CN112816008A - 电磁流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电磁流量计，其电连接前置放大器基板和主基板的导通部不易受到励磁线圈产生的噪声的影响。电磁流量计具备测定管(24)、励磁线圈(26)、测定管(24)的一对面电极(51、61)、供测定管(24)贯通的前置放大器基板(27)、以及安装在前置放大器基板(27)的一个面上的前置放大器电路。电磁流量计具备设置在前置放大器基板(27)上且与前置放大器电路电连接的第一连接器(31)、覆盖一对面电极及前置放大器电路的屏蔽壳体(85)、具有与前置放大器电路连接的第一电路的主基板(28)、以及设置在主基板(28)上且与第一电路电连接的第二连接器(32)。前置放大器电路和第一电路经由第一连接器(31)和第二连接器(32)电连接。

Description

电磁流量计

技术领域

本发明涉及一种测量在测定管内流动的流体的流量的电磁流量计。

背景技术

近年来，例如专利文献1、专利文献2所记载的那样的面向FA(FactoryAutomation，工厂自动化)市场的小型电容式电磁流量计被实用化。专利文献1中记载的电磁流量计如图19及图20所示那样构成，专利文献2中记载的电磁流量计如图21所示那样构成。在图19～图21中，符号1表示箱状的壳体主体，2表示壳体上盖，3表示测定管，4、5表示检测电极，6表示励磁线圈，7表示前置放大器基板，8表示主基板，9表示屏蔽壳体。专利文献1所示的电磁流量计的主基板8由控制基板8a和励磁基板8b构成。

在电容式电磁流量计中，由于被检测流体和检测电极4、5以非接触的方式构成，所以被检测流体和检测电极4、5之间的阻抗变得非常高。因此，在专利文献1、专利文献2所示的电磁流量计中，在测定管3的附近实施噪声对策。在测定管3上设置有一对检测电极4、5。在这些检测电极4、5上分别连接有前置放大器电路。前置放大器电路设置在对每个检测电极4、5设置的前置放大器基板7上。这些前置放大器基板7配置在检测电极4、5的附近，与检测电极4、5一起被屏蔽壳体9覆盖。通过采用这样的构成，能够防止外部噪声叠加在检测电极4、5及前置放大器电路上。

前置放大器基板7与主基板8(在信号放大电路的后级，在专利文献1记载的电磁流量计中是控制基板8a)的电连接根数至少为3根(电源、信号、公共)×2，即共需要6根电线。

在检测电极4、5间产生的电动势为最大的适当位置配置有2个(专利文献1)或者1个(专利文献2)励磁线圈6。该励磁线圈6经由磁轭10及绕线管11固定在壳体主体1上。在这种情况下，励磁线圈6与主基板8的励磁电路(在专利文献1记载的电磁流量计中，励磁基板8b的励磁电路)的电连接根数需要4根(专利文献1)或者2根(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2014-202662号公报

专利文献2：日本专利特开2016-188843号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1及专利文献2所示的电磁流量计中，前置放大器基板7和励磁线圈6以测定管3为中心配置在测定管3的周围的分别分离的位置上，而且，配置成分别指向测定管3。因此，为了将前置放大器基板7和励磁线圈6与主基板8(信号放大电路、励磁电路、运算电路、电源电路等)电连接，需要使用引线。也就是说，不使用引线将前置放大器基板7和励磁线圈6直接连接到主基板8是不可能的。此外，由于前置放大器基板7整体被屏蔽壳体9覆盖，因此需要从屏蔽壳体9的开口部引出引线。而且，为了防止外部噪声从屏蔽壳体9的开口部进入，在布线作业结束后，需要使用非磁性且导电性的胶带来堵住屏蔽壳体9的开口部。

主基板8固定在壳体上盖2侧，考虑到组装时的操作性，需要使引线的长度有余量。通过将壳体上盖2组装在壳体主体1上而使引线的余量在壳体主体1内弯曲，配置在不特定的位置。因此，励磁线圈6侧的引线与前置放大器基板7侧的引线、主基板8上的部件接近，励磁线圈6产生的噪声与流量信号重叠，有可能对主基板8上的其他电路的动作带来不良影响。但是，在将壳体上盖2组装在壳体主体1上之后，无法目视检查壳体主体1内的引线的状态。因此，这些引线需要将屏蔽线、双绞线等与连接器组合，分别使用预先专用的线束化的引线，使得即使相互接近也不会产生影响。在专利文献2所示的电磁流量计中，在连接主基板8与前置放大器基板7侧时使用线束12。如果像这样使引线线束化，则制造成本会变高。

本发明的目的在于提供一种电磁流量计，该电磁流量计在电连接前置放大器基板与主基板的导通部不使用线束，不易受到励磁线圈产生的噪声的影响。

用于解决问题的技术手段

为了达到该目的，本发明的电磁流量计具备：测定管，其供成为测定对象的流体流动；励磁线圈，其以通过所述测定管的方式形成磁路；一对面电极，其设置在所述测定管上；前置放大器基板，其供所述测定管贯通且在与所述测定管的长度方向交叉的方向上延伸；前置放大器电路，其安装在所述前置放大器基板的接近所述面电极的一个面上，与所述一对面电极电连接；第一连接器，其设置在所述前置放大器基板上且与所述前置放大器电路电连接；屏蔽壳体，其覆盖所述一对面电极及所述前置放大器电路；主基板，其具有与所述前置放大器电路电连接的第一电路，在所述测定管的长度方向上延伸且一端部被定位于所述前置放大器基板的附近；以及第二连接器，其设置在所述主基板的所述一端部，与所述第一电路电连接，且构成为相对于所述第一连接器能够脱卸，所述前置放大器电路与所述第一电路经由所述第一连接器和所述第二连接器而电连接。

在本发明的所述电磁流量计中，也可以是，所述主基板具有与所述励磁线圈电连接的第二电路，所述励磁线圈卷绕并保持在绕线管上，所述绕线管具有引线引脚，所述引线引脚向与所述测定管的长度方向交叉的方向突出并朝向所述主基板延伸，所述引线引脚的基部与所述励磁线圈电连接，所述引线引脚的突出侧端部沿厚度方向横穿所述主基板而与所述第二电路电连接。

在本发明的所述电磁流量计中，也可以是，所述主基板的、被所述引线引脚沿厚度方向横穿的部分由在所述主基板的端面开口的端面通孔构成。

在本发明的所述电磁流量计中，也可以是，还具备有底方筒状的壳体，所述壳体收容所述测定管、所述励磁线圈和所述前置放大器基板，所述主基板以堵住所述壳体的开口部的方式配置，所述引线引脚以从所述壳体的开口边缘向所述壳体外突出的方式形成。

在本发明的所述电磁流量计，也可以是，还具备：电导率测定用面电极，其设置在所述测定管中的、比所述一对面电极更靠近所述前置放大器基板的相反侧；电导率测定用基板，其供所述测定管贯通，在与所述测定管的长度方向交叉的方向上延伸，被定位于比所述电导率测定用面电极更靠近所述前置放大器基板的相反侧；电导率测定电路，其安装在所述电导率测定用基板的、接近所述电导率测定用面电极的一个面上，并与所述电导率测定用面电极电连接；第三连接器，其设置在所述电导率测定用基板上，并与所述电导率测定电路电连接；第三电路，其设置在所述主基板上，与所述电导率测定电路电连接；以及第四连接器，其设置在所述主基板的另一端部，与所述第三电路电连接，并且构成为相对于所述第三连接器能够脱卸，所述电导率测定电路与所述第三电路经由所述第三连接器和所述第四连接器而电连接。

在本发明的所述电磁流量计中，也可以是，电连接所述前置放大器电路与所述第一连接器的连接部包括沿着所述前置放大器基板的所述一个面延伸的布线图案，所述布线图案穿过在所述屏蔽壳体的在前置放大器基板侧端部形成的切口中，从所述屏蔽壳体的内侧向外侧延伸。

在本发明的所述电磁流量计中，也可以是，电连接所述前置放大器电路与所述第一连接器的连接部包括：第一布线图案部，其在所述屏蔽壳体的内侧沿着所述前置放大器基板的所述一个面延伸；导通孔部，其与所述第一布线图案部的顶端连接，在所述屏蔽壳体的内侧贯通所述前置放大器基板；以及第二布线图案部，其沿着所述前置放大器基板的另一个面延伸，一端与所述导通孔部连接，另一端与所述第一连接器连接。

发明的效果

根据本发明，在将前置放大器电路与主基板的第一电路电连接时，不需要引线。因此，能够使电连接前置放大器电路与主基板的导通部容易地从励磁线圈的导通部分离。因此，能够提供一种电磁流量计，该电磁流量计在连接前置放大器基板与主基板的导通部不使用线束，不易受到由励磁线圈产生的噪声的影响。

附图说明

图1是表示第一实施方式的电磁流量计的构成的剖面图。

图2是第一实施方式的电磁流量计的壳体部分的俯视图。

图3是表示第一实施方式的电磁流量计的电路构成的框图。

图4是第一实施方式的电磁流量计的剖面立体图。

图5是第一实施方式的电磁流量计的组装图。

图6是表示第一实施方式的检测器的俯视图。

图7是表示第一实施方式的检测器的侧视图。

图8是表示第一实施方式的检测器的主视图。

图9是说明使用了前置放大器的差动放大电路的构成例的图。

图10是图8中的前置放大器基板的X-X线剖面图。

图11是主基板的俯视图。

图12是表示第二实施方式的检测器的主视图。

图13是图12中的前置放大器基板和屏蔽壳体的XIII-XIII线剖面图。

图14是第三实施方式的主基板的俯视图。

图15是将第三实施方式的主基板和引线引脚的一部分剖开表示的立体图。

图16是表示第四实施方式的电磁流量计的构成的剖面图。

图17是说明电导率测定用电路的构成的图。

图18是表示第五实施方式的电磁流量计的构成的剖面图。

图19是用于说明以往的电磁流量计的构成的从侧方观察的剖面图。

图20是用于说明以往的电磁流量计的构成的从正面观察的剖面图。

图21是用于说明以往的电磁流量计的构成的从正面观察的剖面图。

具体实施方式

接着，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

首先，参照图1及图2，对本发明的第一实施方式的电磁流量计21进行说明。该电磁流量计21在有底方筒状的壳体22上安装后述的各种部件而构成。壳体22的开口部22a由盖体23封闭。作为设置在壳体22内的部件，详细情况后述，有从壳体22的一端侧向另一端侧延伸的测定管24、配置在测定管24的两侧方的一对励磁线圈25、26、供测定管24贯通的前置放大器基板27、以及安装在壳体22的开口部22a上的主基板28等。

测定管24的上游侧端部(在图1中为左侧的端部)经由第一接头29支承在壳体22上。测定管24的下游侧端部经由第二接头30支承在壳体22上。在测定管24内，作为测定对象的流体从上游端侧向下游端侧流动。前置放大器基板27和主基板28经由后述的第一连接器31及第二连接器32电连接。另外，在前置放大器基板27和主基板28上设有图3所示的电路。

图3是表示第一实施方式的电磁流量计21的电路构成的框图。以下，以一对检测电极不直接接触在测定管24内流动的作为测定对象的流体的电容式电磁流量计为例进行说明，但不限于此，即使是检测电极与流体直接接触的接液式的电磁流量计，也同样能够适用本发明。

如图3所示，电容式电磁流量计21具备检测部41、信号放大电路42、信号检测电路43、励磁电路44、电导率(导电率)测定用电路45、传输电路46、设定、显示电路47以及运算处理电路(CPU)48作为主要的电路部。

检测部41具备测定管24、以通过测定管24的方式形成磁路的励磁线圈25、26、一对面电极51、61、以及前置放大器71作为主要的构成，并具有如下功能：利用面电极51、61检测与在测定管24内的流路24a中流动的流体的流速相应的电动势Va、Vb，输出与这些电动势Va、Vb相应的交流的检测信号Vin。

运算处理电路48的励磁控制部48A根据预先设定的励磁周期，输出用于切换励磁电流Iex的极性的励磁控制信号Vex。励磁电路44根据来自运算处理电路48的励磁控制部48A的励磁控制信号Vex，向励磁线圈25、26供给交流的励磁电流Iex。

信号放大电路42输出对从检测部41输出的检测信号Vin中包含的噪声成分进行滤波后放大而得到的交流的流量信号VF。信号检测电路43对来自信号放大电路42的流量信号VF进行采样保持，将得到的直流电压A/D转换为流量振幅值DF，输出到运算处理电路48。

运算处理电路48的流量计算部48B根据来自信号检测电路43的流量振幅值DF计算流体的流量，将流量测量结果输出到传输电路46。传输电路46经由传输路径L与上位装置之间进行数据传输，由此将由运算处理电路48得到的流量测量结果、空状态判定结果发送到上位装置。

电导率测定用电路45是如下这样的电路：例如在将经由第一接头29在测定管24内流动的流体设为公共电位Vcom的状态下，经由电阻元件向电导率测定用面电极72施加交流信号，对此时的电导率测定用面电极72上产生的交流检测信号的振幅进行采样，并将A/D转换得到的交流振幅值数据DP输出到运算处理电路48。

运算处理电路48的电导率计算部48C具有根据来自电导率测定用电路45的交流振幅值数据DP来计算流体的电导率的功能。

运算处理电路48的空状态判定部48D具有根据由电导率计算部48C计算出的流体的电导率来判定测定管24内是否存在流体的功能。

通常，流体的电导率大于空气的电导率。因此，空状态判定部48D通过对由电导率计算部48C计算出的流体的电导率进行阈值处理，来判定流体的存在与否。

设定、显示电路47例如检测操作者的操作输入，将流量测量、电导率测定、空状态判定等各种动作输出到运算处理电路48，并将从运算处理电路48输出的流量测量结果、空状态判定结果用LED、LCD等显示电路显示。

运算处理电路48具备CPU及其周边电路，通过由CPU执行预先设定的程序，来使硬件和软件协同工作，由此实现励磁控制部48A、流量计算部48B、电导率计算部48C、空状态判定部48D等各种处理部。

在图3所示的电路中，检测部41的前置放大器71安装在后述的前置放大器基板27上。信号放大电路42、信号检测电路43、励磁电路44、电导率测定用电路45、传输电路46、设定、显示电路47以及运算处理电路48安装在后述的主基板28上。使用设置在前置放大器基板27上的第一连接器31和设置在主基板28上的第二连接器32进行前置放大器71与信号放大电路42的电连接。另外，使用后述的多个引线引脚73来进行励磁电路44与励磁线圈25、26的电连接。

[测定管的安装结构]

接着，参照图1、图2及图4，详细说明测定管24的安装结构。图2是第一实施方式的电磁流量计21的俯视图。图4是第一实施方式的电磁流量计21的剖面立体图。

在本实施方式中，将测定管24插入到设置在前置放大器基板27上的管孔27a中，将该前置放大器基板27的侧端部27b、27c以与形成在壳体22的内壁部22b上的导向部74、75嵌合的方式从壳体22的开口部22a插入，由此，使前置放大器基板27保持在壳体22上，将测定管24安装在壳体22上。

测定管24由陶瓷、树脂等绝缘性及介电性优异的材料形成为圆筒状。如图2所示，在测定管24的外侧设置有磁轭76和一对励磁线圈25、26。磁轭76形成为以使磁通方向(第2方向)Y与测定管24的长度方向(第1方向)X正交的方式朝向壳体22的开口开放的截面大致C字形状。一对励磁线圈25、26分别卷绕保持在绕线管77上，隔着测定管24相对地安装在磁轭76上。另外，以下，为了便于图示，仅图示相对的磁轭76的端面、即磁轭面76A、76B。

另一方面，在测定管24的外周面24b上，在与长度方向X及磁通方向(第2方向)Y正交的电极方向(第3方向)Z上，相对配置有由薄膜导体构成的一对的面电极(第一面电极)51和面电极(第二面电极)61。

由此，当向励磁线圈25、26供给交流的励磁电流Iex时，在位于励磁线圈25、26的中央的磁轭面76A、76B之间产生磁通Φ，从而在流过流路24a的流体中沿着电极方向Z产生具有与流体的流速相应的振幅的交流的电动势，该电动势经由流体与面电极51、61之间的静电电容而由面电极51、61加以检测。

壳体22由在上方具有开口部22a，在内部收容测定管24、励磁线圈25、26及前置放大器基板27等的有底方筒状(箱状)的树脂或金属框体构成。如图2所示，在壳体22的内壁部中的与长度方向X平行的一对内壁部22b上，在相互对置的位置形成有导向部74、75。导向部74、75由分别与电极方向Z平行地形成的两个突条74a、74b、75a、75b构成，这些突条之间的嵌合部78、79与从开口部22a插入的前置放大器基板27的侧端部27b、27c嵌合。

另外，导向部74、75的突条74a、74b、75a、75b不需要在电极方向Z上连续形成，也可以以侧端部27b、27c顺利插入的间隔分离成多个而形成。另外，导向部74、75也可以不是突条，而是形成在内壁部22b上、供前置放大器基板27的侧端部27b、27c插入的槽。

在壳体22的侧面中的与磁通方向Y平行的一对侧面22c上，配设有能够将设置在电磁流量计21的外部的配管(未图示)与测定管24连结的、由金属材料(例如SUS)构成的管状的第一接头29以及第二接头30。此时，测定管24沿长度方向X收纳在壳体22的内部，在测定管24的两端部，隔着O型环81分别连结有第一接头29和第二接头30。

这里，第一接头29及第二接头30中的至少一个作为公共电极82(参照图3)发挥作用。例如，第一接头29通过连接到公共电位Vcom，不仅连结外部的配管和测定管24，还作为公共电极82发挥作用。

这样，通过利用由金属构成的第一接头29实现公共电极82，公共电极82的与流体接触的面积变大。由此，即使在公共电极82上产生了异物的附着、腐蚀的情况下，由于产生了异物的附着、腐蚀的部分的面积相对于公共电极82的整个面积相对变小，所以能够抑制由极化电容的变化引起的测定误差。

图5是第一实施方式的电磁流量计21的组装图。

前置放大器基板27是用于安装电路部件的一般的印刷基板(例如板厚1.6mm的玻璃布基材环氧树脂覆铜层压板)，如图5所示，在大致中央位置形成有用于使测定管24贯通的管孔27a。因此，前置放大器基板27被测定管24贯通，在与测定管24的长度方向交叉的方向上延伸。

主基板28是与前置放大器基板27相同的印刷基板，如图1所示，在测定管24的长度方向上延伸，以一端部被定位于前置放大器基板27附近的方式安装在壳体22的开口部22a上。本实施方式的主基板28以覆盖壳体22的开口部22a的方式配置。主基板28通过固定用螺栓84固定在设置于壳体22的四角部分的安装座83上。

图6是作为在电磁流量计21中测定流量的部分的检测器的俯视图。图7是表示第一实施方式的检测器的侧视图。图8是表示第一实施方式的检测器的主视图。

流体与面电极51、61之间的静电电容非常小，为数pF左右，流体与面电极51、61之间的阻抗变高，因此容易受到噪声的影响。因此，通过使用了运算放大器IC等的前置放大器71，将由面电极51、61得到的电动势Va、Vb低阻抗化。前置放大器71安装在前置放大器基板27的接近面电极51、61的一个面上。

在本实施方式中，在与测定管24交叉的方向上，在励磁线圈25、26的磁轭面76A、76B之间产生磁通Φ的区域即磁通区域F的外侧位置，将前置放大器基板27安装在测定管24上并安装前置放大器71，经由连接布线52、62将面电极51、61与前置放大器71电连接。

在图6～图8的例子中，前置放大器基板27的安装位置是在沿长度方向X(箭头方向)流动的流体的下游方向上从磁通区域F离开的位置。此外，前置放大器基板27的安装方向如上所述，是基板面与测定管24交叉的方向，这里是沿着由磁通方向Y及电极方向Z构成的二维平面的方向。此外，前置放大器基板27的安装位置只要是磁通区域F的外侧位置即可，也可以是从磁通区域F向与下游方向相反的上游方向离开的位置。此外，前置放大器基板27的安装方向并不严格限定于沿着上述二维平面的方向，也可以与上述二维平面倾斜。

另外，面电极51、61、连接布线52、62以及前置放大器71被与接地电位连接的由金属板构成的屏蔽壳体85电屏蔽。屏蔽壳体85呈沿长度方向X延伸的截面大致矩形形状，如图1所示，用于测定管24贯通内侧的开口部从磁通区域F向上游方向和下游方向设置。屏蔽壳体85的接近前置放大器基板27的一端以与前置放大器基板27接触的状态被固定。

由此，通过阻抗高的电路部分整体被屏蔽壳体85屏蔽，抑制外部噪声的影响。在该实施方式中，在前置放大器基板27中的前置放大器基板27的另一个面(与安装面相反侧的面)上，形成有与接地电位连接的由接地图案(全图案)构成的屏蔽图案86。由此，在构成屏蔽壳体85的平面中，与前置放大器基板27抵接的平面也可以全部开口，能够简化屏蔽壳体85的结构。

连接布线52、62是连接面电极51、61与前置放大器71的布线，如上所述，由于整体被屏蔽壳体85屏蔽，所以也可以使用一般的一对布线电缆。此时，将布线电缆的两端分别焊接在面电极51、61和形成在前置放大器基板27上的焊盘上即可。

在本实施方式中，如图6～图8所示，作为连接布线52、62，使用在测定管24的外周面24b上形成的管侧布线图案53、63。

即，连接布线52由形成在外周面24b上且一端与面电极51连接的管侧布线图案53、形成在前置放大器基板27上且一端与前置放大器71连接的基板侧布线图案54、以及连接管侧布线图案53与基板侧布线图案54的跨接线55构成。跨接线55焊接在形成于管侧布线图案53的另一端的焊盘53a和形成于基板侧布线图案54的另一端的焊盘54a上。

另外，连接布线62由形成在外周面24b上且一端与面电极61连接的管侧布线图案63、形成在前置放大器基板27上且一端与前置放大器71连接的基板侧布线图案64、连接管侧布线图案63与基板侧布线图案64的跨接线65构成。跨接线65焊接在形成于管侧布线图案63的另一端的焊盘63a和形成于基板侧布线图案64的另一端的焊盘64a上。

由此，在连接布线52、62中的从面电极51、61到前置放大器基板27的附近位置的区间，使用形成在外周面24b上的管侧布线图案53、63。因此，如使用上述一对布线电缆的情况那样，能够简化布线电缆的布置、固定等安装作业，减轻连接布线的成本以及布线作业负担。

进而，面电极51、61和管侧布线图案53、63由铜等非磁性金属薄膜构成，通过金属化处理在测定管24的外周面24b上一体形成，因此能够简化制造工序，也关系到制造成本的降低。另外，上述金属化处理可以是电镀处理、蒸镀处理等，还可以粘贴预先成型的非磁性金属薄膜体。在粘贴非磁性金属薄膜体的情况下，不使用跨接线55、65，能够将非磁性金属薄膜体的顶端部(管侧布线图案53、63的另一端侧)分别直接连接于焊盘54a、64a。

另外，如图6及图7所示，管侧布线图案53包括在测定管24的外周面24b上沿长度方向X形成为直线状的长度方向布线图案56，管侧布线图案63包括在测定管24的外周面24b上沿长度方向X形成为直线状的长度方向布线图案66。

由于连接布线52、62的一部分配置在磁通区域F的内侧或其附近，因此在使用一对布线电缆作为连接布线52、62的情况下，由于从磁通方向Y观察到的两布线间的位置偏移而形成信号回路，成为产生磁通微分噪声的主要原因。如本实施方式那样，如果使用形成在测定管24的外周面24b上的布线图案，就能够正确地固定连接布线52、62的位置。因此，能够避免从磁通方向Y观察到的两布线间的位置偏移，能够容易地抑制磁通微分噪声的产生。

另外，如图6及图7所示，管侧布线图案53包括周向布线图案57，该周向布线图案57从面电极51中的沿着长度方向X的第一端部51a到长度方向布线图案56的一端，在测定管24的外周面24b上沿测定管24的周向W形成。

另外，管侧布线图案63包括周向布线图案67，该周向布线图案67从面电极61中的沿着长度方向X的第二端部61a到长度方向布线图案66的一端，在测定管24的外周面24b上沿着测定管24的周向W形成。

此时，长度方向布线图案66形成在隔着测定管24与长度方向布线图案56相反侧的外周面24b中、从磁通方向Y观察时与长度方向布线图案56重叠的位置。即，在外周面24b中隔着通过管轴J的沿着电极方向Z的平面对称的位置上，形成有长度方向布线图案56、66。

在图6及图7的例子中，在沿着磁通方向Y通过测定管24的管轴J的平面与外周面24b交叉的交叉线JA、JB上，分别形成有长度方向布线图案56、66。另外，周向布线图案57的一端与面电极51的第一端部51a中的长度方向X上的面电极51的中央位置连接。同样，周向布线图案67的一端与面电极61的第二端部61a中的长度方向X上的面电极61的中央位置连接。

由此，由于长度方向布线图案56、66形成在从磁通方向Y观察时重叠的位置，因此能够正确地避免信号回路的形成，能够容易地抑制磁通微分噪声的产生。

另外，周向布线图案57、67与面电极51、61的连接点只要在隔着管轴J对称的位置、即在面电极51、61的长度方向X上互相相同的位置连接，则也可以不在面电极51、61的中央位置。

另外，通过在交叉线JA、JB上形成长度方向布线图案56、66，周向布线图案57、67的长度变得相等，管侧布线图案53、63整体的长度变得相等，因此，能够抑制因管侧布线图案53、63的长度不同而产生的、来自面电极51、61的电动势Va、Vb的相位差、振幅等的不平衡。另外，在测量精度上，只要是能够忽略这些不平衡的程度，则长度方向布线图案56、66也可以不形成在交叉线JA、JB上，只要形成在从磁通方向Y观察时重叠的位置即可。

图9是使用了前置放大器71的差动放大电路91的构成例。在该实施方式中，该差动放大电路91相当于本发明中所说的“前置放大器电路”。如图9所示，前置放大器71具备将来自面电极51、61的电动势Va、Vb分别单独低阻抗化并输出的两个运算放大器UA、UB。这些运算放大器UA、UB被密封在同一IC封装内(双运算放大器)。另外，它们对输入的Va、Vb进行差动放大，将得到的差动输出作为检测信号Vin输出。

具体而言，在UA的同相输入端子(+)上输入Va，在UB的同相输入端子(+)上输入Vb。另外，UA的反相输入端子(-)经由电阻元件R1与UA的输出端子连接，UB的反相输入端子(-)经由电阻元件R2与UB的输出端子连接。并且，UA的反相输入端子(-)经由电阻元件R3与UB的反相输入端子(-)连接。此时，通过使R1、R2的值相等，UA、UB的放大率一致。放大率由这些R1、R2的值和R3的值决定。

来自面电极51、61的电动势Va、Vb是表示彼此反相的信号，因此通过使用UA、UB在前置放大器基板27上构成这样的差动放大电路91，从而即使受到来自励磁线圈25、26、测定管24的热的影响而在Va、Vb中产生温度漂移，Va、Vb也会被差动放大。由此，在检测信号Vin中，这些同相的温度漂移被消除，并且Va、Vb被相加，能够得到良好的S/N比。

如图9所示，在前置放大器71上，除了作为来自面电极51、61的输入的基板侧布线图案54、64之外，还连接有电源、信号1、信号2以及公共(电路GND)等4根布线。这4根布线与设置在前置放大器基板27上的第一连接器31连接。4根布线中，公共布线经由前置放大器基板27的屏蔽图案86与第一连接器31连接。如图8所示，其他3根布线形成为沿着前置放大器基板27的一个面(安装有前置放大器71的面)延伸的输出布线图案92，并与第一连接器31连接。

即，将差动放大电路91(前置放大器电路)与作为前置放大器71的输出目的地的第一连接器31电连接的连接部由沿着前置放大器基板27的一个面延伸的输出布线图案92和形成在前置放大器基板27的另一个面上的屏蔽图案86构成。

第一连接器31是所谓的阴型连接器，虽然未详细图示，但朝向壳体22的开口方向(在图8中为上方)开口，在内部具有多个阴型的接触端子。在第一连接器31上连接有主基板28的第二连接器32(参照图1)。第二连接器32是所谓的阳型连接器，虽然未详细图示，但具有与第一连接器31的阴型的接触端子嵌合而电连接的阳型的接触端子。

第二连接器32电连接到主基板28的信号放大电路42。在该实施方式中，信号放大电路42相当于本发明中所说的“第一电路”。因此，通过在第一连接器31上连接第二连接器32，从而前置放大器71的差动放大电路91(前置放大器电路)与信号放大电路42电连接。第二连接器32通过将主基板28安装在安装有前置放大器基板27的壳体22上而与前置放大器基板27的第一连接器31连接。

如图8所示，在前置放大器基板27上从前置放大器71延伸到第一连接器31的输出布线图案92从前置放大器71向壳体22的开口方向延伸，进而向前置放大器基板27的侧方延伸。为了防止输出布线图案92中的朝向壳体22的开口方向延伸的部分与屏蔽壳体85接触，如图10所示，输出布线图案92中的朝向壳体22的开口方向延伸的部分通过形成于屏蔽壳体85的切口93中而从屏蔽壳体85的内侧向外侧延伸。切口93形成在屏蔽壳体85的前置放大器基板侧端部。输出布线图案92的厚度t为数十μm左右，宽度W为0.3mm左右，因此切口的大小为0.5mm×3mm左右就足够了。如果是这种程度的间隙，由于只有不会影响电磁流量计21的流量测量的数十GHz以上的噪声从外部侵入屏蔽壳体85内，所以不会产生外来噪声的问题。这意味着不需要用导电性胶带堵住屏蔽壳体85的切口93。

如图1、图2及图5所示，电连接主基板28的励磁电路44与励磁线圈25、26的多个引线引脚73在绕线管77的与壳体22的内壁部22b相邻的侧部77a、77b各竖立设置有两根。引线引脚73是由在直线上延伸的形状的导体构成的引脚，从绕线管77向与测定管24的长度方向交叉的方向突出并向主基板28延伸。安装在绕线管77的一方的侧部77a上的2根引线引脚73的基部与励磁线圈25的两端电连接。另外两根引线引脚73的基部与励磁线圈26的两端电连接。

这些引线引脚73的突出侧端部插入到主基板28的贯通孔94(参照图11)中，沿厚度方向横穿主基板28。在贯通孔94的周围设有焊接用的焊盘95。虽然未图示，但该焊盘95经由形成在主基板28上的布线图案与励磁电路44电连接。因此，使引线引脚73穿过贯通孔94并焊接在焊盘95上，由此励磁线圈25、26经由引线引脚73、焊盘95以及主基板28上的布线图案与励磁电路44电连接。在该实施方式中，励磁电路44相当于本发明中所说的“第2电路”。另外，在将引线引脚73连接到主基板28上时，可以采用所谓的压入方式。在这种情况下，用与焊盘95导通的由导体构成的膜覆盖贯通孔94的孔壁面，将贯通孔94的孔径形成得比引线引脚73的外径稍小。将引线引脚73压入该贯通孔94中，由此引线引脚73与焊盘95电连接。通过采用该压入的连接结构，从而不需要焊接作业。

如图1所示，引线引脚73形成为，在安装于绕线管77的状态下，顶端部从壳体22的开口边缘22d向壳体22外突出。通过采用该构成，能够容易地进行使引线引脚73通过主基板28的贯通孔94的作业。即，在使主基板28接近壳体22的开口边缘22d的状态下，能够在主基板28与壳体22之间插入例如镊子那样的工具，利用该工具夹着引线引脚73的顶端部而导入贯通孔94。

[第一实施方式的效果]

在这样构成的电磁流量计21中，在将前置放大器71的差动放大电路91(前置放大器电路)与主基板28的信号放大电路42(第一电路)电连接时不需要引线。因此，能够容易地使电连接差动放大电路91与主基板28的导通部从励磁线圈25、26的导通部分离，从而该差动放大电路侧的导通部不易受到励磁线圈25、26产生的噪声的影响。其结果，在连接前置放大器71的输出侧与信号放大电路42时，不需要专用的线束。

本实施方式的励磁线圈25、26经由引线引脚73与主基板28的励磁电路44电连接。引线引脚73从绕线管77向主基板28延伸，穿过主基板28的贯通孔94而焊接在焊盘95上。因此，在连接励磁线圈25、26与励磁电路44时不需要引线，不会对差动放大电路91(前置放大器电路)、其他电路造成影响。其结果，在连接励磁线圈25、26与励磁电路44时，不需要专用的线束。在该实施方式中，由于前置放大器71侧和励磁线圈25、26双方都不需要引线，因此能够得到不受励磁线圈25、26产生的噪声影响的电磁流量计。

引线引脚73、第一连接器31及第二连接器32在测定管24的长度方向上设置在分开的位置上。因此，信号放大电路42不会受到励磁电路44侧的噪声的影响。

本实施方式的引线引脚73以从壳体22的开口边缘22d向壳体22外突出的方式形成。因此，能够一边目视引线引脚73的顶端部一边将其导入到主基板28的贯通孔94中。因此，能够容易地进行将引线引脚73连接到主基板28的作业。

通过将引线引脚73的顶端部与主基板28连接，从而主基板28的中央部经由引线引脚73、绕线管77、磁轭76而固定在壳体22上。在壳体22的中央部，由于配置有绕线管77，所以不能设置用于固定主基板28的安装座。因此，为了用固定用螺栓84将主基板28固定在壳体22上，只能在主基板28的4个角部进行。然而，在本实施例中，可以用引线引脚73支承主基板28的中心部分。因此，能够牢固地支承主基板28，能够防止主基板28相对于壳体22振动。其结果是，在从外部向壳体22传递振动时，不会引起第一连接器31及第二连接器32的接触不良。

本实施方式的输出布线图案92穿过屏蔽壳体85的切口93中从屏蔽壳体85的内侧向外侧延伸。能够供输出布线图案92穿过的切口93仅通过不影响流量测量的数十GHz以上的噪声，因此不需要在切口93上粘贴导电性胶带来进行屏蔽。因此，根据该实施方式，与使用导电性胶带的情况相比，组装工时减少，因此能够提供容易组装的电磁流量计。

[第二实施方式]

电连接差动放大电路91(前置放大器电路)与作为前置放大器71的输出目的地的第一连接器31的连接部可以如图12及图13所示那样构成。在图12及图13中，对于与通过图1～图11说明的内容相同或等同的构件标注相同的符号并适当省略详细的说明。在该实施方式中，与前置放大器71连接的信号1、信号2以及电源这3根信号线构成为由后述的3个布线部构成的输出布线图案101。

如图12所示，第一布线部是在屏蔽壳体85的内侧沿着前置放大器基板27的一个面(安装有前置放大器71的面)延伸的第一布线图案部101a。如图13所示，第二布线部是与第一布线图案部101a的顶端连接，在屏蔽壳体85的内侧贯通前置放大器基板27的导通孔(viahole)部101b。第三布线部是沿着前置放大器基板27的另一个面(形成有屏蔽图案86的面)延伸，一端与所述导通孔部101b连接，另一端与第一连接器31连接的第二布线图案部101c。在屏蔽图案86上形成有沿着第二布线图案部101c延伸的绝缘用的间隙86a。

这样，通过采用第二布线图案部101c沿前置放大器基板27的另一面延伸的构成，从而布线图案不会横穿屏蔽壳体85，不需要在屏蔽壳体85上形成图10所示的切口93。

在采用该构成的情况下，仅在形成有第二布线图案部101c和间隙86a的部分没有屏蔽图案86，但如图12所示，从正面观察前置放大器基板27，位于屏蔽壳体85内的第二布线图案部101c的长度为数mm以下。而且，第二布线图案部101c位于与成为差动放大电路91的输入侧的基板侧布线图案54、64充分分离的位置。因此，即使在形成有第二布线图案部101c的部分不能得到密封功能，由于只有不影响电磁流量计21的流量测量的数十GHz以上的噪声从外部侵入屏蔽壳体85内，因此也不会产生问题。

[第三实施方式]

引线引脚73沿厚度方向横穿主基板28的部分可以如图14及图15所示那样构成。在图14和图15中，对于与通过图1～图11说明的部件相同或等同的构件标注相同的符号并适当省略详细的说明。

在图14所示的主基板28的端部形成有端面通孔111。如图15所示，端面通孔111形成为使主基板28的端面28a的一部分以截面U字状局部凹陷的形状。

端面通孔111的凹部形成为能够插入引线引脚73的大小。另外，在端面通孔111的凹部的壁面111a和位于主基板28的主面28b侧的开口边缘111b上，形成有由导体构成的膜112。在图15中，对形成有膜112的范围施加了阴影。引线引脚73插入端面通孔111内并焊接在膜112上，由此与端面通孔111电连接。

通过采用该构成，无需使引线引脚73插通主基板28的贯通孔94，因此将主基板28安装于壳体22时的引线引脚73的对位变得容易，组装作业的作业性提高。

[第四实施方式]

本发明的电磁流量计可以如图16及图17所示那样构成。在图16及图17中，对于与通过图1～图11说明的部分相同或等同的构件标注相同的符号并适当省略详细的说明。图16所示的电磁流量计121具备被测定管24的上游侧端部贯通的电导率测定电路基板122。在该实施方式中，该电导率测定电路基板122相当于本发明中所说的“电导率测定用基板”。

电导率测定电路基板122具有与前置放大器基板27相同的结构，在大致中央位置形成有用于使测定管24贯通的管孔122a。该电导率测定电路基板122被定位于相比于电导率测定用面电极72更靠近前置放大器基板27的相反侧，通过与前置放大器基板27相同的保持结构保持在壳体22上。即，在本实施方式的壳体22的内壁部22b上，在与电导率测定电路基板122对应的位置设置有导向部74、75。另外，导向部74在图16中未图示。因此，该电导率测定电路基板122也在被测定管24贯通的状态下沿与测定管24的长度方向交叉的方向延伸。

电导率测定用面电极72设置在测定管24中的、比流量测定用的一对面电极51、61更靠近前置放大器基板27的相反侧(上游侧)。

在电导率测定电路基板122中的、接近电导率测定用面电极72的一个面上，设置有电导率测定用电路45的一部分。

如图17所示，本实施方式的电导率测定用电路45具备安装在主基板28上的时钟信号生成电路131及A/D转换器132、和安装在电导率测定电路基板122上的电导率测定电路133作为主要的电路部。

这些电路中，主基板28侧的电路和电导率测定电路基板122侧的电导率测定电路133经由设置在电导率测定电路基板122上的第三连接器134和设置在主基板28上的第四连接器135电连接。在该实施方式中，设置在主基板28侧的时钟信号生成电路131和A/D转换器132相当于本发明中所说的“与电导率测定电路电连接的第三电路”。

第三连接器134和第四连接器135与上述第一连接器31和第二连接器32相同。第三连接器134设置在电导率测定电路基板122的、壳体22的开口侧的端部，与电导率测定电路133电连接。第4连接器135设置在主基板28的另一端部(与前置放大器基板27相反侧的端部)，相对于第三连接器134可脱卸地构成。该第四连接器135通过将主基板28安装在壳体22上而与第三连接器134连接。

在电导率测定用电路45中，时钟信号生成电路131根据从运算处理电路48的电导率计算部48C输出的时钟信号CLK0，生成3个时钟信号CLK1、CLKp、CLKn。

电导率测定电路133基于CLK1切换开关SWv，由此生成具有电压VP的振幅的交流信号，经由电阻元件RP施加到电导率测定用面电极72。

利用电导率测定电路133的放大器AMP放大此时的电导率测定用面电极72上产生的检测信号Vp后，根据CLKp、CLKn控制开关SWp、SWn，由此对Vp的高电平和低电平进行采样，由A/D转换器132分别进行A/D转换，将得到的检测数据DP输出到运算处理电路48。电导率计算部48C根据来自电导率测定用电路45的检测数据DP所表示的Vp的振幅电压，计算流体的电导率。

此时，电导率测定用面电极72的阻抗非常高，容易受到噪声的影响，因此优选将电导率测定电路133尽量配置在电导率测定用面电极72的附近。本实施方式从这样的观点出发，在电导率测定电路基板122上搭载了电导率测定电路133。

如图17所示，电导率测定电路133与电源、信号3、信号4以及公共(电路GND)等4根布线连接。这4根布线与第三连接器134连接。这4根布线中，电源和信号3及信号4的布线形成为沿着电导率测定电路基板122的一个面延伸的电导率测定用布线图案136(参照图16)。公共布线经由在电导率测定电路基板122的另一个面上形成的由全图案构成的屏蔽图案137而与第三连接器134连接。

电导率测定电路133与电导率测定用面电极72的连接可以通过跨接线138进行，或者虽然未图示，但也可以通过将与电导率测定用面电极72连接的布线图案沿着电导率测定电路基板122焊接在电导率测定电路133上来进行。由此，能够大幅缩短电导率测定用面电极72与电导率测定电路133的连接布线的长度，并且能够利用放大器AMP使检测信号Vp低阻抗化，因此能够降低噪声的影响。

如果在测定管24上设置电导率测定用面电极72，则测定管24的全长相对变长，壳体22以及主基板28在测定管24的长度方向上变大。用于将主基板28固定在壳体22上的固定用螺栓84只能设置在主基板28的四个角部。因此，如果主基板28在测定管24的长度方向上大型化，则主基板28容易相对于壳体22振动。但是，根据该实施方式，由于主基板28的中央部经由引线引脚73、绕线管77以及磁轭76被支承在壳体22上，因此抑制了主基板28相对于壳体22的振动。因此，即使壳体22因来自外部的振动而振动，第一连接器31～第四连接器135也不会引起接触不良。

[第五实施方式]

在上述各实施方式中，示出了在一块主基板28上设置流量测定用电路及励磁电路44的例子。但是，主基板28可以如图18所示那样构成。在图18中，对于与通过图1～图11说明的部分相同或等同的构件标注相同的符号并适当省略详细的说明。

图18所示的主基板141可以分为以堵住壳体22的开口部22a的方式安装在壳体22上的第一基板142和在盖体23的内部以与第一基板142隔开规定间隔对置的方式配置的第二基板143来进行构成。

在第一基板142上设置有励磁电路44和第二连接器32，在第二基板143上设置有流量测定用电路144。这里所说的流量测定用电路144是指图3所示的信号放大电路42、信号检测电路43、电导率测定用电路45、传输电路46、设定、显示电路47、运算处理电路48等。

励磁电路44与横穿第一基板142的引线引脚73电连接。流量测定用电路144经由引线145与第二连接器32电连接。

通过采用该实施方式，流量测定用电路144从励磁电路44向测定管24的长度方向X和电极方向Z分离，因此能够进一步不易受到励磁电路44侧的噪声的影响。

符号说明

22…壳体，24…测定管，25、26…励磁线圈，27…前置放大器基板，28…主基板，31…第一连接器，32…第二连接器，42…信号放大电路(第一电路)，44…励磁电路(第二电路)，51、61…面电极，71…前置放大器，72…电导率测定用面电极，73…引线引脚，77…绕线管，85…屏蔽壳体，92…输出布线图案，93…切口，101a…第一布线图案部，101b…导通孔部，101c…第二布线图案部，111…端面通孔，122…电导率测定电路基板(电导率测定用基板)，131…时钟信号生成电路(第三电路)，132…A/D转换器(第三电路)，133…电导率测定电路，134…第三连接器，135…第四连接器。

Claims (7)

1.一种电磁流量计，其特征在于，具备：

测定管，其供成为测定对象的流体流动；

励磁线圈，其以通过所述测定管的方式形成磁路；

一对面电极，其设置在所述测定管上；

前置放大器基板，其供所述测定管贯通且在与所述测定管的长度方向交叉的方向上延伸；

前置放大器电路，其安装在所述前置放大器基板的接近所述面电极的一个面上，与所述一对面电极电连接；

第一连接器，其设置在所述前置放大器基板上并与所述前置放大器电路电连接；

屏蔽壳体，其覆盖所述一对面电极及所述前置放大器电路；

主基板，其具有与所述前置放大器电路电连接的第一电路，在所述测定管的长度方向上延伸，一端部被定位于所述前置放大器基板的附近；以及

第二连接器，其设置在所述主基板的所述一端部，与所述第一电路电连接，构成为相对于所述第一连接器能够脱卸，

所述前置放大器电路与所述第一电路经由所述第一连接器和所述第二连接器而电连接。

2.根据权利要求1所述的电磁流量计，其特征在于，

所述主基板具有与所述励磁线圈电连接的第二电路，

所述励磁线圈卷绕保持在绕线管上，

所述绕线管具有引线引脚，所述引线引脚向与所述测定管的长度方向交叉的方向突出并朝向所述主基板延伸，

所述引线引脚的基部与所述励磁线圈电连接，

所述引线引脚的突出侧端部沿厚度方向横穿所述主基板而与所述第二电路电连接。

3.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，

所述主基板的、被所述引线引脚沿厚度方向横穿的部分由在所述主基板的端面开口的端面通孔构成。

4.根据权利要求2或3所述的电磁流量计，其特征在于，

还具备有底方筒状的壳体，所述壳体收容所述测定管、所述励磁线圈和所述前置放大器基板，

所述主基板以堵住所述壳体的开口部的方式配置，

所述引线引脚以从所述壳体的开口边缘向所述壳体外突出的方式形成。

5.根据权利要求2所述的电磁流量计，其特征在于，还具备：

电导率测定用面电极，其设置在所述测定管中的、比所述一对面电极更靠近所述前置放大器基板的相反侧；

电导率测定用基板，其供所述测定管贯通，在与所述测定管的长度方向交叉的方向上延伸，被定位于比所述电导率测定用面电极更靠近所述前置放大器基板的相反侧；

电导率测定电路，其安装在所述电导率测定用基板的、接近所述电导率测定用面电极的一个面上，与所述电导率测定用面电极电连接；

第三连接器，其设置在所述电导率测定用基板上并与所述电导率测定电路电连接；

第三电路，其设置在所述主基板上，与所述电导率测定电路电连接；以及

第四连接器，其设置在所述主基板的另一端部，与所述第三电路电连接，并且构成为相对于所述第三连接器能够脱卸，

所述电导率测定电路与所述第三电路经由所述第三连接器和所述第四连接器而电连接。

6.根据权利要求1或2所述的电磁流量计，其特征在于，

电连接所述前置放大器电路与所述第一连接器的连接部包括沿所述前置放大器基板的所述一个面延伸的布线图案，

所述布线图案穿过在所述屏蔽壳体的前置放大器基板侧端部形成的切口中，从屏蔽壳体的内侧向外侧延伸。

7.根据权利要求1或2所述的电磁流量计，其特征在于，

电连接所述前置放大器电路与所述第一连接器的连接部包括：

第一布线图案部，其在所述屏蔽壳体的内侧沿着所述前置放大器基板的所述一个面延伸；

导通孔部，其与所述第一布线图案部的顶端连接，在所述屏蔽壳体的内侧贯通所述前置放大器基板；以及

第二布线图案部，其沿着所述前置放大器基板的另一个面延伸，一端与所述导通孔部连接，另一端与所述第一连接器连接。

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