JP2999422B2 - 流量センサ - Google Patents
流量センサInfo
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
- G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
- G01F1/584—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of electrodes, accessories therefor
Description
が非導電性である計測管内を流過する導電性の流体の容
積流量を計測するための電磁流量計の流量センサのガル
バニ電極に関する。
性流体の容積流量を計測するために使用することができ
る。計測管の流体と接する部分は一般的に非導電性であ
るので、ファラデーの誘導の法則に基づき、計測管を横
断する磁界によって流体に誘導された電圧はショートし
ない。
に非導電性の層が設けられており、一般的にこの計測管
は非強磁性である;計測管全体がプラスチック又はセラ
ミック、特にアルミナセラミックから作られている場
合、非導電性の層は不要である。
極、つまり端面が流体で濡らされた電極、または少なく
とも2つの容量電極、つまり例えば計測管の壁に取り付
けられた電極によって取り出される。これらの電極は、
最も単純な場合には互いにちょうど向かい合って取り付
けられているので、これらの電極の共通の直径は磁界の
方向に対して直角である。
供するために通常流量センサの壁に設けられた孔に取り
付けられている。このことは例えば、特開平4−290
919号公報、特に図6によれば、電極シャンクの直径
を孔の直径よりも小さく形成し、またシャンクに複数の
シールリップを設けることによって達せられる。しかし
ながら、電極を挿入することにより、孔が形成されたま
たはライニングされた材料に機械的な応力が生じるとい
う問題がある。
ラスチックの“流れ”を生じることになる。すなわち、
応力にさらされたプラスチックの部分が、応力の存在し
ない領域、特に計測管の内部へ向かって変位し、そこで
計測管の直径を局部的に減じる突出したアーチを形成す
るので、望ましくない形式で流体の流れに影響を与えて
しまう。このことは、孔の流体側とは反対の側の部分に
だけシールリップを設けることによって減じることがで
きる。
の間の領域では、従来の電極は完全に液密ではない。な
ぜならば、孔の内壁と電極シャンクの表面との間に間隙
が存在しているからである。この間隙の影響は今までは
考慮されていなかった。
そあれ流体の圧力および/または温度および/または状
態および/または種類または化学的組成に強く依存して
この間隙内に流入する。その結果、電極は時間的に一定
でない濡れ面、ひいては時間的に一定でない電気的イン
ピーダンスを有している。
い干渉電圧成分が、どのガルバニ電極にも固有の電気化
学的な干渉電圧に重畳される。この付加的な干渉電圧成
分は、例えば米国特許第4382387号明細書および
米国特許第4422337号明細書に記載されているよ
うな汎用の補償手段では完全に制御することができな
い。
特許第2047409号明細書、および英国特許第20
57692号明細書に開示された電極は、上記の日本国
特許公開に記載された手段と同等の手段で、液密性の問
題を解決しようとするものである。
電極ポケットを形成する外側へ延びた短いスリーブが金
属計測管の開口に溶接されており、絶縁性のライニング
がこのポケット内へ延びている。電極シャンクは、ポケ
ットにプレスばめされたやや円錐形を成す絶縁ブシュに
よって取り囲まれているので、端面はシャンクをシール
しようとする。したがって、プレスばめによってライニ
ングに作用する圧力は、前記の突出したアーチも生ぜし
め、最も圧力の大きい部分が端面の直ぐ後ろに位置する
ので、なおさらアーチが生じる。
の場合、電極の端面が、電極の後ろ側、例えば計測管の
中空部とは反対の側で電極ヘッドを形成するために拡大
されており、ライニングの材料を開口部に引っ張り込む
円周つめが設けられており、この円周つめは電極ヘッド
よりも大きな直径を有している。しかしながら、ライニ
ングのこの領域は、張力を受けやすく、熱衝撃に対して
十分に抵抗できない。
された電極も、電極シャンクのための開口部にライニン
グを引っ張り込む拡大したヘッドを有しているので、熱
衝撃に対する抵抗はやはり小さい。
明細書の電極はカップ形の部分を有しており、この部分
は電極シャンクの中心に設けられた長手方向の孔に、程
度の差こそあれシールするように取り付けられている。
スリーブの底部の外面は電極の端面と整合しているの
で、連続した端面が得られる。
図3,図5および図8によれば、スリーブと電極との間
の間隙は重要と見なされていないようである。なぜなら
ば、図3には間隙が示されていないのに対して、図5お
よび図8には狭幅な間隙が、明細書で言及または説明な
く示されているからである。図面に示されたこの間隙の
長さおよび幅を見ると、毛管力が作用することが考えら
れるので、液体が、作業状況と液体の状態とに応じて、
程度の差こそあれ間隙の極めて奥深くまで流入すること
になる。したがって、前記特開平4−290919号公
報に開示された電極と同様に、電極の一定の濡れ面は存
在しない。
は、以上述べた従来技術における問題点を解決して、ほ
ぼ完全に気密な電極または極めて一定な濡れ面を備えた
電極を提供することである。
に本発明の流量センサは、少なくとも2つのガルバニ電
極が設けられており、各ガルバニ電極が、流体に接触す
る端面と、電極シャンクとを有しており、この電極シャ
ンクが、計測管の孔内に液密に、流体が流入して満たす
ことができるように十分に幅広の間隙が、電極シャンク
と孔の壁との間に設けられているように取り付けられて
おり、これにより、端面及び隣接した表面及びひいては
電極のインピーダンス、特にインピーダンスの容量成分
が、流体の特性および/または状態、特に流過状態、お
よび/または流体の圧力変化および/または流体の温度
変化、および/または流体の組成の変化の下で計測管に
対して一定であるように構成されている。
クは有利には機械的な永久予負荷(permanemt mechanic
al prestress) をかけられながら孔内に取り付けられて
いる。
極シャンクの端面と、この端面に隣接した電極の表面と
によって形成されており、該表面は、流体の圧力変化お
よび/または流体の温度変化および/または流体の組成
変化に対して一定である。
きるように十分に幅広の間隙が、電極シャンクと孔の壁
との間に設けられており、および/または、孔は、材料
に形成されているか、または材料によってライニングさ
れており、この材料が、流体が間隙に流入してこの間隙
を満たすような低い表面張力を有している。
極シャンクの表面には、表面張力減少層が設けられてい
てもよい。
につき詳しく説明する。
述より明らかであり、この場合、同一の構成部分には同
一の符号を使用した。
の計測管1の一部が示されている。細部をより明確に示
すために、寸法は実寸どうりに示されていない。計測管
1は、金属管11と、導電性流体に接触する部分12と
から成っており、この導電性流体は、金属管11内を流
過し容積流量が計測される。部分12は非導電性であ
り、例えば適当なプラスチック又は適当なゴムから作ら
れていることができる。
厚さであれば、一体的な非導電性の計測管、すなわち全
体が適当なプラスチック、適当なゴム、または適当なセ
ラミックから作られた計測管を使用することも可能であ
る。この場合、金属管11は不要となる。
管11に設けられた孔14を貫通して延びており、円筒
状の延長部13を形成している。この延長部は一定の直
径を有していれば有利である。延長部13は、孔14の
直径よりも小さな一定の直径を備えた別の孔15を有し
ている。
ャンク41は、電極シャンク41の端面42が流体によ
って濡らされることができ、また電極のインピーダン
ス、特にインピーダンスの容量成分が、流体の特性およ
び/または状態、特に流過状態に影響を受けず、および
/または計測管に対して一定であるように孔15内に取
り付けられている。
ーダンス、特にインピーダンスの容量成分は、流過する
流体に生じる圧力変化、および外部から計測管1に作用
する圧力または衝撃荷重の影響を受けてはならない。
を備えたガルバニ電極4が示されており、このガルバニ
電極により別の形式または付加的な形式で前記インピー
ダンスの安定が得られる。端面42に加えて、電極シャ
ンク41の表面43が流体によって常に濡れており、こ
の表面は全ての作業条件下において一定である。
間に別の間隙44が設けられている。この間隙44の幅
は、全ての作業条件下および流体の全ての状態におい
て、流体がこの間隙に流入して間隙を満たすことができ
る程度に広くなっている。
44に流入して間隙を満たすように低い表面張力を有し
ていてよく、電極シャンク41の表面には表面張力減少
層が設けられていると有利である。
するために、電極シャンク41の流体で濡れない部分が
孔15に取り付けられており、このためには通常の手段
をとらなけらばならない。その手段の1つが図面に示さ
れており、すなわち、電極シャンク41に連続した円錐
台形の区分を設けることであり、孔が形成された材料が
この区分に掴まれるようになっている。
42とは反対側の端部で、電極4にリード線を接続する
ためのソケット45を有している。もちろん、電極にリ
ード線を接続するその他のどのような汎用の方法でも可
能である。
る。
部分、 13 延長部、 14,15 孔、 41
電極シャンク、 42 端面、 43 表面、44 間
隙、 45 ソケット
Claims (3)
- 【請求項1】 流体に接する部分(12)が非導電性で
ある計測管(1)内を流過する導電性の流体の容積流量
を計測するための電磁流量計の流量センサであって、少
なくとも2つのガルバニ電極(4)が設けられており、 各ガルバニ電極が、流体に接触する端面(42)と、 電極シャンク(41)とを有しており、 該電極シャンクが、計測管の孔(15)内に液密に、流
体が流入して満たすことができるように十分に幅広の間
隙が、電極シャンクと孔の壁との間に設けられているよ
うに取り付けられており、これにより、 端面(42)及び隣接した表面(43)及びひいては電
極のインピーダンス、特にインピーダンスの容量成分
が、流体の特性および/または状態、特に流過状態、お
よび/または流体の圧力変化および/または流体の温度
変化、および/または流体の組成の変化の下で計測管に
対して一定であることを特徴とする、流量センサ。 - 【請求項2】 孔が、材料に形成されているか、または
材料によってライニングされており、該材料が、流体が
間隙(44)に流入して該間隙を満たすような低い表面
張力を有している、請求項1記載の流量センサ。 - 【請求項3】 電極シャンク(41)の表面には、表面
張力の減少された層が設けられている、請求項1記載の
流量センサ。
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