[發明專利]磁感應流量計和用于操作磁感應流量計的方法

在審

• 申請號: 202080052035.3
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN114144639A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 西蒙·瑪利亞格
• 申請（專利權）人: 恩德斯+豪斯流量技術股份有限公司
• 主分類號: G01F1/58
• 分類號: G01F1/58;G01F1/60
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 穆森;戚傳江

本發明涉及一種磁感應流量計，其具有用于傳導可流動介質的測量管，所述測量管具有壁；至少三個測量電極，其被布置在壁中并與流動介質形成電接觸；至少一個磁場產生設備，其用于產生穿過介質的磁場；以及測量電路，其被設計成查明至少一個第一測量變量，其中第一測量變量的測量值在第一測量電極對處被查明。本發明的特征在于，分析電路被設計成使用第一測量變量和不同于第一測量變量的第二測量變量的測量值來查明測量管中的介質的雷諾數和/或運動粘度值，第二測量變量的測量值在第二測量電極對處被查明。

背景技術

磁感應流量計被用于確定管道中流動介質的流速和體積流量。磁感應流量計具有磁體系統，該磁體系統產生垂直于流動介質流動方向的磁場。單個或多個線圈通常被用于此目的。另外，為了實現主要均勻的磁場，極靴被定形和被附接為使得磁力線在整個管截面上延伸，從而基本上垂直于測量管的橫軸或平行于測量管的縱軸。附接到測量管側表面的測量電極對分接垂直于流動方向和磁場施加的電測量電壓或電位差，并且當磁場被施加時導電介質在流動方向上流動時出現。因為，根據法拉第感應定律，所分接的測量電壓取決于流動介質的速度、流速u，并且借助于已知的管截面，能夠從感應測量電壓U確定介質的體積流量對于測量電壓U，應用以下簡化等式：

U＝f(Re)·u·S，

其中，S是取決于傳感器幾何形狀和磁場的標稱信號強度，并且f(Re)是取決于流動剖面或雷諾數的校正因子。校正因子f(Re)通常被假設為常數。然而，情況并非總是如此。標稱信號強度S通常在儀表校準期間被確定，并被存儲在儀表中。

測量管中流動介質的雷諾數由下式定義

其中，測量管的直徑為DN、介質的密度為ρ、介質的動態粘度為μ，介質的運動粘度為ν。

磁感應流量計對測量管中的介質的雷諾數很敏感，因為雷諾數確定了流動介質的流動剖面。取決于管系統、儀表和安裝場景，校正因子f(Re)能夠有所不同，并與假設的恒定值相差幾個百分點。測量電極和磁場產生設備的布置通常被優化以使得流量計盡可能線性，即，感應測量電壓在盡可能大的雷諾數范圍上或者對于特定應用的感興趣的雷諾數范圍與雷諾數無關。因此，在過渡流動區域具有百分之幾偏差的流量計，以及對于具有湍流剖面的流動具有大約0.2％偏差的流量計，已經是行業標準。

在傳統的磁感應流量計中，流速和取決于雷諾數的校正因子f(Re)不能同時由介質中感應并且利用測量電極分接的測量電壓來確定。因此，f(Re)被假設為常數。因此，絕對有必要調適磁感應流量計的電極系統、磁體系統和管幾何形狀，以使得f(Re)在最大可能的雷諾數范圍上保持不變。這種調適總是需要限制，例如信號強度的損失或對極靴幾何形狀的依賴。

EP 0 770 855 A1教導了一種用于測量非牛頓液體的磁感應流量計，該流量計具有設計用于確定流動介質的流動指數和表觀粘度的分析電子器件。兩個測量電極被布置在測量管中，使得與相應測量電極相交的兩個半徑跨越90°或120°的角度。轉換開關被設計成沿相同方向或相反方向串聯兩個線圈。兩個測量電極之間的電位差被連續地確定用于兩個線圈設置，并被用于確定介質的流動指數和表觀粘度。

因此，從現有技術中原則上可知，允許通過修改磁場產生設備和測量電極布置來確定另外的流動特性。然而，已知現有技術的缺點是，為了流動指數的確定，總是需要至少兩個具有不同線圈設置的測量階段，在這兩個測量階段中，在測量能夠被執行之前的每種情況下磁場必須再次穩定。

發明內容

因此，本發明基于指定磁感應流量計和操作磁感應流量計的方法的目的，該磁感應流量計利用一個線圈設置來操作。

該目的通過根據權利要求1所述的磁感應流量計和根據權利要求10所述的用于操作磁感應流量計的方法來實現。