DE102014105645A1

DE102014105645A1 - Flowmeter for flowing fluids

Info

Publication number: DE102014105645A1
Application number: DE102014105645.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Sulzer; Heinerich Hagenmeyer
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: DE102014105645B4

Abstract

Vorrichtung zur Messung des Durchflusses eines strömenden Fluides durch ein Messrohr nach dem magnetisch induktiven Messprinzip mit einem Magnetsystem zur Erzeugung eines Magnetfeldes senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluides, mit mindestens zwei mit dem Fluid koppelnden Messelektroden zum Abgreifen der induzierten Spannung, mit mindestens einer Elektronikeinheit zur Signalerfassung, -auswertung und/oder -speisung, und mit einem Gehäuse, wobei die Messelektroden derart an einem Messrohrteilabschnitt angebracht sind, dass sie mit dem Fluid koppeln, wobei mindestens eine weitere Komponente auf der dem Fluid abgewandten Seite am Messrohrteilabschnitt angebracht ist, und wobei das Gehäuse durch direkte Einbettung dieses Messrohrteilabschnittes und der mindestens einen weiteren Komponente in eine Vergussmasse gefertigt ist, und wobei zwischen der Vergussmasse und einer Messgeräteinheit aus dem Messrohrteilabschnitt und der mindestens einen weiteren Komponente eine diese Messgeräteinheit vollständig umhüllende Schutzschicht aufgebracht ist.Device for measuring the flow of a flowing fluid through a measuring tube according to the magnetic inductive measuring principle with a magnetic system for generating a magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid, comprising at least two measuring electrodes coupling with the fluid for tapping the induced voltage, with at least one electronic unit for signal detection, evaluation and / or supply, and with a housing, wherein the measuring electrodes are mounted on a Meßrohrteilabschnitt that they couple with the fluid, wherein at least one further component on the side facing away from the fluid on the Meßrohrteilabschnitt is attached, and wherein the housing is made by direct embedding this Meßrohrteilabschnittes and the at least one further component in a potting compound, and wherein between the potting compound and a meter unit from the Meßrohrteilabschnitt and the at least one other component one of these metersinin is applied completely enveloping protective layer.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Durchflusses eines strömenden Fluides durch ein Messrohr nach dem magnetisch induktiven Messprinzip.The invention relates to a device for measuring the flow of a flowing fluid through a measuring tube according to the magnetic inductive measuring principle.

Magnetisch induktive Durchflussmessgeräte finden vielfach Anwendung in der Prozess- und Automatisierungstechnik für Fluide ab einer elektrischen Leitfähigkeit von etwa 5µS/cm. Entsprechende Durchflussmessgeräte werden beispielsweise von der Anmelderin in unterschiedlichsten Ausführungsformen für verschiedene Anwendungsbereiche unter der Bezeichnung PROMAG vertrieben.Magnetic inductive flowmeters are widely used in process and automation technology for fluids with an electrical conductivity of approx. 5μS / cm. Corresponding flowmeters are sold for example by the applicant in a variety of embodiments for various applications under the name PROMAG.

Das Messprinzip beruht auf dem Faraday´schen Gesetz der magnetischen Induktion und ist aus diversen Veröffentlichungen bekannt. Mittels eines an einem Messrohrteilabschnitt befestigten Magnetsystems wird senkrecht zur Strömungsrichtung des leitfähigen Fluides ein Magnetfeld konstanter Stärke erzeugt. Dadurch werden die im strömenden Fluid vorhandenen Ionen in entgegengesetzte Richtungen abgelenkt. Die durch diese Ladungstrennung entstehende elektrische Spannung wird mittels mindestens zwei an oder in dem Messrohrteilabschnitt befestigten Messelektroden abgegriffen. Die abgegriffene Spannung ist proportional zur Strömungsgeschwindigkeit des Fluides und damit proportional zum Volumendurchfluss.The measuring principle is based on the Faraday law of magnetic induction and is known from various publications. By means of a magnetic system attached to a measuring tube section, a magnetic field of constant intensity is generated perpendicular to the flow direction of the conductive fluid. As a result, the ions present in the flowing fluid are deflected in opposite directions. The electrical voltage resulting from this charge separation is tapped by means of at least two measuring electrodes attached to or in the measuring tube section. The tapped voltage is proportional to the flow rate of the fluid and thus proportional to the volume flow.

Entsprechend umfasst ein in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Lösung eingesetztes magnetisch induktives Durchflussmessgerät zumindest folgende Komponenten: ein Messrohr, ein Magnetsystem sowie mindestens zwei Messelektroden. Weiterhin wird mindestens eine Elektronikeinheit zur Signalerfassung, -auswertung und/oder -speisung benötigt, und zweckmäßig ebenfalls ein Gehäuse, welches eine Messgeräteinheit bestehend aus dem Messrohrteilabschnitt mit den Messelektroden sowie mindestens einer weiteren Komponente der Vorrichtung, welche auf der dem Fluid abgewandten Seite des Messrohres befestigt ist, gegen die Umgebung begrenzt und schützt. Es versteht sich von selbst, dass mit der weiteren Komponente neben dem Magnetsystem auch jegliche Kabel zur Signalleitung, welche sich in unmittelbarer Umgebung zum Messrohr befinden, gemeint sein können.Correspondingly, a magneto-inductive flowmeter used in conjunction with the solution according to the invention comprises at least the following components: a measuring tube, a magnet system and at least two measuring electrodes. Furthermore, at least one electronic unit is required for signal detection, evaluation and / or feeding, and expediently likewise a housing which has a measuring device unit consisting of the measuring tube section with the measuring electrodes and at least one further component of the device, which faces away from the fluid on the measuring tube is attached, limited to the environment and protects. It goes without saying that with the further component in addition to the magnet system, any cable for signal line, which are located in the immediate vicinity of the measuring tube, may be meant.

Befindet sich die Elektronikeinheit in unmittelbarer Umgebung zum Messrohrteilabschnitt – man spricht hier auch von einer Kompaktbauweise – kann die Elektronikeinheit im gleichen Gehäuse wie der Messrohrteilabschnitt mit den Messelektroden und dem Magnetsystem untergebracht sein. Sonst ist ein separates Gehäuse zu verwenden. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung beide Konfigurationen betrifft.If the electronics unit is in the immediate vicinity of the measuring tube section - this is also referred to as a compact design - the electronics unit can be accommodated in the same housing as the measuring tube section with the measuring electrodes and the magnet system. Otherwise, use a separate housing. It goes without saying that the invention relates to both configurations.

Das Gehäuse für ein Durchflussmessgerät sollte idealerweise kostengünstig und einfach herzustellen sein. Ferner ist es von Vorteil, wenn empfindliche Kontaktstellen und Kabelanschlüsse innerhalb des Gehäuses lagefixiert sind, da diese bei fortlaufenden Vibrationen leicht aufbrechen können. Zur Erfüllung dieser Erfordernisse ist die Lösung bekannt geworden, das Gehäuse durch eine direkte Einbettung in Vergussmasse herzustellen, wie es in der Druckschrift EP1522828A1 beschrieben ist.The housing for a flowmeter should ideally be inexpensive and easy to manufacture. Further, it is advantageous if sensitive contact points and cable connections are fixed in position within the housing, since they can break easily with continuous vibrations. To meet these requirements, the solution has become known to produce the housing by a direct embedding in potting compound, as in the document EP1522828A1 is described.

Zur Einbettung von Bauteilen in Verguss sind gemäß Stand der Technik verschiedene Methoden verfügbar. Im sogenannten Hotmelt- oder Niederdruckverfahren wird ein Granulat, üblicherweise auf Basis von Polyamid, aufgeschmolzen und in eine Form gespritzt. Die Temperaturen während dieses Prozesses liegen typischerweise im Bereich von etwa 200°C. Dadurch verringert sich die Viskosität des Werkstoffs deutlich, und als Folge kann eine gute Haftung des Werkstoffs auf den Oberflächen der jeweiligen Bauteile erzielt werden. Auf der anderen Seite können die vergleichsweise hohen Prozesstemperaturen dafür sorgen, dass Löt- und/oder Kontaktstellen an den Bauteilen, sowie Plastikteile und/oder Kabelisolierungen leicht beschädigt werden.For embedding components in potting different methods are available according to the prior art. In the so-called hotmelt or low pressure process, a granulate, usually based on polyamide, is melted and injected into a mold. The temperatures during this process are typically in the range of about 200 ° C. As a result, the viscosity of the material is significantly reduced, and as a result, good adhesion of the material to the surfaces of the respective components can be achieved. On the other hand, the relatively high process temperatures can cause soldering and / or contact points on the components as well as plastic parts and / or cable insulation to be easily damaged.

Eine Alternative stellt das Vergießen von Gießharzen im Poting Verfahren dar, bei welchem üblicherweise Vergussmassen aus Polyurethan, Epoxidharzen oder Mischungen auf Basis eines dieser Materialien oder beider Materialien verwendet werden. Durch geeignete Wahl der Zusammensetzung der Vergussmasse können die plastischen Eigenschaften des Gehäuses bestimmt werden, von weich elastisch bis hoch fest. Ebenfalls ergibt sich aus der Zusammensetzung der Vergussmasse deren Haftungseigenschaft. Aus diesen Gründen muss für jede Anwendung zuerst eine geeignete Zusammensetzung der Vergussmasse gefunden werden, was unter Umständen zeitintensiv und somit nachteilig sein kann.An alternative is the casting of casting resins in the Poting process, in which usually casting compounds of polyurethane, epoxy resins or mixtures based on one of these materials or both materials are used. By suitable choice of the composition of the potting compound, the plastic properties of the housing can be determined, from soft elastic to highly firm. Also results from the composition of the potting compound their adhesion property. For these reasons, a suitable composition of the potting compound must first be found for each application, which can sometimes be time-consuming and thus disadvantageous.

Beim Poting Verfahren können im Vergleich zum Hotmelt Verfahren die Prozesstemperaturen zwar um bis zu etwa 100°C verringert werden, allerdings treten üblicherweise deutlich höhere Prozessdrücke auf. Als Folge können empfindliche Kontaktierungen während des Vergussprozesses leicht aufbrechen. Ferner ist anzumerken, dass auch noch bei Prozesstemperaturen von 100°C temperaturbedingte Beschädigungen von empfindlichen Teilen auftreten können.In the poting process, the process temperatures can be reduced by up to about 100 ° C compared to the hotmelt process, but usually significantly higher process pressures occur. As a result, sensitive contacts can easily break during the potting process. It should also be noted that even at process temperatures of 100 ° C temperature-induced damage of sensitive parts can occur.

Eine weitere Alternative in der Vergusstechnik ist gegeben durch die Verwendung von Silikonkautschuk. Während dieses Verfahren weder mit hohen Prozessdrücken noch -temperaturen einhergeht, so dass die oben genannten Probleme nicht auftreten, ist es auf der anderen Seite von Nachteil, dass diese Werkstoffe vergleichsweise teuer sind. Darüber hinaus weisen Silikonkautschuk-Vergussmassen im Vergleich zu den beiden zuvor genannten Materialgruppen keine guten Haftungseigenschaften auf. Aus diesen beiden Gründen fließt diese Technik nicht in die folgenden Betrachtungen ein.Another alternative in the casting technique is given by the use of silicone rubber. While this process is not associated with either high process pressures or temperatures so that the above problems do not occur, it is disadvantageous on the other hand These materials are relatively expensive. In addition, silicone rubber potting compounds do not have good adhesion properties compared to the two aforementioned material groups. For these two reasons, this technique does not feed into the following considerations.

Zusammenfassend sind die wichtigsten Parameter, die für ein erfolgreiches und kostengünstiges Vergießen von Bauteilen beachtet werden müssen: die Haftungseigenschaften der Vergussmasse in Bezug auf die Bauteile, sowie die Prozessparameter, wie Druck und/oder Temperatur. Es versteht sich von selbst, dass die vorangegangene Beschreibung der verschiedenen Vergusstechniken mit ihren Vor- und Nachteilen nicht vollständig ist. Sie fokussiert vielmehr auf die gängigsten Techniken und bezieht sich ausschließlich auf solche Probleme, welche insbesondere für die Herstellung eines Gehäuses für ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät durch direkte Einbettung in Vergussmasse von Bedeutung sind. Bei einem solchen Durchflussmessgerät sind die Bauteile, welche vergossen werden sollen, gegeben durch den Messrohrteilabschnitt und die daran in unmittelbarer Umgebung in dem vom Fluid abgewandten Bereich angebrachte Messgeräteinheit, welche zumindest das Magnetsystem sowie benötigte Anschluss- und/oder Verbindungskabel umfasst.In summary, the key parameters that must be considered for a successful and cost-effective casting of components: the adhesion properties of the potting compound in relation to the components, as well as the process parameters, such as pressure and / or temperature. It goes without saying that the preceding description of the various casting techniques with their advantages and disadvantages is not complete. Rather, it focuses on the most common techniques and refers exclusively to those problems which are of particular importance for the manufacture of a housing for a magnetic inductive flowmeter by direct embedding in potting compound. In such a flowmeter, the components which are to be cast, given by the Meßrohrteilabschnitt and it in the immediate vicinity in the area facing away from the fluid measuring device unit, which includes at least the magnet system and required connection and / or connection cable.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche bei der Einbettung einer Messgeräteinheit eines magnetisch induktiven Durchflussmessgeräts mindestens eine von zwei möglichen Anforderungen erfüllt:

1) Schutz der Komponenten des Durchflussmessgeräts welche vergossen werden sollen gegen Beschädigungen durch hohe Drücke und/oder Temperaturen
2) Haftungsvermittlung zwischen den Komponenten und der Vergussmasse

The present invention has for its object to provide a device which meets at least one of two possible requirements when embedding a meter unit of a magnetic inductive flowmeter:

1) Protection of the components of the flowmeter which are to be purged against damage due to high pressures and / or temperatures
2) Adhesion mediation between the components and the potting compound

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Messung des Durchflusses eines strömenden Fluides durch ein Messrohr nach dem magnetisch induktiven Messprinzip mit folgenden Komponenten:

– einem Magnetsystem zur Erzeugung eines Magnetfeldes senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluides
– mindestens zwei mit dem Fluid koppelnden Messelektroden zum Abgreifen der induzierten Spannung
– mindestens einer Elektronikeinheit zur Signalerfassung, -auswertung und/oder -speisung,
– und einem Gehäuse,

wobei die Messelektroden derart an einem Messrohrteilabschnitt angebracht sind, dass sie mit dem Fluid koppeln, wobei mindestens eine weitere Komponente auf der dem Fluid abgewandten Seite am Messrohrteilabschnitt angebracht ist, und wobei das Gehäuse durch direkte Einbettung dieses Messrohrteilabschnittes und der mindestens einen weiteren Komponente in eine Vergussmasse gefertigt ist, wobei zwischen der Vergussmasse und einer Messgeräteinheit aus dem Messrohrteilabschnitt und der mindestens einen weiteren Komponente eine diese Messgeräteinheit vollständig umhüllende Schutzschicht aufgebracht ist.This object is achieved by a device for measuring the flow of a flowing fluid through a measuring tube according to the magnetic inductive measuring principle with the following components:

- A magnetic system for generating a magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid
- At least two coupling with the fluid measuring electrodes for tapping the induced voltage
At least one electronic unit for signal acquisition, evaluation and / or supply,
- and a housing,

wherein the measuring electrodes are mounted on a measuring tube portion such that they couple with the fluid, wherein at least one further component on the fluid side facing away from the Meßrohrteilabschnitt is attached, and wherein the housing by direct embedding this Meßrohrteilabschnittes and the at least one further component in a Potting compound is made, wherein between the potting compound and a meter unit from the Meßrohrteilabschnitt and the at least one further component, a measuring device unit completely enveloping protective layer is applied.

Die Schutzschicht dient somit als Pufferr zwischen dem Messrohrteilabschnitt und der Vergussmasse.The protective layer thus serves as Pufferr between the measuring tube section and the potting compound.

In einer bevorzugten Ausführung ist die Schutzschicht derart ausgestaltet, dass sie mindestens eine korrespondierende Öffnung für mindestens eine Durchführung im Gehäuse mit einem Anschluss für mindestens ein Anschlusskabel oder mindestens eine andere Elektronikkomponenten aufweist. Konkret bedeutet dies, dass auch die Form, welche zur Herstellung des Gehäuses aus Verguss genutzt wird, eine passende Öffnung für den Anschluss haben muss.In a preferred embodiment, the protective layer is configured such that it has at least one corresponding opening for at least one bushing in the housing with a connection for at least one connection cable or at least one other electronic component. Specifically, this means that even the mold, which is used for the production of the housing of potting, must have a matching opening for the connection.

Es ist ferner von Vorteil, wenn die Schutzschicht aus einem Material gefertigt ist, welches eine gute Haftung zwischen der Messgeräteinheit und der Vergussmasse vermittelt. Durch das Anbringen einer geeigneten Schutzschicht wird erreicht, dass die Vergussmasse nur noch in Bezug auf einen Haftungspartner, die Schutzschicht, optimiert werden muss. Somit können die für beide Komponenten verwendeten Materialien jeweils optimal aufeinander abgestimmt werden. Dagegen muss bei direktem Vergießen der Messgeräteinheit, welche Komponenten aus unterschiedlichen Materialien umfasst, stets der beste Kompromiss für alle diese Materialien und den Verguss gewählt werden.It is also advantageous if the protective layer is made of a material which imparts good adhesion between the meter unit and the potting compound. By attaching a suitable protective layer is achieved that the potting compound only in relation to a Haftungspartner, the protective layer, must be optimized. Thus, the materials used for both components can be optimally matched to each other. By contrast, in the case of direct encapsulation of the measuring device unit, which comprises components made of different materials, the best compromise must always be chosen for all these materials and encapsulation.

Somit ist die erfindungsgemäße Lösung ferner kostengünstig und erlaubt eine einfache Umsetzung. Zum einen ist das Aufbringen einer Schutzschicht selbst kostengünstig und einfach. Zum anderen wird die Anzahl geeigneter Zusammensetzungen der Vergussmasse deutlich vergrößert, da weniger Vorgaben daran geknüpft sind. Auf diese Weise ist es somit ebenfalls möglich, eine besonders kostengünstige Vergussmasse zu wählen. Schließlich erlaubt die erfindungsgemäße Lösung auf einfache Weise eine Anpassung an unterschiedliche Dimensionen unterschiedlicher Messgeräte.Thus, the solution according to the invention is also inexpensive and allows a simple implementation. On the one hand, the application of a protective layer itself is inexpensive and simple. On the other hand, the number of suitable compositions of the potting compound is significantly increased because fewer specifications are linked to it. In this way, it is thus also possible to choose a particularly cost-effective potting compound. Finally, the solution according to the invention allows a simple adaptation to different dimensions of different measuring devices.

In einer besonders bevorzugten Ausführung ist die Schutzschicht vom der Messgeräteinheit und/oder vom der Vergussmasse zugewandten Bereich jeweils beschichtet, wobei die beiden Beschichtungen aus dem gleichen oder unterschiedlichen Materialien bestehen können. Auf diese Weise ist zum einen die zuvor beschriebene Haftung zwischen der Schutzschicht und der Vergussmasse gewährleistet, zum anderen aber auch eine gute Haftwirkung zwischen der Schutzschicht und der Messgeräteinheit.In a particularly preferred embodiment, the protective layer is coated in each case by the measuring device unit and / or by the potting compound facing region, wherein the two coatings may consist of the same or different materials. This way is for ensures the adhesion between the protective layer and the potting compound described above, but on the other hand also a good adhesion between the protective layer and the meter unit.

Es ist von Vorteil, wenn die Schutzschicht so angeordnet ist, dass sie die Messgeräteinheit lagefixiert. Dies kann insbesondere durch eine passgenaue Umhüllung erreicht werden. Dadurch schützt die Schutzschicht die Messgeräteinheit gegen hohe Drücke während des Vergießens und auch damit möglicherweise verbundene Verrückungen oder Lösungen von Anschlusskabeln.It is advantageous if the protective layer is arranged so that it fixes the measuring device unit. This can be achieved in particular by a tailor-made enclosure. As a result, the protective layer protects the meter unit against high pressures during potting, as well as possibly associated displacements or solutions of connection cables.

Es ist ferner von Vorteil, wenn die Schutzschicht so ausgestaltet ist, dass sie für eine thermische Isolierung der Messgeräteeinheit bis hin zu üblichen Prozesstemperaturen beim Vergießen von Bauteilen sorgt. Dafür ist es von Vorteil, wenn die Schichtdicke im Bereich von etwa 1mm bis 3mm liegt.It is also advantageous if the protective layer is designed such that it ensures thermal insulation of the measuring device unit up to the usual process temperatures when casting components. It is advantageous if the layer thickness is in the range of about 1mm to 3mm.

In einer bevorzugten Ausführung ist zwischen der Schutzschicht und der Messgeräteinheit zusätzlich ein Dämmmaterial eingebracht. Das zusätzliche Dämmmaterial sorgt für eine besonders gute Temperaturisolation, welche insbesondere bei Anwendung des Hotmelt-Verfahrens notwendig ist. Als Dämmmaterial kommen beispielsweise verschiedene Vliestypen in Frage, wie sie sonst oft als Richtungsbahnen für Rohre oder andere im Untergrund befindliche Einbauten zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen benutzt werden. Diese können beispielsweise in verschiedenen Ausführungen bei der Firma Pipelife Austria bezogen werden. Für ein erfindungsgemäßes Messgerät werden sie jedoch nicht zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen eingesetzt, sondern als Temperaturpuffer.In a preferred embodiment, an insulating material is additionally introduced between the protective layer and the measuring device unit. The additional insulation material ensures a particularly good temperature insulation, which is necessary in particular when using the hotmelt process. As insulating material, for example, different types of nonwovens come into question, as they are otherwise often used as directional paths for pipes or other in-ground installations for protection against mechanical damage. These can be obtained, for example, in various designs from Pipelife Austria. For a measuring device according to the invention, however, they are not used for protection against mechanical damage, but as a temperature buffer.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Schutzschicht ein Schrumpfschlauch, welcher auf die Messgeräteinheit aufgeschrumpft ist. Häufig werden zur Herstellung von Schrumpfschläuchen Polyoefine verwendet, welches sehr gute Haftungseigenschaften zu Polyethylene (PE) Materialien aufweisen. Diese Materialien werden wiederum oftmals zum Bau von Messrohren, insbesondere in der (Ab-)wasserindustrie, verwendet werden, für welche auch erfindungsgemäße Durchflussmessgeräte benötigt werden. Somit kann für dieses hier beispielhaft genannte System gute Haftung erzielt werden.In a further preferred embodiment, the protective layer is a shrink tube, which is shrunk onto the measuring device unit. Frequently, polyoefins are used for the production of heat-shrinkable tubing, which have very good adhesion properties to polyethylene (PE) materials. These materials are in turn often used for the construction of measuring tubes, in particular in the (waste) water industry, for which flow meters according to the invention are also required. Thus, good adhesion can be achieved for this system exemplified here.

In einer alternativen Ausgestaltung kann die Schutzschicht aber auch aus einem thermoplastischen Klebeband bestehen, welches um die Messgeräteeinheit gewickelt ist. Das Klebeband ist in der Regel sogar einfacher anbringbar als ein Schrumpfschlauch.In an alternative embodiment, however, the protective layer can also consist of a thermoplastic adhesive tape which is wound around the measuring device unit. The tape is usually even easier to attach than a shrink tube.

Beispielsweise eignet sich für den Fall eines Polyurethan (PUR) basierten Vergusses und eines Polyethylene (PE) basierten Messrohres eine entsprechende Doppelklebefolie, welches beispielsweise durch die Firma NOLAX, eigentlich jedoch für andere Anwendungen, bezogen werden kann. In einem konkreten Fall muss jedoch neben dem Material, aus welchem das Messrohr gefertigt ist, auch die Messgeräteinheit berücksichtigt werden, bei welcher die jeweiligen Komponenten in der Regel aus mehreren unterschiedlichen Materialien bestehen. Das macht die Auswahl einer geeigneten Beschichtung im Zweifel komplexer als im hier beschriebenen Beispiel, welches die einfachste mögliche Situation beschreibt. Dasselbe gilt, wenn ein zusätzliches Dämmmaterial eingebracht werden soll.For example, in the case of a polyurethane (PUR) -based potting and a polyethylene (PE) -based measuring tube, a corresponding double-adhesive film is suitable, which can be obtained, for example, by NOLAX, but actually for other applications. In a concrete case, however, apart from the material from which the measuring tube is manufactured, the measuring device unit must also be taken into account, in which the respective components usually consist of several different materials. This makes the selection of a suitable coating in doubt more complex than in the example described here, which describes the simplest possible situation. The same applies if an additional insulation material is to be introduced.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren 1 bis 3 näher erläutert.The invention is based on the following figures 1 to 3 explained in more detail.

1 zeigt einen schematischen Aufbau eines magnetisch induktiven Messgeräts. 1 shows a schematic structure of a magnetic inductive measuring device.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes magnetisch induktives Durchflussmessgerät mit einer Schutzschicht, und einem Gehäuse aus Vergussmasse. 2 shows a magnetic inductive flowmeter according to the invention with a protective layer, and a housing of potting compound.

3 zeigt einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Lösung, wobei zwischen der Schutzschicht und Messgeräteinheit zusätzlich ein Dämmmaterial eingebracht ist. 3 shows a schematic structure of a solution according to the invention, wherein between the protective layer and meter unit additionally an insulating material is introduced.

In 1 ist ein magnetisch induktives Durchflussmessgerät 1 zur Messung des Durchflusses eines strömenden Fluides 2 durch ein Messrohr 3 gezeigt. An einem Messrohrteilabschnitt 4 sind verschiedene Komponenten des Durchflussmessgeräts 1 befestigt. Alle diese Komponenten sowie der Messrohrteilabschnitt 4 ergeben zusammen eine Messgeräteinheit (13), welche zweckmäßig von einem Gehäuse 5 umgeben ist. Außerhalb des Gehäuses 5 befindet sich noch die Elektronikeinheit 6 zur Signalerfassung, -auswertung und/oder -speisung, welche über ein Anschlusskabel 8 mit einem Anschluss 7 am Gehäuse 5 elektrisch verbunden ist.In 1 is a magnetic inductive flowmeter 1 for measuring the flow of a flowing fluid 2 through a measuring tube 3 shown. At a measuring tube section 4 are different components of the flowmeter 1 attached. All these components as well as the measuring tube section 4 together form a measuring device unit ( 13 ), which expedient of a housing 5 is surrounded. Outside the case 5 is still the electronics unit 6 for signal acquisition, evaluation and / or supply, which via a connection cable 8th with a connection 7 on the housing 5 electrically connected.

Innerhalb des Gehäuses 5 befinden sich zum einen die Messelektroden 9, 9a zum Abgreifen der Spannung, sowie das Magnetsystem, welches hier beispielhaft anhand von zwei Feldspulen 10, 10a gezeigt ist. Durch diese Anordnung wird ein Magnetfeld senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluides 11 erzeugt. Die Messelektroden 9, 9a sind dabei jeweils senkrecht zu den Feldspulen 10, 10a positioniert. In dieser Ansicht sind zur Vereinfachung der Abbildung keinerlei Verbindungskabel innerhalb des Gehäuses 5, oder weitere Signalverarbeitungseinheiten gezeigt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass solche Komponenten ebenfalls notwendig sind.Inside the case 5 On the one hand are the measuring electrodes 9 . 9a for tapping the voltage, as well as the magnet system, which here by way of example with reference to two field coils 10 . 10a is shown. By this arrangement, a magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid 11 generated. The measuring electrodes 9 . 9a are each perpendicular to the field coils 10 . 10a positioned. In this view, to simplify the illustration, there are no connection cables inside the housing 5 , or other signal processing units shown. It goes without saying, however, that such components are also necessary.

In 2 ist ein zweidimensionaler Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Durchflussmessgerät 1 gezeigt. Gezeigt ist das Messrohr 3 mit der Messgeräteinheit, 13, welches zumindest den Messrohrteilabschnitt (4) und die hier nicht gezeigten Feldspulen aus 1 enthält, und mit einem Anschluss 7. Außerdem ist eine der beiden Messelektroden 9 sichtbar. Die Messgeräteinheit (13) ist von einer Schicht aus einem Dämmmaterial 14 umschlossen. Darum herum ist eine erfindungsgemäße die Messgeräteinheit und die Schicht aus Dämmmaterial 14 passgenau umhüllende Schutzschicht 15 angebracht, welche darüber hinaus von einem Gehäuse aus Vergussmasse 16 umgeben ist. In 2 is a two-dimensional cross section through a flow meter according to the invention 1 shown. Shown is the measuring tube 3 with the meter unit, 13 , which at least the measuring tube section ( 4 ) and the field coils, not shown here 1 contains, and with a connection 7 , In addition, one of the two measuring electrodes 9 visible, noticeable. The meter unit ( 13 ) is of a layer of insulating material 14 enclosed. Around it is an inventive measuring device unit and the layer of insulating material 14 accurately covering protective layer 15 attached, which in addition of a housing of potting compound 16 is surrounded.

3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Durchflussmessgerätes wie in 2 gezeigt, wobei an dem Anschluss 7 eine Elektronikeinheit 6 direkt befestigt ist, so dass das Durchflussmessgerät 1 hier in der bereits erwähnten Kompaktbauweise vorliegt. Zudem wurde aus Einfachheitsgründen auf die Schicht aus einem Dämmmaterial verzichtet. 3 shows a perspective view of a flow meter according to the invention as in 2 shown, with at the connection 7 an electronics unit 6 is attached directly, so that the flow meter 1 here in the already mentioned compact design. In addition, for reasons of simplicity, the layer of insulating material was dispensed with.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: magnetisch induktives Durchflussmessgerät gemäß Stand der Technik magnetic inductive flowmeter according to the prior art
22: strömendes Fluid flowing fluid
33: Messrohr measuring tube
44: Messrohrteilabschnitt Measuring tube Part
55: Gehäuseeinheit oder Gehäuse Housing unit or housing
66: Elektronikeinheit electronics unit
77: Anschluss am Gehäuse Connection to the housing
88th: Anschlusskabel connection cable
9, 9a9, 9a: Messelektroden measuring electrodes
10, 10a10, 10a: Feldspulen des Magnetsystems Field coils of the magnet system
1111: Magnetfeld senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluides Magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid
1212: Durchführung execution
1313: Messgeräteinheit meter unit
1414: Schicht aus Dämmmaterial Layer of insulating material
1515: Schutzschicht protective layer
1616: Gehäuse aus Vergussmasse Housing made of potting compound

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1522828 A1 [0006]

Claims

Device for measuring the flow of a flowing fluid through a measuring tube according to the magnetic inductive measuring principle with the following components: - a magnetic system for generating a magnetic field perpendicular to the flow direction of the fluid - at least two measuring electrodes coupling to the fluid ( 9 . 9a ) for tapping the induced voltage - at least one electronic unit ( 6 ) for signal acquisition, evaluation and / or supply, - and a housing ( 5 ) wherein the measuring electrodes ( 9 . 9a ) on a measuring tube section (see 4 ) are mounted so that they couple with the fluid, wherein at least one further component on the region facing away from the fluid on the measuring tube section ( 4 ), and wherein the housing ( 5 . 16 ) by direct embedding of a measuring device unit ( 13 ), consisting of the measuring tube section ( 4 ) and the at least one further component, is manufactured in a potting compound, characterized in that between the potting compound and the measuring device unit ( 13 ) a completely enveloping protective layer ( 15 ) is applied.

Device according to claim 1, characterized in that the protective layer ( 15 ) is configured such that it has at least one corresponding opening for at least one passage ( 12 ) through the housing ( 5 ) for a connection ( 5 ) for at least one connection cable ( 8th ) or at least one other electronic component.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the protective layer ( 15 ) is made of a material, which adhesion between the measuring device unit ( 13 ) and the potting compound.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protective layer ( 15 ) of the meter unit ( 13 ) as well as the potting compound facing area is coated in each case, wherein the two coatings may consist of the same or different materials.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protective layer ( 15 ) is arranged so that it the components of the measuring device unit ( 13 ) fixed in position.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protective layer ( 15 ) is designed such that it is suitable for thermal insulation of the measuring device unit ( 13 ) up to the usual process temperatures when casting components.

Device according to claim 6, characterized in that between the protective layer ( 15 ) and the meter unit ( 13 ) additionally a layer of insulating material ( 14 ) is introduced.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protective layer ( 15 ) is a shrink tube, which on the measuring device unit ( 13 ) has shrunk.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protective layer ( 15 ) is a thermoplastic adhesive tape, which around the meter unit ( 13 ) is wound.