[发明专利]用于磁感应流量计的电极

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于磁感应流量计的电极，该流量计用于确定导电介质流经测量管的体积流量，其中测量管至少在接触介质的区域不导电；其中电极具有电极杆和电极头；其中电极头接触介质；其中电极杆具有多个沿着电极的纵轴逐次设置的截头圆锥形密封唇；以及其中电极杆被压入在测量管的壁中的直径为d的孔。

背景技术

为了测量体积流量，磁感应流量计使用电磁感应原理：介质的垂直于磁场运动的载流子在同样基本垂直于介质流动方向且垂直于磁场方向的电极中感生出电压。在电极中产生的测量电压与在测量管的横截面上平均的介质体积流量成正比，并且因而与体积流速成正比。如果已知介质密度，那么可以确定管道和/或测量管中的质量流量。测量电压通常被通过电极对而分接，电极对位于测量管的磁场强度最大并且因而测量电压最大的区域中。电极通常与介质流电耦合；然而，也已经知道具有无接触式电感耦合电极的磁感应流量计。

测量管可以或者由导电材料(例如，不锈钢)制成，或者由电绝缘材料制成。如果测量管由导电材料制成，那么它接触介质的部分必须被覆盖电绝缘内衬。依赖于温度和介质，内衬可以例如由热塑性塑料、热固性塑料或弹性体塑料制成。然而，也已知具有陶瓷内衬的磁感应流量计。

电极可以被大致划分为电极头和电极杆，电极头至少部分接触流过测量管的介质，电极杆几乎完全插入测量管的壁中。

除了磁铁系统之外，电极是磁感应流量计的核心部件。在电极的设计和布置中要注意令它们尽可能容易地安装在测量管中，并且之后在测量操作中不发生泄漏问题；此外电极的特征还在于敏感且同时低干扰地检测测量信号。

除了用于拾取测量信号的电极之外，还往往在测量管中内建附加的电极，例如，用于在测量仪表和介质之间的参考电位的参考电极或接地电极、或者用于识别部分填充的或空的测量管的介质监控电极。

基本上，电极结构类型可以分为两类：

-从外部插入并安装在测量管中的电极；和

-从内部插入并安装在测量管中的电极。

对于上述第一种类型，电极头的设计受到孔径的限制：只有当电极头的直径小于或等于电极所处的测量管的壁中的孔的直径时，才能够实现从外部安装。外部安装的电极中优选的是棒状电极，例如在EP 0892 252 A1中所述的。棒状电极优选地安装在具有较小公称内径的测量管中；也就是说，在由于较小尺寸而难以或无法实现内部安装的区域。然而，棒状电极的使用并不限于具有较小公称内径的磁感应流量计。

对于第二种电极结构类型，没有对于电极头的尺寸的限制；在这种情况中，电极杆必须被简单地设计，使得它能够安装在孔中。依赖于其应用，电极头可以在大小和形状方面显著变化。可从内部安装的电极典型地具有蘑菇头状、扁豆状或盘状电极头。

电极通常被液密地插入测量管的壁中的孔内。这是通过沿着电极长度在电极杆的区域中的若干行截头圆锥形密封唇而实现，正如例如在EP 0 892 252A1中所述的。棒状电极可以容易地安装在具有较大公称内径的塑料或内衬有塑料的测量管中。电极杆的在电极的纵向上顺次设置的截头圆锥形密封唇用于电极的固定以及将测量管内部空间相对于外部密封。

当棒状电极被压入在测量管的壁中预制的孔中时，产生机械应力，特别是如果孔的直径小于棒状电极的外径时。对于塑料测量管壁，这样的效果是在无应力区域中的塑料“流动”并且电极形状互锁地锚定在孔中。由此，电极不会由于测量管中的操作压力而被推出。测量管进一步被通过电极杆的合型包封而相对于外部密封。

在壁厚较小的情况，例如在测量管具有较小公称内径(例如，DN15)的情况，使用具有较少密封唇的标准电极。试验显示，在这种情况中，不再能保证防止测量管内的较高操作压力将电极推出。进一步，通过将电极压入，孔将被最靠近电极头的密封唇扩宽，从而不再有足够的材料可用于电极的合型的锚定并且随后的密封唇不再楔入孔的壁，并且不再封闭具有最大直径的孔的壁。特别是在塑料壁的情况中，塑料的零件趋向于由于机械应力而向测量管的内部弯曲并且在那里形成凸起，该凸起局部减少测量管的直径并且进而影响液体的流动。

发明内容

本发明的目的是提供一种电极，其即使在较高操作压力下也能可靠地将孔密封。

本发明通过以下特征实现该目的：至少在电极杆的部分区域中，后一密封唇的最大直径大于前一密封唇的最大直径。通过这种构造，电极没有被操作压力压出的危险并且液密地密封测量管。

在一个优选实施例中，电极被引入孔内，使得电极基本在测量管内侧面的高度终结。结果，介质的流动未被电极妨碍并且消除了可能的测量误差。