JP2015036688A - 磁気誘導式流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】ケーシング（２）内に収容された測定管（１）に、第１の電極（２１）と対向する第２の電極（２２）とが配置されており、第１の電極及び第２の電極の複数の電極線（３１，３２）が共通の貫通孔（３）を通って外部へ引き出されている、磁気誘導式流量計において、各電極への障害電圧の入力を回避できるようにする。【解決手段】第１の電極線（３１）及び第２の電極線（３２）が貫通孔（３）から第１の電極（２１）まで共通に撚り糸状に案内されており、第１の電極の箇所で第１の電極線が第１の電極に電気的に接続されており、第２の電極（２２）は測定管を取り巻くループ状導体（３２’）に接続されており、ループ状導体は、短絡されており、かつ、第１の電極の箇所で第２の電極線に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、磁界を形成する磁気ユニットが取り付けられた測定管を含む磁気誘導式流量計に関する。磁気ユニットは、測定管を通流する導電性測定媒体の流れ方向に対してほぼ垂直に配向されており、測定管に対して電気的に絶縁された少なくとも２つの測定電極によって、測定媒体に誘導される測定電圧を検出することができる。

本発明の適用分野は、特に化学工業、薬品工業、化粧品工業、上下水道産業、食品工業などにおいて利用されるプロセス技術に広がっている。こうした技術分野で特に、上述した形式の流量計が、液状物、ポリッジ状物、ペースト状物の体積流量もしくは質量流量を求めるために使用されている。ただし、磁気誘導測定方式を利用するには、媒体が所定の最小導電率を有さなければならないことが前提である。

磁気誘導式流量計は、管系において測定による圧力損失を生じないため、厳密に正確な測定結果が得られることを特徴としている。また、磁気誘導式流量計は、通流する測定媒体と摩擦を起こすような運動要素や測定管内への突出要素を有さない。

本発明で利用される測定方式は、磁界内で運動する導体に所定の電圧が誘導されるというファラデーの誘導法則を基礎としている。こうした自然法則を測定技術的に利用する場合、測定管に導電性測定媒体を通流させ、流れ方向に対して垂直に磁界を形成して、測定媒体内に誘導される電圧を電極装置によって取り出すように構成する。このようにして得られる測定電圧は、通流している測定媒体の平均流速に比例するので、ここから、測定媒体の体積流量を求めることができ、又は、密度を考慮して質量流量を求めることができる。

ＤＥ２００４０５３０６５Ａ１から、上述した形式の磁気誘導式流量計が公知である。当該磁気誘導式流量計では、測定媒体の通流する測定管が主として金属から形成されており、測定媒体の流れ方向に対して垂直な磁界を形成する磁気ユニットが測定管の外側に配置されている。磁気ユニットの空間的近傍には、測定管の壁を貫通して、相互に対向する１組の測定電極が設けられている。磁気誘導方式で測定を行うには、測定管を通流する測定媒体が金属から成る測定管に対して電気的に絶縁されていなければならない。測定管はふつう管路に組み込まれているので、これを介して電気的アースが生じている。したがって、電気的絶縁のために、管の内壁が弾性プラスティックによってコーティングされる。大抵の場合、測定管内では、通常、測定媒体に対する腐食耐性を有する薄い弾性コーティングを形成するいわゆるライナが使用されている。測定管は両端のフランジ部分によって別の管路に組み込まれる。

形成された流量信号は、測定媒体に接触している電極によって測定される。このために、流量計用の一体型の電極又は複数部材から成る電極が公知である。摩耗性の媒体に対しても、所望の性質に加え、相応の複数の材料を利用可能となる。

ＤＥ１９６５３１８４Ａ１からは、磁界電極であるコイルと測定電極との状態を検出する流量計用の信号処理回路が公知である。

ＤＥ１０２００７０３２８７９Ａ１には、電極と測定値処理手段との間の電気接続線路が、測定管のコーティングに設けられた共通の貫通孔を通して、最短経路で電極へ案内されることが示されている。しかし、こうした配置では、相互に対向する電極と各電極へ通じる接続線路とをつなぐ接続線によっておおよそ半円状に区画される面積が生じるという問題が発生する。ここで、外部磁界が印加されると、当該面積全体にわたって障害電圧が誘導されてしまうので、測定電圧に誤りが生じる。

ＤＥ２００４０５３０６５Ａ１ ＤＥ１９６５３１８４Ａ１ ＤＥ１０２００７０３２８７９Ａ１

したがって、本発明の基礎とする課題は、公知の磁気誘導式流量計を改善して、各電極への障害電圧の入力を回避できるようにすることである。

この課題は、請求項１記載の手段により解決される。

本発明は、ケーシングによって包囲された測定管を備え、第１の電極とこれに対向する第２の電極とが当該測定管に配置されており、第１の電極及び第２の電極の複数の電極線がケーシングから共通の貫通孔を通って外部へ引き出されている、磁気誘導式流量計に関する。本発明によれば、第１の電極線及び第２の電極線が貫通孔から第１の電極まで共通に撚り糸状に案内されており、そこで第１の電極線が第１の電極に電気的に接続されており、第２の電極は測定管を取り巻くループ状導体に接続されており、当該ループ状導体は、短絡されており、かつ、第１の電極の箇所で第２の電極線に接続されている。

本発明の磁気誘導式流量計の横断面図である。

第１の電極線の長さ全体にわたって、第１の電極線及び第２の電極線を撚り糸状にかつ密に隣接するように案内することにより、双方の電極線によって囲まれる有効面積が最小となり、さらに、急峻に反対向きに配向可能となる。ループ状導体としての第２の電極線の延長部は比較的大きな面積に広がるが、この面積にわたって誘導される障害電圧はループ状導体によって短絡される。これら２つの措置が有効に行われると、各電極線を介した障害電圧の入力は測定技術的にはもはや検出できないものとなる。

以下に、本発明を実施例に則して詳細に説明する。図１には、本発明にとって重要な磁気誘導式流量計の要素が、測定媒体の流れ方向に対する横断方向で切断した断面図で示されている。

磁気誘導式流量計は、主として、ケーシング２に収容された測定管１から形成されている。ケーシング２内では、測定管１の外部に、第１のコイル１１及び第２のコイル１２が相互に対向するように配置されている。

コイル１１，１２に対して横断方向に、第１の電極２１及び第２の電極２２が相互に対向するように配置されている。コイル１１，１２をつなぐ幾何学的接続線は、電極２１，２２をつなぐ幾何学的接続線に、測定管１の長手軸線上で直交している。

コイル１１，１２及び電極２１，２２は、ケーシング２の貫通孔３を通して共通に引き出されている複数の接続線路を介して、図示されていない処理装置に接続されている。なお、磁界電極であるコイル１１，１２へ通じる接続線路は、わかりやすさのために図示していない。

電極２１，２２は、第１の電極線３１及び第２の電極線３２を介して、図示されていない処理装置に接続されている。区別を明瞭にするために、第２の電極線３２は破線で示してある。

第１の電極線３１及び第２の電極線３２は、貫通孔３からケーシング２内へ入り、第１の電極２１まで共通に撚り糸状に案内され、第１の電極の箇所で第１の電極線３１が第１の電極２１に接続されている。第２の電極２２は、測定管１を取り巻くループ状導体３２’に接続されている。ループ状導体３２’は短絡されており、かつ、第１の電極２１の箇所で第２の電極線３２に接続されている。区別を明瞭にするために、ループ状導体３２’は破線で示してある。

１ 測定管、 ２ ケーシング、 ３ 貫通孔、 １１，１２ コイル、 ２１，２２ 電極、 ３１，３２ 電極線、 ３２’ ループ状導体

Claims (1)

1. ケーシング（２）内に収容された測定管（１）を含む磁気誘導式流量計であって、
   前記測定管（１）に、第１の電極（２１）と、該第１の電極（２１）に対向する第２の電極（２２）とが配置されており、
   前記第１の電極（２１）及び前記第２の電極（２２）の複数の電極線（３１，３２）が前記ケーシング（２）の共通の貫通孔（３）を通って外部へ引き出されている、
   磁気誘導式流量計において、
   第１の電極線（３１）及び第２の電極線（３２）が前記貫通孔（３）から前記第１の電極（２１）まで共通に撚り糸状に案内されており、
   前記第１の電極（２１）の箇所で前記第１の電極線（３１）は前記第１の電極（２１）に電気的に接続されており、
   前記第２の電極（２２）は前記測定管（１）を取り巻くループ状導体（３２’）に接続されており、前記ループ状導体（３２’）は、短絡されており、かつ、前記第１の電極（２１）の箇所で前記第２の電極線（３２）に接続されている
   ことを特徴とする磁気誘導式流量計。

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