǔn)電極/多個(gè)基準(zhǔn)電極(9)，使得幾乎同時(shí)提供所述流量(》)和所述導(dǎo)電率((T) 的測(cè)量值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)/計(jì)值單元 (8)這樣控制所述測(cè)量電極(4、 5)、和/或所述單個(gè)基準(zhǔn)電極/多個(gè)基準(zhǔn)電極(9)，使得交替提供所述流量($)和所述導(dǎo)電率((J)的測(cè) 量值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)/計(jì)值單元 (8)通過(guò)阿列紐斯方程式確定所述導(dǎo)電率(ff (T))的所述校正值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)/計(jì)值單元 (8)通過(guò)任意表達(dá)的數(shù)學(xué)函數(shù)，特別是通過(guò)阿列紐斯方程式確定所述導(dǎo)電率((j (T))的所述校正值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)/計(jì)值單 元(8)通過(guò)表格確定所述導(dǎo)電率((J (T))的所述校正值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述單個(gè)基準(zhǔn)電 極/多個(gè)基準(zhǔn)電極(9)設(shè)置在所述測(cè)量電極(4、 5)的連接線上面、和 /或所述測(cè)量電極(4、 5)的連接線下面的區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁感應(yīng)流量計(jì)(1)，其除了流量信息外，還提供介質(zhì)(11)導(dǎo)電率(6)的信息。出于高精確地確定導(dǎo)電率的目的，本發(fā)明提出下列解決方案設(shè)計(jì)溫度測(cè)量單元(17)，其提供介質(zhì)(11)的溫度(T)信息。根據(jù)所測(cè)量的溫度(T)，調(diào)節(jié)/計(jì)值單元(8)測(cè)定導(dǎo)電率(σ(T))的校正值并提供導(dǎo)電率(σ)的相應(yīng)校正的值。
文檔編號(hào)G01F1/58GK101287967SQ200680038357
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者托馬斯·布德米格 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司