CN1492217A

CN1492217A - 电磁流量计

Info

Publication number: CN1492217A
Application number: CNA031586503A
Authority: CN
Inventors: 山本友繁
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2004-04-28
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: CN100588916C; KR20040025610A; TW591214B; JP3788776B2; KR100584890B1; JP2004108975A; TW200407530A

Abstract

一种电磁流量计，具有：流动有被测定流体的测定管(1)、配置在测定管(1)上的电极(2a、2b)、激磁线圈3、向激磁线圈(3)供给激磁电流的电源部(4)、检测由磁场与被测定流体的流动产生的电极间电动势的信号转换部(5)、从电极之间的电动势算出被测定流体的流量的流量输出部(6)、以及连接电极(2a、2b)与信号转换部(5)之间的信号线(7a、7b)，并使激磁线圈(3)与测定管轴(PAX)的方向相垂直。在将含有电极(2a、2b)的平面PLN设定为电极位置时，通过将其配置在从电极位置仅离开偏移距离d的位置处、而降低产生在电极及信号线上的、由磁通的变化产生的磁通微分干扰。

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被测定流体的流量的电磁流量计。

背景技术

电磁流量计，是利用电磁感应现象将在测定管内流动的导电性的被测定流体的流量转换为电信号进行测定的装置。在图11中示出了现行的电磁流量计的结构。

该电磁流量计，具有：流动有被测定流体的测定管11，和与被测定流体相接触地对向配置在测定管11上的电极12a、12b，和向被测定流体施加与连接电极12a、12b之间的电极轴EAX及测定管轴PAX双方相垂直的磁场B的激磁线圈13，和向该激磁线圈13供给激磁电流、使其产生磁场B的电源部14。

另外，电磁流量计，具有：检测电极12a、12b间的电动势的信号转换部15，和从由信号转换部15检测出的电极间电动势计算出被测定流体的流量的流量输出部16，和连接电极12a、12b与信号转换部15之间的信号线17a、17b(例如，参照社团法人日本计量机器工业连合会编，“仪器操作工程人员用的流量计测AtoZ”，工业技术社，1995年，p.143-160)。

图12示出了信号线17a、17b的布线路径的一例。在图12例中，导电性的被测定流体、电极12a、12b、与信号线17a、17b实际上形成闭合回路CLS(图12的斜线部)。

由于该闭合回路CLS与由激磁线圈13产生的磁通相链交，故根据该磁通的变化，在信号线17a、17b上感应出与信号电动势无关的磁通微分干扰。具有该磁通微分干扰成为流量计测误差的问题。

因此，如图13所示，以前，沿含有电极12a、12b且沿与测定管轴PAX相垂直的平面PLN配置信号线17a、17b。据此，使上述闭合回路不与磁通相链交。

但是，在这样的布线路径中，因为信号线17a、17b通过激磁线圈13的附近，所以易受到由激磁线圈13产生的磁通变化的影响，其结果，具有在信号线17a、17b上产生与图12的情况相同的磁通微分干扰的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可减少发生在电极及信号线中的、由磁通的变化产生的磁通微分干扰的电磁流量计。

为了实现上述的目的，本发明的电磁流量计，包括：流动有被测定流体的测定管，和配置在上述测定管上的电极，和在将与上述测定管的轴方向相垂直的、含有上述电极的平面定为电极位置时，远离该电极位置配置并向流体施加磁场的激磁部，和从上述电极取出由施加在上述流体上的磁场与上述流体的流动而产生的电动势的信号线。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，上述激磁部具有在从上述电极位置仅离开偏移距离的位置处配置的激磁线圈、和向该激磁线圈供给激磁电流的电源部。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，上述激磁部具有在从上述电极位置仅离开第1偏移距离的位置处配置的第1激磁线圈，和把上述电极位置夹在中间并与上述第1激磁线圈相对向地配置在于从上述电极位置仅离开第2偏移距离的位置处的第2激磁线圈，和向上述第1激磁线圈与上述第2激磁线圈供给激磁电流的电源部。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，还具有由将配置在上述测定管的外部的上述电极及上述信号线与配置在上述测定管的外部的上述激磁线圈间隔开的金属或磁性体构成的隔壁部。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，还具有由将配置在上述测定管的外部的上述电极及上述信号线与配置在上述测定管的外部的上述第1激磁线圈间隔开的金属或磁性体构成的第1隔壁部，和由将配置在上述测定管的外部的上述电极及上述信号线与配置在上述测定管的外部的上述第2激磁线圈间隔开的金属或磁性体构成的第2隔壁部。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，还具有由包覆配置在上述测定管的外部的上述激磁线圈的金属或磁性体构成的线圈屏蔽部。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，还具有由包覆配置在上述测定管的外部的上述第1激磁线圈的金属或磁性体构成的第1线圈屏蔽部，和由包覆配置在上述测定管的外部的上述第2激磁线圈的金属或磁性体构成的第2线圈屏蔽部。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，还具有由包覆配置在上述测定管的外部的上述电极及上述信号线的金属或磁性体构成的信号线屏蔽部。

另外，在本发明的电磁流量计的一构成例中，还具有检测上述电极之间的电动势的电动势的信号转换部、和从由上述信号转换部检测出的电极间电动势算出被测定流体的流量的流量输出部。

附图说明

图1是表示本发明的实施例1的电磁流量计的构成的方块图。

图2是表示本发明的实施例2的电磁流量计的构成的方块图。

图3是表示本发明的实施例3的电磁流量计的构成的方块图。

图4是表示本发明的实施例4的电磁流量计的构成的方块图。

图5是表示本发明的实施例5的电磁流量计的构成的方块图。

图6是表示本发明的实施例6的电磁流量计的构成的方块图。

图7是表示本发明的实施例7的电磁流量计的构成的方块图。

图8是表示本发明的实施例8的电磁流量计的构成的方块图。

图9是表示在本发明的电磁流量计中所使用的电极的一例的剖视图。

图10是表示在本发明的电磁流量计中所使用的电极的另一例的剖视图。

图11是表示现行的电磁流量计的构成的方块图。

图12是表示现行的电磁流量计的信号线的布线路径的一例的图。

图13是表示现行的电磁流量计的信号线的布线路径的另一例的图。

具体实施方式

(实施例1)

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细地说明。图1是表示本发明的实施例1的电磁流量计的构成的方块图。

本实施例的电磁流量计，具有：流动有被测定流体的测定管1，和与向被测定流体施加的磁场B及测定管1的轴PAX的双方相垂直、且与被测定流体相接触而对向配置在测定管1上的一对电极2a、2b，和向被测定流体施加与连接电极2a、2b之间的电极轴EAX及测定管轴PAX双方相垂直的磁场B的激磁线圈3。

另外，电磁流量计，还具有：向激磁线圈3供给激磁电流、产生磁场B的电源部4、检测出由磁场B与被测定流体的流动所产生的电极2a、2b之间的电动势的信号转换部5、从由该信号转换部5检测出的电极之间的电动势算出被测定流体的流量的流量输出部6和连接电极2a、2b与信号转换部5之间的信号线7a、7b。

对于从由信号转换部5检测出的电动势求出被测定流体的流量的导出方法有各种方式并已实用化，而本发明因为与这样的导出方法无关、可以应用，所以省略对流量输出部6的详细说明。

从激磁线圈3产生的磁场B对信号线7a、7b施加影响，与距离的2次方成正比并变小。从而，通过将激磁线圈3与电极2a、2b及信号线7a、7b相分离，能够避免磁场B的影响。

在本实施例中，在将与测定管轴PAX的方向相垂直的、含有电极2a、2b的平面PLN设定为电极位置时，在从该电极位置仅离开偏移距离d(d＞0)的位置上配置激磁线圈3。

这样，通过远离与激磁线圈3的距离、可减少产生在电极2a、2b及信号线7a、7b上的、由磁通的变化引起的磁通微分干扰，能够降低流量计测误差。

(实施例2)

图2是表示本发明的实施例2的电磁流量计的构成的方块图。在与图1相同的构成上使用相同符号。

本实施例的电磁流量计，具有：测定管1、电极2a、2b、向被测定流体施加磁场B的第1、第2激磁线圈3a、3b、向第1、第2激磁线圈3a、3b供给激磁电流而产生磁场B的电源部4a和信号线7a、7b。

对于信号转换部5与流量输出部6因为与实施例1相同，所以省略说明。

第1激磁线圈3a与测定管轴PAX的方向相垂直。另外，第1激磁线圈3a，在将含有电极2a、2b的平面PLN设定为电极位置时，被配置于从该电极位置、例如向下游侧仅离开第1偏移距离d1(d1＞0)的位置上。另外，第2激磁线圈3b，被配置于从电极位置、例如向上游侧仅离开第2偏移距离d2(d2＞0)的位置上。

偏移距离d1与d2可以是相同值，也可以是不同的值。另外，在第1、第2激磁线圈3a、3b中，可以从电源部4a供给相同的电流，也可以供给不同的电流。

在实施例1中，在以平面PLN为界的测定管1的前后、磁场B呈非对称，但在本实施例中，可调整从电源部4a向第1、第2激磁线圈3a、3b供给的激磁电流和偏移距离d1、d2。据此，在以平面PLN为界的测定管1的前后可以使磁场B呈对称，也可以呈非对称。

使磁场B呈对称还是非对称，只要对应电磁流量计的方式来决定即可。

这样，可得到与实施例1相同的效果，并且与实施例1相比可增大由电极2a、2b产生的信号电动势。此外，在实施例1、实施例2中，若过于增大偏移距离d、d1、d2，则电极2a、2b的电动势变小。从而，必须在电动势的大小不会产生问题的范围内设定偏移距离d、d1、d2。

(实施例3)

图3是表示本发明的实施例3的电磁流量计的构成的方块图。在与图1的相同的构成上使用相同符号。

本实施例的电磁流量计，具有：测定管1、电极2a、2b、激磁线圈3、信号线7a、7b和由将配置在测定管1的外部的电极2a、2b及信号线7a、7b与配置在测定管1的外部的激磁线圈3间隔开的、由金属或磁性体构成的隔壁部8。

对于电源部4、信号转换部5和流量输出部6，因为与实施例1相同，所以省略说明。

当如实施例1那样、即使将电极2a、2b及信号线7a、7b与激磁线圈3的距离拉开也受到感应磁场的影响时，只要减少对电极2a、2b及信号线7a、7b施加影响的磁通即可。

因此，在本实施例中，对于实施例1的电磁流量计，于电极2a、2b及信号线7a、7b与激磁线圈3之间设有由金属或磁性体构成的隔壁部8。

据此，在本实施例中，与实施例1相比可进一步产生在电极2a、2b及信号线7a、7b上的磁通微分干扰。

(实施例4)

图4是本发明的实施例4的电磁流量计的构成的方块图。在与图2相同的构成上使用相同符号。

本实施例的电磁流量计，具有：测定管1、电极2a、2b、第1、第2激磁线圈3a、3b、信号线7a、7b、和由将配置在测定管1的外部的电极2a、2b及信号线7a、7b与配置在测定管1的外部的第1激磁线圈3a间隔开的、金属或磁性体构成的第1隔壁部8a。

另外，电磁流量计，具有由将配置在测定管1的外部的电极2a、2b及信号线7a、7b与配置在测定管1的外部的第2激磁线圈3b间隔开的、由金属或磁性体构成的第2隔壁部8b。

对于电源部4a、信号转换部5、流量输出部6，因与实施例2相同，所以省略其说明。

本实施例中，对于实施例2的电磁流量计，适用于与实施例3同样考虑的情况。据此，在本实施例中，与实施例2相比可进一步降低在电极2a、2b及信号线7a、7b上产生的磁通微分干扰。

(实施例5)

图5是表示本发明的实施例5的电磁流量计的构成的方块图。在与图1相同的构成上使用相同符号。本实施例的电磁流量计，具有：测定管1、电极2a、2b、激磁线圈3、信号线7a、7b和由包覆配置在测定管1的外部的激磁线圈3的金属或磁性体构成的线圈屏蔽部9。

对于电源部4、信号转换部5和流量输出部6，因为与实施例1相同，所以省略其说明。

在本实施例中，为了进一步提高实施例3的效果而设有包覆整个测定管1外部的激磁线圈3的线圈屏蔽部9。据此，能减少从激磁线圈3向测定管1外部的各方向漏出的磁通。

(实施例6)

图6是表示本发明的实施例6的电磁流量计的构成的方块图。在与图2相同的构成上使用相同符号。

本实施例的电磁流量计，具有：测定管1、电极2a、2b、第1、第2激磁线圈3a、3b、信号线7a、7b、由包覆配置在测定管1的外部的第1激磁线圈3a的金属或磁性体构成的第1线圈屏蔽部9a和由包覆配置在测定管1的外部的第2激磁线圈3b的金属或磁性体构成的第2线圈屏蔽部9b。

对于电源部4a、信号转换部5和流量输出部6，因与实施例2相同，所以省略其说明。

本实施例中，为了进一步提高实施例4的效果而设有包覆整个测定管1外部的第1激磁线圈3a的第1线圈屏蔽部9a和包覆整个测定管1外部的第2激磁线圈3b的第2线圈屏蔽部9b。

据此，能减少从第1、第2激磁线圈3a、3b向测定管1外部的各方向漏出的磁通。

(实施例7)

图7是表示本发明的实施例7的电磁流量计的构成的方块图。在与图2相同的构成上使用相同符号。

本实施例的电磁流量计，具有：测定管1、电极2a、2b、第1、第2激磁线圈3a、3b、信号线7a、7b、由包覆配置在测定管1的外部的电极2a、2b及信号线7a、7b的金属或磁性体构成的信号线屏蔽部10。

在本实施例中，取代如实施例5、6那样包覆激磁线圈3、3a、3b，而由信号线屏蔽部10来包覆配置在测定管1外部的电极2a、2b及信号线7a、7b。

信号线7a、7b，被从形成在信号线屏蔽部10上的开口部91引出到外部。在如本实施例那样使用2个激磁线圈时，与由屏蔽部包覆激磁线圈3a、3b相比可以有效地降低磁通微分干扰。

(实施例8)

图8是表示本发明的实施例8的电磁流量计的构成的方块图。在与图2、图6、图7相同的构成上使用相同符号。

本实施例的电磁流量计，具有：测定管1、电极2a、2b、第1、第2激磁线圈3a、3b、信号线7a、7b、第1、第2线圈屏蔽部9a、9b和信号线屏蔽部10。对于电源部4a、信号转换部5和流量输出部6，因与实施例2相同所以省略其说明。

本实施例，将实施例6与实施例7组合在一起。据此，更加有效地降低产生在电极2a、2b及信号线7a、7b上的磁通微分干扰。

此外，在实施例7、8中，使用2个激磁线圈，但也可如实施例5那样使用1个激磁线圈3与屏蔽部9，并可与信号线屏蔽部10进行组合。

另外，作为在实施例7～8中使用的电极2a、2b，如图9所示，可以是从测定管1的内壁露出、与被测定流体相接触的形式的电极，或者也可是如图10所示的不与被测定流体相接触的电容耦合式的电极。

在电容耦合式的情况下，电极2a、2b由形成在测定管1的内壁上的陶瓷或特氟纶(teflon，注册商标)等构成的衬里(lining)10所被覆。

另外，在第1～第8实施例中，对使用2个电极2a、2b的情况进行说明，但并局限于此，在电极仅为1个的电磁流量计上也可应用本发明。

在电极仅为1个的情况下，于测定管1上设有用于将被测定流体的电位作为接地电位的接地环，只要由信号转换部5检测出在1个电极上产生的电动势(与接地电位的电位差)即可。电极轴EAX，在使用2个电极2a、2b时为连接电极2a、2b之间的直线。

另一方面，在电极仅为1个的情况下，于含有该1个实际电极的平面PLN上，假定在把测定管轴PAX夹在中间、与实际电极相向的位置配置假想的电极，则连接实际电极与假想的电极的直线成为电极轴EAX。

根据上述的实施例，在将与测定管的轴方向相垂直的、含有电极的平面设定为电极位置时，通过在远离该电极位置的位置上配置激磁部，可将电极及信号线与激磁部分离开配置。据此可降低产生在电极及信号线上的、由磁通的变化产生的磁通微分干扰，能够减少流量计的测量误差。

另外，设有由将配置在测定管的外部的电极及信号线与配置在测定管的外部的激磁线圈间隔开的金属或磁性体构成的隔壁部。据此，在使用1个激磁线圈时，可减少对电极及信号线施加影响的磁通，并能够降低产生在电极及信号线上的磁通微分干扰。

另外，设有由将配置在测定管的外部的电极及信号线与配置在测定管的外部的第1激磁线圈间隔开的金属或磁性体构成的第1隔壁部、和由将配置在测定管的外部的电极及信号线与配置在测定管的外部的第2激磁线圈间隔开的金属或磁性体构成的第2隔壁部。

据此，在使用2个激磁线圈时，可减少对电极及信号线施加影响的磁通，并能够降低产生在电极及信号线上的磁通微分干扰。

另外，设有由包覆配置在测定管外部的激磁线圈的金属或磁性体构成的线圈屏蔽部。据此，在使用1个激磁线圈时，可减少从激磁线圈向测定管外部的各方向漏出的磁通，并能够进一步降低产生在电极及信号线上的磁通微分干扰。

另外，设有由包覆配置在测定管外部的第1激磁线圈的金属或磁性体构成的第1线圈屏蔽部、和由包覆配置在测定管外部的第2激磁线圈的金属或磁性体构成的第2线圈屏蔽部。据此，在使用2个激磁线圈时，可减少从第1、第2激磁线圈向测定管外部的各方向漏出的磁通，并能够进一步降低产生在电极及信号线上的磁通微分干扰。

另外，设有由包覆配置在测定管外部的电极及信号线的金属或磁性体构成的信号线屏蔽部。据此，可减少对电极及信号线施加影响的磁通，并能够降低产生在电极及信号线上的磁通微分干扰。

尤其在使用2个激磁线圈时，与分别由线圈屏蔽部包覆第1、第2激磁线圈相比，能够有效地降低磁通微分干扰。

如上所述，本发明所述的电磁流量计，适合于对在测定管内流动的被测定流体的流量进行测量。

Claims

1.一种电磁流量计，其特征在于，包括：

流动有被测定流体的测定管(1)，和

配置在所述测定管(1)上的电极(2a、2b)，和

在将与所述测定管(1)的轴方向相垂直、并含有所述电极(2a、2b)的平面设定为电极位置时，远离该电极位置配置、并向流体施加磁场的激磁部(3、4)，和

从所述电极(2a、2b)取出由施加在流体上的磁场与流体的流动而产生的电动势的信号线(7a、7b)。

2.如权利要求1所述电磁流量计，其特征在于：所述激磁部(3、4)具有在从所述电极位置仅离开偏移距离的位置处配置的激磁线圈(3)、和向该激磁线圈(3)供给激磁电流的电源部(4)。

3.如权利要求1所述电磁流量计，其特征在于：所述激磁部(3、4)具有：

在从电极位置仅离开第1偏移距离的位置处配置的第1激磁线圈(3a)

把电极位置夹在中间并与所述第1激磁线圈(3a)相对向配置在从电极位置仅离开第2偏移距离的位置处的第2激磁线圈(3b)、

向所述第1激磁线圈(3a)与所述第2激磁线圈(3b)供给激磁电流的电源部(4a)。

4.如权利要求2所述电磁流量计，其特征在于：还具有由将配置在所述测定管(1)的外部的所述电极(2a、2b)及所述信号线(7a、7b)与配置在所述测定管(1)的外部的所述激磁线圈(3)间隔开的金属或磁性体构成的隔壁部(8)。

5.如权利要求3所述电磁流量计，其特征在于：还具有由将配置在所述测定管(1)的外部的所述电极(2a、2b)及所述信号线(7a、7b)与配置在所述测定管(1)的外部的所述第1激磁线圈(3a)间隔开的金属或磁性体构成的第1隔壁部(8a)，和

由将配置在所述测定管(1)的外部的所述电极(2a、2b)及所述信号线(7a、7b)与配置在所述测定管(1)的外部的所述第2激磁线圈(3b)间隔开的金属或磁性体构成的第2隔壁部(8b)。

6.如权利要求2所述电磁流量计，其特征在于：还具有由包覆配置在所述测定管(1)的外部的所述激磁线圈(3)的金属或磁性体构成的线圈屏蔽部(9)。

7.如权利要求3所述电磁流量计，其特征在于：还具有由包覆配置在所述测定管(1)的外部的所述第1激磁线圈(3a)的金属或磁性体构成的第1线圈屏蔽部(9a)，和

由包覆配置在所述测定管(1)的外部的所述第2激磁线圈(3b)的金属或磁性体构成的第2线圈屏蔽部(9b)。

8.如权利要求2所述电磁流量计，其特征在于：还具有由包覆配置在所述测定管(1)的外部的所述电极(2a、2b)及所述信号线(7a、7b)的金属或磁性体构成的信号线屏蔽部(10)。

9.如权利要求3所述电磁流量计，其特征在于：还具有由包覆配置在所述测定管(1)的外部的所述电极(2a、2b)及所述信号线(7a、7b)的金属或磁性体构成的信号线屏蔽部(10)。

10.如权利要求1所述电磁流量计，其特征在于：还具有检测所述电极(2a、2b)之间的电动势的信号转换部(5)、和从由所述信号转换部(5)检测出的电极间电动势算出被测定流体的流量的流量输出部(6)。