本发明涉及一种用于对流动的介质进行流量测量的流量测量仪器，带有测量管路且带有测量仪器壳体。在此测量仪器壳体至少容纳测量管路。
背景技术：
流量测量仪器的已知的方案例如为磁感应式涡街(Vortex)流量测量仪器或科里奥利(Coriolis)流量测量仪器。
下面的实施方案涉及磁感应式流量测量仪器的示例。针对结构的阐述然而通常还适用于执行其它的测量原理的流量测量仪器。
几十年以来广泛地在现有技术中已知磁感应式流量测量仪器。对此示例性地参阅引文“技术上的流量测量(K.W.Bonfig教授、工学博士著，第3版，埃森市Vulkan出版社，2002年，第123至167页)”，以及还参阅引文“磁感应式流量测量的基础(FriedrichHoffmann工学硕士著，第3版，2003年，KROHNE测量技术有限合资公司的公司印刷文件)”。
磁感应式流量测量仪器根据设计方案具有用于产生至少部分地穿过测量管路的磁场的磁场产生设备、至少一个用于量取(Abgreifen)在流动的介质中被感应的测量电压的测量电极以及评估单元。在一些的设计方案中尤其存在两个测量电极。
用于对流动的介质进行流量测量的磁感应式流量测量仪器的原理追溯到迈克尔法拉第，他在1832年已经提出了运用电磁感应的原理以用于测量有导电能力的介质的流动速度。
根据法拉第的感应定律，在由磁场穿过的流动的有导电能力的介质中产生垂直于介质的流动方向且垂直于磁场的电的场强度。在磁感应式流量测量仪器中以下面的方式运用法拉第的感应定律，即借助于磁场产生设备(其通常具有至少一个磁场线圈)通常产生在测量过程期间在时间上变化的磁场并且磁场至少部分地穿过流动通过测量管路的有导电能力的介质。在此产生的磁场具有至少一个垂直于测量管路的纵轴线或垂直于介质的流动方向的分量。
当开头写到至少一个“用于产生至少还垂直于测量管路的纵轴线伸延的磁场的”磁场产生设备属于磁感应式流量测量仪器时，则在此再次指出的是，磁场虽然优选地垂直于测量管路的纵轴线或垂直于介质的流动方向伸延，然而足够的是，磁场的分量垂直于测量管路的纵轴线或垂直于介质的流动方向伸延。
开头还写到，磁场产生设备规定成用于产生优选地变化的磁场。由此表示了对于本发明的教导(根据本发明的出发点、根据作为基础的任务和根据这些任务的解决方案)而言不取决于这涉及到变化的磁场，即使大多数情况下磁感应式流量测量仪器具有产生变化的磁场的磁场产生设备。
开头还阐述了，至少两个量取在导电的介质中被感应的测量电压的测量电极(该测量电极优选地接触介质)属于所讨论的磁感应式流量测量仪器。优选地两个测量电极的虚拟的连接线至少基本上垂直于以垂直于测量管路的纵轴线的方式穿过测量管路的磁场的方向伸延。尤其能够如此设置测量电极，即使得其虚拟的连接线事实上或多或少垂直于以垂直于测量管路的纵轴线的方式穿过测量管路的磁场的方向伸延。
最后已经阐述的是，测量电极尤其为能够接触介质的测量电极。事实上当然能够通过直接地即电地与介质处于触碰中的测量电极量取通过在流动的、有导电能力的介质中的感应所产生的电的场强度作为测量电压。但还存在这样的磁感应式流量测量仪器，即在其中不是通过直接地即不是通过电地与介质处于触碰中的测量电极量取测量电压，而是电容式地探测测量电压。
在功能上考虑所讨论的类型的磁感应式流量测量仪器时能够区分出两个功能单元，即带有测量管路和测量电极的第一功能单元以及带有磁场产生设备的第二功能单元，其中评估单元也能够属于第二功能单元。
可设想磁感应式流量测量仪器的两个不同的实施方式，即第一实施方式，在其中两个之前提到的功能单元(即测量管路连同测量电极以及磁场产生设备)在工厂(werkseitig)已经彼此发挥功能即为已经在工厂可起作用的磁感应式流量测量仪器的在工厂彼此发挥功能的构件，以及第二实施方式，在其中两个功能单元为分隔的构件，其直到彼此发挥功能才得到可起作用的磁感应式流量测量仪器。
下面始终描述磁感应式流量测量仪器的第一实施方式，也就是说这样的实施方式，即在其中测量管路连同测量电极以及磁场产生设备已经在工厂彼此发挥功能，也就是说为已经可起作用的磁感应式流量测量仪器的在工厂彼此发挥功能的构件。
对于在现有技术中已知的磁感应式流量测量仪器示例性地参阅文件DE69232633C2、文件DE19907864A1、文件DE10064738B4、文件DE10243748A1、文件DE102008005258A1和文件DE102011112703A1以及还参阅文件EP0704682A1和文件EP0834057A1。
已知的磁感应式流量测量仪器常常以下面的方式为总体上“稳定的构造”，即测量管路或/和测量仪器壳体由金属制成。测量管路在各种情况下为测量管道，即为带有圆环状的横截面的圆柱形的空心体。同样测量仪器壳体常常实施为带有圆环状的横截面或基本上圆环状的横截面的圆柱形的空心体。此外适用于通常已知的磁感应式流量测量仪器的是，测量仪器壳体在两侧具有由金属制成的封闭和联接法兰。一方面这些封闭和联接法兰(测量管路的两个端部直接地或间接地与这些法兰连接)封闭流量测量仪器，为此为“封闭法兰”这一表述。另一方面封闭法兰和联接法兰用于将流量测量仪器双侧地联接到相应的管道管路法兰处，为此为“联接法兰”这一表述。
已知的磁感应式流量测量仪器通常设计成用于“工业上的应用”。因此流量测量仪器必须一方面呈现出总体上“稳定的构造”并且另一方面满足对测量准确度的显著的要求。
在开发和制造磁感应式流量测量仪器时当然还必须关注经济上(节约)的要点并且还考虑这些要点。尽管如此，制造成本在属于现有技术的磁感应式流量测量仪器的情况下不是首要的焦点。
上述实施方案在此不应当受限于该测量原理，而是在很大程度上还适用于其它的流量测量仪器。
技术实现要素：
因此本发明的任务在于，提供一种流量测量仪器，其还能够使用在这样的领域中，即在这些领域中首要出于成本原因迄今没有或仅仅在小的范围中使用流量测量仪器。因此尤其力争成本适宜的流量测量仪器。
根据本发明的流量测量仪器(在其中解决了之前引出的和说明的任务)首先和基本上的特征在于，测量管路和/或测量仪器壳体关联有加强结构，并且该加强结构具有至少一个加强单元，优选地多个加强单元。
在一种设计方案中流量测量仪器为磁感应式流量测量仪器。在此存在有用于产生至少部分地穿过测量管路的磁场的磁场产生设备、至少一个用于量取在流动的介质中被感应的测量电压的测量电极以及评估单元。在另一设计方案中存在两个测量电极。在一种设计方案中测量仪器壳体除了测量管路之外优选地还容纳磁场产生设备和/或一个或多个测量电极和/或评估单元。
然而下面的设计方案不仅适用于磁感应式流量测量仪器，而且适用于其它的流量测量仪器。
开头仅仅说明了，尤其测量管路和测量仪器壳体属于所讨论的流量测量仪器，并且此后参考磁感应式流量测量仪器的示例还说明了已知的磁感应式流量测量仪器通常设计成用于“工业上的应用”，因此必须呈现出总体上“稳定的构造”。“稳定的构造”还意味着，不仅测量管路而且测量仪器壳体“本身”如此实施，即使得它们全部都能够“毫无问题地”承受住所有的机械的和热的负荷。
以之前所阐述的内容为出发点，本发明的教导(即测量管路和/或测量仪器壳体关联有加强结构)引起了在根据本发明的流量测量仪器中能够将测量管路和/或测量仪器壳体实施成“不太稳定的”，引起了在没有根据本发明设置的加强结构的情况下不能够承受住可能的机械的和/或热的负荷。
现在“加强结构”和“关联”可作何种理解？这会在下文中结合详细描述的根据本发明的流量测量仪器的实施例进行阐述。
根据本发明，加强结构具有至少一个并且优选地具有多个加强单元。加强单元在此在一种设计方案中为至少两个分离的部件。在一种备选的设计方案中加强单元为功能上考虑的元件，其能够共同作用或能够实施成单件。
在一种设计方案中至少一个加强单元设计成基本上管道状并且在另一设计方案中所有的加强单元设计成基本上管道状。
该管道状的加强单元(补充地这适用于所有的管道状的加强单元)在一种补充的设计方案中设计为圆柱体(在一种变型方案中尤其设计为实心圆柱体)，其中至少在圆柱体的一个端部处模制有螺纹(并且尤其为外螺纹)。在一种设计方案中在两个端部处存在有螺纹。
尤其在一种设计方案中至少一个加强单元具有两个加强元件。以此为出发点，在另一设计方案中所有的加强单元具有多个并且尤其至少两个加强元件。
在一种随其后的设计方案中加强单元具有加强管道以及具有穿透加强管道的加强销。
在一种设计方案中加强销至少在一个端侧处具有螺纹。如果加强销在一种设计方案中完全延伸穿过通过加强管道(即尤其没有如同在一种备选的设计方案中那样加强管道在一侧封闭)，则加强销在一种实施变型方案中在两个端侧处具有螺纹并且优选地分别具有外螺纹。
加强销能够在其整个的长度上，但是优选地仅仅在一个端部处或在两个端部处分别设有外螺纹。
在一种设计方案中至少一个加强单元(这在一种设计方案中适用于所有的加强单元)，更确切地说至少一个加强销至少在一侧，优选地在两侧设有可旋上到加强销上的端部罩。
根据本发明的流量测量仪器的一种优选的实施方式的特征在于，加强结构实施成框架形或格栅状，即如同包围测量管路和/或测量仪器壳体的框架或格栅那样。在此，但不仅在此，加强结构能够实施成单件式，尤其整块，或实施成多件式，即在多件式的实施方案中具有多个加强单元。
在更上面的内容中已经指出了，在根据本发明的流量测量仪器中能够将测量管路和/或测量仪器壳体实施成“不太稳定的”，也就是说能够如此实施，即使得在没有根据本发明设置的加强结构的情况下不能够承受住可能的机械的和/或热的负荷。那么这直接地导致了根据本发明的磁感应式流量测量仪器的又一优选的实施方式，其特征在于，加强管道和/或加强销由可承受高负荷的材料制成，尤其由金属和/或陶瓷和/或可承受高负荷的塑料例如PEEK制成。因此一种设计方案在于，测量管路和/或测量仪器壳体由塑料制成并且至少一个加强单元(优选地所有的加强单元)由金属和/或由陶瓷和/或由可承受高负荷的塑料制成。
在根据本发明的流量测量仪器中(在该流量测量仪器中加强管道和加强销属于加强结构)，一方面加强管道的以及另一方面加强销的应力是不同的。即对加强管道施加压应力，对加强销施加拉应力。因此补充地根据本发明的流量测量仪器的考虑到这一点的优选的实施方式的特征在于，加强管道由承受住高的压应力的材料制成并且加强销由承受住高的拉应力的材料制成。
属于本发明的普遍的教导的是，在所讨论的类型的流量仪器中测量管路和/或测量仪器壳体关联有加强结构。能够以不同的方式尤其以下面所描述的两个实施方式实现该“关联”。
考虑到的之前所阐述的内容，第一实施方式的特征在于，加强结构实施成穿透测量仪器壳体。这意味着对于一种实施方式而言(在其中加强结构具有多个加强单元)，加强单元至少部分地布置在存在于测量仪器壳体中的凹口中。
反之另一构造上且装配技术上优选的实施方式的特征在于，加强结构实施成包围测量仪器壳体，即或多或少封围测量仪器壳体。这种实施方式的特征进一步在于，加强单元至少布置在在外侧设置在测量仪器壳体处的、优选地在纵向方向上敞开的凹口中。凹口在此例如部分地由测量仪器壳体的外面形成并且在一种设计方案中仅仅部分地闭合，从而凹口部分地向外敞开。
当测量仪器壳体至少在一侧优选地在两侧关联有优选地板状的支撑元件时，那么在根据本发明的流量测量仪器的又一优选的实施方式中还会改善在根据本发明的流量测量仪器中设置的加强结构的功能上的作用。在这种实施方式中能够通过可旋上到加强销上或一般而言可旋上到加强单元上的端部罩以及加强销在两侧张紧(spannen，有时称为夹紧)补充设置的支撑元件以抵靠测量仪器壳体。
尤其在根据本发明的流量测量仪器的最后所描述的实施方式中，当加强管道的长度相应于测量管路的有效的长度时，是相当特别有利的。也就是说如果测量管路至少在一侧优选地在两侧具有确定测量管路的长度的O形环，那么应准确地如此选取加强管道的长度，即使得该加强管道的长度相应于测量管路包括设置在端部侧的O形环在内的长度。
也就是说在最后所描述的实施方式中所描述的张紧优选地板状的支撑元件抵靠测量仪器壳体造成了张紧抵靠加强单元或在多件式的设计方案中抵靠加强管道，即张紧优选地板状的支撑元件既没造成测量管路的压应力也没造成测量仪器壳体的压应力。仅仅对加强管道和加强销或一般而言对加强单元施加压应力(以及对应地施加拉应力)。这在根据本发明的这样的流量测量仪器中(即在其中如在更上面的内容中已经阐述的那样，不仅测量管路而且测量仪器壳体能够实施成由可承受相对小的应力的(并且由此成本适宜的)材料制成，尤其由相对价格适宜的塑料制成)是相当重要的优点。
之前描述了根据本发明的流量测量仪器的一种实施方式，在其中测量仪器壳体在一侧优选地在两侧关联有优选地板状的支撑元件。然而还可设想这样的实施方式，即在其中不设置这样的支撑元件。那么在这种实施方式中待在两侧联接到根据本发明的流量测量仪器处的管道管路能够具有法兰，该法兰承担在之前所描述的实施方式中设置的、优选地板状的支撑元件的功能。那么在这种实施方式中(即在不具有优选地板状的支撑元件的实施方式中)能够借助于加强销和可旋上到该加强销上的端部罩张紧管道管路的法兰以抵靠加强管道。也就是说同样在这种实施方式中不对测量管路和测量仪器壳体施加压应力，当然自然也不施加拉应力。
至此没有提到属于根据本发明的流量测量仪器的测量仪器壳体的可行的实施方式。然而就此而言在本发明的范围内还存在优选的实施方式。尤其一种优选的实施方式的特征在于，测量仪器壳体具有两个容纳空间，即测量管路存在于其中的第一容纳空间，和评估单元存在于其中的第二容纳空间。那么在此能够将属于磁感应式流量测量仪器的磁场产生设备设置在测量管路存在于其中的容纳空间中、设置在评估单元存在于其中的容纳空间中，或部分地设置在测量管路存在于其中的容纳空间中且部分地设置在评估单元存在于其中的容纳空间中。
在之前所描述的根据本发明的流量测量仪器的实施方式中(即在其中测量仪器壳体具有两个容纳空间)，加强管道或加强单元优选地在两侧设置在测量仪器壳体的第一容纳空间的区域中。如果例如四个加强管道属于加强结构，那么则这四个加强管道可以说设置在第一容纳空间的“所有的四个拐角处”。这之所以是特别有意义的是因为如所阐述的那样测量管路存在于第一容纳空间中并且因此第一容纳空间的稳定性比第二容纳空间的稳定性更重要。因此在这种设计方案中尤其加强了测量管路(其在该处引导介质)。
在根据本发明的流量测量仪器中(在其中测量仪器壳体具有两个容纳空间)能够以下面的方式实现两个容纳空间，即测量仪器壳体具有两个彼此连接的子壳体。然而这样的实施方式为优选的，即在其中测量仪器壳体不在这样的范围内(即第一子壳体为第一容纳空间且第二子壳体为第二容纳空间)具有两个子壳体。相反地推荐的是，在就此而言未分开的测量仪器壳体中实现两个容纳空间，即通过内部的分隔件，其自然不允许为连续的分隔壁，因为无论如何必须将电的连接件从设置在第一容纳空间中的测量管路引导至设置在第二容纳空间中的评估单元。此外固然还可设想的是，如在更上面的内容中已经描述的那样，在根据本发明的以磁感应式流量测量仪器的形式的流量测量仪器中磁场产生设备部分地位于第一容纳空间中且部分地位于第二容纳空间中。因此两个容纳空间的分隔件不允许阻止磁场产生设备部分地在第一容纳空间中且部分地在第二容纳空间中实现。
附图说明
如之前详细地阐述的那样，存在设计和改进根据本发明的流量测量仪器的各种各样的可行性。对此参考排在专利权利要求1之后的专利权利要求以及参考下文结合附图所进行的描述。在附图中：
图1以透视地示出的方式示出了根据本发明的流量测量仪器的一种示例的局部视图，
图2再次示出了局部视图且再次以透视地示出的方式示出了根据本发明的流量测量仪器的一种实施例，
图3又一次示出了局部视图且又一次以透视地示出的方式示出了根据本发明的流量测量仪器的一种实施例，
图4示出了根据本发明的流量测量仪器的一种实施例，
图5再度以透视地示出的方式示出了根据本发明的流量测量仪器的一种实施例的局部视图，以及
图6示出了穿过作为加强结构的部件的加强单元的截面图。
具体实施方式
作为用于根据本发明的流量测量仪器的一种示例示出了磁感应式流量测量仪器。然而在此在根据本发明的流量测量仪器中不存在受限于该测量原理。
如开头所阐述的那样，属于所讨论的磁感应式流量测量仪器且也属于根据本发明的磁感应式流量测量仪器的是(这在图中部分地没有示出)：测量管路1，介质流动穿过该测量管路，应当借助于根据本发明的磁感应式流量测量仪器测量该介质的流量；用于产生至少部分地穿过测量管路1的磁场的磁场产生设备2；两个参考其在图2和图4中的位置所表明的用于量取在流动的介质中被感应的测量电压的测量电极15；评估单元3；以及容纳测量管路1、磁场产生设备2和评估单元3的测量仪器壳体4。
根据本发明，测量管路1和/或测量仪器壳体4关联有加强结构5；在图中示出的根据本发明的磁感应式流量测量仪器的实施方式中加强结构5不仅与测量管路1而且与测量仪器壳体4相关联。这种加强结构5能够实施成框架形或格栅状(这不适用于示出的实施例)，即能够如同框架或格栅那样包围测量管路和/或测量仪器壳体。
现在适用于在图中仅仅部分地示出的根据本发明的磁感应式流量测量仪器的实施例的是，加强结构5分别实施成多件式，即具有多个加强单元6。在此各个加强单元6分别具有两个加强元件7，即分别具有加强管道7a和加强销7b。如能够间接地从图2,3和4中获知的那样，加强销7b至少在一侧优选地在两侧设有可旋上到加强销上的端部罩8。因此对此加强销7b具有未示出的、但可毫无问题地想象的外螺纹。在此还可看出的是，加强销7b具有比加强管道7a更大的长度。
在更上面的内容中已经阐述过，加强管道7a和加强销7b由可承受高负荷的材料制成尤其由金属和/或陶瓷和/或由可承受高负荷的塑料制成这一事实及其原因。这当然也适用于在示出的实施例中使用的加强管道7a和加强销7b。详细地，加强管道7a由承受住相对高的压应力的材料制成并且加强销7b由承受住相对高的拉应力的材料制成。
在更上面的内容中阐述了，如何能够实现“关联”。
在图3中示出的根据本发明的磁感应式流量测量仪器的实施例中加强结构5实施成穿透测量仪器壳体4。加强管道7a布置在设置在测量仪器壳体4中的凹口9中。与根据图3的实施例相反，在根据图1,2,4和5的实施例中加强结构5实施成包围测量仪器壳体4。即在这种实施例中加强管道7a布置在在外部设置在测量仪器壳体4处的、在纵向方向上敞开的凹口10中或如有可能部分地直接地配合地固定在测量仪器壳体4的外壁部处。在构造且在装配技术的方面来看相对于之前所描述的实施例应该优选这种实施例。
如图1和2示出的那样，测量仪器壳体4至少在一侧优选地在两侧能够关联有优选地实施成板状的支撑元件11。在这种实施例中补充设置的支撑元件11能够由可旋上到连接销7a上的端部罩8和连接销7b在两侧张紧抵靠测量仪器壳体4，确切地说：在朝测量仪器壳体4的方向上张紧。
当加强管道7a的长度相应于测量管路1的有效的长度时，那么根据本发明的磁感应式流量测量仪器的实施例具有相当特别的优点。那么如果测量管路1至少在一侧具有或优选地在两侧分别具有确定(确切地说：共同确定)测量管路1的长度的O形环12(如这可在图2中看出的那样)，那么本发明的特别重要的教导在于，准确地如此选取加强管道7a的长度，即使得该长度相应于测量管路1包含设置在端部侧的O形环12在内的长度。
在最后所描述的实施例中之前详细地描述的支撑元件11张紧抵靠测量仪器壳体4(确切地说：张紧支撑元件11抵靠加强管道7a)仅仅造成了张紧抵靠加强管道7a。在准确地遵守之前描述为重要的参考测量管路1的长度对加强管道7a所进行的定尺寸的情况下，当测量仪器壳体4没有伸出超过测量管路1的端部时，那么支撑元件11的张紧既不导致测量管路1的压应力也不导致测量仪器壳体4的压应力。相反地，仅仅一方面对加强管道7a施加压应力，另一方面对加强销7b施加拉应力。这是详细地描述的根据本发明的磁感应式流量测量仪器的已经在更上面的内容中描述的重要的优点。也就是说不仅测量管路1而且测量仪器壳体4能够实施成由可承受相对小的应力的(并且由此成本适宜的)材料制成，尤其由相对价格适宜的塑料制成。
图1和3示出了根据本发明的磁感应式流量测量仪器的这样的实施例，即在其中测量仪器壳体4至少在一侧优选地在两侧关联有板状的支撑元件11，然而还可设想这样的实施例，即在其中未设置有这样的支撑元件。那么这如图2,4和5示出的那样涉及到这样的实施例，即在其中待联接到根据本发明的磁感应式流量测量仪器处的管道管路具有法兰，该法兰承担之前所描述的支撑元件11的功能。那么在这些实施例中能够借助于加强销7b和可旋上到该加强销上的端部罩8张紧管道管路的法兰以抵靠加强管道7a。同样在这样的实施例中既不对测量管路1也不对测量仪器壳体4施加压应力，当然也不施加拉应力。
根据本发明这还能够论及属于根据本发明的磁感应式流量测量仪器的测量仪器壳体4的实现方案。就此而言，首先一种优选的实施例的特征在于，测量仪器壳体4具有两个容纳空间13,14，即测量管路1存在于其中的第一容纳空间13和评估单元3存在于其中的第二容纳空间14。那么属于根据本发明的磁感应式流量测量仪器的磁场产生设备2能够设置在测量管路1存在于其中的容纳空间13中、设置在评估单元3存在于其中的容纳空间14中，或部分地设置在测量管路1存在于其中的容纳空间13中并且部分地设置在评估单元3存在于其中的容纳空间14中。
在最后所描述的根据本发明的磁感应式流量测量仪器的实施例中测量仪器壳体4的两个容纳空间13,14能够具有两个分离的、然而此后彼此连接的子壳体4a,4b，如这在图2和5中示出的实施例中为这样的情形那样。然而这样的实施例为优选的，即在其中测量仪器壳体4不具有两个子壳体4a,4b。相反地这样的实施例是值得推荐的，即在其中两个容纳空间13,14通过在测量仪器壳体4的内部中的分隔件来实现。在此这自然不能够涉及完全连续的分隔壁，因为无论如何电的连接件必须从在第一容纳空间13中的测量管路1引导至在第二容纳空间14中的评估单元3。
如果在根据本发明的磁感应式流量测量仪器中如之前阐述的那样，测量仪器壳体4具有两个容纳空间13,14，那么推荐的是，将加强管道7a设置在测量仪器壳体4的第一容纳空间13的两侧。
最后仍应指出的是，在根据本发明的磁感应式流量测量仪器中测量仪器壳体4能够在垂直于测量管路1的平面中被分开，即就此而言具有两个测量仪器壳体半部4c,4d(参见图1)。
图6示出了加强单元6的一种特别的设计方案。加强单元6在此设计为圆柱体16并且甚至为实心圆柱体，在其两个端侧处分别模制有外螺纹17。