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DE102019123409A1 - Electromagnetic flow meter - Google Patents

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Publication number
DE102019123409A1
DE102019123409A1 DE102019123409.3A DE102019123409A DE102019123409A1 DE 102019123409 A1 DE102019123409 A1 DE 102019123409A1 DE 102019123409 A DE102019123409 A DE 102019123409A DE 102019123409 A1 DE102019123409 A1 DE 102019123409A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
measuring tube
field
magnetic field
field return
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019123409.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Oliver Graf
Raphael Hess
Simon Triebenbacher
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser Flowtec AG
Original Assignee
Endress and Hauser Flowtec AG
Flowtec AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser Flowtec AG, Flowtec AG filed Critical Endress and Hauser Flowtec AG
Priority to DE102019123409.3A priority Critical patent/DE102019123409A1/en
Publication of DE102019123409A1 publication Critical patent/DE102019123409A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/586Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/588Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters combined constructions of electrodes, coils or magnetic circuits, accessories therefor

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, das ein Messrohr zum Führen eines fließfähigen Mediums in eine Längsrichtung des Messrohres, mindestens einen metallischen Prozessanschluss, insbesondere einen Flansch, mindestens zwei, im Messrohr gegenüberliegend angebrachte Messelektroden zum Erfassen einer strömungsgeschwindigkeitsabhängigen, in dem Medium induzierten Messspannung, eine magnetfelderzeugende Vorrichtung zum Erzeugen eines das Messrohr durchsetzenden Magnetfeldes, wobei die magnetfelderzeugende Vorrichtung mindestens einen Polschuh umfasst, wobei der Polschuh an einer Außenwandung des Messrohres angebracht ist, wobei die magnetfelderzeugende Vorrichtung mindestens vier Spulenkerne mit jeweils mindestens einer Spule umfasst und mindestens eine Feldrückführungsanordnung, wobei die Feldrückführungsanordnung an der Außenwandung des Messrohres angebracht ist, wobei die Spulenkerne den Polschuh mit der Feldrückführungsanordnung verbinden umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Feldrückführungsanordnung mindestens zweiteilig ausgebildet ist, wobei eine Sehne eines Kreises, dessen Mittelpunkt auf einer Rohrachse des Messrohres liegt, den geringsten Abstand zweier gegenüberliegender Feldrückführungsteile beschreibt, wobei zwei auf der Kreissehne liegende Endpunkte und ein Mittelpunkt des Messrohres einen Mittelpunktswinkel α definieren, wobei für den Mittelpunktswinkel α gilt, dass 0,05° ≤ α ≤ 40°, insbesonders 0,1° ≤ α ≤ 17° und bevorzugt 0,1° ≤ α ≤ 6° ist.The invention relates to a magneto-inductive flow measuring device, which has a measuring tube for guiding a flowable medium in a longitudinal direction of the measuring tube, at least one metallic process connection, in particular a flange, at least two measuring electrodes placed opposite one another in the measuring tube for detecting a flow rate-dependent measuring voltage induced in the medium A magnetic field generating device for generating a magnetic field penetrating the measuring tube, the magnetic field generating device comprising at least one pole piece, the pole piece being attached to an outer wall of the measuring tube, the magnetic field generating device comprising at least four coil cores each with at least one coil and at least one field feedback arrangement, wherein the field return arrangement is attached to the outer wall of the measuring tube, wherein the coil cores connect the pole piece to the field return arrangement comprises and dadu It is characterized in that the field feedback arrangement is at least two-part, with a chord of a circle, the center of which is on a pipe axis of the measuring tube, describing the smallest distance between two opposing field feedback parts, with two end points lying on the chord and a center point of the measuring tube having a central angle α define, where for the central angle α it applies that 0.05 ° α 40 °, in particular 0.1 ° α 17 ° and preferably 0.1 ° α 6 °.

Description

Magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte werden zur Bestimmung der Durchflussgeschwindigkeit und des Volumendurchflusses eines fließenden Mediums in einer Rohrleitung eingesetzt. Ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät weist ein Magnetsystem auf, das ein Magnetfeld senkrecht zur Flussrichtung des fließenden Mediums erzeugt. Dafür werden üblicherweise einzelne Spulen verwendet. Um ein überwiegend homogenes Magnetfeld zu realisieren, werden zusätzlich Polschuhe so geformt und angebracht, dass die Magnetfeldlinien über den gesamten Rohrquerschnitt im Wesentlichen senkrecht zur Querachse bzw. parallel zur Vertikalachse des Messrohres verlaufen. Ein an die Mantelfläche des Messrohres angebrachtes Messelektrodenpaar greift eine senkrecht zur Flussrichtung und zum Magnetfeld anliegende elektrische Messspannung bzw. Potentialdifferenz ab, die entsteht, wenn ein leitfähiges Medium bei angelegtem Myagnetfeld in Flussrichtung fließt. Da die abgegriffene Messspannung laut Faraday'schem Induktionsgesetz von der Geschwindigkeit des fließenden Mediums abhängt, kann aus der induzierten Messspannung U die Durchflussgeschwindigkeit u und, mit Hinzunahme eines bekannten Rohrquerschnitts, der Volumendurchfluss V̇ ermittelt werden.Electromagnetic flowmeters are used to determine the flow rate and volume flow of a flowing medium in a pipeline. An electromagnetic flowmeter has a magnet system that generates a magnetic field perpendicular to the direction of flow of the flowing medium. Individual coils are usually used for this. In order to achieve a predominantly homogeneous magnetic field, pole pieces are additionally shaped and attached in such a way that the magnetic field lines run essentially perpendicular to the transverse axis or parallel to the vertical axis of the measuring tube over the entire pipe cross-section. A pair of measuring electrodes attached to the outer surface of the measuring tube picks up an electrical measuring voltage or potential difference that is applied perpendicular to the direction of flow and to the magnetic field, which occurs when a conductive medium flows in the direction of flow with an applied magnetic field. Since the measured voltage, according to Faraday's law of induction, depends on the speed of the flowing medium, the flow rate u and, with the addition of a known pipe cross-section, the volume flow V̇ can be determined from the induced measurement voltage U.

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

Aus der DE 10 2014 113 409 A1 ist ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät bekannt, das Feldrückführungsteile und Polschuhe aufweist, die an der Außenwandung des Messrohres anliegend befestigt und über zylinderförmige Spulenkerne miteinander verbunden sind. Die Feldrückführungsteile dienen dazu, die Magnetfeldlinien von einem ersten Spulenkern zu einem zweiten Spulenkern zu führen. Nachteilig an dem gelehrten Magnetsystem ist jedoch, dass das Zeitverhalten des Magnetfeldes aufgrund von Wirbelströmen im metallischen Prozessanschluss gestört wird.From the DE 10 2014 113 409 A1 a magneto-inductive flow measuring device is known which has field return parts and pole shoes which are attached to the outer wall of the measuring tube and are connected to one another via cylindrical coil cores. The field return parts are used to guide the magnetic field lines from a first coil core to a second coil core. The disadvantage of the taught magnet system, however, is that the time behavior of the magnetic field is disturbed due to eddy currents in the metallic process connection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät bereitzustellen, dessen Zeitverhalten des Magnetfeldes weniger durch Störeinflüsse beeinträchtigt wird.The invention is based on the object of providing a magneto-inductive flow measuring device whose time behavior of the magnetic field is less affected by interfering influences.

Die Aufgabe wird gelöst durch das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät nach Anspruch 1.The object is achieved by the electromagnetic flowmeter according to claim 1.

Das erfindungsgemäße magnetisch-induktive Durchflussmessgerät, umfasst:

  • - ein Messrohr zum Führen eines fließfähigen Mediums in eine Längsrichtung des Messrohres;
  • - mindestens einen metallischen Prozessanschluss gegenüberliegend angebrachte Messelektroden zum Erfassen einer strömungsgeschwindigkeitsabhängigen, in dem Medium induzierten Messspannung;
  • - eine magnetfelderzeugende Vorrichtung zum Erzeugen eines das Messrohr durchsetzenden Magnetfeldes,
    • wobei die magnetfelderzeugende Vorrichtung mindestens einen Polschuh umfasst,
    • wobei der Polschuh an einer Außenwandung des Messrohres angebracht ist,
    • wobei die magnetfelderzeugende Vorrichtung mindestens vier Spulenkerne mit jeweils mindestens einer Spule umfasst; und
    • - mindestens eine Feldrückführungsanordnung an der Außenwandung des Messrohres angebracht ist,
    • wobei die Spulenkerne den Polschuh mit Feldrückführungsteilen der Feldrückführungsanordnung verbinden;
    • dadurch gekennzeichnet, dass die Feldrückführungsanordnung mindestens zwei Feldrückführungsteile umfasst,
    • wobei eine Kreissehne eines Kreises, dessen Mittelpunkt auf einer Rohrachse des Messrohres liegt, den geringsten Abstand zweier gegenüberliegender Feldrückführungsteile beschreibt,
    • wobei zwei auf der Kreissehne liegende Endpunkte und ein Mittelpunkt des Messrohres einen Mittelpunktswinkel α definieren,
    • wobei für den Mittelpunktswinkel α gilt, dass 0,05° ≤ α ≤ 40°, insbesonders 0,1° ≤ α ≤ 17° und bevorzugt 0,1° ≤ α ≤ 6° ist.
The electromagnetic flowmeter according to the invention comprises:
  • - A measuring tube for guiding a flowable medium in a longitudinal direction of the measuring tube;
  • - At least one metallic process connection oppositely attached measuring electrodes for detecting a flow rate-dependent measuring voltage induced in the medium;
  • - a magnetic field generating device for generating a magnetic field penetrating the measuring tube,
    • wherein the magnetic field generating device comprises at least one pole piece,
    • wherein the pole piece is attached to an outer wall of the measuring tube,
    • wherein the magnetic field generating device comprises at least four coil cores, each with at least one coil; and
    • - at least one field feedback arrangement is attached to the outer wall of the measuring tube,
    • wherein the coil cores connect the pole piece to field return parts of the field return arrangement;
    • characterized in that the field return arrangement comprises at least two field return parts,
    • where a chord of a circle, the center of which lies on a pipe axis of the measuring pipe, describes the smallest distance between two opposing field return parts,
    • where two end points lying on the circular chord and a center point of the measuring tube define a center angle α,
    • where for the central angle α it applies that 0.05 ° α 40 °, in particular 0.1 ° α 17 ° and preferably 0.1 ° α 6 °.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die Feldrückführungsteile und Polschuhe die Form rechteckiger gekrümmter Bleche auf, wobei die Krümmung an das Messrohr angepasst ist. Die Feldrückführungsteile und die Polschuhe sind an der Außenwand des Messrohres anliegend angebracht. Dabei ist es von Vorteil, wenn die Polschuhe zweiteilig ausgebildet sind, da dadurch besonders bei Messrohren mit großen Nennweiten (≥ DN 1000) eine einfache Montage ermöglicht wird. Gleiches gilt auch für die Feldrückführungsteile.In a preferred embodiment, the field return parts and pole shoes have the shape of rectangular curved metal sheets, the curvature being adapted to the measuring tube. The field return parts and the pole shoes are attached to the outer wall of the measuring tube. It is advantageous here if the pole shoes are designed in two parts, since this enables simple assembly, particularly in the case of measuring tubes with large nominal widths (≥ DN 1000). The same also applies to the field return parts.

Das erfindungsgemäße Magnetsystem mit den zumindest vier Spulen zeichnet sich dadurch aus, dass für einen großen Bereich für die Nennweite des Messrohres jeweils die gleiche Spule mit gleicher Dimensionierung verwendet werden kann. Entsprechend müssen jeweils lediglich die Spulenkerne, die Breite der Polschuhe und Feldrückführungsteile angepasst werden. Dies bringt neben einer Reduzierung der Anzahl an Komponenten, welche für jede Nennweite speziell angefertigt werden müssen, auch Einsparungen in Bezug am Bedarf an Kupfer mit sich. Dadurch, dass die Komponenten direkt am Messrohr befestigt werden, insbesondere an der Außenmantelfläche, ist die gesamte Konstruktion in ihrem Aufbau besonders einfach und leicht zu montieren.The inventive magnet system with the at least four coils is characterized in that for a large area for the Nominal width of the measuring tube, the same coil with the same dimensions can be used in each case. Accordingly, only the coil cores, the width of the pole shoes and field return parts have to be adapted. In addition to a reduction in the number of components that have to be specially manufactured for each nominal size, this also results in savings in terms of copper requirements. Because the components are attached directly to the measuring tube, in particular to the outer jacket surface, the entire construction is particularly simple and easy to assemble in terms of its structure.

In einer bevorzugten Variante dieser Ausgestaltung ist an jedem der beiden Enden jeder der beiden Polschuhe beidseitig jeweils eine Spule und ein Spulenkern angeordnet ist, wobei die Längsachse der beiden Spulenkerne im Wesentlichen parallel zur Achse des Messrohres verläuft.In a preferred variant of this embodiment, a coil and a coil core are arranged on each of the two ends of each of the two pole shoes, the longitudinal axis of the two coil cores running essentially parallel to the axis of the measuring tube.

Die direkte Anordnung der Spulen, Polschuhe und Feldrückführungsteile am Messrohr reduziert den Materialbedarf für diese Komponenten deutlich. Ferner ist die Befestigung am Messrohr besonders einfach und gleichzeitig besonders stabil. Trotz der Reduzierung der Herstellungskosten kann eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden, da störende Streufelder minimiert werden können. Eine direkte Anordnung bedeutet, dass die Komponenten unmittelbar am Messrohr angeordnet sind. Beispielsweise können sie direkt auf das Messrohr geklebt werden.The direct arrangement of the coils, pole shoes and field return parts on the measuring tube significantly reduces the material requirements for these components. Furthermore, the attachment to the measuring tube is particularly simple and at the same time particularly stable. Despite the reduction in manufacturing costs, a high level of measurement accuracy can be achieved, since disruptive stray fields can be minimized. A direct arrangement means that the components are arranged directly on the measuring tube. For example, they can be glued directly onto the measuring tube.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die zumindest zwei Polschuhe und/oder die zumindest vier Rückführungsbleche aus einem weichmagnetischen Material gefertigt.In a preferred embodiment, the at least two pole shoes and / or the at least four return plates are made from a soft magnetic material.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung besteht das Messrohr aus einem Metall, welches im fluidberührenden Bereich mit einem elektrisch isolierenden Liner ausgekleidet ist. Alternativ kann das Messrohr auch aus einer Keramik oder einem Kunststoff bestehen, wobei die zumindest zwei Polschuhe und/oder die zumindest zwei Rückführungsbleche auf der Mantelaußenfläche des Messrohres angeordnet, oder in das Messrohr eingebettet sind.In a further preferred embodiment, the measuring tube consists of a metal which is lined with an electrically insulating liner in the area in contact with the fluid. Alternatively, the measuring tube can also consist of a ceramic or a plastic, the at least two pole shoes and / or the at least two return plates being arranged on the outer casing surface of the measuring tube or being embedded in the measuring tube.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist ein Gehäuse aus einem Metall, vorzugsweise mit magnetischer Abschirmwirkung, vorgesehen. Auf diese Weise können weitere Störeinflüsse eliminiert werden.In a particularly preferred embodiment, a housing made of a metal, preferably with a magnetic shielding effect, is provided. In this way, further interferences can be eliminated.

Es ist von Vorteil, wenn jede der zumindest vier Spulen die gleiche Geometrie, insbesondere eine nicht-sattelförmige ebene Geometrie aufweist. Die Verwendung ebener Spulen reduziert vorteilhaft in Bezug auf die Kosten den Bedarf an Kupfer.It is advantageous if each of the at least four coils has the same geometry, in particular a non-saddle-shaped planar geometry. The use of planar coils advantageously reduces the cost of copper.

Ferner ist es von Vorteil, wenn jede der zumindest vier Spulen von gleicher Bauart ist. Dies vereinfacht die Konstruktion und die Montage.It is also advantageous if each of the at least four coils is of the same type. This simplifies construction and assembly.

Die oben genannte Anordnung zweier gegenüberliegender Feldrückführungsteile ist besonders vorteilhaft, da dadurch Magnetfeldlinien abgeschirmt werden, die ausgehend vom Polschuh in den metallischen Prozessanschluss eindringen und dort Wirbelströme verursachen. Dabei wird zusätzlich der Vorteil einer montagefreundlichen Anbringung der Feldrückführungsteile nicht zunichte gemacht.The above-mentioned arrangement of two opposing field return parts is particularly advantageous because it shields magnetic field lines which, starting from the pole piece, penetrate the metallic process connection and cause eddy currents there. In addition, the advantage of an assembly-friendly attachment of the field return parts is not negated.

Das Zeitverhalten des Magnetfeldes beschreibt die Entwicklung des Magnetfeldes mit der Zeit. Bei herkömmlichen magnetisch-induktiven Durchflussmessgeräten ändert sich die Richtung des Magnetfeldes mit der Zeit. Dabei kann es bei den Richtungswechseln dazu führen, dass das Magnetfeld nicht direkt den vorgesehenen Sollwert erreicht, sondern dass es zuvor zu einem Überschwingen des Magnetfeldes kommt und das Magnetfeld erst nach einer Einschwingzeit den zeitlich konstanten Sollwert erreicht. Erst wenn der Sollwert erreicht ist, wird die Messspannung an den Messelektroden erfasst und für die Bestimmung des Durchflussmesswertes berücksichtigt. Es gilt somit diese Einschwingzeit zu reduzieren, so dass früher gemessen werden kann. Ein Faktor für das Überschwingen des Magnetfeldes sind Wirbelströme in metallischen Körpern, die am Messrohr angebracht sind.The time behavior of the magnetic field describes the development of the magnetic field over time. With conventional electromagnetic flowmeters, the direction of the magnetic field changes over time. When changing direction, the magnetic field may not directly reach the intended target value, but rather an overshoot of the magnetic field occurs beforehand and the magnetic field only reaches the temporally constant target value after a settling time. Only when the target value has been reached is the measurement voltage recorded on the measurement electrodes and taken into account for determining the flow measurement value. It is therefore important to reduce this settling time so that measurements can be taken earlier. Eddy currents in metallic bodies attached to the measuring tube are a factor in the overshoot of the magnetic field.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den beiden Feldrückführungsteilen besonders klein, insbesondere die obigen Anforderungen erfüllt, da das Überschwingungsverhalten des Magnetfeldes im Vergleich zu der im Stand der Technik genannten Geometrie deutlich abnimmt.It is particularly advantageous if the distance between the two field return parts is particularly small, in particular fulfills the above requirements, since the overshoot behavior of the magnetic field decreases significantly compared to the geometry mentioned in the prior art.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass ein Feldrückführungsteil einen Feldrückführungskörper aufweist, der aus mindestens einem Blechteil, insbesondere Elektroblechteil gebildet ist.One embodiment provides that a field return part has a field return body which is formed from at least one sheet metal part, in particular electrical sheet metal part.

Elektroblechteile gemäß der Normen EN 10106 und EN 10107 sind besonders als Feldrückführungsteil geeignet, da Wirbelströme minimiert werden, welche unter dem Einfluss veränderlicher Magnetfelder entstehen.Electrical sheet metal parts in accordance with the standards EN 10106 and EN 10107 are particularly suitable as field feedback parts, as eddy currents that arise under the influence of variable magnetic fields are minimized.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Feldrückführungskörper aus N gestapelten, insbesondere stanzpaketierten Blechteilen gebildet ist,
wobei N eine natürliche Zahl ist,
wobei 2 ≤ N ≤ 30, insbesondere 6 ≤ N ≤ 15 gilt.
One embodiment provides that the field return body is formed from N stacked, in particular punch-packaged sheet metal parts,
where N is a natural number,
where 2 N 30, in particular 6 N 15, applies.

Für eine ausreichende Abschirmung des Prozessanschlusses muss der Feldrückführungskörper der Feldrückführungsteile eine gewisse Dicke aufweisen. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt zwischen 2 und 30, insbesondere zwischen 6 und 15 Blechteile zu stapeln um eine ausreichende Abschirmung und ein verbessertes Zeitverhalten des Magnetfeldes zu gewährleisten. Mit zunehmender Anzahl wird die Empfindlichkeit des Magnetsystems gesteigert und der magnetische Widerstand reduziert. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass für die beanspruchte Anzahl an Feldrückführungskörper eine kostenoptimierte Lösung und gleichzeitig eine optimale Abschirmung realisiert wird.For sufficient shielding of the process connection, the field return body of the field return parts must have a certain thickness. It has been found to be advantageous to stack between 2 and 30, in particular between 6 and 15 sheet metal parts in order to ensure adequate shielding and improved time behavior of the magnetic field. As the number increases, the sensitivity of the magnet system increases and the magnetic resistance is reduced. It has been found, however, that a cost-optimized solution and, at the same time, optimal shielding are implemented for the required number of field feedback bodies.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Feldrückführungskörper eine Dicke dFK von maximal 15 Millimetern aufweist und die Dicke dFK bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 5 Millimetern liegt.One embodiment provides that the field return body has a thickness d FK of a maximum of 15 millimeters and the thickness d FK is preferably in the range from 1.8 to 5 millimeters.

Ein Blechteil weist vorzugsweise eine Dicke von 0,3 ± 0,1 Millimeter auf.A sheet metal part preferably has a thickness of 0.3 ± 0.1 millimeters.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Polschuh eine Dicke dP aufweist,
wobei die Dicken dP und dFK so gewählt sind, dass eine Längsachse des Spulenkerns im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Messrohres verläuft, insbesondere dass dFK = dP gilt.
One embodiment provides that the pole piece has a thickness d P ,
wherein the thicknesses d P and d FK are chosen such that a longitudinal axis of the coil core runs essentially parallel to the longitudinal axis of the measuring tube, in particular that d FK = d P applies.

Damit die Magnetfeldlinien optimal in den Polschuh und die Feldrückführungsteile einkoppeln ist es essentiell, dass jeweils eine ausreichende Kontaktfläche gewährleistet wird. Damit dies erfüllt wird, ist es vorteilhaft, wenn die Dicke des Polschuhs dP und die Dicke des Feldrückführungskörpers dFK im Wesentlichen gleich groß sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Längsachse der Spulenkerne parallel zur Längsachse des Messrohres verlaufen und kein Luftspalt zwischen den beiden Kontaktflächen des Polschuhs und des Feldrückführungsteils entsteht.In order for the magnetic field lines to be optimally coupled into the pole piece and the field return parts, it is essential that a sufficient contact area is guaranteed in each case. In order for this to be achieved, it is advantageous if the thickness of the pole piece d P and the thickness of the field feedback body d FK are essentially the same. This ensures that the longitudinal axis of the coil cores run parallel to the longitudinal axis of the measuring tube and that there is no air gap between the two contact surfaces of the pole piece and the field return part.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Prozessanschluss und das Feldrückführungsteil beabstandet sind,
wobei der geringste Abstand zwischen dem Prozessanschluss und dem Feldrückführungsteil zwischen 50 und 1000 Millimetern und bevorzugt zwischen 80 und 200 Millimetern liegt.
One embodiment provides that the process connection and the field return part are spaced apart,
wherein the smallest distance between the process connection and the field return part is between 50 and 1000 millimeters and preferably between 80 and 200 millimeters.

Zusätzlich zur Abschirmung des Prozessanschlusses vor dem Magnetfeld ist es vorteilhaft, wenn ein Abstand zwischen Prozessanschluss und Feldrückführungsteil eingehalten wird. Durch die Ausgestaltung der Feldrückführungsanordnung ist es ausreichend den Prozessanschluss zwischen 50 und 1000 Millimetern und bevorzugt zwischen 80 und 200 Millimetern von der Feldrückführungsanordnung zu beabstanden. Ohne die erfindungsgemäße Feldrückführungsanordnung wäre eine deutlich höhere Beabstandung notwendig.In addition to shielding the process connection from the magnetic field, it is advantageous if a distance is maintained between the process connection and the field return part. Due to the design of the field return arrangement, it is sufficient to space the process connection between 50 and 1000 millimeters and preferably between 80 and 200 millimeters from the field return arrangement. Without the field feedback arrangement according to the invention, a significantly greater spacing would be necessary.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Feldrückführungsteil eine Breite aufweist, die zwischen 50 und 500 Millimetern, insbesondere zwischen 60 und 300 Millimetern und vorzugsweise zwischen 80 und 200 Millimetern liegt.One embodiment provides that the field return part has a width which is between 50 and 500 millimeters, in particular between 60 and 300 millimeters and preferably between 80 and 200 millimeters.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Messrohr einen Durchmesser aufweist, der im Bereich von DN 1000 bis DN 3000 liegt.One embodiment provides that the measuring tube has a diameter which is in the range from DN 1000 to DN 3000.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass genau vier Feldrückführungsteile vorgesehen sind,
wobei genau acht, zwölf oder sechzehn Spulenkerne vorgesehen sind.
One embodiment provides that exactly four field return parts are provided,
where exactly eight, twelve or sixteen coil cores are provided.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind zumindest acht Spulen mit jeweils einem Spulenkern, genau zwei bzw. vier Polschuhe und genau vier Rückführungsbleche vorgesehen. Dabei weist jede der zumindest acht Spulen vorteilhaft einen U- oder L-förmigen Spulenkern auf. Eine derartige Anordnung ist besonders geeignet für größere Nennweiten.In a particularly preferred embodiment, at least eight coils, each with a coil core, exactly two or four pole shoes and exactly four return plates are provided. Each of the at least eight coils advantageously has a U-shaped or L-shaped coil core. Such an arrangement is particularly suitable for larger nominal sizes.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung sind genau zwölf Spulenkerne mit jeweils mindestens einer Spule, genau zwei Polschuhe und vier Feldrückführungsteile vorgesehen. Die vier zusätzlichen im Vergleich zur vorherigen Ausgestaltungen vorgesehenen Spulenkerne sind nicht an den Enden der jeweiligen Polschuhe angebracht sondern in dem Bereich, wo sich die Enden der gegenüberliegenden Feldrückführungsteile am nächsten kommen. Die vier zusätzlichen Spulenkerne können beispielsweise so angeordnet sein, dass sie jeweils zwei gegenüberliegende Feldrückführungsteile berühren.In a further particularly preferred embodiment, exactly twelve coil cores, each with at least one coil, exactly two pole shoes and four field return parts are provided. The four additional coil cores provided in comparison to the previous embodiments are not attached to the ends of the respective pole shoes but in the area where the ends of the opposing field return parts come closest to one another. The four additional coil cores can be arranged, for example, in such a way that they each touch two opposing field return parts.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung sind genau sechzehn Spulenkerne mit jeweils mindestens einer Spule, genau zwei Polschuhe und vier Feldrückführungsteile vorgesehen. Die acht zusätzlichen im Vergleich zur ersten Ausgestaltungen vorgesehenen Spulenkerne sind an den Enden der jeweiligen gegenüberliegenden Feldrückführungsteile angeordnet. Gemäß dieser Ausgestaltung sind an den Enden der Polschuhe und an den Enden der Feldrückführungsteile Spulenkerne vorgesehen.In a further particularly preferred embodiment, exactly sixteen coil cores, each with at least one coil, exactly two pole shoes and four field return parts are provided. The eight additional coil cores provided in comparison to the first embodiment are arranged at the ends of the respective opposing field return parts. According to this embodiment, coil cores are provided at the ends of the pole shoes and at the ends of the field return parts.

Für alle Ausgestaltungen gilt, dass ein Polschuh ein-, zwei- oder vierteilig ausgebildet sein kann.It applies to all configurations that a pole piece can be designed in one, two or four parts.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Feldrückführungsanordnung neben der Funktion das Magnetfeld zurückzuführen dazu eingerichtet ist, den metallischen Prozessanschluss vor dem, durch die Spulen erzeugten Magnetfeld abzuschirmen.One embodiment provides that the field return arrangement, in addition to the function of returning the magnetic field, is set up to shield the metallic process connection from the magnetic field generated by the coils.

Eine Feldrückführungsanordnung ist üblicherweise dazu vorgesehen Magnetfeldlinien, die aus dem Spulenkern austreten und dabei das Messrohr nicht oder nur teilweise schneiden, einzufangen und von einem Spulenkern zu einem anderen Spulenkern zu leiten. Deshalb verbinden die Feldrückführungsteile üblicherweise die dem Polschuh abgewandte Seite der Spulenkerne oder die jeweiligen Enden der Spulenkerne, welche den Polschuh nicht berühren untereinander. Die erfindungsgemäße Feldrückführungsanordnung zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass sie nicht nur die Magnetfeldlinien zurückführt, sondern auch als Abschirmung für den metallischen Prozessanschluss dient.A field return arrangement is usually provided to capture magnetic field lines which emerge from the coil core and do not or only partially cut the measuring tube and to conduct them from one coil core to another coil core. Therefore, the field return parts usually connect the side of the coil cores facing away from the pole piece or the respective ends of the coil cores which do not touch the pole piece with one another. The field return arrangement according to the invention is, however, characterized in that it not only returns the magnetic field lines, but also serves as a shield for the metallic process connection.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

  • 1: eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes;
  • 2: einen Querschnitt entlang des Messrohres des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes; und
  • 3: ein Diagramm, welches das Zeitverhalten des Magnetfeldes für unterschiedliche Feldrückführungsanordnungen zeigt.
The invention is explained in more detail with reference to the following figures. It shows:
  • 1 : a perspective view of an embodiment of the magnetic-inductive flow measuring device according to the invention;
  • 2 : a cross section along the measuring tube of the magnetic-inductive flow measuring device according to the invention; and
  • 3rd : a diagram showing the time behavior of the magnetic field for different field feedback arrangements.

Der Aufbau und das Messprinzip eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes sind grundsätzlich bekannt. Die 1 zeigt eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes. Durch ein Messrohr 1 wird ein Medium geleitet, das eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. Eine magnetfelderzeugende Vorrichtung 4 ist so an dem Messrohr angeordnet, dass sich die Magnetfeldlinien im Wesentlichen senkrecht zu einer durch die Messrohrachse definierten Längsrichtung orientieren. Als magnetfelderzeugende Vorrichtung 4 eignet sich vorzugsweise eine Sattelspule oder ein Polschuh 5 mit aufgesetzter Spule 8 und Spulenkern 7. Der Polschuh ist zweiteilig ausgestaltet. In der 1 sind nur sechs von acht zylinderförmige Spulenkerne 7 und Spulen 8 abgebildet. Die Längsachse der Spulenkerne 7 verläuft im Wesentlichen parallel zur Längsachse 15 des Messrohres. Die Spulenkerne 7 verbinden den Polschuh mit den Feldrückführungskörpern 10. Zwischen den Feldrückführungskörpern 10 und einem der Polschuhe ist die Spule 8 angeordnet. Des Weiteren weist das magnetisch-induktive Durchflussmessgerät eine Feldrückführungsanordnung 9 auf, bestehend aus vier Feldrückführungsteilen 10, wobei nur zwei Feldrückführungsteilen 10 abgebildet sind. Diese sind anliegend auf der Außenwandung 6 des Messrohres 1 angebracht. Jedes Feldrückführungsteil 10 umfasst einen Feldrückführungskörper 11, der aus mehreren stanzpaketierten Elektroblechteilen gebildet wird. Dabei ist die Dicke des Polschuhs 5 und die Dicke des Feldrückführungsteils 10 im Wesentlichen gleich groß. Die Feldrückführungsteile 10 verbinden jeweils zwei unterschiedliche Spulenkerne 7 miteinander, wodurch eine magnetische Kopplung realisiert wird. Die einzelnen Komponente des Magnetsystems sind mittels Schrauben am Messrohrkörper befestigt. Bei angelegtem Magnetfeld entsteht im Messrohr 1 eine durchflussabhängige Potentialverteilung, die mit zwei an der Innenwand des Messrohres 1 gegenüberliegend, angebrachten Messelektroden 3 abgegriffen wird. In der Regel sind diese diametral angeordnet und bilden eine Elektrodenachse bzw. werden durch eine Querachse geschnitten, die senkrecht zu den Magnetfeldlinien und der Längsachse des Messrohres verläuft. Anhand der abgegriffenen Messspannung U kann, unter Berücksichtigung der magnetischen Flussdichte, die Durchflussgeschwindigkeit u und, unter zusätzlicher Berücksichtigung der Rohrquerschnittsfläche, der Volumendurchfluss V̇ des Mediums bestimmt werden. Ist die Mediumsdichte zusätzlich bekannt, kann auch der Massedurchfluss ṁ überwacht werden. Um das Ableiten der an der ersten und zweiten Messelektrode 3 anliegenden Messspannung über das Messrohr zu verhindern, wird die Innenwand mit einem isolierenden Material, beispielsweise einem Kunststoff-Liner ausgekleidet. Eine Messschaltung ist dazu eingerichtet die an den Messelektroden 3 anliegende Messspannung zu detektieren. Eine Auswerteschaltung ist dazu ausgebildet die Durchflussmesswerte des Mediums aus der detektierten Messspannung zu ermitteln. Die magnetfelderzeugende Vorrichtung 4 wird über eine Betriebsschaltung angesteuert. Handelsübliche magnetisch-induktive Durchflussmessgeräte weisen zusätzlich zu den Messelektroden 3 zwei weitere Elektroden auf. Zum einen dient eine, optimalerweise am höchsten Punkt im Messrohr 1 angebrachte Füllstandsüberwachungselektrode 12 dazu, eine Teilbefüllung des Messrohres 1 zu detektieren, und ist dazu eingerichtet diese Information an den Nutzer weiterzuleiten und/oder den Füllstand bei der Ermittlung des Volumendurchflusses zu berücksichtigen. Des Weiteren dient eine Erdungselektrode dazu eine ausreichende Erdung des Mediums zu gewährleisten. An den Enden des Messrohres sind metallische Prozessanschlüsse 2 angebracht. In dem Fall handelt es sich um Flansche, die zum Einbinden des Messrohres in eine Rohrleitung ausgebildet sind. Des Weiteren sind zwei Kragen am Messrohr zwischen Feldrückführungsanordnung und Prozessanschluss 2 angebracht, die seitliche Außenwände eines Gehäuses bilden.The structure and the measuring principle of a magnetic-inductive flow measuring device are basically known. The 1 shows an embodiment of the magnetic-inductive flow measuring device according to the invention. Through a measuring tube 1 a medium is passed that has an electrical conductivity. A magnetic field generating device 4th is arranged on the measuring tube in such a way that the magnetic field lines are oriented essentially perpendicular to a longitudinal direction defined by the measuring tube axis. As a magnetic field generating device 4th a saddle coil or a pole piece is preferably suitable 5 with attached coil 8th and coil core 7th . The pole piece is designed in two parts. In the 1 are only six out of eight cylindrical coil cores 7th and coils 8th pictured. The longitudinal axis of the coil cores 7th runs essentially parallel to the longitudinal axis 15th of the measuring tube. The coil cores 7th connect the pole piece to the field feedback bodies 10 . Between the field feedback bodies 10 and one of the pole pieces is the coil 8th arranged. Furthermore, the electromagnetic flowmeter has a field feedback arrangement 9 consisting of four field return parts 10 , with only two field return parts 10 are shown. These are adjacent to the outer wall 6th of the measuring tube 1 appropriate. Each field feedback part 10 includes a field feedback body 11 , which is formed from several punch packaged electrical sheet metal parts. Where is the thickness of the pole piece 5 and the thickness of the field return part 10 essentially the same size. The field return parts 10 each connect two different coil cores 7th with each other, whereby a magnetic coupling is realized. The individual components of the magnet system are attached to the measuring tube body by means of screws. When a magnetic field is applied, it arises in the measuring tube 1 a flow-dependent potential distribution, with two on the inner wall of the measuring tube 1 opposite, attached measuring electrodes 3rd is tapped. As a rule, these are arranged diametrically and form an electrode axis or are cut through a transverse axis that runs perpendicular to the magnetic field lines and the longitudinal axis of the measuring tube. Based on the measured voltage U, taking into account the magnetic flux density, the flow rate u and, with additional consideration of the pipe cross-sectional area, the volume flow V̇ of the medium can be determined. If the density of the medium is also known, the mass flow auch can also be monitored. To derive the at the first and second measuring electrode 3rd To prevent the measuring voltage being applied via the measuring tube, the inner wall is lined with an insulating material, for example a plastic liner. A measuring circuit is set up for this purpose on the measuring electrodes 3rd to detect applied measuring voltage. An evaluation circuit is designed to determine the measured flow values of the medium from the detected measurement voltage. The magnetic field generating device 4th is controlled via an operating circuit. Commercially available magnetic-inductive flowmeters have, in addition to the measuring electrodes 3rd two more electrodes. On the one hand there is one, ideally at the highest point in the measuring tube 1 attached level monitoring electrode 12th in addition, a partial filling of the measuring tube 1 to detect, and is set up to forward this information to the user and / or to take the fill level into account when determining the volume flow. Furthermore, a grounding electrode is used to ensure adequate grounding of the medium. There are metallic process connections at the ends of the measuring tube 2 appropriate. In this case, it is a question of flanges that are designed to integrate the measuring tube into a pipeline. There are also two collars on the measuring tube between the field return arrangement and the process connection 2 attached to form the lateral outer walls of a housing.

Die 2 zeigt einen Querschnitt durch das Messrohr des erfindungsgemäßen magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes durch einen Teil der Feldrückführungsanordnung 9. In dem Querschnitt sind zwei gegenüberliegende und an der Außenwandung des Messrohres 1 angebrachte Feldrückführungsteile 10 abgebildet. Die Form beider Feldrückführungsteile 10 lässt sich ansatzweise durch einen Kreisbogen beschreiben. Auf einem Feldrückführungsteil 10 sind gemäß dieser Ausgestaltung mindestens zwei Spulenkerne 7 angeordnet, welche jeweils eine Spule aufweisen und die Feldrückführungsteile 10 mit den Polschuhen verbinden. Die Enden der jeweiligen Feldrückführungsteile 10 und der Mittelpunkt des Messrohres 1 im Querschnitt bilden einen Mittelpunktswinkel α und einen Kreisbogen 16. Der geringste Abstand zwischen den jeweiligen Enden wird durch die Kreissehne 13 beschrieben. Für den Mittelpunktswinkel α gilt, dass 0,05° ≤ α ≤ 40°, insbesondere 0,1° ≤ α ≤ 17° und bevorzugt 0,1° ≤ α ≤ 6° ist. In der abgebildeten Ausgestaltung liegt der Mittelpunktswinkel α bei ca. 40°.The 2 shows a cross section through the measuring tube of the magnetic-inductive flow measuring device according to the invention through part of the field feedback arrangement 9 . In the cross section are two opposite and on the outer wall of the measuring tube 1 attached field return parts 10 pictured. The shape of both field return parts 10 can begin to get through describe an arc. On a field return part 10 are at least two coil cores according to this embodiment 7th arranged, each having a coil and the field return parts 10 connect with the pole pieces. The ends of the respective field return parts 10 and the center of the measuring tube 1 in cross section form a central angle α and an arc of a circle 16 . The smallest distance between the respective ends is made by the circular tendon 13th described. For the central angle α, it applies that 0.05 ° α 40 °, in particular 0.1 ° α 17 ° and preferably 0.1 ° α 6 °. In the embodiment shown, the central angle α is approximately 40 °.

Die 3 zeigt ein Diagramm, welches das Zeitverhalten des resultierenden Magnetfeldes eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes für unterschiedliche Feldrückführungsanordnungen darstellt. Die x-Achse beschreibt die Zeit t und die y-Achse das Magnetfeld B im Zentrum des Sensors.The 3rd shows a diagram which shows the time behavior of the resulting magnetic field of a magneto-inductive flowmeter for different field feedback arrangements. The x-axis describes the time t and the y-axis describes the magnetic field B in the center of the sensor.

Die gestrichelte Linie (B) beschreibt den Verlauf eines resultierenden Magnetfeldes eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes mit kurzen Rückführungen. Wird eine Spannung an die Spulenanordnung gelegt, so nimmt das resultierende Magnetfeld mit der Zeit zu. Das resultierende Magnetfeld steigt an, überschreitet den Sollwert des Magnetfeldes, den er im eingeschwungenen Zustand annimmt und nimmt dann stetig ab. Im Verlauf eingezeichnet ist ein Zeitbereich, in dem die induzierte Messspannung abgegriffen wird und der Durchflussmesswert bestimmt wird. Durch das Überschwingverhalten ist das Magnetfeld in der Messphase zeitlich nicht konstant und der Sollwert des Magnetfeldes in der Messphase noch nicht erreicht.The dashed line (B) describes the course of a resulting magnetic field of a magnetic-inductive flowmeter with short feedbacks. If a voltage is applied to the coil arrangement, the resulting magnetic field increases over time. The resulting magnetic field increases, exceeds the nominal value of the magnetic field, which it assumes in the steady state and then decreases steadily. A time range is shown in the course in which the induced measurement voltage is tapped and the measured flow value is determined. Due to the overshoot behavior, the magnetic field is not constant over time in the measuring phase and the nominal value of the magnetic field is not yet reached in the measuring phase.

Die durchgezogene Linie (A) beschreibt die zeitliche Entwicklung des Magnetfeldes eines magnetisch-induktiven Durchflussmessgerätes mit langgezogenen Feldrückführungsteilen, welche die beanspruchte Geometrie erfüllen. Durch die Abschirmung des Prozessanschlusses mittels der Feldrückführungsanordnung werden Einflüsse durch die Wirbelströme reduziert und das Überschwingen des Magnetfeldes gedämpft. Der Verlauf des Magnetfeldes erreicht früher den Sollwert und ist während der Messphase bereits eingeschwungen d.h. zeitlich konstant.The solid line (A) describes the development over time of the magnetic field of a magneto-inductive flowmeter with elongated field return parts that meet the claimed geometry. By shielding the process connection by means of the field feedback arrangement, influences from the eddy currents are reduced and the overshoot of the magnetic field is dampened. The course of the magnetic field reaches the nominal value earlier and has already settled during the measurement phase, i.e. constant over time.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
MessrohrMeasuring tube
22
metallischer Prozessanschluss/Flanschmetallic process connection / flange
33
MesselektrodeMeasuring electrode
44th
magnetfelderzeugende VorrichtungMagnetic field generating device
55
PolschuhPole piece
66th
AußenwandungOuter wall
77th
SpulenkernCoil core
88th
SpuleKitchen sink
99
FeldrückführungsanordnungField return arrangement
1010
FeldrückführungsteileField return parts
1111
FeldrückführungskörperField feedback body
1212th
FüllstandsüberwachungselektrodeLevel monitoring electrode
1313th
KreissehneCircular tendon
1414th
MittelpunktFocus
1515th
RohrachsePipe axis
1616
KreisbogenCircular arc

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102014113409 A1 [0003]DE 102014113409 A1 [0003]

Claims (10)

Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, umfassend: - ein Messrohr (1) zum Führen eines fließfähigen Mediums in eine Längsrichtung des Messrohres (1); - mindestens einen metallischen Prozessanschluss (2), insbesondere einen Flansch; - mindestens zwei, im Messrohr (1) gegenüberliegend angebrachte Messelektroden (3) zum Erfassen einer strömungsgeschwindigkeitsabhängigen, in dem Medium induzierten Messspannung; - eine magnetfelderzeugende Vorrichtung (4) zum Erzeugen eines das Messrohr (1) durchsetzenden Magnetfeldes, wobei die magnetfelderzeugende Vorrichtung (4) mindestens einen Polschuh (5) umfasst, wobei der Polschuh (5) an einer Außenwandung (6) des Messrohres (1) angebracht ist, wobei die magnetfelderzeugende Vorrichtung (4) mindestens vier Spulenkerne (7) mit jeweils mindestens einer Spule (8) umfasst; und - mindestens eine Feldrückführungsanordnung (9), wobei die Feldrückführungsanordnung (9) an der Außenwandung (6) des Messrohres (1) angebracht ist, wobei die Spulenkerne (7) den Polschuh (5) mit Feldrückführungsteile (10) der Feldrückführungsanordnung (9) verbinden; dadurch gekennzeichnet, dass die Feldrückführungsanordnung (9) mindestens zwei Feldrückführungsteile (10) umfasst, wobei eine Kreissehne (13) eines Kreises, dessen Mittelpunkt auf einer Rohrachse (15) des Messrohres (1) liegt, den geringsten Abstand zweier gegenüberliegender Feldrückführungsteile (10) beschreibt, wobei zwei auf der Kreissehne (13) liegende Endpunkte und ein Mittelpunkt (14) des Messrohres (1) einen Mittelpunktswinkel α definieren, wobei für den Mittelpunktswinkel α gilt, dass 0,05° ≤ α ≤ 40°, insbesonders 0,1° ≤ α ≤ 17° und bevorzugt 0,1° ≤ α ≤ 6° ist.Magnetic-inductive flow measuring device, comprising: - a measuring tube (1) for guiding a flowable medium in a longitudinal direction of the measuring tube (1); - At least one metallic process connection (2), in particular a flange; - At least two measuring electrodes (3) mounted opposite one another in the measuring tube (1) for detecting a flow rate-dependent measuring voltage induced in the medium; - A magnetic field generating device (4) for generating a magnetic field penetrating the measuring tube (1), the magnetic field generating device (4) comprising at least one pole piece (5), the pole piece (5) on an outer wall (6) of the measuring tube (1) is attached, wherein the magnetic field generating device (4) comprises at least four coil cores (7) each with at least one coil (8); and - at least one field return arrangement (9), the field return arrangement (9) being attached to the outer wall (6) of the measuring tube (1), the coil cores (7) connecting the pole piece (5) with field return parts (10) of the field return arrangement (9) connect; characterized in that the field return arrangement (9) comprises at least two field return parts (10), a circular chord (13) of a circle, the center of which lies on a pipe axis (15) of the measuring tube (1), the smallest distance between two opposing field return parts (10) describes, whereby two end points lying on the circular chord (13) and a center point (14) of the measuring tube (1) define a center point angle α, whereby for the center point angle α it applies that 0.05 ° ≤ α ≤ 40 °, in particular 0.1 ° α 17 ° and preferably 0.1 ° α 6 °. Durchflussmessgerät nach Anspruch 1, wobei ein Feldrückführungsteil (10) einen Feldrückführungskörper (11) aufweist, der aus mindestens einem Blechteil, insbesondere Elektroblechteil gebildet ist.Flow meter according to Claim 1 , wherein a field return part (10) has a field return body (11) which is formed from at least one sheet metal part, in particular electrical sheet metal part. Durchflussmessgerät nach Anspruch 2, wobei der Feldrückführungskörper (11) aus N gestapelten, insbesondere stanzpaketierten Blechteilen gebildet ist, wobei N eine natürliche Zahl ist, wobei 2 ≤ N ≤ 30, insbesondere 6 ≤ N ≤ 15 gilt.Flow meter according to Claim 2 , the field return body (11) being formed from N stacked sheet metal parts, in particular stamped and stacked, where N is a natural number, where 2 N 30, in particular 6 N 15 applies. Durchflussmessgerät nach Anspruch 2 und/oder 3, wobei der Feldrückführungskörper (11) eine Dicke dFK von maximal 15 Millimetern aufweist und die Dicke dFK bevorzugt im Bereich von 1,8 bis 5 Millimetern liegt.Flow meter according to Claim 2 and / or 3, wherein the field return body (11) has a thickness d FK of a maximum of 15 millimeters and the thickness d FK is preferably in the range from 1.8 to 5 millimeters. Durchflussmessgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Polschuh (5) eine Dicke dP aufweist, wobei die Dicken dP und dFK so gewählt sind, dass eine Längsachse des Spulenkerns (7) im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Messrohres (1) verläuft, insbesondere dass dFK = dP gilt.Flow measuring device according to one of the preceding claims, wherein the pole piece (5) has a thickness d P , the thicknesses d P and d FK being selected so that a longitudinal axis of the coil core (7) runs essentially parallel to the longitudinal axis of the measuring tube (1) , in particular that d FK = d P applies. Durchflussmessgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Prozessanschluss (2) und das Feldrückführungsteil (10) beabstandet sind, wobei der geringste Abstand zwischen dem Prozessanschluss (2) und dem Feldrückführungsteil (10) zwischen 50 und 1000 Millimetern und bevorzugt zwischen 80 und 200 Millimetern liegt.Flow measuring device according to one of the preceding claims, wherein the process connection (2) and the field return part (10) are spaced apart, wherein the smallest distance between the process connection (2) and the field return part (10) is between 50 and 1000 millimeters and preferably between 80 and 200 millimeters. Durchflussmessgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Feldrückführungsteil (10) eine Breite aufweist, die zwischen 50 und 500 Millimetern, insbesondere zwischen 60 und 300 Millimetern und vorzugsweise zwischen 80 und 200 Millimetern liegt.Flow measuring device according to one of the preceding claims, wherein the field return part (10) has a width which is between 50 and 500 millimeters, in particular between 60 and 300 millimeters and preferably between 80 and 200 millimeters. Durchflussmessgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Messrohr (1) einen Durchmesser aufweist, der im Bereich von DN 1000 bis DN 3000 liegt.Flow measuring device according to one of the preceding claims, wherein the measuring tube (1) has a diameter which is in the range from DN 1000 to DN 3000. Durchflussmessgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei genau vier Feldrückführungsteile (10) vorgesehen sind, wobei genau acht, zwölf oder sechzehn Spulenkerne (7) vorgesehen sind.Flow measuring device according to one of the preceding claims, exactly four field return parts (10) being provided, exactly eight, twelve or sixteen coil cores (7) being provided. Durchflussmessgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Feldrückführungsanordnung (9) neben der Funktion das Magnetfeld zurückzuführen dazu eingerichtet ist, den metallischen Prozessanschluss (2) vor dem, durch die Spulen (8) erzeugten Magnetfeld abzuschirmen.Flow measuring device according to one of the preceding claims, wherein the field return arrangement (9), in addition to the function of returning the magnetic field, is set up to shield the metallic process connection (2) from the magnetic field generated by the coils (8).
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