JP2005207755A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】 測定精度が向上された電磁流量計を実現する。
【解決手段】 電磁流量計において、
測定流体の導電率を測定する導電率測定手段と、この導電率測定手段からの信号に基づき測定流体の測定信号に導電率補正をする導電率補正回路とを具備したことを特徴とする電磁流量計である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電磁流量計に導電率計の機能を付加したものである。
更に詳述すれば、測定精度が向上された電磁流量計に関するものである。

電磁流量計に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００２−４８６１２号（第２頁、図１５）

図１４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、例えば、特開２００２−４８６１２号に示されている。
図において、１はセラミックの測定管である。
２は、測定管１の内面に設けられた絶縁材からなるライニング体である。

３は、ライニング体２を測定管１に係止する係止板である。
４は励磁コイル、５は測定電極である。
６は配管に接続されるミニフランジである。

電磁流量計は、ファラデーの電磁誘導の法則に基づいている。パイプ内径Dの測定管内を平均流速ｖで流れている流体に、磁束密度Bの磁界を励磁コイル４によって流れ方向と直角に印加すると、流速ｖおよび磁束密度Bに垂直な方向にBｖDに比例する起電力Eが発生する。

これを一対の電極５で検出し、変換器で各種信号処理し単位時間当たりの流量Qを計算する。
流量Qと起電力Eとは下記のような関係があるので、起電力Eより流量Qを求めることができる。
Q＝π／４・D2・ｖ＝（πD／４αB）・E＝ｋE -----(1)
尚、(1)式の定数ｋは個々の流量計固有の値である。

電磁流量計は、流体導電率によってその精度に影響を受ける。それは、以下の理由からである。
rsは接液抵抗と呼ばれるもので、流体導電率をσ、測定電極５の径をｄとするとｒ＝１／（σｄ）の関係がある。

測定電極５で検出される起電力をes、変換器の入力抵抗をRin、変換器で検出される流量信号es'とすると以下のようになる。
es'＝es×Rin/(Rin+rs)≒es×(１−rs/Rin）
＝es×(１−１/（σ・ｄ・Rin））---- (2)

即ち、変換器で検出される流量信号es'には、d,Rin（ともに固定）及びσが含まれている。
流体導電率σが変動するとes’も変動し、また流体導電率σが小さいとes’<<esとなりS/N比が悪化し、測定誤差が大きくなる。

従って、流体導電率σによって測定誤差が生じていた。
しかし、液体導電率σを測定するには、流量計とは別に配管に導電率計を設置する、もしくは配管から別に測定流体を取り出して、導電率を測定しなければならなかった。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、電磁流量計に導電率計の機能を併せもたせることで、新たに導電率計を用意することなく、流量測定地点で測定した導電率から測定流量値を補正して、正確な流量を求めることが出来る電磁流量計を提供することを目的とする。

また、電磁流量計に導電率計の機能をもたせることで、新たに導電率計を用意することなく、流量測定地点で測定した導電率から測定流量値を補正して、正確な流量を求めることが出来る電磁流量計を提供することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の電磁流量計においては、
電磁流量計において、
測定流体の導電率を測定する導電率測定手段と、この導電率測定手段からの信号に基づき測定流体の測定信号に導電率補正をする導電率補正回路とを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項２においては、請求項１記載の電磁流量計において、
前記導電率測定手段は、測定管に設けられ励磁コイルの誘導電流を測定する検出コイルと、この検出コイルの検出信号から測定流体の導電率を演算する導電率演算回路と、を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項３においては、請求項１記載の電磁流量計において、
前記導電率測定手段は、接液型測定電極に電流を印加する交流電源と、この交流電源による前記接液型測定電極間の電流を測定する電流計と、この電流計の測定信号から測定流体の導電率を演算する導電率演算回路とを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項３においては、請求項１記載の電磁流量計において、
前記導電率測定手段は、接液型測定電極に電流を印加する交流電源と、この交流電源による前記接液型測定電極間の電流を測定する電流計と、この電流計の測定信号から測定流体の導電率を演算する導電率演算回路とを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項４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、
測定電極に設けられた温度計と、この温度計からの信号により測定流体の温度を演算する温度演算回路と、この温度演算回路からの信号に基づき測定流体の測定信号に温度補正をする温度補正回路とを具備したことを特徴とする。

本発明の請求項５においては、請求項４記載の電磁流量計において、
前記温度計はサーミスタ温度計が前記測定電極に埋め込み使用されたことを特徴とする。

本発明の請求項６においては、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の電磁流量計において、
前記測定電極は着脱自由に設けられたことを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
測定流体の導電率を測定する導電率測定手段と、導電率測定手段からの信号に基づき測定流体の測定信号に導電率補正をする導電率補正回路とが設けられたので、導電率補正が可能となり、より精度が向上された電磁流量計が得られる。

本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
導電率測定手段は、測定管に設けられ励磁コイルの誘導電流を測定する検出コイルと、この検出コイルの検出信号から測定流体の導電率を演算する導電率演算回路とが設けられた。

従って、電磁流量計の精度に影響を及ぼしていた流体導電率を、流量測定と同時に測定することが可能となり、測定時の精度向上が出来る電磁流量計が得られる。
また、流量測定と同時に導電率補正が出来、複数の機能を１つの電磁流量計で備えられるため、コストが抑えられ安価な電磁流量計が得られる。
圧力損失も最小限に抑えられるために、より実流量に近い測定が可能となる電磁流量計が得られる。

本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
前記導電率測定手段は、接液型測定電極に電流を印加する交流電源と、この交流電源による前記接液型測定電極間の電流を測定する電流計と、この電流計の測定信号から測定流体の導電率を演算する導電率演算回路とが設けられた。

従って、電磁流量計の精度に影響を及ぼしていた流体導電率を、流量測定と同時に測定することが可能となり、測定時の精度向上が出来る電磁流量計が得られる。
また、流量測定と同時に導電率補正が出来、複数の機能を１つの電磁流量計で備えられるため、コストを抑えられ安価な電磁流量計が得られる。
圧力損失も最小限に抑えられるために、より実流量に近い測定が可能となる電磁流量計が得られる。

本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
測定電極に設けられた温度計と、この温度計からの信号により測定流体の測定信号に温度補正をする温度補正回路とが設けられたので、測定個所に近接した個所で測定流体の温度が測定が出来、より正確な温度補正が可能となる電磁流量計が得られる。

本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
温度計はサーミスタ温度計が測定電極に埋め込み使用されたので、サーミスタ温度計は小型化が容易であり、サーミスタ温度計が測定電極に埋め込み使用が可能となり、更に、正確な温度補正が可能となる電磁流量計が得られる。

本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
測定電極は着脱自由に設けられたので、温度計の交換も容易な電磁流量計が得られる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の電気回路のブロック図，図３は図１の動作説明図である。
図において、図１４と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図１４と相違部分のみ説明する。

検出コイル１１は、測定管１に設けられ、励磁コイル４の誘導電流を測定する。
図２に示す如く、導電率演算回路１２は、この検出コイル４の検出信号から測定流体ＦＬの導電率を演算する。
導電率補正回路１３は、この導電率演算回路１２からの信号により、従来の測定流体ＦＬの測定演算回路１４に導電率補正をする。

要するに、従来の電磁流量計の構成に、更に、検出コイル１１を取り付け、電磁濃度計の機能を付加したものである。

以上の構成において、電磁流量計の励磁コイル４を、電磁濃度計の励磁トランスとして共用する。
励磁コイル４と並列に検出コイル（検出トランス）１１を設置し、誘導電流ｉ１により発生する起電力を検出する。

この起電力を導電率演算回路１２で演算して、この導電率演算回路１２からの信号により、導電率補正回路１３により、従来の測定流体ＦＬの測定演算回路１４に導電率補正をする。
電磁流量計には、ライニング（絶縁物）２が施されてあるため、電磁濃度計とほぼ同一の構造をとることができる。

電磁濃度計は、流体に非接触で測定可能のため、管内は従来の電磁流量計の構造と変わらない。
圧力損失・液溜まりが無い構造で流量・電気伝導率を同時に測定することが可能となる。
得られた電気伝導率から流量測定値を、導電率補正回路１３で補正し、より精度の高い流量値が求められる。

この結果、
測定管１に設けられ励磁コイル４の誘導電流を測定する検出コイル１１と、この検出コイル１１の検出信号から測定流体ＦＬの導電率を演算する導電率演算回路１２と、この導電率演算回路１２からの信号により測定流体ＦＬの測定信号に導電率補正をする導電率補正回路１３とが設けられた。

従って、電磁流量計の精度に影響を及ぼしていた流体導電率を、流量測定と同時に測定することが可能となり、測定時の精度向上が出来る電磁流量計が得られる。
また、流量測定と同時に導電率補正が出来、複数の機能を１つの電磁流量計で備えられるため、コストを抑えられ安価な電磁流量計が得られる。
圧力損失も最小限に抑えられるために、より実流量に近い測定が可能となる電磁流量計が得られる。

図４は本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
本実施例においては、容量式電磁流量計（非節液形電極）に本発明を用いた例である。
容量式電磁流量計は、電極２１が測定流体ＦＬに非接触となるため、腐食性・付着性流体に有効である。

電磁濃度計も同様に流体に非接触で導電率を測定できるため、メンテナンスサイクルを長期化することができる電磁流量計が得られる。

図５は本発明の他の実施例の要部構成説明図，図６は図５の要部詳細説明図、図７は図５の電気回路のブロック図である。
本実施例においては、温度計３１は、図６に示す如く、測定電極５に設けられている。
温度補正回路３２は、図７に示す如く、温度計３１からの信号により測定流体ＦＬの測定信号に温度補正をする。

温度演算回路３２は、この温度計３１からの信号により測定流体ＦＬの温度を演算する。
温度補正回路３３は、この温度演算回路３２からの信号に基づき測定流体ＦＬの測定信号に温度補正をする。
この場合は、温度計３１はサーミスタ温度計が、測定電極５に埋め込み使用されている。
また、測定電極５は着脱自由に設けられている。

この結果、
測定電極５に設けられた温度計３１と、
この温度計３１からの信号により測定流体ＦＬの温度を演算する温度演算回路３２と、この温度演算回路３２からの信号に基づき測定流体ＦＬの測定信号に温度補正をする温度補正回路３３とが設けられたので、測定個所に近接した個所で測定流体ＦＬの温度が測定が出来、より正確な温度補正が可能となる電磁流量計が得られる。

温度計３１はサーミスタ温度計が測定電極５に埋め込み使用されたので、サーミスタ温度計は小型化が容易であり、サーミスタ温度計が測定電極５に埋め込み使用が可能となり、更に、正確な温度補正が可能となる電磁流量計が得られる。

測定電極５は着脱自由に設けられたので、温度計３１の交換も容易な電磁流量計が得られる。

図８は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図９は図８の電気回路のブロック図，図１０は図８の動作説明図である。
図において、図１４と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図１４と相違部分のみ説明する。

交流電源４１は、接液型測定電極４２に電流を印加する。
電流計４３は、交流電源４１による、接液型測定電極４２間の電流を測定する。
図９に示す如く、導電率演算回路４４は、電流計４３の測定信号から、測定流体ＦＬの導電率を演算する。

導電率補正回路４５は、導電率演算回路４３からの信号により、従来の測定流体ＦＬの測定演算回路４６に導電率補正をする。
要するに、従来の電磁流量計の構成に、更に、起電力を検出するための電極部４２に導電率計の機能を付加し、流量値に流体導電率の寄与する因子の補正を加えるようにしたものである。

以上の構成において、図９に示す如く、導電率演算回路４４において、電流計４３の測定信号から、測定流体ＦＬの導電率を演算する。
導電率補正回路４５において、導電率演算回路４３からの信号により、従来の測定流体ＦＬの測定演算回路４６に導電率補正をする。

なお、図１０に液体導電率の測定原理を示す。
電磁流量計には、起電力を検出するための電極４２が、通常1対存在する。
この電極４２に交流電圧４１を印可し、液中を流れる電流ｉ２を測定しすることで導電率を求め、それを用いて流量測定値を補正し、より精度の高い流量値を求めることが出来る。

この結果、接液型測定電極４２に電流を印加する交流電源４１と、交流電源４１による接液型測定電極４２間の電流を測定する電流計４３と、電流計４３の測定信号から測定流体ＦＬの導電率を演算する導電率演算回路４４と、導電率演算回路４４からの信号により測定流体ＦＬの測定信号に導電率補正をする導電率補正回路４５とが設けられた。

従って、電磁流量計の精度に影響を及ぼしていた流体導電率を、流量測定と同時に測定することが可能となり、測定時の精度向上が出来る電磁流量計が得られる。
また、流量測定と同時に導電率補正が出来、複数の機能を１つの電磁流量計で備えられるため、コストを抑えられ安価な電磁流量計が得られる。
圧力損失も最小限に抑えられるために、より実流量に近い測定が可能となる電磁流量計が得られる。

図１１は本発明の他の実施例の要部構成説明図，図１２は図１１の要部詳細説明図、図１３は図１１の電気回路のブロック図である。
本実施例においては、温度計５１は、図１２に示す如く、測定電極４２に設けられている。

温度演算回路５２は、図１３に示す如く、温度計５１からの信号により測定流体ＦＬの温度を演算する。
温度補正回路５３は、温度演算回路５２からの信号に基づき、測定流体ＦＬの測定信号に温度補正をする。
この場合は、温度計５１はサーミスタ温度計が、測定電極４２に埋め込み使用されている。
また、測定電極４２は着脱自由に設けられている。

この結果、
測定電極４２に設けられた温度計５１と、この温度計５１からの信号により測定流体ＦＬの温度を演算する温度演算回路５２と、この温度演算回路５２からの信号に基づき測定流体ＦＬの測定信号に温度補正をする温度補正回路５３とが設けられたので、測定個所に近接した個所で測定流体ＦＬの温度が測定が出来、より正確な温度補正が可能となる電磁流量計が得られる。

温度計５１はサーミスタ温度計が測定電極４２に埋め込み使用されたので、サーミスタ温度計は小型化が容易であり、サーミスタ温度計が測定電極４２に埋め込み使用が可能となり、更に、正確な温度補正が可能となる電磁流量計が得られる。

測定電極４２は着脱自由に設けられたので、温度計５１の交換も容易な電磁流量計が得られる。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。 図１の電気回路のブロック図である。 図１の動作説明図である。 本発明の他の実施例の要部構成である。 本発明の他の実施例の要部構成である。 図５の要部詳細説明図である。 図５の電気回路のブロック図である。 本発明の他の実施例の要部構成説明図である。 図８の電気回路のブロック図である。 図８の動作説明図である。 本発明の他の実施例の要部構成である。 図１１の要部詳細説明図である。 図１１の電気回路のブロック図である。 従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。

符号の説明

１ 測定管
２ ライニング体
３ 係止板
４ 励磁コイル
５ 測定電極
６ ミニフランジ
１１ 検出コイル
１２ 導電率演算回路
１３ 導電率補正回路
１４ 測定演算回路
２１ 電極
３１ 温度計
３２ 温度演算回路
３３ 温度補正回路
４１ 交流電源
４２ 接液型測定電極
４３ 電流計
４４ 導電率演算回路
４５ 導電率補正回路
４６ 測定演算回路
５１ 温度計
５２ 温度演算回路
５３ 温度補正回路
ＦＬ 測定流体
ｉ１ 誘導電流
ｉ２ 電流

Claims (6)

1. 電磁流量計において、
   測定流体の導電率を測定する導電率測定手段と、
   この導電率測定手段からの信号に基づき測定流体の測定信号に導電率補正をする導電率補正回路と
   を具備したことを特徴とする電磁流量計。
2. 前記導電率測定手段は、測定管に設けられ励磁コイルの誘導電流を測定する検出コイルと、
   この検出コイルの検出信号から測定流体の導電率を演算する導電率演算回路と、
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の電磁流量計。
3. 前記導電率測定手段は、接液型測定電極に電流を印加する交流電源と、
   この交流電源による前記接液型測定電極間の電流を測定する電流計と、
   この電流計の測定信号から測定流体の導電率を演算する導電率演算回路と
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の電磁流量計。
4. 測定電極に設けられた温度計と、
   この温度計からの信号により測定流体の温度を演算する温度演算回路と、
   この温度演算回路からの信号に基づき測定流体の測定信号に温度補正をする温度補正回路と
   を具備し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. 前記温度計はサーミスタ温度計が前記測定電極に埋め込み使用されたこと
   を特徴とする請求項４記載の電磁流量計。
6. 前記測定電極は着脱自由に設けられたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の電磁流量計。
   
   

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