專利名稱：用于核磁流量測量儀的磁體部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于核磁流量測量儀的磁體部件，其帶有包括作為構(gòu)件的至少一個永磁體的組件。
背景技術(shù)：
核磁流量測量儀通過測量和評估由多相流體的核磁共振感應(yīng)到合適的傳感器中的電壓在量管中確定多相流體的各個相的流量、在多相流體中各個相的流速和各個相的相對份額。核磁共振(在英語中核磁共振被稱為Nuclear Magnetic Resonance)的測量原理基于原子核利用自由磁矩在存在磁場的情況下旋進(praezedieren)成核自旋(Kernspin)的特性。代表原子核的磁矩的矢量的旋進在此圍繞代表在原子核的部位處的磁場的矢量實現(xiàn)，其中，旋進感應(yīng)電壓到傳感器中。旋進的頻率被稱為拉莫爾頻率并且根據(jù)G^= γΒ來計算，其中，Y是旋磁比而B是磁場強度的值。旋磁比Y對于氫核最大；因此帶有氫核的流體尤其適合于核磁流量測量儀。從油源輸送主要由原油、天然氣和鹽水構(gòu)成的多相流體。所謂的測試分離器分出所輸送的流體中的一部分、使流體的各個相互相分離并且確定流體中各個相的份額。測試分離器費用很高、不能被安裝在水下且不允許實時測量。尤其地，測試分離器不能可靠地測量低于5%的原油含量。因為每個源的原油含量持續(xù)下降且大量源的原油含量已低于5%，所以現(xiàn)在不能經(jīng)濟有效地開采這些源。不僅原油而且天然氣和鹽水都包含氫核，對于其(如已所提及的那樣)旋磁比Y最大。因此核磁流量測量 儀特別適合于使用在油源處、還在水下直接在海底的源處，但是并不限于該應(yīng)用。例如在石化的或者在化學(xué)的工業(yè)中開辟其它的應(yīng)用。分出流體的一部分不是必需的，而是要實時測量整個流體。與測試分離器相比，核磁流量測量儀成本更有利且維護更少并且尤其還能夠可靠地測量流體中低于5%的原油含量，由此大量油源的(進一步)的開采首次變成可能。從美國公開文件2008/0174309中已知一種由形成空心柱狀的永磁體的盤形磁體堆構(gòu)成的磁化裝置，其中，在磁化裝置的柱形的內(nèi)腔中的磁場是均勻的，該堆包括多個盤形磁體并且盤形磁體通過由非磁性材料構(gòu)成的螺栓來固定。盤形磁體中的每個從屬有多個磁體部件，其中，磁體部件中的每個由矩形的棒狀磁體構(gòu)成，在由非磁性材料構(gòu)成的相應(yīng)兩個盤之間的磁體部件被引入構(gòu)造為形狀配合的凹部的磁體容納部中且通過由非磁性材料構(gòu)成的螺栓來固定。因為為了由包含在流體中的氫核的旋進感應(yīng)到傳感器中的高的電壓而需要強磁場，所以相應(yīng)地使用強的磁體部件。由于在盤形磁體中的每個中在空間上彼此緊挨地布置的多個磁體部件,通過各個磁體部件的磁場的相互作用導(dǎo)致磁體部件彼此之間的顯著的力作用。這些力作用顯著使各個磁體部件的引入變得困難，并且經(jīng)常在所述的力作用下引入時由于磁體部件與磁體容納部的不利的接觸導(dǎo)致磁性材料的剝落(Abplatzung)，因為其是易碎的。由于磁性材料的剝落而改變磁體部件的磁場并且因此還不利地影響在磁化裝置的內(nèi)腔中所產(chǎn)生的磁場的均勻性。因為由原子核的旋進感應(yīng)到傳感器中的電壓取決于拉莫爾頻率而其取決于磁場強度，因此磁性材料的剝落導(dǎo)致測量質(zhì)量變差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是說明一種磁體部件，其到流量測量儀的磁化裝置的磁體容納部中的引入被簡化且其尤其防止在永磁體處的磁性材料的剝落。
根據(jù)本發(fā)明的磁體部件(在其中實現(xiàn)之前所導(dǎo)出的和指出的目的)特征首先且主要在于，該組件實現(xiàn)有包殼(U_antelung),用于保護永磁體免于由于機械負(fù)荷、尤其在將磁體部件引入流量測量儀的磁體容納部中時磁性材料的剝落，并且/或者用于通過在磁體部件與磁體容納部之間的減小的摩擦將永磁體簡化地引入磁體容納部中，并且/或者用于影響由永磁體所產(chǎn)生的磁場。
包括至少一個永磁體的磁體部件的包殼至少可設(shè)置在永磁體與磁體容納部之間的接觸部位處。在此應(yīng)著眼于在磁體部件與磁體容納部的接觸時和還之前已在處理磁體部件時防止磁性材料的剝落來選擇包殼的材料。對此作為材料可考慮例如粘彈性塑料還或另外帶有較低的且尤其比磁性材料的脆性更低的脆性的金屬。
令人驚訝地，將根據(jù)本發(fā)明的磁體部件引入磁體容納部中比由現(xiàn)有技術(shù)已知的磁體部件更簡單。因此在另外的試驗中，以盡可能的小的磨擦為目標(biāo)來優(yōu)化包殼與磁體容納部之間的材料配對。在試驗的范圍中意外地顯示出由永磁體的包殼的材料的導(dǎo)磁性可有利地影響根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的所產(chǎn)生的磁場。例如，在由帶有高的導(dǎo)磁性的材料構(gòu)成的永磁體的極的區(qū)域中的包殼可作為一種磁透鏡起作用且形成磁場。
在根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的一優(yōu)選的實施形式中，除了作為構(gòu)件的至少一個永磁體之外，該組件還包括作為構(gòu)件的至少一個隔片(Abstandshalter)。通常,所有的永磁體具有相同的空間尺寸，由此降低成本和簡化磁體部件的構(gòu)造。經(jīng)常將隔片布置在永磁體之間以形成所產(chǎn)生的磁場。所產(chǎn)生的磁場的形成在此不僅可通過隔片的幾何成形而且可通過鑒于導(dǎo)磁性選擇隔片的材料實現(xiàn)。
在根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的另一優(yōu)選的實施形式中，構(gòu)件中的至少兩個(該構(gòu)件是組件的永磁體和隔片)處于接觸中。優(yōu)選地，在此構(gòu)件的表面的處于接觸中的區(qū)域是平的面。尤其地，構(gòu)件的處于接觸中的平的面是一致的(deckungsgleich)并且優(yōu)選地附加地一致地來布置。這樣設(shè)計的磁體部件是單體式的且由此在所產(chǎn)生的磁場的設(shè)計中允許高程度的自由度。附加地，表面的處于接觸中的區(qū)域也可被互相連接，例如被材料配合地連接。通過連接來機械牢靠地固定該組件且簡化了操作。
在根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的一相當(dāng)特別優(yōu)選的實施形式中構(gòu)件中的多個(其平的且一致的面一致地處于接觸中)布置成使得產(chǎn)生棒狀的組件，并且各個構(gòu)件構(gòu)造成使得構(gòu)件的垂直于棒縱軸線的外部的橫截面輪廓沿著棒縱軸線是恒定且相同的。尤其地，棒狀組件的相對于棒縱軸線在外部的橫截面輪廓關(guān)于棒縱軸線是非旋轉(zhuǎn)對稱的且優(yōu)選地是矩形的。非旋轉(zhuǎn)對稱的橫截面輪廓使棒狀的磁體部件能夠形狀配合地布置在磁化裝置的磁體容納部中，這樣使得磁體部件不能圍繞磁體部件的縱軸線旋轉(zhuǎn)。磁體部件的可旋轉(zhuǎn)性會損害在磁場的磁化裝置的內(nèi)腔中的均勻性。
在根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的另一有利的實施形式中，包殼由布置在組件的外部的面中的至少一個上的至少一個條帶(Streifen)構(gòu)成。尤其地，在構(gòu)件的棒狀布置中條帶可沿著棒縱軸線來布置，由此使包殼的安裝花費最小。組件的外部的面從構(gòu)件的布置中得出。條帶例如可以是塑料箔或金屬箔或者金屬板(即較厚的金屬箔)。塑料箔僅提供保護免于磁性材料的剝落且使磁體部件能夠簡單地引入磁體容納部中，而金屬箔或金屬板由于所選材料的導(dǎo)磁性也能夠影響所產(chǎn)生的磁場。在根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的一相當(dāng)特別優(yōu)選的實施形式中，構(gòu)件彼此間通過形狀配合地布置的條帶來固定。在研究條帶材料對所產(chǎn)生的磁場的效果期間意外地得出通過用作包殼的條帶在機械上足夠穩(wěn)定地將構(gòu)件互相固定的可能性。除了它的作為保護免于磁性材料的剝落和在將磁體部件引入磁體容納部中的一個中時減小摩擦的功能之外，條帶因此承擔(dān)第三功能。通過將多個構(gòu)件通過條帶以簡單的方式在機械上互相固定的可能性現(xiàn)在能夠以簡單的方式大量生產(chǎn)組件的永磁體和隔片并且在一個工序中將磁體部件引入磁體容納部中的一個中。由此顯著減少磁化裝置的制造費用。備選地或附加地，條帶中的至少一個可被與構(gòu)件中的至少一個相連接、優(yōu)選地被形狀配合地連接。在根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的另一優(yōu)選的實施形式中，包殼是管，棒狀的組件被引入其中。管在其方面那么布置在磁體容納部中的一個中并且尤其能夠可旋轉(zhuǎn)地布置在磁體容納部中且可抗旋轉(zhuǎn)運動地固定。通常，管由非磁性的材料制成以避免進一步影響磁場。通過管在磁體容納部中的可旋轉(zhuǎn)性可能影響在柱形的永磁體的內(nèi)腔中所產(chǎn)生的磁場。優(yōu)選地，垂直于管縱軸線的內(nèi)部的橫截面輪廓這樣與垂直于棒縱軸線的外部的橫截面輪廓相匹配，使得排除了相對于引入管中的組件的管圍繞管縱軸線的旋轉(zhuǎn)。如果管中的磁體和/或管不是無隙地布置磁體容納部中，則損害在柱形永磁體的內(nèi)部中的磁場的均勻性。


現(xiàn)在詳細(xì)存在設(shè)計和改進根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的不同可能性。對此參考從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求且參考優(yōu)選的實施例結(jié)合附圖的說明。在根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的實施例的附圖中示出:圖1以爆炸圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的磁體部件的優(yōu)選的實施形式，圖2顯示了帶有還未卷邊的壓板(Lasche)的根據(jù)圖1的磁體部件以及圖3顯示了現(xiàn)在帶有卷邊的壓板的根據(jù)圖1的磁體部件。
具體實施例方式如在圖1中的爆炸圖中可特別好地識別出的那樣,磁體部件I由10個永磁體2 (其形成組件3)且由形成包殼4的4個長形的黃銅片條帶(Messingblechstreifen)構(gòu)成。所有的永磁體2構(gòu)造成方形并且布置成使得永磁體2的處于接觸中的平的面是一致的且一致地來布置，從而得到棒組件3。因此，棒組件3的垂直于棒縱軸線的外部的橫截面輪廓是矩形的并且沿著棒縱軸線是恒定的。永磁體2的處于接觸中的面彼此相貼靠，但是不是材料配合地相互連接。圖2顯示了形成包殼4的4個黃銅片條帶5在棒組件3的4個自由的面上沿著棒縱軸線的布置。黃銅片條帶5形狀配合地放置在面上，但是不與這些面相連接。通過選擇黃銅作為用于條帶的材料不影響所產(chǎn)生的磁場。黃銅片條帶5比棒組件3更長，且黃銅片條帶5的三角形的、伸出于棒組件3的端部形成壓板6。
圖3顯示了帶有卷邊的壓板6的在安裝完成的狀態(tài)中磁體部件I。通過壓板6在棒組件3的端部處在永磁體2的端面上形狀配合地卷邊，棒組件3的永磁體2被在機械上互相固定。黃銅片條帶5的長度和黃銅片條帶5的端部的形狀剛好選擇成使得卷邊的壓板6不相互接觸。通過黃銅片條帶5，磁體部件I的橫截面保持非旋轉(zhuǎn)對稱，從而阻止磁體部件I在磁化裝置的磁體容納部中圍繞磁體部件I的縱軸線旋轉(zhuǎn)。
用作包殼4的黃銅片條帶5完成三個任務(wù)。首先，其保護永磁體2的脆性的磁性材料免于由于機械負(fù)荷不僅在通常的操作中而且在引入磁體容納部中時剝落。其次，其簡化了引入，因為一方面在黃銅片條帶5與磁體容納部之間的摩擦小于在磁性材料與磁體容納部之間的摩擦并且因為另一方面可以在一個程序中引入10個永磁體2，代替一個永磁體。第三，黃銅片條帶5以簡單的且成本有利的方式固定棒組件3的永磁體2。
權(quán)利要求
1.一種用于核磁流量測量儀的磁體部件，其帶有包括作為構(gòu)件的至少一個永磁體的組件，其特征在于，所述組件(3)帶有包殼(4)，用于保護所述永磁體(2)免于由于機械負(fù)荷、尤其在將所述磁體部件(I)引入所述流量測量儀的磁體容納部中時磁性材料的剝落，并且/或者用于通過在所述磁體部件(I)與所述磁體容納部之間的減小的摩擦將所述永磁體(2)簡化地引入所述磁體容納部中，并且/或者用于影響由所述永磁體(2)所產(chǎn)生的磁場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁體部件，其特征在于，至少一個隔片作為構(gòu)件屬于所述組件⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁體部件，其特征在于，所述構(gòu)件中的至少兩個處于相互接觸中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁體部件，其特征在于，所述構(gòu)件的表面的處于接觸中的區(qū)域是平的面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁體部件，其特征在于，所述構(gòu)件的處于接觸中的平的面是一致的并且優(yōu)選地一致地來布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁體部件，其特征在于，所述構(gòu)件中的多個布置成使得產(chǎn)生棒狀的組件(3)，并且各個所述構(gòu)件構(gòu)造成使得所述構(gòu)件的垂直于棒縱軸線的外部的橫截面輪廓沿著所述棒縱軸線是恒定且相同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁體部件，其特征在于，所述棒狀的組件(3)的垂直于所述棒縱軸線的外部的橫截面輪廓關(guān)于所述棒縱軸線是非旋轉(zhuǎn)對稱的且優(yōu)選地是矩形的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的磁體部件，其特征在于，所述包殼由布置在所述組件(3)的至少一個外部的面上的至少一個條帶、優(yōu)選地黃銅片條帶(5)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7以及根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁體部件，其特征在于，所述條帶沿著所述棒縱軸線來布置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的磁體部件，其特征在于，所述構(gòu)件通過所述條帶來相互固定。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的磁體部件，其特征在于，所述條帶中的至少一個與所述構(gòu)件中的至少一個相連接、優(yōu)選地材料配合地相連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的磁體部件，其特征在于，所述包殼(4)是管、尤其是可旋轉(zhuǎn)地布置在所述磁體容納部中的且抗旋轉(zhuǎn)運動地固定的管。
13.根據(jù)權(quán)利要求7和12所述的磁體部件，其特征在于，垂直于所述管縱軸線的內(nèi)部的橫截面輪廓這樣與垂直于所述棒縱軸線的所述外部的橫截面輪廓相匹配，使得排除相對于引入所述包殼⑷中的所述組件⑶的包殼⑷圍繞所述管縱軸線的旋轉(zhuǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的磁體部件，其特征在于，所述構(gòu)件中的至少兩個相互連接、尤其材料配合地相互連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的磁體部件，其特征在于，所述永磁體(2)具有相同的空間尺寸。
全文摘要
說明和示出一種用于核磁流量測量儀的磁體部件(1)，其帶有包括作為構(gòu)件的至少一個永磁體(2)的組件。根據(jù)本發(fā)明的磁體部件，其到流量測量儀的磁化裝置的磁體容納部中的引入被簡化并且其尤其阻止了在永磁體處的磁性材料的剝落，其特征在于，組件(3)帶有包殼(4)用于保護永磁體(2)免于由于機械負(fù)荷、尤其在將磁體部件(1)引入流量測量儀的磁體容納部中時磁性材料的剝落，并且/或者用于通過在磁體部件(1)與磁體容納部之間的減小的摩擦將永磁體(2)簡化地引入磁體容納部中，并且/或者用于影響由永磁體(2)所產(chǎn)生的磁場。
文檔編號G01F1/56GK103137282SQ20121059794
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者J·T·A·波斯, J-W·雷蒙德特, J·A·斯皮托文 申請人:克洛納有限公司