JP2003344126A - 分離可能な磁石／電極組立体を有する磁気流量測定装置 - Google Patents
分離可能な磁石／電極組立体を有する磁気流量測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ただ１つの流量指示計と電極／磁石組立体
が、異なる内部断面寸法を有する多数の管路内の流体の
流量の正確な流量測定を行うために使用される、改良さ
れた流量測定システムを提供する。 【解決手段】 管路３０４の流体の流量を測定する装置
は、管路の外部表面上に配置された受容部組立体３００
と、管路の横方向に延びる磁場を生成する電磁石３１４
と、受容部組立体に含められている封止可能なグランド
導路（開口３３４の内部にある）を介して管路内の流体
とティップで直接接触するように挿入することができ
る、円周方向に配置された複数の電極３２０を含む取り
外し可能な外部コネクタ組立体３１０を含む。管路の断
面積の関数として流量信号処理システムの較正因子を調
整する較正調整器３２６が設けられる。
が、異なる内部断面寸法を有する多数の管路内の流体の
流量の正確な流量測定を行うために使用される、改良さ
れた流量測定システムを提供する。 【解決手段】 管路３０４の流体の流量を測定する装置
は、管路の外部表面上に配置された受容部組立体３００
と、管路の横方向に延びる磁場を生成する電磁石３１４
と、受容部組立体に含められている封止可能なグランド
導路（開口３３４の内部にある）を介して管路内の流体
とティップで直接接触するように挿入することができ
る、円周方向に配置された複数の電極３２０を含む取り
外し可能な外部コネクタ組立体３１０を含む。管路の断
面積の関数として流量信号処理システムの較正因子を調
整する較正調整器３２６が設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気流量計に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】管路中の流体の流量を測定する流量計
は、本出願人の先の特許文献１、特許文献２、特許文献
３、特許文献４に示されているように、特許が与えられ
た従来技術のなかでよく知られている。
は、本出願人の先の特許文献１、特許文献２、特許文献
３、特許文献４に示されているように、特許が与えられ
た従来技術のなかでよく知られている。
【０００３】公知のファラデー型電磁流量計において
は、横方向磁場が管路の縦軸に垂直な方向に生成され、
管路内の流体と接触する１対の電極が、磁場と管路の縦
軸の双方に垂直な線に沿って径の正反対の側に配置され
ており、これによって、流量がメータによって電極間の
電位差の関数として測定される。
は、横方向磁場が管路の縦軸に垂直な方向に生成され、
管路内の流体と接触する１対の電極が、磁場と管路の縦
軸の双方に垂直な線に沿って径の正反対の側に配置され
ており、これによって、流量がメータによって電極間の
電位差の関数として測定される。
【０００４】マンヘルツ（Ｍａｎｎｈｅｒｚ）に与えら
れた先の特許（特許文献５）には、磁場が比較的大きな
パイプ内の、そのパイプの全断面積のほんの一部にしか
すぎない領域で生成されるサイドサドル磁気流量計が開
示されている。このパイプの流量の正確な読みを得るた
めに、この領域で誘起される電圧は、この領域の、パイ
プの全断面積に対する寸法の関係に依存する因子がかけ
られた信号を生成する。スモル（Ｓｍｏｌｌ）に与えら
れた特許（特許文献６）には、電磁組立体が、共通の横
平面内に取り付けられ、中を流れる流体（すなわち血
液）と接触する電極を有する管状部材に取り外しできる
ようにコネクタ手段によって接続された医療型流量計シ
ステムが開示されている。体外回路において複数の管状
部品を使用することにより、磁石構造部分を１つの管状
部分から他の管状部分に移動させることによって、回路
中の異なる点で測定を行うことができる。
れた先の特許（特許文献５）には、磁場が比較的大きな
パイプ内の、そのパイプの全断面積のほんの一部にしか
すぎない領域で生成されるサイドサドル磁気流量計が開
示されている。このパイプの流量の正確な読みを得るた
めに、この領域で誘起される電圧は、この領域の、パイ
プの全断面積に対する寸法の関係に依存する因子がかけ
られた信号を生成する。スモル（Ｓｍｏｌｌ）に与えら
れた特許（特許文献６）には、電磁組立体が、共通の横
平面内に取り付けられ、中を流れる流体（すなわち血
液）と接触する電極を有する管状部材に取り外しできる
ようにコネクタ手段によって接続された医療型流量計シ
ステムが開示されている。体外回路において複数の管状
部品を使用することにより、磁石構造部分を１つの管状
部分から他の管状部分に移動させることによって、回路
中の異なる点で測定を行うことができる。
【０００５】スノック（Ｓｎｏｏｋ）らの特許（特許文
献７）は、交換可能なハウジングおよび／または磁気構
造を有し、磁気構造に対する内腔と電極からなるシステ
ムを自動的に所望の位置および向きにする整列ラグを用
いた医療用電磁流量計を開示している。磁気回路の磁気
抵抗は、調整用保磁子の位置を変えることよって選択的
に変えることができ、または、生成された磁場を検出し
て、所定値に維持するために磁場強度を増減するホール
プローブが備えられる。
献７）は、交換可能なハウジングおよび／または磁気構
造を有し、磁気構造に対する内腔と電極からなるシステ
ムを自動的に所望の位置および向きにする整列ラグを用
いた医療用電磁流量計を開示している。磁気回路の磁気
抵抗は、調整用保磁子の位置を変えることよって選択的
に変えることができ、または、生成された磁場を検出し
て、所定値に維持するために磁場強度を増減するホール
プローブが備えられる。
【０００６】前述のマーシュ（Ｍａｒｓｈ）の特許（特
許文献３）は、管路内にある開口の中に取り付けられて
いる、流速の関数として電気信号を生成する電磁プロー
ブを有することを特徴とする流量計を開示している。こ
のプローブは、管路の内部に突出した、ごみをはじくヘ
ッド部を有し、軸が流体の流れの方向に垂直な方向に延
びる電磁場を流体内に生成する電磁石を含む。このプロ
ーブは、電磁石の極を越えてこの流体に隣接して配置さ
れ、電磁場を通る流体の流れに応答して電気信号を生成
する複数の電極を含む。この電気信号を流量出力信号に
変換する信号処理装置がセンサプローブと接続されてい
る。
許文献３）は、管路内にある開口の中に取り付けられて
いる、流速の関数として電気信号を生成する電磁プロー
ブを有することを特徴とする流量計を開示している。こ
のプローブは、管路の内部に突出した、ごみをはじくヘ
ッド部を有し、軸が流体の流れの方向に垂直な方向に延
びる電磁場を流体内に生成する電磁石を含む。このプロ
ーブは、電磁石の極を越えてこの流体に隣接して配置さ
れ、電磁場を通る流体の流れに応答して電気信号を生成
する複数の電極を含む。この電気信号を流量出力信号に
変換する信号処理装置がセンサプローブと接続されてい
る。
【０００７】マーシュ（Ｍａｒｓｈ）の特許（特許文献
４）は、複数の電極が内部に埋め込まれている流管と接
続することができる分離可能な磁石組立体を有する磁気
流量計を開示している。この流管は、軸方向に離れた一
対の管路部分の間に、流体を流せるようにつなげられて
おり、第１の電気コネクタは、流管の外部表面に固定さ
れていて、当該流管を流れる流体に接触し、間隔をおい
て配置されている内部電極とそれぞれ電気的に接続され
ている第１の端子を含む。第１の電気コネクタと分離で
きるように接続され、第１の電気コネクタを介して流管
内に横方向磁場を生成するエンドファイア電磁石と、第
１の端子を介して電極を流量指示計とそれぞれ接続する
第２の端子と、ケーブルを含む第２の電気コネクタが備
えられている。それぞれ異なる内部断面寸法を有する流
管とともに使用されるメータを較正するために、第１お
よび第２のコネクタは、協動をするサイズ符号化・復号
装置をそれぞれ備えている。
４）は、複数の電極が内部に埋め込まれている流管と接
続することができる分離可能な磁石組立体を有する磁気
流量計を開示している。この流管は、軸方向に離れた一
対の管路部分の間に、流体を流せるようにつなげられて
おり、第１の電気コネクタは、流管の外部表面に固定さ
れていて、当該流管を流れる流体に接触し、間隔をおい
て配置されている内部電極とそれぞれ電気的に接続され
ている第１の端子を含む。第１の電気コネクタと分離で
きるように接続され、第１の電気コネクタを介して流管
内に横方向磁場を生成するエンドファイア電磁石と、第
１の端子を介して電極を流量指示計とそれぞれ接続する
第２の端子と、ケーブルを含む第２の電気コネクタが備
えられている。それぞれ異なる内部断面寸法を有する流
管とともに使用されるメータを較正するために、第１お
よび第２のコネクタは、協動をするサイズ符号化・復号
装置をそれぞれ備えている。
【０００８】先のマーシュ（Ｍａｒｓｈ）の特許（特許
文献４）における、特に図１７から図２０を参照する
と、管路２の中の流量Ｆを測定する、図１７の公知のフ
ァラデー型流量測定システムは、管路の径方向に、か
つ、管路の横方向に延びる磁場βに垂直に配置された１
対の電極４と６を含む。流量計は、電極間の電位差を測
定し、これによって流量の示度を得る。
文献４）における、特に図１７から図２０を参照する
と、管路２の中の流量Ｆを測定する、図１７の公知のフ
ァラデー型流量測定システムは、管路の径方向に、か
つ、管路の横方向に延びる磁場βに垂直に配置された１
対の電極４と６を含む。流量計は、電極間の電位差を測
定し、これによって流量の示度を得る。
【０００９】図１８の例において、流管部１０が、管路
１２の軸方向に離れて配置された部分１２ａおよび１２
ｂの間に接続され、第１の電気コネクタ１４は流管部１
０の外部表面上に取り付けられている。図１９に示され
ているように、第１の電気コネクタ１４が管路の外部表
面上に取り付けられていて、管路の中を流れている流体
に接触する、間隔をおいて配置されている必須の電極１
８、２０、２２と電気的に接続されている第１の端子１
６を有する。管路中に横方向の磁場βを生成するエンド
ファイア電磁石２８と、ケーブル３２を介して第１の端
子を流量計３０に接続する複数の第２の端子２６を含む
第２の電気コネクタ２４が、第１の電気コネクタ１４と
分離することができるように接続されている。異なる断
面寸法を有する複数の流管とともに使用される流量計を
較正するために、第１および第２の電気コネクタは、そ
れぞれ、協動するサイズ符号化・復号装置を備えてい
る。
１２の軸方向に離れて配置された部分１２ａおよび１２
ｂの間に接続され、第１の電気コネクタ１４は流管部１
０の外部表面上に取り付けられている。図１９に示され
ているように、第１の電気コネクタ１４が管路の外部表
面上に取り付けられていて、管路の中を流れている流体
に接触する、間隔をおいて配置されている必須の電極１
８、２０、２２と電気的に接続されている第１の端子１
６を有する。管路中に横方向の磁場βを生成するエンド
ファイア電磁石２８と、ケーブル３２を介して第１の端
子を流量計３０に接続する複数の第２の端子２６を含む
第２の電気コネクタ２４が、第１の電気コネクタ１４と
分離することができるように接続されている。異なる断
面寸法を有する複数の流管とともに使用される流量計を
較正するために、第１および第２の電気コネクタは、そ
れぞれ、協動するサイズ符号化・復号装置を備えてい
る。
【００１０】図２０を参照すると、第１の電気コネクタ
１１４は、流管１１０の内部断面寸法に相当する配置の
複数の固定コードタブ１４６を備えている。同様に、第
２の電気コネクタ１２４の対応する端面は、コードタブ
１４６をそれぞれ受け入れ、これによって、管路サイズ
識別部１５２と接続されている適当な常時開スイッチ１
５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄを動作させる複
数の開口１４８を有している。管路サイズ識別部１５２
によって求められた管路の大きさに応じて、較正因子選
択部１５４は、対応する較正因子装置ＣＦ1、ＣＦ2、Ｃ
Ｆ3、ＣＦ4のいずれかを、ゲイン修正部１４２を介して
流量計１３０に接続し、これによって当該流管１１０の
内部断面寸法に応じて流量計１３０を自動的に較正す
る。もし望むならば、流管１１０を流れる流体と接触
し、その温度を検知する熱プローブと熱を伝達するよう
に接続されている対応する雌受容部１６２の中へ延びる
検熱プローブ１６０を、第２の電気コネクタ１２４に設
けてもよい。このようにして、プローブ１６４によって
検知された流体の熱は、雄部材１６０によって熱処理部
１６６に送られ、熱処理部１６６はこれに対応して流量
計１３０の読みを調整するために適切な熱応答信号を表
示部１３１に送る。
１１４は、流管１１０の内部断面寸法に相当する配置の
複数の固定コードタブ１４６を備えている。同様に、第
２の電気コネクタ１２４の対応する端面は、コードタブ
１４６をそれぞれ受け入れ、これによって、管路サイズ
識別部１５２と接続されている適当な常時開スイッチ１
５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄを動作させる複
数の開口１４８を有している。管路サイズ識別部１５２
によって求められた管路の大きさに応じて、較正因子選
択部１５４は、対応する較正因子装置ＣＦ1、ＣＦ2、Ｃ
Ｆ3、ＣＦ4のいずれかを、ゲイン修正部１４２を介して
流量計１３０に接続し、これによって当該流管１１０の
内部断面寸法に応じて流量計１３０を自動的に較正す
る。もし望むならば、流管１１０を流れる流体と接触
し、その温度を検知する熱プローブと熱を伝達するよう
に接続されている対応する雌受容部１６２の中へ延びる
検熱プローブ１６０を、第２の電気コネクタ１２４に設
けてもよい。このようにして、プローブ１６４によって
検知された流体の熱は、雄部材１６０によって熱処理部
１６６に送られ、熱処理部１６６はこれに対応して流量
計１３０の読みを調整するために適切な熱応答信号を表
示部１３１に送る。
【００１１】次に、図２１の従来技術の例を参照する
と、電磁プローブセンサ２００は、管路を流れる流体と
直接接触する、管路壁に設けられている半径方向の開口
を通って管路２０２中に延びるティップ部２００ａを有
する。プローブは、ケーブル２０８によって流量信号処
理部２０６と接続されている１対の検知電極２０４を含
む。管路を超えてその横方向に、すなわち、管路の縦軸
にほぼ垂直に延びる磁束場を生成するエンドファイア電
磁石（不図示）が、プローブのボディ内に含まれてい
る。この挿入プローブは、管路を流れる流体の流れを停
止させることなく、センサプローブを管路中に挿入する
ことを可能にするかなり複雑な搭載ハードウェアを備え
ている。特に、プローブのボディは、ねじが切られたボ
ルト２１２とナット２１４によって垂直方向に移動する
ことができる端部プレート２１０によって搬送される。
回転バルブ部２１６が、プローブを取り除くときにプロ
ーブの開口を閉じ、封止用のグランド部２１８がさらに
その開口を封止する。管路壁の開口が大きいために、流
体の圧力に抗してプローブを開口中に挿入するために、
かなり大きな力が必要とされることに注意することは重
要である。さらに、プローブを取り除くときには、かな
り大きな封止力が必要とされる。
と、電磁プローブセンサ２００は、管路を流れる流体と
直接接触する、管路壁に設けられている半径方向の開口
を通って管路２０２中に延びるティップ部２００ａを有
する。プローブは、ケーブル２０８によって流量信号処
理部２０６と接続されている１対の検知電極２０４を含
む。管路を超えてその横方向に、すなわち、管路の縦軸
にほぼ垂直に延びる磁束場を生成するエンドファイア電
磁石（不図示）が、プローブのボディ内に含まれてい
る。この挿入プローブは、管路を流れる流体の流れを停
止させることなく、センサプローブを管路中に挿入する
ことを可能にするかなり複雑な搭載ハードウェアを備え
ている。特に、プローブのボディは、ねじが切られたボ
ルト２１２とナット２１４によって垂直方向に移動する
ことができる端部プレート２１０によって搬送される。
回転バルブ部２１６が、プローブを取り除くときにプロ
ーブの開口を閉じ、封止用のグランド部２１８がさらに
その開口を封止する。管路壁の開口が大きいために、流
体の圧力に抗してプローブを開口中に挿入するために、
かなり大きな力が必要とされることに注意することは重
要である。さらに、プローブを取り除くときには、かな
り大きな封止力が必要とされる。
【００１２】
【特許文献１】米国特許３，８８５，４３３号明細書
【特許文献２】米国特許４，０８３，２４６号明細書
【特許文献３】米国特許４，４５９，８５８号明細書
【特許文献４】米国特許５，３９８，５５２号明細書
【特許文献５】米国特許３，３７２，５８９号明細書
【特許文献６】米国特許４，１９５，５１５号明細書
【特許文献７】米国特許４，３４６，６０４号明細書
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】血液の流量を測定する
医療型の装置とは異なり、送水や廃棄流体除去における
流量測定のような工業的な処理における流量測定では、
管路は比較的大きく、管路の大きさに応じて較正された
個別の流量指示計を設備ごとに設けることは費用がかさ
む。さらに、異なる内部寸法のパイプまたは管路は、例
えば、管路の中心に近いところでは流量が大きく、電極
が相互に比較的近接している管路壁の近くでは流量はよ
り小さく、その結果、検知される流量は流れている流体
の平均、すなわち、中間の流量に等しくはないため、異
なる流量特性を有することになる。また、流体は種々の
流量で流れるので、検知された流量と平均流量の間のこ
の関係は流量の関数として変化する。したがって、適切
な精度を得るためには、パイプの大きさが平均流量に対
する検知流量の値に関係するので一定の利得乗数をパイ
プのおおきさごとに設定できなければならず、また、よ
り高い精度が必要とされる状況では、流量の関数である
追加的な補正因子乗数を備えることができなければなら
ない。
医療型の装置とは異なり、送水や廃棄流体除去における
流量測定のような工業的な処理における流量測定では、
管路は比較的大きく、管路の大きさに応じて較正された
個別の流量指示計を設備ごとに設けることは費用がかさ
む。さらに、異なる内部寸法のパイプまたは管路は、例
えば、管路の中心に近いところでは流量が大きく、電極
が相互に比較的近接している管路壁の近くでは流量はよ
り小さく、その結果、検知される流量は流れている流体
の平均、すなわち、中間の流量に等しくはないため、異
なる流量特性を有することになる。また、流体は種々の
流量で流れるので、検知された流量と平均流量の間のこ
の関係は流量の関数として変化する。したがって、適切
な精度を得るためには、パイプの大きさが平均流量に対
する検知流量の値に関係するので一定の利得乗数をパイ
プのおおきさごとに設定できなければならず、また、よ
り高い精度が必要とされる状況では、流量の関数である
追加的な補正因子乗数を備えることができなければなら
ない。
【００１４】さらに、取り外し可能な電極を有するプロ
ーブの使用は、マーシュ（Ｍａｒｓｈ）の特許（特許文
献４）で起こりうる電極汚染の問題を回避する。さら
に、中の流体の圧力に抗して挿入されなければならない
小さな直径の電極を専ら組立体の一部とすることは、マ
ーシュ（Ｍａｒｓｈ）の特許（特許文献３）のような他
の挿入可能な構造におけるように、複雑な挿入装置を必
要とせずに流量計を使用することを可能にする。
ーブの使用は、マーシュ（Ｍａｒｓｈ）の特許（特許文
献４）で起こりうる電極汚染の問題を回避する。さら
に、中の流体の圧力に抗して挿入されなければならない
小さな直径の電極を専ら組立体の一部とすることは、マ
ーシュ（Ｍａｒｓｈ）の特許（特許文献３）のような他
の挿入可能な構造におけるように、複雑な挿入装置を必
要とせずに流量計を使用することを可能にする。
【００１５】本発明の目的は、ただ１つの流量指示計と
電極／磁石組立体が、異なる内部断面寸法を有する多数
の管路内の流体の流量の正確な流量測定を行うために使
用される、改良された流量測定システムを提供すること
にある。
電極／磁石組立体が、異なる内部断面寸法を有する多数
の管路内の流体の流量の正確な流量測定を行うために使
用される、改良された流量測定システムを提供すること
にある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、管路の外周面に配置された受容部と、こ
の受容部に取り外しできるように接続され、管路の横方
向に磁場を生成するエンドファイア電磁石と受容部内に
ある封止可能なグランド導路を通って延び、ティップが
管路を流れる流体と直接接触する、平行に間隔が空けら
れた複数の検知電極を有するコネクタ部とを含む改良さ
れた磁気流量計を提供する。この電極の他端は、管路の
断面積の関数として調整される較正因子調整部を含む流
量信号処理部と接続されている。
に、本発明は、管路の外周面に配置された受容部と、こ
の受容部に取り外しできるように接続され、管路の横方
向に磁場を生成するエンドファイア電磁石と受容部内に
ある封止可能なグランド導路を通って延び、ティップが
管路を流れる流体と直接接触する、平行に間隔が空けら
れた複数の検知電極を有するコネクタ部とを含む改良さ
れた磁気流量計を提供する。この電極の他端は、管路の
断面積の関数として調整される較正因子調整部を含む流
量信号処理部と接続されている。
【００１７】さらに、異なる内部断面寸法を有する複数
の管路のいずれか１つに接続されると、管路の大きさに
対して自動的にそれぞれ較正される電磁流量計を提供す
る。
の管路のいずれか１つに接続されると、管路の大きさに
対して自動的にそれぞれ較正される電磁流量計を提供す
る。
【００１８】さらに、軸方向に離れた１対の管路部分の
間に、流体を流せるように接続される流管を含み、自己
封止型グランドと、加圧された流管の中の流体と接触さ
せるようにその自己封止型入り口ポートを通って容易に
挿入され得る複数の電極を有する第２の分離可能な磁石
／電極組立体と、流量を表示する付属の流量指示器を含
む電磁流量測定システムを提供する。
間に、流体を流せるように接続される流管を含み、自己
封止型グランドと、加圧された流管の中の流体と接触さ
せるようにその自己封止型入り口ポートを通って容易に
挿入され得る複数の電極を有する第２の分離可能な磁石
／電極組立体と、流量を表示する付属の流量指示器を含
む電磁流量測定システムを提供する。
【００１９】さらに、流管と磁石／電極組立体の双方
は、関連する流管の内部断面寸法の関数としてメータを
自動的に較正するために備えられるパイプサイズ識別部
を備える。符号手段が、流管と磁石／電極組立体の双方
の上に、各々の間隔が特定の流管の大きさを独自に定め
るように、流管の断面寸法と対応する間隔を置いて配置
された端子を有してもよい。あるいは、符号手段は、流
管内に埋め込まれた電子チップと、磁石／電極組立体の
一部である「チップ読み出し器」を有してもよい。他の
代わりの符号化手段は、一方のコネクタ上の符号読み出
し端子によって読み出される、他方のコネクタの対応す
る電気端子である。あるいは、較正部は、単に、流管上
に刻印され、ローカルなユーザインタフェースを介して
流量計の計算用電子装置に手動入力されるサイズ識別番
号からなっていてもよい。
は、関連する流管の内部断面寸法の関数としてメータを
自動的に較正するために備えられるパイプサイズ識別部
を備える。符号手段が、流管と磁石／電極組立体の双方
の上に、各々の間隔が特定の流管の大きさを独自に定め
るように、流管の断面寸法と対応する間隔を置いて配置
された端子を有してもよい。あるいは、符号手段は、流
管内に埋め込まれた電子チップと、磁石／電極組立体の
一部である「チップ読み出し器」を有してもよい。他の
代わりの符号化手段は、一方のコネクタ上の符号読み出
し端子によって読み出される、他方のコネクタの対応す
る電気端子である。あるいは、較正部は、単に、流管上
に刻印され、ローカルなユーザインタフェースを介して
流量計の計算用電子装置に手動入力されるサイズ識別番
号からなっていてもよい。
【００２０】さらに、流管内の横方向の磁場は、磁石／
電極組立体内に取り付けられ、管路の縦軸に概して垂直
に磁束の向きを向けるエンドファイア電磁石によって生
成される。
電極組立体内に取り付けられ、管路の縦軸に概して垂直
に磁束の向きを向けるエンドファイア電磁石によって生
成される。
【００２１】さらに、流量に加え、流管内の流体の圧力
および温度の双方の測定が流体と直接接触しているプロ
ーブによってなされるように、流管の自己封止型グラン
ドに温度および圧力プローブを侵入できるようにする。
および温度の双方の測定が流体と直接接触しているプロ
ーブによってなされるように、流管の自己封止型グラン
ドに温度および圧力プローブを侵入できるようにする。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】図１および図２において示されている本発
明によると、受容部３００は、管路３０４の一部分であ
る３０４ａと３０４ｂの間に、これらとつなげて挿入さ
れている管状部３０２の外周面によって支持されてい
る。図２に示されているように、管路の横方向に延びる
磁束βを生成するエンドファイア電磁石３１４を内蔵す
るコネクタボディ３１２を含む分離可能なコネクタ部３
１０が備えられている。受容部３００は、受容部３００
に含まれるボアを通って平行に取り付けられた複数の弾
性・管状の自己封止グランド３１８を含む。管路３０２
を流れる流体と直接接触する第１の先端部、すなわち、
ティップ３２０ａ、３２１ａを有する複数の平行な検知
電極３２０とアース電極３２１が、グランド３１８を通
って、取り外し可能なように延びている。電極の他端３
２０ｂ、３２１ｂは、コネクタボディ３１２によって支
持され、導線３２６によって流量計３２４と電気的に接
続されている。電源部３２８が電磁コイル３１４と流量
計３２４へ電力を供給する。
明によると、受容部３００は、管路３０４の一部分であ
る３０４ａと３０４ｂの間に、これらとつなげて挿入さ
れている管状部３０２の外周面によって支持されてい
る。図２に示されているように、管路の横方向に延びる
磁束βを生成するエンドファイア電磁石３１４を内蔵す
るコネクタボディ３１２を含む分離可能なコネクタ部３
１０が備えられている。受容部３００は、受容部３００
に含まれるボアを通って平行に取り付けられた複数の弾
性・管状の自己封止グランド３１８を含む。管路３０２
を流れる流体と直接接触する第１の先端部、すなわち、
ティップ３２０ａ、３２１ａを有する複数の平行な検知
電極３２０とアース電極３２１が、グランド３１８を通
って、取り外し可能なように延びている。電極の他端３
２０ｂ、３２１ｂは、コネクタボディ３１２によって支
持され、導線３２６によって流量計３２４と電気的に接
続されている。電源部３２８が電磁コイル３１４と流量
計３２４へ電力を供給する。
【００２４】本発明の重要な特徴によると、流量計３２
４は、管路３０４の外表面上の目に見える印しから求め
られる、管路３０４の断面寸法に応じてキーボード部３
２８によって手動で調整される利得修正器の形態の較正
因子調整部３２６を含む。あるいは、利得修正器は、受
容部によって支持され、管路の断面寸法のサイズの情報
を有するメモリチップを読み出すために、受容部３００
の対応する開口３３４にはめ込む符号化電極３３２によ
って求められる、導線３３０によって与えられる信号に
よって調整されるようにしてもよい。流体圧力に対する
大きな抵抗を必要とする比較的大きな壁部開口を有する
図２１の従来技術の例とは異なり、図１および図２の本
発明によると、検知電極の比較的小さな直径（０．１セ
ンチのオーダー）のため、流体の圧力に抵抗する力はず
っと小さい。実際、１センチのプローブは０．１センチ
のプローブの１００倍の力を必要とする。したがって、
本発明は、単に小さな直径のみを有する電極を自己封止
型グランド導路に挿入することによって、電極の挿入は
高価なバルブ装置と関連するハードウェアを必要とせず
に行うことができ、これによって、大きなプローブを高
圧ラインに挿入する際の安全に配慮しなくてもよいとい
う利点を有する。
４は、管路３０４の外表面上の目に見える印しから求め
られる、管路３０４の断面寸法に応じてキーボード部３
２８によって手動で調整される利得修正器の形態の較正
因子調整部３２６を含む。あるいは、利得修正器は、受
容部によって支持され、管路の断面寸法のサイズの情報
を有するメモリチップを読み出すために、受容部３００
の対応する開口３３４にはめ込む符号化電極３３２によ
って求められる、導線３３０によって与えられる信号に
よって調整されるようにしてもよい。流体圧力に対する
大きな抵抗を必要とする比較的大きな壁部開口を有する
図２１の従来技術の例とは異なり、図１および図２の本
発明によると、検知電極の比較的小さな直径（０．１セ
ンチのオーダー）のため、流体の圧力に抵抗する力はず
っと小さい。実際、１センチのプローブは０．１センチ
のプローブの１００倍の力を必要とする。したがって、
本発明は、単に小さな直径のみを有する電極を自己封止
型グランド導路に挿入することによって、電極の挿入は
高価なバルブ装置と関連するハードウェアを必要とせず
に行うことができ、これによって、大きなプローブを高
圧ラインに挿入する際の安全に配慮しなくてもよいとい
う利点を有する。
【００２５】次に、図３から図８を参照すると、漸次小
さくなる直径ｄ1、ｄ2、ｄ3をそれぞれ有する３つの受
容部４００、４０２、４０４が図示されている。これら
の管路では、グランド４０６、４０８、４１０の間の円
周方向の間隔はそれぞれ漸次小さくなっている。管状受
容部４００、４０２、４０４は、それぞれ管路部４１２
ａと、４１２ｂ、４１４ａと、４１４ｂ、４１６ａと、
４１６ｂの間に、これらとつながって接続されている。
さくなる直径ｄ1、ｄ2、ｄ3をそれぞれ有する３つの受
容部４００、４０２、４０４が図示されている。これら
の管路では、グランド４０６、４０８、４１０の間の円
周方向の間隔はそれぞれ漸次小さくなっている。管状受
容部４００、４０２、４０４は、それぞれ管路部４１２
ａと、４１２ｂ、４１４ａと、４１４ｂ、４１６ａと、
４１６ｂの間に、これらとつながって接続されている。
【００２６】次に、図９と図１０を参照すると、受容部
は、円周方向に延びる１対のストラップ５０４、５０６
によって中央の管路５０２の外側に取り付けられている
別個の受容部ボディ５００の形態をとることができる。
受容部ボディが適正な位置にしっかりと取り付けられた
（図１０に最も良く示されているように）後に、入り口
孔が、ドリル５１０の刃５０８を自己封止型の弾性グラ
ンド５１２、５１４、５１６の導路のそれぞれに挿入す
ることによって、管路の壁を通って穿孔される。
は、円周方向に延びる１対のストラップ５０４、５０６
によって中央の管路５０２の外側に取り付けられている
別個の受容部ボディ５００の形態をとることができる。
受容部ボディが適正な位置にしっかりと取り付けられた
（図１０に最も良く示されているように）後に、入り口
孔が、ドリル５１０の刃５０８を自己封止型の弾性グラ
ンド５１２、５１４、５１６の導路のそれぞれに挿入す
ることによって、管路の壁を通って穿孔される。
【００２７】次に、図１１と図１２を参照すると、流量
計の利得修正部が、測定される流体を含む管路のサイズ
に応じて調整される符号化装置が図示されている。図示
されている実施形態においては、コネクタボディ６００
は、横方向に間隔をおいて配列され、流量計のそれぞれ
の利得修正部に接続されている複数の電気端子６０８を
支持する底部壁６０４を有する凹部６０２を一端に有す
る。電極支持部材６１０および６１２は、コネクタボデ
ィ６００の凹部６０２内に挿入することができ、流体管
路のサイズと対応する間隔ｄ4、ｄ5を有する離れた電極
６１４および６１６を支持している。図１１の例では、
電極支持部材６１０によって支持された電極６１４は、
大きな断面積を有する管路に対応する第１の利得修正を
行うために、第１の端子群６０８ａ、６０８ｂ、６０８
ｃにつながり、図１２の実施形態では、電極６１６は、
より小さな寸法の管路に対応する利得修正を行うため
に、第２の端子群６０８ｄ、６０８ｂ、６０８ｅにつな
がっている。
計の利得修正部が、測定される流体を含む管路のサイズ
に応じて調整される符号化装置が図示されている。図示
されている実施形態においては、コネクタボディ６００
は、横方向に間隔をおいて配列され、流量計のそれぞれ
の利得修正部に接続されている複数の電気端子６０８を
支持する底部壁６０４を有する凹部６０２を一端に有す
る。電極支持部材６１０および６１２は、コネクタボデ
ィ６００の凹部６０２内に挿入することができ、流体管
路のサイズと対応する間隔ｄ4、ｄ5を有する離れた電極
６１４および６１６を支持している。図１１の例では、
電極支持部材６１０によって支持された電極６１４は、
大きな断面積を有する管路に対応する第１の利得修正を
行うために、第１の端子群６０８ａ、６０８ｂ、６０８
ｃにつながり、図１２の実施形態では、電極６１６は、
より小さな寸法の管路に対応する利得修正を行うため
に、第２の端子群６０８ｄ、６０８ｂ、６０８ｅにつな
がっている。
【００２８】図１３の実施形態によって示されているよ
うに、間隔をおいて配置されている電極７０２に加え、
プローブボディ７００は、管路を流れる流体の他のパラ
メータを測定する他のプローブを支持している。特に、
中空の流体圧力検知プローブがコネクタボディの内部に
取り付けられ、圧力信号Ｖpを生成する圧力変換器７０
６に接続され、測定検知プローブ７０が、温度応答信号
Ｖtを生成する温度検知部７１０と接続されている。こ
れらの装置は、もちろん、エンドファイア磁束生成コイ
ル７１２とは独立に動作する。
うに、間隔をおいて配置されている電極７０２に加え、
プローブボディ７００は、管路を流れる流体の他のパラ
メータを測定する他のプローブを支持している。特に、
中空の流体圧力検知プローブがコネクタボディの内部に
取り付けられ、圧力信号Ｖpを生成する圧力変換器７０
６に接続され、測定検知プローブ７０が、温度応答信号
Ｖtを生成する温度検知部７１０と接続されている。こ
れらの装置は、もちろん、エンドファイア磁束生成コイ
ル７１２とは独立に動作する。
【００２９】上述の各実施形態において、電極は、図２
１に示されている従来技術の従来のプローブに対して、
比較的小さなサイズ（すなわち、０．１センチのオーダ
ーの直径）を有する。これにより、自己封止型の弾性グ
ランドが管路からの漏洩を防止しつつ、電極を簡単に手
動で挿入し、または、受容部ボディから簡単に手動で取
り外すことができる。
１に示されている従来技術の従来のプローブに対して、
比較的小さなサイズ（すなわち、０．１センチのオーダ
ーの直径）を有する。これにより、自己封止型の弾性グ
ランドが管路からの漏洩を防止しつつ、電極を簡単に手
動で挿入し、または、受容部ボディから簡単に手動で取
り外すことができる。
【００３０】もちろん、自己封止グランドを含まない他
の構成も可能である。図１４の実施形態では、半径方向
内側に圧縮可能な弾性グランドボディ８００が、管路８
０４上に取り付けられている受容部ボディ８０２内にあ
るチャンバー内に取り付けられている。この受容部チャ
ンバーは、グランドボディ８００がはまり込む、傾斜し
た、収束する側壁８０６を有する。グランドボディ８０
０の下面は、固定支持部材８１０によって支持され、剛
体の作動板８１２がグランドボディ８００の上面によっ
て支持されている。それぞれの検知電極を受け入れる導
路８１６、８１８、８２０が、作動板８１２、グランド
ボディ８００、固定支持部材８１０、管路壁を順次通っ
て延びている。環状作動部材８２６が、受容部ボディ８
０２の上端とねじ込まれて接続されている。したがっ
て、作動リムの回転によって、作動板８１２はグランド
ボディ８００を半径方向内側に圧縮するために下方に動
かされ、これによって、電極導路８１６、８１８、８２
０を閉じ、したがって漏洩しないように管路を封止す
る。電極を取り付けるために、電極は作動板８１２の通
路の一部分に部分的に挿入され、それから、リム８２６
はグランド部材８００に加えられている圧縮力を減らす
ように回転させられ、その結果、部材を通って延びる電
極の導路が開く。次に、電極は、そのティップが管路中
の流体と接触するように、支持ボディ８１０と管路壁開
口を通ってさらに下方に挿入される。
の構成も可能である。図１４の実施形態では、半径方向
内側に圧縮可能な弾性グランドボディ８００が、管路８
０４上に取り付けられている受容部ボディ８０２内にあ
るチャンバー内に取り付けられている。この受容部チャ
ンバーは、グランドボディ８００がはまり込む、傾斜し
た、収束する側壁８０６を有する。グランドボディ８０
０の下面は、固定支持部材８１０によって支持され、剛
体の作動板８１２がグランドボディ８００の上面によっ
て支持されている。それぞれの検知電極を受け入れる導
路８１６、８１８、８２０が、作動板８１２、グランド
ボディ８００、固定支持部材８１０、管路壁を順次通っ
て延びている。環状作動部材８２６が、受容部ボディ８
０２の上端とねじ込まれて接続されている。したがっ
て、作動リムの回転によって、作動板８１２はグランド
ボディ８００を半径方向内側に圧縮するために下方に動
かされ、これによって、電極導路８１６、８１８、８２
０を閉じ、したがって漏洩しないように管路を封止す
る。電極を取り付けるために、電極は作動板８１２の通
路の一部分に部分的に挿入され、それから、リム８２６
はグランド部材８００に加えられている圧縮力を減らす
ように回転させられ、その結果、部材を通って延びる電
極の導路が開く。次に、電極は、そのティップが管路中
の流体と接触するように、支持ボディ８１０と管路壁開
口を通ってさらに下方に挿入される。
【００３１】図１５および図１６の実施形態では、グラ
ンドボディ９１０を通って延びる電極導路９０２、９０
４、９０６を開閉する回転遮断バルブ９００が設けられ
ている。したがって、バルブ９００が図１６の閉位置に
あるときには、電極は、電極導路の上部端に部分的に導
入され、それから、バルブ９００は、電極のティップが
管路９１６内の流体に入る部分まで電極を完全に挿入す
るために、図１５の開位置まで回転される。
ンドボディ９１０を通って延びる電極導路９０２、９０
４、９０６を開閉する回転遮断バルブ９００が設けられ
ている。したがって、バルブ９００が図１６の閉位置に
あるときには、電極は、電極導路の上部端に部分的に導
入され、それから、バルブ９００は、電極のティップが
管路９１６内の流体に入る部分まで電極を完全に挿入す
るために、図１５の開位置まで回転される。
【図１】本発明の改良された自己封止侵入型流量計の拡
大透視図である。
大透視図である。
【図２】図１の組み立てられた実施形態の線７−７に沿
って切った断面図である。
って切った断面図である。
【図３】大きさが変更された管路に適用された図１およ
び図２の発明の応用の詳細な断面図である。
び図２の発明の応用の詳細な断面図である。
【図４】大きさが変更された管路に適用された図１およ
び図２の発明の応用の詳細な断面図である。
び図２の発明の応用の詳細な断面図である。
【図５】大きさが変更された管路に適用された図１およ
び図２の発明の応用の詳細な断面図である。
び図２の発明の応用の詳細な断面図である。
【図６】図３の線１１−１１に沿って切った断面図であ
る。
る。
【図７】図４の線１２−１２に沿って切った断面図であ
る。
る。
【図８】図５の線１３−１３に沿って切った断面図であ
る。
る。
【図９】図１および図２の発明の変形例の断面図であ
る。
る。
【図１０】図９の線１５−１５に沿って切った断面図で
ある。
ある。
【図１１】異なる大きさの直径を有する管路を使用する
符号化装置を示す詳細な断面図である。
符号化装置を示す詳細な断面図である。
【図１２】異なる大きさの直径を有する管路を使用する
符号化装置を示す詳細な断面図である。
符号化装置を示す詳細な断面図である。
【図１３】侵入型検圧プローブおよび侵入型検温プロー
ブをそれぞれ有するプローブの詳細な断面図である。
ブをそれぞれ有するプローブの詳細な断面図である。
【図１４】半径方向内側に圧縮可能な弾性手段によって
封止することができる本発明の変形例の詳細な断面図で
ある。
封止することができる本発明の変形例の詳細な断面図で
ある。
【図１５】開位置にある本発明の封止可能なバルブの実
施形態の詳細な断面図である。
施形態の詳細な断面図である。
【図１６】閉位置にある本発明の封止可能なバルブの実
施形態の詳細な断面図である。
施形態の詳細な断面図である。
【図１７】従来技術の電磁流量計を示す概略図である。
【図１８】従来技術の電磁流量計を示す概略図である。
【図１９】図１８の線３−３に沿って切った断面図であ
る。
る。
【図２０】図１８の従来技術のシステムの回路図であ
る。
る。
【図２１】他の従来技術の流量計の侵入型プローブ装置
の断面図である。
の断面図である。
３００ 受容部
３０２ 管状部
３０４、３０４ａ、３０４ｂ 管路
３１０ コネクタ部
３１２ コネクタボディ
３１４ エンドファイア電磁石
３１８ グランド
３２０ 検知電極
３２０ａ ティップ
３２０ｂ 他端
３２１ アース電極
３２１ａ ティップ
３２１ｂ 他端
３２４ 流量計
３２６ 較正因子調整部（導線）
３２８ 電源部（キーボード部）
３３０ 導線
３３２ 符号化電極
３３４ 開口
４００ （管状）受容部
４０２ （管状）受容部
４０４ （管状）受容部
４０６ グランド
４０８ グランド
４１０ グランド
４１２ａ 管路部
４１２ｂ 管路部
４１４ａ 管路部
４１４ｂ 管路部
４１６ａ 管路部
４１６ｂ 管路部
５００ 受容部ボディ
５０２ 中央の管路
５０４ ストラップ
５０６ ストラップ
５０８ 刃
５１０ ドリル
５１２ グランド
５１４ グランド
５１６ グランド
６００ コネクタボディ
６０２ 凹部
６０４ 側部壁
６０８ 電気端子
６０８ａ 第１の端子
６０８ｂ 第１の端子、第２の端子
６０８ｃ 第１の端子
６０８ｄ 第２の端子
６０８ｅ 第２の端子
６１０ 電極支持部材
６１２ 電極支持部材
６１４ 電極
６１６ 電極
７００ プローブボディ
７０２ 電極
７０６ 圧力変換器
７１０ 温度検知部
７１２ エンドファイア磁束生成コイル
８００ グランドボディ
８０２ 受容部ボディ
８０４ 管路
８０６ 側壁
８１０ 固定支持部材（支持ボディ）
８１２ 作動板
８１６ 電極導路
８１８ 電極導路
８２０ 電極導路
８２６ 環状作動部材（リム）
９００ 回転遮断バルブ
９０２ 電極導路
９０４ 電極導路
９０６ 電極導路
９１０ グランドボディ
９１６ 管路
Claims (18)
- 【請求項１】 管路の一部分を流れる流体の流量を測定
する流量測定装置であって、 前記管路部分に対して円周方向に間隔をおいて配置され
て半径方向に延び、前記管路部分の内部とつながる封止
可能な複数のグランド導路を含み、前記管路部分の外側
横方向に配置された受容手段と、 前記受容手段に取り外しできるように接続されたコネク
タ手段であって、コネクタボディと、該コネクタボディ
によって支持され、当該コネクタ手段が前記受容手段と
接続されるときに前記封止可能なグランド導路を通って
縦方向に延び、前記管路部分の内部に延びて前記管路部
分を流れる流体と直接接触する第１の先端ティップ部を
有する複数の平行な第１の検知電極と、前記コネクタボ
ディ内に取り付けられ、前記管路部分の横方向に磁場を
生成する電磁石手段を含むコネクタ手段と、 前記電極と接続され、前記管路部分を流れる流量を測定
する流量測定手段であって、前記電極と接続され、前記
管路部分を流れる流体の流量の関数である流量信号を生
成する信号処理手段と、前記管路部分の断面積の関数と
して前記流量信号を修正する較正手段を含む流量測定手
段を有する流量測定装置。 - 【請求項２】 前記複数のグランド導路間の円周方向の
間隔は、前記管路部分の断面積の関数である、請求項１
に記載の流量測定装置。 - 【請求項３】 前記電極は、前記コネクタボディに取り
外しできるように接続されている電極支持体によって支
持されている、請求項１に記載の流量測定装置。 - 【請求項４】 複数の前記電極支持体が備えられ、前記
支持体によって支持された前記電極は、前記支持体が関
連する前記管路の大きさと対応する距離だけ離れてい
る、請求項３に記載の流量測定装置。 - 【請求項５】 前記信号処理手段は前記コネクタボディ
に取り付けられた複数の端子を含み、前記電極は、前記
端子とそれぞれ接続するようになっている第２の終端テ
ィップ部を有する、請求項４に記載の流量測定装置。 - 【請求項６】 前記較正手段は、流体の流量が測定され
ている前記管路の断面積と対応する距離だけ間隔が開け
られている電極とつなげるように間隔が開けられてい
る、電極の数よりも多い複数の端子を含む、請求項５に
記載の流量測定装置。 - 【請求項７】 前記較正手段は較正因子調整手段を含
む、請求項１に記載の流量測定装置。 - 【請求項８】 前記管路の断面積の因子として前記較正
因子調整手段を調整する手動操作手段をさらに含む、請
求項７に記載の流量測定装置。 - 【請求項９】 前記受容手段と前記コネクタ手段上に配
置され、前記コネクタ手段が前記受容手段と接続される
ときに前記較正因子調整手段を自動的に調整する協働符
号手段をさらに有する、請求項７に記載の流量測定装
置。 - 【請求項１０】 前記信号処理手段は、前記管路にはめ
込まれたメモリチップで前記管路の断面積を示す特性値
を読み出す読み出し手段を含む、請求項７に記載の流量
測定装置。 - 【請求項１１】 前記第１の電極に対して近接して平行
に間隔をおいて前記コネクタ手段により支持され、対応
する封止可能なグランドを通って延び、前記管路を流れ
る流体と直接接触するようになっている第１の終端ティ
ップ部を有し、これによって流体の物理的特性の関数で
ある測定信号を前記信号処理手段に出力する少なくとも
１つのパラメータ検知用の第２の電極をさらに含む、請
求項１に記載の流量測定装置。 - 【請求項１２】 前記第２の電極は、前記管路内の流体
の温度を検知する、請求項１１に記載の流量測定装置。 - 【請求項１３】 前記第２の電極は、前記管路内の流体
の圧力を測定する圧力検知手段の一部として機能する、
請求項１１に記載の流量測定装置。 - 【請求項１４】 前記受容手段は、前記流体管路の、軸
方向に離れて配置されている複数の部分の間に、該部分
とつなげて同一直線上に導入される管状部を有する、請
求項１に記載の流量測定装置。 - 【請求項１５】 前記受容手段は、受容部ボディと、該
受容部ボディを前記管路の外周面と接触するように締め
付ける手段を含み、これによって、入り口孔がそれぞれ
前記封止可能なグランドを介して前記管路にあけられ
る、請求項１に記載の流量測定装置。 - 【請求項１６】 前記グランドは自己封止型である、請
求項１に記載の流量測定装置。 - 【請求項１７】 前記グランドは、弾力があって圧縮可
能なグランドボディに形成された導路で、通常は開状態
であり、該導路を閉状態にするために前記グランドボデ
ィを圧縮する圧縮手段をさらに含む、請求項１に記載の
流量測定装置。 - 【請求項１８】 前記グランドは、グランドボディに形
成された導路を有し、かつ、該グランド導路を選択的に
開閉するバルブ手段をさらに含む、請求項１に記載の流
量測定装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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