专利名称:带有电极布置的磁感应流量测量仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带有测量接收器的磁感应流量测量仪表，其中，该测量接收器包括可由测量物质流经的测量管、用于产生磁场的磁铁系统，以及至少一个引入测量管中的用于探测电压的电极。此外，本实用新型还涉及一种用于制造该磁感应流量测量仪表的方法，其中，该磁感应流量测量仪表具有测量管，其中，该测量杆具有至少一个孔，其中， 将电极引入该孔中。
背景技术：
对于体积流量测量，磁感应流量测量仪表充分利用了电动感应的原理垂直于磁场运动的介质的载流子在同样基本上垂直于介质流通方向且垂直于磁场方向设置的电极中感生出电压。在电极中感生的测量电压与介质在测量管的横截面上的平均流速成比例， 并且因此与体积流量成比例。如果介质的密度已知，就可以确定在该管路或者说测量管中的质量流量。测量电压通常通过电极对来量取，该电极对布置在测量管的可以预期最大磁场强度和由此产生的最大测量电压的区域中。电极通常与介质流电地耦合；但是，也已知具有无接触电容耦合电极的磁感应流量测量仪表。
在此，测量管可以要么由导电材料，例如不锈钢制成，要么由电绝缘材料构成。如果测量管由导电材料制成，则测量管必须在与介质接触的区域内利用由电绝缘材料构成的内衬加衬里。该内衬分别按照温度和介质由例如热塑性的、热固性的或者弹性体的合成材料构成。但是，也已知具有陶瓷衬里的磁感应流量测量仪表。
电极基本上分为电极头和电极杆，该电极头至少部分地与流经测量管的介质接触，该电极杆几乎完全地引入测量管的壁中。
电极是除了磁铁系统之外，磁感应流量测量仪表的中央组件。在电极的设计方案和布置方案中需注意以下方面，即，电极尽可能简单地装配在测量管中，并且此后在测量运行时不遇到密封问题；此外，电极的特征在于测量信号采集敏感且同时低干扰。
除了用于量取测量信号的测量电极外，常常将参考电极或接地电极形式的附加电极安装入测量管中，这些附加的电极用于测量参考电位，或者识别部分填充的测量管。
专利文献US 4，279，166示出一种磁感应流量测量仪表的电极布置方案，用于将插入件密封到流量测量仪表中。在此，该密封基本上由螺帽构成，该螺帽拧在插入件的螺纹上，且使电极在插入件中固定。该布置方案由布置在电极的肩部下方的0形环来密封。
专利文献US 5，224，394也示出一种用于对引入磁感应流量测量仪表的陶瓷测量管的壁中的电极加以密封的布置方案。为此，该电极通过在预定的位置中的弹簧来保持，从而使得该电极密封测量管。
专利文献US 3，171，990示出一种用于将电极固定在测量管中的布置方案。在此， 电极被置入插在测量管中的插入件中，并且借助锁紧螺母和螺纹在电极杆的区域内固定在支撑部中。
但是，这些实施方案有以下缺点，S卩，径向孔在测量管中形成薄弱位置，这些薄弱位置在处于高压下的测量物质通流时会导致裂纹和毁坏。此外，在测量管的公称内径较小时难以将电极引入测量管中并将孔封闭。
此外，在由合成材料构成的测量管中，常规的、在现有技术下使用的电极在测量管中的固定类型不能实际运用。
实用新型内容
本实用新型基于以下任务，S卩，提出一种磁感应流量测量仪表和用于制造该磁感应流量测量仪表的方法，在该磁感应流量测量仪表中，电极液密地固定在测量管中或在测
量管上。
在磁感应液体测量仪方面，依据本实用新型，该任务以如下方式来解决，S卩，设置固定机构，该固定机构用于将电极固定在测量管上，该固定机构至少部分地由合成材料构成，且该固定机构通过合成材料焊接技术与测量管连接。通过合成材料焊接技术优选地达到不可分离的、材料锁合的连接。焊接连接相对于其它连接具有较高的连接牢固性。在焊接中，构件(固定机构和测量管)在接合区内在热和/或力的应用下局部熔化，并且在溶液凝固时互相不可分离地连接。这提供的优点是，电极插入的孔得以压密地且液密地封闭。 此外，由此阻止了电极在运行条件下在孔中的摇晃；也就是说，电极在孔中得以无间隙地固定。由此，测量信号中的干扰以及其它所谓的电极噪声得以减少。
在有利的改进方案中，测量管至少部分地由合成材料构成。由此，焊接连接达到更高的牢固性。此外，合成材料相比金属的原料更为价格低廉。目前，添加有合适的复合塑料的合成材料具有较高的牢固性以及较高的耐腐蚀性。
在有利的改进方案中，电极具有凸缘，电极利用该凸缘支承在测量管上。优选地， 该凸缘径向于电极的纵轴来分布。通过该凸缘，电极可保持在预定的位置中，优选垂直于测量管的纵轴。此外，通过该凸缘，电极仅能引入测量管的壁中直到该凸缘支承在测量管上。 由此，在装配时避免了电极被引入测量管中，且该流经测量管的测量物质的流动剖面不受影响。
在有利的改进方案中，测量管具有由支撑部包围的孔，其中，将电极引入该孔中。 该支撑部例如是测量管的部分，或者是引入该测量管的插入件。例如，该支撑部由颈式凸肩构成，该颈式凸肩相对于测量管的纵轴径向分布，且从测量管伸出。
在另一个有利的设计方案中，测量管至少在支撑部的区域内由合成材料构成。通过在固定机构和支撑部之间的连接，存在特别牢固的构造。因此，由合成材料构成的支撑部使得能够将具有内衬的金属测量管改装成依据本实用新型的磁感应流量测量仪表。
在有利的改进方案中，固定机构与支撑部连接。通过该借助合成材料焊接技术与支撑部连接的固定机构，将电极在测量管上加以固定，且密封该测量管。优选地，电极在电极杆的区域中和/或在背离电极头的端部上由固定机构所包围。
在有利的改进方案中，固定机构至少部分地支承在电极的凸缘上。例如，将盘件或者环件设置为固定机构，将该盘件或者环件装在凸缘上。通过固定机构在电极凸缘上的压力，电极被压入孔中，并且放置在预定的位置。
在有利的改进方案中，电极的凸缘至少部分地支承在支撑部上。通过合成材料焊接技术，固定机构与支撑部连接，并且测量管得以密封。由此，电极明显地被引入为电极预定的位置中，并且此外形成附加的密封级，该附加的密封级将孔封闭。[0022]在有利的改进方案中，合成材料焊接技术涉及下列技术超声波焊接技术、电阻焊接技术、螺柱焊接技术、激光焊接技术、电子束焊接技术、摩擦焊接技术和/或放热焊接技术。用于产生连接的热的生成通过例如加热元件、电流、摩擦、激光束或者电子束来实现。借助于合成材料焊接技术，在由热塑性的合成材料构成的构件之间能够产生尤其是不可分离的材料锁合的连接。
在有利的改进方案中，设计固定机构，使得电极通过固定机构布置在预定的位置中。例如，固定机构由帽形件构成，该帽形件装在支撑部上，且接纳电极的凸缘。通过利用电极凸缘匹配电极外形的固定机构，达成固定机构的准确定位，并且由此达成依据本实用新型的磁感应流量测量仪表的全面的液密地和/或压密地封闭的电极布置。
在有利的改进方案中，电极具有至少一个密封元件，该密封元件在孔的区域中密封测量管。为此，该密封元件优选在电极凸缘以下的区域中布置在电极杆上，并且这样来阻止测量物质从测量管中泄漏。
在有利的改进方案中，电极具有电极头和电极杆，并且密封元件部分地引入电极杆的凹槽中。该密封元件阻止测量物质从测量管中透过孔泄漏。优选地，密封元件突出超过电极杆的边缘，且密封在孔和电极杆之间存在的间隙。
附加的，在支撑部上方在电极凸缘的区域中设置另一个在固定机构和电极之间的密封元件。
在另一种有利的设计方案中，在固定机构和/或测量管上设置至少一个焊接唇和 /或压缝，其中，焊接唇和/或压缝用于将固定机构固定在测量管上。如情况可能，焊接唇或压缝也可布置在支撑部上。在焊接唇和压缝中涉及到所谓的接合区。尤其在超声波焊接技术中，焊接连接的接合区对于连接的负载能力具有决定性的意义。此外，接合区在超声波焊接技术中用作能量导向装置，通过该接合区达到有针对性的且集中的能量排放。优选地，为了产生密封的且高强度的焊接连接而使用压缝。
在方法方面，发明任务依据本实用新型以如下方式来解决，S卩，将电极借助于合成材料焊接技术固定在测量管上。通过合成材料焊接技术，构件(固定机构和测量管)相互材料锁合地连接。优选地，测量管中的孔由此来加以密封，并且将电极在该孔中和在测量管上加以固定。为此，可以应用超声波焊接技术、电阻焊接技术、螺柱焊接技术、激光焊接技术、电子束焊接技术、摩擦焊接技术和/或放热焊接技术。
在有利的改进方案中，电极通过设置在测量管上的支撑部保持在预定的位置中， 此外，该电极具有凸缘，该凸缘装在支撑部上，由合成材料构成的固定机构安放在凸缘上， 其中，该固定机构至少部分地支承在支撑部上，该固定机构借助于合成材料焊接技术与测
量管连接。
在依据本实用新型的方法的设计方案中，将特别是圆柱形的电极利用凸缘引入测量管中预制的孔中，直到该凸缘支承在测量管或支撑部上。如情况可能，将由合成材料构成的固定机构推上该凸缘，该固定机构具有特殊成型的焊接唇或压缝。因此，固定机构可以借助于合成材料焊接技术与支撑部或者测量管连接。
为了执行方法，可使用特殊的用于超声波焊接的仪器。该超声波焊接仪器应用于热塑性的合成材料的材料锁合的接合。依据DIN 1910第三部分，合成材料的超声波焊接属于方法组压焊的种类“通过运动焊接”。在此，原料的熔化借助于超声波通过高达40kHZ的高频机械振动来实现。金属也可通过超声波焊接而相互连接。
在超声波焊接中，通过发生器从电源电压中为整流器的控制而生成高达40kHZ的电子高频电压。往往将压电换能器用作整流器。整流器将电子电压转换为固体声波，该固体声波由所谓的增压器变换至其声学的振幅，且作为实际的焊接工具传递至音级上。在此， 挤压-送料单元将振动单元利用音级向着焊接位置挤压。由此产生在预定的挤压力下存在的纵向振动运动，该纵向振动运动通过接合位置的高频的锤状处理熔化焊接位置。在此， 通过所谓的能量导向装置确保能量被引入接合区中。为此，接合区例如具有屋顶形的焊接唇，或者被构造为压缝。
本实用新型借助下列附图来进行详细的说明。其中
图1示出依据本实用新型的磁感应流量测量仪表的电极布置的横截面；
图2在依据本实用新型的磁感应流量测量仪表的测量电极的范围内，测量管的纵轴的横截面；并且
图3和图4示出两种不同的接合区的示意性图示。
具体实施方式
图1示出磁感应流量测量仪表的电极布置的横截面。电极1引入测量管10的壁中的孔14中，并且具有电极杆和在测量运行中至少部分由测量物质润湿的电极头。该电极头在其伸入测量管的区域内具有圆锥形的外形。在孔14的区域中，该电极杆具有圆柱形的基本形状。此外，在电极轴的范围内设置有径向的凹槽，该凹槽含有0形环3。0形环3少许地突出超过电极杆的边缘，从而使得0形环3形成第一密封级，并且在孔14的范围中密封电极1。在背离电极头的端部上，电极1具有凸缘8，利用该凸缘8，电极1得以封闭。该凸缘8垂直于电极纵轴2地伸出。沿着该电极纵轴2，电极1在背离电极头的端部中具有衬套，插头5引入该衬套中。在此，插头5用于量取借助于电极头在测量物质中测量的电位。
这个引入测量管10中的圆柱形孔14由颈式凸肩形式的支撑部11围绕。该支撑部11处于测量管10的外侧面上。在此，测量管10至少在孔14和支撑部11的区域中由合成材料构成。电极杆完全地引入孔14中。电极1利用电极1的凸缘8支承在结束支撑部 11的平坦的表面上。凸缘8的支承面垂直于电极纵轴2且平行于测量管10的纵轴分布。 通过电极1的凸缘8，得以安装支承在支撑部11上的帽形件4。该帽形件4通过合成材料焊接方法与支撑部11连接。
此外，帽形件4具有沿着电极的纵轴2的中央开口。穿过该中央开口，电极1通过插头5电连接。在此由电极1量取的电位在测量电路和/或工作电路上(未明确示出)传输。由该电位推导出与流量成比例的电压，并且由此确定流量。
测量管10至少在电极1的区域中由壳体(未明确示出)所围绕。该由测量物质流经、处于过程压力下的测量管10在电极杆的区域内通过由径向布置的0形环3构成的第一密封级压密地且液密地封闭。该0形环3具有对于在典型的测量物质譬如饮用水和废水中的使用所必需的物理和化学属性。此外，该0形环3特别地解释为与由合成材料构成的物料相连接的插入件。[0041]孔14在其端部区域中呈圆锥形地扩大，从而使得在电极1和孔14之间存在留空部12。该留空部12直接位于电极1的凸缘8下方。在该留空部12中，第二密封元件或者说隔离元件(未示出)得以引入。
戴在电极1和支撑部11上的帽形件4沿着接合区6在支撑部11上具有焊接唇7。 焊接唇7拥有屋顶形的横截面，且与支撑部11材料锁合地熔合。由此，孔14得以压密和液密地密封。
图2示出两个引入测量管10中的依据本实用新型的磁感应流量测量仪表的测量电极，它们相对于纵轴处在直径上。如图1所示，将电极1引入测量管10中。在依据本实用新型的磁感应流量测量仪表中，且通过该磁感应流量测量仪表的制造方法，电极1耐久地垂直于测量管10的纵轴压密地且液密地引入。借助于超声波焊接技术，电极1由至少在示出区域中以合成材料构成的测量管所围绕，且在电极杆的区域中和在背离电极头的端部区域中包围在该测量管中。仅仅在测量运行中由测量物质润湿的电极头和用于量取所测量的电位的插头5不嵌入测量管10中。
图3示出焊接唇22且图4示出压缝21。焊接唇22在图3中拥有屋顶形的横截面。通过焊接方法，焊接唇22在支撑部11的接合区6的区域内熔化。由此，在固定机构24 和测量管10之间产生材料锁合的连接。
图4示出所谓的压缝21。该压缝21在固定机构M和支撑部11之间形成连接。 为此，孔14在孔14的端部区域中具有扩大的半径，该半径伸入测量管10或者说支撑部11 的壁中。通过该扩大的半径产生的空间由固定机构M的连接部填满。该连接部具有相对于垂直于孔14的纵轴的直线大约30°的斜面。通过合成材料焊接技术，该连接部材料锁合地与支撑部连接。
如果连接部的斜面形成压缝，且如果屋顶形横截面形成焊接唇，则能量导向装置形成，通过该能量导向装置，不利的平面焊接得以阻止。此外，焊接时间由此缩短。
附图标记[0048]1电极[0049]2电极纵轴[0050]30形环[0051]4帽形件[0052]5插头[0053]6接合区[0054]7焊接唇[0055]8凸缘[0056]9测量管内侧[0057]10测量管[0058]11支撑部[0059]12孔的端部区域[0060]13凹槽[0061]14孔[0062]21压缝[0063]22 焊接唇
24 固定机构
权利要求
1.具有测量接收器的磁感应流量测量仪表，其中所述测量接收器包括能够由测量物质流经的测量管；包括用于产生磁场的磁铁系统； 具有至少一个引入所述测量管中的电极，用于探测电压， 其特征在于，设置有固定机构，所述固定机构用于将所述电极固定在所述测量管上，所述固定机构至少部分地由合成材料构成，且所述固定机构通过合成材料焊接技术与所述测量管连接。
2.按照权利要求
1所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，所述测量管至少部分地由合成材料构成。
3.按照权利要求
1或2所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，所述电极具有凸缘，所述电极利用所述凸缘支承在所述测量管上。
4.按照权利要求
1所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，所述测量管具有由支撑部所围绕的孔， 其中，所述电极被弓I入所述孔中。
5.按照权利要求
3所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，所述固定机构至少部分地支承在所述电极的所述凸缘上。
6.按照权利要求
4所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，所述电极的所述凸缘至少部分地支承在所述支撑部上。
7.按照权利要求
4所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，所述固定机构与所述支撑部连接。
8.按照权利要求
1所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，合成材料焊接技术为下列技术之一超声波焊接技术、电阻焊接技术、螺柱焊接技术、 激光焊接技术、电子束焊接技术、摩擦焊接技术和/或放热焊接技术。
9.按照权利要求
1所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，构造所述固定机构，使得所述电极通过所述固定机构布置在预定的位置中。
10.按照权利要求
1所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，所述电极具有至少一个密封元件，所述密封元件在所述孔的区域中密封所述测量管。
11.按照权利要求
10所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，2所述电极具有电极头和电极杆,并且所述密封元件被部分引入所述电极杆的凹槽中。
12.按照权利要求
10所述的磁感应流量测量仪表， 其特征在于，在所述固定机构和/或所述测量管上设置至少一个焊接唇和/或压缝， 其中，所述焊接唇和/或所述压缝用于将所述固定机构固定在所述测量管上。
专利摘要
一种带有测量接收器的磁感应流量测量仪表，其中，该测量接收器包括可由测量物质流经的测量管、用于产生磁场的磁铁系统、至少一个引入该测量管中的用于探测电压的电极；其中，设置有固定机构，该固定机构用于将电极固定在测量管上；其中，该固定机构至少部分地由合成材料构成；且其中，该固定机构通过合成材料焊接技术与测量管连接。以及用于制造磁感应流量测量仪表的方法，其中，磁感应流量测量仪表具有测量管；其中，该测量管具有至少一个孔；其中，将电极引入该孔中；其中，该电极借助于合成材料焊接技术固定在测量管上。
文档编号G01F1/58GKCN202149796 U发布类型授权 专利申请号CN 200990100416
公开日2012年2月22日 申请日期2009年7月27日
发明者拉斐尔·赫斯, 比特·楚丁, 罗杰·凯罗姆 申请人:恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan