DE3329689A1

DE3329689A1 - Electromagnetic flowmeter

Info

Publication number: DE3329689A1
Application number: DE19833329689
Authority: DE
Inventors: Shinichi Tokyo Akano; Tsutomu Goto; Sakae Yokohama Kanagawa Ishikawa; Masato Fujisawa Kanagawa Kuroda; Hiroshi Ayase Kanagawa Watanabe
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 1982-08-20
Filing date: 1983-08-17
Publication date: 1984-03-15
Also published as: JPS5934117A

Abstract

An arrangement is specified for producing a magnetic field which passes through a measurement tube (1), which arrangement consists in principle of two pole shoes (3A, 3B) which are placed on the measurement tube (1). The pole shoes are formed by a strip-shaped, flexible, insulating film (10) which carries a winding pattern (11, 12) on both the front and rear sides, which winding pattern (11, 12) is applied at uniform intervals which are matched to the external diameter of the measurement tube (1). All the winding patterns (11, 12) have the same winding direction, and the inner ends (13) of superimposed winding patterns and the outer ends (14) of juxtaposed winding patterns are connected to one another. In this way, a reliable arrangement, which produces the magnetic field, is produced cost-effectively. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektromagnetischenThe present invention relates to an electromagnetic

Durchflußmesser nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1, und sie bezieht sich insbesondere auf eine Anordnung zum Aufprägen eines magnetischen Feldes auf ein ein Meßrohr durchfließendes Fluid in einer Richtung senkrecht zur Fließrichtung, um eine elektromotorische Kraft proportional zur Fließgeschwindigkeit zu erzeugen.Flow meter according to the preamble of claim 1, and they relates in particular to an arrangement for impressing a magnetic field on a fluid flowing through a measuring tube in a direction perpendicular to the direction of flow, to generate an electromotive force proportional to the flow velocity.

Ein derartiger elektromagnetischer Durchflußmesser ist aus der US-PS 3 924 466 bekannt. Zur Vermeidung der üblicherweise das magnetische Feld erzeugenden Polschuhe ist dort die Feldwicklung auf einer isolierenden,flexiblen Folie angeordnet, und zwei dieser Folien sind einander gegenüberliegend auf einem nicht-magnetischen Meßrohr angeordnet.Such an electromagnetic flow meter is known from US-PS 3,924,466 known. To avoid the usually generating the magnetic field Pole shoes there the field winding is arranged on an insulating, flexible foil, and two of these foils are opposed to each other on a non-magnetic Measuring tube arranged.

Will man zur Verstärkung des magnetischen Feldes mehrere solcher Folien übereinander anordnen, wie dies in den Figuren 1a und 1b gezeigt ist, so ergeben sich gewisse Schwierigkeiten. Gemäß diesen Figuren werden Errgerwicklungen zu Polschuhen 3A und 3B geformt, indem mehrere flexible, isolierende Folien 5, die ein spiralförmiges Wicklungsmuster 4 tragen, aufeinandergeschichtet werden.If you want several such foils to strengthen the magnetic field arrange one above the other, as shown in Figures 1a and 1b, so result face certain difficulties. According to these figures, excitation windings become pole pieces 3A and 3B formed by several flexible, insulating films 5, which have a spiral-shaped Wear winding pattern 4, are stacked on top of one another.

Diese Polschuhe 3A bzw. 3B sitzen auf einem nichtmagnetischen Meßrohr 1, welches Flansche 1a und ib aufweist, um in eine das zu messende Medium führende nichtdargestellte Leitung eingesetzt zu werden und welches mit einer Auskleidung 2 aus Isoliermaterial versehen ist. über Meßelektroden 6, die senkrecht zu dem erzeugten Magnetfeld angeordnet sind und diametral zueinander in das Meßrohr hineinragen, wird eine Meßspannung abgenommen, die von dem angelegten Feld und von der Durchflußgeschwindigkeit abhängig ist.These pole shoes 3A and 3B sit on a non-magnetic measuring tube 1, which has flanges 1a and 1b to lead into a medium to be measured Line not shown to be used and which with a lining 2 is made of insulating material. via measuring electrodes 6, which are perpendicular to the generated Magnetic fields are arranged and protrude diametrically to each other into the measuring tube, a measurement voltage is taken from the applied field and the flow rate is dependent.

Bei dieser Anordnung müssen mehrere Folien 5 aufeinandergeschichtet werden, um die geforderte Windungsanzahl zu erzielen, und die Wicklungen jeder Folie müssen über Kontaktbrücken mit den Wicklungen einer benachbarten Folie verbunden werden, um diese in Reihe zu schalten. Diese Verbindungen und die Art der Schichtbildung mittels mehrerer Folien sind relativ arbeitsaufwendig und unzuverlässig.In this arrangement, several foils 5 must be stacked on top of one another to achieve the required number of turns and the turns of each foil must be connected to the windings of an adjacent foil via contact bridges to connect them in series. These Connections and the The type of layer formation by means of several foils are relatively labor-intensive and unreliable.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Durchflußmesser der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die das Magnetfeld erzeugende Anordnung einfach hergestellt werden kann und zudem zuverlässig arbeitet. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Durchflußmessers sind den Unteransprüchen entnehmbar.It is therefore the object of the present invention to provide a flow meter of the type mentioned in such a way that the arrangement generating the magnetic field can be easily manufactured and also works reliably. The solution to this The task is achieved according to the characterizing features of claim 1. Further Advantageous embodiments of the flow meter according to the invention are the dependent claims removable.

Anhand eines in den Figuren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Figuren 1a und ib eine schematische,perspektivische Ansicht einer bekannten Anordnung; Figur 2 eine schematische,perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Anordnung; Figuren 3a und 3b Darstellungen der Vorder- und Rückseite einer ein Windungsmuster tragenden Isolierfolie gemäß der vorliegenden Erfindung; und Figuren 4a und 4b eine modifizierte Ausführungsform der in den Figuren 3a und 3b dargestellten Isolierfolie.Based on one shown in the figures of the accompanying drawing Exemplary embodiment is explained in more detail below, the invention. Show it: FIGS. 1a and 1b show a schematic, perspective view of a known arrangement; FIG. 2 shows a schematic, perspective view of the arrangement according to the invention; Figures 3a and 3b representations of the front and back of a winding pattern supporting insulating film according to the present invention; and Figures 4a and 4b modified embodiment of the insulating film shown in Figures 3a and 3b.

In den Figuren 2 und 3a bzw. 3b ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Durchflußmessers bzw. der hierfür verwendeten, die Magnetfeldwicklungen tragenden Folie dargestellt. Teile in diesen Figuren, die mit Teilen des DurchfluBmessers gemäß Figur 1 ubereinstimmen, tragen die gleichen Bezugsziffern, und es wird auf eine nochmalige detaIllierte Beschreibung verzichtet.In Figures 2 and 3a or 3b is an embodiment of the invention electromagnetic flow meter or the one used for this purpose, the magnetic field windings load-bearing slide shown. Parts in these figures correspond to parts of the flow meter match according to Figure 1, have the same reference numerals, and it is on one no further detailed description is required.

Erfindungsgemäß wird das Paar von Erregerwicklungen 3A und 3B, die als eine das Magnetfeld erzeugende Vorrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Meßrohres 1 angeordnet sind, durch gedruckte Leiterbahnen 11 und 12 gebildet, die auf einer einzigen flexiblen,isolierenden Folie 10 angeordnet sind. Die Folie 10 ist in mehreren Wicklungen um den Außenumfang des Meßrohres 1 gewickelt.According to the invention, the pair of excitation windings 3A and 3B, the as a magnetic field generating device on opposite sides of the Measuring tube 1 are arranged, formed by printed conductor tracks 11 and 12, the are arranged on a single flexible, insulating film 10. The slide 10 is wound around the outer circumference of the measuring tube 1 in several windings.

Gemäß den Figuren 3a und 3b weist die Isolierfolie 10 spiralförmige,aufgedruckte Leitungsmuster 11a, 11b, iln und 12a, 12b, ..., 12n sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite und in gleichförmigen Abständen auf.According to Figures 3a and 3b, the insulating film 10 has spiral-shaped, printed Line pattern 11a, 11b, iln and 12a, 12b, ..., 12n on both the front and back on the back and at regular intervals.

Diese aufgedruckten spiralförmigen Leitungsmuster besitzen die gleiche Wicklungsrichtung sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite, und in Längsrichtung benachbarte Leitungsmuster der Folie 10 besitzen ebenfalls die gleiche Wicklungsrichtung. Die übereinanderliegenden gedruckten Leitungsmuster 11 und 12 auf der Vorder- und Rückseite sind mit ihren inneren Enden miteinander verbunden, wobei dies über Bohrungen 13 in der Folie 10 geschieht, die z.B. durchkontaktiert sein können. Die äußeren Enden benachbarter Wicklungsmuster sind über einen Leitungsdraht 14 miteinander verbunden, der ebenfalls auf die Folie 10 aufgedruckt ist.These printed spiral line patterns are the same Winding direction both on the front and on the back, and lengthways Adjacent line patterns of the film 10 also have the same winding direction. The superimposed printed line patterns 11 and 12 on the front and Rear side are connected to one another with their inner ends, this being done via holes 13 happens in the film 10, which e.g. can be plated through. The outer Ends of adjacent winding patterns are connected to one another via a conductor wire 14 connected, which is also printed on the film 10.

Wenn die Isolierfolie 10 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau auf den Außenumfang des Meßrohres 1 aufgewickelt wird, so wird jedes Wicklungsmuster auf der Vorder- und Rückseite übereinandergeschichtet, wodurch die obere und untere Erregerwicklung 3A und 3B leicht als Paar hergestellt werden kann. Die aufgedruckten Leitungsmuster 11 und 1 2, die in der zuvor beschriebenen Weise übereinandergestapelt werden, bilden eine wirksame das Magnetfeld erzeugende Anordnung, wenn sie mit der gleichen Wicklungsrichtung versehen sind.When the insulating film 10 having the structure described above the outer circumference of the measuring tube 1 is wound, so each winding pattern stacked on the front and back, creating the top and bottom Excitation windings 3A and 3B can easily be made as a pair. The printed ones Line pattern 11 and 1 2, which are stacked in the manner described above form an effective magnetic field generating arrangement when used with the the same winding direction are provided.

Anschlußklemmen 15a und 15b für die Verbindung mit einem externen Schaltkreis werden von den Leitunqsmustern 11a und 11n an den gegenüberliegenden Enden der Folie 10 herausgeführt. Die Folie 10 weist Löcher 16 auf, die zwischen benachbarten,aufgedruckten Leitungsmustern 11 und 12 angeordnet sind und der Durchführung des Elektrodenpaares 6 dienen, die sich auf gegenüberliegenden Seiten des Meßrohres 10 befinden und durch die Löcher 13 hindurchgreifen.Terminals 15a and 15b for connection to an external Circuit are from the Leitunqsmustern 11a and 11n to the opposite Ends of the film 10 led out. The film 10 has holes 16 between adjacent, printed line patterns 11 and 12 are arranged and the implementation of the pair of electrodes 6 are used, which are on opposite sides of the measuring tube 10 and reach through the holes 13.

In der Figur 3 zeigt Figur 3a die Vorderseite der Folie 10 und Figur 3b die Rückseite der Folie 10.In FIG. 3, FIG. 3a shows the front side of the film 10 and FIG 3b the back of the film 10.

Mit diesem Aufbau der Folie 10 kann das Paar von Erregerwicklungen 3A und 3B als eine das Magnetfeld erzeugende Vorrichtung in einfacher Weise gebildet werden, indem die Isolierfolie 10 mit den aufgedruckten Leitungsmustern in einer erforderlichen Anzahl von Windungen auf den Außenumfang des Meßrohres 1 gewickelt wird. Bei diesem Aufbau ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß auf gesonderte Zwischenverbindungen zwischen den Wicklungen verzichtet werden kann, so daß nicht nur die Herstellung sondern auch die Zuverlässigkeit verbessert wird. Die Folie 10 mit dem aufgedruckten Leitungsmuster ist in nicht näher dargestellter Weise auf der Vorder- und Rückseite mit Isolierschichten versehen, um zwischen aufeinanderfolgenden und überlappenden gedruckten Schaltungsmustern 11 und 12 die notwendige Isolation vorzugeben.With this structure of the film 10, the pair of excitation windings 3A and 3B are easily formed as a magnetic field generating device are by the insulating film 10 with the printed line patterns in a required number of turns wound on the outer circumference of the measuring tube 1 will. This structure has the additional advantage that there are separate interconnections can be dispensed with between the windings, so that not only the production but also the reliability is improved. The film 10 with the printed Line pattern is in a manner not shown on the front and back provided with layers of insulation to keep between successive and overlapping printed circuit patterns 11 and 12 to provide the necessary insulation.

Für die Isolierfolie 10 kommen verschiedene Materialien, die beispielsweise thermoplastische Harze, in Frage. Ferner, obgleich dies etwas teuerer ist, ist es möglich, Polyphenyloxid und Polykarbonat sowie Tetrafluoroethylen und Trifluoroäthylenchlorid zu verwenden. Ferner ist es möglich, aushärtbare Kunstharze, wie beispielsweise Epoxyd-und Polyesterharze in der Form dünner Blättchen oder Polyimide, zu verwenden.Various materials are used for the insulating film 10, for example thermoplastic resins. Further, while this is a little more expensive, it is possible, polyphenyl oxide and polycarbonate as well as tetrafluoroethylene and trifluoroethylene chloride to use. It is also possible to use hardenable synthetic resins such as Epoxy and polyester resins in the form of thin sheets or polyimides to be used.

Der Aufbau des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles ist nur beispielhaft, und die Form und der Aufbau der einzelnen Teile kann jederzeit in geeigneter Weise geändert werden. Beispielsweise können, wie dies in den Figuren 4a und 4b dargestellt ist, die Anschlüsse 15a und 15b, die mit einem externen Schaltkreis verbunden werden, über Ausnehmungen 17 angeschlossen werden, die sich im Zentrum der aufgedruckten Leitungsmuster 11 und 12 befinden.The structure of the embodiment according to the invention described above is only exemplary, and the form and the structure of each Parts can be changed in an appropriate manner at any time. For example, as shown in Figures 4a and 4b, the connections 15a and 15b, the be connected to an external circuit, connected via recesses 17 which are located in the center of the printed line patterns 11 and 12.

Claims

Electromagnetic flow meter Claims:,. ~ 1. Electromagnetic Flow meter with a magnetic field winding arranged on a flexible insulating film, which is attached to the outer surface of a measuring tube to a penetrating this Generate magnetic field, and with perpendicular to the magnetic field protruding into the measuring tube Measuring electrodes, d a d u r c h e -k e n n n z e i c h n e t that the film (10) both on the front as well as on the back in the diameter of the measuring tube (1) coordinated uniform distances corresponding winding patterns (11, 12) that have the same winding direction and that both the inner Ends (13) of superimposed winding patterns as well as the outer ends (14) adjacent winding patterns are connected to each other.

2. Flow meter according to Requirement 1, that is to say e i c h n e t that the length of the film (10) is a multiple of the circumference of the measuring tube (1) corresponds.

3. Flow meter according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the inner ends (13) have superimposed winding patterns plated through holes are interconnected.

4. Flow meter according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the film (10) at a distance that is half the circumference of the measuring tube (1) corresponds, provided with holes (16) for leading out the measuring electrons (6) is.

5. Flow meter according to claim 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t. that the winding pattern is ssiral and that in the center of the sSiral Winding pattern, the foil (10) is provided with a recess (17) for end connections (15a, 15b) lead out of the field winding through these recesses.

6. Flow meter according to claim 1 or one of the following, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that between the individual layers of the wound Foil (10) an insulating layer is arranged.

7. A method for manufacturing a flow meter according to claim 1 or one of the following, g e k e n n n s e i c h n e t d u r c h winding the Foil (10) on the measuring tube (1).