JP2009300375A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】シールド付きのリード線を外部へ引き出す際の内部空間の気密性を容易に確保する。
【解決手段】パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に位置するリード線１２−１’〜１２−４’のシールドＳ１〜Ｓ４の部分にチューブＴ１〜Ｔ４を装着する。チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間に接着剤を流し込んで接合する。これにより、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の外周面との間が密着により、リード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間が接着剤（シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間に浸透し硬化した接着剤）により、気密が保たれる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、導電性を有する流体の流量を測定する電磁流量計に関するものである。

図２は一般的に使用されている電磁流量計の要部を示すブロック図である。同図において、１は測定管、２は測定管１内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイル、３は励磁コイル２へ矩形状の励磁電流を周期的に供給する励磁回路、４ａ，４ｂは励磁コイル２の発生磁界と直交して測定管１内に対向して配置された検出電極（以下、単に電極という）、５はアースリング、６は電極４ａ，４ｂ間に得られる信号起電力を検出する初段増幅回路、７は初段増幅回路６が検出する信号起電力を周期的に励磁電流の流れ方向が切り換わる直前で保持し、この保持した信号起電力をアナログ流量信号とするサンプルホールド回路、８はサンプルホールド回路７からのアナログ流量信号をデジタル流量信号に変換するＡ／Ｄ変換器、９はＣＰＵ、１０はＤ／Ａ変換器である。

この電磁流量計１００において、励磁回路３は、励磁コイル２へ励磁電流を周期的に供給し、測定管１内に交流磁界を発生させる。これにより、電極４ａ，４ｂ間に測定管１を流れる流体の流速と磁界との相互作用により信号起電力が生じ、この信号起電力が初段増幅回路６を介してサンプルホールド回路７へ与えられる。なお、サンプルホールド回路７へ与えられる信号起電力ｅは、ｋを定数、Ｄを測定管１の内径、ｖを流体の平均流速、Ｂを発生磁束密度とした時、ｅ＝ｋ・Ｂ・ｖ・Ｄとして表される。

初段増幅回路６からの信号起電力ｅは、周期的に励磁電流の流れ方向が切り換わる直前でサンプルホールド回路７にて保持され、この保持された信号起電力ｅがアナログ流量信号とされる。そして、このサンプルホールド回路７からのアナログ流量信号がＡ／Ｄ変換器８へ与えられ、ＣＰＵ９からの指令に基づくサンプリング周期でデジタル流量信号に変換され、ＣＰＵ９へ取り込まれる。ＣＰＵ９は、このＡ／Ｄ変換器８からのデジタル流量信号より計測値を０〜１００％値として求め、その求めた計測値に応じたアナログ信号（４〜２０ｍＡ範囲の電流信号）をＤ／Ａ変換器１０を介して出力する。

この電磁流量計１００の構成において、励磁回路３、初段増幅回路６、サンプルホールド回路７、Ａ／Ｄ変換器８、ＣＰＵ９、Ｄ／Ａ変換器１０などの電気回路は基板１１に搭載され、この基板１１と励磁コイル２や電極４ａ，４ｂとはリード線群１２（リード線１２−１〜１２−４）で接続される。

このリード線群１２は、測定管１の外壁と測定管１を収納するケース１３の内壁とで構成される内部空間１４を経て、ケース１３に形成された引出通路１５を通して、外部の基板１１へと導かれる。ここで、引出通路１５は、内部空間１４の気密性を確保するために厳重にシール必要があり、この引出通路１５のシール構造として、特許文献１や特許文献２に提案されているようなグロメット構造が採用される。

図３に引出通路１５のシール構造として提案されている従来のグロメット構造の一例を示す。図３（ａ）はこのグロメット構造の平面図、図３（ｂ）はその縦断面図である。このグロメット構造において、引出通路１５の開口部１５ａには内段部１５ｂが設けられており、この内段部１５ｂが設けられた開口部１５ａにゴムなどの弾性を有する材料からなる柱状のパッキング１６が圧入される。

パッキング１６には、その軸方向にリード線１２−１〜１２−４を通す貫通路１６−１〜１６−４が形成されている。この貫通路１６−１〜１６−４にリード線１２−１〜１２−４を通した状態で、パッキング１６が引出通路１５の開口部１５ａに圧入される。

ここで、リード線１２−１〜１２−４が樹脂製の被覆を有する一般的なリード線であれば、すなわちリード線１２−１〜１２−４の外周が樹脂被覆で覆われていれば、リード線１２−１〜１２−４の樹脂被覆がパッキング１６によって半径方向に押圧され、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１〜１２−４の外周面とが密着し、内部空間１４の気密性が確保される。なお、引出通路１５の開口部１５ａには、パッキング１６が飛び出さないように、押さえ板１７がボルト１８で締結固定される。

特開平９−１７８５２２号公報 特開平１１−１３２８０３号公報

しかしながら、上述した電磁流量計１００において、引出通路１５のシール構造として採用される従来のグロメット構造は、リード線１２−１〜１２−４の外周が樹脂被覆で覆われた一般的なリード線を用いることを前提としており、リード線１２−１〜１２−４の樹脂被覆がシールドで覆われていたような場合、内部空間１４の気密性を確保することができないという問題があった。以下、この問題について、具体的に説明する。

上述した電磁流量計１００において、リード線１２−１〜１２−４は、励磁による磁束微分ノイズやその他の電気ノイズを拾い易く、これらのノイズは計測精度に影響を及ぼす。このための対策として、リード線１２−１〜１２−４の樹脂被覆の上を高い透磁率と導電性を有する材料により形成した管で覆って磁気シールドするとともに、接地して電気シールドする技術が知られている。具体的には、配線や取り回しの容易さを考慮して、樹脂被覆の上を可撓性を有するメッシュ状の組成管で覆ったリード線が用いられる。なお、このリード線を電磁流量計１００に適用する場合、電気ノイズの影響を排除するために、そのリード線の始端から末端まで可能な限り、可撓性を有するメッシュ状の組成管で覆うようにすることが望ましい。

図４に、図３に示した従来のグロメット構造において、可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドをその外周に備えたリード線（シールド付きのリード線）を用いた例を示す。この例において、リード線１２−１’〜１２−４’外周は、可撓性を有するメッシュ状の組成管かなるシールドＳ１〜Ｓ４で覆われている。シールドＳ１〜Ｓ４は高い透磁率と導電性を有している。この場合、リード線１２−１’〜１２−４’は、パッキング１６によって半径方向に押圧される。しかし、シールドＳ１〜Ｓ４がメッシュ状とされており、このシールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間を完全にシールすることができないため、内部空間１４の気密性が損なわれる。

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、シールド付きのリード線を使用することで磁束微分ノイズや電気ノイズの影響を受け難くするとともに、シールド付きのリード線を外部へ引き出す際の内部空間の気密性を容易に確保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、測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、この励磁コイルの発生磁界と直交して測定管内に対向して配置された検出電極と、励磁コイルおよび検出電極に接続されたリード線群と、このリード線群の外部への引出通路と、この引出通路の開口部に圧入され軸方向に形成された各貫通路を通るリード線群の各リード線を半径方向に押圧してシールする柱状のパッキングとを備え、検出電極間に得られる信号起電力に基づいて測定管内を流れる流体の流量を測定する電磁流量計において、リード線群の各リード線にそのリード線の外周面を覆う可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドを設け、このシールドのパッキングの貫通路に位置する部分にチューブを装着し、このチューブの内周面とシールドとの間を接着剤によって接合するようにしたものである。

この発明において、パッキングは、その軸方向に形成された各貫通路に各リード線のチューブが装着されたシールド部分を位置させた状態で、引出通路の開口部に圧入される。この場合、各リード線は、そのチューブが装着されたシールド部分が、パッキングによって半径方向に押圧される。ここで、パッキングの各貫通路の内周面と各リード線のチューブの外周面との間は、密着することによって気密が保たれる。また、各リード線のチューブの内周面とシールドとの間は、接着剤によって気密が保たれる。

本発明では、例えば、各リード線にチューブを装着した後、このチューブの内周面とシールドとの間に接着剤を流し込む。これにより、シールドのメッシュの隙間に接着剤が浸透し、そのメッシュの隙間に浸透し硬化した接着剤によって、チューブとシールドのメッシュ間の気密性が保たれる。

本発明において、チューブの内周面とシールドとの間を接着剤によって接合させる方法として、チューブの内周面とシールドとの間に接着剤を流し込む方法の他に、その内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブを使用する方法が考えられる。この場合、熱収縮チューブをシールドで覆われたリード線に装着し、加熱する。熱収縮チューブは熱を加えることによりその径が収縮し、シールドに密着すると同時に、その熱で内周面の接着剤が溶け、シールドのメッシュの隙間に流れ込む。このメッシュの隙間に流れ込んだ接着剤は、冷却後、硬化する。これにより、チューブとシールドのメッシュ間の気密性が保たれる。

本発明によれば、各リード線の外周面に可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドを設け、このシールドのパッキングの貫通路に位置する部分にチューブを装着し、このチューブの内周面とシールドとの間を接着剤によって接合するようにしたので、磁束微分ノイズや電気ノイズの影響を受け難くするとともに、パッキングの各貫通路の内周面と各リード線のチューブの外周面との間および各リード線のチューブの内周面とシールドとの間の気密を保ち、シールド付きのリード線を外部へ引き出す際の内部空間の気密性を容易に確保することができるようになる。

また、本発明によれば、その内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブを使用することにより、チューブの装着とシールドへの接合を同一作業で行うことができるようになり、作業効率を高め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。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（グロメット構造）を示す図である。同図において、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、リード線１２−１’〜１２−４’のパッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に位置するシールドＳ１〜Ｓ４の部分にチューブＴ１〜Ｔ４を装着し、このチューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間を接着剤によって接合するようにしている。

チューブＴ１〜Ｔ４は、樹脂または金属など、パッキング１６の押圧により十分気密が得られるような外周面が滑らかなもので、耐食性や耐熱性などそのグロメット部に要求される設計事項を満足するものであればよい。この実施の形態において、チューブＴ１〜Ｔ４は、耐食性および耐熱性を有する外周面が滑らかな樹脂製のチューブを用いているものとする。

この実施の形態では、リード線１２−１’〜１２−４’をパッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に通す前に、リード線１２−１’〜１２−４’のパッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に位置するシールドＳ１〜Ｓ４の部分にチューブＴ１〜Ｔ４を装着し、チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間に接着剤を流し込むことによって、シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間に接着剤を浸透させている。

チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間に流し込む接着剤は、シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間に十分浸透しチューブとメッシュ間での気密性を得るのに十分な特性を有し、作業性や耐食性、耐熱性などそのグロメット部に要求される設計事項を満足するものであればよい。

この実施の形態において、パッキング１６は、その軸方向に形成された貫通路１６−１〜１６−４にリード線群１２’のリード線１２−１’〜１２−４’を通し、リード線１２−１’〜１２−４’のチューブ１６−１〜１６−４が装着されたシールドＳ１〜Ｓ４の部分を貫通路１６−１〜１６−４に位置させた状態で、引出通路１５の開口部１５ａに圧入している。

これにより、リード線１２−１’〜１２−４’のチューブ１６−１〜１６−４が装着されたシールドＳ１〜Ｓ４の部分が、パッキング１６によって半径方向に押圧される。この場合、チューブ１６−１〜１６−４に加わる半径方向への押圧力は、パッキング１６の外径と引出通路１５の開口部１５ａの内径との関係などから定められた適切な面圧とされる。

ここで、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の外周面との間は、密着によって気密が保たれる。すなわち、チューブＴ１〜Ｔ４の外周面は滑らかとされており、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面がチューブＴ１〜Ｔ４の外周面に密着することによって、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とチューブＴ１〜Ｔ４の外周面との間の気密が保たれる。

また、リード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間は、接着剤によって気密が保たれる。すなわち、チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４との間に接着剤を流し込むことにより、シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間には接着剤が浸透しており、このメッシュの隙間に浸透し硬化した接着剤によって、チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４のメッシュ間の気密性が保たれる。

以上の説明から分かるように、本実施の形態によれば、 リード線１２−１’〜１２−４’の外周面に可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドＳ１〜Ｓ４を設け、このシールドＳ１〜Ｓ４のパッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４に位置する部分にチューブＴ１〜Ｔ４を装着し、このチューブＴ１〜Ｔ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間を接着剤によって接合しているので、磁束微分ノイズや電気ノイズの影響を受け難くするとともに、パッキング１６の貫通路１６−１〜１６−４の内周面とリード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の外周面との間およびリード線１２−１’〜１２−４’のチューブＴ１〜Ｔ４の内周面とシールドＳ１〜Ｓ４との間の気密を保ち、シールド付きのリード線１２−１’〜１２−４’を外部へ引き出す際の内部空間１４の気密性を容易に確保することができるようになる。

なお、図１に示したグロメット構造において、チューブＴ１〜Ｔ４として、その内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブを使用するようにしてもよい。チューブＴ１〜Ｔ４を熱収縮チューブとした場合、熱を加えることによりそのチューブの径が収縮し、シールドＳ１〜Ｓ４に密着すると同時に、その熱で内周面の接着剤が溶け、シールドＳ１〜Ｓ４のメッシュの隙間に流れ込む。このメッシュの隙間に流れ込んだ接着剤は、冷却後、硬化する。これにより、チューブＴ１〜Ｔ４とシールドＳ１〜Ｓ４のメッシュ間の気密性が保たれる。チューブＴ１〜Ｔ４を熱収縮チューブとすると、チューブＴ１〜Ｔ４の装着とシールドＳ１〜Ｓ４への接合を同一作業で行うことができるので、作業効率が高まる。

なお、図１に示したグロメット構造では、チューブＴ１〜Ｔ４の長さをパッキング１６の軸方向の長さＬよりも長いものとしたが、パッキング１６の軸方向の長さＬよりも短くしてもよい。

また、図１に示したグロメット構造では、パッキング１６の飛び出しを防止するために押さえ板１７をボルト１８で開口部１５ａに締結固定するようにしているが、Ｅリングなどを開口部１５ａに装着してパッキング１６の飛び出しを防止するようにしてもよい。

本発明に係る電磁流量計の一実施の形態の要部（グロメット構造）を示す図である。 一般的な電磁流量計の要部を示すブロック図である。 従来のグロメット構造の一例を示す図である。 従来のグロメット構造においてその外周面にシールド（可撓性を有するメッシュ状の組成管）を備えたリード線を用いた例を示す図である。

符号の説明

１…測定管、２…励磁コイル、３…励磁回路、４ａ，４ｂ…検出電極、５…アースリング、６…初段増幅回路、７…サンプルホールド回路、８…Ａ／Ｄ変換器、９…ＣＰＵ、１０…Ｄ／Ａ変換器、１１…基板、１２’…リード線群、１２−１’〜１２−３’…リード線、１３…ケース、１４…内部空間、１５…引出通路、１５ａ…開口部、１５ｂ…内段部、１６…パッキング、１６−１〜１６−４…貫通路、１７…押さえ板、１８…ボルト、Ｓ１〜Ｓ４…シールド、Ｔ１〜Ｔ４…チューブ、１００…電磁流量計。

Claims (4)

1. 測定管と、この測定管内を流れる流体の流れ方向に対してその磁界の発生方向を垂直として配置された励磁コイルと、この励磁コイルの発生磁界と直交して前記測定管内に対向して配置された検出電極と、前記励磁コイルおよび前記検出電極に接続されたリード線群と、このリード線群の外部への引出通路と、この引出通路の開口部に圧入され軸方向に形成された各貫通路を通る前記リード線群の各リード線を半径方向に押圧してシールする柱状のパッキングとを備え、前記検出電極間に得られる信号起電力に基づいて前記測定管内を流れる流体の流量を測定する電磁流量計において、
   前記リード線群の各リード線は、
   そのリード線の外周面を覆う可撓性を有するメッシュ状の組成管からなるシールドと、
   このシールドの前記パッキングの貫通路に位置する部分に装着されたチューブとを備え、
   前記チューブの内周面と前記シールドとの間が接着剤によって接合されている
   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、
   前記チューブは、
   その内周面に接着剤が塗布された熱収縮チューブである
   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、
   前記チューブおよび前記接着剤は、耐食性および耐熱性を有する
   ことを特徴とする電磁流量計。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載された電磁流量計において、
   前記引出通路の開口部に前記パッキングの飛び出しを防止する押さえ板が固定されている
   ことを特徴とする電磁流量計。

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