DE102009030904A1 - Flow measuring device i.e. coriolis mass flow measuring device, has housing comprising measurement tube through which medium flows, where inner surface of tube is provided with coating of diamond-like carbon - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Durchflussmessgerät, insbesondere Coriolis-Massedurchflussmessgerät, mit einem Gehäuse, mindestens einem von einem Medium durchströmbaren Messrohr und mindestens einem Anschlussstück. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Durchflussmessgeräts, insbesondere eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts.The The invention relates to a flow meter, in particular Coriolis mass flow meter, with a Casing, at least one of a medium permeable measuring tube and at least a connection piece. The invention further relates to a process for the preparation of a Flowmeter, in particular a Coriolis mass flowmeter.
Derartige Durchflussmessgeräte sind in einer Vielzahl von Varianten im Stand der Technik bekannt. Üblicherweise werden Coriolis-Massedurchflussmessgeräte mit Messrohren aus Rohrmaterial gefertigt, das etwas dünner ist als die Rohrleitungen des mit dem Durchflussmessgerät verbundenen Rohrleitungssystems. Durch die dünnwandige Ausgestaltung wird die Empfindlichkeit und die Genauigkeit des Massedurchflussmessgeräts gesteigert, während die Abmessungen so gering wie möglich gehalten werden.such Flowmeters are known in a variety of variations in the art. Usually Coriolis mass flowmeters are manufactured with measuring tubes made of pipe material, that a little thinner is as the piping of the piping system connected to the flow meter. Through the thin-walled Design increases the sensitivity and accuracy of the mass flow meter, while the Dimensions as small as possible being held.
Während des Gebrauchs kann es – je nach geführtem Medium – zu schädigendem Materialverlust an den Rohrwandungen kommen, beispielsweise durch Korrosion oder Abrasion, wodurch die Kalibrierung des Messgeräts und die Messgenauigkeit verloren geht. Um diese Schädigung zu verhindern, werden Rohrleitungsmaterialien verwendet, die widerstandsfähig gegen Korrosion und Abrasion sind. Bevorzugte Materialien sind rostfreie Stähle, Nickelbasislegierungen, Titan oder Tantal. Diese Materialien haben jedoch den Nachteil, dass sie sehr teuer sind und einen aufwändige Bearbeitungsprozesse erfordern.During the It can use - ever after led Medium - too injurious Material loss come on the pipe walls, for example by Corrosion or abrasion, causing the calibration of the meter and the Measurement accuracy is lost. To prevent this damage, be Used piping materials that are resistant to Corrosion and abrasion are. Preferred materials are stainless steels, Nickel-based alloys, titanium or tantalum. These materials have but the disadvantage that they are very expensive and require a complex machining processes.
Ausgehend von den aus dem Stand der Technik bekannten Coriolis-Massedurchflussmessgeräten stellt sich nun die Aufgabe, ein Durchflussmessgerät und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das korrosionsbeständig ist, zuverlässig sehr genaue Messwerte auch über längere Zeiträume liefert und einfach herzustellen ist.outgoing of the known from the prior art Coriolis mass flow meters Now the task, a flow meter and a method to its To specify manufacturing, which is resistant to corrosion, reliable very accurate readings also over longer periods supplies and is easy to manufacture.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Durchflussmessgerät der vorgenannten Art gelöst, indem wenigstens die Innenfläche des Messrohrs mit einer Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff versehen ist. Hartstoffschichten aus diamantartigem Kohlenstoff (DLC: diamond-like carbon) bestehen im Wesentlichen aus amorphen Kohlenwasserstoffen, die mittels CVD (chemical vapour deposition), PVD (physical vapour deposition) oder bevorzugt PCVD (plasma enhanced chemical vapour deposition) aufgebracht werden. Bevorzugt liegt diesen Hartstoffschichten, je nach Beschichtungsparametern, eine Mischung von sp2- und sp3-hybridisierten Kohlenstoffatomen vor. Es handelt sich daher bei diesen Schichten nicht tatsächlich um Diamant, sonder um diamantartig konfigurierten Kohlenstoff. Amorphe, diamantartige Kohlenstoffschichten mit tetraedischen Diamantverbindungen vereinen sehr hohe Härte, niedrige Reibeigenschaften und chemische Inertheit und schützen so das beschichtete Material vor Korrosion und Abrasion. Diamantartige Kohlenstoffschichten können mit sehr guten Hafteigenschaften am Basismaterial im Schichtbereich von wenigen Nanometern bis zu einigen 10 μm aufgebracht werden.The The aforementioned object is achieved according to the invention with a flow meter of the aforementioned Sort of solved, by at least the inner surface the measuring tube with a coating of diamond-like carbon is provided. Hard material layers of diamond-like carbon (DLC: diamond-like carbon) consist essentially of amorphous Hydrocarbons which are produced by means of CVD (chemical vapor deposition), PVD (physical vapor deposition) or preferably PCVD (plasma enhanced chemical vapor deposition) are applied. Preferably lies These hard material layers, depending on the coating parameters, one Mixture of sp2 and sp3 hybridized carbon atoms before. Therefore, these layers are not actually around Diamond, but with diamond-like configured carbon. amorphous Diamond-like carbon films with tetrahedral diamond compounds combine very high hardness, low frictional properties and chemical inertness and thus protect the coated material from corrosion and abrasion. Diamond-like carbon layers can with very good adhesive properties on the base material in the layer area be applied from a few nanometers to a few 10 microns.
Gemäß einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des Durchflussmessgeräts ist vorgesehen, dass das Messrohr und das Anschlussstück zweistückig ausgebildet sind, das Messrohr im Endbereich zusätzlich auf der Stirnfläche und Außenmantelfläche zumindest teilweise mit einer Beschichtung aus einem diamantartigen Kohlenstoff versehen ist, und das Anschlussstück so mit dieser beschichteten Außenmantelfläche des Messrohrs abschließt, dass nur mit der diamantartigen Beschichtung beschichtete Oberflächen des Messrohrs im Montagezustand mit dem durchströmenden Medium in Kontakt geraten können. Die auf der Innenfläche des Messrohres vorgesehene Beschichtung ist dafür über die Stirnfläche bis auf die Außenmantelfläche des Messrohres fortgeführt, wobei die Breite der auf den Außenmantel fortgeführten Beschichtung im Wesentlichen der Breite des Anschlussstücks entspricht. Das Anschlussstück besteht bei dieser Ausgestaltung aus einem korrosionsbeständigen Material und steht mit der Außenmantelfläche des Messrohrs derart in Kontakt, dass eine dichtende Verbindung zwischen dem Anschlussstück und der Außenmantelfläche des Messrohres besteht.According to one first advantageous embodiment of the flowmeter is provided that the measuring tube and the connecting piece are formed in two pieces, the Measuring tube in the end area in addition on the face and outer circumferential surface at least partly with a coating of a diamond-like carbon is provided, and the connector so coated with this Outer surface of the Terminates measuring tube, that only with the diamond - like coating coated surfaces of the Measuring tube in the assembled state can come into contact with the medium flowing through. The on the inner surface the measuring tube provided for the coating is over the face to on the outer surface of the Measuring tube continued, the width of the coating continued on the outer jacket essentially corresponds to the width of the connector. The connection piece exists in this embodiment of a corrosion resistant material and communicates with the outer surface of the Measuring tube in contact, that a sealing connection between the connection piece and the outer circumferential surface of the measuring tube consists.
Durch diese Ausgestaltung kommt das in dem Messrohr strömende Medium lediglich mit beschichteten Oberflächen des Messrohrs oder mit dem korrosionsbeständigen Anschlussstück in Kontakt, so dass eine Materialschädigung oder ein Materialabtrag zuverlässig verhindert wird. Das Messrohr an sich kann aus einem nicht korrosionsbeständigen – und daher kostengünstigeren – Material hergestellt werden und erhält durch die diamantartige Kohlenstoffbeschichtung korrosions- und abrasionsresistente Eigenschaften.By this embodiment comes the medium flowing in the measuring tube only with coated surfaces of the measuring tube or with the corrosion-resistant connector in contact, causing a material damage or a material removal reliable is prevented. The measuring tube itself can be made of a non-corrosion resistant - and therefore less expensive - material produced and receives by the diamond-like carbon coating corrosion and abrasion resistant properties.
Für den Fall, dass auch das Anschlussstück aus Gründen der Fertigungstechnik oder aus ökonomischen Gründen aus einem korrosionsunbeständigen Material gefertigt wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass auch das Anschlussstück – zumindest teilweise auf den mit dem strömenden Medium in Kontakt kommenden Flächen – mit einer Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff versehen ist. Sowohl das Anschlussstück als auch das Messrohr können damit kostengünstig hergestellt und mit der Beschichtung bezüglich ihrer technischen Eigenschaften aufgewertet werden.In the case, that too the connector off establish manufacturing technology or economic establish from a corrosion resistant Material is made, the invention provides that the Connecting piece - at least partially on the one with the pouring Medium in contact surfaces - with a Coating of diamond-like carbon is provided. Either the connector as well as the measuring tube thus cost-effective manufactured and with the coating in terms of their technical properties be upgraded.
Zur Gewährleistung einer ausreichenden Dichtwirkung zwischen dem Anschlussstück und dem angeschlossenen Rohrleitungssystem, aber auch zwischen dem Anschlussstück und dem Messrohr ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass das Anschlussstück im Montagezustand mit seiner Innenfläche mit der Außenmantelfläche des Messrohres in flächigem Kontakt steht, insbesondere einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt und eine prozessseitige Dichtfläche und eine messrohrseitige Innenfläche aufweist. Das Anschlussstück ist dabei als flacher Ring ausgebildet und auf die Außenmantelfläche im Endbereich des Messrohr aufgeschoben. Sowohl zwischen der messrohrseitigen Innenfläche des Anschlussstücks als auch auf der prozessseitigen Dichtfläche des Anschlussstücks erfolgt im Montagezustand eine Dichtwirkung. Die messrohrseitige Innenfläche stellt zusammen mit der Außenmantelfläche des Messrohrs einen Dichtbereich dar, während die prozessseitige Dichtfläche zur Abdichtung des Übergangs zwischen Messgerät und Rohrleitungssystem dient. Für die Variante mit dem zumindest teilweise beschichteten Anschlussstück sind insbesondere die vorgenannten Dichtflächen mit einer Beschichtung aus einem diamantartigen Kohlenstoff versehen, da diese im Betriebszustand mit dem durchströmenden Medium in Kontakt geraten können.to warranty a sufficient sealing effect between the connector and the connected piping system, but also between the connector and the Measuring tube is according to a preferred embodiment provided that the connector in the assembled state with its inner surface with the outer surface of the Measuring tube in flat Contact is, in particular a substantially rectangular cross-section and a process-side sealing surface and a measuring tube-side inner surface having. The connection piece is designed as a flat ring and on the outer surface in the end pushed the measuring tube. Both between the measuring tube side palm of the connector as also takes place on the process-side sealing surface of the connection piece in the assembled state a sealing effect. The measuring tube-side inner surface provides together with the outer surface of the Measuring tube is a sealing area, while the process-side sealing surface for Sealing the transition between meter and piping system is used. For the variant with the at least partially coated connector in particular the aforementioned sealing surfaces with a coating made of a diamond-like carbon, since these are in operation with the flowing through Medium can come into contact.
Um die Dichtwirkung zwischen Außenmantelfläche des Messrohrs und der Innenfläche des Anschlussstücks zusätzlich zu steigern, ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem Anschlussstück und dem Messrohr eine sich über den Umfang erstreckende Dichtung vorgesehen ist, insbesondere die Dichtung in eine über den Umfang verlaufende Ausnehmung in das Anschlussstück zumindest teilweise eingelassen ist. Die Ausnehmung in dem Anschlussstück ist vorzugsweise im Bereich der Innenfläche eingebracht, so dass die Dichtung ihre Dichtwirkung insbesondere zwischen dem Bodenbereich der Ausnehmung und der Außenmantelfläche des Messrohres entfaltet. Bei dieser Ausgestaltung muss die Kontaktfläche zwischen Anschlussstück und Außenmantelfläche des Messrohres nicht zwingend vollständig dichtend sein, da zusätzlich die Dichtung vorgesehen ist, die die wesentliche Dichtwirkung erfüllt. Bei dem zumindest teilweise beschichteten Anschlussstück ist auch der Bereich der Ausnehmung mit einer Beschichtung versehen, da auch dieser – zumindest bis an die Dichtung heran – mit dem durchströmenden Medium in Kontakt geraten kann.Around the sealing effect between the outer surface of the Measuring tube and the inner surface of the connector additionally is to increase, it is preferably provided that between the connector and the Measuring tube a over the circumference extending seal is provided, in particular the seal in one over the circumference extending recess in the connector, at least partially embedded. The recess in the connector is preferably introduced in the area of the inner surface, so that the seal their sealing effect in particular between the Bottom area of the recess and the outer circumferential surface of the measuring tube unfolded. In this embodiment, the contact surface between the connector and the outer surface of the Measuring tube not necessarily completely sealed be there in addition the seal is provided, which fulfills the essential sealing effect. at the at least partially coated connector is also the area of the recess provided with a coating, as well this - at least up to the seal the flowing medium can come into contact.
Je nach Ausgestaltung des Rohrleitungssystems kann es vorteilhaft sein, die Abdichtung des Übergangs von dem Messrohr auf das Anschlussstück auf der Innenfläche des Messrohres vorzunehmen, so dass gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung das Messrohr und das Anschlussstück zweistückig ausgebildet sind und das Anschlussstück im Montagezustand zumindest teilweise mit der Innenumfangsfläche des Messrohres in Verbindung steht, so dass nur mit der diamantartigen Beschichtung beschichtete Oberflächen des Messrohres im Montagezustand mit dem durchströmenden Medium in Kontakt geraten können. Bei dieser Ausgestaltung besteht das Anschlussstück aus einem korrosionsresistenten Material und ist derart im Endbereich in das Messrohr eingebracht, dass eine Dichtwirkung zwischen einer Außenmantelfläche des Anschlussstücks und einem Teilbereich der Innenfläche des Messrohres erfolgt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Beschichtung des Messrohres nicht über die Stirnfläche bis auf den Außenumfang fortgeführt werden muss, wodurch die Beschichtung bzw. Fertigung des Messrohres vereinfacht wird.ever After designing the piping system, it may be advantageous the sealing of the transition from the measuring tube to the fitting on the inner surface of the Make measuring tube, so that according to an advantageous embodiment the measuring tube and the fitting in two pieces are formed and the connector in the assembled state, at least partly with the inner peripheral surface the measuring tube communicates, leaving only with the diamond-like Coating coated surfaces of the measuring tube in the assembled state with the medium flowing through can come into contact. In this embodiment, the connection piece consists of a corrosion-resistant Material and is introduced in the end so in the measuring tube, that a sealing effect between an outer circumferential surface of the connecting piece and a portion of the inner surface the measuring tube takes place. This embodiment has the advantage that the coating of the measuring tube does not over the face up on the outer circumference continued must, whereby the coating or manufacturing of the measuring tube is simplified.
Aus ökonomischen Gründen kann jedoch auch, gemäß einer weiteren Ausgestaltung, das innen dichtende Anschlussstück aus einem nicht korrosionsfesten Material hergestellt sein, so dass vorgesehen ist, dass das Anschlussstück zumindest teilweise mit einer Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff versehen ist, so dass im Montagezustand das durchströmende Medium nur mit den mit der diamantartigen Beschichtung versehenen Oberflächen des Messrohres und des Anschlussstücks in Kontakt geraten können. Das Anschluss stück ist dabei so ausgestaltet wie das zuvor beschriebene korrosionsresistente Anschlussstück. Das Anschlussstück wird auch bei dieser Ausgestaltung im Endbereich in das Messrohr eingebracht, so dass eine Abdichtung zwischen dem Anschlussstück und der Innenfläche des Messrohrs erfolgt.For economic reasons establish but also, according to one Another embodiment, the inner sealing fitting of a not made of corrosion-resistant material, so provided is that the connector at least partially with a diamond-like carbon coating is provided so that in the assembled state, the flowing medium only with the surfaces provided with the diamond - like coating Measuring tube and the connection piece can come into contact. The connection piece is designed as the previously described corrosion-resistant Connector. The connection piece is also in this embodiment in the end in the measuring tube introduced so that a seal between the fitting and the palm of the measuring tube takes place.
Als bevorzugte Ausgestaltungen für das Anschlussstück hat sich gemäß einer bevorzugten Variante als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Anschlussstück einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, insbesondere die innen liegende Außenfläche des L-Schenkels mit einem Teil der Innenfläche des Messrohrs in flächigem Kontakt steht. Der L-förmige Querschnitt des Anschlussstücks entsteht dadurch, dass das Anschlussstück in Form eines flachen Ringes mit angeschlossener, abgesetzter Krempe ausgestaltet ist. Diese angeschlossene Krempe – der L-Schenkel – wird in das Messrohr hineingeschoben, so dass die Außenmantelfläche der Krempe in dichtendem Kontakt mit der Innenfläche des Messrohres steht. Auch hier gilt für die Ausgestaltung des Anschlussstücks in nicht korrosionsresistenter Variante, dass sämtliche mit dem durchströmenden Medium in Kontakt kommende Flächen des Anschlussstücks mit einer Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff versehen sind. Der außerhalb des Messrohres verbleibende Teil des Anschlussstücks verfügt über eine prozessseitige Dichtfläche, die je nach Material des Anschlussstücks auch mit einer Beschichtung versehen ist.When preferred embodiments for the connector has become one preferred variant found to be advantageous when the connector a essentially L-shaped cross-section has, in particular the inner outer surface of the L-leg with a Part of the inner surface of the measuring tube in planar Contact stands. The L-shaped Cross-section of the connector arises from the fact that the connector in the form of a flat ring configured with connected, offset brim. These connected brim - the L-thigh - will pushed into the measuring tube, so that the outer circumferential surface of the brim in sealing Contact with the inner surface the measuring tube is. Again, applies to the configuration of the connector in not corrosion-resistant variant that all with the medium flowing through in contact surfaces of the connector provided with a coating of diamond-like carbon. The outside the measuring tube remaining part of the connector has a process-side sealing surface, the depending on the material of the connector also provided with a coating.
Um die Dichtwirkung zwischen der Außenmantelfläche des L-Schenkels und der Innenfläche des Messrohrs zusätzlich zu erhöhen, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass zwischen dem Anschlussstück und der Innenfläche des Messrohrs eine Dichtung vorgesehen ist, insbesondere die Dichtung in eine über den Umfang verlaufende Ausnehmung in das Anschlussstück zumindest teilweise eingelassen ist. Die zusätzliche Dichtwirkung wirkt insbesondere zwischen den Berandungsflächen der Ausnehmung und der Innenfläche des Messrohrs. Die Verwendung einer O-Ring Dichtung hat sich dabei als besonders vorteilhaft herausgestellt.Around the sealing effect between the outer circumferential surface of the L-leg and the Inner surface of the Measuring tube additionally to increase, is according to one preferred embodiment provided that between the connection piece and the Inner surface of the Measuring tube is provided a seal, in particular the seal in an over the circumference extending recess in the connector, at least partially embedded. The additional sealing effect works in particular between the boundary surfaces of the recess and the Inner surface of the Measuring tube. The use of an O-ring seal has proved to be particularly advantageous.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Durchflussmessgeräts ist vorgesehen, dass das Anschlussstück und das Messrohr stoffschlüssig miteinander verbunden sind, und die Innenfläche des Messrohrs und zumindest ein Teilbereich des Anschlussstücks mit einer ein zigen durchgehenden Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff versehen sind, so dass im Montagezustand das durchströmende Medium nur mit den mit der diamantartigen Beschichtung versehenen Oberflächen des Messrohrs und des Anschlussstücks in Kontakt geraten kann. Das Anschlussstück ist dabei vorzugsweise an das Messrohr angeschweißt, wobei nach dem Schweißvorgang eine Bearbeitung zumindest der stirnseitigen – prozessseitigen – Oberfläche des Verbunds aus Messrohr und Anschlussstück erfolgt, um eine vollständig ebene Dichtfläche zwischen Messgerät und Rohrleitungssystem sicherzustellen.According to one Particularly preferred embodiment of the flowmeter according to the invention is provided, that the connector and the measuring tube cohesively connected to each other, and the inner surface of the measuring tube and at least a portion of the connector with a single continuous coating of diamond-like Carbon are provided so that in the assembled state, the flowing medium only with the surfaces provided with the diamond - like coating Measuring tube and the connection piece can come into contact. The connector is preferably on the measuring tube welded, being after the welding process a processing of at least the front-side - process-side - surface of Composite of measuring tube and fitting is made to a completely flat sealing surface between gauge and piping system.
Die Einheit aus Anschlussstück und Messrohr wird sodann mit einer einzigen unterbrechungsfreien Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff versehen, so dass die in den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen notwendigen Dichteinrichtungen bei dieser Ausgestaltung entbehrlich werden. Die einzige Dichtfläche ist die prozessseitige Stirnfläche des Anschlussstücks, über die die Dichtwirkung zwischen Rohrleitungssystem und Messgerät erzielt wird. Sowohl das Messrohr als auch das Anschlussstück sind bei dieser Ausgestaltung als nicht korrosionsresistente Bauteile vorgesehen, deren technische Eigenschaften bezüglich der Korrosions- und Abrasionsbeständigkeit durch die Beschichtung aufgewertet werden. Das Zusammenfügen von Messrohr und Anschlussstück muss bei dieser Ausgestaltung erfolgen, nachdem das Messrohr in das Gehäuse eingebracht worden ist, da ansonsten das Anschlussstück das Einschieben des Messrohrs in das Gehäuse behindern würde.The Unit made of connection piece and measuring tube is then with a single uninterruptible Coating made of diamond-like carbon, so that the in the previously described embodiments necessary sealing devices This design can be dispensed with. The only sealing surface is the process-side face of the Connecting piece, over the the sealing effect between piping system and meter is achieved. Both the measuring tube and the connecting piece are in this embodiment provided as non-corrosion resistant components whose technical properties in terms of the corrosion and abrasion resistance of the coating be upgraded. The assembly of measuring tube and fitting must in this embodiment, after the measuring tube is inserted into the housing has been otherwise because the fitting the insertion of the measuring tube in the case would hamper.
Alternativ zu der vorgenannten Variante ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, dass das Anschlussstück das Messrohr im Endbereich zumindest teilweise übergreift. Dabei ist zum einen vorgesehen, dass in dem Anschlussstück eine kreisförmige Nut vorgesehen ist, in die das Messrohr in seinem Endbereich teilweise eingeschoben wird, so dass wenigstens drei dichtende Flächen zwischen Anschlussstück und Messrohr entstehen. Zum anderen ist vorgesehen, dass das Anschlussstück derart ausgestaltet ist, dass es lediglich mit der Außenmantelfläche des Messrohres und der stirnseitigen Fläche des Messrohres in Kontakt steht, so dass zwei dichtende Flächen zur Verfügung stehen. Diese Ausgestaltung bietet insbesondere den Vorteil, dass das Messrohr sowohl radial als auch axial von dem Anschlussstück gefasst wird.alternative to the aforementioned variant is according to another advantageous Design provided that the connector the measuring tube in the end at least partially overlaps. It is provided on the one hand that in the connecting piece a circular Groove is provided, in which the measuring tube in its end part partially is inserted so that at least three sealing surfaces between connector and measuring tube arise. On the other hand it is provided that the connection piece so is configured that it only with the outer circumferential surface of the measuring tube and the frontal surface the measuring tube is in contact, so that two sealing surfaces for disposal stand. This embodiment offers the particular advantage that the measuring tube taken both radially and axially from the connector becomes.
Als besonders vorteilhaft hat sich zudem herausgestellt, wenn die Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff eine Schichtdicke zwischen 20 μm bis 90 μm, bevorzugt eine Schichtdicke zwischen 30 μm und 80 μm, besonders bevorzugt eine Schichtdicke zwischen 50 μm und 80 μm aufweist. Diese Schichtdicken sind insbesondere so gewählt, dass der Einfluss der Beschichtung auf die Messwerte des Durchflussmessgeräts im Wesentlichen vernachlässigbar ist, jedoch ein zuverlässiger Schutz vor einer Beschädigung des Messrohrs und des Anschlussstücks besteht.When Particularly advantageous has also been found, when the coating from diamond-like carbon a layer thickness between 20 microns to 90 microns, preferably a layer thickness between 30 microns and 80 μm, particularly preferably has a layer thickness between 50 microns and 80 microns. These layer thicknesses are chosen in particular such that the influence of the Coating on the readings of the flowmeter essentially negligible is, but a reliable one Protection against damage consists of the measuring tube and the connecting piece.
Die zuvor hergeleitete Aufgabe ist nach einer weiteren Lehre der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung eines Durchflussmessgeräts, insbesondere eines Coriolis-Massedurchflussmessgeräts, gelöst, indem ein Messrohr in ein Gehäuse eingebracht und ein Anschlussstück zumindest an dem Messrohr befestigt wird, nachfolgend eine Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoff auf die Innenfläche des Messrohrs und eine Teilfläche des Anschlussstücks aufgebracht wird, so dass eine einzige unterbrechungsfreie Beschichtung auf den medienführenden Oberflächen des Messrohres und des Anschlussstücks entsteht, wobei nachfolgend die Messelektronik an oder in das Gehäuse gebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung einer unterbrechungsfreien Schicht aus diamantartigem Kohlenstoff innerhalb eines Messrohrs eines Durchflussmessgeräts, so dass die Notwendigkeit entfällt, neben der prozessseitigen Dichtfläche weitere Dichtflächen oder Dichtbereiche vorzusehen. Zum Aufbringen der Beschichtung ist eine Temperatur im Bereich von etwa 150°C bis 200°C erforderlich, die eine Schädigung von elektrischen Bauteilen und Kabeln verursachen könnte, so dass diese Bauelemente erst nachträglich angebracht werden. Die Beschichtung weist keine Naht- oder Übergangsstellen auf, so dass eine Beschädigung des Messgeräts durch Korrosion oder Abrasion nahezu ausgeschlossen wird, wodurch die Zuverlässigkeit des Messgeräts erheblich gesteigert wird, ohne dass eine Beeinflussung der Messgenauigkeit erfolgt. Da keine Dichtungen vorhanden sind, reduziert sich der Arbeitsaufwand im Rahmen einer Wartung des Messgeräts wesentlich.The previously derived object is achieved according to a further teaching of the invention by a method for producing a flowmeter, in particular a Coriolis mass flowmeter, by inserting a measuring tube into a housing and attaching a connector at least to the measuring tube, followed by a coating of diamond-like carbon is applied to the inner surface of the measuring tube and a partial surface of the connecting piece, so that a single uninterrupted coating is formed on the media-carrying surfaces of the measuring tube and the connecting piece, wherein subsequently the measuring electronics is brought to or in the housing. The inventive method allows the production of an uninterrupted layer of diamond-like carbon within a measuring tube of a flow meter, so that eliminates the need to provide next to the process-side sealing surface further sealing surfaces or sealing areas. To apply the coating, a temperature in the range of about 150 ° C to 200 ° C is required, which could cause damage to electrical components and cables, so that these components are attached later. The coating has no seam or transition points, so that damage to the meter by corrosion or abrasion is almost excluded, whereby the reliability of the meter is significantly increased, without affecting the measurement accuracy occurs. Since there are no seals, the workload is reduced as part of a maintenance of the meter we sentlich.
Aufgrund der thermischen Empfindlichkeit einiger elektronischer Bauteile wird verfahrensgemäß zunächst das Gehäuse mit dem Messrohr und den An schlussstücken vormontiert, so dass zunächst keine thermisch empfindlichen Bauteile an dem Messrohr oder an dem Gehäuse vorhanden sind. Das Messrohr und die Anschlussstücke des vormontierten Messgeräts werden nachfolgend dem Beschichtungsvorgang unterzogen, solange bis die gewünschte Schichtdicke erreicht ist. Nach dem Aufbringen der Beschichtung wird die Messelektronik inklusive der Verkabelung an bzw. in das Gehäuse gebracht. Bei der Verwendung von Kabeln, die mit einer thermisch beständigen Isolationsschicht umgeben sind oder bei thermisch resistenten elektronischen Bauelementen, können zumindest diese bereits vor der Beschichtung in das Messgerät eingebracht werden, so dass nur die thermisch empfindlichen Bauelemente abschließend angebracht werden.by virtue of the thermal sensitivity of some electronic components is procedurally the first casing pre-assembled with the measuring tube and the connecting pieces so that no thermally sensitive components on the measuring tube or on the housing available are. The measuring tube and the fittings of the pre-assembled measuring device are subsequently subjected to the coating process, until the desired Layer thickness is reached. After applying the coating the measuring electronics including the wiring to or in the casing brought. When using cables with a thermal resistant Insulation layer are surrounded or in thermally resistant electronic components, can at least this already introduced before the coating in the meter so that only the thermally sensitive components are finally attached become.
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Durchflussmessgeräts, insbesondere eine Coriolis-Durchflussmessgeräts, mit mindestens einem gebogenen Messrohr und einem Anschlussstück zeichnet sich dadurch aus, dass das Durchflussmessgerät zunächst vollständig montiert wird und anschließend die Innenfläche des Messrohres und eine Teilfläche des Anschlussstücks mit einer einzigen durchgängigen Beschichtung aus einem diamantartigen Kohlenstoff versehen werden. Coriolis-Massedurchflussmessgeräte mit gebogenen Messrohren sind insgesamt weniger empfindlich gegen hohe Temperaturen, da durch die Geometrie des Messgeräts das Messrohr weiter von der Messelektronik entfernt angeordnet ist, so dass die Messelektronik von den hohen Temperaturen während der Beschichtung nicht beschädigt wird. Dadurch ist es möglich, dass das Durchflussmessgerät zunächst vollständig montiert werden kann und anschließend mit einer durchgängigen Beschichtung aus einem diamantartigen Kohlenstoff versehen wird. Auch hier besteht erneut der Vorteil, dass es keinen Übergang und keine Dichtflächen zwischen zwei beschichteten Flächen gibt, sondern lediglich eine einzige unterbrechungsfreie Beschichtungsfläche innerhalb des Messrohrs des Durchflussmessgeräts vorhanden ist, die eine hohe Sicherheit vor Abnutzung und Beschädigung des Messrohrs bietet.One Another method for producing a flowmeter, in particular a Coriolis flowmeter, draws with at least one bent measuring tube and one connecting piece This is due to the fact that the flowmeter is first fully assembled and then the palm of the measuring tube and a partial surface of the fitting with a single consistent Be provided coating of a diamond-like carbon. Coriolis mass flowmeters with curved measuring tubes are less sensitive overall high temperatures because of the geometry of the measuring device the measuring tube further away from the measuring electronics, so that the Measuring electronics from the high temperatures during the coating is not damaged becomes. This makes it possible that the flow meter first Completely can be mounted and then with a continuous coating made of a diamond-like carbon. Again, there is Again the advantage that there is no transition and no sealing surfaces between two coated surfaces but only a single uninterrupted coating surface within the measuring tube of the flowmeter is present, the one high security against wear and damage of the measuring tube offers.
Zur Erreichung der gewünschten Schichtdicken der diamantartigen Kohlenstoffschicht ist bevorzugt vorgesehen, dass die Innenumfangsfläche des Messrohres und ggf. die Teilflächen des Anschlussstücks für einen Zeitraum von 30 Minuten bis 150 Minuten dem Beschichtungsvorgang unterzogen werden, bevorzugt einem Zeitraum von 50 Minuten und 130 Minuten. Die bevorzugten Ablagerungsraten liegen dabei oberhalb von 0,5 μm/min.to Achieving the desired Layer thicknesses of the diamond-like carbon layer is preferred provided that the inner peripheral surface of the measuring tube and possibly the faces of the connector for one Period of 30 minutes to 150 minutes the coating process be subjected to, preferably a period of 50 minutes and 130 Minutes. The preferred deposition rates are above of 0.5 μm / min.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten das erfindungsgemäße Durchflussmessgerät und das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche als auch auf die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:in the Individual there are a variety of ways the flowmeter according to the invention and the Design inventive method and further education. Reference is made to both the claim 1 subordinate claims as well as the following description of preferred embodiments in conjunction with the drawing. In the drawing show:
Das
Anschlussstück
- 11
- DurchflussmessgerätFlowmeter
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Messrohrmeasuring tube
- 44
- Anschlussstückconnector
- 55
- Innenfläche des MessrohrsInner surface of the measuring tube
- 66
- Beschichtung aus diamantartigem Kohlenstoffcoating made of diamond-like carbon
- 77
- Endbereich des Messrohrsend of the measuring tube
- 88th
- Außenmantelfläche des MessrohrsOuter surface of the measuring tube
- 99
- Innenfläche des AnschlussstücksInner surface of the fitting
- 1010
- Prozessseitige Dichtflächeprocess side sealing surface
- 1111
- Dichtungpoetry
- 1212
- Ausnehmungrecess
- 1313
- Außenfläche des L-SchenkelsOutside surface of the L-leg
Claims (15)
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DE200910030904 DE102009030904A1 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Flow measuring device i.e. coriolis mass flow measuring device, has housing comprising measurement tube through which medium flows, where inner surface of tube is provided with coating of diamond-like carbon |
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