JP2001304927A - 電磁流量計 - Google Patents

電磁流量計

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JP2001304927A
JP2001304927A JP2000066552A JP2000066552A JP2001304927A JP 2001304927 A JP2001304927 A JP 2001304927A JP 2000066552 A JP2000066552 A JP 2000066552A JP 2000066552 A JP2000066552 A JP 2000066552A JP 2001304927 A JP2001304927 A JP 2001304927A
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electromagnetic flowmeter
tube
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electromagnetic
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JP2000066552A
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Saichiro Morita
佐一郎 森田
Hiroshi Kusuyama
浩史 楠山
Kenichi Kuromori
健一 黒森
Takao Yamamoto
隆男 山本
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微少流量まで測定が可能となり且つ安価な電
磁流量計を提供する。 【解決手段】 測定流体が流れる測定管を具備する電磁
流量計において、所定の流量が得られるように前記測定
管の管軸附近に前記測定管の流路断面積を塞いで設けら
れた流量障害物体を具備したことを特徴とする電磁流量
計である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微少流量まで測定
が可能となり且つ安価な電磁流量計に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図5は従来より一般に使用されている従
来例の構成説明図で、容量形電磁流量計が示されてい
る。このような容量形電磁流量計は、例えば、特開平0
8−278175号に示されている。図6は図5の縦断
面図である。
【0003】20は絶縁性の測定管であり、この測定管
20は、例えば、セラミックスなどの材料で形成され、
円筒状をなしている。測定管20の軸方向の中央部は外
周面が肉薄の凹部20Aとして形成され、これらの軸方
向の両外側に肉厚の端部20B、20Cが形成されてい
る。
【0004】例えば、ステンレスで作られた円筒状のケ
ース21の端面部21A、21Bは、リング状に形成さ
れ、これらの端面部21Aと21Bの間は、円筒部21
Cが溶接により固定されている。
【0005】そして、このケース21の内部には測定管
20が挿入され、その端部20B、20Cと端面部21
A、21Bとの間には、それぞれOリング22A、22
Bが挿入されて気密が確保されている。さらに、ケース
21には、その軸に垂直に矩形状の接続筒21Dが固定
され、この上に変換器(図示せず)が搭載される。
【0006】測定管20の凹部20Aの中央の表面に
は、検出電極23Aと23Bが、測定管20の軸に対し
て半径方向に対向して、導電体を密着する形として面状
に形成されている。
【0007】この検出電極23Aと23Bの上には、検
出電極23Aと23Bとが離間されてこれ等を覆うよう
に、箱形状のガードケース24A、24Bが測定管20
の外面に固定されている。
【0008】また、ガードケース24A、24Bの周囲
の凹部20Aの表面には、測定管20の端部20B、2
0Cに至るまで、全面に亘って導電性のガード電極25
A、25Bが測定管20の頂部と底部で左右に分割され
て形成された間隙26、27を挟んで形成されている。
【0009】そして、これらのガード電極25A、25
Bは、それぞれガードケース24A、24Bと電気的に
接続されている。
【0010】この間隙26、27の各々を覆うように、
ガード電極25A、25Bとは絶縁性塗料などで絶縁さ
れた状態で、これらの周面に円弧状に導電性のダンピン
グ箔28A、28Bが固定されている。これ等のダンピ
ング箔28A、28Bは、それぞれリード線29によ
り、基準電位点30に固定されている。
【0011】これ等のダンピング箔28A、28Bは、
例えば、銅、黄銅、ステンレスなどで構成される。励磁
周波数が高くなると、このダンピング箔28A、28B
の厚みが大きいときには、ここで発生する渦電流が大き
くなる。
【0012】また、ダンピング箔28A、28Bは、間
隙26、27を覆うように形成される結果、後述する励
磁コイルから間隙26、27を通して、検出電極23A
と23Bに浮遊容量を介して静電結合されて生じる誘導
ノイズに起因する、ゼロ点変動を低減させ、安定な測定
をも可能とする。
【0013】これらのダンピング箔28A、28Bは、
その表面の中央部に、互いに成層鉄心で矩形状に積層さ
れて、ボルトなどで一体に固定されたポールピースコア
29A、29Bの一端面に固定されている。
【0014】そして、これらのポールピースコア29
A、29Bの周囲には、それぞれ励磁コイル31A、3
1Bが巻回され、励磁リード線32A、32Bがケース
21の接続筒21Dに引き出されている。
【0015】励磁コイル31A、31Bはその周囲に、
静電シールド用のシールド箔33A、33Bが巻回され
ており、リード線34A、34Bにより接続筒21Dを
介して基準電位点30(接地電位)に接続されている。
【0016】これらのポールピースコア29A、29B
の他端面には、円筒状に形成され成層された帰還コア3
5が配置され、2つのポールピースコア29A、29B
はネジ36A、36B、及び37A、37Bにより、そ
れぞれ一体にネジ止めされている。
【0017】一方、検出電極23Aと23Bからは、信
号リード線38A、38Bが、ガードケース24A、2
4Bと円筒状の帰還コア35をクロスして、ケース21
の接続筒21Dを介して変換器部(図示せず)に導出さ
れている。
【0018】同様に、ガードケース24A、24Bから
も、帰還コア35をクロスして、ケース21の接続筒2
1Dを介して、信号リード線38A、38Bとは絶縁さ
れて共に変換器部(図示せず)にリード線39A、39
Bにより導出されている。
【0019】接続筒21Dの中には、シールド板40が
挿入され、励磁リード線32A、32B側と信号リード
線38A、38B側とを物理的に分離している。れによ
り、高電圧である励磁リード線32A、32B側から低
電圧である信号リード線38A、38B側への静電誘導
を防止している。
【0020】そして、ガードケース24A、24Bの内
部には、例えば絶縁性で自己接着性のあるシリコーン樹
脂が充填され、ガードケース24A、24Bを除くケー
ス21と測定管20の外面との間、および接続筒21D
との間は、例えばエポキシ樹脂などですべて充填され、
耐湿性、耐振性、耐候性を確保されている。
【0021】リード線39A、39Bには、変換器(図
示せず)側から、低インピーダンスで信号リード線38
A、38Bの電位と同一の電位が印加される。
【0022】これにより、測定管20の表面は、ガード
ケース24A、24Bを含めて検出電極23A、32B
を除く実質的な全面が、信号電位と同一の電位となり、
信号リード線38A、38Bを含めて浮遊容量の影響が
除去されている。これらは高インピーダンス回路を構成
するので特にこのような配慮がなされている。
【0023】以上の構成において、励磁コイル31Aと
31Bは、例えば、磁場が同一方向を向くように直列に
接続され、励磁リード線32A、32Bを介して変換器
(図示せず)側から、例えば、商用周波数より高い周波
数を持つ矩形波状の励磁電流が流されて、測定管20の
中に流れる測定流体に印加される。
【0024】これにより、測定管20の中には、測定流
体の流量flに対応した起電力が発生する。この起電力
は、測定流体と検出電極23A、32Bとの間で形成さ
れる測定管20の静電容量CP1、CP2を介して検出
され、信号リード線38A、38Bを通して変換器(図
示せず)側に伝送され、電気信号としての流量信号に変
換される。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな容量形電磁流量計においては、上記に説明した如
く、種々の多数の部品からなるため、部品の小型化が必
要になる小口径用の容量形電磁流量計では、小型化に伴
う技術的課題や製造コストが掛り高価な電磁流量計とな
るので、実用化が困難であった。
【0026】例えば、測定管20の口径が10mm以下
では、口径が小さいと、それに対応して検出電極23
A,23Bの面積が小さくなり、信号源インピーダンス
が非常に大きくなるため、実現出来なかった。
【0027】なお、棒状の接液測定電極が使用される通
常の接液測定電極形電磁流量計においても、同様に、種
々の多数の部品からなるため、部品の小型化が必要にな
る小口径用の接液測定電極形電磁流量計では、小型化に
伴う技術的課題や製造コストが掛り高価な電磁流量計と
なるので、実用化が困難であった。例えば、測定管20
の口径が2.5mmが最小限度であった。
【0028】本発明の目的は、上記の課題を解決するも
ので、微少流量まで測定が可能となり且つ安価な容量形
電磁流量を提供することにある。
【0029】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明では、請求項1の電磁流量計において
は、測定流体が流れる測定管を具備する電磁流量計にお
いて、所定の流量が得られるように前記測定管の管軸附
近に前記測定管の流路断面積を塞いで設けられた流量障
害物体を具備したことを特徴とする。
【0030】本発明の請求項2の電磁流量計において
は、請求項1記載の電磁流量計において、前記流量障害
物体は前記所定の流量が前記測定管内内径面に均等に沿
って流れるように形成されたことを特徴とする。
【0031】本発明の請求項3の電磁流量計において
は、請求項1又は請求項2記載の電磁流量計において、
前記流量障害物体は円柱形状であることを特徴とする。
【0032】本発明の請求項4の電磁流量計において
は、請求項1乃至請求項3の何れかに記載の電磁流量計
において、前記流量障害物体は前記測定管の両端で支持
されたことを特徴とする。
【0033】本発明の請求項5の電磁流量計において
は、請求項1乃至請求項4の何れかに記載の電磁流量計
において、前記流量障害物体は前記測定管の両端に設け
られたアースリングで支持されたことを特徴とする。
【0034】
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図1は本発明の一実施例の要部構成説明図、
図2は図1の縦断面図である。
【0035】図において、図5と同一記号の構成は同一
機能を表す。以下、図5と相違部分のみ説明する。
【0036】図において、流量障害物体51は、所定の
流量が得られるように、例えば、口径10mmに相当す
る流量が得られるように、測定管20の管軸附近に、測
定管20の流路断面積を塞いで設けられている。
【0037】この場合は、流量障害物体51は、所定の
流量が測定管20内内径面に均等に沿って流れるように
形成されている。この場合は、流量障害物体51は、円
柱形状である。
【0038】また、流量障害物体51は、測定管20の
両端で支持され、この場合は、測定管20の両端に設け
られたアースリング52で支持されている。
【0039】以上の構成において、励磁コイル31Aと
31Bに励磁電流が流されて、測定管20の中に流れる
測定流体f1に印加される。
【0040】これにより、測定管20の中には、測定流
体f1の流量に対応した起電力が発生する。この起電力
は、測定流体flと検出電極23A、32Bとの間で形
成される測定管20の静電容量CP1、CP2を介して
検出され、信号リード線38A、38Bを通して変換器
(図示せず)側に伝送されて、電気信号としての流量信
号に変換される。
【0041】この結果、 (1)測定管20の管軸附近に流量障害物体51が設け
られたので、一サイズ小さな口径の断面積と同じ流量断
面積を持つ環状流においても、検出面電極23A,23
Bの近傍を流れる流速部分が相対的に大きくなるため、
相対的に大きな検出出力が得られる。この流量障害物体
51を挿入配置することにより、部品の小型化を図るこ
と無く、例えば、測定管20の口径が10mm以下に相
当する微少流量の測定が可能となり、且つ、安価な電磁
流量計が得られる。
【0042】(2)流量障害物体51は、所定の流量が
測定管20内内径面に均等に沿って流れるように形成さ
れたので、測定流体flが測定管20内内径面に均等に
沿って流れ、検出信号の安定化が図れる電磁流量計が得
られる。
【0043】(3)流量障害物体51は円柱形状とした
ので、測定流体flの流れが対称形になるために、流れ
が乱れず、検出信号が安定して測定出来る電磁流量計が
得られる。
【0044】(4)流量障害物体51は、測定管20の
両端で支持されるので、測定流体flの中に流れを乱す
こと無く、安定に流量障害物体51を保持することが出
来る電磁流量計が得られる。
【0045】(5)支持部をアースリング52で兼ねる
ことが出来るので、支持構造物を2個減らすことが出
来、安価な電磁流量計が得られる。
【0046】図3は本発明の他の実施例の要部構成説明
図で、図4は図3のA−A断面図である。本実施例にお
いては、接液測定電極形電磁流量計に本発明を適用した
ものである。図において、61A,61Bは、測定管2
0に設けられた接液測定電極である。
【0047】なお、以上の説明は、本発明の説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明は、上記実施例に限定されること
なく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、
変形をも含むものである。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
によれば、次のような効果がある。測定管の管軸附近に
流量障害物体が設けられたので、一サイズ小さな口径の
断面積と同じ流量断面積を持つ環状流においても、検出
面電極の近傍を流れる流速部分が相対的に大きくなるた
め、相対的に大きな検出出力が得られる。この流量障害
物体を挿入配置することにより、部品の小型化を図るこ
と無く、微少流量の測定が可能となり、且つ、安価な電
磁流量計が得られる。
【0049】本発明の請求項2によれば、次のような効
果がある。流量障害物体は、所定の流量が測定管内内径
面に均等に沿って流れるように形成されたので、測定流
体が測定管内内径面に均等に沿って流れ、検出信号の安
定化が図れる電磁流量計が得られる。
【0050】本発明の請求項3によれば、次のような効
果がある。測定流体の流れが対称形であるために、流れ
が乱れず、検出信号が安定して測定出来る電磁流量計が
得られる。
【0051】本発明の請求項4によれば、次のような効
果がある。流量障害物体は、測定管の両端で支持される
ので、測定流体の中に流れを乱すこと無く安定に流量障
害物体を保持することが出来る電磁流量計が得られる。
【0052】本発明の請求項5によれば、次のような効
果がある。支持部をアースリングで兼ねることが出来る
ので、支持構造物を2個減らすことが出来、安価な電磁
流量計が得られる。
【0053】従って、本発明によれば、微少流量まで測
定が可能となり且つ安価な容量形電磁流量を実現するこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図4】図3のA−A縦断面図である。
【図5】従来より一般に使用されている従来例の要部構
成説明図である。
【図6】図5の縦断面図である。
【符号の説明】
20 測定管 20A 凹部 20B 端部 20C 端部 21 ケース 21A 端面部 21B 端面部 21C 円筒部 21D 接続筒 22A Oリング 22B Oリング 23A 検出電極 23B 検出電極 24A ガードケース 24B ガードケース 25A ガード電極 25B ガード電極 26 間隙 27 間隙 28A ダンピング箔 28B ダンピング箔 29 リード線 29A ポールピースコア 29B ポールピースコア 30 基準電位点 31A 励磁コイル 31B 励磁コイル 32A 励磁リード線 32B 励磁リード線 33A シールド箔 33B シールド箔 34A リード線 34B リード線 35 帰還コア 36A ネジ 36B ネジ 37A ネジ 37B ネジ 37B リード線 38A 信号リード線 38B 信号リード線 38A リード線 38B リード線 40 シールド板 51 流量障害物体 52 アースリング 61A 接液測定電極 61B 接液測定電極 fl 測定流体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 隆男 東京都武蔵野市中町2丁目9番32号 横河 電機株式会社内 Fターム(参考) 2F035 BA02 BE05 BE08

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定流体が流れる測定管を具備する電磁流
    量計において、 所定の流量が得られるように前記測定管の管軸附近に前
    記測定管の流路断面積を塞いで設けられた流量障害物体
    を具備したことを特徴とする電磁流量計。
  2. 【請求項2】前記流量障害物体は前記所定の流量が前記
    測定管内内径面に均等に沿って流れるように形成された
    ことを特徴とする請求項1記載の電磁流量計。
  3. 【請求項3】前記流量障害物体は円柱形状であることを
    特徴とする請求項1又は請求項2記載の電磁流量計。
  4. 【請求項4】前記流量障害物体は前記測定管の両端で支
    持されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか
    に記載の電磁流量計。
  5. 【請求項5】前記流量障害物体は前記測定管の両端に設
    けられたアースリングで支持されたことを特徴とする請
    求項1乃至請求項4の何れかに記載の電磁流量計。
JP2000066552A 2000-02-14 2000-03-10 電磁流量計 Pending JP2001304927A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005121649A (ja) * 2003-10-10 2005-05-12 Abb Patent Gmbh 流れる物質用の磁気誘導型の測定装置及びこの測定装置を製造する方法
JP2010122215A (ja) * 2008-11-17 2010-06-03 Krohne Ag 磁気誘導性の流量測定器

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JP2005121649A (ja) * 2003-10-10 2005-05-12 Abb Patent Gmbh 流れる物質用の磁気誘導型の測定装置及びこの測定装置を製造する方法
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