[发明专利]磁感应的流量计

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的磁感应的流量计。

背景技术

磁感应的流量计利用一种测量方法，它以电磁感应的法拉第定律为基础。在1832年在米歇尔·法拉第的公开文献中就已经确任了用于磁感应地测量流体流速的第一基本原理。现代电子电路技术与磁交变场相结合能够使与流速成比例的有效信号与干扰信号分离，它们在电-化学过程中在产生磁场时在用于信号耦出的电极上出现。因此磁感应的流量计的广泛工业应用似乎不再存在障碍。

磁感应的流量计的测量原理充分利用运动的电荷在磁场中的分离。通过由非磁化材料制成的管流动要被测量的导电的液体，管的内侧面电绝缘。从外面利用线圈施加一个磁场。在导电的液体中存在的电荷载体、离子和其它充电的颗粒通过磁场偏转：正电荷载体向着一侧，负电荷载体向着另一侧。在垂直于磁场设置的测量电极上通过电荷分离产生电压，它通过测量仪获得。测得的电压强度与电荷载体的流速成比例并因此与测量流体的流速成比例。利用时间上的积分能够求得流量。

在以纯交流电压产生的磁场中导致在电极中感应干扰电压，它们必须通过适合的但是费事的滤波器抑制。因此一般通过变换极性的脉动直流产生磁场。这保证稳定的零点和相对于多相物质的影响和液体中的不均匀性不敏感地测量。因此在低导电性时也可以实现可利用的测量信号。

如果测量液体通过测量管流动，按照感应定律在两个测量电极上出现一个电压，测量电极在测量管中垂直于流动方向且垂直于磁场设置。这个电压在对称的流动轮廓和均匀的磁场中直接与平均流速成比例。感应的流量测量方法能够直接由流量产生用于继续处理的可利用的电信号。原理上适用于等式：

U=k*B*D*v

其中U=电压，k=比例系数，B=磁场强度，D=管直径，v=流速。

在US 6,626,048 B1中公开了一种磁场感应流量计的实现方法，其整个公开内容在这里通过引用组合。但是这个文献只示出物理和电的基本原理，没有实际的实现性。

当然，在实际实现磁感应流量计时要解决显著的问题。

其中一个是材料问题。测量管必需是非磁化的，用于不干扰磁场。测量管还必需是电绝缘的，用于不干扰借助于电极接收电压。此外测量管必需由对食品安全的原料制成，如果流体是食品、例如饮料的时候。

如果作为原料使用对食品安全的塑料，则能够最好地满足这些要求。但是塑料与金属相比存在强度明显低的缺陷。但是强度相对于内压是必需的前提。通过管壁的最大厚度实现内压强度的尝试是不可行的，因为否则极大地削弱了磁场。

如上所述，测量电极上的电压与磁场强度成比例，前提是磁场均匀地渗透测量通道。US 6,626,048 B1对于圆柱形测量通道公开了一个解决方案，由一个具有由铁磁电工钢板制成的磁芯的磁线圈以及两个与磁芯耦联的由软磁电工钢板制成的磁极组成。但是实际的实验已经证实，通过这个结构不能实现满意的测量结果。原因是电工钢板中相对较长的场线和较大的磁阻，因为磁回路围绕电极设置。

发明内容

本发明的目的是，给出一个磁感应的流量计，它克服上述的问题并且提供最佳的测量结果。

这个目的通过具有权利要求1特征的磁感应流量计得以实现。

按照本发明的磁极的主要优点是磁场线均匀地分布在整个极表面上，通过双臂作用于磁极的背面上。通过双臂的巧妙尺寸能够影响磁场线的分布。同时冲压-折叠-弯曲部件能够全自动且大批量地加工。

按照本发明的扩展结构所述磁极表面是三角形的，由此形成的磁极是矩形的。可以选择椭圆形的磁极。

所述双臂具有其它优点。按照本发明的一个扩展结构，如果电磁铁的磁芯或者无论如何在其端部上扁平地构成，由此使它能够夹紧在双臂之间。通过这种方式使在电磁铁中产生的磁场线最佳且没有削弱的气隙地分布在双臂的两个部件上，它们使磁场线继续传导到磁极的表面元件里面。

为了易于装配电磁铁的磁芯可以使双臂的端部漏斗形地扩展。

为了能够搬运和定位电磁铁、磁芯和磁极，按照本发明的改进方案设有一个塑料固定体，它夹紧地固定这些部件。

按照一个优选的扩展结构所述塑料固定体具有大致U形的形状，具有一个在端头上的稳定横臂、两个短侧腿、与其平行的两个长侧腿、一个在长侧腿与短侧腿之间的槽，与双臂和磁芯的强度相协调、和侧面导向，它们保证磁极双臂位置正确地定位在长侧腿上。

这个塑料固定体的优点是，可以通过简单的插接过程装配磁部件。可以简单且可靠地搬运由塑料固定体和磁部件组成的组合并最终装配在磁感应的流量计里面。