JP2009243922A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】口径が小さい測定管においても、測定管の流路を極端に狭くすることなく、信号電極の面積を大きくとり、測定管の全口径で信号電極を１種類に統一できるようにする。
【解決手段】測定管１の内周面５に対向して測定管１の内径φよりも外側に凹んだ平面状の底面を有する窪み部６，６を設ける。窪み部６，６の測定管１の内周面５との境界部をなす周囲の縁面はテーパやＲなでで滑らかに測定管１の内径φとつながっている。また、窪み部６，６の底面６ａ，６ａには貫通孔６ｂ，６ｂが設けられている。信号電極７，７を、その平板状の電極部７ａ，７ａの裏面と窪み部６，６の底面６ａ，６ａとの間にガスケット８，８を介在させて、測定管１の窪み部６，６に取り付ける。なお、ライニング３がテフロンの場合、ガスケット８は省略できる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、測定管の内周面に信号電極を備えた電磁流量計に関するものである。

従来より、この種の電磁流量計は、測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に対向して測定管の内周面に設けられた信号電極とを有し、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出すようにしている（例えば、特許文献１参照）。

図４に従来の電磁流量計の要部を示す。同図において、１は測定管であり、非磁性金属製パイプ（例えば、非磁性ステンレス製のパイプ）２と、この非磁性金属製パイプ２の内側に形成されたライニング３とから構成される。

この例では、フッ素樹脂（テフロン（登録商標））の膜が非磁性金属製パイプ２の内側に形成されライニング３とされている。４，４は測定管１の内周面５に対向して設けられた信号電極である。

なお、図４には示されていないが、測定管１内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルが設けられており、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に、対向して信号電極４，４が設けられている。

このような電磁流量計において、信号電極の設計にあたっては、電磁流量計の測定精度向上の点から、信号電極と測定流体との間に形成される電位に起因して発生するフローノイズの影響を受け難くすることが肝要である。この場合、測定流体と接液する信号電極の面積を大きくとれば、フローノイズの影響を受け難くすることができる。

ところで、電磁流量計はプラント等で使用される様々な口径の配管に取り付けられるので、電磁流量計を供給するメーカは電磁流量計の測定管を小さい口径から大きい口径まで複数種類を製造しておく必要がある。この場合、測定管以外の部品（例えば、信号電極）について、測定管の口径の大小に拘わらず共通の部品を使用できるようにしておけば、部品の種類を少なくし、製造コストを低減することができる。

すなわち、電磁流量計の信号電極を設計するうえでは、フローノイズの影響を受け難くするために、信号電極の面積を大きくとることと、測定管の大小に拘わらず共通の部品を使用できることが求められる。

このような要求に応える電磁流量計として、特許文献２では、その概略を図５（ａ）に示すように、測定管の内周面５に所定幅Ｗの平面部Ｐを対向して形成し、この平面部Ｐに信号電極を取り付けるようにしている。これにより、特許文献２では、測定管の口径によらず信号電極を１種類とすることができ、しかも信号電極を必要に応じて大きくすることができる、という効果が得られるとしている。

また、特許文献３では、その概略を図６（ａ）に示すように、測定管の内周面５の一部領域に所定幅Ｗの平面Ｈを有する突部を対向して設け、この突部の平面（突出上面）Ｈに信号電極を取り付けるようにしている。これは、特許文献１と同様に、信号電極の取付面を平面とすることによって、特許文献２と同様の効果を得ようとするものである。

特開平４−３１９６２２号公報 特開平８−１６７３３９号公報 特開平５−１５５０６２号公報

しかしながら、特許文献２に示された信号電極の取付方法によると、例えばその測定管の内径に等しい寸法まで信号電極を大きくしようとした場合、図５（ｂ）に示すように、測定管の流路が配管断面積に比較して極端に狭くなり、測定精度に影響を及ぼす。このため、フローノイズの低減に必要であっても、測定管の内径寸法の制約から、信号電極の面積が制限されてしまう。このため、大きい口径では組み付け寸法上問題ない信号電極が、小さい口径では組み付け寸法上問題となり、信号電極を測定管の全口径で１種類に統一することができない。

また、特許文献３に示された信号電極の取付方法においても、図５（ｂ）に対応する図を図６（ｂ）に示すように、測定管の流路が配管断面積に比較して極端に狭くなり、特許文献２に示された信号電極の取付方法と同様の問題が生じる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、口径が小さい測定管においても、測定管の流路を極端に狭くすることなく、信号電極の面積を大きくとり、測定管の全口径で信号電極を１種類に統一することができる電磁流量計を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明は、測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に対向して測定管の内周面に設けられた信号電極とを備え、励磁コイルが作る磁界により測定管内を流れる流体に発生する起電力を信号電極より取り出す電磁流量計において、信号電極を電極部とこの電極部の裏面側に設けられた軸部とを有するものとし、測定管の内周面に対向して測定管の内径よりも外側に凹んだ平面状の底面を有する窪み部を設け、またこの窪み部の底面に測定管の外周面に向けて貫通する貫通孔を有するものとし、この貫通孔にその電極部の裏面側に設けられた軸部を通して、信号電極を窪み部に取り付けるようにしたものである。

この発明によれば、測定管の内周面に対向して設けられた測定管の内径よりも外側に凹んだ平面状の底面を有する窪み部に信号電極を取り付けることにより、小さい口径の測定管に対しても、その測定管の流路を配管断面積に比較して極端に狭くすることなく、大きな面積の信号電極を取り付けることが可能となる。これにより、小さい口径から大きい口径まで、フローノイズに強い大面積の信号電極を共通で使用することができるようになる。

また、本発明では、測定管の対向する窪み部の底面が平面状となっているので、窪み部の深さを極力浅く、すなわち測定管電極部位の測定管の外側への張り出しを極力小さくすることができる。窪み部の底面を平面状ではなく、テーパ状にしようとする場合、電磁流量計の測定管の外側に対し、測定管のテーパ状の電極部位が大きく張り出すため、測定管の外側に配置される電極締結のための部品や、コイルなどその他部品の寸法に制約が生じる。これに対し、窪み部の底面を平面状とすれば、電極部を平面状として、窪み部の深さを極力浅くできるため、電極締結のための部品や、コイルなどその他部品の寸法への影響を最小限とできる。

なお、本発明において、測定管にテフロンのライニングが施されていた場合には、電極部の裏面とライニングを直接接触させて密着できるので、電極部の裏面と窪み部の底面との間にはシール性部材を介在させる必要はない。しかし、絶縁性の樹脂粉末を粉体塗装してライニングを施すようにした場合などには、電極部の裏面とライニングとを直接接触させて密着させることが難しい。このような場合には、電極部の裏面と窪み部の底面との間に、シール性部材を介在させるようにするとよい。

また、本発明において、窪み部の内周面との境界部をなす周囲の縁面をテーパやＲなどで滑らかに測定管の内径とつながるようにすれば、流体の流れの乱れを抑制でき、安定した流量計測を実現することが可能となる。

本発明によれば、測定管の内周面に対向して測定管の内径よりも外側に凹んだ平面状の底面を有する窪み部を設け、またこの窪み部の底面に測定管の外周面に向けて貫通する貫通孔を有するものとし、この貫通孔にその電極部の裏面側に設けられた軸部を通して信号電極を窪み部に取り付けるようにしたので、小さい口径の測定管に対しても、その測定管の流路を配管断面積に比較して極端に狭くすることなく、大きな面積の信号電極を取り付けることが可能となり、測定管の全口径で信号電極を１種類に統一することができるようになる。

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
図１はこの発明に係る電磁流量計の一実施の形態の要部を示す図であり、図１（ａ）は測定管の軸方向に沿った正面断面図、図１（ｂ）は測定管の軸方向からみた側面図である。また、図２は図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、図３は図１（ａ）にけるＢ−Ｂ線断面図である。これらの図において図４と同一符号は図４を参照して説明した構成要素と同一或いは同等構成要素を示し、その説明は省略する。

この実施の形態では、測定管１の内周面５に対向して窪み部６，６を設け、この窪み部６，６に信号電極７，７を取り付けている。窪み部６，６は、その底面６ａ，６ａが平面状とされており、測定管１の内径φよりも外側に凹んでいる。また、窪み部６，６の底面６ａ，６ａには、測定管１の外周面へ向けて貫通孔６ｂ，６ｂが設けられている。また、窪み部６，６の周囲の縁面６ｃ，６ｃは、テーパやＲなどで滑らかに測定管１の内径φにつながっている。

信号電極７，７は、電極部７ａ，７ａと、この電極部７ａ，７ａの裏面側に突出して設けられた軸部７ｂ，７ｂとから構成されている。この信号電極７，７は、その電極部７ａ，７ａの裏面と窪み部６，６の底面６ａ，６ａ（ライニング３の表面）との間にシール性部材としてガスケット８を介在させて、軸部７ｂ，７ｂを貫通孔６ｂ，６ｂを通して測定管１の外周面に突出させ、この測定管１の外周面に突出する軸部７ｂ，７ｂに台座９，９を介してナット１０，１０を締め付けることによって、測定管１の窪み部６，６に取り付けられている。

この実施の形態１において、ガスケット８はゴムなどの弾性体とされている。また、信号電極７，７の電極部７ａ，７ａは、窪み部６，６に取り付けられた状態において、その一部が測定管１の内周面５よりも僅かに測定管１の流路内に突出している。なお、電極部７ａ，７ａは、ガスケット８，８も含めて、全て窪み部６，６内に収まるようにしてもよい。

また、ライニング３をテフロンとする場合には、ガスケット８を省略してもよい。ライニング３がテフロンである場合、電極部７ａ，７ａの裏面とライニング３を直接接触させて密着できるので、電極部７ａ，７ａの裏面と窪み部６，６の底面６ａ，６ａとの間にはガスケット８，８を設ける必要はない。

これに対し、絶縁性の樹脂粉末を粉体塗装してライニング３とする場合などには、電極部７ａ，７ａの裏面とライニング３とを直接接触させて密着させることが難しいので、電極部７ａ，７ａの裏面と窪み部６，６の底面６ａ，６ａとの間にはガスケット８，８を設けるようにすることが好ましい。

本実施の形態の電磁流量計では、測定管１の内周面５に対向して平面状の底面６ａ，６ａを有する窪み部６，６を設け、この窪み部６，６に平板状の電極部７ａ，７ａを有する信号電極７，７を取り付けている。このような構造とするこにより、小さい口径の測定管１に対しても、その測定管１の流路を配管断面積に比較して極端に狭くすることなく、大きな面積の信号電極７，７を取り付けることができ、小さい口径から大きい口径まで、フローノイズに強い大面積の信号電極７を共通で使用することができる、という効果が得られる。

また、本実施の形態では、測定管１の対向する窪み部６，６の底面が平面状となっているので、窪み部６，６の深さを浅くすることができる。すなわち、窪み部６，６の底面をテーパ状にした場合、電磁流量計の測定管１の外側に対し、測定管１のテーパ状の電極部位が大きく張り出すため、測定管１の外側に配置される電極締結のための部品や、コイルなどその他部品の寸法に制約が生じる。これに対し、窪み部６，６の底面を平面状とすれば、電極部７ａ，７ａを平面状として、窪み部６，６の深さを極力浅くできるため、電極締結のための部品や、コイルなどその他部品の寸法への影響を最小限とできる。

また、本実施の形態では、窪み部６，６の周囲の縁面６ｃ，６ｃをテーパやＲなどで滑らかに測定管１の内径φにつながっているものとしているので、窪み部６，６の前後の測定管１内の流路と窪み部６，６での流体の流れの乱れを抑制でき、安定した流量計測を実現することができるようになる。

本発明に係る電磁流量計の一実施の形態（実施の形態１）の要部を示す図である。 図１（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。 図１（ａ）にけるＢ−Ｂ線断面図である。 従来の電磁流量計の要部を示す図である。 特許文献２に示された信号電極の取付方法を説明するための概略図である。 特許文献３に示された信号電極の取付方法を説明するための概略図である。

符号の説明

１…測定管、２…非磁性金属製パイプ、３…ライニング、５…内周面、６…窪み部、６ａ…底面、６ｂ…貫通孔、６ｃ…周囲の縁面、７…信号電極、７ａ…電極部、７ｂ…軸部、８…ガスケット、９…台座、１０…ナット、１１…ガスケット。

Claims (3)

1. 測定管内を流れる流体の流れ方向に対して直交する方向に磁界を作る励磁コイルと、この励磁コイルが作る磁界と直交する方向に対向して前記測定管の内周面に設けられた信号電極とを備え、前記励磁コイルが作る磁界により前記測定管内を流れる流体に発生する起電力を前記信号電極より取り出す電磁流量計において、
   前記信号電極は、
   電極部と、この電極部の裏面側に設けられた軸部とを有し、
   前記測定管は、
   当該測定管の内周面に対向して設けられた当該測定管の内径よりも外側に凹んだ平面状の底面を有する窪み部と、
   この窪み部の底面に前記測定管の外周面に向けて貫通して設けられた貫通孔とを有し、
   前記信号電極が前記窪み部に前記電極部の裏面側に設けられた軸部を前記貫通孔に通して取り付けられている
   ことを特徴とする電磁流量計。
2. 請求項１に記載された電磁流量計において、
   前記電極部の裏面と前記窪み部の底面との間にシール性部材が介在されている
   ことを特徴とする電磁流量計。
3. 請求項１又は２に記載された電磁流量計において、
   前記窪み部は、前記内周面との境界部をなす周囲の縁面が滑らかに前記測定管の内径とつながっている
   ことを特徴とする電磁流量計。

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