JP2007052016A - 質量流量の測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コリオリ原理によって作動されて質量流量を測定し、振動励起及び／若しくは測定チューブの振動の検出のために設計されたマグネットコイルの過度に高い温度を生じることなしに高い電力供給に十分に適応可能な装置を提供する。
【解決手段】本願発明は、測定チューブ（１）及びボビン（９）及びそれに装着される巻線（１０）を有するマグネットコイル（７）を具備し、測定チューブ（１）に振動を励起し、それによる測定チューブ（１）の振動を検出する質量流量の測定装置において、前記マグネットコイル（７）のボビン（９）が、少なくとも１Ｗ／（Ｋｍ）の熱伝導率を有することを特徴とするものである。これにより、冷却シートなしに、その近傍において十分に熱を放散することができ、コリオリ原理を利用する質量流量の測定装置の効率を改善することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、コリオリ原理によって作動し、測定チューブ及び測定チューブの振動を励起し且つ検出する振動発生装置及び／若しくは振動センサを具備し、前記振動発生装置及び振動センサがボビン及び／若しくはそれに装着される巻線を有するマグネットコイルを有する質量流量を測定するために装置に関する。

コリオリ原理を使用する質量流量の測定装置は、従来技術から公知である。この点において、単純な測定チューブのみを有する装置又はいくつかの、特に2つの平行な測定チューブを有する装置があり、また、測定チューブには、真っ直ぐなもの又はループ状のものが作られている。コリオリ原理を利用する質量流量の測定装置は、測定チューブが振動すること及び流体が測定チューブを流れる時に生じる振動が検出されることを要求する。

マグネットコイルは、測定チューブの振動を励起し、また測定チューブの振動を検出するように設計される。そのようなマグネットコイルが電流が流されると、それは磁界を発生し、これが結果として磁気コイル内に配されたマグネットに励起される力を生じさせる。この原理に基づいて、コリオリ原理を利用して質量流量の測定装置の測定チューブに振動が励起される。

そのため、電流がボビンに設けられたマグネットコイルの巻線に流れるという事実に基づいて、前記マグネットコイルに電流が流れることによって、マグネットコイルに熱が発生する。コリオリ原理を利用して質量流量の測定装置の応用に関して、時にこの温度上昇を爆発危険領域において制限する必要がある。

従来技術は、一般的にマグネットコイルの温度上昇を、磁界自体によって与えられる表面よりも大きい表面に、結果として生じる熱を放散させることによって制限することを開示する。特に、高い電力適用について、熱が高い熱伝導率を有する冷却筒又は囲いによる一般的な金属ヒートシンクへ伝達されることによって、マグネットコイルから放散されることが提供される。このように、マグネットコイルからマグネットコイルの近傍に熱が流れ出すことが促進され、マグネットコイルの表面温度は減少する。しかしながら、この方法は、その相対的に高いコスト及び金属ヒートシンクに発生する渦電流の結果としての効率の減少という不利益点を有する。
特開２００６−１２６１８６号公報 特開２００４−３４９５７５号公報

したがって、本発明の目的は、コリオリ原理によって作動されて質量流量を測定し、振動励起及び／若しくは測定チューブの振動の検出のために設計されたマグネットコイルの過度に高い温度を生じることなしに高い電力供給に十分に適応可能な装置を提供することにある。

質量流量を測定するための最初に記載された装置に由来して、この目的は、前記マグネットコイルのボビンが、少なくとも１Ｗ／（Ｋｍ）の特定の熱伝導率を有することにおいて達成される。

それゆえに、この発明は、マグネットコイル自体、特にさらなる工夫なしにその近傍で容易に熱を放散することができるように形成されたボビンによって、完全に新しいアプローチをとるものである。従来の技術と対比して、これは、非常に経済的であり、金属冷却シートのようなヒートシンクの可能な省略に基づくものであり、渦電流の発生が避けられるので、マグネットコイルの効率を改善することができる。

マグネットコイルからの良好な熱放散は、それが少なくとも１Ｗ／（Ｋｍ）の熱伝導率を有する時に達成されることが示される。しかしながら、本発明の好ましい例によれば、マグネットコイルのボビンは、少なくとも１．５Ｗ／（Ｋｍ）、好ましくは少なくとも５Ｗ／（Ｋｍ）、特に好ましくは少なくとも１０Ｗ／（Ｋｍ）の熱伝導率を有することが提供される。

基本的に、主な材料は、マグネットコイルのボビンに使用される。この発明の好ましい例の一つによれば、マグネットコイルのボビンは、熱伝導性エラストマーを有する。この発明の好ましい例の一つによれば、熱伝導性エラストマーは、熱伝導性ポリフェニレンスルフィドである。

Cool Polymers Inc.によって提供される特に適当な材料は、１０Ｗ／（Ｋｍ）の熱伝導率を有するポリマー、クールポリ（登録商標）Ｄ５１０８７熱伝導性ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）である。しかし、この材料は、マグネットコイルにおいて発生した熱をその近傍で放散するための良好な熱伝導率を有するだけでなく、２５０℃以上の耐熱性を有し、使用される温度範囲において、コリオリ原理を利用した質量流量の測定装置における要求を、測定チューブの振動を励起し及び／若しくは希有出するマグネットコイルのボビンに容易に合致させる力学的特性を有するものである。

本発明の異なる例によれば、マグネットコイルのボビンは、熱伝導性セラミックからなることが提供される。主な熱伝導性セラミックが使用可能であり、それぞれの熱伝導率は、コリオリ原理を利用した質量流量の測定装置のそれぞれの応用及びマグネットコイルに生じる熱を放散させるという要求に適合される。

最後に本発明の好ましい例によれば、マグネットコイルは、熱放散を改善するために、注封材料で覆われることが提供される。前記注封材料は、良好な熱放散に加えて確実な電気的絶縁を確保する注型用樹脂であることが好ましい。

特に、本発明において要求されるように、質量流量の測定装置を具体化し且つ発展させる多くの可能性がある。この点において、請求項１に従属する請求項及び図面を参照して好ましい典型的な例についての下記する詳細な説明を参照してもらいたい。

以下、この発明の実施例について図面により説明する。

図１は、一本の直線状の測定チューブ１を有する本願発明の好ましい実施例に係るコリオリ原理を利用して質量流量の測定装置の一部を概略的に示すものである。測定チューブ１は、その両端にそれぞれフランジ２を有し、このフランジ２を介して、測定チューブ１は、図示されないパイプラインシステムに接続される。前記測定チューブ１は、内部シリンダ４を有するハウジング３内に配される。前記内部シリンダ４と前記測定チューブ１の間には、振動発生装置５と、２つの振動センサ６が配される。

前記振動発生装置５及び２つの振動センサ６は、それぞれ一つのマグネットコイル７と、このマグネットコイル７に配されるマグネット８を有する。上述されたように、それぞれのマグネットコイル７は、電流が流された時に、磁界を発生し、この結果として、マグネットコイル７内に配されるマグネット８に力が励起される。振動発生装置５は、この方法で作動され、前記コリオリ原理を利用して質量流量の測定装置の測定チューブ１を励起する。

図２は、振動発生装置5及び振動センサ６に使用されるマグネットコイル７を示す。ここで、マグネットコイル７は、ボビン９とそれに装着される巻線１０を具備する。この点で、マグネットコイル７のボビン９が、高い特定の熱伝導率を有する材料から製造されることが重要である。この場合、マグネットコイル９の材料は、１０Ｗ／（Ｋｍ）の熱伝導率を有する熱伝導性エラストマーを有し、特にこの熱伝導性エラストマーが熱伝導性ポリフェニレンスルフィドであることが好ましい。これは、結果として、マグネットコイル７に発生する熱を、付加的な冷却シートなしにその近傍において効率的に放散させることができるようになるものである。

図１は、振動発生装置及び２つの振動センサを有する本願発明の好ましい典型的な具体例によるコリオリ原理を利用して質量流量の測定装置の一部を示す概略図である。 図２は、本発明の好ましい典型的な具体例によるコリオリ原理を利用して質量流量の測定装置の振動発生器又は振動センサのためのマグネットコイルを示す概略図である。

符号の説明

１ 測定チューブ
２ フランジ
３ ハウジング
４ 内部シリンダ
５ 振動発生装置
６ 振動センサ
７ マグネットコイル
８ マグネット
９ ボビン
１０ 巻線

Claims (5)

1. コリオリ原理によって作動され、測定チューブ（１）及び該測定チューブ（１）に振動を励起し且つ振動を検出する振動発生装置（５）及び／若しくは振動センサ（６）を有し、前記振動発生装置（５）及び振動センサ（６）がボビン（７）及びそれに装着される巻線（１０）を有するマグネットコイル（７）を具備する質量流量の測定装置において、
   前記マグネットコイル（７）のボビン（９）が、少なくとも１Ｗ／（Ｋｍ）の熱伝導率を有することを特徴とする質量流量の測定装置。
2. 前記マグネットコイル（７）のボビン（９）が、少なくとも１．５Ｗ／（Ｋｍ）、好ましくは少なくとも５Ｗ／（Ｋｍ）、より好ましくは少なくとも１０Ｗ／（Ｋｍ）の熱伝導率を有することを特徴とする請求項１記載の質量流量の測定装置。
3. 前記マグネットコイル（７）のボビン（９）が、熱伝導性エラストマーを有することを特徴とする請求項１又は２記載の質量流量の測定装置。
4. 前記熱伝導性エラストマーが、熱伝導性ポリフェニレンスルフィドであることを特徴とする請求項３記載の質量流量の測定装置。
5. 前記マグネットコイル（７）のボビン（９）が、熱伝導性セラミックを有することを特徴とする請求項１又は２記載の質量流量の測定装置。

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