JP2021081408A - Electromagnetic flowmeter - Google Patents

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Abstract

To provide an electromagnetic flowmeter which has high product performance and improved usability, and which enables the cost thereof to be reduced and the productivity thereof to be improved.SOLUTION: The electromagnetic flowmeter comprises: a measurement pipe 14; excitation coils 15, 16; first and second sub boards 17, 18 through which the measurement pipe 14 penetrates; and first and second joints 21, 22 connected to the measurement pipe 14. The electromagnetic flowmeter further comprises: a case 12 having first and second side walls 23, 24 to which the first and second joints 21, 22 are respectively fixed; and a main board 19 that blocks an opening of the case 12 to form a closed space S1. The closed space S1 includes: a first space S1a which is partitioned by the first and second sub boards 17, 18 and in which the excitation coils 15, 16 are housed; and second and third spaces S1b, S1c which are formed outside the first space S1a, and in which the first and second joints 21, 22 are housed. The first space S1a is formed in such a manner that air flow between the first space S1a: and the second and third spaces S1b, S1c is regulated.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、測定管内を流れる流体の流量を計測する電磁流量計に関する。 The present invention relates to an electromagnetic flow meter that measures the flow rate of a fluid flowing through a measuring tube.

近年、例えば特許文献1に記載されているような、FA(Factory Automation)市場向けの小型の容量式電磁流量計が実用化されている。特許文献1に記載されている電磁流量計は、図15および図16に示すように構成されている。特許文献1に示す電磁流量計においては、ボディ(ケース)1、ケーシング(上蓋)2および一対のアタッチメント(接続継手)3,4にて密封された一つの空間内に、測定管5、励磁コイル6、励磁基板7、制御基板8を含む全ての部品が内蔵されている。一対のアタッチメント3,4は、金属材料によって形成されてボディ1内で測定管5と接続され、測定管5と協働して一体の流路を形成している。尚、ボディ(ケース)1、ケーシング(上蓋)2および一対のアタッチメント(接続継手)3,4にて内部を密封する目的は、外部からの水分の侵入を防止するためであり、それぞれの接合部には図示していないシール手段(ゴム製パッキン等)が適用されている。 In recent years, for example, a small capacitive electromagnetic flowmeter for the FA (Factory Automation) market as described in Patent Document 1 has been put into practical use. The electromagnetic flowmeter described in Patent Document 1 is configured as shown in FIGS. 15 and 16. In the electromagnetic flowmeter shown in Patent Document 1, the measuring tube 5 and the exciting coil are contained in one space sealed by the body (case) 1, the casing (upper lid) 2, and the pair of attachments (connecting joints) 3 and 4. 6. All components including the excitation board 7 and the control board 8 are built-in. The pair of attachments 3 and 4 are formed of a metal material and are connected to the measuring tube 5 in the body 1 to form an integrated flow path in cooperation with the measuring tube 5. The purpose of sealing the inside with the body (case) 1, the casing (upper lid) 2, and the pair of attachments (connecting joints) 3 and 4 is to prevent the intrusion of moisture from the outside, and the respective joints. A sealing means (rubber packing, etc.) (not shown) is applied to the.

特開2014−202662号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-202662

特許文献1に記載されている電磁流量計では、ボディ1とケーシング2とによって構成された密閉構造の樹脂ケース内に一対のアタッチメント3,4の一部が突き出している。これらのアタッチメント3,4は金属材料によって形成されていて熱伝導率が高い。このため、測定流体として高温な流体を流した場合、樹脂ケース内で熱対流が起こる。この熱対流により、樹脂ケース内の温度が上昇し、励磁コイル6、励磁基板7および制御基板8などの部品の温度が上昇してしまうという問題があった。 In the electromagnetic flowmeter described in Patent Document 1, a part of the pair of attachments 3 and 4 protrudes into a resin case having a sealed structure composed of a body 1 and a casing 2. These attachments 3 and 4 are made of a metal material and have high thermal conductivity. Therefore, when a high-temperature fluid is flowed as the measurement fluid, heat convection occurs in the resin case. Due to this heat convection, the temperature inside the resin case rises, and there is a problem that the temperature of parts such as the exciting coil 6, the exciting substrate 7, and the control substrate 8 rises.

特に、励磁コイル6は、励磁電流とコイル抵抗とによる自己発熱が発生するため、流体の温度による影響だけでなく、自己発熱による温度上昇分も考慮し、使用する電線の絶縁材料の耐熱温度を超えないように励磁電流を制限しなければならない。励磁電流を低くすると、得られる流量信号レベルが低くなり、S/N比が悪化、つまり製品性能(流量計測値の精度や安定性)が悪化してしまう。 In particular, since the exciting coil 6 generates self-heating due to the exciting current and the coil resistance, the heat-resistant temperature of the insulating material of the electric wire to be used is determined by considering not only the influence of the temperature of the fluid but also the temperature rise due to the self-heating. The exciting current must be limited so that it does not exceed. When the exciting current is lowered, the obtained flow rate signal level is lowered, and the S / N ratio is deteriorated, that is, the product performance (accuracy and stability of the flow rate measurement value) is deteriorated.

また、励磁基板7および制御基板8に実装されている回路部品についても、上述した熱対流に起因する温度上昇および励磁コイル6の発熱に起因する温度上昇を考慮し、回路部品の許容動作温度範囲の上限を超えないように製品仕様を制限しなればならなかった。例えば、測定流体の温度範囲の上限が85℃で、製品動作温度範囲の上限が50℃である。このため、特許文献1に示すような従来の電磁流量計は、使い勝手が悪いものであった。 Further, with respect to the circuit components mounted on the exciting board 7 and the control board 8, the allowable operating temperature range of the circuit parts is also taken into consideration in consideration of the temperature rise due to the above-mentioned thermal convection and the temperature rise due to the heat generation of the exciting coil 6. The product specifications had to be restricted so as not to exceed the upper limit of. For example, the upper limit of the temperature range of the measurement fluid is 85 ° C., and the upper limit of the product operating temperature range is 50 ° C. Therefore, the conventional electromagnetic flowmeter as shown in Patent Document 1 is not easy to use.

このような制限を解消するためには、回路部品として、許容動作温度範囲の上限が一般産業機器で使用される回路部品より高い回路部品、たとえば上限温度が125℃に達するような特殊仕様部品を使用することが考えられる。しかし、この種の特殊仕様部品は、高価であり、流通性が悪いものが多い。このため、特殊仕様部品を使用すると、製品のコストアップや、生産性の悪化が避けられなかった。なお、部品仕様の上限温度以下であっても、LCD、LED、不揮発性メモリー、電解コンデンサなどの有寿命部品は、上限温度付近で長時間使用することにより部品寿命が短くなる。 In order to eliminate such restrictions, as circuit parts, circuit parts whose upper limit of the allowable operating temperature range is higher than those used in general industrial equipment, for example, special specification parts whose upper limit temperature reaches 125 ° C. It is possible to use it. However, many of these types of special specification parts are expensive and have poor distribution. Therefore, when special specification parts are used, it is inevitable that the cost of the product will increase and the productivity will deteriorate. Even if the temperature is below the upper limit temperature of the component specifications, the life of the components with a limited life such as LCD, LED, non-volatile memory, electrolytic capacitor, etc. is shortened by using them for a long time near the upper limit temperature.

本発明の目的は、流体から継手を介してケース内に伝達される熱の影響を受け難くすることにより、製品性能が高くなるとともに使い勝手が向上し、コストダウンと生産性の向上とを図ることができる電磁流量計を提供することである。 An object of the present invention is to make it less susceptible to the influence of heat transferred from a fluid through a joint into a case, thereby improving product performance and usability, reducing costs and improving productivity. Is to provide an electromagnetic flowmeter capable of

この目的を達成するために本発明に係る電磁流量計は、熱伝導率が低い材料によって形成されて測定対象となる流体が流れる測定管と、前記測定管を通るように磁気回路を形成する励磁コイルと、前記測定管が貫通して前記測定管の長手方向とは交差する方向に延びる一対のサブ基板と、前記測定管の両端部に接続された一対の継手と、前記一対の継手が貫通して固定される第1および第2の側壁を有し、前記測定管、前記励磁コイルおよび前記サブ基板を収容する箱状のケースと、前記ケースの開口部を塞ぎ、前記ケースの内部に閉じた空間を形成するメイン基板とを備え、前記閉じた空間は、前記一対のサブ基板によって仕切られて前記励磁コイルが収容された第1の空間と、前記第1の空間の外側に形成されて前記一対の継手が収容された第2および第3の空間とを含み、前記第1の空間は、前記第2および第3の空間とは空気の流通が規制されるように形成されているものである。 In order to achieve this object, the electromagnetic flowmeter according to the present invention has a measuring tube formed of a material having a low thermal conductivity and through which a fluid to be measured flows, and an excitation that forms a magnetic circuit so as to pass through the measuring tube. The coil, a pair of sub-boards that penetrate the measuring tube and extend in a direction intersecting the longitudinal direction of the measuring tube, a pair of joints connected to both ends of the measuring tube, and the pair of joints penetrate. It has first and second side walls to be fixed, and closes the box-shaped case for accommodating the measuring tube, the exciting coil and the sub-board, and the opening of the case, and closes inside the case. The closed space is formed outside the first space and the first space in which the exciting coil is housed, which is partitioned by the pair of sub-boards. The first space includes a second space and a third space in which the pair of joints are housed, and the first space is formed so as to regulate the flow of air with the second and third spaces. Is.

本発明は、前記電磁流量計において、さらに、前記測定管を前記一対のサブ基板と協働して囲むシールドケースを備え、前記シールドケースは、前記第1の空間内を前記測定管が収容された内側空間と、前記内側空間の周囲の外側空間とに仕切っていてもよい。 The present invention further comprises a shield case that surrounds the measuring tube in cooperation with the pair of sub-boards in the electromagnetic flow meter, and the shield case accommodates the measuring tube in the first space. It may be divided into an inner space and an outer space around the inner space.

本発明は、前記電磁流量計において、前記メイン基板における前記第2および第3の空間を除く位置に耐熱性が相対的に低い回路部品が実装されていてもよい。 In the present invention, in the electromagnetic flowmeter, circuit components having relatively low heat resistance may be mounted at positions on the main board other than the second and third spaces.

本発明は、前記電磁流量計において、さらに、前記ケースの開口側端部に取付けられ、前記ケースと協働して密封空間を形成する蓋体と、前記蓋体内の前記密封空間を前記メイン基板側の第4の空間と反対側の第5の空間とに仕切る蓋側基板とを備え、前記蓋側基板における前記第5の空間に含まれる部位に、前記メイン基板に実装されている耐熱性が相対的に低い回路部品と較べてさらに耐熱性が相対的に低い回路部品が実装されていてもよい。 In the electromagnetic flow meter, the present invention further comprises a lid that is attached to the opening side end of the case to form a sealing space in cooperation with the case, and the sealing space inside the lid as the main substrate. A lid-side substrate that partitions a fourth space on the side and a fifth space on the opposite side is provided, and heat resistance mounted on the main substrate is provided in a portion of the lid-side substrate that is included in the fifth space. A circuit component having a relatively low heat resistance as compared with a circuit component having a relatively low heat resistance may be mounted.

本発明において、一対の継手を熱源としてケース内で発生する熱対流は、第2および第3の空間内に制限される。このため、第1の空間内は、測定流体の熱の影響を受け難くなる。したがって、測定流体の熱に起因する励磁コイルの温度上昇が抑えられるから、その分、励磁電流を高くすることが可能になる。この結果、本発明によれば、流量計測値の精度や安定性などの製品性能が高い電磁流量計を提供することができる。 In the present invention, the heat convection generated in the case using the pair of joints as a heat source is limited to the second and third spaces. Therefore, the inside of the first space is less susceptible to the heat of the measurement fluid. Therefore, since the temperature rise of the exciting coil due to the heat of the measuring fluid is suppressed, the exciting current can be increased accordingly. As a result, according to the present invention, it is possible to provide an electromagnetic flow meter having high product performance such as accuracy and stability of flow rate measurement values.

また、ケース内の熱対流が第2および第3の空間内に制限されることにより、メイン基板の温度上昇が抑えられるから、メイン基板に実装された回路部品に流体の熱が伝達され難くなる。このため、回路部品の温度上昇が抑えられるから、製品仕様の流体温度範囲上限を高くすることができるとともに、製品動作温度範囲の上限を高くすることができるから、使い勝手がよい電磁流量計を提供できる。しかも、回路部品として、産業機器で一般的に使用される、安価でかつ流通性が良い回路部品を使用することができるから、電磁流量計のコストダウンを図ることができるとともに生産性を高くすることができる。 Further, since the heat convection in the case is restricted to the second and third spaces, the temperature rise of the main board is suppressed, so that the heat of the fluid is less likely to be transferred to the circuit components mounted on the main board. .. Therefore, since the temperature rise of the circuit parts can be suppressed, the upper limit of the fluid temperature range of the product specifications can be raised, and the upper limit of the operating temperature range of the product can be raised, so that an electromagnetic flowmeter that is easy to use is provided. it can. Moreover, since it is possible to use inexpensive and well-distributed circuit parts generally used in industrial equipment as circuit parts, it is possible to reduce the cost of the electromagnetic flowmeter and increase the productivity. be able to.

第1の実施の形態にかかる電磁流量計の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electromagnetic flowmeter which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる電磁流量計のケース部分の上面図である。It is a top view of the case part of the electromagnetic flowmeter which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる電磁流量計の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the electromagnetic flowmeter which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる電磁流量計の断面斜視図である。It is sectional drawing of the electromagnetic flowmeter which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる電磁流量計の組立図である。It is an assembly drawing of the electromagnetic flowmeter which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる検出器を示す上面図である。It is a top view which shows the detector which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる検出器を示す側面図である。It is a side view which shows the detector which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態にかかる検出器を示す正面図である。It is a front view which shows the detector which concerns on 1st Embodiment. プリアンプを用いた差動増幅回路の構成例を説明する図である。It is a figure explaining the structural example of the differential amplifier circuit using a preamplifier. 第2の実施の形態にかかる電磁流量計の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electromagnetic flowmeter which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施の形態にかかる電磁流量計の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electromagnetic flowmeter which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態にかかる電磁流量計のケース部分の上面図である。It is a top view of the case part of the electromagnetic flowmeter according to the 3rd Embodiment. 第3の実施の形態にかかる電磁流量計の組立図である。It is an assembly drawing of the electromagnetic flowmeter which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施の形態にかかる電磁流量計の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electromagnetic flowmeter which concerns on 3rd Embodiment. 従来の電磁流量計の構成を説明するための側方から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the side for explaining the structure of the conventional electromagnetic flowmeter. 従来の電磁流量計の構成を説明するための正面から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the front for explaining the structure of the conventional electromagnetic flowmeter.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1および図2を参照して、本発明の第1の実施の形態にかかる電磁流量計11について説明する。この電磁流量計11は、有底角筒状のケース12に後述する各種の部品を取付けて構成されている。ケース12の開口部12aは、蓋体13によって閉塞される。蓋体13は、ケース12の開口側端部に取付けられ、ケース12と協働して密封空間Sを形成している。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the electromagnetic flowmeter 11 according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The electromagnetic flowmeter 11 is configured by attaching various parts described later to a bottomed square tubular case 12. The opening 12a of the case 12 is closed by the lid 13. The lid 13 is attached to the opening-side end of the case 12 and cooperates with the case 12 to form a sealing space S.

ケース12に取付けられる部品としては、詳細は後述するが、ケース12の一端側から他端側に延びる測定管14と、測定管14の両側方に配置された一対の励磁コイル15,16と、測定管14が貫通する一対のサブ基板(第1のサブ基板17および第2のサブ基板18)と、ケース12の開口部12aに取付けられたメイン基板19などである。測定管14と、励磁コイル15,16と、第1および第2のサブ基板17,18は、ケース12の中に収容されている。 The parts to be attached to the case 12, which will be described in detail later, include a measuring tube 14 extending from one end side to the other end side of the case 12, and a pair of exciting coils 15 and 16 arranged on both sides of the measuring tube 14. A pair of sub-boards (first sub-board 17 and second sub-board 18) through which the measuring tube 14 penetrates, a main board 19 attached to the opening 12a of the case 12, and the like. The measuring tube 14, the exciting coils 15, 16 and the first and second sub-boards 17 and 18 are housed in the case 12.

測定管14内には、測定対象としての流体が図1において左側に位置する上流端から図1において右側に位置する下流端に向けて流される。測定管14の上流側端部は、第1の継手21を介してケース12に支持されている。測定管14の下流側端部は、第2の継手22を介してケース12に支持されている。第1の継手21は、ケース12の第1の側壁23を貫通して第1の側壁23に固定されている。第2の継手22は、ケース12の第2の側壁24を貫通して第2の側壁24に固定されている。
第1および第2のサブ基板17,18とメイン基板19とは、図示していない導通手段によって電気的に接続されている。また、第1および第2のサブ基板17,18とメイン基板19とには、図3に示すような電気回路が設けられている。
A fluid as a measurement target flows into the measuring tube 14 from the upstream end located on the left side in FIG. 1 to the downstream end located on the right side in FIG. The upstream end of the measuring tube 14 is supported by the case 12 via a first joint 21. The downstream end of the measuring tube 14 is supported by the case 12 via a second joint 22. The first joint 21 penetrates the first side wall 23 of the case 12 and is fixed to the first side wall 23. The second joint 22 penetrates the second side wall 24 of the case 12 and is fixed to the second side wall 24.
The first and second sub-boards 17, 18 and the main board 19 are electrically connected by a conductive means (not shown). Further, the first and second sub-boards 17 and 18 and the main board 19 are provided with an electric circuit as shown in FIG.

図3は、第1の実施の形態にかかる電磁流量計11の回路構成を示すブロック図である。以下においては、測定管14内を流れる測定対象としての流体に一対の検出電極が直接接液しない容量式電磁流量計11を例として説明するが、これに限定されるものではなく、検出電極が流体と直接接液する接液式の電磁流量計であっても、本発明を同様に適用できる。
図3に示すように、容量式電磁流量計11は、主な回路部として、検出部31、信号増幅回路32、信号検出回路33、励磁回路34、導電率(電気伝導率)測定用の電気回路35、伝送回路36、設定・表示回路37、および演算処理回路(CPU)38を備えている。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the electromagnetic flowmeter 11 according to the first embodiment. In the following, a capacitive electromagnetic flowmeter 11 in which a pair of detection electrodes does not directly contact the fluid as a measurement target flowing in the measuring tube 14 will be described as an example, but the present invention is not limited to this, and the detection electrodes are used. The present invention can be similarly applied to a liquid contact type electromagnetic flowmeter that is in direct contact with a fluid.
As shown in FIG. 3, the capacitive electromagnetic flowmeter 11 has a detection unit 31, a signal amplification circuit 32, a signal detection circuit 33, an excitation circuit 34, and electricity for measuring conductivity (electrical conductivity) as main circuit units. It includes a circuit 35, a transmission circuit 36, a setting / display circuit 37, and an arithmetic processing unit (CPU) 38.

検出部31は、主な構成として、測定管14、測定管14を通るように磁気回路を形成する励磁コイル15,16、一対の面電極41,51、およびプリアンプ61を備え、測定管14内の流路14aを流れる流体の流速に応じた起電力Va,Vbを面電極41,51で検出し、これら起電力Va,Vbに応じた交流の検出信号Vinを出力する機能を有している。 The detection unit 31 includes a measuring tube 14, an exciting coil 15 and 16 forming a magnetic circuit so as to pass through the measuring tube 14, a pair of surface electrodes 41 and 51, and a preamplifier 61, and the inside of the measuring tube 14 is provided. It has a function of detecting electromotive forces Va and Vb according to the flow velocity of the fluid flowing through the flow path 14a by the surface electrodes 41 and 51 and outputting an AC detection signal Vin corresponding to these electromotive forces Va and Vb. ..

演算処理回路38の励磁制御部38Aは、予め設定されている励磁周期に基づいて、励磁電流Iexの極性を切り替えるための励磁制御信号Vexを出力する。励磁回路34は、演算処理回路38の励磁制御部38Aからの励磁制御信号Vexに基づいて、交流の励磁電流Iexを励磁コイル15,16へ供給する。
信号増幅回路32は、検出部31から出力された検出信号Vinに含まれるノイズ成分をフィルタリングした後、増幅して得られた交流の流量信号VFを出力する。信号検出回路33は、信号増幅回路32からの流量信号VFをサンプルホールドし、得られた直流電圧を流量振幅値DFにA/D変換して、演算処理回路38へ出力する。
The excitation control unit 38A of the arithmetic processing circuit 38 outputs an excitation control signal Vex for switching the polarity of the excitation current Iex based on a preset excitation cycle. The excitation circuit 34 supplies an alternating current excitation current Iex to the excitation coils 15 and 16 based on the excitation control signal Vex from the excitation control unit 38A of the arithmetic processing circuit 38.
The signal amplification circuit 32 filters the noise component contained in the detection signal Vin output from the detection unit 31, and then outputs the AC flow rate signal VF obtained by amplification. The signal detection circuit 33 sample-holds the flow signal VF from the signal amplification circuit 32, A / D converts the obtained DC voltage into the flow amplitude value DF, and outputs it to the arithmetic processing circuit 38.

演算処理回路38の流量算出部38Bは、信号検出回路33からの流量振幅値DFに基づいて流体の流量を算出し、流量計測結果を伝送回路36へ出力する。伝送回路36は、伝送路Lを介して上位装置との間でデータ伝送を行うことにより、演算処理回路38で得られた流量計測結果や空状態判定結果を上位装置へ送信する。 The flow rate calculation unit 38B of the arithmetic processing circuit 38 calculates the flow rate of the fluid based on the flow rate amplitude value DF from the signal detection circuit 33, and outputs the flow rate measurement result to the transmission circuit 36. The transmission circuit 36 transmits data to and from the host device via the transmission line L, thereby transmitting the flow rate measurement result and the empty state determination result obtained by the arithmetic processing circuit 38 to the host device.

導電率測定用の電気回路35は、例えば第1の継手21を介して測定管14内を流れる流体をコモン電位Vcomとした状態で、導電率測定用の面電極62に抵抗素子を介して交流信号を印加し、そのときの導電率測定用の面電極62に発生する交流検出信号の振幅をサンプリングし、A/D変換して得られた交流振幅値データDPを演算処理回路38へ出力する回路である。 In the electric circuit 35 for measuring conductivity, for example, the fluid flowing in the measuring tube 14 via the first joint 21 has a common potential of Vcom, and the surface electrode 62 for measuring conductivity is alternating current via a resistance element. A signal is applied, the amplitude of the AC detection signal generated on the surface electrode 62 for measuring conductivity at that time is sampled, and the AC amplitude value data DP obtained by A / D conversion is output to the arithmetic processing circuit 38. It is a circuit.

演算処理回路38の導電率算出部38Cは、導電率測定用の電気回路35からの交流振幅値データDPに基づいて、流体の電気伝導率を算出する機能を有している。
演算処理回路38の空状態判定部38Dは、導電率算出部38Cで算出された流体の電気伝導率に基づいて、測定管14内における流体の存在有無を判定する機能を有している。
通常、流体の電気伝導率は、空気の電気伝導率より大きい。このため、空状態判定部38Dは、導電率算出部38Cで算出された流体の電気伝導率を、閾値処理することにより、流体の存在有無を判定している。
The conductivity calculation unit 38C of the arithmetic processing circuit 38 has a function of calculating the electrical conductivity of the fluid based on the AC amplitude value data DP from the electric circuit 35 for measuring the conductivity.
The empty state determination unit 38D of the arithmetic processing circuit 38 has a function of determining the presence or absence of the fluid in the measuring tube 14 based on the electric conductivity of the fluid calculated by the conductivity calculation unit 38C.
Generally, the electrical conductivity of a fluid is greater than the electrical conductivity of air. Therefore, the empty state determination unit 38D determines the presence / absence of the fluid by performing threshold processing on the electrical conductivity of the fluid calculated by the conductivity calculation unit 38C.

設定・表示回路37は、例えば作業者の操作入力を検出して、流量計測、伝導率測定、空状態判定などの各種動作を演算処理回路38へ出力し、演算処理回路38から出力された、流量計測結果や空状態判定結果をLEDやLCDなどの表示回路で表示する。 The setting / display circuit 37 detects, for example, an operator's operation input, outputs various operations such as flow rate measurement, conductivity measurement, and empty state determination to the arithmetic processing circuit 38, and outputs from the arithmetic processing circuit 38. The flow rate measurement result and the empty state judgment result are displayed by a display circuit such as an LED or an LCD.

演算処理回路38は、CPUとその周辺回路を備え、予め設定されているプログラムをCPUで実行することにより、ハードウェアとソフトウェアを協働させることにより、励磁制御部38A、流量算出部38B、導電率算出部38C、空状態判定部38Dなどの各種処理部を実現する。 The arithmetic processing circuit 38 includes a CPU and its peripheral circuits, and by executing a preset program on the CPU, the hardware and software are made to cooperate, thereby causing the excitation control unit 38A, the flow rate calculation unit 38B, and conductivity. Various processing units such as a rate calculation unit 38C and an empty state determination unit 38D are realized.

図3に示す回路のうち、検出部31のプリアンプ61は、第1および第2のサブ基板17,18のうち、測定管14の下流側端部が貫通する第2のサブ基板18に実装されている。信号増幅回路32と、信号検出回路33と、励磁回路34と、導電率測定用の電気回路35の一部と、伝送回路36と、設定・表示回路37と、演算処理回路38は、後述するメイン基板19に実装されている。プリアンプ61と信号増幅回路32との電気的接続と、励磁回路34と励磁コイル15,16との電気的接続は、それぞれ図示してない導通手段によって行われている。導電率測定用の電気回路35のうち、メイン基板19に実装されていない電気回路は、第1および第2のサブ基板17,18のうち、測定管14の上流側端部が貫通する第1のサブ基板17に実装され、図示していない導通手段によってメイン基板19側の電気回路に接続されている。 In the circuit shown in FIG. 3, the preamplifier 61 of the detection unit 31 is mounted on the second sub-board 18 of the first and second sub-boards 17 and 18 through which the downstream end of the measuring tube 14 penetrates. ing. The signal amplifier circuit 32, the signal detection circuit 33, the excitation circuit 34, a part of the electric circuit 35 for measuring conductivity, the transmission circuit 36, the setting / display circuit 37, and the arithmetic processing circuit 38 will be described later. It is mounted on the main board 19. The electrical connection between the preamplifier 61 and the signal amplification circuit 32 and the electrical connection between the excitation circuit 34 and the excitation coils 15 and 16 are made by conduction means (not shown), respectively. Among the electric circuits 35 for measuring conductivity, the electric circuit not mounted on the main board 19 is the first of the first and second sub-boards 17 and 18 through which the upstream end of the measuring tube 14 penetrates. It is mounted on the sub-board 17 of the above and is connected to the electric circuit on the main board 19 side by a conductive means (not shown).

[測定管の取付構造]
次に、図1、図2および図4を参照して、測定管14の取付構造について詳細に説明する。図2は、第1の実施の形態にかかる電磁流量計11の上面図である。図4は、第1の実施の形態にかかる電磁流量計11の断面斜視図である。
[Mounting structure of measuring tube]
Next, the mounting structure of the measuring tube 14 will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2 and 4. FIG. 2 is a top view of the electromagnetic flow meter 11 according to the first embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional perspective view of the electromagnetic flow meter 11 according to the first embodiment.

本実施の形態は、第1および第2のサブ基板17,18にそれぞれ設けた管孔17a,18aに測定管14の両端部を貫通させ、これらの第1および第2のサブ基板17,18をケース12に保持させて測定管14をケース12に取り付けるようにしたものである。図2に示すように、第1のサブ基板17の側端部17b,17cは、ケース12の内壁部12bに形成したガイド部73,74にケース12の開口部12aから挿入されて嵌合している。第2のサブ基板18の側端部18b,18cは、ケース12の内壁部12bに形成したガイド部75,76に、ケース12の開口部12aから挿入されて嵌合している。第1のサブ基板17がガイド部73,74に嵌合してケース12の保持されるとともに、第2のサブ基板18がガイド部75,76に嵌合してケース12に保持されることにより、測定管14がケース12に取付けられる。 In the present embodiment, both ends of the measuring tube 14 are passed through the tube holes 17a and 18a provided in the first and second sub-boards 17 and 18, respectively, and these first and second sub-boards 17 and 18 are formed. Is held in the case 12 and the measuring tube 14 is attached to the case 12. As shown in FIG. 2, the side end portions 17b and 17c of the first sub-board 17 are inserted and fitted into the guide portions 73 and 74 formed on the inner wall portion 12b of the case 12 through the opening portion 12a of the case 12. ing. The side end portions 18b, 18c of the second sub-board 18 are inserted and fitted into the guide portions 75, 76 formed on the inner wall portion 12b of the case 12 through the opening portion 12a of the case 12. The first sub-board 17 is fitted into the guide portions 73 and 74 to hold the case 12, and the second sub-board 18 is fitted into the guide portions 75 and 76 and held by the case 12. , The measuring tube 14 is attached to the case 12.

測定管14は、セラミックや樹脂などの絶縁性および誘電性に優れるとともに熱伝導率が低くなる材料によって円筒状に形成されている。測定管14の外側には、図2に示すように、ヨーク77と、一対の励磁コイル15,16とが設けられている。ヨーク77は、測定管14の長手方向(第1の方向)Xに対して磁束方向(第2の方向)Yが直交するよう、ケース12の開口に向けて開放される断面略C字形状に形成されている。一対の励磁コイル15,16は、それぞれコイルボビン15a,16aに巻回されて保持されており、測定管14を挟んで対向するようにヨーク77に取付けられている。なお、以下においては、図を見易くするため、対向するヨーク77の端面だけ、すなわちヨーク面77A、77Bだけを図示する。 The measuring tube 14 is formed in a cylindrical shape by a material such as ceramic or resin which is excellent in insulating property and dielectric property and has low thermal conductivity. As shown in FIG. 2, a yoke 77 and a pair of exciting coils 15 and 16 are provided on the outside of the measuring tube 14. The yoke 77 has a substantially C-shaped cross section that is opened toward the opening of the case 12 so that the magnetic flux direction (second direction) Y is orthogonal to the longitudinal direction (first direction) X of the measuring tube 14. It is formed. The pair of exciting coils 15 and 16 are wound and held around the coil bobbins 15a and 16a, respectively, and are attached to the yoke 77 so as to face each other with the measuring tube 14 interposed therebetween. In the following, only the end faces of the opposing yokes 77, that is, only the yoke faces 77A and 77B are shown for the sake of easy viewing.

一方、測定管14の外周面14bには、長手方向Xおよび磁束方向(第2の方向)Yと直交する電極方向(第3の方向)Zに、薄膜導体からなる一対の面電極(第1の面電極)41と面電極(第2の面電極)51が対向配置されている。
これにより、交流の励磁電流Iexを励磁コイル15,16に供給すると、励磁コイル15,16の中央に位置するヨーク面77A,77B間に磁束Φが発生して、流路14aを流れる流体に、電極方向Zに沿って流体の流速に応じた振幅を持つ交流の起電力が発生し、この起電力が、流体と面電極41,51との間の静電容量を介して面電極41,51で検出される。
On the other hand, on the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14, a pair of surface electrodes (first) made of thin film conductors are formed in the electrode direction (third direction) Z orthogonal to the longitudinal direction X and the magnetic flux direction (second direction) Y. 41 and the surface electrode (second surface electrode) 51 are arranged to face each other.
As a result, when an alternating current exciting current Iex is supplied to the exciting coils 15 and 16, a magnetic flux Φ is generated between the yoke surfaces 77A and 77B located at the center of the exciting coils 15 and 16, and the fluid flowing through the flow path 14a is affected. An alternating current electromotive force having an amplitude corresponding to the flow velocity of the fluid is generated along the electrode direction Z, and this electromotive force is passed through the electrostatic capacitance between the fluid and the surface electrodes 41, 51 to the surface electrodes 41, 51. Is detected by.

ケース12は、上方に開口部12aを有し、内部に測定管14、励磁コイル15,16、第1および第2のサブ基板17,18などを収容する有底角筒状(箱状)に樹脂材料によって形成されている。ケース12の内壁部のうち長手方向Xと平行する一対の内壁部12bには、図2に示すように、互いに対向する位置にガイド部73〜76が形成されている。ガイド部73〜76は、それぞれ電極方向Zと平行して形成された2つの突条73a,73b,74a,74b,75a,75b,76a,76bからなり、これら突条の間の嵌合部78〜81が、開口部12aから挿入された第1および第2のサブ基板17,18の側端部17b,17c,18b,18cと嵌合する。 The case 12 has a bottomed square cylinder (box shape) having an opening 12a at the upper side and accommodating the measuring tube 14, the exciting coils 15, 16, the first and second sub-boards 17, 18 and the like inside. It is made of a resin material. As shown in FIG. 2, guide portions 73 to 76 are formed on the pair of inner wall portions 12b parallel to the longitudinal direction X of the inner wall portions of the case 12 at positions facing each other. The guide portions 73 to 76 are composed of two ridges 73a, 73b, 74a, 74b, 75a, 75b, 76a, 76b formed in parallel with the electrode direction Z, respectively, and the fitting portion 78 between the ridges 78. ~ 81 fit with the side ends 17b, 17c, 18b, 18c of the first and second sub-boards 17, 18 inserted through the opening 12a.

なお、ガイド部73〜76の各突条73a,73b,74a,74b,75a,75b,76a,76bは、電極方向Zに連続して形成されている必要はなく、側端部17b,17c,18b,18cがスムーズに挿入される間隔で、複数に分離して形成してもよい。また、ガイド部73〜76は、突条ではなく、内壁部12bに形成されて、第1および第2のサブ基板17,18の側端部17b,17c,18b,18cが挿入される溝であってもよい。 The ridges 73a, 73b, 74a, 74b, 75a, 75b, 76a, 76b of the guide portions 73 to 76 do not need to be continuously formed in the electrode direction Z, and the side end portions 17b, 17c, 18b and 18c may be formed separately at intervals of smooth insertion. Further, the guide portions 73 to 76 are formed in the inner wall portion 12b instead of the ridges, and are grooves in which the side end portions 17b, 17c, 18b, 18c of the first and second sub-boards 17, 18 are inserted. There may be.

ケース12の側面のうち磁束方向Yと平行になる一対の側面12cには、電磁流量計11の外部に設けられる配管(図示せず)と測定管14とを連結可能な、金属材料(例えば、SUS)から構成された管状の第1および第2の継手21,22が配設されている。この際、測定管14は、長手方向Xに沿ってケース12の内部に収納され、測定管14の両端部には、Oリング82を挟んで第1の継手21と第2の継手22とがそれぞれ連結される。 A metal material (for example, for example) capable of connecting a pipe (not shown) provided outside the electromagnetic flowmeter 11 and a measuring tube 14 to a pair of side surfaces 12c parallel to the magnetic flux direction Y among the side surfaces of the case 12. The tubular first and second joints 21 and 22 made of SUS) are arranged. At this time, the measuring tube 14 is housed inside the case 12 along the longitudinal direction X, and the first joint 21 and the second joint 22 sandwich the O-ring 82 at both ends of the measuring tube 14. Each is connected.

ここで、第1および第2の継手21,22のうちの少なくとも一方は、コモン電極83(図3参照)として機能する。例えば、第1の継手21は、コモン電位Vcomに接続されることにより、外部の配管と測定管14とを連結するだけでなく、コモン電極83としても機能する。
このように、コモン電極83を金属からなる第1の継手21によって実現することにより、コモン電極83の流体と接触する面積が広くなる。これにより、コモン電極83に異物の付着や腐食が生じた場合であっても、異物の付着や腐食が生じた部分の面積がコモン電極83の全面積に対して相対的に小さくなるため、分極容量の変化による測定誤差を抑えることが可能となる。
Here, at least one of the first and second joints 21 and 22 functions as a common electrode 83 (see FIG. 3). For example, the first joint 21 not only connects the external pipe and the measuring pipe 14 but also functions as a common electrode 83 by being connected to the common potential Vcom.
As described above, by realizing the common electrode 83 by the first joint 21 made of metal, the area of the common electrode 83 in contact with the fluid is widened. As a result, even if foreign matter adheres or corrodes to the common electrode 83, the area of the portion where the foreign matter adheres or corrodes is relatively small with respect to the total area of the common electrode 83, so that polarization occurs. It is possible to suppress measurement errors due to changes in capacitance.

図5は、第1の実施の形態にかかる電磁流量計11の組立図である。
第1および第2のサブ基板17,18は、回路部品を実装するための一般的なプリント基板(例えば、板厚1.6mmのガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板)であり、図5に示すように、ほぼ中央位置に、測定管14を貫通させるための管孔17a,18aが形成されている。したがって、第1および第2のサブ基板17,18は、測定管14が貫通して測定管14の長手方向とは交差する方向に延びることになる。
FIG. 5 is an assembly drawing of the electromagnetic flow meter 11 according to the first embodiment.
The first and second sub-boards 17 and 18 are general printed circuit boards for mounting circuit components (for example, a glass cloth base material epoxy resin copper-clad laminate having a plate thickness of 1.6 mm), and FIG. As shown in the above, tube holes 17a and 18a for passing the measuring tube 14 are formed at substantially the center position. Therefore, the first and second sub-boards 17 and 18 extend in a direction through which the measuring tube 14 penetrates and intersects the longitudinal direction of the measuring tube 14.

メイン基板19は、第1および第2のサブ基板17,18と同等のプリント基板であり、図1に示すように、測定管14の長手方向に延びて第1および第2のサブ基板17,18に略接触するようにケース12の開口部12aに取付けられている。この実施の形態によるメイン基板19は、一対の第1および第2のサブ基板17,18と略接触する状態でケース12の開口部12aを塞ぎ、ケース12内と蓋体13内とに形成された密封空間Sをケース12内の閉じた空間S1と、蓋体13内の閉空間S2とに仕切っている。メイン基板19は、ケース12の4隅部分に設けられた取付座84に固定用ボルト85によって固定されている。 The main board 19 is a printed circuit board equivalent to the first and second sub-boards 17, 18 and, as shown in FIG. 1, extends in the longitudinal direction of the measuring tube 14, and the first and second sub-boards 17, It is attached to the opening 12a of the case 12 so as to make substantially contact with 18. The main substrate 19 according to this embodiment closes the opening 12a of the case 12 in a state of substantially contacting the pair of first and second sub-boards 17 and 18, and is formed inside the case 12 and inside the lid 13. The sealed space S is divided into a closed space S1 in the case 12 and a closed space S2 in the lid 13. The main board 19 is fixed to mounting seats 84 provided at four corners of the case 12 by fixing bolts 85.

また、メイン基板19は、第1および第2のサブ基板17,18における電極方向Zの一端に隙間が生じることがないように略接触している。ここでいう「略接触」とは、第1および第2のサブ基板17,18の電極方向Zの一端における一部もしくは全部に、メイン基板19が接触する状態と、メイン基板19が第1および第2のサブ基板17,18とは接触することがなく、メイン基板19と第1および第2のサブ基板17,18との間に微小な隙間が生じる状態とを含む。このように第1および第2のサブ基板17,18にメイン基板19が「略接触」することにより、メイン基板19がケース12の開口部を塞いだ状態で、一対の第1および第2のサブ基板と協働してケース12の内部が複数の空間に仕切られるようになる。 Further, the main substrate 19 is substantially in contact with each other so that no gap is formed at one end of the electrode directions Z on the first and second sub-boards 17 and 18. The "substantial contact" here means a state in which the main substrate 19 is in contact with a part or all of the first and second sub-boards 17 and 18 at one end in the electrode direction Z, and the main substrate 19 is in contact with the first and first This includes a state in which the second sub-boards 17 and 18 do not come into contact with each other and a minute gap is formed between the main board 19 and the first and second sub-boards 17 and 18. As the main substrate 19 "substantially contacts" the first and second sub-boards 17 and 18 in this way, the pair of first and second sub-boards 19 in a state where the main substrate 19 closes the opening of the case 12. The inside of the case 12 is partitioned into a plurality of spaces in cooperation with the sub-board.

ケース12内の閉じた空間S1は、一対の第1および第2のサブ基板17,18によって仕切られて励磁コイル15,16が収容された第1の空間S1aと、第1の空間S1aの外側に形成されて第1および第2の継手21,22が収容された第2および第3の空間S1b,S1cとを含んでいる。第1および第2のサブ基板17,18と測定管14との間には隙間が殆ど形成されていない。第1および第2のサブ基板17,18とメイン基板19との間にも隙間が殆ど形成されていない。このため、第1の空間S1aは、第2および第3の空間S1b,S1cとは空気の流通が規制されるように形成されている。 The closed space S1 in the case 12 is partitioned by a pair of first and second sub-boards 17, 18 and accommodates the exciting coils 15 and 16, and the outside of the first space S1a. Includes second and third spaces S1b, S1c formed in the space and accommodating the first and second joints 21 and 22. Almost no gap is formed between the first and second sub-boards 17 and 18 and the measuring tube 14. Almost no gap is formed between the first and second sub-boards 17 and 18 and the main board 19. Therefore, the first space S1a is formed so as to regulate the flow of air with the second and third spaces S1b and S1c.

メイン基板19に実装された電気回路を構成する回路部品、すなわち信号増幅回路32と、信号検出回路33と、励磁回路34と、導電率測定用の電気回路35の一部と、伝送回路36と、設定・表示回路37と、演算処理回路38を構成する回路部品のうち、許容動作温度範囲の上限が相対的に低くなる回路部品91や、有寿命部品92などの耐熱性が相対的に低い回路部品は、第2および第3の空間S1b,S1cを除く位置に実装されている。許容動作温度範囲の上限が相対的に低くなる回路部品91としては、例えば、LCDや、マイコン、不揮発性メモリーなどの半導体集積回路などが挙げられる。有寿命部品92としては、例えば、LCD、LED、不揮発性メモリー、電解コンデンサなどが挙げられる。ここでいう「耐熱性」とは、半導体部品やその他の一般回路部品においては、熱ストレスを受けても部品性能を維持できる耐熱温度である。また、電解コンデンサ、LCD、LED等の有寿命部品においては、動作温度と動作時間に対する部品性能の耐熱特性が「耐熱性」に相当する。この場合、高い動作温度で長時間動作できる部品が「耐熱性」が高い部品となる。 The circuit components constituting the electric circuit mounted on the main board 19, that is, the signal amplification circuit 32, the signal detection circuit 33, the excitation circuit 34, a part of the electric circuit 35 for measuring conductivity, and the transmission circuit 36. Among the circuit components constituting the setting / display circuit 37 and the arithmetic processing circuit 38, the heat resistance of the circuit component 91 in which the upper limit of the allowable operating temperature range is relatively low and the life-long component 92 is relatively low. The circuit components are mounted at positions other than the second and third spaces S1b and S1c. Examples of the circuit component 91 in which the upper limit of the allowable operating temperature range is relatively low include an LCD, a microcomputer, and a semiconductor integrated circuit such as a non-volatile memory. Examples of the life-long component 92 include LCDs, LEDs, non-volatile memories, electrolytic capacitors, and the like. The term "heat resistance" as used herein is a heat resistant temperature at which the performance of semiconductor parts and other general circuit parts can be maintained even when subjected to thermal stress. Further, in a life-long component such as an electrolytic capacitor, an LCD, or an LED, the heat resistance characteristic of the component performance with respect to the operating temperature and the operating time corresponds to "heat resistance". In this case, a component that can operate at a high operating temperature for a long time is a component having high "heat resistance".

図6は、電磁流量計11において流量を測定する部分である検出器の上面図である。図7は、第1の実施の形態にかかる検出器を示す側面図である。図8は、第1の実施の形態にかかる検出器を示す正面図である。なお、図6および図7は、第1のサブ基板17を省略して描いてある。
流体と面電極41,51との間の静電容量は数pF程度と非常に小さく、流体と面電極41,51との間のインピーダンスが高くなるため、ノイズの影響を受けやすくなる。このため、オペアンプICなどを用いたプリアンプ61により、面電極41,51で得られた起電力Va,Vbを低インピーダンス化している。プリアンプ61は、第2のサブ基板18における面電極41,51と近接する一方の面に実装されている。
FIG. 6 is a top view of the detector, which is a part of the electromagnetic flow meter 11 for measuring the flow rate. FIG. 7 is a side view showing the detector according to the first embodiment. FIG. 8 is a front view showing the detector according to the first embodiment. Note that FIGS. 6 and 7 are drawn with the first sub-board 17 omitted.
The capacitance between the fluid and the surface electrodes 41 and 51 is very small, about several pF, and the impedance between the fluid and the surface electrodes 41 and 51 is high, so that it is easily affected by noise. Therefore, the preamplifier 61 using an operational amplifier IC or the like lowers the impedance of the electromotive forces Va and Vb obtained by the surface electrodes 41 and 51. The preamplifier 61 is mounted on one surface of the second sub-board 18 close to the surface electrodes 41 and 51.

本実施の形態では、測定管14と交差する方向であって、励磁コイル15,16のヨーク面77A,77B間で磁束Φが発生する領域すなわち磁束領域Fの外側位置に、第2のサブ基板18を測定管14に取り付けてプリアンプ61を実装し、面電極41,51とプリアンプ61とを、接続配線42,52を介して電気的に接続している。 In the present embodiment, the second sub-board is located in a region where the magnetic flux Φ is generated between the yoke surfaces 77A and 77B of the exciting coils 15 and 16, that is, the outer position of the magnetic flux region F in the direction intersecting the measuring tube 14. 18 is attached to the measuring tube 14 to mount the preamplifier 61, and the surface electrodes 41 and 51 and the preamplifier 61 are electrically connected via the connection wirings 42 and 52.

図6〜図8の例において、第2のサブ基板18の取付位置は、長手方向X(矢印方向)に流れる流体の下流方向に、磁束領域Fから離間した位置である。また、第2のサブ基板18の取付方向は、前述したように、基板面が測定管14と交差する方向、ここでは、磁束方向Yおよび電極方向Zからなる2次元平面に沿った方向である。なお、第2のサブ基板18の取付位置は、磁束領域Fの外側位置であればよく、磁束領域Fから下流方向とは反対の上流方向に離間した位置であってもよい。また、第2のサブ基板18の取付方向は、上記2次元平面に沿った方向に厳密に限定されるものではなく、上記2次元平面と傾きを持っていてもよい。 In the examples of FIGS. 6 to 8, the mounting position of the second sub-board 18 is a position separated from the magnetic flux region F in the downstream direction of the fluid flowing in the longitudinal direction X (arrow direction). Further, as described above, the mounting direction of the second sub-board 18 is the direction in which the board surface intersects the measuring tube 14, in this case, the direction along the two-dimensional plane composed of the magnetic flux direction Y and the electrode direction Z. .. The mounting position of the second sub-board 18 may be any position outside the magnetic flux region F, and may be a position separated from the magnetic flux region F in the upstream direction opposite to the downstream direction. Further, the mounting direction of the second sub-board 18 is not strictly limited to the direction along the two-dimensional plane, and may have an inclination with the two-dimensional plane.

また、面電極41,51、接続配線42,52、および、プリアンプ61は、接地電位に接続された金属板からなるシールドケース93で電気的にシールドされている。シールドケース93は、長手方向Xに沿って伸延する断面略矩形状をなし、図1に示すように、測定管14が内側を貫通するための開口部が、磁束領域Fから上流方向と下流方向に設けられている。シールドケース93の一端は、第1のサブ基板17によって閉塞され、他端は、第2のサブ基板18によって閉塞されている。この実施の形態によるシールドケース93は、他端が第2のサブ基板18に接触する状態で固定されている。このように第1のサブ基板17と第2のサブ基板18との間に設けられたシールドケース93は、図1に示すように、ケース12の第1の空間S1a内を測定管14が収容された内側空間S3と、内側空間S3の周囲の外側空間S4とに仕切っている。 Further, the surface electrodes 41 and 51, the connection wirings 42 and 52, and the preamplifier 61 are electrically shielded by a shield case 93 made of a metal plate connected to the ground potential. The shield case 93 has a substantially rectangular cross section extending along the longitudinal direction X, and as shown in FIG. 1, openings for the measuring tube 14 to penetrate the inside are formed in the upstream direction and the downstream direction from the magnetic flux region F. It is provided in. One end of the shield case 93 is closed by the first sub-board 17, and the other end is closed by the second sub-board 18. The shield case 93 according to this embodiment is fixed in a state where the other end is in contact with the second sub-board 18. As shown in FIG. 1, the shield case 93 provided between the first sub-board 17 and the second sub-board 18 accommodates the measuring tube 14 in the first space S1a of the case 12. It is divided into an inner space S3 and an outer space S4 around the inner space S3.

測定管14がシールドケース93の中に収容されることにより、インピーダンスの高い回路部分全体がシールドケース93でシールドされ、外部ノイズの影響が抑制される。この実施の形態においては、第2のサブ基板18のうち第2のサブ基板18の他方の面(実装面とは反対側の面)に、接地電位に接続された接地パターン(べたパターン)からなるシールドパターン94が形成されている。これにより、シールドケース93を構成する平面のうち、第2のサブ基板18と当接する平面はすべて開口していてもよく、シールドケース93の構造を簡素化できる。 Since the measuring tube 14 is housed in the shield case 93, the entire circuit portion having high impedance is shielded by the shield case 93, and the influence of external noise is suppressed. In this embodiment, from the grounding pattern (solid pattern) connected to the grounding potential on the other surface (the surface opposite to the mounting surface) of the second subboard 18 of the second subboard 18. Shield pattern 94 is formed. As a result, among the planes constituting the shield case 93, all the planes in contact with the second sub-board 18 may be open, and the structure of the shield case 93 can be simplified.

接続配線42,52は、面電極41,51とプリアンプ61とを接続する配線であり、前述したように全体がシールドケース93でシールドされているため、一般的な一対の配線ケーブルを用いてもよい。この際、配線ケーブルの両端を、面電極41,51と第2のサブ基板18に形成したパッドにそれぞれ半田付けすればよい。
本実施の形態では、図6〜図8に示すように、接続配線42,52として、測定管14の外周面14bに形成した管側配線パターン43,53を用いるようにしたものである。
The connection wirings 42 and 52 are wirings for connecting the surface electrodes 41 and 51 and the preamplifier 61, and since the whole is shielded by the shield case 93 as described above, even if a general pair of wiring cables is used. Good. At this time, both ends of the wiring cable may be soldered to the pads formed on the surface electrodes 41 and 51 and the second sub-board 18, respectively.
In the present embodiment, as shown in FIGS. 6 to 8, tube-side wiring patterns 43 and 53 formed on the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14 are used as the connection wirings 42 and 52.

すなわち、接続配線42は、外周面14bに形成されて一端が面電極41に接続された管側配線パターン43と、第2のサブ基板18に形成されて一端がプリアンプ61に接続された基板側配線パターン44と、管側配線パターン43と基板側配線パターン44とを接続するジャンパー線45とから構成されている。ジャンパー線45は、管側配線パターン43の他端に形成されたパッド43aと、基板側配線パターン44の他端に形成されたパッド44aとに半田付けされる。 That is, the connection wiring 42 has a pipe-side wiring pattern 43 formed on the outer peripheral surface 14b and one end connected to the surface electrode 41, and a substrate side formed on the second sub-board 18 and one end connected to the preamplifier 61. It is composed of a wiring pattern 44, and a jumper wire 45 connecting the pipe-side wiring pattern 43 and the board-side wiring pattern 44. The jumper wire 45 is soldered to a pad 43a formed at the other end of the pipe-side wiring pattern 43 and a pad 44a formed at the other end of the substrate-side wiring pattern 44.

また、接続配線52は、外周面14bに形成されて一端が面電極51に接続された管側配線パターン53と、第2のサブ基板18に形成されて一端がプリアンプ61に接続された基板側配線パターン54と、管側配線パターン53と基板側配線パターン54とを接続するジャンパー線55とから構成されている。ジャンパー線55は、管側配線パターン53の他端に形成されたパッド53aと、基板側配線パターン54の他端に形成されたパッド54aとに半田付けされる。 Further, the connection wiring 52 has a pipe-side wiring pattern 53 formed on the outer peripheral surface 14b and one end connected to the surface electrode 51, and a substrate side formed on the second sub-board 18 and one end connected to the preamplifier 61. It is composed of a wiring pattern 54 and a jumper wire 55 connecting the pipe-side wiring pattern 53 and the board-side wiring pattern 54. The jumper wire 55 is soldered to a pad 53a formed at the other end of the pipe-side wiring pattern 53 and a pad 54a formed at the other end of the substrate-side wiring pattern 54.

これにより、接続配線42,52のうち、面電極41,51から第2のサブ基板18の近傍位置までの区間で、外周面14bに形成された管側配線パターン43,53が用いられることになる。このため、前述した一対の配線ケーブルを用いる場合のように、配線ケーブルの取り回しや固定などの取付作業を簡素化でき、接続配線のコストおよび配線作業負担が軽減される。 As a result, among the connection wirings 42 and 52, the pipe-side wiring patterns 43 and 53 formed on the outer peripheral surface 14b are used in the section from the surface electrodes 41 and 51 to the vicinity position of the second sub-board 18. Become. Therefore, as in the case of using the pair of wiring cables described above, the installation work such as routing and fixing of the wiring cables can be simplified, and the cost of connection wiring and the burden of wiring work can be reduced.

さらに、面電極41,51と管側配線パターン43,53とは、銅などの非磁性金属薄膜からなり、測定管14の外周面14bにメタライズ処理により一体で形成されるため、製造工程を簡素化することができ、製造コストの低減にもつながる。なお、前述のメタライズ処理は、メッキ処理や、蒸着処理などであってもよく、さらには、予め成型しておいた非磁性金属薄膜体を貼り付けてもよい。非磁性金属薄膜体を貼り付ける場合、ジャンパー線45,55は使用せず、非磁性金属薄膜体の先端部(管側配線パターン43、53の他端側)をパッド44a,54aにそれぞれ直接接続することができる。 Further, the surface electrodes 41, 51 and the tube-side wiring patterns 43, 53 are made of a non-magnetic metal thin film such as copper, and are integrally formed on the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14 by a metallizing process, thus simplifying the manufacturing process. It also leads to reduction of manufacturing cost. The metallizing treatment described above may be a plating treatment, a vapor deposition treatment, or the like, and may be further attached to a pre-molded non-magnetic metal thin film body. When attaching the non-magnetic metal thin film body, jumper wires 45 and 55 are not used, and the tip of the non-magnetic metal thin film body (the other end side of the pipe side wiring patterns 43 and 53) is directly connected to the pads 44a and 54a, respectively. can do.

また、図6および図7に示すように、管側配線パターン43は、測定管14の外周面14bに長手方向Xに沿って直線状に形成された長手方向配線パターン46を含み、管側配線パターン53は、測定管14の外周面14bに長手方向Xに沿って直線状に形成された長手方向配線パターン56を含んでいる。 Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the tube-side wiring pattern 43 includes a longitudinal wiring pattern 46 formed linearly along the longitudinal direction X on the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14, and is a tube-side wiring. The pattern 53 includes a longitudinal wiring pattern 56 formed linearly along the longitudinal direction X on the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14.

接続配線42,52の一部は、磁束領域Fの内側あるいはその近傍に配置されるため、接続配線42,52として一対の配線ケーブルを用いた場合には、磁束方向Yから見た両配線間の位置ズレにより信号ループが形成されてしまい、磁束微分ノイズが発生する要因となる。本実施の形態のように、測定管14の外周面14bに形成した配線パターンを用いれば、接続配線42,52の位置を正確に固定化することができる。このため、磁束方向Yから見た両配線間の位置ズレを回避でき、磁束微分ノイズの発生を容易に抑制することができる。 Since a part of the connection wirings 42 and 52 is arranged inside or near the magnetic flux region F, when a pair of wiring cables are used as the connection wirings 42 and 52, between the two wirings viewed from the magnetic flux direction Y. A signal loop is formed due to the misalignment of the above, which causes magnetic flux differential noise. By using the wiring pattern formed on the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14 as in the present embodiment, the positions of the connecting wirings 42 and 52 can be accurately fixed. Therefore, the positional deviation between the two wirings as seen from the magnetic flux direction Y can be avoided, and the generation of magnetic flux differential noise can be easily suppressed.

さらに、図6および図7に示すように、管側配線パターン43は、面電極41のうち、長手方向Xに沿った第1の端部41aから長手方向配線パターン46の一端まで、測定管14の外周面14bに測定管14の周方向Wに沿って形成された周方向配線パターン47を含んでいる。
また、管側配線パターン53は、面電極51のうち、長手方向Xに沿った第2の端部51aから長手方向配線パターン56の一端まで、測定管14の外周面14bに測定管14の周方向Wに沿って形成された周方向配線パターン57を含んでいる。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the tube-side wiring pattern 43 is a measuring tube 14 from the first end 41a of the surface electrodes 41 along the longitudinal direction X to one end of the longitudinal wiring pattern 46. A circumferential wiring pattern 47 formed along the circumferential direction W of the measuring tube 14 is included in the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14.
Further, the tube-side wiring pattern 53 includes the circumference of the measuring tube 14 on the outer peripheral surface 14b of the measuring tube 14 from the second end 51a along the longitudinal direction X to one end of the longitudinal wiring pattern 56 of the surface electrodes 51. The circumferential wiring pattern 57 formed along the direction W is included.

この際、長手方向配線パターン56は、測定管14を挟んで長手方向配線パターン46とは反対側の外周面14bのうち、磁束方向Yから見て長手方向配線パターン46と重なる位置に形成されている。すなわち、外周面14bのうち、管軸Jを通過する電極方向Zに沿った平面を挟んで対称となる位置に、長手方向配線パターン46,56が形成されている。 At this time, the longitudinal wiring pattern 56 is formed at a position overlapping the longitudinal wiring pattern 46 when viewed from the magnetic flux direction Y, on the outer peripheral surface 14b on the opposite side of the measuring tube 14 from the longitudinal wiring pattern 46. There is. That is, the longitudinal wiring patterns 46 and 56 are formed at positions symmetrical with respect to the plane along the electrode direction Z passing through the tube axis J on the outer peripheral surface 14b.

図6および図7の例では、磁束方向Yに沿って測定管14の管軸Jを通過する平面が外周面14bと交差する交差線JA,JB上に、長手方向配線パターン46,56がそれぞれ形成されている。また、周方向配線パターン47の一端は、面電極41の第1の端部41aのうち、長手方向Xにおける面電極41の中央位置に接続されている。同じく、周方向配線パターン57の一端は、面電極51の第2の端部51aのうち、長手方向Xにおける面電極51の中央位置に接続されている。 In the examples of FIGS. 6 and 7, the longitudinal wiring patterns 46 and 56 are respectively on the intersecting lines JA and JB where the plane passing through the tube axis J of the measuring tube 14 intersects the outer peripheral surface 14b along the magnetic flux direction Y, respectively. It is formed. Further, one end of the circumferential wiring pattern 47 is connected to the central position of the surface electrode 41 in the longitudinal direction X in the first end portion 41a of the surface electrode 41. Similarly, one end of the circumferential wiring pattern 57 is connected to the center position of the surface electrode 51 in the longitudinal direction X in the second end portion 51a of the surface electrode 51.

これにより、長手方向配線パターン46,56が、磁束方向Yから見て重なる位置に形成されているため信号ループの形成を正確に回避することができ、磁束微分ノイズの発生を容易に抑制することができる。
なお、周方向配線パターン47,57と面電極41,51との接続点は、管軸Jを挟んで対称となる位置、すなわち面電極41,51の長手方向Xにおいて互いに同じ位置で接続しておけば、面電極41,51の中央位置でなくてもよい。
As a result, since the longitudinal wiring patterns 46 and 56 are formed at overlapping positions when viewed from the magnetic flux direction Y, the formation of a signal loop can be accurately avoided, and the generation of magnetic flux differential noise can be easily suppressed. Can be done.
The connection points between the circumferential wiring patterns 47 and 57 and the surface electrodes 41 and 51 are connected at symmetrical positions with respect to the tube axis J, that is, at the same positions in the longitudinal direction X of the surface electrodes 41 and 51. It does not have to be the center position of the surface electrodes 41 and 51.

また、交差線JA,JB上に長手方向配線パターン46,56を形成することにより、周方向配線パターン47,57の長さが等しくなって、管側配線パターン43,53全体の長さが等しくなるため、管側配線パターン43,53の長さの違いに起因して発生する、面電極41,51からの起電力Va,Vbの位相差や振幅などのアンバランスを抑制できる。なお、計測精度上、これらアンバランスが無視できる程度であれば、長手方向配線パターン46,56は、交差線JA,JB上でなくてもよく、磁束方向Yから見て重なる位置に形成されていればよい。 Further, by forming the longitudinal wiring patterns 46 and 56 on the intersecting lines JA and JB, the lengths of the circumferential wiring patterns 47 and 57 become equal, and the lengths of the pipe side wiring patterns 43 and 53 as a whole become equal. Therefore, it is possible to suppress an imbalance such as a phase difference and an amplitude of the electromotive forces Va and Vb from the surface electrodes 41 and 51, which are caused by the difference in the lengths of the pipe-side wiring patterns 43 and 53. If these imbalances can be ignored in terms of measurement accuracy, the longitudinal wiring patterns 46 and 56 do not have to be on the intersecting lines JA and JB, and are formed at overlapping positions when viewed from the magnetic flux direction Y. Just do it.

図9は、プリアンプ61を用いた差動増幅回路101の構成例である。図9に示すように、プリアンプ61は、面電極41,51からの起電力Va,Vbをそれぞれ個別に低インピーダンス化して出力する2つのオペアンプUA,UBを備えている。これらオペアンプUA,UBは、同じICパッケージ内に封止されている(デュアルオペアンプ)。また、これらは、入力されたVa,Vbを差動増幅し、得られた差動出力を検出信号Vinとして出力する。 FIG. 9 is a configuration example of the differential amplifier circuit 101 using the preamplifier 61. As shown in FIG. 9, the preamplifier 61 includes two operational amplifiers UA and UB that individually lower the impedance of the electromotive forces Va and Vb from the surface electrodes 41 and 51 and output them. These operational amplifiers UA and UB are sealed in the same IC package (dual operational amplifier). Further, these differentially amplify the input Va and Vb, and output the obtained differential output as a detection signal Vin.

具体的には、UAの非反転入力端子(+)にVaが入力され、UBの非反転入力端子(+)にVbが入力されている。また、UAの反転入力端子(−)は、抵抗素子R1を介してUAの出力端子に接続されており、UBの反転入力端子(−)は、抵抗素子R2を介してUBの出力端子に接続されている。そして、UAの反転入力端子(−)は、抵抗素子R3を介してUBの反転入力端子(−)に接続されている。この際、R1,R2の値を等しくすることによりUA,UBの増幅率は一致する。これらR1,R2の値とR3の値によって増幅率が決定される。 Specifically, Va is input to the non-inverting input terminal (+) of the UA, and Vb is input to the non-inverting input terminal (+) of the UB. Further, the UA inverting input terminal (-) is connected to the UA output terminal via the resistance element R1, and the UB inverting input terminal (-) is connected to the UB output terminal via the resistance element R2. Has been done. The UA inverting input terminal (−) is connected to the UB inverting input terminal (−) via the resistance element R3. At this time, the amplification factors of UA and UB are the same by making the values of R1 and R2 equal. The amplification factor is determined by the values of R1 and R2 and the value of R3.

面電極41,51からの起電力Va,Vbは、互いに逆相を示す信号であるため、UA,UBを用いてこのような差動増幅回路101を第2のサブ基板18上で構成することにより、励磁コイル15,16や測定管14から熱の影響を受けてVa,Vbに温度ドリフトが発生したとしても、Va,Vbが差動増幅される。これにより、検出信号Vinにおいて、これら同相の温度ドリフトはキャンセルされるとともに、Va,Vbが加算されることになり、良好なS/N比を得ることができる。 Since the electromotive forces Va and Vb from the surface electrodes 41 and 51 are signals showing opposite phases to each other, such a differential amplifier circuit 101 is configured on the second sub-board 18 by using UA and UB. As a result, even if temperature drift occurs in Va and Vb under the influence of heat from the exciting coils 15 and 16 and the measuring tube 14, Va and Vb are differentially amplified. As a result, in the detection signal Vin, these in-phase temperature drifts are canceled and Va and Vb are added, so that a good S / N ratio can be obtained.

プリアンプ61には、図9に示すように、面電極41,51からの入力となる基板側配線パターン44,54の他に、電源、信号1、信号2およびコモン(回路GND)などの4本の配線が接続される。これらの4本の配線は、図示していない導通手段によってメイン基板19に接続されている。なお、4本の配線のうち、コモンの配線は、第2のサブ基板18のシールドパターン94を含めて構成することができる。 As shown in FIG. 9, the preamplifier 61 has four wiring patterns 44 and 54, which are inputs from the surface electrodes 41 and 51, as well as a power supply, a signal 1, a signal 2, and a common (circuit GND). Wiring is connected. These four wires are connected to the main board 19 by a conductive means (not shown). Of the four wirings, the common wiring can be configured to include the shield pattern 94 of the second sub-board 18.

導電率測定用の面電極62は、測定管14における、流量測定用の一対の面電極41,51より第2のサブ基板18とは反対側(上流側)に設けられている。
第1のサブ基板17における、導電率測定用の面電極62に近接する一方の面には、導電率測定用の電気回路35の一部となる電気回路が設けられている。この導電率測定用の電気回路35の一部は、図1に示すように、例えばジャンパー線102によって導電率測定用の面電極62に電気的に接続されている。第1のサブ基板17の他方の面には、べたパターンからなるシールドパターン103が設けられている。
The surface electrode 62 for measuring the conductivity is provided on the side (upstream side) of the measuring tube 14 opposite to the second sub-board 18 from the pair of surface electrodes 41 and 51 for measuring the flow rate.
On one surface of the first sub-board 17 close to the surface electrode 62 for measuring conductivity, an electric circuit that is a part of the electric circuit 35 for measuring conductivity is provided. As shown in FIG. 1, a part of the electric circuit 35 for measuring the conductivity is electrically connected to the surface electrode 62 for measuring the conductivity by, for example, a jumper wire 102. A shield pattern 103 made of a solid pattern is provided on the other surface of the first sub-board 17.

[第1の実施の形態の効果]
この実施の形態による電磁流量計11においては、高温の流体が流れることにより第1および第2の継手21,22が流体の熱で加熱される。第1および第2の継手21,22の温度が上昇すると、これらの第1および第2の継手21,22を熱源としてケース12内で熱対流が発生する。この熱対流は、ケース12内の第2の空間S1b内と第3の空間S1c内とに制限され、第1の空間S1a内では生じることがない。このため、第1の空間S1a内は、流体の熱の影響を受け難くなり、第1の空間S1aに収容されている励磁コイル15,16に流体の熱が伝達され難くなる。したがって、流体の熱に起因する励磁コイル15,16の温度上昇が抑えられるから、その分、励磁電流を高くすることが可能になる。この結果、この実施の形態によれば、流量計測値の精度や安定性などの製品性能が高い電磁流量計を提供することができる。
[Effect of the first embodiment]
In the electromagnetic flowmeter 11 according to this embodiment, the first and second joints 21 and 22 are heated by the heat of the fluid due to the flow of the high-temperature fluid. When the temperature of the first and second joints 21 and 22 rises, heat convection occurs in the case 12 using these first and second joints 21 and 22 as a heat source. This heat convection is limited to the second space S1b and the third space S1c in the case 12, and does not occur in the first space S1a. Therefore, the inside of the first space S1a is less likely to be affected by the heat of the fluid, and the heat of the fluid is less likely to be transferred to the exciting coils 15 and 16 housed in the first space S1a. Therefore, since the temperature rise of the exciting coils 15 and 16 due to the heat of the fluid is suppressed, the exciting current can be increased accordingly. As a result, according to this embodiment, it is possible to provide an electromagnetic flow meter having high product performance such as accuracy and stability of the flow rate measurement value.

また、ケース12内の熱対流が第2および第3の空間S1b,S1c内に制限されることにより、メイン基板19の温度上昇が抑えられるから、メイン基板19に実装された回路部品に流体の熱が伝達され難くなる。このため、回路部品の温度上昇が抑えられるから、製品仕様の流体温度範囲上限を高くすることができるとともに、製品動作温度範囲の上限を高くすることができるから、使い勝手がよい電磁流量計を提供できる。しかも、回路部品として、産業機器で一般的に使用される、安価でかつ流通性が良い回路部品を使用することができるから、電磁流量計のコストダウンを図ることができるとともに生産性を高くすることができる。 Further, since the heat convection in the case 12 is restricted to the second and third spaces S1b and S1c, the temperature rise of the main board 19 is suppressed, so that the circuit component mounted on the main board 19 has a fluid. It becomes difficult for heat to be transferred. Therefore, since the temperature rise of the circuit parts can be suppressed, the upper limit of the fluid temperature range of the product specifications can be raised, and the upper limit of the operating temperature range of the product can be raised, so that an electromagnetic flowmeter that is easy to use is provided. it can. Moreover, since it is possible to use inexpensive and well-distributed circuit parts generally used in industrial equipment as circuit parts, it is possible to reduce the cost of the electromagnetic flowmeter and increase the productivity. be able to.

この実施の形態による電磁流量計11は、測定管14を一対の第1および第2のサブ基板17,18と協働して囲むシールドケース93を備えている。シールドケース93は、第1の空間S1a内を測定管14が収容された内側空間S3と、内側空間S3の周囲の外側空間S4とに仕切っている。このため、流体の熱で測定管14の温度が上昇した場合に測定管14を熱源として第1の空間S1a内で生じる熱対流は、シールドケース93内の内側空間S3に制限される。したがって、励磁コイル15,16に流体の熱がより一層伝達され難くすることができる。 The electromagnetic flowmeter 11 according to this embodiment includes a shield case 93 that surrounds the measuring tube 14 in cooperation with a pair of first and second sub-boards 17, 18. The shield case 93 divides the inside of the first space S1a into an inner space S3 in which the measuring tube 14 is housed and an outer space S4 around the inner space S3. Therefore, when the temperature of the measuring tube 14 rises due to the heat of the fluid, the heat convection generated in the first space S1a using the measuring tube 14 as a heat source is limited to the inner space S3 in the shield case 93. Therefore, it is possible to make it more difficult for the heat of the fluid to be transferred to the exciting coils 15 and 16.

この実施の形態による電磁流量計11においては、メイン基板19における第1の空間S1aと対応する位置に回路部品91や有寿命部品92が実装されている。このため、流体の熱がこれらの回路部品に伝達されることを確実に防ぐことが可能になる。 In the electromagnetic flowmeter 11 according to this embodiment, the circuit component 91 and the life-long component 92 are mounted at positions corresponding to the first space S1a on the main board 19. Therefore, it is possible to reliably prevent the heat of the fluid from being transferred to these circuit components.

[第2の実施の形態]
上述した実施の形態においては1枚のメイン基板19を備えた電磁流量計11について説明した。しかし、本発明に係る電磁流量計11は、図10に示すように構成することができる。図10において、図1〜図9によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
[Second Embodiment]
In the above-described embodiment, the electromagnetic flowmeter 11 including one main substrate 19 has been described. However, the electromagnetic flowmeter 11 according to the present invention can be configured as shown in FIG. In FIG. 10, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 9 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図10に示す電磁流量計111は、蓋体13の内部に蓋側基板112を備えている。蓋側基板112は、メイン基板19と平行になる状態でケース12に支持されており、蓋体13内の閉空間S2を二つの空間に仕切っている。二つの空間とは、メイン基板19側に位置する第4の空間S2aと、メイン基板19とは反対側に位置する第5の空間S2bである。 The electromagnetic flowmeter 111 shown in FIG. 10 includes a lid-side substrate 112 inside the lid 13. The lid-side substrate 112 is supported by the case 12 in a state of being parallel to the main substrate 19, and divides the closed space S2 in the lid 13 into two spaces. The two spaces are a fourth space S2a located on the main board 19 side and a fifth space S2b located on the opposite side of the main board 19.

この実施の形態においては、蓋側基板112における第5の空間S2bに含まれる部位に、メイン基板19に実装されている回路部品113と較べて耐熱性が相対的に低い回路部品114が実装されている。ここでいう耐熱性が相対的に低い回路部品114とは、特殊仕様品であると高コストかつ流通性が悪い部品(LCDや、マイコン、不揮発性メモリーなどの半導体集積回路)や、有寿命部品である。 In this embodiment, a circuit component 114 having a relatively low heat resistance as compared with the circuit component 113 mounted on the main substrate 19 is mounted on a portion of the lid-side substrate 112 included in the fifth space S2b. ing. The circuit component 114 having a relatively low heat resistance here is a component (semiconductor integrated circuit such as an LCD, a microcomputer, or a non-volatile memory) having a high cost and poor distribution if it is a special specification product, or a component having a limited life. Is.

この実施の形態によれば、第1〜第3の空間S1a〜S1cと第5の空間S2bとの間に第4の空間S2aからなる断熱用の空間が形成される。このため、第5の空間S2bに収容された回路部品114が流体の熱の影響を受けることを確実に防ぐことができる。
したがって、第1の実施の形態を採る場合と較べて、製品性能を高くなることが可能になるとともに使い勝手がより一層良くなる。しかも、安価な回路部品を使用することができるから更なるコストダウンと生産性の向上とを図ることができる。
According to this embodiment, a heat insulating space composed of a fourth space S2a is formed between the first to third spaces S1a to S1c and the fifth space S2b. Therefore, it is possible to reliably prevent the circuit component 114 housed in the fifth space S2b from being affected by the heat of the fluid.
Therefore, as compared with the case where the first embodiment is adopted, the product performance can be improved and the usability is further improved. Moreover, since inexpensive circuit components can be used, further cost reduction and productivity improvement can be achieved.

[第3の実施の形態]
上述した第1および第2の実施の形態で示した電磁流量計11,111において、測定できる測定量の範囲である流量レンジは、測定管14の口径に依存して決まる。このため、流量レンジ毎に電磁流量計が用意されている。すなわち、測定管14の口径が異なる複数種類の電磁流量計が用意され、これらの電磁流量計の中から測定したい流量レンジを含む電磁流量計が選定される。測定管14の口径が異なる電磁流量計は、ケース12の大きさも異なるようになる。しかし、メイン基板19は、製造コストを低く抑えるために、全ての電磁流量計において共通して使用することが望ましい。
[Third Embodiment]
In the electromagnetic flowmeters 11 and 111 shown in the first and second embodiments described above, the flow rate range, which is the range of the measurement amount that can be measured, is determined depending on the diameter of the measuring tube 14. Therefore, an electromagnetic flow meter is prepared for each flow range. That is, a plurality of types of electromagnetic flowmeters having different diameters of the measuring tubes 14 are prepared, and an electromagnetic flowmeter including a flow rate range to be measured is selected from these electromagnetic flowmeters. Electromagnetic flowmeters having different diameters of the measuring tubes 14 have different sizes of the case 12. However, it is desirable that the main substrate 19 is commonly used in all electromagnetic flowmeters in order to keep the manufacturing cost low.

大きさが異なる複数種類のケース12で共通のメイン基板19を使用するにあたっては、ケース12の開口部12aとメイン基板19との間に隙間が生じて熱対流が発生するようなことを防ぐ必要がある。これを実現した電磁流量計を図11〜図14を参照して説明する。図11〜図14において、図1〜図10によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。 When using a common main board 19 in a plurality of types of cases 12 having different sizes, it is necessary to prevent a gap from being generated between the opening 12a of the case 12 and the main board 19 to cause heat convection. There is. An electromagnetic flowmeter that realizes this will be described with reference to FIGS. 11 to 14. In FIGS. 11 to 14, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 1 to 10 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate.

図11に示す電磁流量計201は、メイン基板19と一対のサブ基板17,18との間に板状のブラケット202を備えている。ブラケット202は、メイン基板19をケース12に取付けるためのもので、単純な長方形の板(図示せず)や、図12および図13に示すような穴202aを有する板によって形成することができる。このブラケット202は、ケース12の開口部12aに嵌合した状態でケース12の取付座84に固定用ボルト203(図11参照)によって固定されている。 The electromagnetic flowmeter 201 shown in FIG. 11 includes a plate-shaped bracket 202 between the main substrate 19 and the pair of sub-boards 17 and 18. The bracket 202 is for attaching the main board 19 to the case 12, and can be formed by a simple rectangular plate (not shown) or a plate having holes 202a as shown in FIGS. 12 and 13. The bracket 202 is fixed to the mounting seat 84 of the case 12 by a fixing bolt 203 (see FIG. 11) in a state of being fitted to the opening 12a of the case 12.

この実施の形態による電磁流量計201は、ブラケット202が取付座84に固定されることによって、ブラケット202が第1および第2のサブ基板17,18に「略接触」するように構成されている。 The electromagnetic flowmeter 201 according to this embodiment is configured such that the bracket 202 is "substantially in contact" with the first and second sub-boards 17, 18 by fixing the bracket 202 to the mounting seat 84. ..

ブラケット202の四隅となる部分には、貫通孔204とねじ孔205とがそれぞれ形成されている。貫通孔204は、ねじ孔205より外側に形成されている。この貫通孔204には、ブラケット202を取付座84に固定するための固定用ボルト203が通される。ねじ孔205は、メイン基板19をブラケット202に固定するための固定用ボルト206(図11参照)が螺着される。 Through holes 204 and screw holes 205 are formed at the four corners of the bracket 202, respectively. The through hole 204 is formed outside the screw hole 205. A fixing bolt 203 for fixing the bracket 202 to the mounting seat 84 is passed through the through hole 204. A fixing bolt 206 (see FIG. 11) for fixing the main board 19 to the bracket 202 is screwed into the screw hole 205.

メイン基板19は、ブラケット202における測定管14とは反対側の面に重ねられた状態で支持されており、ブラケット202を介してケース12に取付けられている。穴202aを有するブラケット202を用いる場合は、メイン基板19がブラケット202に取付けられることにより穴202aがメイン基板19によって閉塞される。ブラケット202の穴202aがメイン基板19によって塞がれることにより、ブラケット202がケース12に取付けられた状態でケース12の開口部12aが塞がれ、ケース12の内部に閉じた空間S1が形成される。 The main board 19 is supported in a state of being overlapped on the surface of the bracket 202 opposite to the measuring tube 14, and is attached to the case 12 via the bracket 202. When the bracket 202 having the hole 202a is used, the hole 202a is closed by the main board 19 by attaching the main board 19 to the bracket 202. Since the hole 202a of the bracket 202 is closed by the main board 19, the opening 12a of the case 12 is closed with the bracket 202 attached to the case 12, and a closed space S1 is formed inside the case 12. To.

穴202aを有していない単純な四角形の板からなるブラケット202を使用する場合は、第1および第2のサブ基板17,18の電極方向Zの一端(ブラケット202と対向する一端)の全域がブラケット202に「略接触」するようになる。
穴202a有するブラケット202を使用する場合、第1および第2のサブ基板17,18の形状が四角形であると、ブラケット202の穴202aの内部であって、メイン基板19と第1および第2のサブ基板17,18との間に、ブラケット202の厚み分の隙間が形成されることになる。この隙間は、第1の空間S1aと第2および第3の空間S1b,S1cとを連通する通路になる。この隙間は、図13中に二点鎖線で示すように、第1および第2のサブ基板17,18に凸部207を形成することによって塞ぐことが可能である。この凸部207は、ブラケット202の穴202aに挿入されてメイン基板19まで延びるように形成され、メイン基板19に「略接触」する。
When a bracket 202 made of a simple square plate having no holes 202a is used, the entire area of one end (one end facing the bracket 202) of the first and second sub-boards 17 and 18 in the electrode direction Z is covered. It comes into "substantial contact" with the bracket 202.
When the bracket 202 having the hole 202a is used, if the shapes of the first and second sub-boards 17 and 18 are quadrangular, it is inside the hole 202a of the bracket 202 and the main board 19 and the first and second sub-boards 19 and the second. A gap corresponding to the thickness of the bracket 202 is formed between the sub-boards 17 and 18. This gap serves as a passage that communicates the first space S1a with the second and third spaces S1b and S1c. This gap can be closed by forming convex portions 207 on the first and second sub-boards 17 and 18, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. The convex portion 207 is inserted into the hole 202a of the bracket 202 and is formed so as to extend to the main substrate 19 and "substantially contact" with the main substrate 19.

このため、第1および第2のサブ基板17,18とメイン基板19との間に設けられたブラケット202は、ケース12の開口部12aを塞いでケース12の内部に閉じた空間S1を形成し、第1および第2のサブ基板17,18と協働して第1〜第3の空間S1a〜S1cを形成する。この場合であっても、第1の空間S1aは、第2および第3の空間S1b,S1cとは空気の流通が規制されるように形成され、熱対流が第2の空間S1b内と第3の空間S1c内とに制限される。したがって、この実施の形態においても、上述した第1、第2の実施の形態と同様に、流量計測値の精度や安定性などの製品性能が高い電磁流量計を提供することができる。 Therefore, the bracket 202 provided between the first and second sub-boards 17 and 18 and the main board 19 closes the opening 12a of the case 12 to form a closed space S1 inside the case 12. , The first and second sub-boards 17 and 18 cooperate with each other to form the first to third spaces S1a to S1c. Even in this case, the first space S1a is formed so as to regulate the flow of air with the second and third spaces S1b and S1c, and the heat convection is in the second space S1b and in the third space S1b. It is limited to the space S1c of. Therefore, also in this embodiment, it is possible to provide an electromagnetic flowmeter having high product performance such as accuracy and stability of the flow rate measurement value, as in the first and second embodiments described above.

この実施の形態による電磁流量計201においては、大きさが異なる複数種類のケース12の開口部12aに嵌合する複数種類のブラケット202を形成し、これらのブラケット202にメイン基板19を支持できるように貫通孔204とねじ孔205とを形成することによって、大きさが異なる複数種類のケース12で共通のメイン基板19を使用することができるようになる。したがって、この実施の形態によれば、メイン基板19を共通化して製造コストを低く抑えながら、流量レンジが異なる複数種類の電磁流量計を提供することができる。 In the electromagnetic flowmeter 201 according to this embodiment, a plurality of types of brackets 202 that fit into the openings 12a of a plurality of types of cases 12 having different sizes are formed so that the main substrate 19 can be supported by these brackets 202. By forming the through hole 204 and the screw hole 205 in the case 12, the common main substrate 19 can be used in a plurality of types of cases 12 having different sizes. Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide a plurality of types of electromagnetic flowmeters having different flow ranges while keeping the manufacturing cost low by sharing the main substrate 19.

図14に示す電磁流量計301は、蓋体13の内部に蓋側基板112を備えているものである。図14において、図11〜図13によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。この電磁流量計301においても、ケース12の開口部12aに上述したブラケット202が設けられ、このブラケット202にメイン基板19が支持されている。このため、メイン基板19を共通化して製造コストを低く抑えながら、蓋体13の内部に蓋側基板112を備えている電磁流量計301を、流量レンジを変えて複数種類形成することができるようになる。 The electromagnetic flowmeter 301 shown in FIG. 14 includes a lid-side substrate 112 inside the lid 13. In FIG. 14, the same or equivalent members as those described with reference to FIGS. 11 to 13 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Also in this electromagnetic flowmeter 301, the bracket 202 described above is provided in the opening 12a of the case 12, and the main substrate 19 is supported by the bracket 202. Therefore, it is possible to form a plurality of types of electromagnetic flowmeters 301 having a lid-side substrate 112 inside the lid 13 by changing the flow rate range, while keeping the manufacturing cost low by standardizing the main substrate 19. become.

≪実施の形態の拡張≫
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
<< Expansion of embodiment >>
The inventions made by the present inventors have been specifically described above based on the embodiments, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof. No.

例えば、上記実施例で説明した各空間は、できるだけ通気性が少ない方が望ましいが、1つの空間と他の空間との間に、多少の隙間があったとしても、熱対流はある程度制限されるので、本発明の効果を奏する。
すなわち、メイン基板19とサブ基板との間、および各基板とケース12との間に、例えば1mm以下程度の隙間などがあったとしても、製品の性能や、回路部品の温度範囲の熱影響および同部品の寿命において許容できる範囲の熱影響であれば熱対流はある程度制限されるので、本発明の効果を奏する。
For example, it is desirable that each space described in the above embodiment has as little air permeability as possible, but even if there is some gap between one space and the other space, heat convection is limited to some extent. Therefore, the effect of the present invention is exhibited.
That is, even if there is a gap of, for example, about 1 mm or less between the main board 19 and the sub board, and between each board and the case 12, the performance of the product, the thermal effect of the temperature range of the circuit component, and the heat effect. The effect of the present invention is exhibited because the thermal convection is limited to some extent if the thermal effect is within an acceptable range in the life of the component.

11,201,301…電磁流量計、12…ケース12、12a…開口部、13…蓋体、14…測定管14、15,16…励磁コイル、17…第1のサブ基板、18…第2のサブ基板、19…メイン基板19、21…第1の継手、22…第2の継手、23…第1の側壁、24…第2の側壁、91,113,114…回路部品、92…有寿命部品、93…シールドケース、112…蓋側基板、202…ブラケット、202a…穴、207…凸部、S…密封空間、S1…閉じた空間、S1a…第1の空間、S1b…第2の空間、S1c…第3の空間、S2a…第4の空間、S2b…第5の空間、S3…内側空間、S4…外側空間。 11,201,301 ... Electromagnetic flowmeter, 12 ... Case 12, 12a ... Opening, 13 ... Lid, 14 ... Measuring tube 14, 15, 16 ... Exciting coil, 17 ... First sub-board, 18 ... Second Sub-board, 19 ... Main board 19, 21 ... First joint, 22 ... Second joint, 23 ... First side wall, 24 ... Second side wall, 91, 113, 114 ... Circuit parts, 92 ... Yes Life parts, 93 ... Shield case, 112 ... Lid side board, 202 ... Bracket, 202a ... Hole, 207 ... Convex part, S ... Sealed space, S1 ... Closed space, S1a ... First space, S1b ... Second Space, S1c ... third space, S2a ... fourth space, S2b ... fifth space, S3 ... inner space, S4 ... outer space.

Claims (5)

熱伝導率が低い材料によって形成されて測定対象となる流体が流れる測定管と、
前記測定管を通るように磁気回路を形成する励磁コイルと、
前記測定管が貫通して前記測定管の長手方向とは交差する方向に延びる一対のサブ基板と、
前記測定管の両端部に接続された一対の継手と、
前記一対の継手が貫通して固定される第1および第2の側壁を有し、前記測定管、前記励磁コイルおよび前記サブ基板を収容する箱状のケースと、
前記ケースの開口部を塞ぎ、前記ケースの内部に閉じた空間を形成するメイン基板とを備え、
前記閉じた空間は、
前記一対のサブ基板によって仕切られて前記励磁コイルが収容された第1の空間と、前記第1の空間の外側に形成されて前記一対の継手が収容された第2および第3の空間とを含み、
前記第1の空間は、前記第2および第3の空間とは空気の流通が規制されるように形成されていることを特徴とする電磁流量計。
A measuring tube formed of a material with low thermal conductivity and through which the fluid to be measured flows,
An exciting coil that forms a magnetic circuit so that it passes through the measuring tube,
A pair of sub-boards that penetrate the measuring tube and extend in a direction that intersects the longitudinal direction of the measuring tube.
A pair of joints connected to both ends of the measuring tube,
A box-shaped case having first and second side walls through which the pair of joints are fixed and accommodating the measuring tube, the exciting coil, and the sub-board.
A main substrate that closes the opening of the case and forms a closed space inside the case is provided.
The closed space is
A first space partitioned by the pair of sub-boards and accommodating the exciting coil and a second and third spaces formed outside the first space and accommodating the pair of joints are provided. Including
An electromagnetic flowmeter characterized in that the first space is formed so as to regulate the flow of air with the second and third spaces.
請求項1記載の電磁流量計において、
さらに、
前記測定管を前記一対のサブ基板と協働して囲むシールドケースを備え、
前記シールドケースは、前記第1の空間内を前記測定管が収容された内側空間と、前記内側空間の周囲の外側空間とに仕切っていることを特徴とする電磁流量計。
In the electromagnetic flowmeter according to claim 1,
further,
A shield case that surrounds the measuring tube in cooperation with the pair of sub-boards is provided.
The shield case is an electromagnetic flowmeter characterized in that the inside of the first space is divided into an inner space in which the measuring tube is housed and an outer space around the inner space.
請求項1または請求項2記載の電磁流量計において、
前記メイン基板における前記第2および第3の空間を除く位置に耐熱性が相対的に低い回路部品が実装されていることを特徴とする電磁流量計。
In the electromagnetic flowmeter according to claim 1 or 2.
An electromagnetic flowmeter characterized in that circuit components having relatively low heat resistance are mounted at positions on the main board other than the second and third spaces.
請求項1〜請求項3のいずれか一つに記載の電磁流量計において、
さらに、
前記ケースの開口側端部に取付けられ、前記ケースと協働して密封空間を形成する蓋体と、
前記蓋体内の前記密封空間を前記メイン基板側の第4の空間と反対側の第5の空間とに仕切る蓋側基板とを備え、
前記蓋側基板における前記第5の空間に含まれる部位に、前記メイン基板に実装されている耐熱性が相対的に低い回路部品と較べてさらに耐熱性が相対的に低い回路部品が実装されていることを特徴とする電磁流量計。
In the electromagnetic flowmeter according to any one of claims 1 to 3.
further,
A lid that is attached to the open end of the case and cooperates with the case to form a sealed space.
A lid-side substrate that partitions the sealed space inside the lid into a fourth space on the main substrate side and a fifth space on the opposite side is provided.
A circuit component having a relatively low heat resistance as compared with a circuit component having a relatively low heat resistance mounted on the main board is mounted on a portion of the lid-side substrate included in the fifth space. An electromagnetic flowmeter characterized by being.
請求項1〜請求項4のいずれか一つに記載の電磁流量計において、
さらに、
前記メイン基板と前記一対のサブ基板との間に位置する板状のブラケットを備え、
前記ブラケットは、前記メイン基板を支持するとともに前記ケースの前記開口部を塞いで前記ケースの内部に前記閉じた空間を形成し、前記一対のサブ基板と協働して前記第1〜第3の空間を形成していることを特徴とする電磁流量計。
In the electromagnetic flowmeter according to any one of claims 1 to 4.
further,
A plate-shaped bracket located between the main board and the pair of sub boards is provided.
The bracket supports the main board and closes the opening of the case to form the closed space inside the case, and cooperates with the pair of sub-boards to form the first to third parts. An electromagnetic flowmeter characterized by forming a space.
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