Магнитно-индуктивный приемник потока
Приемник потока, являющийся частью магнитно-индуктивного расходомера, содержит измерительную трубу, выполненную электронепроводящей на соприкасающейся с текучей средой внутренней стороне, два расположенные на измерительной трубе электрода для определения индуцируемого в текучей среде электрического напряжения. В расположенной на измерительной трубе системе магнитного поля приемника потока предусмотрены две седлообразные полюсные катушки и два полюсных ферромагнитных башмака в форме седловидного листа. Для управления магнитным полем вокруг измерительной трубы служат два ферромагнитных устройства обратного хода в виде охватывающих трубу колец, расположенных против течения потока и по потоку от обоих полюсных катушек. Полюсные башмаки магнитно соединены с устройствами обратного хода посредством ферромагнитных связующих элементов, каждый из которых имеет один желобообразный защитный сегмент, охватывающий первую или вторую секцию обмотки соответствующей полюсной катушки. Изобретение обеспечивает высокую точность измерения для труб больших диаметров (350 мм - 600 мм). При эффективном экранировании магнитного поля в аксиальном направлении приемник компактен. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к магнитно-индуктивному приемнику потока с измерительной трубой, через которую протекает предназначенная для измерения электропроводная, текучая среда, и с седлообразной катушкой, служащей для создания пронизывающего текучую среду магнитного поля.
В качестве приемника потока представлена, в основном, механическая часть магнитно-индуктивного расходомера без генерированного управления током катушки. Такие магнитно-индуктивные приемники потока используют, как известно, закон электромагнитной индукции Фарадея для создания измеряемого напряжения.
В DE-A 2040682, US-A 4641537, US-A 4774844 или WO-A 91/11731 описаны различные формы выполнения изобретения для магнитно-индуктивного приемника потока, которые служат для измерения протекающей в трубопроводе, электропроводящей текучей среды. Указанные приемники потока содержат соответственно:
- помещенную по ходу трубопровода измерительную трубу для управления текучей средой, причем измерительная труба выполнена, по меньшей мере, на соприкасающейся с текучей средой внутренней стороне, не электронепроводной,
- электродное устройство, по меньшей мере, с двумя расположенными на измерительной трубе измерительными электродами для определения индуцируемого в текучей среде электрического напряжения, а также
- равным образом расположенную на измерительной трубе систему магнитного поля,
- по меньшей мере, с одной первой и одной второй седлообразными полюсными катушками для создания магнитного поля, которое пронизывает в движении текучую среду, в основном, поперечно, в частности, вертикально к продольной оси измерительной трубы, а также
- с ферромагнитным первым полюсным башмаком для первой полюсной катушки и ферромагнитным вторым полюсным башмаком для второй полюсной катушки для управления магнитным полем в направлении текучей среды.
В то время как система магнитного поля описанного в WO-A 91/11731 приемника потока имеет два расположенных сбоку полюсных катушек, магнитно связанных с полюсными башмаками, ферромагнитных устройства обратного хода для управления магнитным полем, которые кольцеобразно и параллельно друг другу уложены вокруг измерительной трубы, приемники потока в DE-A 2040682, US-A 4641537 и в US-A 4774844 представлены соответственно с двумя расположенными в центре, магнитно связанными с полюсными башмаками, ферромагнитными устройствами обратного хода, причем эти расположенные в центре устройства обратного хода выполнены исключительно как сравнительно тонкие полоски листа.
Далее, по меньшей мере, у приемника потока, описанного в US-F 4641537, каждый из полюсных башмаков связан посредством двух также сравнительно тонких ферромагнитных связующих элементов с устройствами обратного хода, причем каждый из связующих элементов имеет соответственно сегмент сердечника катушки и образующий хомут защитный сегмент, который, по меньшей мере, частично, перекрывает расположенные, в основном, параллельно друг по отношению к другу и к продольной оси измерительной трубы первую или вторую секции обмотки полюсных катушек.
Преимущества таких систем магнитного поля с седлообразными полюсными катушками в соединении с выполненными, в подавляющем большинстве, тонкостенными, управляющими магнитным полем вне измерительной трубы элементами можно увидеть, как заимствовано также из US-A 4641537, в сравнительно низких расходах на материал, а также в высокой эффективности системы магнитного поля. Вследствие этого соответствующие приемники потока имеют наряду с низкими затратами на изготовление высокую точность измерений, наряду со сравнительно высокой динамикой измерений. Кроме того, приемники потока могут быть очень компактно выполнены, по крайней мере, в радиальном направлении.
Изучение такого рода приемников потока показало, однако, что вышеуказанные предпочтительные свойства, главным образом, определимы для приемников потока с измерительными трубами со сравнительно небольшими номинальными внутренними диаметрами. У трубопроводов с большими номинальными внутренними диаметрами и при этом соответственно также с большими номинальными внутренними диаметрами измерительной трубы, у традиционных приемников потока с седлообразными полюсными катушками требуемая точность измерений или также желаемая чувствительность измерений, как, к примеру, также обсуждалось в US-A 5540103, могла быть достигнута только посредством повышенного расхода материалов, в частности повышения количества меди для полюсных катушках. Кроме того, выяснилось, что при больших номинальных внутренних диаметрах вследствие обычно большего, по сравнению с меньшими номинальными внутренними диаметрами, отношения номинального внутреннего диаметра к длине измерительной трубы, распространением магнитного поля в аксиальном направлении более просто нельзя пренебречь.
Для уменьшения колебаний чувствительности измерений, которые при часто встречающемся при больших номинальных внутренних диаметрах перекрытии магнитного поля могут переходить на присоединенный трубопровод, многочисленными производителями рекомендуются, к примеру, мероприятия по заземлению, которые пользователь должен дополнительно производить при строительстве приемника потока. К примеру, для этого используются помещенные между приемником потока и присоединенным трубопроводом заземляющие пластины. Вследствие этого следующая возможность для снижения таких зависимостей чувствительности измерений от конструктивных условий состоит в том, чтобы выполнить измерительную трубу, во всяком случае ее непроводящую часть, достаточно длинной в аксиальном направлении и/или, как, к примеру, также обозначено в US-A 5540103, использовать полюсные катушки и даже если за счет динамики измерений установить сравнительно небольшие размеры полюсных катушек и полюсных башмаков в аксиальном направлении.
Задачей изобретения является, поэтому, улучшение магнитно-индуктивного приемника потока с помощью предпочтительных для динамики измерений седлообразных полюсных катушек в том отношении, чтобы при сравнительно большом соотношении номинального внутреннего диаметра к длине измерительной трубы, в частности в зоне более 0,6 и в зоне номинального внутреннего диаметра свыше 100 мм, по меньшей мере, однако, свыше 500 мм, при по-прежнему высокой динамике измерений можно было достичь также сравнительно высокой и существенно стабильной чувствительности измерений. К тому же приемник потока как в радиальном, так и в аксиальном направлении должен быть максимально компактным.
Для решения поставленной задачи магнитно-индукционный приемник, предназначенный для измерения протекающей в трубопроводе электропроводной текучей среды потока, содержит помещенную по ходу трубопровода измерительную трубу для управления текучей средой, причем измерительная труба выполнена, по меньшей мере, на соприкасающейся с текучей средой внутренней стороне, электронепроводящей, электродное устройство, по меньшей мере, с двумя расположенными на измерительной трубе измерительными электродами для определения индуцируемого в текучей среде электрического напряжения, а также равным образом расположенную на измерительной трубе систему магнитного поля. В системе магнитного поля приемника потока в соответствии с изобретением для создания пронизывающего в движении текучую среду магнитного поля предусмотрена, по меньшей мере, одна седлообразная первая полюсная катушка и одна седлообразная вторая полюсная катушка, для управления магнитным полем против текучей среды предусмотрен соответственно ферромагнитный первый башмак для первой полюсной катушки и ферромагнитный второй полюсный башмак для второй полюсной катушки, а также для управления магнитным полем вокруг измерительной трубы предусмотрено, по меньшей мере, одно расположенное против течения обоих полюсных катушек вокруг измерительной трубы ферромагнитное первое устройство обратного хода и, по меньшей мере, одно расположенное по течению обеих полюсных катушек вокруг измерительной трубы ферромагнитное второе устройство обратного хода. Первый полюсный башмак посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного первого связующего элемента магнитно соединен с первым устройством обратного хода и посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного второго связующего элемента магнитно соединен со вторым устройством обратного хода, в то время как второй полюсный башмак посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного третьего связующего элемента магнитно соединен с первым устройством обратного хода и посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного четвертого связующего элемента магнитно соединен со вторым устройством обратного хода. Каждый из предпочтительно унифицированно оформленных, связующих элементов имеет, по меньшей мере, один, в основном, желобообразный защитный сегмент, который охватывает лежащую, в основном, на первой окружности измерительной трубы первую секцию обмотки или лежащую, в основном, на второй окружности измерительной трубы вторую секцию обмотки, соответственно принадлежащей полюсной катушки.
В соответствии с предпочтительным первым вариантом выполнения изобретения, по меньшей мере, один из связующих элементов имеет, по меньшей мере, одну, служащую для магнитного соединения с соответствующим принадлежащим полюсным башмаком первую контактную зону, которая, по меньшей мере, частично плоскостно контактирует с соответствующим полюсным башмаком.
В соответствии с предпочтительным вторым вариантом выполнения изобретения, по меньшей мере, один из связующих элементов имеет, по меньшей мере, одну, служащую для магнитного соединения с соответствующим принадлежащим устройством обратного хода вторую контактную зону, которая, по меньшей мере, частично плоскостно контактирует с соответствующим устройством обратного хода.
В соответствии с предпочтительным третьим вариантом выполнения изобретения, каждая из обеих, в частности диаметрально противолежащих друг другу, полюсных катушек имеет, в основном, прямоугольное поперечное сечение.
В соответствии с предпочтительным четвертым вариантом выполнения изобретения, расположенная на желобообразном защитном сегменте первого связующего элемента секция обмотки образует первую сторону поперечного сечения первой полюсной катушки, а расположенная на желобообразном защитном сегменте второго связующего элемента секция обмотки образует вторую сторону поперечного сечения первой полюсной катушки.
В соответствии с предпочтительным пятым вариантом выполнения изобретения защитные сегменты имеют соответственно, по меньшей мере, одно, в основном, дугообразное ребро.
В соответствии с предпочтительным шестым вариантом выполнения изобретения связующие элементы также выполнены, в основном, седлообразными.
Основная идея изобретения состоит том, чтобы с помощью надлежащего расположения седлообразных полюсных катушек и магнитных устройств обратного хода в комбинации с предпочтительно плоскостно выполненными связующими элементами при сравнимых с традиционными приемниками потока издержках на экранирование добиться существенно независимой от фактических конструктивных особенностей установки и, таким образом, хорошо калибрируемого управления магнитным полем. Вследствие этого для приемника потока в соответствии с изобретением, в частности, в сравнении с традиционными приемниками потока с соотношениями номинального внутреннего диаметра к длине измерительной трубы более 0,6 и номинальными внутренними диаметрами свыше 500 мм, выявляются предпочтительно низкие паразитивные индуктивности. Следующее преимущество изобретения состоит в том, что несмотря на обширное экранирование магнитного поля может быть достигнуто малое время формирования поля и, таким образом, высокая динамика измерений.
На основании эффективно ограниченного в аксиальном направлении своего распространения магнитного поля приемник потока в соответствии с изобретением может даже при большом номинальном внутреннем диаметре оснащаться сравнительно короткой измерительной трубой, а поэтому и в аксиальном направлении может быть выполнен очень компактно.
Далее изобретение и преимущества разъясняются на основании примеров выполнения, которые представлены на чертежах. Одинаковые детали на чертежах снабжены одинаковыми обозначениям. В случае если это улучшает наглядность, то на последующих фигурах отказываются от уже упомянутых ранее обозначений.
Фиг.1 демонстрирует в перспективе встроенный по ходу трубопровода магнитно-индуктивный приемник потока для измерения протекающей в трубопроводе текучей среды,
Фиг.2 демонстрирует приемник потока с Фиг.1 в разрезе на виде сбоку,
Фиг.3, 4 демонстрируют на схематичном разрезе расположение полюсных листов на поверхности внешнего кожуха предназначенной для приемника потока с Фиг.1 измерительной трубы,
Фиг.5, 6 демонстрируют на схематичном разрезе расположение полюсных зон, встроенных в стенку предназначенной для приемника потока с Фиг.1 измерительной трубы, и
Фиг.7, 8 демонстрируют на схематичном разрезе расположение полюсных листов на внутренней поверхности предназначенной для приемника потока с Фиг.1 измерительной трубы.
Схематично представленный на Фиг.1 и 2 магнитно-индуктивный приемник потока 10 пригоден, в частности, для измерения электропроводящей текучей среды, протекающей в трубопроводе - непредставленном здесь - с диапазоном номинального внутреннего диаметра между примерно 200 мм и 700 мм, в частности, между 350 мм и 600 мм. Для управления текучей средой приемник потока имеет помещенную по ходу трубопровода измерительную трубу 11. Она может состоять из не ферромагнитного металла, как, к примеру, из нержавеющей стали, из подходящей керамики, к примеру, керамики из оксида алюминия или из подходящего синтетического материала, к примеру, эбонита.
Если измерительная труба 11 выполнена как металлическая измерительная труба, то она внутри облицована электронепроводящей изоляцией 9, к примеру из полифторэтилена, в частности политетрафторэтилена, из мягкой резины или из эбонита, чтобы индуцированные магнитным полем сигналы не были закорочены металлическим кожухом измерительной трубы 11, сравнить Фиг.2, 3, 5 или 7.
В представленном здесь примере выполнения измерительная труба 11 снабжена фланцами 12, 13, с помощью которых приемник 10 данных измерений герметично вставлен в трубопровод. Вместо фланцев возможно также использование винтовых или шланговых соединений, как это обычно происходит в сантехнической или пищевой промышленности. Возможны также безфланцевые соединения посредством аксиального прессования между трубопроводом и измерительной трубой, в частности, при использовании измерительной трубы, состоящей из керамики или синтетического материала.
На стенке, а при необходимости, и в стенке измерительной трубы 11 расположены предпочтительно два измерительных электрода, которые, к примеру, диаметрально противолежат друг другу, и из которых на Фиг.1 виден лишь один измерительный электрод 14. Если измерительные электроды должны входить в соприкосновение с текучей средой, то есть они должны быть гальваническими измерительными электродами, то они помещаются в соответствующее отверстие в стене измерительной трубы - в случае с металлической измерительной трубой 11 изолированно от нее самой. В случае емкостных измерительных электродов не предусмотрено соприкосновение с текучей средой, и измерительные электроды расположены, поэтому, изолированно от текучей среды. Могут быть предусмотрены также другие измерительные электроды и также заземляющие электроды, а также контрольные электроды, к примеру, для определения уровня заполнения.
Измерительные электроды связаны с неизображенным, обычным электронным устройством обработки результатов, которое преобразовывает отводимый от измерительных электродов сигнал в сигнал, соответствующий объемному потоку. Также для этого могут использоваться многократно описанные в различной литературе электрические схемы.
На измерительной трубе 11, при необходимости, также, по меньшей мере, частично встроено в трубу, далее располагается система магнитного поля для создания и управления магнитным полем, пронизывающим трубу 11, предпочтительно вертикально к диаметру соединения электродов и вертикально к продольной оси измерительной трубы 11.
Для создания магнитного поля система магнитного поля содержит в себе седловидную первую и противолежащую седловидную вторую полюсные катушки 15, 16. Полюсные катушки 15, 16 предпочтительно выполнены удлиненно плоскими, в основном, с прямоугольным поперечным сечением; он могут, однако, в случае, если это необходимо, иметь также по-другому оформленное поперечное сечение, к примеру, круглое или овальное. Подходящие для изготовления седлообразных полюсных катушек способы описаны, к примеру, в ЕР-А 768685.
Обе полюсные катушки 15, 16 в представленном здесь примере выполнения расположены диаметрально друг напротив друга, а именно соответственно максимально близко к поверхности внешнего кожуха измерительной трубы 11. К тому же обе полюсные катушки 15, 16 таким образом расположены на измерительной трубе, что соответствующая главная ось каждой полюсной катушки 15, 16 проходит, в основном, вертикально к продольной оси измерительной трубы 11 и, таким образом, также в направлении радиуса поверхности поперечного сечения измерительной трубы 11. В случае если необходимо, в частности, при использовании более чем двух полюсных катушек, последние могут быть расположены на измерительной трубе 11 также и другим подходящим способом.
Магнитное поле создается посредством тока возбуждения, созданного обычной электрической цепью генератора тока катушки и подведенного в полюсные катушки. Для этого могут использоваться многократно описанные в литературе электрические цепи.
Для управления магнитным полем против текучей среды система магнитного поля содержит далее ферромагнитный первый полюсный башмак 21 для полюсной катушки 15 и ферромагнитный второй полюсный башмак 22 для полюсной катушки 16. В представленном на Фиг.1, 2, 3 или 4 примере выполнения каждый из обоих полюсных башмаков 21, 22 выполнен в форме также седловидного полюсного листа, который внешней поверхностью подгоняется под седловидную форму соответствующей контактной поверхности, принадлежащей полюсной катушке 15 или 16. Оба полюсных листа, известным специалисту образом, располагаются на поверхности внешнего кожуха измерительной трубы 11 так, что они пролегают, глядя в направлении окружности соответственно с обеих сторон соответствующих катушек 15, 16 и с соблюдением достаточного взаимного расстояния D между концами полюсных листов; полюсные листы могут быть, к примеру, однако, расположены на поверхности внешнего кожуха измерительной трубы 11 таким образом, что они, в основном, находятся только внутри поперечного сечения в свету принадлежащих полюсных катушек 15. 16 и, таким образом, не выступают над соответствующей полюсной катушкой 15, 16 ни в аксиальном направлении, ни глядя в направлении окружности. На Фиг.1 видна соответственно только передняя часть полюсных листов 21, 22; их задняя равновеликая часть закрыта. В качестве материала для полюсных листов предпочтительно используется магнитомягкий материал, как, например, трансформаторный лист или подобный ему.
Для управления магнитным полем вне предназначенной для измерения текучей среды и вокруг измерительной трубы система магнитного поля содержит, по меньшей мере, одно ферромагнитное первое устройство обратного хода 23. Сверх того предусмотрено также служащее для направления магнитного поля вокруг измерительной трубы дополнительное второе ферромагнитное устройство обратного хода 24. Устройство обратного хода 23, как представлено на Фиг.1, расположено против течения потока, а устройство обратного хода 24 по течению потока обоих полюсных катушек 15, 16 и полюсных башмаков 21, 22. В представленном здесь примере выполнения каждое из двух устройств обратного хода 23, 24 выполнено, предпочтительным образом, соответственно, как, в основном, непосредственно лежащий на поверхности внешнего кожуха измерительной трубы 11 и, в частности, соответственно другому, параллельно расположенный магнитомягкий лист устройства обратного хода. Иначе говоря, оба устройства обратного хода 23, 24 выполнены здесь как закрытые, снаружи лежащие на измерительной трубе 11 и при этом обхватывающие последнюю кольца или ободья. Взаимное, в частности, в основном, постоянное расстояние L между стальными листами устройств обратного хода 23, 24 находится при этом, предпочтительно, в пределах 0,3-0,7, в частности, 0,4-0,6 от номинального внутреннего диаметра измерительной трубы 11. Толщина устройств обратного хода 23, 24 в радиальном направлении предпочтительно выбрана примерно между 1 мм и 5 мм.
В то время как Фиг.1, как уже вкратце упоминалось ранее, демонстрирует расположение полюсных башмаков 21, 22 на поверхности внешнего кожуха измерительной трубы 11, на Фиг.5, 6. 7 и 8 наглядно показаны другие возможности исполнения полюсных башмаков, а именно, их выполнение в виде полюсных зон 31. На Фиг.5 показана металлическая измерительная труба 11 с помещенной в ее стенку, к примеру приваренной или впаянной, полюсной зоной 31. На Фиг.6 полюсная зона 31, в случае керамической измерительной трубы 11, является магнитно-проводимой керамической зоной. Эти полюсные зоны могут быть получены соответственно при примешивании соответствующих металлических порошков во время изготовления измерительной трубы 11. Фиг.7 демонстрирует расположение полюсного листа 31 на поверхности внешнего кожуха металлической измерительной трубы 11, причем полюсные листы, также как и измерительная труба 11 отделены от текучей среды изоляцией 9. Фиг.8 демонстрирует соответствующий случай для состоящей из синтетического материала измерительной трубы 11, при котором полюсные листы встроены в синтетический материал.
Наглядно продемонстрированные на основании Фиг.3-8 различные варианты расположения и выполнения полюсных листов применимы также, сравнимым образом, на листах устройств обратного хода. От их изображения на чертежах также отказались, так как их размещение специалист также может осуществить без проблем.
Как показано на Фиг.1 и 2, полюсный башмак 21 с помощью, по меньшей мере, одного ферромагнитного первого связующего элемента 17 с устройством обратного хода 23 и с помощью, по меньшей мере, одного ферромагнитного второго связующего элемента 18 с устройством обратного хода 24 магнитно связаны.
Для оптимизации управления полем, в частности, для минимизации расширения магнитного поля в направлении продольной оси измерительной трубы 11, связующий элемент 17 имеет, по меньшей мере, один, в основном, седлообразный защитный сегмент 17а, который располагается вдоль лежащей, в основном, на окружности измерительной трубы 11 первой секции обмотки 15а полюсной катушки 15, и который охватывает и перекрывает, по меньшей мере, эту первую секцию обмотки 15а или соответствующий первый сегмент первой полюсной катушки 15. Защитный сегмент 17а связующего элемента 17 содержит для этого со стороны полюсного башмака первую стенку 171, а со стороны устройства обратного хода вторую стенку 172, которые с помощью расположенной поверх полюсной катушки 15 защищающей третьей стенки 173 соединены друг с другом и притом так, что обе стенки 171 и 172 имеет достаточное расстояние между собой. Это расстояние предпочтительно превышает 30 мм.
Стенки 171, 172 и 173 предпочтительно оформлены и расположены друг относительно друга таким образом, что защитный сегмент 17а имеет, в основном, U-образное, V-образное или, как показано на Фиг.2, трапецеидальное поперечное сечение.
Связующий элемент 17 может быть изготовлен предпочтительно из сравнительно тонкого листа, к примеру, способом холодной деформации.
В соответствии с предпочтительной формой выполнения изобретения посредством обеих стенок 171, 173 образовано, в основном, дугообразное первое ребро 17b защитного сегмента 17а. Сверх того посредством обеих стенок 172, 173 образовано также дугообразное второе ребро 17с защитного сегмента 17а, которое, в основном, проходит параллельно первому ребру 17b, предпочтительно так, что стенка 173, в основном, располагается коаксиально к измерительной трубе 11. К тому же связующий элемент 17 предпочтительно выполнен также, в основном, седлообразно.
Как показано на Фиг.1 и 2, в предпочтительном варианте как стенка 171 со стороны полюсного башмака, так и стенка 172 со стороны устройства обратного хода снабжены соответственно контактной поверхностью 171а или 172а. Каждая из обеих контактных поверхностей 171а, 172а выполнена таким образом, что она, будучи насаженной на полюсный башмак 21 или на устройство обратного хода 23, как можно с более точной посадкой прилегает к принадлежащей встречной контактной поверхности 21а полюсного башмака 21 или к принадлежащей встречной контактной поверхности 23а устройства обратного хода 23.
Как показано на Фиг.1, у связующего элемента 18 предпочтительно предусмотрен также сравнимый с защитным сегментом 17а защитный сегмент 18а, который располагается вдоль лежащей, в основном, на окружности измерительной трубы 11 второй секции обмотки 15b полюсной катушки 15, и который обхватывает и перекрывает, по меньшей мере, эту вторую секцию обмотки 15b или соответствующий второй сегмент полюсной катушки 15. Как несложно определить, посредством стенки 171 защитного сегмента 17а со стороны полюсного башмака и соответствующей стенки 181 защитного сегмента 18а со стороны полюсного башмака образована зона системы магнитного поля, которая сравнима с традиционным сердечником катушки или каркасом катушки. Сверх того, также второй полюсный башмак 22 сравнимым с полюсным башмаком 21 образом магнитно связан с предусмотренными в приемнике 10 потока устройствами обратного хода 23, 24. В соответствии с этим, система магнитного поля включает в себя далее, по меньшей мере, один ферромагнитный, в частности, идентично оформленный первому связующему элементу 17 третий связующий элемент 19 для полюсного башмака 22 и устройства обратного хода 23, который также имеет, по меньшей мере, один желобообразный защитный сегмент 19а для первой секции обмотки второй полюсной катушки 16. Сверх того, предусмотрен еще один ферромагнитный, в частности, идентично оформленный второму связующему элементу 18 четвертый связующий элемент 20 с желобообразным защитным сегментом 20а для второй секции обмотки второй полюсной катушки 16, который магнитно связывает между собой полюсный башмак 22 и устройство обратного хода 24.
Как становится понятно на Фиг.1 и 2, соответствующая ширина стенок 171, 181, 191, 201, образующих сердечник катушки, в радиальном направлении немного больше, чем высота полюсных катушек 15, 16. Кроме того, стенки 171, 181 и соответственно 191, 201, образующих сердечник катушки, расположены с соблюдением взаимного расстояния в соответствующих полюсных катушках 15 или 16.
Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения каждый из защитных сегментов имеет длину, которая соответствует, по меньшей мере, четверти боковой длины полюсных катушек 15 или 16. Обычно длину обоих защитных сегментов нужно выбирать, предпочтительно, как можно больше.
Согласно следующей форме выполнения изобретения первый и второй связующие элементы 17, 18 выполнены соответственно цельными из одной заготовки.
Согласно другой форме выполнения изобретения оба связующих элемента 17, 18 изготовлены с использованием совместного листа, так что таким образом изготовленный, служащий для магнитного соединения обоих устройств обратного хода 23, 24 на полюсом башмаке 21 хомут, в основном, является цельным.
Согласно предпочтительной дальнейшей форме выполнения изобретения полюсный башмак 21 также интегрирован в хомут, то есть изготовлен совместно с обоими связующими элементами 17, 18 из одной заготовки материала.
Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения оба связующих элемента 17, 18 выполнены друг относительно друга, по меньшей мере, зеркально симметрично; в предпочтительном варианте, однако, они могут быть также оформлены идентично.
Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения предусмотренные для системы магнитного поля связующие элементы 17, 18, 19, 20 оформлены, в основном, идентично друг другу. Сверх того, связующие элементы 17, 18, 19, 20 состоят предпочтительно из одинакового материала, к примеру из трансформаторного листа или нечто подобного.
Полюсные листы 21, 22 и/или листы обратного хода 23, 24, также как и связующие элементы 17, 18, 19, 20 могут быть выполнены не только в форме отдельных листов, но и также как пакеты листовой стали, как они известны из трансформаторной или электромоторной техники. Эти пакеты листовой стали состоят из двух или нескольких наслоенных друг на друга отдельных листов из магнитомягкого материала с соразмеренной соответственно необходимому низкому магнитному сопротивлению шириной, к примеру из так называемых зерновых листов, поверхности которых снабжены тонким электрически изолированным слоем. Таким образом, отдельные листы пакета листовой стали электрически изолированы друг от друга, благодаря чему потери от вихревых токов могут быть значительно снижены.
Цель всех примеров выполнения изобретения состоит, впрочем, также в том, чтобы создать магнитопровод с максимально низким магнитным сопротивлением, закрытый от полюсных листов или полюсных зон к листам устройств обратного хода или зон обратного хода через сердечники катушек.
Магнитно-индуктивный приемник потока снабжен далее непредставленным, с внешней стороны окружающим измерительную трубу 11, систему магнитного поля, а также измерительные электроды оболочкой, к примеру, металлическим кожухом, способствующим экранированию. Этот кожух может быть, в случае необходимости, заполнен наполнителем, к примеру может быть запенен.
1. Магнитно-индуктивный приемник (10) потока для измерения протекающей в трубопроводе электропроводной текучей среды, содержащий:
помещенную по ходу трубопровода измерительную трубу (11) для направления текучей среды, выполненную, по меньшей мере, на соприкасающейся с текучей средой внутренней стороне электронепроводящей,
электродное устройство (14), по меньшей мере, с двумя расположенными на измерительной трубе измерительными электродами для определения индуцируемого в текучей среде электрического напряжения, а также
расположенную на измерительной трубе (11) систему магнитного поля, по меньшей мере, с одной седлообразной первой полюсной катушкой (15) и одной седлообразной второй полюсной катушкой (16) для создания магнитного поля, пронизывающего в движении текучую среду, с ферромагнитным первым полюсным башмаком (21) для первой полюсной катушки (15) и ферромагнитным вторым полюсным башмаком (22) для второй полюсной катушки (16) для управления магнитным полем против текучей среды, а также, по меньшей мере, с одним расположенным вверх по течению потока от обеих полюсных катушек (15, 16) вокруг измерительной трубы (11) ферромагнитным первым устройством обратного хода (23) и, по меньшей мере, с одним расположенным по течению потока от обеих полюсных катушек (15, 16) вокруг измерительной трубы (11) ферромагнитным вторым устройством обратного хода (24) для управления магнитным полем вокруг измерительной трубы (11),
причем первый полюсный башмак (21) посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного первого связующего элемента (17) магнитно соединен с первым устройством обратного хода (23), и посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного второго связующего элемента (18) магнитно соединен со вторым устройством обратного хода (24), и второй полюсный башмак (22) посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного третьего связующего элемента (19) магнитно соединен с первым устройством обратного хода (23) и посредством, по меньшей мере, одного ферромагнитного четвертого связующего элемента (20) магнитно соединен со вторым устройством обратного хода (24), при этом каждый из связующих элементов (17, 18, 19, 20) имеет, по меньшей мере, один в основном желобообразный защитный сегмент (17а, 18а, 19а, 20а), который охватывает лежащую в основном на первой окружности измерительной трубы (11) первую секцию обмотки (15а, 16а) или лежащую в основном на второй окружности измерительной трубы (11) вторую секцию обмотки (15b, 16b), соответственно принадлежащую полюсной катушке (15 или 16).
2. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.1, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, один из связующих элементов (17) имеет, по меньшей мере, одну предназначенную для магнитного соединения с соответствующим принадлежащим полюсным башмаком (21) контактную зону (171 а), которая, по меньшей мере, частично плоскостно контактирует с соответствующим полюсным башмаком (21).
3. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.2, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, один из связующих элементов (17) имеет, по меньшей мере, одну предназначенную для магнитного соединения с соответствующим принадлежащим устройством обратного хода (23) контактную зону (172а), которая, по меньшей мере, частично плоскостно контактирует с соответствующим устройством обратного хода (23).
4. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.3, характеризующийся тем, что каждая из обеих, в частности, диаметрально противолежащих друг другу полюсных катушек (15, 16) имеет в основном прямоугольное поперечное сечение.
5. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.4, характеризующийся тем, что расположенная на желобообразном защитном сегменте (17а) первого связующего элемента (17) секция обмотки (15 а) образует первую сторону поперечного сечения первой полюсной катушки (15), а расположенная на желобообразном защитном сегменте (18а) второго связующего элемента (18) секция обмотки (15b) образует вторую сторону поперечного сечения первой полюсной катушки (15).
6. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.5, характеризующийся тем, что защитные сегменты (17а) имеют соответственно, по меньшей мере, одно в основном дугообразное ребро (17b, 17с).
7. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.6, характеризующийся тем, что связующие элементы (17, 18, 19, 20) также выполнены в основном седлообразными.
8. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.1, характеризующийся тем, что, по меньшей мере, один из связующих элементов (17) имеет, по меньшей мере, одну предназначенную для магнитного соединения с соответствующим принадлежащим устройством обратного хода (23) контактную зону (172а), которая, по меньшей мере, частично плоскостно контактирует с соответствующим устройством обратного хода (23).
9. Магнитно-индуктивный приемник потока по одному из пп.1 и 2, характеризующийся тем, что каждая из обеих, в частности, диаметрально противолежащих друг другу полюсных катушек (15, 16) имеет в основном прямоугольное поперечное сечение.
10. Магнитно-индуктивный приемник потока по п.9, характеризующийся тем, что каждая из обеих, в частности, диаметрально противолежащих друг другу полюсных катушек (15, 16) имеет в основном прямоугольное поперечное сечение, причем расположенная на желобообразном защитном сегменте (17а) первого связующего элемента (17) секция обмотки (15а) образует первую сторону поперечного сечения первой полюсной катушки (15), а расположенная на желобообразном защитном сегменте (18а) второго связующего элемента (18) секция обмотки (15b) образует вторую сторону поперечного сечения первой полюсной катушки (15).
11. Магнитно-индуктивный приемник потока по одному из пп.1-4, характеризующийся тем, что защитные сегменты (17а) имеют соответственно, по меньшей мере, одно в основном дугообразное ребро (17b, 17с).
12. Магнитно-индуктивный приемник потока по одному из пп.1-5, характеризующийся тем, что связующие элементы (17, 18, 19, 20) также выполнены в основном седлообразными.
