JP2001522457A

JP2001522457A - 電磁流量計

Info

Publication number: JP2001522457A
Application number: JP54672298A
Authority: JP
Inventors: ソグホモニアン，セルマシィ，ザーレー; ジィン，ウー; グレッグ，ローナルド，デービッド; マクマナス，ジェラード; ハワース，クレイグ，ティモシィー
Original assignee: エービービーメータリングリミテッド
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 2001-11-13
Also published as: BR9808970A; PT975936E; KR20010020291A; EP0975936B1; ES2216282T3; WO1998049528A1; US6237424B1; GB2324606A; HK1025381A1; DE69821474D1; ATE259054T1; GB2324606B; GB9708539D0; DE69821474T2; AU741498B2; CA2286099A1; BR9808970B1; EP0975936A1; AU7068898A

Abstract

(57)【要約】流量測定ダクトと、ダクトの中を流れる流体の中に流れの方向を横切って磁界を発生する手段と、それによって流体の中に流れを示すものとして誘起された電圧を測定する手段とを有する電磁流量計の動作方法であって、この方法は、磁界がない場合における測定手段の出力を測定することと、それからダクトの中の流体の有無を決定することとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】電磁流量計本発明は電磁流量計に関し、特に、主として家庭用に設計されているが他の用途にも使える電池式の電磁流量計に関する。電磁流量計は、水のような導電性の媒体の流量を流体管(flow tube)を介して測定するために使用される。たとえば、英国特許第２０８１４４９号で説明されているような電磁流量計は、流体管の中の流体の流れの方向に垂直な平面内に磁界ベクトルを発生させるための磁気回路を有する。流体が流体管を通して流れるにつれて、磁束の影響を受けた流体内において、流体の流れの方向と磁束の方向の両方に直交する方向に、電圧が誘起される。誘導電圧Ｖ_iは、流体管の中に配置された一対の電極により検出される。ｖ_iは、式Ｖ_i＝Ｂ×ｌｖｋにより、磁界強度Ｂおよび流体管の中を流れる流体の速度ｖに関連付けられる。ここで、ｌは電極の隔離距離であり、ｋは流体管の幾何学的形状に依存する感度係数である。誘導電圧Ｖ_iの大きさと極性を測定することにより、流体管を流れる流体の流速の大きさと方向、したがって流量を計算できる。従来は、既知の大きさの不変磁界あるいは交流磁界のいずれかを作るために、永久磁石と電磁気システムのさまざまな組み合わせが使用されていた。このような電磁流量計は、流体管と交差して必要とされる大きな磁界ベクトルの再生のために電力を多く必要とし、したがって商用電源により駆動される励振回路を使用している。上に述べたように外部電源が必要であり、このような流量計の運転経費は、長期間にわたると重大なものとなる。本発明による好適実施態様は、非常に低消費電力で、必要であれば永年の間（たとえば、８年から１０年）、内部電池により駆動できる流量計を提供しようとするものである。このような流量計は、家庭用給水ネットワークにおける多量の設置に特に適しており、現場訪問による、あるいは望ましくは遠隔データロギングあるいはポーリングのいずれかによる水道使用量の周期的な読取りのみを必要とする。本発明の第１の局面は、流量測定ダクトと、ダクトの中を流れる流体の中に流れの方向を横切って磁界を発生する手段と、それによって流体の中に流れを示すものとして誘起された電圧を測定する手段とを有する電磁流量計の動作方法であって、前記磁界がない場合に前記測定手段の出力を測定することと、それからダクトの中の流体の有無を決定することとを有する電磁流量計の動作方法を提供する。本発明のこの局面は、流量測定ダクトと、ダクトの中を流れる流体を横切って磁界を発生する発生手段と、それによって流体の中に誘起された電圧を測定し、それから流量測定値を導き出す測定手段を有する電磁流量計であって、発生手段が非動作状態であるときに測定手段の出力からダクトの中の流体の有無を感知するための手段を特徴とする電磁流量計にも適用される。測定手段は、好ましくは、ダクトの中に前記流体がないことを示す雑音を識別するように、適合されている。水道企業体の必要条件を満たすためにしばしば必要である、流体空隙（管が空きの事象）の検出は、かくして電力効率の良い方法で実現することができる。測定手段は、比較的長い間隔で分離された短期間の間、前記電圧を測定するように配置することができ、このような期間の発生頻度は、前記期間の間に測定手段により測定された流れが比較的長い間隔の間の流れを表すものであるようになっている。電池式の家庭用流量計の例では、このことは流量計の電力消費を大幅に低減する。さらに、測定手段は、発生手段が非動作状態のときには、前記雑音を識別するように、数回の前記期間の間に前記電圧を測定するように配置されている。流量計は、測定された流量に応じておよび／または測定された流量の変化に応じて、前記間隔の持続時間を変えるための手段をさらに有してもよい。かくして、本発明の別の局面において、電磁流量計は、流量測定ダクトと、ダクトの中を流れる流体を横切って磁界を発生する手段と、その結果流体の中に誘起された電圧から流量測定値を導き出す手段を有し、発生手段は比較的長い間隔により分離された短い期間の間磁界を発生するように構成されていることを特徴とし、このような期間の発生頻度は、前記期間の間に測定手段により測定された流れが比較的長い間隔の間の流れを表わすものであるようになっており、流量計は、さらに、測定された流量にしたがっておよび／または測定された流量の変化にしたがって、前記間隔の持続時間を変える手段を有する電磁流量計を有する。好ましくは測定手段は、それによって流体の流れに誘起された電圧から一連の時間間隔を置いた流量測定信号を導き出すように配置されており、各信号は、流れを表す成分および流れに無関係な可変の直流(DC)成分を有し、流量計は、さらに、前記信号の直流成分を決定し、それに応じて後続する信号の直流レベルを調整する手段を有する。このことは、次の信号処理回路の入力ダイナミック・レンジの限度を超えることがないように、電気化学的効果による流量測定信号の直流レベルにおけるドリフトが修正されることを保証する。他の方法では、この信号は、クリップされあるいはクランプされて、測定誤差を招くであろう。決定手段は、先行する信号から得られた直流成分の複数の値から後続する信号の直流成分を予測することが望ましい。かくして、本発明のさらに他の局面において、電磁流量計は、流量測定ダクトと、ダクトの中を流れる流体を横切って磁界を発生する発生手段と、その結果流体の流れの中に誘起された電圧から一連の時間間隔を置いた流量測定信号を導出する手段であってその信号が流れを表す成分および流れに無関係な変動する直流成分を有する導出手段と、前記信号の直流成分を決定しそれに応じて後続する前記信号の直流レベルを調整する手段とを有し、決定手段は、先行する信号から得られた直流成分の複数の値から後続する信号の直流成分を予測する。第１の流量測定信号が複数のパルスを有し、決定手段が、前記個々のパルスからそれぞれ得られた直流成分の値にアルゴリズムを適用することにより、後続する信号の直流成分を予測することが望ましい。従来は、電磁流量計の磁気回路は、不純物にかなり汚染されたフェライト構造を含む高不純物の軟鋼から形成されている。しかし、これらの材料は、それぞれ低い磁束密度レベルおよび高い磁束密度レベルにおける低い初透磁率および増分透磁率、低いあるいは不確定の残留磁束密度、高いあるいは不確定の保磁度、未発達あるいは不規則な結晶性集合組織、不規則あるいは不確定の電力損失および異方性透磁率、ならびに低誘導周波数および低励振周波数における大電力損失のような、非常に貧弱な磁気的特性を有する。電力損失は主に３つの構成要素で構成されている。（１）励振周波数、電気抵抗率、ピーク磁束密度および帯磁した本体の材厚に依存する電流損失。（２）組成、処理履歴、材料の冶金処理と状態調節、組成、合金の後処理と前処理、不純物準位と析出の機構に総合して影響を与える材料の熱処理と焼鈍（アニール）、および金属構造の汚染に依存するヒステリシス損。ヒステリシス損と組み合わされた主な要因は、フェライト結晶粒の寸法、フェライト結晶粒の配列と状態、結晶粒と粒界内の析出物と汚染物質、再結晶粒の配列、および材厚に対する結晶粒の大きさである。（３）材料の中の磁区壁(domain wall)の非正弦波運動および磁区壁減衰(doma in wall damping)を含む多くの要因に帰すことができる渦電流損。本発明の一好適実施態様において、前記発生手段は、測定ダクトを横切って磁界を導くための第１および第２の磁極片を有し、磁極片は優先結晶異方性(prefe rential crystalline anisotropy)を示す材料で作られている。結晶異方性は、磁極片の縦軸にほぼ沿って配列されていてもよい。このことは、搭載電池によりかなりの期間駆動できる低損失の効率的な磁気回路を設けることを可能にする。かくして、本発明の他の局面において、電磁流量計は、流量測定ダクトと、ダクトの中を流れる流体を横切って磁界を発生する発生手段と、その結果流体の中に誘起された電圧から流量測定値を導出する手段とを有し、発生手段が測定ダクトを横切って磁界を導くための磁極片を有することを特徴とし、磁極片は優先結晶異方性を示す材料でできている。本発明のこの局面は、軟磁性材料から磁極片を形成する段階と、磁極片の中に優先結晶異方性を誘起するために磁界を磁極片に印加すると同時に磁極片を焼鈍する段階とを有する電磁流量計の磁気回路に使用するための磁極片を製造する方法にも拡張される。焼鈍は、（望ましくは湿度の高い）脱炭雰囲気中で行われることが望ましい。焼鈍は少なくとも７８０℃の温度で少なくとも２時間行うことができる。磁極片は、望ましくは０．０３重量パーセント以下の炭素を含む軟磁性材料で作られていることが望ましい。発生手段は、第１の磁極片の上にのみ配置された磁化コイルと、磁極片およびコイルを収容し、そこを介して流量測定ダクトが通過するハウジングとをさらに有してもよく、磁極片とハウジングは磁気回路を形成している。発生手段は交互の方向に磁界を発生するように構成され、流量計は、磁界の方向の変化により電磁気的に誘起された流れを表す信号の中の雑音を抑制する手段をさらに有することが望ましい。このことは、磁界が方向を変える時の磁界の変化率を緩和することができ、別の方法では流れ信号検出および処理回路に負荷をかけすぎるおそれのある誘導雑音を低減する。あるいはさらに、それは磁界を発生している電流の中のいかなるリプルの効果をも抑制する。かくして、本発明のさらに他の局面において、電磁流量計は、流量測定ダクトと、ダクトの中を流れる流体を横切って磁界を発生する発生手段と、その結果流体の中に誘起された電圧から流量測定値を導出する手段とを有し、発生手段が交互の方向に磁界を発生するように構成されていることを特徴とし、磁界の方向の変化により電磁気的に誘起された流れを表す信号の中の雑音を抑制する手段を有する。抑制手段は、その中に渦電流が生成される導電性部材を有し、前記渦電流は、磁界の変化率を緩和することが望ましい。導電性部材は、コイルの直径とほぼ等しい直径の円板を有し、円板は、第２の磁極片に向かって対向するコイルの軸方向終端にあってもよい。導電性部材は、前記磁極片を取り囲んでいてもよい。かくして、抑制手段は、流量測定ダクトに隣接する磁極片を取り囲んでいる導電性の環を有していてもよい。流量測定ダクトは、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、前記部分は、変曲点が介在する逆緩和曲線(reverse transition curves)によりその壁が画定されているダクトの先細り(convergent)あるいは末広がり(divergent )の部分により接続されていることが望ましい。測定部分は、少なくとも１対の対向する平行な平坦な壁を有することが望ましい。かくして、本発明の他の局面は、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、前記部分は、変曲点が介在する逆緩和曲線によりその壁が画定されているダクトの先細りあるいは末広がりの部分により接続されている流体流れダクトを有する電磁流量計を提供する。あるいは、流量測定ダクトは、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、部分は、その壁が軸方向の任意の位置において９度以下の夾角を有するダクトの先細りあるいは末広がりの部分により接続されており、先細りあるいは末広がりの部分の壁は一つ以上の緩和曲線(transition curves)により画定されている。測定部分はほぼ矩形の断面であることが望ましく、もしそうであれば、前記他の部分は円形の断面であってもよい。かくして、本発明のさらに他の局面は、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、前記部分は、その壁が軸方向の任意の位置において９度以下の夾角を有するダクトの先細りあるいは末広がりの部分により接続されており、先細りあるいは末広がりの部分の壁は一つ以上の緩和曲線により画定されている流体流れダクトを有する電磁流量計を提供する。このことは、流量計の測定部分を通過する流体の効率的な流路を提供することができる。流量計は、発生手段を駆動する電池を収納する手段を有することが望ましく、もしそうであれば、したがって前記電池を有してもよい。純然たる例として添付図面を参照して、本発明の好適実施態様を説明する。添付図面において、図１は、本発明の一実施態様に基づく電磁流量計の分解組立図を示し、図２は、図１に示す流量計の流れの動的な構成部分の分解組立図を詳細に示し、図３Ａは、図１に示す流量計の流体管の水平断面図を示し、図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ線での流体管の単純化された縦断面図であり、図３Ｃ、３Ｄおよび３Ｅは、図３Ｂの３Ｃ、３Ｄおよび３Ｅ線での流体管の断面図であり、図４は、図１に示すスパッド端部(spudend)の断面図を示し、図５は、図１に示す流量計の磁気回路の分解組立図を詳細に示し、図６は、図１に示す流量計の上部部分の分解組立図を詳細に示し、図７は、図１に示す流量計の磁気回路および付勢コイルの別の形態を示し、図８は、流量計の回路図を示し、図９は、図８に示す流量計回路のアナログ／デジタル変換器の回路図を示し、図１０は、流量計で利用される波形を示し、図１１は、流量計の磁界発生回路を概略的に示す。図１を参照して、本発明の好適実施態様による電磁流量計１０は、流量計本体１２およびプラスチック材料の流量計カバー１４を有する。これから説明するように、流量計は低レベルの磁界および誘導電圧において動作するので、外部干渉源の影響を受けやすい。電磁流量計を外部の干渉から保護するために、本体１２およびカバー１４は、ＥＭＣ（電磁周波妨害）／ＲＦＩ（電磁環境両立性）シールドを施すために、プラズマ放電／イオン化、制御蒸着、マグネトロン・スパッタリング堆積あるいは吹き付け塗装によりコーティングされてもよい。水蒸気の侵入を防止するように、本体１２およびカバー１４の外部表面は、蒸気不浸透性とするように処理されてもよい。使用中に導電性流体がその中を流れる流体管１６（図２）は、流量計本体１２の中に配置されている。流体管が流量計本体１２に固締板１９により接続されることを可能にするように、流体管１６は、流体管１６の入口および出口端部に一対の非磁性、非浸透性のフランジ１８を有する。流体管１６と流量計本体１２の間に形成された継ぎ手からの流体の漏れを防止するように、シール２０、たとえばＯリングが、流体管１６と流量計本体１２の間に配置されている。図３Ａから３Ｅに示すように、流体管１６は、テーパー形状の非磁性、非導電性、非浸透性の管、たとえば圧力が加えられた時に漏水しないように防水性に処理されていることが望ましいプラスチック材料の管を有する。管は、その入口および出口端部２４において円形断面を有し、そこで流量計を通過する流体の流量が決定される矩形断面の中間部分２６へ、収縮（収束）および拡散（発散）部分により滑らかに移行する。矩形断面を有する流体管の部分２６を、以後、測定ダクトと呼ぶ。流体管１６は、出口２４における流体管を通過する流体圧力の最低の変動を有する流体管１６中の流体流量の範囲に対して、測定ダクトを通過する一様流れプロファイルを実現するように、形づくられている。ダクト２６の縦横比（アスペクト比）は、流量の電磁的測定のための所望の流れ動特性を実現するように調整できるが、通常１．５から２．３の範囲となる。この好適実施態様において、流量計は一定の連続した１６バールの使用圧力に耐え、流量計における圧力低下が毎時３０００リットルの流量において０．５バール未満であるように設計されている。詳しくは、測定ダクト２６の矩形断面は、入口および出口部分２４の面積の約３分の１の断面積を有する。この縮小された面積は、相対的に高速な流れをもたらし、流量計の感度を改善する。また測定ダクトの矩形の形状は、測定ダクトの幅にわたって（境界層効果とは別に）、広範囲の流量に対して相対的に一様な流動様式を促進し、流量計により線形に近い較正特性をもたらす。図３Ｃを参照すると、矩形断面２６の上部および下部側面は、入口および出口端部２４において円形の断面の流体管の広い弦（すなわちその直径に近い）である。したがって、図３Ｄおよび３Ｅに示すように、流れ面積(flow area)のほとんどすべての縮小とその後の増加は、矩形断面の頭部および底部の滑らかな移行により実現される。図３Ｂに示すように、この滑らかな移行は逆緩和曲線によりもたらされる。すなわち、収束あるいは発散の程度は位置Ｃにおいて初めは非常に小さく、先細りあるいは末広がりの部分の中心の変曲点（ほぼ位置Ｄ）において最大に増加し、次に矩形断面の端部、位置Ｅにおいて小さい値に再び減少する。変曲点における収束あるいは発散の最大率は、壁（あるいはより正確にはそれに対する接線）の夾角が９度以下であるようになっている。断面の垂直側面の滑らかな移行は、それよりも著しくない。垂直側面に対しては緩和曲線が望ましいが、単に直線的移行を採用しても十分であるかもしれない。当然ながら、垂直および水平の両方の寸法に関し入口および出口断面の直径とは著しく異なる流量測定部分が選択されれば、緩和曲線は断面の頭部および底部だけでなく垂直側面に対しても適合させられるべきである。前述のような末広がりの流体管は、末広がりの部分における過度の乱流およびキャビテーションを回避できる。もし流量計が双方向の流れの処理を要求されなければ、先細りの部分は短くしてもよいが、一般的には、流体力学的な効率と同様に、組立を容易にするために、流体管をその中心に対しても対称にすることが望ましい。流量計は、給水パイプあるいは他の流体供給管のフランジを付けた上流および下流の部分の間に置かれるように使われる。フランジを付けた金属スパッド端部 (spudend)２８が、スパッド端部締着具３０により流量計本体１２に取り付けられている。各スパッド端部２８の導孔は、流体管の拡散および収縮断面の延長を形成するように、図４に図示するような輪郭形状とすることができ、それにより断面の変化の割合を低くすることができる。パイプの直径が矩形測定部分２６の幅より著しく大きければ、これは特に有用であるかもしれない。次にパイプの直径は、矩形の断面への滑らかな移行が始まる前に、図３Ｃの位置Ｃにおける流体管の直径にまで徐々に縮小されてもよい。スパッド端部２８はパイプのフランジにボルトで止められるように適合される。個々のスパッド端部２８と流量計本体１２の間に形成される継目からの流体の漏れを防止するように、シール３２が各スパッド端部２８と流量計本体１２の間に配置されている。一対の電極ハウジング３４が、流体管１６の中に設けられる。図２および図３を参照すると、電極３６が前記流体管の中の流体の流れの方向に直交し、かつ磁界にも直交して配置されるように、１つの電極３６が各電極ハウジング３４の中に配置されている。電極は、ステンレス鋼、めっきされた銅あるいは真ちゅうのような、任意の適当な汚染されていない導電材料から形成することができる。電極３６は、矩形、楕円形あるいは円形の断面を有してよく、また測定ダクト２６の高さとほぼ等しい高さを有する。電極を形成する材料は、流体管１６の中を流れる流体に露出している電極の接触表面上に一様な酸化膜層を形成するように、洗浄およびパッシベーションのような表面処理を受けてもよい。このような表面処理は、分極のような電気化学的効果に対する電極の感受性を低減し、流量計ごとの一定な電極インピーダンスを保証する。電磁流量計は、交換可能あるいは再充電可能な内部電池（図６）、この場合には、１個のＤ型（単１形）の１５アンペア時の容量のリチウム・塩化チオニル電池８４により駆動される。電池は、縦軸を流体管に平行にして、流量計カバー１４中の電池隔室８６に収容されている。電池隔室は、現場の流量計で電池に容易に手が届き交換できるように設計されている。かくして、防水性で改竄防止のアクセス蓋およびシール９０により閉鎖された電池隔室８６の中の開口部８８は、流量計から電池を取り除くことを可能にする。電池隔室の上に、コイル駆動回路および信号処理回路（図８、図９および図１１）を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）９２と、カバー１４の中の窓１４６を通して見える液晶表示装置１４０とが実装されている。従来の商用電源駆動形の電磁流量計に比較して、この流量計が利用できる電力は非常に少なく、流量計の磁気回路、コイル駆動回路および信号処理回路はこれを補うように設計されている。図５を特に参照すると、磁気回路は、測定ダクト２６に関して非対称である。磁気回路は、上部容器４８および下部容器５０により形成された円筒状の筐体の中の上部および下部磁極片４２、４４を有する。励磁コイル（図示せず）が、上部磁極片４２の周りに配置されたボビン４６の周囲に巻き付けられている、上部磁極片４２は磁極片４４より非常に長い。磁極片４２および４４は、電磁流量計に従来用いられていた材料よりも優れた磁気的特性を有する軟磁性材料で作られている。磁極片が形成されるこの材料は、電気鋼のような、低炭素低不純物に精製された、透磁性の軟磁性材料で構成されている。磁極片は、通常１０ｍｍから２０ｍｍの、望ましくは１２．５ｍｍの直径を有する鋳造あるいは深絞り加工の棒から機械加工されてもよく、あるいは所望の形状に鋳造されてもよい。表１は、熱処理を施す前の磁極片の重量百分率（重量％）で表した典型的な不純物濃度を示す。表１磁極片が形成される棒の精製された鋼の組成は、完全に再結晶された材料のフェライト構造の中の炭素およびマンガンのような元素ならびに炭化物、酸化物、窒化物および硫化物のような化合物の悪影響を減少させている。材料から蓄積された塑性ひずみエネルギーを解放することにより、フェライト結晶粒構造の中の要求される再結晶を促進するように、構成部品は脱炭雰囲気中で熱処理される。この構成部品は、材料の最適な磁気的特性を生ぜしめるための前駆物質である。材料の一様な再結晶と再結晶されたフェライト結晶粒の一様な生成によって、流量計の機能が改良される。棒から磁極片を機械加工した後に、あるいは磁極片を鋳造した後に、金属材の磁気的構造内に内在する炭素および他の不純物を減少させるように、８００℃から８２５℃の間の温度で、２時間から４時間の間、通常７０−８０％の水素を含み、２５℃から３５℃の露点を有する、水素および窒素を含む湿った雰囲気中で、磁極片は脱炭され焼鈍（アニール）される。このような露点での脱炭は、材料の中のシリコンおよびアルミニウムの濃縮により促進される低炭素材料の酸化速度を減速し、かくして、材料の表面上に焼鈍の間に形成される薄い酸化膜層の厚さを制御する。焼鈍の後、材料の表面上への変色した酸化膜層の形成を防止するように、冷却速度は同じ雰囲気中で最高で毎時６０℃に制御される。脱炭プロセスを加速するため、過度の窒化物および炭化物の除去を助けるために、バルク材料は、ジルコニウム（０．０１から０．２３の重量％の範囲の）、ニオブ（０．０１２から０．２９の重量％の範囲の）およびチタン（０．０１１から０．２２の重量％の範囲の）のような遷移金属を添加されてもよい。焼鈍は磁気的なアニーリングであることが望ましい。具体的にいうと、温度が焼鈍温度にまで上昇すると同時に、磁極片が置かれている炉を取り囲むコイルに電流が流される。棒の軸はコイルの軸とほぼ平行に配置されている。このようにして準備された一様な磁気ベクトルは、材料の焼鈍および冷却の間維持され、磁極片の軸に対して整列したフェライト結晶粒構造の中の結晶異方性をもたらす。典型的な磁界強度は、処理される材料の全体を取り囲んで１００から１００００Ａ／ｍである。表２は、重量百分率（重量％）で表された焼鈍後の棒の典型的な不純物濃度を示す。表２磁極片は、円形、矩形あるいは他の形の対向する表面を有していてもよい。さらに磁極片４２および４４は、その縦軸に直交する方向に凹形に機械加工されていることが望ましい。これは、創出された磁束を収束するように作用し、したがって、具体的に言えば、測定ダクト２６の中の流体の流れの方向に対して垂直な平面上に磁束を導く(channeling)ことにより、測定ダクト２６の中に創出された合成双方向磁界の磁位差および形状(profile)勾配を増加するように作用する。焼鈍の後に、大気腐食および汚染や、遅効性の磁気のエージングから保護するように、上部および下部磁極片はさまざまな表面処理を受ける。これらの処理は電気メッキ、電気コーティングおよびラッカー吹き付けを含む。磁極片４２、４４のそれぞれは、流体管の中の平らな台座４５の上に整合する拡大された面部４３（図５）を有する。図１０を参照して以下に説明するように、各面４３の周囲は銅環により形成され、磁界中に存在する高周波リプルを抑制するために、銅環の中には渦電流が生成される。磁界は、上部磁極片４２の周りに配置されたコイル駆動回路８０（図７および図８）により駆動される１つの励磁コイル８２によって、磁気回路を付勢することにより発生される。図１に示す実施態様において、コイルはボビン４６に搭載されている。４０％のガラス繊維を有するＰＰＳポリマーのようなポリマーを射出成形することにより、ボビンは形成される。本実施態様においては、ボビンは約３７．５ｍｍの高さを有し、ボビンのフランジの直径は５５．５ｍｍである。十分に高密度の起磁力を実現するために、コイルはその寸法に比較して大きい電流密度を有する。コイルは、０．３３５から０．３５５ｍｍのゲージの銅線で通常４０００回から４７００回の巻数、望ましくは約４５００回の巻数を有する。コイルの外径がフランジの直径とほぼ等しいように、ボビンの周囲に電線を巻くと、電線は通常６０層から６３層となり、各層の巻数は７２回から７５回となる。コイルに巻かれた電線は、接着剤によりボビンに接着される。ボビンの周囲のコイルに電線を巻き付けることの代案として、図７に示すように、セルフ・ボンディング電線が上部磁極片４２の周りに直接巻き付けられてもよい。さらに別の代案は、コイルを予備成形(pre−form)し、そのコイルを上部磁極片４２上に直接接着することである。さらに別の代案として、励磁コイルは、直列に接続された３つの別々な直列同心コイルを有してもよい。上部容器４８は、円筒状のスリーブ５２と、縁（図示せず）を有する端部密閉円板５４とを有する。円板５４は、スリーブ５２の内径よりやや大きい直径を有する。円板５４をスリーブ５２に取り付けるために、スリーブ５２が円板に嵌合できるように、スリーブは内径を増加するように半径方向に外方に弾性的に変形させられる。スリーブ５２を緩めると、スリーブの内壁が円板５４の縁をしっかりと把握するようにスリーブは収縮する。ボビン４６を上部磁極片４２の上に配置して、上部容器４８はコイルおよび磁極片４２を覆って配置されている。上部磁極片４２は、鉄の固定ねじあるいはリベット５６により、円板５４に取り付けられている。ねじあるいはリベットは、磁極片と同じ材料であってもよい。上部磁極片４２に対してボビン４６を確実に設置するように、ナットあるいはゴムの間隔座金（スペーシングワッシャ）５８が設けられてもよい。一対の開口部６０（一方のみを図３に示す）によって、流体管１６はスリーブ５２を通過する。下部容器５０は、縁６４を有する端部密閉円板６２を有する。下部容器は下部磁極片を覆って配置されている。また下部磁極片は、鉄の固定ねじあるいはリベット（図示せず）により、円板６２に取り付けられている。次に下部容器は上部容器に取り付けられ、縁６４はスリーブ５２の内部表面により確実に把持される。上部および下部容器により形成された円筒状の筐体は、このように上部磁極片、下部磁極片および励磁コイルの位置を機械的に決定する。図７は、上部および下部磁極片の周囲に配置された円筒状の筐体を示す。上部および下部容器は、圧延軟磁性シート材料、たとえば０．５０から０．６５ｍｍのゲージを有する低シリコン、非配向の電気鋼から形成される。スリーブ５２はシート材料の深絞り加工により形成され、円板５４および６２はシート材料の打ち抜きにより形成される。スリーブ５２の開口部６０は、スリーブに穴を打ち抜くことによりスリーブ５２の中に形成される。材料は、磁極片と同様な熱処理および仕上げ処理を受ける。表３および４は、焼鈍の前と後のシート材料の典型的な不純物濃度を重量百分率（重量％）で示す。表３表４容器は、ケーシング１２，１４の中の組み立てられた磁気回路の位置を決めるプラスチック・ケーシング７０（図１）の中に収容されている。ケーシング７０の表面は、磁気回路を外部電磁障害に対し遮蔽するように、ケーシング１２，１４と同様に処理されてもよい。図１０，図１１を参照して後述するように、コイル駆動回路８０は、励磁コイル８２に交番極性を有する直流電流を供給するように適合し、かくして流体管１６の中の流体の流れに直交する双方向の磁界（交番磁界）を発生させる。双方向磁界は、電極３６上に作用するイオン化および電気化学的影響の防止のために必要である。測定ダクト２６内の磁界が一方向であれば、電極間に誘起される電圧もまた一方向である。この結果、流体中の粒子が分極化し電極３６の表面に付着する傾向があり、長い間にはダクト２６の部分的あるいは完全な閉塞を導くことがあり、測定誤差および早期の流量計障害を生ずる。したがって励磁電流は転流され、かくして双方向磁界を発生させる。電流の定常状態における値は、通常３ｍＡと７ｍＡの間である。本実施態様においては、励磁電流は、数秒間隔で６０ｍｓの期間供給され、各６０ｍｓの期間は３つの２０ｍｓの半波サイクルからなる。この低いデューティサイクルは、電池の長寿命を保証するのに役立つ。また測定間隔は、連続する６０ｍｓの測定窓の中で測定された流れに関して、窓間の間隔における流れを代表するのに、充分に短い。測定サイクル（２０ｍｓ）の継続時間は、５０Ｈｚの接地干渉が測定周波数スペクトル内に一致し、したがって次の測定およびフィルタ段で阻止されるようになっている。励磁電流の転流は高速で起きるので、結果として生ずる磁界の変化率は電極３６間に大きな過渡誘導電圧を生む結果となりうる。他の方法では流量計の信号処理回路を飽和させることとなるこの大きな電圧は、過渡電圧が減衰した後にのみ誘導電圧信号をサンプリングすることにより、除外される。特に上部磁極片４２の領域の磁界の変化率を制動するように、望ましくはアルミニウムあるいは銅で作られた導電性円板４９が、下部磁極片４４と対向するボビンの端部に配置されている。円板は通常５０μｍから１００μｍの均一な厚さを有し、本実施態様では７６μｍである。接地導線が円板に接続されている。磁界の速い変化は円板４９中に過電流を誘起し、この過電流は、円板中に逆方向の磁界を作り、上部磁極片４２の端部における磁界の正味の変化率を制動し、かくして磁界方向の変化により生成される雑音を減少させる。動作中、交番磁束は、上部磁極片４２、測定ダクト２６中の流体、下部磁極片４４、円板６２、スリーブ５２および円板５４で溝成された磁気回路を循環する。励磁電流および磁気回路の幾何学的配列に応じて、磁界は２．５ｍＴから５．０ｍＴの範囲にあり、通常、約４．５ｍＴである。図１０は、図８および（より詳細に）図１１に示すコイル駆動回路８０により供給されるコイル励磁信号の波形を示す。駆動回路は、監視マイクロプロセッサ９０（図８）から洪給されるクロック信号により制御される。数秒の間隔で、コイルは各々２０ｍｓの長さの３つの連続した半波サイクルの間付勢される。第１の半波サイクル１５０の開始時に、ブースト回路１５３（図１１）から、１２Ｖ，２ｍｓ長の電圧パルス１５２が印加される。バック(buck)回路１５５からの０．６Ｖの電圧パルス１５４がすぐこれに続く。コイルは高インダクタンスのため、ブースト電圧は過渡電流スパイク１５６を生成し、電流が定常値１６０に安定する前の回復１５８がこれに続く。スパイクと回復にはおよそ３〜５ｍｓかかる。定常電流１６０の継続時間はおよそ１５から１８ｍｓであって、後述するように、この期間でのみ電極３６間に誘起する電圧がサンプリングされる。正確な流量測定のためには、定常電流１６０により発生される磁界がほぼ一定であることが重要である。電流１６０は、バック回路に生するリップルを有していてもよい。磁界におけるこのリップルの効果は、磁極片表面４３の周辺の銅環に生起する逆方向の過電流により抑制される。第２の半波サイクルにおいては、第１の半波サイクルとは逆極性の１２Ｖのブースト電圧および０．６Ｖのバック電圧を供給するために、コイルに印加された電圧は、Ｈブリッジ１６８（図１１）により転流される。コイル内の電流波形は同様に反転される。第３の半波サイクルにおいて、印加された電圧は再び転流される。電圧と電流は第１の半波サイクルと同じである。各半波サイクルにおいて、ブーストパルスの目的は、できるだけ早く充分な磁束を正しい方向に確立することである。ブーストパルスがない場合には、回路が高い誘導性を有することは、有効な流量測定に必要な定常値に徐々にしか磁界が立ち上がらない結果を招くことになる。したがって、サイクルの持続時間が長くなければならないか、またはより高い（一定値の）駆動電圧が必要なことになる。いずれも電池からの大きい電力消費を招くことになる。図１１を参照すると、コイル駆動回路８０は、電池から線１６３を介して３．６Ｖの入力を受けて、電圧をそれぞれ１２Ｖに昇圧するブースト回路１５３および０．６Ｖに降圧するバック回路１５５からなっている。回路１５３および１５５は、監視マイクロプロセッサ９０の制御下でタイミング回路１６４にトリガされるとき以外は休止している。出力電圧（特にバック回路１５５の出力電圧）が、電池寿命につれて一定値を保つように、各回路は電圧安定機能を有している。タイミング回路は、バック電圧およびブースト電圧をマルチプレクサ１６６に供給している。マルチプレクサ１６６において、バック電圧およびブースト電圧は順次合成され、第２の半波サイクルの極性が逆転されるコイル転流ブリッジ１６８（同じくタイミング回路１６４に制御されている）に印加される。次に３つの半波サイクル全部が順次コイル８２に印加される。励磁サイクルのブースト段階の間に、池の方法では過大になるはずである誘起電流を制限するように、抵抗器１７０がコイル８２に直列に設けられている。抵抗器１７０（この抵抗器は低い温度係数を有し、したがって温度に対してほぼ安定している）の両端に生する電圧１３２は、アナログ／デジタル変換器１３０（図８および図９）のための基準信号として利用される。後述するように、アナログ／デジタル変換器１３０は、この基準信号を測定ダクト２６の中の磁界の変動を補償するために利用している。流体が流体管１６の中を流れるにつれて、磁束を受けて測定ダクト２６の中の流体に電圧が誘起され、電極３６により検出される。小さい流れであると、誘導電圧は０．３μＶ程度の低い値かも知れない。電極３６により感知された誘導電圧は、エラストマを主成分とするカーボンあるいはグラファイトを充填した導電性スリーブ、あるいは従来の織り込んで覆ったＲＦＩ／ＥＭＣシールド層を有する遮蔽同軸ケーブルを介して、信号処理回路に供給される。このケーブルは、総合的に外部からの電気的および磁気的干渉に対する信号の妨害感受性を減少させる。各ケーブルはそれぞれのシールド管に収容されてもよく、あるいは両ケーブルが一本の管に収容されてもよい。管はミューメタル(Mumetal)のようなニッケルを主成分とする合金、またはニッケルを主成分とする金属箔で囲まれたアルミニウムできている。信号は、電極３６から図８および図９に示す信号処理回路へ出力する。この回路は、マイクロプロセッサ９０からのクロック信号の制御のもとで、コイル駆動回路と同期して付勢される。電極３６からの信号は、ＲＣ結合１００を介して、信号スペクトルの帯域幅にわたって高い同相信号除去比および調整可能なプリセット利得を有する差動前置増幅器に受け入れられる。差動信号を電源の単一レイル(sinqle rail)内に適応させるように、小さな値の同相信号電圧ＶｃがＲＣ結合１００のセンター・モードに注入される。前置増幅器１１０による差動信号の固定利得増幅の後に、信号は低域通過フィルタ（ＬＰＦ）および増幅器（ＬＰＦと利得）１２０に入力される。これらは、重畳されている高周波雑音を信号から除き、アナログ／デジタル変換器１３０の限られたダイナミック・レンジに適合するように、信号をさらに増幅する。増幅されたアナログ信号は、マイクロプロセッサ制御の電圧−周波数変換技術を使用して、１５ビットの分解能を有するアナログ／デジタル変換器１３０により、デジタル形式に変換される。アナログ／デジタル変換器の一例を図９に示す。増幅され濾波された信号は、アナログ／デジタル変換器１３０において、所定の時間間隔にわたって、コイル電流制限抵抗１７０の両端に生じた基準電圧１３２に対して積分器１３１により積分される。積分時間は、マイクロプロセッサ９０の制御のもとに、制御論理回路１３４により設定される。電圧１３２は、それを通過する定常状態（バック）電流と共に変化する。かくして、たとえば温度変化あるいは電池の老化によって電流が変動すれば、この変動は基準電圧１３２に反映される。コイル電流の変化は、磁界の変化と、これによるアナログ／デジタル変換器１３０への流量信号（電圧）入力における見かけ上の変化を招く。電圧１３２を積分器１３１における基準電圧として利用することにより、励磁電流の変化と信号変換の間の比で表された関係が得られる。このことは流量測定の完全性が保たれていることを確実にする。積分器の出力は、しきい値電圧に到達する度に積分器のコンデンサ１３５を放電させパルスを送出するしきい値回路１３３に入力されるランプ（傾斜）である。アナログの流れ信号のデジタル変換を行うために、設定された時間間隔の間、発生したパルス列は、制御論理回路１３４により計数される。不揮発性メモリに記憶させ必要によりＬＣＤ（液晶ディスプレイ）に表示させるために、マイクロプロセッサ９０は、アナログの流れ信号を流量におよび／または流量計を通過した流体の全量に変換する。集計されたデータは、インタフェース手段を介して移動形あるいは集中データベースに送信できる。インタフェース手段は、ＦＳＫ（周波数偏倚変調）、ＰＳＫ（位相偏倚変調）およびＡＳＫ（振幅偏倚変調）を含む各種の変調方法を使用した適当な帯域幅における無線周波数通信のさまざまな手段を含むことができる。送信プロトコルは、特定の用途に適するとして選ばれてよい。アナログ／デジタル変換器１３０は、その入力信号において、一定の範囲のダイナミックレンジのみを受け付けることができる。しかし、ＬＰＦ／増幅器１２０からの出力は、測定ダクト２６の中の流体と電極３６との間の電気化学的効果によって、回路接地点（アース）に対して可変の直流レベルを有する。直流レベルを受容限度内に維持するように、マイクロプロセッサ９０の制御のもとに、ＬＰＦ／増幅器１２０の中の信号に直流電圧が加算あるいは減算される。図１０での３つの連続した２０ｍｓの半波サイクルの間に測定された流れ信号Ｖ₀，Ｖ₁，Ｖ₂に対して、マイクロプロセッサは、３点非線形回帰アルゴリズムを適用する。直流電圧レベルは徐々に変動するので、１つの６０ｍｓの測定窓の間のその値は、２秒後の次の窓の間の値Ｖ₃を予測するのに利用できる。この特定のアルゴリズムにおいて（他のものを使用してもよい）、Ｖ₃＝Ｖ₂＋(Ｖ₁−Ｖ₂)²／(Ｖ₁−Ｖ₀) である。値Ｖ₃はアナログ／デジタル変換器１５０に供給され、そこで直流電圧に変換される。ＬＰＦ／増幅器１２０の出力の直流レベルが、アナログ／デジタル変換器１３０のダイナミックレンジに納まるように調整するために、直流電圧はＬＰＦ／増幅器１２０に印加される。信号処理回路の動作の前述の説明は、流れる流体の測定に関連するものである。他の２つの動作条件も考慮しておく必要がある。一方は流体管が流体で満たされているが流れのない場合であり、他方は管の中に流体がない場合である。両電極３６間の電圧は、３つの特有な状態の中のいずれか１つを有する。これら状態間の移行は急激ではないが、それでもなお識別を要するので、マイクロプロセッサ９０の中のファジー論理アルゴリズムにより充分に監視されている。第１の状態において、流体の流れは測定ダクト２６を通過している。流れの信号とは別に、両電極３６間で監視されている電圧は、流体の電気化学的効果により生成される雑音および流れの雑音を含んでいる。前者は徐々に変化する特性を持っており、３点非線形回帰アルゴリズムにより除去される。また後者は、一般的に、流量に比例する。第２の状態において、流体管１６は静止した流体で満たされており、監視されている電圧は上述の電気化学的効果により支配されている。第３の状態は、測定ダクトが空の場合である。そのとき、両電極３６は導電性流体に接触しておらず、両電極間のインピーダンスは非常に高い。両電極は、意味があることとなった漂遊電界および磁界に露出している。両電極３６間で感知される電圧は、したがって測定のたびごとに一貫性が無く予測できない挙動で著しく変化し、コイル８２に電源が投入されているか否かに無関係である。流量計の読みとりの性質にもとづいて、流体管が満たされている状態を決定するために、次の３つの判断基準が採用される。（i）流量計読みとりの一貫性。一貫性が低ければ、管が空という事象が既に発生している可能性がある。（ii）励磁コイルが付勢されていない時の流体管内の雑音（管雑音）。雑音が大きければ、管が空という事象が既に発生している可能性がある。（iii）管雑音と記録された流量との相関関係。一般に雑音は流量に比例するので、雑音と流量が比例していなければ（すなわち測定された流量における雑音があるべき値より著しく高ければ）、管が空という事象が既に発生している可能性がある。これら３つの判断基準の各々は、管が満たされている状態と空の状態の間の移行に反応することは明白である。すなわち、管が部分的にのみ満たされている状態、あるいは流れる流体が空隙を含んでいる状態のいずれの状態も、計測の不正確性を招く。これらの判断基準を具体化するにあたって、これらの移行特性に対処するために、ファジー論理技術が使用されている。管が満たされている状態を試験するために、試験に先立って多数の連続した流量計の読みが記録される。励磁コイル電流のない場合の流量計の読みも記録される。これは、１つの６０ｍｓの期間の間にマイクロプロセッサにより、信号処理回路を付勢し、コイル８２は付勢しないことにより実現される。通常、これは６０ｍｓサイクルの８回ないし３０回ごとに１回行うことができる。最後の試験で測定された瞬間的な流量、その流量の一貫性および管の雑音は、それぞれ独立した論理変数として扱われる。これらの流量計の読みにもとづいて、これらの変数に対して、それらの間の固有の関係にしたがって、論理値が涸々に割り当てられる。次に、更新された論理関数値を生成するために、これらの変数はまとめて処理される。論理関数値はあらかじめ定義された一群のファジーしきい値と比較され、このようにして測定管が満たされているか否かを決定する。マイクロプロセッサ９０は、６０ｍｓの測定期間の間の間隔を調整することにより、一層の電池節約をもたらすことにも利用されている。流量が大きい場合、あるいは測定の都度著しく変動する場合には、測定期間は比較的短い間隔で指令される。測定された流量がゼロまたは比較的低い流量で一貫していれば、間隔はたとえば２倍に延長される。本明細書に開示した各特徴、および／または請求の範囲および図面は、単独に、あるいは任意の適切な組み合わせで配備できる。特に従属形式請求項の特徴は、それが従属していない請求の範囲に含むことができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年６月２９日（１９９９．６．２９）【補正内容】請求の範囲１．流量測定ダクトと、前記ダクトの中を流れる流体の中に流れの方向を横切って磁界を発生する手段と、それによって前記流体の中に前記流れを示すものとして誘起された電圧を測定する手段とを有する電磁流量計の動作方法であって、前記測定手段の一連の出力の対を測定することと、測定された一連の出力の対から前記ダクトの中の流体の有無を決定することとを有し、出力の各対が、前記磁界が存在するときの出力と前記磁界が存在しないときの出力とを含む、電磁流量計の動作方法。２．流量測定ダクトと、前記ダクトの中を流れる流体を横切って磁界を発生する発生手段と、それによって前記流体の中に誘起された電圧を測定し、それから流量測定値を導き出す測定手段とを有し、前記測定手段の一連の出力の対から前記ダクトの中の流体の有無を感知するための手段を特徴とし、出力の各対が、前記発生手段が動作状態のときの前記測定手段の出力と、前記発生手段が非動作状態のときの前記測定手段の出力とを含む、電磁流量計。３．前記測定手段は、前記ダクトの中に前記流体がないことを示す雑音を識別するように適合されている、請求の範囲第２項に記載の流量計。４．前記測定手段は比較的長い間隔で分離された短期間の間前記電圧を測定するように配置されており、前記期間の発生頻度は、前記期間の間に前記測定手段により測定された前記流れが前記比較的長い間隔の間の前記流れを表わすものとなるようになっている、請求の範囲第３項に記載の流量計。５．前記測定手段は、前記発生手段が非動作状態のときに、前記雑音を識別するように、数回の前記期間の間に前記電圧を測定するように配置されている請求の範囲第４項に記載の流量計。６．前記測定された流量に応じておよび／または前記測定された流量の変化に応じて、前記間隔の前記持続時間を変えるための手段を有する請求の範囲第５項に記載の流量計。７．前記測定手段は、それによって前記流体の流れに誘起された電圧から一連の時間間隔を置いた流量測定信号を導き出すように配置されており、各信号は前記流れを表す成分および前記流れに無関係な可変の直流成分を有し、前記流量計はさらに、前記信号の前記直流成分を決定し、それに応じて後続する前記信号の直流レベルを調整する手段を有する請求の範囲第２項乃至第６項のいずれか１項に記載の流量計。８．前記決定手段は、前記先行する信号から得られた前記直流成分の複数の値から、後続する信号の前記直流成分を予測する請求の範囲第７項に記載の流量計。９．前記第１の流量測定信号は複数のパルスを有し、前記決定手段は、個々の前記パルスからそれぞれ得られた前記直流成分の値にアルゴリズムを適用することにより、前記後続する信号の前記直流成分を予測する請求の範囲第８項に記載の流量計。１０．前記発生手段は、前記測定ダクトを横切って前記磁界を導くための第１および第２の磁極片を有し、前記磁極片は優先結晶異方性を示す材料からなる請求の範囲第２項乃至第９項のいずれか１項に記載の流量計。１１．前記結晶異方性が前記磁極片の中の前記磁界の前記方向に対して整列させられている請求の範囲第１０項に記載の流量計。１２．前記磁極片が軟磁性材料からなる請求の範囲第１０項または第１１項に記載の流量計。１３．前記磁極片が０．０３重量パーセント以下の炭素を含んでいる材料からなる請求の範囲第１２項に記載の流量計。１４．前記発生手段が、前記第１の磁極片の上にのみ配置された磁化コイルと、前記磁極片および前記コイルを収容し、そこを介して前記流量測定ダクトが通過するハウジングとをさらに有し、前記磁極片と前記ハウジングが磁気回路を形成している請求の範囲第１０項乃至第１３項のいずれか１項に記載の流量計。１５．前記発生手段は交互の方向に前記磁界を発生するように構成され、前記流量計は、前記磁界の方向の変化により電磁気的に誘起された前記流れを表す信号の中の雑音を抑制する手段をさらに有する、請求の範囲第２項乃至第１４項のいずれか１項に記載の流量計。１６．前記抑制手段は、その中に渦電流が発生される導電性部材を有し、前記渦電流は前記磁界の前記変化率を緩和している請求の範囲第１５項に記載の流量計。１７．前記導電性部材は、前記コイルの直径とほぼ等しい直径の円板を有する請求の範囲第１４項、第１５項および第１６項に記載の流量計。１８．前記円板は、前記第２の磁極片に向かって対向する前記コイルの軸方向終端にある請求の範囲第１７項に記載の流量計。１９．前記導電性部材が前記磁極片を取り囲んでいる請求の範囲第１６項乃至第１８項のいずれか１項に記載の流量計。２０．前記抑制手段は、前記流量測定ダクトに隣接する磁極片を取り囲んでいる導電性の環を有する請求の範囲第１０項および第１６項に記載の流量計。２１．前記流量測定ダクトは、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、前記部分は、変曲点が介在する逆緩和曲線によりその壁が画定されている前記ダクトの先細りあるいは末広がりの部分により接続されている請求の範囲第２項乃至第２０項のいずれか１項に記載の流量計。２２．前記流量測定ダクトは、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、前記部分はその壁が軸方向の任意の位置において９度以下の夾角を有する前記ダクトの先細りあるいは末広がりの部分により接続されており、前記先細りあるいは末広がりの部分の前記壁は１つ以上の緩和曲線により画定されている請求の範囲第２項乃至第２０項のいずれか１項に記載の流量計。２３．前記測定部分は少なくとも１対の対向する平行な平坦な壁を有する請求の範囲第２１項に記載の流量計。２４．前記測定部分は、ほぼ矩形の断面である請求の範囲第２２項に記載の流量計。２５．前記他の部分が円形の断面である請求の範囲第２４項に記載の流量計。２６．前記発生手段を駆動する電池を収納する手段を有する請求の範囲第２項乃至第２５項のいずれか１項に記載の流量計。２７．前記電池を有する請求の範囲第２６項に記載の流量計。２８．前記添付図面あるいは実施例のいずれかを参照して本明細書において説明した電磁流量計または電磁流量計の動作方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ジィン，ウーイギリス国エルユー２７エックスティーベッドフォードシャールートンザマグピィース８ (72)発明者グレッグ，ローナルド，デービッドイギリス国エムケー41 １エーイーミルトンキーネスファーズトンブレイブルークドライブ 13 (72)発明者マクマナス，ジェラードイギリス国エルユー１４ディージェイベッドフォードシャースリップエンドロウアーウッドサイドウッドサイドロード 81 (72)発明者ハワース，クレイグ，ティモシィーイギリス国エスジー５１ユージィーハートフォードシャーヒッチンバートングリーン 65

Claims

【特許請求の範囲】１．流量測定ダクトと、前記ダクトの中を流れる流体の中に流れの方向を横切って磁界を発生する手段と、それによって前記流体の中に前記流れを示すものとして誘起された電圧を測定する手段とを有する電磁流量計の動作方法であって、前記磁界がない場合における前記測定手段の出力を測定することと、それから前記ダクトの中の流体の有無を決定することとを有する、電磁流量計の動作方法。２．流量測定ダクトと、前記ダクトの中を流れる流体を横切って磁界を発生する発生手段と、それによって前記流体の中に誘起された電圧を測定し、それから流量測定値を導き出す測定手段とを有し、前記発生手段が非動作状態のときに前記測定手段の出力から前記ダクトの中の流体の有無を感知するための手段を特徴とする電磁流量計。３．前記測定手段は、前記ダクトの中に前記流体がないことを示す雑音を識別するように適合されている、請求の範囲第２項に記載の流量計。４．前記測定手段は、比較的長い間隔で分離された短期間の間、前記電圧を測定するように配置されており、前記期間の発生頻度は、前記期間の間に前記測定手段により測定された前記流れが前記比較的長い間隔の間の前記流れを表わすものとなるようになっている、請求の範囲第３項に記載の流量計。５．前記測定手段は、前記発生手段が非動作状態のときに、前記雑音を識別するように、数回の前記期間の間に前記電圧を測定するように配置されている請求の範囲第４項に記載の流量計。６．前記測定された流量に応じておよび／または前記測定された流量の変化に応じて、前記間隔の前記持続時間を変えるための手段を有する請求の範囲第５項に記載の流量計。７．前記測定手段は、それによって前記流体の流れに誘起された電圧から一連の時間間隔を置いた流量測定信号を導き出すように配置されており、各信号は前記流れを表す成分および前記流れに無関係な可変の直流成分を有し、前記流量計はさらに、前記信号の前記直流成分を決定し、それに応じて後続する前記信号の直流レベルを調整する手段を有する請求の範囲第２項乃至第６項のいずれか１項に記載の流量計。８．前記決定手段は、前記先行する信号から得られた前記直流成分の複数の値から、後続する信号の前記直流成分を予測する請求の範囲第７項に記載の流量計。９．前記第１の流量測定信号は複数のパルスを有し、前記決定手段は、個々の前記パルスからそれぞれ得られた前記直流成分の値にアルゴリズムを適用することにより、前記後続する信号の前記直流成分を予測する請求の範囲第８項に記載の流量計。１０．前記発生手段は、前記測定ダクトを横切って前記磁界を導くための第１および第２の磁極片を有し、前記磁極片は優先結晶異方性を示す材料からなる請求の範囲第２項乃至第９項のいずれか１項に記載の流量計。１１．前記結晶異方性が前記磁極片の中の前記磁界の前記方向に対して整列させられている請求の範囲第１０項に記載の流量計。１２．前記磁極片が軟磁性材料からなる請求の範囲第１０項または第１１項に記載の流量計。１３前記磁極片が０．０３重量パーセント以下の炭素を含んでいる材料からなる請求の範囲第１２項に記載の流量計。１４．前記発生手段が、前記第１の磁極片の上にのみ配置された磁化コイルと、前記磁極片および前記コイルを収容し、そこを介して前記流量測定ダクトが通過するハウジングとをさらに有し、前記磁極片と前記ハウジングが磁気回路を形成している請求の範囲第１０項乃至第１３項のいずれか１項に記載の流量計。１５．前記発生手段は交互の方向に前記磁界を発生するように構成され、前記流量計は、前記磁界の方向の変化により電磁気的に誘起された前記流れを表す信号の中の雑音を抑制する手段をさらに有する、請求の範囲第２項乃至第１４項のいずれか１項に記載の流量計。１６．前記抑制手段は、その中に渦電流が発生される導電性部材を有し、前記渦電流は前記磁界の前記変化率を緩和している請求の範囲第１５項に記載の流量計。１７．前記導電性部材は、前記コイルの直径とほぼ等しい直径の円板を有する請求の範囲第１４項、第１５項および第１６項に記載の流量計。１８．前記円板は、前記第２の磁極片に向かって対向する前記コイルの軸方向終端にある請求の範囲第１７項に記載の流量計。１９．前記導電性部材が前記磁極片を取り囲んでいる請求の範囲第１６項乃至第１８項のいずれか１項に記載の流量計。２０．前記抑制手段は、前記流量測定ダクトに隣接する磁極片を取り囲んでいる導電性の環を有する請求の範囲第１０項および第１６項に記載の流量計。２１．前記流量測定ダクトは、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、前記部分は、変曲点が介在する逆緩和曲線によりその壁が画定されている前記ダクトの先細りあるいは末広がりの部分により接続されている請求の範囲第２項乃至第２０項のいずれか１項に記載の流量計。２２．前記流量測定ダクトは、その他の部分より小さい断面積の流量測定部分を有し、前記部分はその壁が軸方向の圧意の位置において９度以下の夾角を有する前記ダクトの先細りあるいは末広がりの部分により接続されており、前記先細りあるいは末広がりの部分の前記壁は１つ以上の緩和曲線により画定されている請求の範囲第２項乃至第２０項のいずれか１項に記載の流量計。２３．前記測定部分は少なくとも１対の対向する平行な平坦な壁を有する請求の範囲第２１項に記載の流量計。２４．前記測定部分は、ほぼ矩形の断面である請求の範囲第２２項に記載の流量計。２５．前記他の部分が円形の断面である請求の範囲第２４項に記載の流量計。２６．前記発生手段を駆動する電池を収納する手段を有する請求の範囲第２項乃至第２５項のいずれか１項に記載の流量計。２７．前記電池を有する請求の範囲第２６項に記載の流量計。２８．前記添付図面あるいは実施例のいずれかを参照して本明細書において説明した電磁流量計または電磁流量計の動作方法。