DE102006020265A1

DE102006020265A1 - Magnetic-inductive sensor for use as primary transducer in line measuring instrument, has measuring tube and coil holder connected with one another in joint-free manner, so that coil is formed as integral component of measuring tube

Info

Publication number: DE102006020265A1
Application number: DE200610020265
Authority: DE
Inventors: Antonio Magliocca
Original assignee: Endress and Hauser Flowtec AG; Flowtec AG
Current assignee: Endress and Hauser Flowtec AG
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-10-31
Also published as: CN101454646A

Abstract

The sensor has a measuring tube (1) for guiding a fluid, and a measuring electrode arrangement detecting electrical voltages produced in the flowing fluid. A magnetic field system produces a magnetic field that partially penetrates the measuring tube and the fluid in the operation. The field system comprises a coil holder serving for holding a magnet coil at the measuring tube. The measuring tube and the coil holder are connected with one another in a joint-free manner, so that the coil is formed as an integral component of the measuring tube.

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetisch-induktiven Meßaufnehmer mit einem von einem zu messenden, elektrisch leitfähigen Fluid durchströmten Meßrohr.The The invention relates to a magneto-inductive transducer with one of an electrically conductive fluid to be measured perfused Measuring tube.

Mittels Durchflußmeßgeräten mit einem magnetisch-induktiven Meßaufnehmer läßt sich bekanntlich der Volumendurchfluß eines elektrisch leitfähigen Fluids messen, das ein Meßrohr dieses Meßaufnehmers in einer Strömungsrichtung durchströmt. Hierzu wird am Meßaufnehmer mittels einer an eine Erreger-Elektronik des Durchflußmeßgeräts elektrisch angeschlossenen Magnetkreisanordnung ein Magnetfeld von möglichst hoher Dichte erzeugt, das das Fluid innerhalb eines Meßvolumens zumindest abschnittsweise senkrecht zur Strömungsrichtung durchsetzt und das sich im wesentlichen außerhalb des Fluids schließt. Das Meßrohr besteht daher üblicherweise aus nichtferromagnetischem Material, damit das Magnetfeld beim Messen nicht ungünstig beeinflußt wird. Infolge der Bewegung der freien Ladungsträger des Fluids im Magnetfeld wird nach dem magneto-hydrodynamischen Prinzip im Meßvolumen ein elektrisches Feld erzeugt, das senkrecht zum Magnetfeld und senkrecht zur Strömungsrichtung des Fluids verläuft. Mittels zumindest zweier in Richtung des elektrischen Feldes voneinander beabstandet angeordneter Meßelektroden und mittels einer an diese angeschlossenen Auswerte-Elektronik des Durchflußmeßgeräts ist somit eine im Fluid induzierte elektrische Spannung messbar. Diese Spannung ist ein Maß für den Volumendurchfluß. Der Meßaufnehmer ist so aufgebaut, daß sich das induzierte elektrische Feld außerhalb des Fluids praktisch ausschließlich über die an die Meßelektroden angeschlossene Auswerte-Elektronik schließt. Zum Abgreifen der induzierten Spannung können beispielsweise das Fluid berührende, galvanische oder das Fluid nicht berührende, kapazitive Meßelektroden dienen.through Flowmeters with a magnetic-inductive transducer let yourself as is known, the volume flow of a electrically conductive Fluids measure, which is a measuring tube this transducer in a flow direction flows through. For this is at the transducer by means of a to an excitation electronics of the flowmeter electrically connected magnetic circuit arrangement a magnetic field of possible high density, which generates the fluid within a measuring volume at least partially interspersed perpendicular to the flow direction and which is essentially outside the Fluids closes. The measuring tube is therefore usually made of non-ferromagnetic material, so that the magnetic field during measurement not unfavorable affected becomes. As a result of the movement of the free charge carriers of the fluid in the magnetic field becomes according to the magneto-hydrodynamic principle in the measuring volume generates electric field perpendicular to the magnetic field and perpendicular to the flow direction the fluid passes. By means of at least two in the direction of the electric field from each other spaced measuring electrodes and by means of a connected to this evaluation electronics of the flow meter is thus an electrical voltage induced in the fluid measurable. This tension is a measure of the volume flow. The transducer is constructed so that the induced electric field outside the fluid practically exclusively via the to the measuring electrodes connected evaluation electronics closes. For tapping the induced Tension can for example, the fluid contacting, galvanic or fluid non-contacting, capacitive measuring electrodes serve.

Aufgrund der geforderten hohen mechanischen Stabilität für solche Meßrohre, bestehen diese bevorzugt aus einem äußeren, insb. metallischen, Trägerrohr von vorgebbarer Festigkeit und Weite, das innen mit einem elektrisch nicht leitenden Isoliermaterial von vorgebbarer Dicke, dem so genannten Liner, beschichtet ist. Beispielsweise sind in der WO-A 05/057141, WO-A 04/072590, US-A 2005/0000300, der US-B 65 95 069, der US-A 52 80 727, der US-A 46 79 442, der US-A 42 53 340, der US-A 32 13 685 oder der JP-Y 53-51 181 jeweils magnetisch-induktive Meßaufnehmer beschrieben, die jeweils ein in eine Rohrleitung druckdicht einfügbares, ein einlaßseitiges erstes Ende und ein auslaßseitiges zweites Ende aufweisendes Meßrohr mit einem zumeist nichtferromagnetischen Trägerrohr als eine äußere Umhüllung des Meßrohrs, und einem in einem Lumen des Trägerrohrs untergebrachten, aus einem Isoliermaterial bestehenden rohrförmigen Liner zum Führen eines strömenden und vom Trägerrohr isolierten Fluids umfassen. Der Liner dient der chemischen Isolierung des Trägerrohrs vom Fluid. Bei Trägerrohren von hoher elektrischer Leitfähigkeit, insb. bei metallischen Trägerrohren, dient der Liner außerdem als elektrische Isolierung zwischen dem Trägerrohr und dem Fluid, die ein Kurzschließen des elektrischen Feldes über das Trägerrohr verhindert. Durch eine entsprechende Auslegung des Trägerrohrs ist somit eine Anpassung der Festigkeit des Meßrohrs an die im jeweiligen Einsatzfall vorliegenden mechanischen Beanspruchungen realisierbar, während mittels des Liners eine Anpassung des Meßrohr an die für den jeweiligen Einsatzfall geltenden chemischen, insb. hygienischen, Anforderungen realisierbar ist. Zur Fertigung des Liners werden oftmals Injection-Molding- oder Transfer-Molding-Verfahren angewendet. Es ist jedoch auch üblich, einen vollständig vorgefertigten Liner in das Trägerrohr einzusetzen. So ist in der JP-A 59-137 822 ein Verfahren gezeigt, bei dem der Liner durch Aufweichen Kunststoff-Folie gebildet wird. In den zumeist aus einem thermo- oder duroplastischen Kunststoff bestehenden Liner wird zu dessen Stabilisierung, wie beispielsweise auch in der EP-A 36 513, der EP-A 581 017, der JP-Y 53-51 181, der JP-A 59-137 822, der US-B 65 95 069, der US-A 56 64 315, der US-A 52 80 727 oder der US-A 43 29 879 gezeigt, üblicherweise offenporigen, insb. metallischen, Stützkörper eingebettet.by virtue of the required high mechanical stability for such measuring tubes, they are preferred from an outer, esp. metallic, carrier tube of definable strength and width, the inside with an electric non-conductive insulating material of predeterminable thickness, the so-called liner, is coated. For example, in WO-A 05/057141, WO-A 04/072590, US-A 2005/0000300, US-B 65 95 069, US-A 52 80 727, the US-A 46 79 442, US-A 42 53 340, US-A 32 13 685 or JP-Y 53-51 181 each magnetic-inductive transducer described in each case a pressure-tight insertable into a pipeline, an inlet side first end and an outlet side second end having measuring tube with a mostly non-ferromagnetic carrier tube as an outer envelope of the measuring tube, and one in a lumen of the support tube housed, consisting of an insulating material tubular liner to lead a streaming and from the carrier tube comprise isolated fluid. The liner is used for chemical insulation of the carrier tube from the fluid. For carrier tubes of high electrical conductivity, esp. with metallic carrier tubes, the liner serves as well as electrical insulation between the support tube and the fluid, the a short circuit of the electric field the carrier tube prevented. By an appropriate design of the support tube is thus an adaptation of the strength of the measuring tube to that in the respective Use case existing mechanical stresses feasible while using the liner an adaptation of the measuring tube to the for the respective Application applicable chemical, especially hygienic, requirements feasible is. For the production of the liner, injection molding or transfer molding method. However, it is also common to have a completely prefabricated one Liner in the carrier tube use. Thus, in JP-A 59-137 822 a method is shown in which the liner is formed by softening plastic film. In most of a thermosetting or thermosetting plastic existing liner is used to stabilize it, such as also in EP-A 36 513, EP-A 581 017, JP-Y 53-51 181, the JP-A 59-137 822, US-B 65 95 069, US-A 56 64 315, US-A 52 80 727 or US-A 43 29 879, usually open-pore, esp. Metallic, embedded support body.

Die Stützkörper sind jeweils im Lumen des Meßrohrs und mit diesem fluchtend untergebracht und vom Isoliermaterial zumindest auf der Fluid berührenden Innenseite vollständig umschlossen.The Support body are each in the lumen of the measuring tube and accommodated with this in alignment and of the insulating material at least on the fluid-contacting Inside completely enclosed.

Vornehmlich der in der US-A 42 53 340 oder in der WO-A 05/057141 gezeigte Durchflußmesser umfaßt weiters einen Trägerrahmen zum Haltern des Meßrohrs und zum Haltern eines mit dem Meßaufnehmer mechanisch verbundenen Elektronik-Gehäuses, das dazu dient, die eingangs erwähnte Erreger- und Auswerte-Elektroniken nahe am Meßaufnehmer und vor Umwelteinflüssen weitgehend geschützt unterzubringen. Meßrohr und Trägerrahmen sind dabei lediglich einlaßseitig und auslaßseitig jeweils entlang eines vergleichsweise schmalen Verbindungsbereichs aneinander fixiert. Durchflußmeßgeräte der in der US-A 42 53 340 gezeigten Art zeichnen sich u.a. dadurch aus, daß sie sehr kompakt aufgebaut werden können.especially the flowmeter shown in US-A-4,353,340 or in WO-A-05/057141 further comprises a support frame for holding the measuring tube and for holding a mechanically connected to the transducer Electronics housing, that serves, the aforementioned Excitation and evaluation electronics close to the transducer and environmental influences largely protected accommodate. measuring tube and support frame are only inlet side and outlet side each along a comparatively narrow connection area fixed together. Flowmeters in the US-A 42 53 340 type shown u.a. in that they are very can be built compact.

Zum Führen und Einkoppeln des Magnetfeldes in das Meßvolumen umfaßt die Magnetkreisanordnung üblicherweise zwei Spulenkerne aus magnetisch leitfähigem Material, die entlang eines Umfangs des Meßrohrs insb. diametral, voneinander beabstandet und mit jeweils einer freien endseitigen Stirnfläche, insb. spiegelbildlich, zueinander angeordnet sind. In die Spulenkerne wird mittels einer an die Erreger-Elektronik angeschlossener Spulenanordnung das Magnetfeld so eingekoppelt, daß es das zwischen beiden Stirnflächen hindurchströmende Fluid wenigstens abschnittsweise senkrecht zur Strömungsrichtung durchsetzt. An seinem von der Stirnfläche distalen Ende ist jeder der Spulenkerne üblicherweise zusätzlich mit wenigstens einem, ein- oder mehrstückigen, separaten Rückschluß gebenden Feldleit-Element aus magnetisch leitfähigem Material magnetisch gekoppelt. Das Feldleit-Element verläuft peripher zum Meßrohr und führt so das Magnetfeld um das Meßrohr außen herum. Im Falle eines einstückigen umlaufenden Rückschluß-Elements kann dieses dabei beispielsweise jeweils mittels Schraub- und/oder, wie in der WO-A 04/072590 vorgeschlagen, mittels Klemmverbindungen mit dem jeweiligen Spulenkern-Ende verbunden sein.For guiding and coupling the magnetic field in the measuring volume, the magnetic circuit arrangement usually comprises two coil cores made of magnetically conductive material along a circumference of the measuring tube esp. Diametrically spaced from each other and each with a free end-side end face, esp. Mirror image, each other are orders. The magnetic field is coupled into the coil cores by means of a coil arrangement connected to the exciter electronics such that it passes through the fluid flowing between the two end faces at least in sections perpendicular to the flow direction. At its distal end of the end face each of the coil cores is usually additionally magnetically coupled with at least one, one-piece or multi-piece, separate inference giving field conducting element of magnetically conductive material. The Feldleit element extends peripherally to the measuring tube, thus leading the magnetic field around the measuring tube outside. In the case of a one-piece encircling return-path element, this can be connected, for example, in each case by means of screw and / or, as proposed in WO-A 04/072590, by means of clamping connections to the respective end of the coil core.

Als nachteilig eines solchen Aufbaus ist einerseits die vergleichsweise hohe Anzahl an Einzelteilen für einen einzelnen Meßaufnehmer anzusehen, die zu Lasten einer möglichst kurze Montagezeit bei gleichzeitiger geforderter hoher Produktqualität geht. Anderseits ist es bei Meßaufnehmern der beschriebenen Art von besonderem Interesse, die Feldspulen nicht nur beim Zusammenbau des Meßaufnehmers präzise zu positionieren, sondern auch sicher zu stellen zu, daß deren montierte Position zur Wahrung der Meßgenauigkeit über die gesamte Betriebszeit des jeweiligen Meßaufnehmers in sehr engen Grenzen möglichst unverändert bleibt. Dies ist jedoch bei Verwendung von als separate Einzelteilen ausgebildeten Spulenkernen und ggf. auch gleichermaßen separaten Polschuhen nicht ohne weiteres gegeben oder nur mit erheblichem Material- und Montageaufwand sicherzustellen, beispielsweise mittels spezieller Anschläge oder anderen zusätzlichen Arretiervorrichtungen für die Feldspulen, Spulenkerne, und/oder Polschuhe.When the disadvantage of such a structure is the one hand, the comparatively high number of items for a single transducer to be considered at the expense of a possible short assembly time while maintaining the required high product quality. On the other hand, it is with transducers of the type described of particular interest, the field coils not only when assembling the transducer precise to position, but also to make sure that their mounted position to maintain the accuracy over the total operating time of the respective transducer within very narrow limits preferably unchanged remains. However, this is when using trained as separate items Spool cores and possibly also equally separate pole shoes not readily available or only with considerable material and installation costs ensure, for example, by means of special attacks or other additional Locking devices for the field coils, coil cores, and / or pole shoes.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, Meßaufnehmer der beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß die zu deren Fertigung erforderlichen Einzelteile im Vergleich zu herkömmlichen magnetisch-induktiven Meßaufnehmern reduziert werden können. Darüberhinaus soll im besonderen auch das Magnetfeld-System möglichst einfach zu montieren und zudem von hoher Langzeitstabilität sein.It is therefore an object of the invention, transducer of the described Art to the effect that the required for their production Items compared to conventional ones Magnetic-inductive sensors can be reduced. Furthermore in particular, the magnetic field system is to be mounted as simply as possible and also be of high long-term stability.

Zur Lösung der Aufgabe besteht die Erfindung in einem magnetisch-induktiver Meßaufnehmer für ein in einer Rohrleitung strömendes Fluid, der ein Meßrohr zum Führen des Fluids, eine Meßelektroden-Anordnung zum Erfassen von im strömenden Fluid erzeugten elektrischen Spannungen, sowie ein am Meßrohr angebrachtes Magnetfeld-System zum Erzeugen eines das Meßrohr sowie darin geführtes Fluid im Betrieb zumindest teilweise durchdringenden Magnetfelds umfaßt, wobei das Magnetfeld-System wenigstens eine im Betrieb zumindest zeitweise von einem elektrischen Erregerstrom durchflossene Feldspule aufweist. Der erfindungsgemäße Meßaufnehmer umfaßt des weiteren eine dem Haltern der wenigstens einen Feldspule außen am Meßrohr dienende Spulenhalterung, wobei Meßrohr und Spulenhalterung fügestellenfrei miteinander verbunden sind, so daß die Spulenhalterung als integraler Bestandteil des Meßrohrs ausgebildet ist.to solution The object of the invention consists in a magneto-inductive Sensor for in a pipeline flowing Fluid, which is a measuring tube to lead of the fluid, a measuring electrode arrangement for detecting in the flowing fluid generated electrical voltages, as well as attached to the measuring tube Magnetic field system for generating a measuring tube and the fluid carried therein In operation at least partially penetrating magnetic field comprises, wherein the magnetic field system at least one in operation at least temporarily Having an electrical excitation current through field coil. The transducer according to the invention comprises Furthermore, a serving the holders of at least one field coil outside the measuring tube Coil holder, with measuring tube and coil holder without joints interconnected so that the coil holder as an integral Part of the measuring tube is trained.

Nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spulenhalterung aus einem magnetisch leitfähigen Material besteht. Gemäß einer Weiterbildung ist die Spulenhalterung dabei als ein das Magnetfeld führender Spulenkern der Feldspule ausgebildet.To A first embodiment of the invention provides that the coil holder made of a magnetically conductive Material exists. According to one Continuing the coil holder is as a the magnetic field leading Coil core of the field coil formed.

Nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spulenhalterung wenigstens einen Wirbelströme verringernden oder vermeidenden Luftspalt aufweist. Nach einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine in der Spulenhalterung vorgesehene Luftspalt so ausgebildet, daß er im wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Meßrohrs verläuft. Nach einer anderen Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung weist die Spulenhalterung eine Vielzahl Wirbelströme verringernder oder vermeidender, insb. zueinander im wesentlichen parallel verlaufender, Luftspalte auf. Die Luftspalte können beispielsweise dabei als zueinander im wesentlichen koaxiale Ringspalte ausgebildet sein.To A second embodiment of the invention provides that the coil holder at least one eddy currents having reducing or avoiding air gap. After a training This embodiment of the invention is the at least one in the Coil holder provided air gap designed so that it is in essentially perpendicular to a longitudinal axis of the measuring tube. To another embodiment of this embodiment of the invention has the coil holder reducing or avoiding a large number of eddy currents, esp. Air gap substantially parallel to each other on. For example, the air gaps can be formed as mutually substantially coaxial annular gaps be.

Nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die wenigstens eine Spulenhalterung mittels einer Vielzahl von mit dem Meßrohr verbundenen, insb. stab-, hülsen- oder lamellenförmigen, Fortsätzen gebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung können die Spulenhalterung bildende Fortsätze unter Bildung von, insb. als Luftspalte ausgebildeten, Zwischenräumen seitlich voneinander beabstandet sein.To A third embodiment of the invention provides that the at least a coil holder by means of a plurality of connected to the measuring tube, esp. rod, sleeve or lamellar, projections is formed. In this embodiment of the invention, the Coil holder forming extensions with the formation of, especially as air gaps formed, spaces laterally from each other be spaced.

Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung weist der Meßaufnehmer in einem Übergangsbereich zwischen Spulenhalterung und Meßrohr ferner einen das Magnetfeld fokussierenden Polschuh auf. Dieser ist gemäß einer vierten Ausgestaltung der Erfindung mittels einer, insb. außen im Übergangsbereich vorgesehenen, lokalen Verdickung der Meßrohrwand gebildet. Alternativ oder in Ergänzung dazuist der Polschuhe gemäß einer fünften Ausgestaltung der Erfindung mittels einer, insb. außen im Übergangsbereich vorgesehenen, lokalen Vertiefung der Meßrohrwand gebildet ist.To a first embodiment of the invention, the transducer in a transition area between coil holder and measuring tube further comprising a pole piece focusing the magnetic field. This is according to one fourth embodiment of the invention by means of a, esp. Outside in the transition region provided, local thickening of the measuring tube wall formed. alternative or in addition in addition to the pole shoes according to a fifth Embodiment of the invention by means of one, esp. Outside in the transition region provided, local depression of the measuring tube wall is formed.

Nach einer zweiten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Meßrohr an einem einlaßseitigen Ende ein erster Flansch und an einem auslaßseitigen Ende einen zweiten Flansch aufweist. Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung ist jeder der beiden Flansche ebenfalls fügestellenfrei mit dem Meßrohr verbunden.According to a second embodiment of the invention, it is provided that the measuring tube has a first flange at an inlet end and a second flange at an outlet end. According to one embodiment of this embodiment of the invention, each of the two flanges is also jointless connected to the measuring tube.

Nach einer dritten Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Magnetfeld-System zwei im Betrieb zumindest zeitweise von einem elektrischen Erregerstrom durchflossene, insb. im wesentlichen baugleiche, Feldspulen aufweist. Daher umfaßt der Meßaufnehmer gemäß einer vierten Weiterbildung der Erfindung eine dem Haltern einer ersten Feldspule des Magnetfeld-Systems außen am Meßrohr (1) dienende erste Spulenhalterung sowie eine dem Haltern einer zweiten Feldspule des Magnetfeld-Systems außen am Meßrohr (1) dienende zweite Spulenhalterung. Dabei ist gemäß einer sechsten Ausgestaltung der Erfindung jede der beiden, insb. im wesentlichen baugleichen, Spulenhalterungen als integraler Bestandteil des Meßrohrs ausgebildet und jeweils fügestellenfrei mit dem Meßrohr verbunden.According to a third development of the invention, it is further provided that the magnetic field system has two field coils, which are at least temporarily run through by an electrical excitation current during operation, in particular substantially identical. Therefore, the transducer according to a fourth embodiment of the invention comprises a holding a first field coil of the magnetic field system outside the measuring tube ( 1 ) serving first coil holder and a holding a second field coil of the magnetic field system outside the measuring tube ( 1 ) second coil holder. In this case, according to a sixth embodiment of the invention, each of the two, esp. Essentially identically constructed, coil holders formed as an integral part of the measuring tube and each joint-free connected to the measuring tube.

Nach einer fünften Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das Meßrohr ein, insb. metallisches, Trägerrohr umfaßt, das außen die Spulenhalterung trägt. Dieses ist gemäß einer siebenten Ausgestaltung der Erfindung innen mit einem Liner aus elektrisch isolierendem Material, insb. einem Kunststoff, ausgekleidet. Zudem ist hierbei nach einer achten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Trägerrohr und/oder die Spulenhalterung aus einem gegossenen Metall, insb. einem Gußeisen, bestehen und/oder daß das Trägerrohr und/oder die Spulenhalterung aus einem gesinterten Metall bestehen und/oder daß Trägerrohr und Spulenhalterung aus dem gleichen, insb. magnetisch leitfähigem, Material bestehen. In einer neunten Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei ferner vorgesehen, daß das Trägerrohr an einem einlaßseitigen Ende ein erster Flansch und an einem auslaßseitigen Ende einen zweiten Flansch aufweist. Jeder der beiden Flansche kann wiederum fügestellenfrei mit dem Trägerrohr verbunden sein und/oder aus dem gleichen Material bestehen wie das Trägerohr.To a fifth Further development of the invention is further provided that the measuring tube, esp. metallic, carrier tube comprises the outside carries the coil holder. This is according to one seventh embodiment of the invention inside with a liner electrically insulating material, in particular a plastic, lined. Moreover, in this case according to an eighth embodiment of the invention is provided that the support tube and / or the coil holder of a cast metal, esp. a cast iron, exist and / or that the Carrier tube and / or the coil holder made of a sintered metal and / or that carrier tube and coil holder of the same, esp. Magnetically conductive, material consist. In a ninth embodiment of the invention is hereby further provided that the support tube on an inlet side End a first flange and at an outlet end a second Flange has. Each of the two flanges can in turn be free of joints with the carrier tube be connected and / or made of the same material as that Carrier ear.

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ein montagefreundliches, insb. schnell als auch gleichermaßen präzise montierbares, Magnetfeld-System für magnetisch-induktive Meßaufnehmer dadurch zu schaffen, daß am eigentlichen Meßrohr entsprechende Spulenhalterungen angebracht sind, die bereits bei der Formung des Meßrohrs oder des ggf. verwendeten Trägerrohrs – beispielsweise durch Guß oder Sintern – als ein integraler Bestandteil davon mit angelegt worden sind.One The basic idea of the invention is an assembly-friendly, esp. fast as well as equally precise mountable, magnetic field system for magnetic-inductive Sensor thereby to create that am actual measuring tube corresponding Coil brackets are attached, already in the formation of the measuring tube or of the carrier tube used if necessary - for example by casting or Sintering - as an integral part of it have been created with.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das Magnetfeldsystem verglichen mit denen herkömmlicher Meßaufnehmer der beschriebenen Art einerseits aufgrund der Verringerung der Anzahl der Einzelkomponenten einfacher zu montieren ist. Zudem werden infolge der Verringerung der Fügestellen beim Magnetfeld-System des erfindungsgemäßen Meßaufnehmers insgesamt potentielle Auskoppelstellen magnetischen Streufeldern reduziert. Somit kann auf vergleichsweise einfache Art ein weitgehend verlustarmes und insoweit sehr effizientes Magnetfeld-System realisiert werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist ferner darin zu sehen, daß aufgrund der nunmehr sehr weitgehenden Automatisierung der Fertigung des Magnetfeld-Systems einzelne Exemplare innerhalb eines Fertigungsloses wie auch praktisch über die Produktelinie in geringeren Toleranzbereichen streuen. Gleichermaßen können somit auch zeitliche Varianzen des Magnetfeld-Systems, insb. aufgrund von geringfügigem Verrutschen der Feldspulen und/oder der Rückschluß gebenden Feldleit-Elemente, und damit einher gehende Schwankungen in der Meßgenauigkeit in erheblichem Maße verringert werden.One Advantage of the invention is that the magnetic field system compared with those more conventional transducer of the type described on the one hand due to the reduction in the number the individual components is easier to assemble. In addition, as a result the reduction of the joints in the Magnetic field system of the inventive transducer total potential Decoupling points magnetic stray fields reduced. Thus, can in a comparatively simple way a largely low-loss and insofar as very efficient magnetic field system can be realized. One Another advantage of the invention is further to be seen in that due the now very extensive automation of the production of Magnetic field system individual specimens within a production lot as well as practically over sprinkle the product line in smaller tolerance ranges. Similarly, thus also temporal variances of the magnetic field system, esp. Due from slight Slippage of the field coils and / or the inference-giving field-guiding elements, and concomitant variations in measurement accuracy in a considerable Dimensions reduced become.

Die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Die selben Teile sind dabei jeweils mit den selben Bezugszeichen versehen. Falls es die Übersichtlichkeit jedoch erfordert, sind Bezugszeichen in nachfolgenden Figuren durchaus auch weggelassen.The Invention and advantageous embodiments are described below the figures of the drawing closer explained. The same parts are in each case with the same reference numerals Mistake. If it is the clarity however, reference numerals in subsequent figures are well omitted.

1a, b und c zeigen schematisch einen magnetisch-induktiven Meßaufnehmer in einer perspektivischen, teilweise auch geschnitten oder explodierten Seitenansicht, und 1a , b and c show schematically a magnetic-inductive transducer in a perspective, partially also cut or exploded side view, and

2a, b, c, und d zeigen schematisch ein Meßrohr und daran vorgesehene Spulenhalterungen für einen Meßaufnehmer gemäß den 1a, b, c. 2a , b, c, and d show schematically a measuring tube and thereon provided coil holders for a transducer according to the 1a , b, c.

Die 1a, b, c zeigen schematisch einen dem Messen eines in einer Rohrleitung strömenden Fluids dienenden magnetisch-induktiven Meßaufnehmer. Der Meßaufnehmer kann beispielsweise als ein Primärwandler In-Line-Meßgeräts zur Durchflußmessung und/oder zur Leitfähigkeitsmessung verwendet werden. Der Meßaufnehmer umfaßt ein zumindest teilweise in einem Aufnehmergehäuse 100 untergebrachtes Meßrohr 1 von vorgebbarer Form und Größe zum Führen des zu messenden Fluids, eine am Meßrohr 1 angeordnetes Magnetfeldsystem 2 zum Erzeugen und Führen eines für die Messung erforderlichen, das im Meßrohr geführte Fluid abschnittsweise durchsetzenden Magnetfeldes sowie eine ebenfalls am Meßrohr 1 angeordnete Meßelektrodenanordnung 3 zum Messen einer im Fluid induzierten Spannung. In vorteilhafter Weise ist das Magnetfeldsystem dabei so ausgebildet, daß das damit erzeugte Magnetfeld das innerhalb des Meßrohrs befindliche Fluid zumindest abschnittsweise senkrecht zu dessen Strömungsrichtung durchsetzt. Zum druckdichten Einfügen in die vom Fluid durchströmbare Rohrleitung weist das Meßrohr 1 – von dem eine Ausgestaltung in verschiedenen Seitenansichten in den 2a, b, c und d gezeigte ist – im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ferner an einem ersten Meßrohrende einen ersten Flansch 4 und an einem zweiten Meßrohrende einen zweiten Flansch 5 auf.The 1a , b, c show schematically a magnetic-inductive sensor used to measure a fluid flowing in a pipeline. The transducer can be used, for example, as a primary transducer in-line meter for flow measurement and / or for conductivity measurement. The transducer comprises an at least partially in a transducer housing 100 housed measuring tube 1 of prescribable shape and size for guiding the fluid to be measured, one on the measuring tube 1 arranged magnetic field system 2 for generating and guiding a required for the measurement, the guided in the measuring tube fluid in sections passing magnetic field and also on the measuring tube 1 arranged measuring electrode arrangement 3 for measuring a voltage induced in the fluid. Advantageously, the magnetic field system is designed so that the magnetic field generated therewith passes through the fluid located within the measuring tube at least in sections perpendicular to its flow direction. For pressure-tight insertion through which flows through the fluid bare pipe has the measuring tube 1 - Of which an embodiment in different side views in the 2a , b, c and d shown - in the embodiment shown here further at a first Meßrohrende a first flange 4 and at a second Meßrohrende a second flange 5 on.

Zum Abgreifen von im strömenden Fluid induzierten Spannungen umfaßt die Elektrodenanordnung 3 zwei – hier stabförmige galvanische – Meßelektroden 31, 32. Die Meßelektroden 31, 32 weisen hier, wie in 2c und d schematisch dargestellt, jeweils einen das Fluid im Betrieb kontaktierenden Meßelektroden-Kopf für das Abgreifen der eingangs erwähnten induzierte Spannung sowie einem Meßelektroden-Schaft auf, der dem Anschließen der Sensoranordnung an eine – hier nicht dargestellte – Auswerte-Elektronik des erwähnten In-Line-Meßgeräts dient. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die beiden Meßelektroden, wie aus der Zusammenschau der 2a, b, c, d ersichtlich, einander diametral gegenüber. Selbstverständlich können sie aber auch, falls erforderlich, insb. bei Verwendung von mehr als zwei Meßelektroden, am Meßrohr 1 so voneinander beabstandet angeordnet werden, daß sie sich nicht diametral gegenüberliegen. Dies kann z.B. dann der Fall sein, wenn zusätzliche Meßelektroden für Referenzpotentiale oder bei waagerechter Einbaulage des Meßrohrs 1 Meßelektroden zur Überwachung eines Mindestfüllstandes des Fluids im Meßrohr 1 vorgesehen sind. Anstelle der hier gezeigten galvanischen Meßelektroden 31, 32 können im übrigen aber auch kapazitive Meßelektroden verwendet werden.For tapping induced voltages in the flowing fluid, the electrode assembly comprises 3 two - here rod-shaped galvanic - measuring electrodes 31 . 32 , The measuring electrodes 31 . 32 point here, as in 2c and d shown schematically, in each case a contacting the fluid during operation measuring electrode head for tapping the induced voltage mentioned above and a Meßelektroden-shank on the connecting the sensor assembly to a - not shown here - evaluation electronics of said in-line -Meßgeräts serves. In the embodiment shown here are the two measuring electrodes, as from the synopsis of 2a , b, c, d can be seen diametrically opposite each other. Of course, they can also, if necessary, esp. When using more than two measuring electrodes, on the measuring tube 1 be spaced apart so that they are not diametrically opposed. This may be the case, for example, if additional measuring electrodes for reference potentials or horizontal mounting position of the measuring tube 1 Measuring electrodes for monitoring a minimum level of the fluid in the measuring tube 1 are provided. Instead of the galvanic measuring electrodes shown here 31 . 32 Otherwise, however, capacitive measuring electrodes can also be used.

Zum Erzeugen des erforderlichen Magnetfelds weist der Meßaufnehmer des weiteren ein am Meßrohr 1 angebrachtes Magnetfeld-System 2 mit wenigstens einer Feldspule 21 auf. Zumindest im Meßbetrieb ist die wenigstens eine Feldspule 21 mit einer – hier nicht gezeigten – Erreger-Elektronik des In-Line-Meßgeräts verbunden und zumindest zeitweise von einem von davon gespeisten Erregerstrom durchflossen. Als Erreger-Elektronik können im übrigen die dem Fachmann bekannten oder im Stand der Technik beschriebenen Schaltungsanordnungen verwendet werden. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine, wie sich aus der Zusammenschau von 1b und 1c ohne weiteres ergibt, hier im wesentlichen zylindrische, Feldspule mittels wenigstens eines auf einen im wesentlichen hülsenartigen, insb. rohrförmigen, Wicklungskörper 211 aufgewickelten Spulendrahts gebildet. Falls erforderlich, kann dieser in den entsprechenden, insb. elektrisch isolierend ausgebildeten, Wicklungskörper auch zumindest teilweise eingebettet sein. Um zumindest innerhalb eines vorgegebenen Meßrohrbereichs ein im wesentlichen rotationssymmetrische Magnetfeld erzeugen zu können, umfaßt das Magnetfeldsystem 2 im hier gezeigten Ausführungsbeispiel allerdings zwei Feldspulen 21, 22, die einander im wesentlichen diametral gegenüberliegen und im Betrieb jeweils zumindest zeitweise von einem, beispielsweise demselben, elektrischen Erregerstrom durchflossen sind. Eine jede der zwei insb. im wesentlichen baugleichen, Feldspulen 21, 22 ist, wie auch aus 1c ersichtlich, jeweils mittels eines – hier im wesentlichen hülsenartigen oder zylindrischen – Wicklungskörpers 211, 221 gebildet, auf den jeweils ein entsprechender Sputendraht aufgewickelt ist.In order to generate the required magnetic field, the measuring transducer furthermore has a measuring tube 1 attached magnetic field system 2 with at least one field coil 21 on. At least in measuring operation, the at least one field coil 21 connected to a - not shown here - exciter electronics of the in-line meter and at least temporarily flowed through by one of them supplied excitation current. Otherwise, the circuit arrangements known to the person skilled in the art or described in the prior art can be used as excitation electronics. In the embodiment shown here, the at least one, as is apparent from the synopsis of 1b and 1c readily yields, here essentially cylindrical, field coil by means of at least one on a substantially sleeve-like, esp. tubular, winding body 211 wound coil wire formed. If necessary, this can also be at least partially embedded in the corresponding, in particular electrically insulating, winding body. In order to be able to generate a substantially rotationally symmetrical magnetic field at least within a predetermined measuring tube region, the magnetic field system comprises 2 in the embodiment shown here, however, two field coils 21 . 22 , which are substantially diametrically opposed to each other and in each case at least temporarily flowed through by one, for example the same, electrical exciter current. Each of the two esp. Essentially identical, field coils 21 . 22 is, as well as off 1c visible, in each case by means of a - here substantially sleeve-like or cylindrical - winding body 211 . 221 formed, on each of which a corresponding sputtering wire is wound.

Zum Haltern der wenigstens einen Feldspule 21 außen am Meßrohr 1 weist der Meßaufnehmer, wie u.a. aus den 1c ersichtlich, ferner eine außen am Meßrohr angeordnete, sich durch eine – hier mittels des hülsenförmigen Wicklungskörpers 211 gebildete – Zentralöffnung der Feldspule 21 hindurch erstreckende – hier im wesentlichen zylindrisch geformte – Spulenhalterung 23 auf, die insoweit auch als Komponente des Magnetsystems angesehen werden kann. Wie aus der Zusammenschau der 1b und c ersichtlich, wird die Feldspule 21 auf die Spulenhalterung 23 entsprechend aufgeschoben oder aufgesteckt, so daß letztere im Betrieb von den innerhalb der Feldspule 21 im wesentlichen parallel verlaufenden Feldlinien des Magnetfelds durchflutet ist. Infolgedessen, daß Meßrohr 1 und Spulenhalterung 23 in der vorgenannten Weise miteinander verbunden sind, tritt das Magnetfeld dabei über eine dem zu messenden Fluid zugewandte Innenfläche des Meßrohrs aus dem Magnetsystems heraus und koppelt schließlich in das vorbeiströmende Fluid entsprechend ein. In vorteilhafter Weise kann daher die Spulenhalterung 23 selbst auch als ein das Magnetfeld leitender und insoweit die Induktivität der Feldspule 21 erhöhender Spulenkern für die Feldspule 21 ausgebildet sein. Dafür besteht die Spulenhalterung 23 gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung aus einem magnetisch leitfähigen Material mit einer relativen Permeabilität von wesentlich größer als eins, insb. größer als 10. Ferner ist vorgesehen, daß auch das Meßrohr 1 zumindest anteilig aus einem magnetisch leitfähigen Material besteht.For holding the at least one field coil 21 outside of the measuring tube 1 has the transducer, such as the 1c can be seen, further arranged on the outside of the measuring tube, through a - here by means of the sleeve-shaped winding body 211 formed - central opening of the field coil 21 extending therethrough - here substantially cylindrically shaped - coil holder 23 which can also be regarded as a component of the magnet system. As from the synopsis of 1b and c, the field coil becomes 21 on the coil holder 23 pushed or plugged accordingly, so that the latter in operation of the within the field coil 21 is flooded substantially parallel field lines of the magnetic field. As a result, that measuring tube 1 and coil holder 23 In the above-mentioned manner, the magnetic field thereby passes out of the magnet system via an inner surface of the measuring tube facing the fluid to be measured and finally couples into the fluid flowing past accordingly. Advantageously, therefore, the coil holder 23 itself also as the magnetic field conducting and as far as the inductance of the field coil 21 raising bobbin for the field coil 21 be educated. There is the coil holder 23 According to a further embodiment of the invention of a magnetically conductive material having a relative permeability of substantially greater than one, esp. Greater than 10. It is further provided that the measuring tube 1 at least partially made of a magnetically conductive material.

Das Magnetfeldsystem 2 umfaßt des weiteren wenigstens ein aus magnetisch leitfähigem Material bestehendes, mit der wenigstens eine Feldspule 21 möglichst verlustarm magnetisch gekoppeltes Feldleit-Element 25 zum Führen des Magnetfelds außerhalb des Meßrohrs. Dafür kann das magnetischen Rückschluß gebende Feldleit-Element 25 als in sich geschlossenes Band und/oder im wesentlichen ringförmig ausgebildet sein. Zudem kann das wenigstens eine Feldleit-Element beispielsweise als ein einziges einstückiges Stanz- oder Stanz-/Biegeteil aus Trafo- oder Dynamoblech hergestellt sein. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das beispielsweise aus ferromagnetischem Metall bestehende wenigstens eine Feldleit-Element 25 mittels eines peripher zum Meßrohr 1 verlaufenden, insb. koaxial zum Meßrohr angeordneten und/oder einstückigen, Blechrings gebildet, der die Spulenhalterung 23 an deren zum Meßrohr distalen Stirnseite kontaktiert und daselbst mit der Spulenhalterung 23, insb. wieder lösbar, verbunden ist. Es sei an dieser Stelle jedoch vermerkt, daß das Magnetfeld-System 2 zusätzlich zu dem wenigstens einen Feldleit-Element 25 falls erforderlich weitere Feldleit-Elemente umfassen kann. Ferner kann es von Vorteil sein, daß wenigstens eine Feldleit-Element 25 nicht als ein einziges Blechformteil, sondern zum Zwecke der Unterdrückung von Wirbelströmen als ein Paket von mehreren, elektrisch voneinander isoliert geschichteten Blechformteilen auszubilden, vgl. hierzu auch die JP-Y 2-28 406, die US-A 46 41 537 oder die WO-A 04/072590.The magnetic field system 2 further comprises at least one of magnetically conductive material existing, with the at least one field coil 21 Low-loss magnetically coupled field-conducting element 25 for guiding the magnetic field outside the measuring tube. This can be the magnetic inference giving field element 25 be formed as a self-contained band and / or substantially annular. In addition, the at least one Feldleit element can be made, for example, as a single one-piece punched or stamped / bent part of transformer or dynamo sheet. In the embodiment shown here, the example of ferromagnetic metal existing at least one field-conducting element 25 by means of a pe ripher to the measuring tube 1 extending, esp. Coaxially arranged to the measuring tube and / or one piece, formed sheet metal ring, which is the coil holder 23 contacted at their distal end to the measuring tube and there with the coil holder 23 , esp. again detachable, is connected. It should be noted at this point, however, that the magnetic field system 2 in addition to the at least one field conducting element 25 if necessary, can include further field-guiding elements. Furthermore, it may be advantageous that at least one field-guiding element 25 not as a single sheet metal part, but for the purpose of suppression of eddy currents as a package of several, electrically isolated from each other layered laminated sheet metal parts form, see. See also JP-Y 2-28 406, US-A 46 41 537 or WO-A 04/072590.

Beim erfindungsgemäßen Meßaufnehmer ist des weiteren vorgesehen, daß die Spulenhalterung 23 für die wenigstens ein Feldspule 21 als integraler Bestandteil des Meßrohrs 1 ausgebildet ist. Im besonderen sind Meßrohr 1 und Spulenhalterung 23 dabei fügestellenfrei miteinander verbunden, insb. auch frei von zusätzlichen Schweißnähten und Lötverbindungen. Zur Realisierung einer solchermaßen in das Meßrohr integrierten Spulenhalterung kann diese beispielsweise zusammen mit dem Meßrohr – in toto oder zumindest in den innerhalb eines Übergangsbereichs unmittelbar aneinander stoßenden Teilen – gegossen oder gesintert werden. Zur Herstellung des Meßrohrs mit integrierter Spulenhalterung können beispielsweise Schmelzen aus magnetisch leitfähigem Kunststoff oder Metall oder auch entsprechend sinterfähige und/oder aufschmelzbare Granulate und/oder Pulver dienen, wobei als Sintermaterial z.B. sinterfähige Metalle- und/oder Metalloxide oder auch andere geeigneten Keramikmaterialien verwendet werden können.The sensor according to the invention is further provided that the coil holder 23 for the at least one field coil 21 as an integral part of the measuring tube 1 is trained. In particular, measuring tube 1 and coil holder 23 in this connection joint-free connected to each other, esp. Also free of additional welds and solder joints. In order to realize a coil holder integrated in the measuring tube in this way, it can be cast or sintered, for example, together with the measuring tube - in toto or at least in the parts abutting directly within a transitional region. Melting of magnetically conductive plastic or metal or sinterable and / or fusible granules and / or powders may serve for producing the measuring tube with integrated coil holder, for example sinterable metal and / or metal oxides or other suitable ceramic materials may be used as the sintering material ,

Zum Erzeugen eines Magnetfelds, daß das zu messende Fluid überwiegend nur innerhalb eines vorgegebenen kompakten Meßvolumens kreuzt, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung außen in einem Übergangsbereich zwischen Spulenhalterung 23 und Meßrohr 1 ferner eine lokale Vertiefung in der Meßrohrwand und/oder aber auch, wie insb. aus der Zusammenschau der 2a, b, c ersichtlich, eine lokale Verdickung der Meßrohrwand oder auch der Spulenhalterung 23 vorgesehen. Dadurch ist im Zusammenspiel von Spulenhalterung 23 und daran anschließender Meßrohrwand ein das Magnetfeld entsprechend fokussierenden, praktisch gleichermaßen wie die Spulenhalterung 23 in das Meßrohr 1 integrierter Polschuh 27 gebildet. Die Polschuh bildende Verdickung bzw. Vertiefung kann gleichermaßen unmittelbar bei der Fertigung von Spulenhalterung und Meßrohr geformt werden, so daß der Polschuh insoweit fügestellenfrei mit Meßrohr und Spulenhalterung verbunden und insoweit gleichermaßen wie die Spulenhalterung selbst ebenfalls als integraler Bestandteil des Meßrohrs ausgebildet ist.For generating a magnetic field that predominantly crosses the fluid to be measured only within a predetermined compact measuring volume, according to an embodiment of the invention, the outside is in a transition region between the coil holder 23 and measuring tube 1 Furthermore, a local depression in the Meßrohrwand and / or but also, in particular from the synopsis of 2a , b, c, a local thickening of the measuring tube wall or the coil holder 23 intended. This is in the interaction of coil holder 23 and subsequent Meßrohrwand a magnetic field corresponding focusing, practically the same as the coil holder 23 into the measuring tube 1 integrated pole piece 27 educated. The Polschuh forming thickening or depression can equally be formed directly in the production of coil holder and measuring tube, so that the pole piece so far joint-free connected with measuring tube and coil holder and insofar as the coil holder itself is also formed as an integral part of the measuring tube.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist des weiteren vorgesehen, daß die Spulenhalterung 23 wenigstens einen Wirbelströme verringernden oder vermeidenden, insb. im wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Meßrohrs 1 verlaufenden, Luftspalt 23' aufweist. Falls erforderlich, kann die Spulenhalterung 23 selbstverständlich auch, wie auch aus den 1c oder 2a, b, c ersichtlich, eine Vielzahl von Wirbelströme verringernden oder vermeidenden, insb. zueinander im wesentlichen parallel verlaufenden, Luftspalte aufweisen. Die Luftspalte können dabei beispielsweise als zueinander im wesentlichen koaxiale Ringspalte ausgebildet sind. Dies kann z.B. dadurch realisiert sein, daß die wenigstens eine Spulenhalterung 23 mittels einer Vielzahl von mit dem Meßrohr verbundenen, insb. stab-, hülsen- oder lamellenförmigen, Fortsätzen 23'' gebildet ist, wobei die Spulenhalterung bildende Fortsätze, wie in 1c dargestellt oder auch aus der Zusammenschau der 2a, b, c ersichtlich, unter Bildung von Zwischenräumen seitlich voneinander beabstandet sind. Für den vorbeschriebenen Fall, daß die Spulenhalterung 23 parallel zueinander verlaufende Luftspalte aufweist, können zu den Luftspalten entsprechend komplementäre – beispielsweise als Radialstege und/oder Kreisringe ausgebildete – Verstrebungen im möglichst elektrisch isolierenden Wicklungskörper der wenigstens einen Feldspule vorgesehen sein, so daß eine zusätzliche Positionierhilfe und/oder Arretierung für die wenigstens eine Feldspule bereitgestellt wird, vgl. hierzu auch 1c.According to a further embodiment of the invention is further provided that the coil holder 23 at least one eddy currents reducing or avoiding, esp. Essentially perpendicular to a longitudinal axis of the measuring tube 1 extending, air gap 23 ' having. If necessary, the coil holder can 23 of course, as well as from the 1c or 2a , b, c, a plurality of eddy currents reducing or avoiding, esp. To each other substantially parallel extending, have air gaps. The air gaps can be formed, for example, as an annular gap substantially coaxial with each other. This can for example be realized in that the at least one coil holder 23 by means of a plurality of connected to the measuring tube, esp. Rod, sleeve or lamellar, projections 23 '' is formed, wherein the coil holder forming extensions, as in 1c represented or from the synopsis of 2a , b, c are laterally spaced apart to form gaps. For the case described above, that the coil holder 23 Having parallel air gaps, complementary to the air gaps - for example, as radial webs and / or annuli trained - struts in electrically insulating as possible winding body of at least one field coil may be provided so that an additional positioning and / or locking provided for the at least one field coil is, cf. this too 1c ,

Im in den 2a bis d gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Meßrohr 1 mittels eines, insb. metallisches, Trägerrohrs 11 sowie eines dieses innen auskleidenden, aus einem Isoliermaterial, beispielsweise einem Duroplast, einem Thermoplast oder einem anderen Kunststoff, bestehenden Liner 12 gebildet. Zur mechanischen Stabilisierung des Liners 12 kann darüberhinaus ein darin eingebetteter, insb. offenporiger und/oder rohrförmiger, Stützkörper vorgesehen sein. Das Trägerrohr 11 umschließt den Liner 12 mit ggf. eingebettetem Stützkörper koaxial und dient somit als eine äußere formgebende sowie formstabilisierende Umhüllung Meßrohrs 1. Der Liner 12 ist dabei so ausgebildet, daß das Meßrohr auf einer das hindurchströmende Fluid berührenden Innenseite vollständig vom Liner 12 bedeckt ist und somit praktisch allein der Liner 12 vom durch das Meßrohr 1 hindurchströmende Fluid benetzt wird, vgl. hierzu auch die US-A 32 13 685. Gegebenenfalls kann auch das Trägerrohr 11 selbst innen vom Material des Liners kontaktiert sein. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung, bei der das Meßrohr 1 u.a. mittels des Trägerrohrs 11 gebildet ist, ist die Spulenhalterung 23 dementsprechend außen an letzterem angeordnet. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausgestaltung der Erfindung bestehen Trägerrohr 11 und Spulenhalterung 23 dabei aus demselben, insb. magnetisch leitfähigem, Material. Das Trägerrohr 11 und insoweit auch die Spulenhalterung 23 für die wenigstens eine Feldspule 21 können beispielsweise aus einem magnetisch leitfähigen Material, wie z.B. Stahl oder einem anderen Metall, bestehen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist darüber hinaus vorgesehen, daß das Trägerrohr 11 zumindest anteilig aus einem gegossenen Metall, insb. einem Gußeisen, und/oder zumindest anteilig aus einem gesinterten Metall besteht. Gleichermaßen besteht auch die Spulenhalterung 23 für die wenigstens eine Feldspule 21 zumindest anteilig aus einem gegossenen Metall, insb. einem Gußeisen, und/oder zumindest anteilig aus einem gesinterten Metall. Für den oben beschriebenen Fall, daß am Meßrohr 1 Flansche 4, 5 vorgesehen sind, können diese in vorteilhafter Weise dann ebenfalls fügestellenfrei mit dem Trägerrohr 11 verbunden sein. Dabei können Trägerrohr 11, Spulenhalterung 23 und Flansche 4, 5 gleichermaßen zumindest anteilig jeweils aus demselben, insb. gegossenen oder gesinterten, Material bestehen. Alternativ oder in Ergänzung ist es zudem aber auch möglich, allfällige weitere für Montage und/oder den Betrieb des Meßaufnehmers erforderliche und am Meßrohr 1 zu plazierenden Komponenten, beispielsweise Montagehilfen, Halterungen oder Anschläge für weitere Anbauteile des Meßaufnehmers, in gleicher Weise wie die wenigstens eine Spulenhalterung 23 als integralen Bestandteil des Meßrohrs auszubilden und gleichermaßen fügestellenfrei an das Meßrohr 1, insb. das ggf. vorhandene Trägerohr 11, anzuformen.Im in the 2a to d shown embodiment, the measuring tube 1 by means of a, esp. Metallic, carrier tube 11 and a liner lining this, made of an insulating material, such as a thermoset, a thermoplastic or other plastic, existing liner 12 educated. For mechanical stabilization of the liner 12 In addition, an embedded therein, esp. Open porous and / or tubular support body may be provided. The carrier tube 11 encloses the liner 12 coaxial with possibly embedded support body and thus serves as an outer shaping and stabilizing enclosure measuring tube 1 , The liner 12 is designed so that the measuring tube on a the fluid flowing through the inside completely from the liner 12 is covered and thus practically alone the liner 12 from the measuring tube 1 through flowing fluid is wetted, see. this also the US-A 32 13 685. Optionally, the support tube 11 himself be contacted inside of the material of the liner. In this embodiment of the invention, in which the measuring tube 1 including by means of the support tube 11 is formed, the coil holder 23 accordingly on the outside of the latter assigns. According to an advantageous embodiment of this embodiment of the invention are carrier tube 11 and coil holder 23 of the same, esp. Magnetically conductive, material. The carrier tube 11 and as far as the coil holder 23 for the at least one field coil 21 For example, they may be made of a magnetically conductive material, such as steel or another metal. According to a further embodiment of the invention is also provided that the support tube 11 at least partially made of a cast metal, in particular a cast iron, and / or at least partially made of a sintered metal. Likewise, there is also the coil holder 23 for the at least one field coil 21 at least partially made of a cast metal, in particular a cast iron, and / or at least partially made of a sintered metal. For the case described above, that on the measuring tube 1 flanges 4 . 5 are provided, they can then also advantageously free of joints with the support tube 11 be connected. It can support tube 11 , Coil holder 23 and flanges 4 . 5 equally at least partially each consist of the same, especially cast or sintered, material. Alternatively or in addition, it is also possible, any further required for installation and / or operation of the transducer and the measuring tube 1 components to be placed, such as mounting aids, brackets or stops for other attachments of the transducer, in the same way as the at least one coil holder 23 form as an integral part of the measuring tube and equally free of joints to the measuring tube 1 , esp. the possibly existing carrier ear 11 to form.

In Anbetracht dessen, daß im hier gezeigten Ausführungsbeispiel das Magnetfeld-System 2 zwei im Betrieb zumindest zeitweise von einem elektrischen Erregerstrom durchflossene, insb. im wesentlichen baugleiche, Feldspulen 21, 22 vorgesehen sind, weist der Meßaufnehmer gemäß einer dementsprechenden Weiterbildung der Erfindung neben der dem Haltern Feldspule 21 außen am Meßrohr 1 dienende Spulenhalterung 23 eine weitere, dem Haltern der zweiten Feldspule 22 außen am Meßrohr 1 dienende Spulenhalterung 24 auf. Wie aus einer Zusammenschau der 2a, b und c ersichtlich, verläuft im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ein die beiden Meßelektroden verbindender Durchmesser des Meßrohrs 1 im wesentlichen senkrecht zu einem die Feldspulen 21, 22 bzw. deren zugehörige Spulenhalterungen 23, 24 verbindenden Durchmesser des Meßrohrs 1. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dieser Weiterbildung der Erfindung ist jede der beiden, insb. im wesentlichen baugleichen, Spulenhalterungen 23, 24 gleichermaßen als integraler Bestandteil des Meßrohrs 1 ausgebildet und jeweils fügestellenfrei mit dem Meßrohr 1 verbunden. Zudem kann hierbei auch ein mit der Spulenhalterung 24 für die Feldspule 22 entsprechend korrespondierender weiterer, insb. in gleicher Weise wie der Polschuh 27 ausgebildeter, Polschuh im Meßaufnehmer vorgesehen sein. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß das wenigstens eine Feldleit-Element 25 mit der Spulenhalterung 23 für die erste der beiden Feldspulen 21, 22 und gleichermaßen auch mit der Spulenhalterung 24 für die zweite der beiden Feldspulen 21, 22 jeweils in der oben beschriebenen Weise magnetisch gekoppelt, insb. auch mechanisch verbunden, sind.In view of the fact that in the embodiment shown here the magnetic field system 2 two in the operation at least temporarily traversed by an electrical excitation current, esp. Essentially identical, field coils 21 . 22 are provided, the transducer according to a corresponding development of the invention in addition to the holders field coil 21 outside of the measuring tube 1 Serving coil holder 23 another, the holders of the second field coil 22 outside of the measuring tube 1 Serving coil holder 24 on. As if from a synopsis of 2a , b and c, in the embodiment shown here runs a diameter of the measuring tube connecting the two measuring electrodes 1 substantially perpendicular to one of the field coils 21 . 22 or their associated coil holders 23 . 24 connecting diameter of the measuring tube 1 , According to a further embodiment of this embodiment of the invention, each of the two, esp. Essentially identical, coil mounts 23 . 24 equally as an integral part of the measuring tube 1 trained and each joint free with the measuring tube 1 connected. In addition, this can also be one with the coil holder 24 for the field coil 22 correspondingly corresponding further, in particular in the same way as the pole piece 27 trained, pole piece be provided in the transducer. According to a further embodiment of the invention, it is further provided that the at least one field-guiding element 25 with the coil holder 23 for the first of the two field coils 21 . 22 and equally with the coil holder 24 for the second of the two field coils 21 . 22 each magnetically coupled in the manner described above, esp. Also mechanically connected, are.

Zum Fixieren der Wicklungskörper 211, 221 und insoweit der davon jeweils getragenen Feldspulen 21, 22 am Meßrohr 1 können beim Magnetfeld-System 2 ferner entsprechende Spann- und/oder Haltevorrichtungen vorgesehen sein. Dafür können beispielsweise auch das wenigstens eine Feldleitelement, die Spulenhalterungen sowie die Wicklungskörper zu aufeinander abgestimmt bemessen sein, daß die beiden Feldspulen 21, 22 zumindest anteilig mittels des wenigstens einen Feldleit-Elements gegen das Meßrohr gedrückt gehalten sind. Im besonderen ist das wenigstens eine Feldleit-Element 25 dabei so auszubilden, daß es im eingebauten Zustand des Magnetfeld-Systems gleichzeitig auf der kontaktierten Stirnfläche wie auch auf einer entsprechenden ggf. auch Seitenhalt gebenden Auflagefläche des jeweiligen Wicklungskörpers aufliegend und diesen so gegen das Meßrohr 10 gedrückt haltend, zumindest abschnittsweise elastisch gespannt ist. Anders gesagt, ist hierbei das wenigstens eine Feldleit-Element 25 zumindest partiell permanent elastisch gedehnt und somit dauerhaft solchen mechanischen Spannungen ausgesetzt, daß es permanent bezüglich eines Initialzustands elastisch verformt gehalten ist.For fixing the winding body 211 . 221 and insofar as the respectively carried field coils 21 . 22 on the measuring tube 1 can with the magnetic field system 2 Furthermore, appropriate clamping and / or holding devices may be provided. For example, the at least one field-guiding element, the coil holders and the winding bodies can also be dimensioned to be coordinated with one another such that the two field coils 21 . 22 at least proportionately kept pressed against the measuring tube by means of at least one Feldleit element. In particular, this is at least one field-guiding element 25 in such a way that it in the installed state of the magnetic field system at the same time resting on the contacted end face as well as on a corresponding possibly also lateral support surface of the respective winding body and this so against the measuring tube 10 kept pressed down, at least in sections elastically stretched. In other words, this is the at least one field-guiding element 25 at least partially permanently elastically stretched and thus permanently exposed to such mechanical stresses that it is permanently held elastically deformed with respect to an initial state.

Claims

Magnetic-inductive transducer for a fluid flowing in a pipeline, comprising: - a measuring tube ( 1 ) for guiding the fluid, - a measuring electrode arrangement ( 3 ) for detecting electrical voltages generated in the flowing fluid, - a magnetic field system attached to the measuring tube ( 2 for generating a magnetic field which at least partially penetrates the measuring tube as well as the fluid therein, which magnetic field system has at least one field coil through which an electrical exciter current flows during operation ( 21 ), and - a holding the at least one field coil outside the measuring tube serving coil holder ( 23 ), which is formed as an integral part of the measuring tube, - wherein the measuring tube and coil holder are connected together without joints.

Measuring sensor according to the preceding claim, wherein the measuring tube is a, in particular metallic, carrier tube ( 11 ), which carries the outside of the coil holder.

Sensor according to the preceding claim, wherein the support tube is internally provided with a liner ( 12 ) made of electrically insulating material, esp. A plastic, lined.

transducer according to claim 2 or 3, wherein the support tube and / or the coil holder made of a cast metal, esp. A cast iron exist.

transducer according to claim 2 or 3, wherein the support tube and / or the coil holder consist of a sintered metal.

transducer according to one of the claims 2 to 5, wherein carrier tube and coil holder of the same, esp. Magnetically conductive material consist.

Sensor according to one of claims 2 or 6, wherein the support tube at a inlet end, a first flange ( 4 ) and at an outlet end a second flange ( 5 ) having.

A sensor according to the preceding claim, wherein each of the two flanges ( 4 . 5 ) joins joint-free with the support tube.

transducer according to claim 7 or 8, wherein the carrier tube and flanges made of the same material.

Sensor according to one of claims 1 to 6, wherein the measuring tube at a inlet end a first flange ( 4 ) and at an outlet end a second flange ( 5 ) having.

A sensor according to the preceding claim, wherein each of the two flanges ( 4 . 5 ) joins joint-free with the measuring tube.

transducer according to one of the preceding claims, wherein the coil holder of a magnetically conductive material consists.

transducer according to one of the preceding claims, the coil holder being the one leading the magnetic field Coil core of at least one field coil is formed.

Sensor according to one of the preceding claims, wherein the coil holder at least one air gap reducing or avoiding eddy currents ( 23 ' ) having.

transducer according to the preceding claim, wherein the at least one in the coil holder provided air gap substantially perpendicular to a longitudinal axis of the measuring tube runs.

transducer according to claim 14 or 15, wherein the coil holder a plurality eddy currents reducing or avoiding, in particular to each other substantially having parallel, air gaps.

transducer according to the previous claim, wherein the air gaps as each other formed substantially coaxial annular gaps.

Measuring sensor according to one of the preceding claims, wherein the at least one coil holder by means of a plurality of connected to the measuring tube, esp. Rod, sleeve or lamellar, projections ( 23 '' ) is formed.

transducer according to the preceding claim, wherein the coil holder forming projections with the formation of, especially as air gaps formed, spaces laterally spaced apart from each other.

Measuring sensor according to one of the preceding claims, which in a transition region between the coil holder and measuring tube, a magnetic field-focusing pole piece ( 27 ) having.

transducer according to the preceding claim, wherein the pole piece by means of a, esp. outside in the transition area provided, local thickening of the measuring tube wall is formed.

transducer according to claim 20, wherein the pole pieces by means of a, esp. Outside in the transition region provided, local depression of the measuring tube wall is formed.

Measuring sensor according to one of the preceding claims, wherein the magnetic field system has two field coils (in particular essentially identical), which are at least temporarily run through by an electrical excitation current during operation. 21 . 22 ) having.

A sensor according to the preceding claim, further comprising a holder of a first field coil ( 21 ) of the magnetic field system on the outside of the measuring tube serving first coil holder ( 23 ) and a holder of a second field coil ( 22 ) of the magnetic field system outside the measuring tube serving second coil holder ( 24 ).

Measuring sensor according to the preceding claim, wherein each of the two, in particular substantially identical, coil holders ( 23 . 24 ) formed as an integral part of the measuring tube and respectively joins joint-free with the measuring tube.