DE102008014712A1 - Measuring device e.g. coriolis measuring device, for e.g. determining physical measurand of substance in pipe line, has housing, where device is made of composite, which has component made of renewable raw materials and embedded in plastic - Google Patents

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Abstract

The device (1) has a housing (10) comprising a measuring- and operating electronic circuits and/or a transmitter e.g. magnetic-inductive flow transmitter, for determining and/or monitoring physical and/or chemical measurands of a substance, where the device is partially made of a composite e.g. natural fiber composite or wood-plastic composite. The composite has a component e.g. thermoplastic, elastomer or duroplastic, made of plastic. The composite has another component made of renewable raw materials e.g. wood, bamboo, flax, kenaf, cork, abaca, sisal or cannabis, and embedded in the plastic.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messeinrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen und/oder chemischen Messgröße eines Messstoffs in einer Rohrleitung und/oder einem Behältnis, wobei die Messeinrichtung zumindest teilweise aus mindestens einem Verbundwerkstoff gefertigt ist.The The invention relates to a measuring device for determining and / or monitoring at least a physical and / or chemical measurand a medium in a pipeline and / or a container, wherein the measuring device at least partially made of at least one composite material is made.

Eine Messeinrichtung umfasst die Gesamtheit aller Messgeräte und Hilfsgeräte, die zum Aufnehmen einer Messgröße, zum Weitergeben und Anpassen eines Messsignals und zum Ausgeben eines Messwertes als Abbild einer Messgröße erforderlich sind.A Measuring device comprises the entirety of all measuring devices and auxiliary devices used to record a measured variable, for passing on and adjusting a measuring signal and for outputting a measured value are required as an image of a measured variable.

Messeinrichtungen wie sie zur Steuerung und/oder Überwachung von Prozessen in Anlagen der Prozessautomatisierungstechnik eingesetzt werden, bestehen zu großen Teilen aus petrochemischen, mittels Rohöl hergestellten, Kunststoffen. Insbesondere Gehäuse und Messaufnehmer bestehen aus petrochemischen Kunststoffen oder sind zumindest teilweise von solchen Kunststoffen ausgekleidet oder ummantelt. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil von o. g. Messeinrichtungen ist aus Erz gewonnener Stahl. Messeinrichtungen weisen häufig Gehäuse oder Messaufnehmer auf, die wenigstens teilweise aus Stahl bestehen oder mit Stahl verkleidet sind.measuring equipment how to control and / or monitor processes used in process automation technology plants, consist largely of petrochemical, by means of Crude oil produced, plastics. In particular housing and sensors are made of petrochemical plastics or are at least partially lined by such plastics or jacketed. Another essential component of o. G. measuring equipment is steel made from ore. Measuring equipment is common Housing or sensor on, at least partially made of steel or clad with steel.

Messeinrichtungen, insbesondere Durchfluss-Messeinrichtungen, bestehen aus einem Gehäuse und einem Messaufnehmer. Speziell magnetisch-induktive Durchfluss-Messeinrichtungen weisen ein Messrohr aus Kunststoff oder Stahl auf, das Bestandteil des Messaufnehmers ist.Measuring devices, in particular flow measuring devices, consist of a housing and a sensor. Specially magneto-inductive flow measuring devices have a measuring tube made of plastic or steel, the component of the sensor.

Magnetisch-induktive Durchfluss-Messeinrichtungen machen sich das Faraday'sche Induktionsprinzip zu nutze: Senkrecht zu einem Magnetfeld bewegte Ladungsträger des Messstoffs induzieren in gleichfalls im Wesentlichen senkrecht zur Durchflussrichtung des Messstoffs angeordneten Messelektroden eine Messspannung. Die in den Messelektroden induzierte Messspannung ist proportional zu der über den Querschnitt des Messrohres gemittelten Strömungsgeschwindigkeit des Messstoffs; sie ist also proportional zum Volumenstrom. Ist die Dichte des Messstoffs bekannt, lässt sich der Massestrom in der Rohrleitung bzw. in dem Messrohr bestimmen. Die Messspannung wird üblicherweise über ein Messelektrodenpaar abgegriffen, das in dem Bereich maximaler Magnetfeldstärke angeordnet ist und in dem folglich die maximale Messspannung zu erwarten ist. Die Messelektroden selbst sind mit dem Messstoff entweder galvanisch oder kapazitiv gekoppelt.Electromagnetic Flow measuring devices make use of the Faraday induction principle Use: Charge carriers moved vertically to a magnetic field of the medium also induce substantially perpendicular to the flow direction of the medium arranged measuring electrodes a measuring voltage. The measuring voltage induced in the measuring electrodes is proportional to that over the cross section of the measuring tube averaged flow velocity of the medium; she is therefore proportional to the volume flow. Is the density of the medium known, the mass flow in the pipeline or in the measuring tube. The measuring voltage is usually over a measuring electrode pair tapped in the area of maximum Magnetic field strength is arranged and in which consequently the maximum measuring voltage is expected. The measuring electrodes themselves are coupled to the fluid either galvanically or capacitively.

Die Innenwandung des Messrohrs ist zur Vermeidung von Nebenschlüssen der in dem Messstoff induzierten Spannung oder von Abrasion mit einer elektrisch nicht leitfähigen Auskleidung bzw. mit einer einen geringen Verschleiß aufweisenden Auskleidung versehen. Aus den Offenlegungsschriften DE 10 2006 036 910 A1 und DE 10 2004 057 695 A1 sind Messrohre mit Auskleidungen aus einem Elastomer bzw. einem Polyethylen hoher Dichte bekannt geworden, um das Messrohr chemisch und/oder elektrisch zu isolieren. Die Auskleidung besteht z. B. aus einem thermoplastischen, einem duroplastischen oder einem elastomeren Kunststoff. Im Stand der Technik bekannt sind auch mit Zusatzstoffen versetzte Kunststoffe. So werden z. B. Glasfasergewebe in den Kunststoff integriert, um dessen mechanische Eigenschaften zu beeinflussen. Insbesondere magnetisch-induktive und Ultraschall-Durchfluss-Messeinrichtungen weisen ein mit einem Kunststoff ausgekleidetes Messrohr auf. So offenbart bspw. die Patentschrift DE 100 46 195 C2 einen Liner für ein Messrohr eines induktiven Durchflussmessers, der aus zwei Materialien mit verschiedenen Elastizitätsmodulen besteht.The inner wall of the measuring tube is provided to avoid shunts induced in the medium voltage or abrasion with an electrically non-conductive lining or with a low wear having lining. From the publications DE 10 2006 036 910 A1 and DE 10 2004 057 695 A1 have become known measuring tubes with liners made of an elastomer or a high density polyethylene to chemically and / or electrically isolate the measuring tube. The lining consists z. B. from a thermoplastic, a thermosetting or an elastomeric plastic. Also known in the art are plastics added with additives. So z. B. glass fiber fabric integrated into the plastic to influence its mechanical properties. In particular, magnetic-inductive and ultrasonic flow-measuring devices have a measuring tube lined with a plastic. Thus, for example, the patent discloses DE 100 46 195 C2 a liner for a measuring tube of an inductive flow meter, which consists of two materials with different moduli of elasticity.

Wegen ihrer guten Verarbeitbarkeit und ihrer mechanischen Beständigkeit haben sich neben Hartgummi oder fluorhaltigen Kunststoffen, wie z. B. PTFE und PFA, in besonderem Maße auch Polyurethane PUR als Linermaterial für magnetisch-induktive Messgeräte bewährt. Damit der PUR-Liner an der Innenwandung des Messrohres haftet, ist es notwendig, einen Haftvermittler bzw. einen Primer vorab auf die Innenwandung des Messrohrs zu applizieren. Hierzu ist es erforderlich, dass vorab die Innenwandung des Messrohrs gereinigt wird. Die Reinigung der Innenwandung sowie das Aufbringen und Aushärten des Primers führen dazu, dass der Fertigungsprozess zur Herstellung der Messrohre mit Polyurethan-Liner relativ zeit- und somit kostenintensiv ist. Auch hat es sich in wenigen Ausnahmefällen gezeigt, dass der mit Primer an dem Messrohr befestigte Polyurethan-Liner Schäden aufweist, wenn die Messrohre Härtetests unterzogen werden. Im Extremfall kann dies im Bereich der Messelektroden zu einem Kurzschluss und somit zu einer Fehlfunktion oder sogar zu einem Ausfall des Durchflussmessgeräts führen.Because of their good processability and their mechanical resistance In addition to hard rubber or fluorine-containing plastics, such as z. As PTFE and PFA, in particular also polyurethanes PUR as liner material for magnetic-inductive measuring devices proven. So that the PUR liner on the inner wall of the measuring tube it is necessary to use an adhesion promoter or a primer apply in advance to the inner wall of the measuring tube. For this it is necessary that the inner wall of the measuring tube is cleaned beforehand becomes. The cleaning of the inner wall as well as the application and curing of the primer cause the manufacturing process to Manufacture of measuring tubes with polyurethane liners relatively time- and thus costly. Also it has in a few exceptional cases shown that attached with primer to the measuring tube polyurethane liner Has damage when the measuring tubes hardness tests be subjected. In extreme cases, this can be in the range of the measuring electrodes to a short circuit and thus to a malfunction or even lead to failure of the flowmeter.

Nachteile der im Stand der Technik verwendeten Materialien für die Fertigung von Messeinrichtungen sind in den hohen Kosten für diese Materialien zu sehen. Weiterhin verschmutzen die biologisch nur über lange Zersetzungszeiten abbaubaren in den Messeinrichtungen enthaltenen petrochemischen Kunststoffe die Umwelt.disadvantage the materials used in the prior art for the Manufacture of measuring equipment are in the high cost of to see these materials. Furthermore, the biological pollute only over long decomposition times degradable contained in the measuring equipment petrochemical plastics the environment.

Die im Stand der Technik verwendeten Materialien werden größtenteils aus Rohöl gefertigt. Rohöl ist ein nicht erneuerbarer und nicht nachwachsender Rohstoff. Die Förderung und Bearbeitung des Rohöls und die Herstellung von petrochemischen Kunststoffen sind kostenintensive und teils stark umweltgefährdende Vorgänge. Der abiotische und biologische Abbau von aus petrochemischen Kunststoffen bestehenden Produkten ist aufgrund der sehr langen Zersetzungszeiten problematisch. Weiterhin haben durch das Verknappen der nicht nachwachsenden fossilen Rohstoffe Rohöl und aus Rohöl hergestellte Werkstoffe in den letzten Jahren einen teils deutlichen Preisanstieg erfahren.The materials used in the prior art are mostly made from crude oil. Crude oil is a non-renewable and non-renewable resource. The extraction and processing of crude oil and the production of petrochemical plastics fen are costly and sometimes highly environmentally hazardous operations. The abiotic and biodegradation of products made of petrochemical plastics is problematic due to the very long decomposition times. Furthermore, the scarcity of non-renewable fossil raw materials and crude oil and crude oil-derived materials have experienced a significant increase in prices in recent years.

Ebenso wie bei petrochemischen Kunststoffen haben sich die Weltmarktpreise für Stahl zuletzt teils deutlich erhöht.As well As with petrochemical plastics, world market prices have for steel recently partly increased significantly.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine ökologische und kostengünstige Messeinrichtung vorzuschlagen.Of the Invention is therefore the object of an ecological and to propose cost-effective measuring equipment.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verbundwerkstoff mindestens eine mittels mindestens eines Kunststoffs gebildete erste Komponente und mindestens eine, insbesondere in den Kunststoff eingebettete, mittels mindestens eines nachwachsenden Rohstoffs gebildete zweite Komponente enthält. Durch die Verwendung eines solchen Verbundwerkstoffes werden die Herstellungskosten einer Messeinrichtung deutlich gesenkt. Dies hängt u. a. mit dem geringeren Energiebedarf bei der Herstellung von Halbzeugen aus dem Verbundwerkstoff wie bspw. Rohr, Messrohr und Halbschalen der Messeinrichtung zusammen. Speziell bei einer magnetisch-induktiven Durchfluss-Messeinrichtung bilden die Halbschalen eine Verkleidung des Magnetsystems und der das Magnetfeld erzeugenden Spulen. Der Verbundwerkstoff lässt sich bei im Vergleich zu den im Stand der Technik verwendeten Materialien teils deutlich niedrigeren Temperaturen verarbeiten. Weiterhin ist durch den verringerten Gehalt von in manchen Kunststoffen enthaltenen hydrophilen Amiden im vorgeschlagenen Verbundwerkstoff eine Verwendung für Messeinrichtungen im Nutzwasserbereich möglich. Der Verbundwerkstoff ist nicht leitfähig und daher als elektrisch isolierender Liner, insbesondere einer magnetisch-induktiven Durchfluss-Messeinrichtung, geeignet. Der Verbundwerkstoff weist ähnliche Materialeigenschaften, insbesondere Temperaturbeständigkeit, Kerbschlagzähigkeit und Schwindung, auf wie die im Stand der Technik verwendeten Materialien.The The object is achieved according to the invention that the composite material at least one by means of at least one Plastic formed first component and at least one, in particular embedded in the plastic, by means of at least one renewable Raw material formed second component contains. By the Use of such a composite material is the manufacturing cost a measuring device significantly lowered. This depends u. a. with the lower energy requirement in the production of semi-finished products from the composite material such as pipe, measuring tube and half shells the measuring device together. Especially with a magnetic-inductive Flow measuring device, the half shells form a panel the magnet system and the magnetic field generating coils. Of the Compound material can be compared with in the State of the art used materials partly significantly lower Process temperatures. Furthermore, due to the reduced content proposed in some plastics hydrophilic amides in the proposed Composite material a use for measuring equipment possible in the industrial water area. The composite is non-conductive and therefore as an electrically insulating liner, in particular a magnetic-inductive flow measuring device, suitable. The composite has similar material properties, in particular temperature resistance, notched impact strength and shrinkage, such as the materials used in the prior art.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Komponente in Form von Partikeln in den Verbundwerkstoff eingebettet. Dadurch wird je nach Partikelgröße ein heterogener bzw. homogener Verbundwerkstoff gebildet. Materialeigenschaften des Verbundwerkstoffs lassen sich durch die Partikelgröße der zweiten Komponente bestimmen. Den verschiedenen Anforderungen im Bereich des Messrohrs, der Messrohrauskleidung und des Gehäuses kann durch die Verwendung verschiedener Werkstoffe oder durch Variation der Partikelgröße Rechnung getragen werden.According to one advantageous embodiment, the second component in the form of Particles embedded in the composite. This will depending on the particle size a heterogeneous or homogeneous composite material formed. material properties of the composite can be determined by the particle size determine the second component. The different requirements in the area of the measuring tube, the measuring tube lining and the housing by using different materials or by variation the particle size are taken into account.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Komponente in Form von Fasern in den Verbundwerkstoff eingebettet. Die Fasern können sog. Naturfasern sein, die im Unterschied zur Kunstfaser aus einem nachwachsenden Rohstoff gewonnen werden. Eine Struktur aus Fasern ist fester und häufig steifer als eine Konstruktion der gleichen Form aus dem kompakten Werkstoff. Die Faser kann aus Stängel, Stamm, Blatt und/oder der Wurzel des nachwachsenden Rohstoffs entnommen sein. Eine verstärke Auskleidung der Messeinrichtung ist bspw. bei stark abrasiven Messstoffen und/oder unter extremen Prozess- und Betriebsbedingungen nötig.According to one Another advantageous embodiment, the second component in Form of fibers embedded in the composite. The fibers can so-called natural fibers, which in contrast to the synthetic fiber of a renewable resource can be obtained. A structure of fibers is stronger and often stiffer than a construction of same shape from the compact material. The fiber can be made of stems, Trunk, leaf and / or the root of the renewable resource taken be. A reinforced lining of the measuring device is eg with highly abrasive media and / or under extreme process conditions and operating conditions necessary.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Komponente in Form von Mehl, Pulver und/oder Granulat in den Verbundwerkstoff eingebettet. Entsprechend dem Grad der Korngröße der zweiten Komponente können unterschiedliche Materialeigenschaften wie Dichte, Formbarkeit usw. des Verbundwerkstoffs bestimmt werden. Möglich ist auch eine Mischung von Partikeln der zweiten Komponente mit unterschiedlicher Korngröße. Die zur Herstellung des Verbundwerkstoffs verwendeten Vorrichtungen, u. a. sog. Schnecken zur Mischung der beiden Komponenten, lassen sich teilweise nur mit Fasern bzw. Partikeln bestimmter Größe verwenden, da ansonsten Fasern oder Partikel nicht vollständig benetzt und eingebettet werden oder sich Domänen unterschiedlichen Faser- und/oder Partikelgehalts bilden.According to one Another advantageous embodiment, the second component in Form of flour, powder and / or granules embedded in the composite material. According to the degree of grain size of the second Component can have different material properties such as density, malleability, etc. of the composite. Also possible is a mixture of particles of the second Component with different grain size. The Devices used to make the composite u. a. so-called screws for mixing the two components, let partially only with fibers or particles of a certain size do not use fibers or particles otherwise be wetted and embedded or domains different Form fiber and / or particle content.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die zweite Komponente in Form von Vlies, Gewebe, Folie und/oder einem dem Verbundwerkstoff Form, insbesondere Struktur, gebenden Körper in den Verbundwerkstoff eingebettet. Dadurch kann die Form der Messvorrichtung, des Messrohrs, insbesondere des Ein- und Auslaufs des Messrohrs vorgegeben werden. Der Ein- und Auslauf des Messrohrs ist der jeweiligen Sensoranordnung der Messeinrichtung angepasst, insbesondere trichterförmig. Eine Struktur in der Wandung eines Messrohrs ist bspw. bei dem Messaufnehmer einer Ultraschall-Durchfluss-Messeinrichtung als akustische Impedanz und/oder akustische Linse vorgesehen.According to one Another advantageous embodiment, the second component in Shape of fleece, fabric, foil and / or a composite material Shape, in particular structure, giving body in the composite material embedded. This allows the shape of the measuring device, the measuring tube, in particular the inlet and outlet of the measuring tube can be specified. The inlet and outlet of the measuring tube is the respective sensor arrangement adapted to the measuring device, in particular funnel-shaped. A structure in the wall of a measuring tube is, for example, in the sensor an ultrasonic flowmeter as acoustic impedance and / or acoustic lens provided.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der nachwachsende Rohstoff Holz, Bambus, Flachs, Hanf, Jute, Kenaf, Kokos, Kork, Sisal, Abaca und/oder Roggengrünschnitt. Aus diesen Rohstoffen gewonnene Werkstoffe und/oder Materialien sind erprobt und besonders in Kombination mit einer Kunststoffkomponente für die Herstellung eines robusten Verbundwerkstoffes geeignet.According to one Another advantageous embodiment is the renewable resource Wood, bamboo, flax, hemp, jute, kenaf, coconut, cork, sisal, abaca and / or rye green crop. Obtained from these raw materials Materials and / or materials are tried and tested and especially in combination with a plastic component for making a robust Composite suitable.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung handelt es sich bei der ersten Komponente um Thermoplaste, um Elastomere oder um Duroplaste. Je nach Verwendungszweck und Einsatz sowie Betriebsbedingungen der Messeinrichtung kann durch einen geeignet gewählten Verbundwerkstoff bzw. durch eine geeignet gewählte erste Komponente bspw. die Elastizität und Verformbarkeit des Verbundwerkstoffs vorgegeben werden.According to another advantageous embodiment The first component is thermoplastics, elastomers or duroplastics. Depending on the purpose and use and operating conditions of the measuring device can be specified by a suitably chosen composite material or by a suitably selected first component, for example, the elasticity and deformability of the composite material.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht die erste Komponente mindestens teilweise aus Polyamid, Polystyrol, Polyester, Terpolymeren, Polyolefinen und/oder ähnlichen petrochemischen Polymeren. Die genannten Kunststoffe haben sich als besonders geeignet in Kombination mit einem mittels der o. g. nachwachsenden Rohstoffe hergestellten Werkstoff zur Herstellung eines Verbundwerkstoffs erwiesen.According to one Further advantageous embodiment, the first component at least partially made of polyamide, polystyrene, polyester, terpolymers, Polyolefins and / or similar petrochemical polymers. The plastics mentioned have proven to be particularly suitable in combination with a means of o. g. produced renewable raw materials Material proven for the production of a composite material.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Komponente im Wesentlichen aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und/oder kompostierbar. Aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellte Kunststoffe sind unter dem Begriff Biokunststoffe bekannt und im Handel erhältlich. Die Materialien aus denen die erfindungsgemäße Messeinrichtung gefertigt ist, sind somit regenerativ, abbaubar und kostengünstig.According to one Another advantageous embodiment, the first component is in Essentially made from renewable raw materials and / or compostable. Made from renewable raw materials are known by the term bioplastics and are commercially available. The Materials from which the measuring device according to the invention is manufactured, are thus regenerative, degradable and inexpensive.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verbundwerkstoff im Wesentlichen kompostierbar. Durch die Verwendung kompostierbarer Werkstoffe, aus denen der Verbundwerkstoff gebildet wird, werden nicht nur Beschaffungs- und Herstellungskosten der Messeinrichtung vermindert, sondern auch die Entsorgungskosten lassen sich aufgrund der Kompostierbarkeit der verwendeten Materialien reduzieren.According to one Another advantageous embodiment of the composite is in Essentially compostable. By using compostable Materials from which the composite is formed, be not only procurement and manufacturing costs of the measuring device reduced, but also the disposal costs can be due reduce the compostability of the materials used.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verbundwerkstoff ein Naturfaserverbundstoff, insbesondere ein Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff oder ein Naturfaserkunststoff. Diese Verbundwerkstoffe, insbesondere der mit Naturfasern verstärkte Kunststoff Polypropylen PP-NF, weisen besonders für die Fertigung von Messeinrichtungen geeignete Materialeigenschaften auf.According to one Another advantageous embodiment of the composite material Natural fiber composite material, in particular a wood-plastic composite material or a natural fiber plastic. These composites, in particular the natural fiber reinforced plastic polypropylene PP-NF, especially for the production of measuring equipment suitable material properties.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Verbundwerkstoff mit mindestens einem Zusatzstoff versetzt, wobei der Zusatzstoff chemische, elektrische und/oder mechanische Eigenschaften des Verbundstoffes beeinflusst oder bestimmt. Der Zusatzstoff kann bspw. hydrophob sein und der Isolation gegen, beispielsweise durch Kondensation gebildete, Feuchtigkeit dienen. Insbesondere bei der Herstellung des Verbundwerkstoffs verwendete Katalysatoren können im Verbundwerkstoff verbleiben. Eine Versetzung des Verbundwerkstoffs mit Zusatzstoffen, die bspw. Hygiene und Sterilität im Messrohr verbessern, ist bspw. für Nutzwasseranwendungen und bei Messeinrichtungen, die dem Abfüllen von Lebensmitteln dienen, möglich. Im Bereich der Sensoren des Messaufnehmers bspw. der Messelektroden einer magnetisch induktiven Durchfluss-Messeinrichtung entstehen durch das Einbringen der Elektroden Spalten, Kanten und/oder Hinterschneidungen, in denen sich Ablagerungen bilden können. In diesen Ablagerungen können Keime entstehen. Dem kann durch geeignete Zusatzstoffe im Verbundwerkstoff des Liners entgegengewirkt werden, bspw. indem die Formbarkeit oder die Kohäsion des Verbundwerkstoffs durch die Zusatzstoffe verändert wird. Die Kohäsion ist u. a. verantwortlich für die Oberflächenspannung eines Stoffes.According to one advantageous embodiment, the composite material with at least an additive, wherein the additive chemical, electrical and / or mechanical properties of the composite or determined. The additive may, for example, be hydrophobic and the Isolation against, for example, formed by condensation, moisture serve. Especially used in the production of the composite Catalysts can remain in the composite material. A Transfer of the composite material with additives, for example, hygiene and improve sterility in the measuring tube is, for example, for Industrial water applications and measuring equipment used for filling serve food, possible. In the field of sensors of the measuring transducer, for example, the measuring electrodes of a magnetically inductive Flow measuring device caused by the introduction of the electrode columns, Edges and / or undercuts in which deposits form can. In these deposits, germs can arise. This can be achieved by using suitable additives in the composite material of the liner counteracted by, for example, the moldability or the cohesion changed the composite by the additives becomes. The cohesion is u. a. responsible for the surface tension of a substance.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Anteil der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente am Verbundwerkstoff mindestens 8 Volumenteile. Vorzugsweise beträgt der Anteil der ersten und/oder zweiten Komponente am Verbundwerkstoff mindestens 8 bis 35 Volumenteile.According to one Further advantageous embodiment, the proportion the first component and / or the second component on the composite material at least 8 volumes. Preferably, the proportion the first and / or second component on the composite at least 8 to 35 parts by volume.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Anteil der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente am Verbundwerkstoff höchstens 92 Volumenteile. Vorzugsweise beträgt der Anteil der ersten und/oder zweiten Komponente am Verbundwerkstoff höchstens 65 bis 92 Volumenteile. Sind bspw. die Anforderungen im Bereich des Gehäuses an bspw. die Kerbschlagzähigkeit nicht so hoch wie im Bereich des Messrohrs, so kann der Verbundwerkstoff zur Fertigung des Gehäuses einen höheren Anteil der zweiten Komponente aufweisen. Dadurch reduzieren sich Material- und Herstellungskosten.According to one Further advantageous embodiment, the proportion the first component and / or the second component on the composite material at most 92 parts by volume. Preferably the proportion of the first and / or second component in the composite material at most 65 to 92 parts by volume. Are, for example, the requirements in the area of the housing to eg. Not the impact strength as high as in the area of the measuring tube, so the composite material for the production of the housing a higher proportion having the second component. This reduces material and manufacturing costs.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens ein Gehäuse, das eine Mess- und Betriebselektronik und/oder einen Messaufnehmer zur Bestimmung und/oder Überwachung der Messgröße enthält, vorgesehen.According to one further advantageous embodiment is at least one housing, that is a measuring and operating electronics and / or a sensor for determining and / or monitoring the measured variable contains, provided.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist mindestens ein vom Messstoff durchströmbares Messrohr vorgesehen. Das Messrohr ist zumindest teilweise aus dem Verbundwerkstoff gefertigt. Der Verbundwerkstoff ist insbesondere als Material zur Herstellung eines Messrohrs einer magnetisch-induktiven Durchfluss-Messeinrichtung geeignet. Ist der Verbundwerkstoff elektrisch nicht leitend, kann der Verbundwerkstoff als Liner für ein magnetisch-induktives Durchfluss-Messgerät verwendet werden. Weiterhin kann der Verbundwerkstoff aufgrund seiner Beständigkeit und seiner akustischen Impedanz für ein Messrohr einer Ultraschall-Durchfluss-Messeinrichtung verwendet werden.According to one Another advantageous embodiment is at least one of the medium provided by flow-through measuring tube. The measuring tube is at least partly made of composite material. The composite material is in particular as a material for producing a measuring tube a magnetic-inductive flow measuring device suitable. Is the Composite electrically non-conductive, the composite material as a liner for a magnetic-inductive flowmeter be used. Furthermore, the composite material due to its Resistance and its acoustic impedance for a measuring tube of an ultrasonic flow measuring device used become.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Messrohr zumindest teilweise aus dem Verbundwerkstoff gefertigt, insbesondere mittels des Verbundwerkstoffs ummantelt und/oder innen ausgekleidet. Das Messrohr kann entweder vollständig aus dem Verbundwerkstoff bestehen oder dessen Außenfläche damit ummantelt bzw. dessen Innenfläche damit ausgekleidet sein.According to one Further advantageous embodiment, the measuring tube is at least partly made of the composite material, in particular by means of the composite material encased and / or lined inside. The Measuring tube can either be completely made of composite material or whose outer surface is coated with it or its inner surface to be lined with it.

Ein Trägerrohr aus dem Verbundwerkstoff kann einerseits in ein Stahlrohr eingezogen werden oder auch als Stützkörper das Stahlrohr ersetzen.One Support tube of the composite material can on the one hand in a steel pipe are drawn or as a support body replace the steel tube.

Insbesondere erübrig sich bei einem Mess- oder Trägerrohr bestehend aus dem vorgeschlagenen Verbundwerkstoff ein Primer. Der Primer ist eine Haftschicht die zwischen Trägerrohr und Liner appliziert wird, u. a. um den Liner am Trägerrohr zu fixieren. Insbesondere bei einem Liner bestehend aus dem im Stand der Technik verwendeten Polyurethan ist ein Primer notwendig.Especially it is not necessary to use a measuring or carrier tube from the proposed composite a primer. The primer is an adhesive layer between the carrier tube and liner is applied, u. a. to fix the liner to the carrier tube. In particular, in a liner consisting of that in the prior art used polyurethane is a primer necessary.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Messaufnehmer ein magnetisch-induktiver Durchfluss-Messaufnehmer oder ein Ultraschall Durchfluss-Messaufnehmer.According to one Another advantageous embodiment of the sensor is a magneto-inductive Flow sensor or an ultrasonic flow sensor.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.The Invention will become apparent from the following drawings explained.

Es zeigt:It shows:

1: eine perspektivische Ansicht einer Messeinrichtung mit einem Gehäuse und einem Messrohr, 1 FIG. 2: a perspective view of a measuring device with a housing and a measuring tube, FIG.

2: eine perspektivische Ansicht eines Messrohrs einer magnetisch induktiven Durchfluss-Messeinrichtung und 2 a perspective view of a measuring tube of a magnetic inductive flow measuring device and

3: einen Längsschnitt durch ein Messrohr einer magnetisch-induktiven Durchfluss-Messeinrichtung. 3 : A longitudinal section through a measuring tube of a magnetic-inductive flow measuring device.

1 zeigt eine Messeinrichtung 1 zur Bestimmung einer Messgröße eines durch ein Messrohr 12 strömenden Messstoffs. Die Messeinrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 10, das die Mess- und Betriebselektronik beinhaltet, einem Anschlusselement 11, welches selbst als Gehäuse 10 ausgestaltet ist und durch das hindurch der Messaufnehmer elektrisch anschließbar ist, sowie einem Messaufnehmer, umfassend ein Messrohr 12, zur Bestimmung der Messgröße. Die Messeinrichtung 1, insbesondere das Gehäuse 10 und die Gehäuseabdeckung, kann eine Coriolis-, eine magnetisch-induktive, eine Ultraschall-, oder eine Vortex-Messeinrichtung sein. Die Messgröße kann der Massedurchfluss, der Volumendurchfluss, die Dichte, die Temperatur und/oder die Leitfähigkeit des strömenden Messstoffs sein. Erfindungsgemäß ist zumindest einer der Bestandteile der Messeinrichtung 1 aus dem Verbundwerkstoff gefertigt. 1 shows a measuring device 1 for determining a measured variable by a measuring tube 12 flowing medium. The measuring device 1 consists of a housing 10 , which includes the measuring and operating electronics, a connection element 11 , which itself as a housing 10 is configured and through which the sensor is electrically connected, and a sensor, comprising a measuring tube 12 , to determine the measurand. The measuring device 1 , in particular the housing 10 and the housing cover, may be a Coriolis, a magnetic-inductive, an ultrasonic, or a vortex-measuring device. The measured variable can be the mass flow rate, the volume flow rate, the density, the temperature and / or the conductivity of the flowing medium. According to the invention, at least one of the components of the measuring device 1 made of composite material.

2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Messrohrs 12 eines Messaufnehmers, das dazu dient, einen in einer Rohrleitung strömenden Messstoff bzw. dessen Geschwindigkeit, Volumendurchfluss oder sonstige physikalische und/oder chemische Messgröße zu messen. Das Messrohr 12 wird über Flansche 14, 15 an eine Rohrleitung angeschlossen. Gezeigt sind Losflansche, die auf Bunden des Messrohrs 12 aufliegen und aus Kunststoff oder Stahl. Zwischen die Bunde des Messrohrs 12 und dem Rohrleitungsanschluss können Dichtungen eingebracht werden, um die Anschlüsse abzudichten. Prozessanschlüsse und zugehörige Hilfsmittel wie bspw. Flansche, Dichtungen, Reduzierstücke und Muffen können zumindest teilweise aus dem Verbundwerkstoff gefertigt sein. Das Messrohr 12 weist einen im Wesentlichen (hohl)zylindrischen Grundkörper auf, der aus einem Trägerrohr 21 und einem konzentrisch darin angeordneten Liner 22 besteht. Der Liner 22 kann, insbesondere durch ein Spritzgussverfahren, direkt auf die Innenwandung des Trägerrohrs 21 angebracht werden. Dafür ist teilweise die Verwendung eines Primers 36 nötig, der für die Haftung des Liners 22 am Trägerrohr 21 sorgt. Erfindungsgemäß ist das Messrohrs 12 wenigstens teilweise aus dem Verbundwerkstoff gefertigt. Bspw. kann das Trägerrohr 21 aus dem Verbundwerkstoff gefertigt sein und der Liner 22 aus einem gewöhnlichen Kunststoff bspw. Polypropylen oder Polyurethan bestehen. Andererseits kann der Liner 22 aus dem Verbundwerkstoff gefertigt sein und das Trägerrohr 21 aus einem konventionellen Material bestehen. 2 shows a perspective view of a measuring tube 12 a measuring sensor, which serves to measure a flowing in a pipeline medium or its velocity, volume flow or other physical and / or chemical measurand. The measuring tube 12 is about flanges 14 . 15 connected to a pipeline. Shown are loose flanges, which are on collars of the measuring tube 12 rest and made of plastic or steel. Between the collars of the measuring tube 12 and seals may be introduced to the pipe connection to seal the connections. Process connections and associated aids such as, for example, flanges, seals, reducers and sleeves can be made at least partially of the composite material. The measuring tube 12 has a substantially (hollow) cylindrical body, which consists of a support tube 21 and a liner concentrically disposed therein 22 consists. The liner 22 can, in particular by an injection molding process, directly on the inner wall of the support tube 21 be attached. This is partly the use of a primer 36 necessary for the adhesion of the liner 22 on the support tube 21 provides. According to the invention, the measuring tube 12 at least partially made of the composite material. For example. can the carrier tube 21 be made of the composite material and the liner 22 made of an ordinary plastic, for example. Polypropylene or polyurethane. On the other hand, the liner 22 be made of the composite material and the support tube 21 consist of a conventional material.

3 zeigt einen Längsschnitt durch das Messrohr 12 aus 2. Der Längsschnitt offenbart die verschiedenen Schichten des Messrohrs 12. Das Messrohr 12 besteht im Wesentlichen aus einem Trägerrohr 21 und einem Liner 22, sowie einer Haftschicht 36, die zwischen Trägerrohr 21 und Liner 22 angebracht ist und den Liner 22 am Trägerrohr 21 fixiert. Erfindungsgemäß sind Trägerrohr 21 und/oder Primer 22 oder wenigstens ein Bestandteil der Messeinrichtung 1, insbesondere des Messrohrs 12, aus dem Verbundwerkstoff gefertigt. Bei magnetisch induktiven Durchfluss-Messeinrichtungen wird in oder um das Messrohr 12 eine Abschirmung – nicht explizit gezeigt – eingebracht, um das von dem Magnetsystem erzeugte Magnetfeld nach außen abzuschirmen. Das Trägerrohr 21 ist auf seiner Innenseite mit dem Linermaterial ausgekleidet und durch dieses elektrisch von dem Messstoff isoliert. Der Liner 22 kann in das Trägerrohr 21 eingezogen oder mit einem Spritzgussverfahren auf die Innenwandung des Trägerrohrs 21 aufgebracht sein. Das Material, aus dem der Liner 22 besteht, kann insbesondere korrosions- bzw. abrasionsbeständiger sein als das Material, aus dem das Trägerrohr 21 besteht. Dies kann bspw. durch den Volumenanteil der ersten oder zweiten Komponente am Verbundstoff erreicht werden. Der Liner 22 kann auch in Form eines, insbesondere extrudierten, Rohres in das Trägerrohr 21 eingezogen werden. Das Trägerrohr 21, der Liner 22 oder das gesamte Messrohr 12, insbesondere die Halbschalen, können mittels des Verbundwerkstoffs gebildet sein. Als Verbundwerkstoff kann bspw. ein aus Polypropylen und mindestens einer Naturfaser bestehender Verbundwerkstoff verwendet werden. 3 shows a longitudinal section through the measuring tube 12 out 2 , The longitudinal section reveals the different layers of the measuring tube 12 , The measuring tube 12 consists essentially of a support tube 21 and a liner 22 , as well as an adhesive layer 36 between the support tube 21 and liners 22 is attached and the liner 22 on the support tube 21 fixed. According to the invention are carrier tube 21 and / or primers 22 or at least a part of the measuring device 1 , in particular of the measuring tube 12 , made of composite material. In magnetic inductive flow measuring devices is in or around the measuring tube 12 a shield - not explicitly shown - introduced to shield the magnetic field generated by the magnetic system to the outside. The carrier tube 21 is lined on its inside with the liner material and electrically isolated from this by the medium. The liner 22 can in the carrier tube 21 retracted or with an injection molding process on the inner wall of the support tube 21 be upset. The material from which the liner 22 may in particular be corrosive or abrasionsbeständiger than the material from which the support tube 21 consists. This can be achieved, for example, by the volume fraction of the first or second component on the composite. The liner 22 can also be in the form of a, in particular extruded, tube in the support tube 21 be confiscated. The carrier tube 21 , the liner 22 or the entire measuring tube 12 , in particular the half-shells, can be formed by means of the composite material. For example, a composite material consisting of polypropylene and at least one natural fiber can be used as the composite material.

11
Messeinrichtungmeasuring device
1010
Gehäusecasing
1111
Anschlusselementconnecting element
1212
Messrohrmeasuring tube
1414
Flanschflange
1515
Flanschflange
2121
Trägerrohrsupport tube
2222
Linerliner
3636
Primer/HaftschichtPrimer / adhesive layer
3838
Messelektrodemeasuring electrode
3939
Messelektrodemeasuring electrode

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Claims (19)

Messeinrichtung (1) zur Bestimmung und/oder Überwachung mindestens einer physikalischen und/oder chemischen Messgröße eines Messstoffs in einer Rohrleitung und/oder einem Behältnis, wobei die Messeinrichtung (1) zumindest teilweise aus mindestens einem Verbundwerkstoff gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff mindestens eine mittels mindestens eines Kunststoffs gebildete erste Komponente und mindestens eine, insbesondere in den Kunststoff eingebettete, mittels mindestens eines nachwachsenden Rohstoffs gebildete zweite Komponente enthält.Measuring device ( 1 ) for determining and / or monitoring at least one physical and / or chemical measured variable of a medium in a pipeline and / or a container, wherein the measuring device ( 1 ) is at least partially made of at least one composite material, characterized in that the composite material contains at least one formed by at least one plastic first component and at least one, in particular embedded in the plastic, formed by at least one renewable raw material second component. Messeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente in Form von Partikeln in den Verbundwerkstoff eingebettet ist.Measuring device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the second component is embedded in the form of particles in the composite material. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente in Form von Fasern in den Verbundwerkstoff eingebettet ist.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second component is embedded in the form of fibers in the composite material. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente in Form von Mehl, Pulver und/oder Granulat in den Verbundwerkstoff eingebettet ist.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second component in the form of flour, powder and / or granules is embedded in the composite material. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente in Form von Vlies, Gewebe, Folie und/oder einem dem Verbundwerkstoff Form, insbesondere Struktur, gebenden Körper in den Verbundwerkstoff eingebettet ist.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the second component in the form of fleece, fabric, film and / or a composite material, in particular structure, giving body is embedded in the composite material. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nachwachsende Rohstoff Holz, Bambus, Flachs, Hanf, Jute, Kenaf, Kokos, Kork, Sisal, Abaca und/oder Roggengrünschnitt ist.Measuring device ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the renewable resource is wood, bamboo, flax, hemp, jute, kenaf, coconut, cork, sisal, abaca and / or rye greens. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der ersten Komponente um Thermoplaste, um Elastomere oder um Duroplaste handelt.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that it is the first component is thermoplastics, elastomers or thermosets. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente mindestens teilweise aus Polyamid, Polystyrol, Polyester, Terpolymeren, Polyolefinen und/oder ähnlichen petrochemischen Polymeren besteht.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first component consists at least partially of polyamide, polystyrene, polyester, terpolymers, polyolefins and / or similar petrochemical polymers. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente im Wesentlichen aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt ist und/oder kompostierbar ist.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first component is essentially made of renewable raw materials and / or compostable. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff im Wesentlichen kompostierbar ist.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the composite material is substantially compostable. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff ein Naturfaserverbundstoff, insbesondere ein Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoff oder ein Naturfaserkunststoff, ist.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the composite material is a natural fiber composite, in particular a wood-plastic composite material or a natural fiber plastic. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff mit mindestens einem Zusatzstoff versetzt ist.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the composite material is mixed with at least one additive. Messeinrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzstoff chemische, elektrische und/oder mechanische Eigenschaften des Verbundstoffes beeinflusst oder bestimmt.Measuring device ( 1 ) according to claim 12, characterized in that the additive influences or determines chemical, electrical and / or mechanical properties of the composite. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente am Verbundwerkstoff mindestens 8 Volumenteile beträgt.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of the first component and / or the second component in the composite material is at least 8 parts by volume. Messeinrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente am Verbundwerkstoff höchstens 92 Volumenteile beträgt.Measuring device ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of the first component and / or the second component in the composite material is at most 92 parts by volume. Messeinrichtung (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gehäuse (10), das eine Mess- und Betriebselektronik und/oder einen Messaufnehmer zur Bestimmung und/oder Überwachung der Messgröße enthält vorgesehen ist.Measuring device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one housing ( 10 ), which contains a measuring and operating electronics and / or a sensor for determining and / or monitoring the measured variable is provided. Messeinrichtung (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein vom Messstoff durchströmbares Messrohr (12) vorgesehen ist.Measuring device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one measuring tube can be flowed through by the measuring tube ( 12 ) is provided. Messeinrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrohr (12) zumindest teilweise aus dem Verbundwerkstoff gefertigt, insbesondere mittels des Verbundwerkstoffs ummantelt und/oder innen ausgekleidet ist.Measuring device ( 1 ) according to claim 17, characterized in that the measuring tube ( 12 ) at least partially made of the composite material, in particular by means of the composite material encased and / or lined inside. Messeinrichtung (1) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messaufnehmer ein magnetisch-induktiver Durchfluss-Messaufnehmer oder ein Ultraschall Durchfluss-Messaufnehmer ist.Measuring device ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor is a magnetic-inductive flow sensor or an ultrasound Flow sensor is.
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