Magnetisch-induktive Duchflussmessung: Polarisation?

- H
- Harald Horn
  
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vor 18 Jahren

Fri, Sep 16, 2005 9:10 AM

Hallo,

ich befasse mich zur Zeit mit magnetisch-induktiver Durchflussmessung. Dabei gibt es eine Sache, die ich nicht ganz verstehe, und zwar die Polarisation der Messelektroden. Dieser Effekt wird offensichtlich dadurch vermieden, daß das Erregerfeld mit einer niedrigen Frequenz umgepolt wird. Was ich nun nicht verstehe, ist warum sich die Elektroden auch polarisieren, wenn die an ein Messgerät angeschlossen sind. Ich hätte eigentlich gedacht, daß bei den relativ kleinen Ladungsmengen, die da im Spiel sind, auch der hoche Eingangs- widerstand eines Multimeters ausreicht, um eine zunehmende Polarisierung zu vermeiden. Oder hab' ich da prinzipiell was nicht verstanden? Wäre ein hochohmiger Wirderstand (ca. 1/10 Eingangsimpedanz Messgerät) parallel zu den Elektroden eine alternative zum Wechselfeld?

Gruß, Harald

- M
- Marte Schwarz
  
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vor 18 Jahren

Fri, Sep 16, 2005 3:12 PM

Hallo Harald,

Genau. Und das am besten mit einem Rechteck bzw trapezsignal, damit die Induktion recht bald wieder weg ist und man den effekt einfach durch die Wahl des geeigneten Abtastzeitpunkts wieder eliminiert.

Scheint mir so... Erstens sind 10 MOhm bezogen auf eine Elektrode nicht viel, sondern vergleichsweise wenig. Ausserdem ist die Spannung, die Du messen (geschweige denn auflösen) willst, sehr klein gegenüber der Halbzellenspannung respektive Polarisationsüberspannung, die Du erhalten wirst. Eine Elektrode erster Art ist in erster Linie eine kapazitive (wegen der Helmholtzschicht). Genaueres findest Du in denn Schriften der Medizintechniker, die kämpgen mit diesen Phänomenen täglich ;-)

Was versprichst Du Dir davon, dass Du das System jetzt auch noch niederohmiger machsen willst?

Marte

- M
- Martin
  
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vor 18 Jahren

Sat, Sep 17, 2005 9:05 AM

Am Fri, 16 Sep 2005 11:10:08 +0200 schrieb Harald Horn :

Sobald sich Spannung aufbaut wird die Elektrode polarisieren. Möglicherweise würde sie das sogar in einer Kurzschlußbeschaltung (aktiver Strommeßverstärker), wobei noch nichteinmal klar ist, ob diese Kurzschlußstrommessung ein brauchbares, durchflußabhängiges Signal liefern würde - vermutlich sehr nichtlinear.

- H
- Harald Horn
  
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vor 18 Jahren

Sat, Sep 17, 2005 2:10 PM

Hallo,

ich glaube, ich habe das mit der Polarisation falsch verstanden. Ich dachte eigentlich, daß sich die Elektroden zueinander "aufladen", wie ein elektrochemisches Element eben... ...dem scheint aber nicht so zu sein. Vielleicht kann mir das jemand ja näher erklären oder mir eine Informationsquelle nennen.

Gruß, Harald

- M
- Martin
  
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vor 18 Jahren

Sat, Sep 17, 2005 9:34 PM

Am Sat, 17 Sep 2005 16:10:43 +0200 schrieb Harald Horn :

Wenn der Sensor nach dem Prinzip des MHD(magneto- hydrodynamischen) Generator funktioniert, dann entsteht die Spannung durch Induktion. Die strömende Flüssigkeit stellt einen bewegten Leiter da, der sich durch das Magnetfeld bewegt. Eine elektrochemische Polarisation, wie in einem galv. Element, oder durch Elektrolyse möchte man hier vermeiden, da sie das Messsignal verfälschen würde. Die Elektroden werden wohl aus dem gleichen Material bestehen, wenn Strom fließt könnten sich aber Polarisieren, ähnlich wie die 2 Bleiplatten in einem Akku, welche dann nach dem Laden unterschiedliche Zusammensetzung haben (Bleioxid und Blei). Für den "Ladevorgang" (=Polarisation) ist es egal, ob der Strom extern eingespeist wird oder wie hier durch die Induktionsspannung getrieben wird. Ein Meßgerät mit unenedlichem Eingangswiderstand, wo also kein Strom fließt, sollte diese Polarisation verhindern können - so eines exisitiert aber nicht und so ein hochohmiger Eingang fängt auch jede Menge Störungen ein. Das Umpolen ist hingegen eine einfache Lösung.

- M
- Marte Schwarz
  
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vor 18 Jahren

Mon, Sep 19, 2005 9:29 AM

Hallo Martin,

Das will man tulichst vermeiden.

Genau so, der Effekt nennt sich dann Lorentzkraft, die die Hallspannung aufbaut, die man dann mit den Elektroden messen will.

Soweit ist das richtig. Zur Polarisation reicht eben schon sehr sehr wenig Strom. Am einfachsten ist es, man betrachtet eine Elektrode als relativ große Kapazität mit geringen Leckströmen, dann macht mans automatisch einigermaßen richtig ;-)

Marte