CN104101391A - 电磁流量计 - Google Patents

Abstract

一种电磁流量计（10），包括螺线管单元（18）的轭部（62），该螺线管单元（18）被容纳在主体（12）的内部。轭部（62）的截面为U形，并且管单元（14）包括测量导管（44），该测量导管（44）布置在轭部（62）的内部。测量导管（44）的一端部（44a）和另一端部（44b）被形成为具有正圆形截面，而其在一端部（44a）和另一端部（44b）之间的中间部（44c）被形成为具有长圆形截面。在测量导管（44）上，形成在中间部（44c）中的截面直线部（53）布置在竖直方向上。螺线管单元（18）的线圈（70a、70b）和励磁板（68a、68b）布置成面对截面直线部（53）。

Description

电磁流量计

技术领域

本发明涉及一种电磁流量计，该电磁流量计能够测量在流体通道内部流动的流体的流量。

背景技术

迄今为止，例如，在已知的电磁流量计中，通过给线圈通电，磁场被形成在流体流经的流体通道中，并且基于根据流经流体通道的流体的导电性产生的电动势，流体的流量被计算。

例如在日本专利No.4591015（专利文献1）公开的这样的流量计安装有：测量导管，流体经由该测量导管被引导；一对电极，该一对电极被安装在测量导管的外侧；和一对励磁线圈以及一对磁心，上述每一对在测量导管的外侧与电极垂直地布置。另外，通过励磁线圈产生的磁场与测量导管垂直地形成，并且通过一对电极在流体中产生的电动势被控制器提取并转换成流体的流量。进一步，在这样的电磁流量计中，形成在测量导管内部的流体通道被形成，从而其沿着轴线方向的入口和出口被形成为具有圆形截面，并且沿着轴线方向的中间区域被形成为具有椭圆形截面。从而，两个励磁线圈在中间区域靠近地布置，并且励磁线圈之间的间隔保持较小，从而磁损失被最小化，因此能够利用低功率获得大信号。

进一步，对于日本专利No.5102463（专利文献2）公开的电磁流量计，轭盖被紧固到励磁板的上部，从而测量导管的外周区域被金属构件包围，并且磁路由励磁线圈所产生的磁场构成，其中，励磁线圈被安装在该励磁板上。

发明内容

然而，在根据上述专利文献1的电磁流量计中，在测量导管内部的流体通道中，构成入口和出口的一端部和另一端部被形成为具有圆形截面，并且流体通道的从一端部到另一端部且包括两者之间的中间区域的区域被形成为具有相同的截面积。因此，考虑到形成为具有椭圆形截面的中间区域，其长轴（伸长部）大于形成为具有圆形截面的一端部和另一端部的外径并伴随测量导管的直径的扩大，从而导致电磁流量计的尺寸增大。

进一步，利用该电磁流量计，内衬被配置在圆形截面的测量导管的内周表面上，通过改变内衬的形状，使中间区域的流体通道的截面变成椭圆形。然而，例如，当内衬通过将树脂材料粘附到测量导管的内周表面而被形成时，椭圆形截面的形成变复杂，并且很难以高精确度制造测量导管以具有期望的流体通道截面积。

另一方面，利用根据专利文献2的电磁流量计，因为提供了一种测量导管的外周侧被轭盖和励磁板包围的结构，部件的成本和轭部的重量增加。同时，由于需要将轭盖紧固到励磁板上，装配步骤的数量增加，并且伴随生产成本的相应增加。

本发明的一般目的是提供一种电磁流量计，该电磁流量计的尺寸和重量能够被进一步减小。

本发明的特点在于一种电磁流量计，包括：主体，该主体具有通过流体通道连接的上游侧端口和下游侧端口；测量导管，在主体的内部，该测量导管配置在上游侧端口和下游侧端口之间；和一对线圈以及一对电极，上述每一对都布置成在测量导管的外周侧彼此面对。

测量导管由树脂材料整体地形成，该测量导管的沿着轴线方向的一端部和另一端部与上游侧端口和下游侧端口连接，该一端部和另一端部被形成为具有正圆形截面，该测量导管的在一端部和另一端部之间的中间部被形成为具有长圆形截面，线圈布置成面对形成在中间部的外周表面上的截面直线部，并且电极与线圈垂直地布置。

根据本发明，在电磁流量计中，由树脂材料制成的测量导管被配置在主体中，并且一对线圈和电极在测量导管的外周侧分别布置成面对关系，测量导管的一端部和另一端部分别被连接到在主体中的上游侧端口和下游侧端口。一端部和另一端部分别被形成为具有正圆形截面，而在一端部和另一端部之间的中间部被形成为具有长圆形截面。此外，在测量导管上，线圈布置成面对形成在中间部的外周表面上的截面直线部，并且电极与线圈垂直地布置。因而，因为一对线圈能够靠近地布置并且将形成为具有椭圆形截面的测量导管的中间部夹在两者之间，所以磁损失被抑制，因此能够以低功率获得大信号。此外，在传统技术的电磁流量计中出现的测量导管的外径的尺寸的增大被避免。因此，能够减小电磁流量计的尺寸和重量。

本发明的上述及其他目的、特点和优势在结合附图的以下说明中将更加明显，其中，本发明的较优实施例经由说明性实例展示。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的电磁流量计的外部立体图；

图2是图1所示的电磁流量计的分解立体图；

图3是图1所示的电磁流量计的竖直截面图；和

图4是沿着图1中的线IV-IV的截面图。

具体实施方式

如图1至4所示，电磁流量计10包括：主体12；管单元14，该管单元14被容纳在主体12的内部；一对（地电位）附件16a、16b，该一对附件16a、16b被连接到主体12和管单元14的相反端；螺线管单元18，该螺线管单元18在主体12内部被配置在管单元14的两侧；盖构件20，该盖构件20覆盖主体12的侧表面；和显示单元22，该显示单元22被设置在主体12的上表面上。

主体12由例如金属材料形成为具有大致矩形形状的截面，并且被形成为在其内部具有空间的中空形状。安装孔24分别在主体12的在轴线方向（箭头A和B的方向）上的相反端开口，附件16a、16b被安装在安装孔24中。开口26被设置在主体12的上表面上，显示单元22被安装在开口26中。截面为U形的盖构件20被安装在主体12上，以便覆盖主体12的两侧和底部（见图4）。

如图3所示，安装孔24包括附接孔30，其在安装孔24的大致中心处开口。在附接孔30的开口端部分上，O形环32a经由环形槽被分别安装在附接孔30的外周侧。

附件16a、16b由基部34、第一和第二管状部分36、38构成，该基部34被形成为矩形形状，第一和第二管状部分36、38被配置在基部34的中心并且分别从基部34的相反侧表面在轴线方向上向外突出。此外，通孔（端口）40沿着穿过第一和第二管状部分36、38和基部34的内部的直线形成。当附件16a、16b被安装在主体12上时，第一管状部分36被插入附接孔30中，并且基部34通过多个附接螺栓42被紧固到主体12。在这种情况下，第二管状部分38被布置成从主体12的相反端向外突出。未显示的管等等例如被连接到第二管状部分38。

用这样的方式，两个附件16a、16b以共轴的方式配置并且将主体12夹在两者之间。

管单元14包括：管状测量导管44，该管状测量导管44在轴线方向（箭头A和B方向）上具有预定的长度；一对电极46a、46b，该一对电极46a、46b附着到测量导管44的侧表面；一对泡沫片48a、48b，该一对泡沫片48a、48b覆盖电极46a、46b；一对电路板保持器50a、50b，该一对电路板保持器50a、50b被配置在泡沫片48a、48b的外侧，而且在其中保持电路板58a、58b；和一对屏蔽盖52a、52b，该一对屏蔽盖52a、52b被设置在电路板保持器50a、50b的外周侧并且覆盖电路板58a、58b。

测量导管44由例如树脂材料形成为在轴线方向（箭头A和B的方向）上具有预定的长度。测量导管44的一端部44a和另一端部44b被形成为具有正圆形形状的截面，并且在一端部44a和另一端部44b之间的中间部被形成为具有长圆形（椭圆形）形状的截面。更具体地，测量导管44的截面形状在轴线方向上（在箭头B的方向上）从一端部44a逐渐地改变以变成椭圆形截面，从而形成中间部44c，并且从中间部44c朝向另一端部44b进一步逐渐地改变以再次变为正圆形截面。

另外，因为测量导管44由树脂材料形成，在根据传统技术的电磁流量计中设置的内衬不会被配置在其内周表面上。

如图4所示，中间部44c被形成为具有椭圆形截面，其在竖直方向（箭头C和D的方向）上被拉长，并且一对截面直线部53布置成面对稍后描述的螺线管单元18的线圈70a、70b，该一对截面直线部53被形成在长圆形形状的相反侧部。换句话说，测量导管44被配置在主体12的内部，从而形成为椭圆形截面的中间部44c的长轴被定位在竖直方向（箭头C和D的方向）上，而短轴被定位在水平方向上。

进一步，如图2和3所示，凸缘54被形成在测量导管44的一端部44a和另一端部44b上，该凸缘54在其外周表面上呈环状形状突出，O形环32b被分别安装在凸缘54上。

如图3和4所示，电极46a、46b中的一个和另一个被配置在绕着测量导管44中心对称的位置上，并且通过利用例如导电粘合剂粘附到测量导管44的外周表面而被固定。换句话说，电极46a、46b沿着垂直于测量导管44的轴线的方向布置在一条直线上。电极46a、46b的截面为与测量导管44的外周截面形状对应的弧形。泡沫片48a、48b被分别安装在电极46a、46b的外周侧，以便完全覆盖电极46a、46b。

如图4所示，由例如树脂材料形成的电路板保持器50a、50b包括主体部56和电路板保持部60，该主体部56被形成为具有与测量导管44的外周表面对应的弧形截面，该电路板保持部60被形成在主体部56的上部，并且能够在其中保持电路板58a、58b。

此外，电路板保持器50a、50b被安装成经由主体部56覆盖泡沫片48a、48b的外周侧。板状的电路板58a、58b被安装在电路板保持部60上。电路板58a、58b被电连接到电极46a、46b。

屏蔽盖52a、52b的截面为U形，并且屏蔽盖52a、52b由例如金属材料形成。一个屏蔽盖52a被从上方安装成包围测量导管44和电路板保持器50a，而另一个屏蔽盖52b被从下方安装成包围测量导管44和电路板保持器50b。另外，一个屏蔽盖52a的开口端和另一个屏蔽盖52b的开口端彼此以重叠状态被相互固定。因而，测量导管44，电极46a、46b，和包含电路板58a、58b的电路板保持器50a、50b的外周侧被一对屏蔽盖52a、52b覆盖。

如图2和4所示，螺线管单元18包括：轭部（yoke）62，该轭部62被设置在管单元14的测量导管44的外周侧；一对线圈架（bobbin）64a、64b，该一对线圈架64a、64b被固定到轭部62；一对励磁板68a、68b，该一对励磁板68a、68b经由铁心66a、66b被固定到线圈架64a、64b的中心部；和线圈70a、70b，该线圈70a、70b缠绕线圈架64a、64b。

线圈70a、70b，线圈架64a、64b，和励磁板68a、68b在对称位置上配置在一条直线上，并且将测量导管44夹在它们之间。

轭部62通过例如由金属材料压制形成的板形成为大致U形截面。轭部62包括平面部72和一对垂直壁74a、74b，该一对垂直壁74a、74b从平面部72的相反端垂直地竖立。更具体地，垂直壁74a、74b被配置成互相大致平行。

在轭部62中，线圈70a、70b所缠绕的线圈架64a、64b通过螺栓76被固定到垂直壁74a、74b。铁心66a、66b被插入通过线圈架64a、64b的中心并且被螺栓76固定，该铁心66a、66b通过铆接（卷边）预先被牢固地附接到励磁板68a、68b。

此外，线圈架64a、64b和励磁板68a、68b等以上述方式被装配在轭部62上，该轭部62被固定到主体12的底部，从而其平面部72被向下（在箭头C的方向上）定位并且被水平地布置，而垂直壁74a、74b被配置成向上（在箭头D的方向上）延伸。

进一步，励磁检测电路板78被配置成面对主体12的开口26。根据来自励磁检测电路板78的电流控制，电流被供应到线圈70a、70b。

当管单元14布置在轭部62的内部时，测量导管44的两个截面直线部53被分别配置成面对线圈70a、70b和励磁板68a、68b。由此，例如，与将一对线圈70a、70b布置在形成为具有正圆形形状的截面的测量导管的外周侧相比，通过将线圈70a、70b配置成在面对作为椭圆形截面中较窄的短轴上的区域中的截面直线部53的位置，线圈70a、70b能够彼此更接近地布置。

如图1至4所示，显示单元22被配置在主体12的上表面上以便靠近开口26。当显示单元22的外壳80被安装在主体12的上表面上时，通过接触防水密封件82，防止水分从外侧渗透进入显示单元22的内部。

如图1至3所示，在外壳80（在箭头A的方向上）的一端侧，连接器84被设置成能够连接未显示的信号电缆。通过将信号电缆连接到连接器84，通过电磁流量计10检测的检测结果能够作为检测信号被输出到外部。

进一步，在外壳80的中心部中，显示部88被设置成具有显示屏86，显示屏86上显示例如将被测量的流体的流量，该流量通过电磁流量计10来测量。外壳80（在箭头B的方向上）的另一端侧，设置有控制板90和按钮92，该控制板90控制显示屏86等等，该按钮92使显示部88的显示切换操作等等可以进行。

根据本发明的实施例的电磁流量计10基本如上所述地构造。接下来，将描述其操作和有益效果。

在电磁流量计10上，未显示的管被连接到一对附件16a、16b，并且要被测量的流体（液体）从未显示的测量流体供应源通过这样的管被供应。此外，测量流体流经在上游侧的一个附件16a，流入管单元14的测量导管44的内部，然后通过配置在下游侧的另一个附件16b被导出。

此时，螺线管单元18的线圈70a、70b被通电并且被激励，从而在垂直于测量导管44的方向上产生磁场，该测量导管44被配置成面对线圈70a、70b。电动势通过配置在垂直于磁场的方向上的一对电极46a、46b被检测，并且该电动势被输出到控制器（未显示），该控制器计算测量流体的流量。因而，流经电磁流量计10的内部的测量流体的流量被检测，并且检测到的流量被显示在显示单元22的显示部88上。

以上述方式，利用本实施例，管单元14的测量导管44由树脂材料整体地形成，其一端部44a和另一端部44b被形成为具有正圆形截面，并且沿着轴线方向（箭头A和B的方向）的中间部44c被形成为具有椭圆形截面，从而在传统技术的电磁流量计出现的测量导管的外径的增大被避免。因此，与传统的电磁流量计相比，因为测量导管的直径没有扩大，能够使电磁流量计10的尺寸变小。此外，通过将一对线圈70a、70b靠近地布置并且将测量导管44夹在两者之间，磁损失能够被抑制，并且能够以较小功率获得大信号。

进一步，通过由树脂材料形成测量导管44，在测量导管44的内部不必设置内衬，此外，截面为正圆形的一端部44a和另一端部44b和截面为椭圆形的中间部44c能够一起整体地形成在测量导管44中。因此，测量流体所流经的测量导管44能够以高精确度形成为具有期望的流体通道截面积。

此外，由于由金属材料形成为U形截面，因为将保持线圈70a、70b和线圈架64a、64b保持在其中的轭部62能够以向上开口（在箭头D表示的方向上开口）的方式被布置，因此能够提高当管单元14被装配在轭部62的内部时的装配的容易度。另外，与管单元14的外周侧被轭部62完全包围的情况相比，因为构成部件的数量被减少，因此能够减小尺寸和重量。

更进一步，由金属材料制成的盖构件20与处于地电位的附件16a、16b电隔离。因此，与根据整个主体等等都被盖构件包围并且被偏压至地电位的传统技术的电磁流量计相比，能够提高装配的容易度。

虽然以上已经说明了本发明的较优实施例，但是根据上述实施例的流量计不被该实施例所限制，在不背离以下权利要求所述的本发明的范围的前提下，可以进行各种变化和修改。

Claims (6)

1.一种电磁流量计，其特征在于，包括：主体（12），所述主体（12）具有通过流体通道连接的上游侧端口（40）和下游侧端口（40）；测量导管（44），在所述主体（12）的内部，所述测量导管（44）配置在上游侧端口（40）和下游侧端口（40）之间；和一对线圈（70a、70b）以及一对电极（46a、46b），其中每一对都布置成在所述测量导管（44）的外周侧彼此面对；

其中，所述测量导管（44）由树脂材料整体地形成，所述测量导管（44）的沿着轴线方向的一端部（44a）和另一端部（44b）与所述上游侧端口（40）和所述下游侧端口（40）连接，所述一端部（44a）和所述另一端部（44b）被形成为具有正圆形截面，所述测量导管（44）的在所述一端部（44a）和所述另一端部（44b）之间的中间部（44c）被形成为具有长圆形截面，所述线圈（70a、70b）布置成面对形成在所述中间部（44c）的外周表面上的截面直线部，并且所述电极（46a、46b）相对于所述线圈（70a、70b）垂直地布置。

2.如权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述线圈（70a、70b）被保持在轭部（62）上，所述轭部（62）形成为具有U形截面，所述测量导管（44）配置在所述轭部（62）的内部。

3.如权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，盖构件（20）配置在与地电位隔离的位置，所述盖构件（20）被安装在所述主体（12）上并且由金属材料制成。

4.如权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述中间部（44c）形成为具有长圆形截面，所述中间部（44c）朝向配置在所述主体（12）中的电路板（58a、58b）伸长。

5.如权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，所述电极（46a、46b）配置在所述测量导管（44）的外周表面上，并且安装在其上的泡沫片（48a、48b）覆盖所述电极（46a、46b）。

6.如权利要求3所述的电磁流量计，其特征在于，所述地电位由一对附件（16a、16b）构成，所述附件（16a、16b）配置在所述主体（12）在所述轴线方向上的相反端上，并且所述附件（16a、16b）中分别包括所述上游侧端口（40）和所述下游侧端口（40）。