Устройство для измерения объемного или массового потока среды

Изобретение относится к магнитно-индуктивному расходомеру, предназначенному для измерения потока среды (11), протекающей через измерительную трубку (2) с магнитной системой в виде катушек (6, 7), измерительными электродами (4, 5) и опорным электродом (17), находящимся под определенным потенциалом. Опорный электрод (17) соединен с резистором (20). Измерительное устройство (21) определяет протекающий через резистор (20) ток, значение которого подается в регулирующий/обрабатывающий блок (8), выполненный с возможностью оценки тока для своевременного обнаружения сбоя измерительного прибора (1) или опорного электрода (17). Дисплей (9) отображает предупреждение и/или информацию об оставшемся сроке службы измерительного прибора (1) или опорного элемента (17). Изобретение позволяет сделать вывод о необходимом сроке замены расходомера (1) или его компонента (17). 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к устройству для измерения объемного или массового потока среды, протекающей через измерительную трубку в направлении ее оси, содержащему магнитную систему, создающую пронизывающее измерительную трубку, проходящее, в основном, поперек ее оси магнитное поле, по меньшей мере, один связанный со средой измерительный электрод, эталонный компонент, лежащий на определенном потенциале, причем эталонный компонент соединен с резистором, и регулирующий/обрабатывающий блок, который с помощью индуцированного, по меньшей мере, в одном измерительном электроде измерительного напряжения предоставляет информацию об объемном или массовом потоке среды в измерительной трубке.

Из US-PS 6920799 В1 известен магнитно-индуктивный расходомер, с помощью которого возможно подавление коррозионного разрушения эталонного электрода. Известное решение исходит из того, что эталонный электрод обычно находится в непосредственном контакте со средой. Когда через эталонный электрод течет ток, то это приводит вследствие электролиза к его коррозии. Разумеется, это крайне нежелательно. Чтобы ограничить протекающий через эталонный электрод ток, в приведенной публикации предложено подключить к эталонному электроду ограничительный резистор. Следовательно, рекомендуется решение, в котором протекающий через эталонный электрод ток ограничивается без учета или устранения причины протекания тока. Коррозионное разрушение измерительных электродов остается неизвестным, следовательно, отсутствует противодействие их коррозии. Правда, благодаря известному решению опасность коррозии эталонного электрода уменьшена, однако опорный потенциал из-за подключенного резистора с относительно большим сопротивлением становится высокоомным, вследствие чего стабильность и воспроизводимость данных измерений могут значительно ухудшиться.

В основе изобретения лежит задача создания магнитно-индуктивного расходомера, в котором отображался бы сбой его самого или, по меньшей мере, одного его компонента.

Эта задача решается за счет того, что предусмотрено измерительное устройство, которое предоставляет информацию о протекающем через резистор токе. Ток, протекающий через эталонный электрод и, тем самым, также через резистор, является согласно изобретению четким указанием на сбой магнитно-индуктивного расходомера. Эта информация о сбое предоставляется в распоряжение обслуживающему персоналу.

Это дает ему возможность, среагировав на указание, что через опорную точку течет ток, принять подходящие ответные меры. Таким образом, протекающий через эталонный электрод ток является дополнительной измеряемой величиной, привлекаемой в целях диагностического обслуживания. Следовательно, за счет подходящих ответных мер можно своевременно противодействовать коррозии эталонного и измерительных электродов.

В одном предпочтительном варианте устройства предложено, что регулирующий/обрабатывающий блок сравнивает фактическое значение тока с его заданным предельным значением и что он выдает предупреждение, если фактическое значение тока превышает его предельное значение. Таким образом, возможно диагностическое обслуживание расходомера.

В одном предпочтительном варианте устройства предложено, что в случае эталонного компонента речь идет об эталонном электроде, находящемся в контакте со средой. В случае определенного потенциала речь идет предпочтительно о потенциале Земли. Разумеется, вместо заземленного эталонного электрода в сочетании с настоящим изобретением может использоваться также заземляющая шайба.

В случае резистора речь идет в одном предпочтительном варианте о резисторе с относительно небольшим сопротивлением. Подходящий резистор имеет сопротивление менее 10 Ом. Предпочтительно оно составляет 0,1 Ом. Благодаря выполнению резистора низкоомным влияние на опорный потенциал даже в случае протекания тока минимальное, так что не возникает никакого обратного влияния на качество результатов измерений.

В сочетании с устройством считается предпочтительным, если фактические значения тока модифицируются посредством произвольной оценки. Эта оценка может составлять, например, 1 или кратное, I², I³, I^1/2 и т.д. Таким образом, высокие токи имеют больший вес, чем низкие токи.

Особенно предпочтительным считается вариант, заключающийся в том, что регулирующий/обрабатывающий блок в течение заданного отрезка времени интегрирует фактические значения тока и интегрированные фактические значения тока сравнивает со значениями тока, хранящимися в памяти в зависимости от срока службы измерительного прибора или его отдельных компонентов, и что регулирующий/обрабатывающий блок предоставляет информацию о предполагаемом сроке службы измерительного прибора или его отдельных компонентов. В случае компонентов речь идет, например, об эталонном электроде или об измерительных электродах.

В одном предпочтительном варианте устройства предусмотрен дисплей, на котором отображается предупреждение и/или информация об оставшемся сроке службы измерительного прибора или, по меньшей мере, одного его компонента.

В качестве альтернативы или дополнительно предусмотрен блок связи, посредством которого предупреждение и/или информация о сроке службы измерительного прибора или, по меньшей мере, одного его компонента передается на удаленный пункт управления. Блок связи передает данные на пункт управления или на иное сервисное устройство, например мобильный телефон, беспроводным путем или по соединительной линии.

Изобретение более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

- фиг.1: схематично известный из уровня техники магнитно-индуктивный расходомер;

- фиг.2: схематично предпочтительный вариант магнитно-индуктивного расходомера;

- фиг.3: блок-схема детектирования тока для обнаружения сбоя магнитно-индуктивного расходомера.

На фиг.1 схематично изображен известный из уровня техники магнитно-индуктивный расходомер. Соответствующие магнитно-индуктивные расходомеры предлагаются и распространяются заявителем под названием PROMAG. Среда 11 протекает через измерительную трубку 2 в направлении ее оси 3. Среда 11, по меньшей мере, в небольшой степени является электропроводящей. Сама измерительная трубка 2 изготовлена из непроводящего материала или, по меньшей мере, на своей внутренней поверхности облицована непроводящим материалом.

Ориентированное перпендикулярно направлению течения среды 11 магнитное поле В создается в данном случае двумя диаметрально расположенными катушками 6, 7 или двумя электромагнитами. Под влиянием магнитного поля В находящиеся в среде носители заряда мигрируют в зависимости от полярности к обоим измерительным электродам 4, 5 противоположной полярности. Возникающее на измерительных электродах 4, 5 измерительное напряжение измеряется соответственно относительно потенциала эталонного электрода 17. В данном случае эталонный электрод 17 соединительной линией 18 соединен с потенциалом Земли или корпуса. Измерительное напряжение пропорционально усредненной по сечению измерительной трубки 2 скорости течения среды 11, т.е. оно является мерой объемного потока среды 11 в измерительной трубке 2. Последняя посредством соединительных элементов, например фланцев (не показаны), соединена с системой труб, через которую течет среда 11.

Измерительные электроды 4, 5 находятся в данном случае в непосредственном контакте со средой 11, однако связь, как уже упомянуто выше, может быть также емкостного характера.

Соединительными линиями 12, 13 измерительные электроды 4, 5 соединены с регулирующим/обрабатывающим блоком 8. Соответствующая измерительная информация направляется на регулирующий/обрабатывающий блок 8 по линиям 12, 13, 14а передачи данных. Конкретная схема, которая показывает, как измерительные сигналы измерительных электродов 4, 5 снимаются относительно потенциала Земли эталонного электрода 17, не показана, поскольку она достаточно известна из уровня техники. Здесь следует упомянуть магнитно-индуктивные расходомеры, предлагаемые и распространяемые заявителем под названием PROMAG. Соединение между катушками 6, 7 и регулирующим/обрабатывающим блоком 8 осуществляется соединительными линиями 14, 15. Регулирующий/обрабатывающий блок 8 соединен соединительной линией 16 с блоком 9 ввода/вывода. Регулирующему/обрабатывающему блоку 8 придан блок 10 памяти.

На фиг.2 схематично изображен предпочтительный вариант магнитно-индуктивного расходомера 1. Он отличается от известного на фиг.1 тем, что к эталонному электроду 17 подключен резистор 20. Это подробно показано на изображенном на фиг.3 фрагменте фиг.2. Резистор 20 низкоомный, и его сопротивление составляет преимущественно долю 1 Ома. Протекающий через резистор 20 ток I определяется измерительным устройством 21. Это фактическое значение тока подается на регулирующий/обрабатывающий блок 8. При этом согласно изобретению протекающий ток I является однозначным доказательством того, что эталонный электрод 17 подвержен опасности коррозии. Если фактическое значение тока достигает заданного предельного значения или ниже него, то подается предупреждение. Соответствующая информация отображается на дисплее 9. В качестве альтернативы или дополнительно предупреждение передается через блок 22 связи на удаленное место, например на мобильный телефон или на пункт 24 управления, беспроводным путем или по соединительной линии 23.

Как уже упомянуто выше, регулирующий/обрабатывающий блок 8 производит оценку фактических значений тока. Так, высокий фактический ток имеет больший вес, чем низкий фактический ток. Кроме того, предусмотрено, что регулирующий/обрабатывающий блок 8 интегрирует с течением времени детектированные фактические значения тока. Это позволяет сделать вывод о том, когда, самое позднее, должен быть заменен расходомер 1 или, по меньшей мере, один его компонент, например эталонный электрод 17. Для хранения данных измерений служит блок 10 памяти.

Перечень ссылочных позиций

1 - предложенное в изобретении устройство

2 - измерительная трубка

3 - ось измерительной трубки

4 - измерительный электрод

5 - измерительный электрод

6 - катушка

7 - катушка

8 - регулирующий/обрабатывающий блок

9 - блок ввода/вывода

10 - блок памяти

11 - среда

12 - соединительная линия

13 - соединительная линия

14 - соединительная линия

14а - соединительная линия

15 - соединительная линия

16 - соединительная линия

17 - эталонный электрод

18 - соединительная линия

19 - соединительная линия

20 - резистор

21 - измерительное устройство

22 - блок связи

23 - соединительная линия

24 - пункт управления.

1. Устройство для измерения объемного или массового расхода среды, протекающей через измерительную трубку (2) в направлении ее оси (3), содержащее магнитную систему (6, 7), выполненную с возможностью создания пронизывающего измерительную трубку (2), проходящего, в основном, поперек ее оси (3) магнитного поля (В), по меньшей мере, один связанный со средой (11) измерительный электрод (4; 5), опорный элемент (17), находящийся под определенным потенциалом, причем опорный элемент (17) соединен с резистором (20), и регулирующий/обрабатывающий блок (8), выполненный с возможностью предоставления информации об объемном или массовом расходе среды (11) в измерительной трубке (2) с помощью индуцированного, по меньшей мере, в одном измерительном электроде (4, 5) измерительного напряжения, отличающееся тем, что содержит измерительное устройство (21), выполненное с возможностью предоставления информации о протекающем через резистор (20) токе (I) в регулирующий/обрабатывающий блок (8), выполненный с возможностью оценки тока для обнаружения сбоя измерительного прибора (1) или его элемента (17).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регулирующий/обрабатывающий блок (8) выполнен с возможностью сравнения фактического значения тока с его заданным предельным значением, при этом регулирующий/обрабатывающий блок (8) выполнен с возможностью выдачи предупреждения, если фактическое значение тока превышает его предельное значение.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опорный элемент (17) выполнен в виде опорного электрода, находящегося в контакте со средой (11), при этом в случае определенного потенциала речь идет о потенциале Земли.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что резистор (20) имеет сопротивление менее 10 Ом.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фактические значение тока модифицируются посредством задания весовых коэффициентов (например, I², I³, I^1/2 и т.д.).

6. Устройство по п.1 или 5, отличающееся тем, что регулирующий/обрабатывающий блок (8) выполнен с возможностью интегрирования фактических значений тока в течение заданного отрезка времени и сравнения интегрированного фактического значения тока со значениями тока, хранящимися в памяти в зависимости от срока службы измерительного прибора (1) или его отдельного опорного элемента (17), при этом регулирующий/обрабатывающий блок (8) выполнен с возможностью предоставления информации о предполагаемом сроке службы измерительного прибора (1) или его отдельного опорного элемента (17).

7. Устройство по п.1 или 4, отличающееся тем, что предусмотрен дисплей (9), на котором может отображаться предупреждение и/или информация об оставшемся сроке службы измерительного прибора (1) или, по меньшей мере, одного его опорного элемента (17).

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что предусмотрен блок (22) связи, выполненный с возможностью передачи предупреждения и/или информации о сроке службы измерительного прибора (1) или, по меньшей мере, одного его опорного элемента (17) на удаленный пункт управления.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что блок (22) связи выполнен с возможностью передачи предупреждения и/или информации на удаленный пункт (24) управления беспроводным путем или по соединительной линии (23).