專利名稱：用于測(cè)量管道中的介質(zhì)的體積流量或質(zhì)量流量的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量管道中的介質(zhì)的體積流量或質(zhì)量流量的 裝置。該裝置包括測(cè)量管，介質(zhì)沿測(cè)量管軸線的方向流經(jīng)該測(cè)量管 并且該測(cè)量管通過(guò)兩個(gè)固定至管道的管道法蘭而安裝在管道中，其中 測(cè)量管在它的兩個(gè)端部區(qū)域彎邊，或者其中測(cè)量管在其端部區(qū)域分別 具有一個(gè)測(cè)量管法蘭，其中在彎邊的端部區(qū)域或測(cè)量管法蘭以及相應(yīng) 的管道法蘭之間提供接地圓盤，介質(zhì)通過(guò)該接地圓盤而處于參考電位； 磁鐵系統(tǒng)，其產(chǎn)生基本橫向與測(cè)量管軸向貫穿測(cè)量管的磁場(chǎng)；至少一 個(gè)與介質(zhì)耦合的測(cè)量電極，其設(shè)置在基本垂直于磁場(chǎng)的測(cè)量管區(qū)域中； 和控制/分析單元，其基于在至少一個(gè)測(cè)量電極中感生的測(cè)量電壓，提 供有關(guān)測(cè)量管中的介質(zhì)的體積流量或質(zhì)量流量的信息。
背景技術(shù)：
磁感應(yīng)流量計(jì)對(duì)于體積流量測(cè)量使用電磁感應(yīng)原理介質(zhì)的垂直 于磁場(chǎng)移動(dòng)的載流子在同樣基本垂直于介質(zhì)流動(dòng)方向設(shè)置的測(cè)量電極 中感生測(cè)量電壓。在測(cè)量電極中感生的測(cè)量電壓與在測(cè)量管的橫截面 上介質(zhì)的平均流速成正比；因此，測(cè)量電壓與體積流量成正比。測(cè)量 電壓通常通過(guò)在具有最大磁場(chǎng)強(qiáng)度的區(qū)域中設(shè)置的測(cè)量電極對(duì)而被檢 測(cè)，該區(qū)域即是其中期望有最大測(cè)量電壓的區(qū)域。測(cè)量電極自身與介 質(zhì)或者流電地或者電容地耦合。
磁感應(yīng)流量計(jì)在管道中的固定在兩側(cè)通常通過(guò)兩個(gè)法蘭實(shí)現(xiàn)，其 中一個(gè)法蘭固定在管道上，另一法蘭固定在流量計(jì)的測(cè)量管上。除了 通過(guò)法蘭將流量計(jì)固定在管道中之外，還已知將流量計(jì)構(gòu)造為圓片并 使用緊固機(jī)構(gòu)將其夾鉗在管道的兩個(gè)法蘭之間。為了提高磁感應(yīng)流量計(jì)的靈敏度，還必須令介質(zhì)處于確定的參考 電位，例如地電位。為此，通常一個(gè)接地圓盤位于測(cè)量管的每一端部 區(qū)域和相應(yīng)的管道法蘭之間或者每一測(cè)量管法蘭和相應(yīng)的管道法蘭之 間。放置接地圓盤，使得它們接觸流經(jīng)管道及測(cè)量管的介質(zhì)。通過(guò)合 適的連接，接地圓盤處于地電位或其他參考電位。
當(dāng)介質(zhì)是腐蝕性介質(zhì)時(shí)，必須采取特殊的措施。關(guān)于這一點(diǎn)，已 知由化學(xué)惰性的合成材料或加入了導(dǎo)電顆粒的塑料而制造接地圓盤。
申請(qǐng)人為此使用由含有碳顆粒的PTFE制成的接地圓盤。PTFE是化學(xué) 惰性的，因而它具有優(yōu)點(diǎn)。
在某些應(yīng)用場(chǎng)合中，特別是當(dāng)具有較大口徑的流量計(jì)以相應(yīng)較高 的支承壓力固定在管道中時(shí)，PTFE制成的接地圓盤的缺點(diǎn)明顯。由于 PTFE是較軟的材料，在較小的支承壓力已經(jīng)存在PTFE失去形狀穩(wěn)定 性并開(kāi)始流動(dòng)的危險(xiǎn)。由于接地圓盤的表面改變，可能在流量計(jì)和管 道之間的連接區(qū)域開(kāi)始出現(xiàn)泄漏。由于塑料接地圓盤較軟，所以還有 由于在測(cè)量管和管道之間的連接位置的機(jī)械表面破損而發(fā)生泄漏的危 險(xiǎn)。
在對(duì)于上述問(wèn)題的一種已知解決方案中，代替塑料接地圓盤，使 用金屬制成的接地圓盤。然而，如果待測(cè)量或監(jiān)控的介質(zhì)是腐蝕性介 質(zhì)，那么制造接地圓盤的金屬必須是化學(xué)惰性金屬。適用于此的金屬 例如是鉭，其中鉭具有已知的缺點(diǎn)，SP，它相對(duì)較貴。如果由鉭制成 的接地圓盤應(yīng)用于具有較大口徑的范圍中，那么磁感應(yīng)流量計(jì)的制造 成本將非常高。
在EP 1 186 867 Al中描述了可廣泛應(yīng)用的接地圓盤的一種特定實(shí) 施例。下面描述的本發(fā)明的接地圓盤既具有這種特定的形狀，也能夠 具有任何其他形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在磁感應(yīng)流量計(jì)中提供接地圓盤，其成本低廉且 適用于腐蝕性介質(zhì)。
這個(gè)目的通過(guò)以下特征實(shí)現(xiàn)接地圓盤由導(dǎo)電的基材制成；并且 至少在已安裝狀態(tài)中接觸介質(zhì)和彎邊的端部區(qū)域或測(cè)量管法蘭及管道 法蘭的區(qū)域中，基材具有導(dǎo)電且化學(xué)穩(wěn)定的塑料層。于是，本發(fā)明的 接地圓盤既可用于磁感應(yīng)流量計(jì)的法蘭型式，也可用于磁感應(yīng)流量計(jì) 作為薄片的實(shí)施方式。
本發(fā)明的接地圓盤的優(yōu)點(diǎn)一方面在于在較高壓力負(fù)荷下它的形狀 穩(wěn)定性，另一方面在于其較高的耐腐蝕性。
在本發(fā)明的接地圓盤的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，接地圓盤的基材是鋼 或不銹鋼。特別地，基材的厚度被定為使得接地圓盤依賴于在已安裝 狀態(tài)中作用于其上的壓力而抗彎。以這種方式，有效地防止了接地圓 盤的形變，該形變有可能導(dǎo)致在流量計(jì)的安裝位置發(fā)生泄漏。進(jìn)一步， 在本發(fā)明的一個(gè)具有優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例中，導(dǎo)電的塑料涂層是由改良的
PTFE構(gòu)成的涂層。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別具有優(yōu)點(diǎn)的是，將導(dǎo)電材料顆粒引入 改良的PTFE中。這種顆粒優(yōu)選是碳顆粒。
另外，還提出，塑料涂層的厚度是基材的厚度的一部分。在這種 情況中，應(yīng)當(dāng)注意的是，基材的所有要被覆蓋的表面區(qū)域都連續(xù)具有 塑料層。層不可以薄到多孔滲水。然而，并不是任何厚度都適用，因 為還是可能發(fā)生在壓力負(fù)荷下形狀不穩(wěn)定的問(wèn)題。另外，盡可能薄的 保護(hù)層的優(yōu)點(diǎn)還在于，表面涂層非常硬。由此，它能夠很好地抵抗由 刮擦造成的機(jī)械損壞。


現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，附圖中圖1是本發(fā)明的磁感應(yīng)流量計(jì)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖la是按照?qǐng)D1的切割面A-A得到的部分截面；
圖2是本發(fā)明的接地圓盤的平面圖；和
圖2a是按照?qǐng)D2的切割面A-A得到的部分截面。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的裝置1的一個(gè)實(shí)施例的平面圖。安裝在管道17中 的流量計(jì)1由傳感器21和發(fā)送器22構(gòu)成。在發(fā)送器22中設(shè)置了靈敏 的電子元件，例如控制/分析單元8。
在流量計(jì)1的測(cè)量管2的兩個(gè)端部區(qū)域18中各自固定了測(cè)量管法 蘭19?；蛘邷y(cè)量管法蘭19被焊接在測(cè)量管2上；或者測(cè)量管法蘭19 是松套法蘭，其被具有間隙地推上測(cè)量管2并在流量計(jì)1的已安裝狀 態(tài)中通過(guò)測(cè)量管2的彎邊的端部區(qū)域18而沿軸向固定在測(cè)量管2上。
兩個(gè)管道法蘭20安裝在管道17的兩個(gè)端部區(qū)域上，流量計(jì)1位 于這兩個(gè)端部區(qū)域之間。在測(cè)量管法蘭19和管道法蘭20之間提供本 發(fā)明的接地圓盤23。除了接地功能之外，所示情況中的接地圓盤23還 具有密封的功能。當(dāng)然，密封功能也可以由附加的密封件實(shí)現(xiàn)。然而， 圖1沒(méi)有顯示這種方式。
圖la是按照?qǐng)D1的切割面A-A得到的橫截面。介質(zhì)ll沿測(cè)量管 軸線3的方向流經(jīng)測(cè)量管2。介質(zhì)ll至少略微導(dǎo)電。測(cè)量管2自身由 非導(dǎo)電材料制成，或者至少在其內(nèi)表面內(nèi)襯有非導(dǎo)電材料的襯里。
由在直徑上對(duì)置的兩個(gè)電磁鐵6、 7產(chǎn)生與介質(zhì)11的流動(dòng)方向S 垂直的磁場(chǎng)B。在磁場(chǎng)B的影響下，位于介質(zhì)11中的載流子根據(jù)極性 而遷移至兩個(gè)極性相對(duì)的測(cè)量電極4、 5。在測(cè)量電極4、 5上建立的測(cè) 量電壓Ui與介質(zhì)11在測(cè)量管2的橫截面上的平均流速成比例，即，該 測(cè)量電壓是測(cè)量管2中的介質(zhì)11的體積流量的量度。在兩種所示情況中，測(cè)量電極4、 5直接接觸介質(zhì)11;然而，正 如上面己經(jīng)提到的，耦合也可以電容地實(shí)現(xiàn)。
通過(guò)連接線12、 13，測(cè)量電極4、 5與控制/分析單元8相連。電 磁鐵6、 7和控制/分析單元8之間的連接通過(guò)連接線14、 15實(shí)現(xiàn)?？?制/分析單元8通過(guò)連接線16與輸入/輸出單元9相連。存儲(chǔ)單元10被 分配給控制/分析單元8。
圖2顯示了本發(fā)明的接地圓盤23的平面圖。圖2a是按照?qǐng)D2的 切割面A-A得到的橫截面。在所示情況中，接地圓盤23與EP 1 186 867 Al的接地圓盤形狀相同。當(dāng)然，接地圓盤23可以具有任何其他形狀。 重要的是，接地圓盤的中央凹口的內(nèi)徑基本等于管道17的內(nèi)徑。
從圖2a所示的橫截面可以非常明顯地看到接地圓盤23的構(gòu)造。 接地圓盤23由導(dǎo)電基材24制成。在已安裝的狀態(tài)中接觸介質(zhì)11以及 彎邊的端部區(qū)域18或測(cè)量管法蘭19以及管道法蘭20的區(qū)域中，基材 24具有導(dǎo)電且化學(xué)穩(wěn)定的塑料涂層25。優(yōu)選地，塑料涂層25是具有 碳插入物的PTFE?？梢岳盟幸阎耐扛卜椒?，將塑料涂層25以 對(duì)于應(yīng)用理想的厚度施加在基材24上。附圖標(biāo)記
I. 磁感應(yīng)流量計(jì)
3. 測(cè)量管軸線
4. 測(cè)量電極
5. 測(cè)量電極
6. 電磁鐵
7. 電磁鐵
8. 控制/分析單元
9. 輸入/輸出單元
10. 存儲(chǔ)單元
II. 介質(zhì)
12. 連接線
13. 連接線
14. 連接線
15. 連接線
16. 連接線
17. 管道
18. 測(cè)量管端部區(qū)域
19. 測(cè)量管法蘭
20. 管道法蘭
21. 傳感器
22. 發(fā)送器
23. 接地圓盤
24. 基材
25. 塑料涂層
權(quán)利要求
1. 用于測(cè)量管道(17)中的介質(zhì)(11)的體積流量或質(zhì)量流量的裝置，其包括測(cè)量管(2)，介質(zhì)(11)沿測(cè)量管軸線(3)的方向流經(jīng)該測(cè)量管并且該測(cè)量管通過(guò)兩個(gè)固定在管道(17)上的管道法蘭(20)而安裝在管道(17)中，其中測(cè)量管(2)在它的兩個(gè)端部區(qū)域(18)彎邊，或者其中測(cè)量管(2)在其兩個(gè)端部區(qū)域(18)分別具有一個(gè)測(cè)量管法蘭(19)，其中在彎邊的端部區(qū)域(18)或測(cè)量管法蘭(19)以及管道法蘭(20)之間提供接地圓盤(23)，介質(zhì)(11)通過(guò)該接地圓盤而處于參考電位；磁鐵系統(tǒng)(6，7)，其產(chǎn)生基本橫向與測(cè)量管軸線(3)且貫穿測(cè)量管(2)的磁場(chǎng)(B)；至少一個(gè)與介質(zhì)(11)耦合的測(cè)量電極(4，5)，其設(shè)置在基本垂直于磁場(chǎng)(B)的測(cè)量管(2)區(qū)域中；和控制/分析單元(8)，其基于在至少一個(gè)測(cè)量電極(4，5)中感生的測(cè)量電壓(Ui)，提供關(guān)于測(cè)量管(2)中的介質(zhì)(11)的體積流量或質(zhì)量流量的信息，其特征在于，所述接地圓盤(23)由導(dǎo)電的基材(24)制成；以及至少在已安裝的狀態(tài)中接觸所述介質(zhì)(11)以及所述彎邊的端部區(qū)域(18)或所述測(cè)量管法蘭(19)以及所述管道法蘭(20)的區(qū)域中，所述基材(24)具有導(dǎo)電且化學(xué)穩(wěn)定的塑料涂層(25)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中，接地圓盤(23)由鋼或不 銹鋼制成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中，設(shè)定基材(24)的厚 度，使得接地圓盤(23)依賴于在已安裝狀態(tài)中作用于其上的壓力而 基本抗扭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中，導(dǎo)電的塑料涂層(25)是 由改良的PTFE構(gòu)成的涂層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，將導(dǎo)電材料顆粒插入改良的PTFE中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、 4或5所述的裝置，其中，塑料涂層(25) 的厚度是基材(24)的厚度的一部分。
全文摘要
為了令流經(jīng)磁感應(yīng)流量計(jì)(1)的介質(zhì)(11)處于參考電位，在測(cè)量管(2)的彎邊的端部區(qū)域(18)或固定在測(cè)量管(2)上的測(cè)量管法蘭(19)與連接至管道(17)的管道法蘭(20)之間設(shè)置接地圓盤(23)。根據(jù)本發(fā)明，接地圓盤(23)由導(dǎo)電的基材(24)制成。至少在已安裝的狀態(tài)中接觸介質(zhì)(11)以及彎邊的端部區(qū)域(18)或測(cè)量管法蘭(19)以及管道法蘭(20)的區(qū)域中，基材(24)具有導(dǎo)電且化學(xué)穩(wěn)定的塑料涂層(25)。
文檔編號(hào)G01F1/58GK101512300SQ200780032513
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者羅杰·凱羅姆 申請(qǐng)人:恩德斯+豪斯流量技術(shù)股份有限公司