JP3047282B2

JP3047282B2 - 容量式電磁流量計

Info

Publication number: JP3047282B2
Application number: JP7082370A
Authority: JP
Inventors: 郁光石川; 博信太田; 洋一今井
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JPH08278175A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、６０Ｈｚ以上の高周波
で励磁する容量式電磁流量計に係り、特に、信号対雑音
の比率を良好に保持すると共に安定な出力をも確保でき
るように改良した容量式電磁流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】電磁流量計は、ノイズの影響を除去して
安定な流量信号を得るために各種の努力がなされている
が，このノイズの原因は各種存在し、これらに対して対
応する除去手段も異なり、これによって各種の形式の電
磁流量計が存在する．

【０００３】その１つに、従来から、電磁流量計の励磁
コイルに流す励磁電流の周波数として５０Ｈｚ或いは６
０Ｈｚなどの商用周波数を採用する商用周波形の電磁流
量計がある。この商用周波形の電磁流量計は、励磁電流
によって発生した商用周波数の磁場を、内面が絶縁物で
ライニングされた金属性のパイプを介して、測定流体に
印加してこの測定流体によって発生した信号電圧の商用
の周波数成分を測定流体に接液する検出電極で検出す
る。

【０００４】具体的には、このタイプの電磁流量計の検
出部は、図６に示すように、一対の金属製の検出電極１
０、１１が固定され内面が絶縁性のライニング１２で覆
われた金属性のパイプ１３の外側に励磁コイル１４、１
５が配置された構成となっている。この金属性のパイプ
１３は、測定流体の圧力、例えば、１０Kg/cm²或いはこ
れ以上の圧力に耐えることが出来るように十分に厚い寸
法に選定されている。

【０００５】この励磁コイル１４、１５には図示しない
励磁回路から商用周波数の励磁電流Ｉ_f1が流され、図に
示すようにパイプ１３の外側から磁束Ｂを測定流体に印
加するように構成されている。ただし、磁束Ｂの帰路と
なるリターンコアとケースについては図示していない。

【０００６】この商用周波形の電磁流量計は、商用周波
数で励磁するので安価に構成できる利点はあるが、ゼロ
点が経時的に変動して安定に流量信号の検出をすること
ができない。このようにゼロ点を変動させる原因として
は、例えば、次に説明する（イ）、（ロ）の原因があ
る。

【０００７】（イ）先ず、商用周波の磁束の時間変化に
よって誘起される変成器成分によるノイズに起因するも
のがある。図６に示すように金属性のパイプが用いられ
ているので，パイプ１３に渦電流ｉ_Pが誘起され、この
渦電流ｉ_Pにより励磁コイル１４、１５による磁束Ｂを
打ち消す方向に反磁場を作る。このため励磁電流Ｉ_f1が
一定値に達した後も磁束Ｂの時間微分成分を有し、これ
が変成器成分のノイズとなる。

【０００８】この渦電流ｉ_Pはパイプ１３の導電率と渦
電流ｉ_Pのループで作るインダクタンスで決まる時定数
で減衰するが、金属製のパイプのときはこの減衰に時間
がかかり、実質的１００Ｈｚ程度以上の励磁は困難であ
る。

【０００９】また、パイプ１３の導電率は温度によって
変動し、渦電流ｉ_Pの減衰時定数も変化するので、磁場
の時間微分成分のテール部の大きさが変動し、これがゼ
ロ点の不安定要因となる。この関係を図で示すと図７の
ようになる。ここで図７（ａ）は励磁電流Ｉ_f1の波形、
図７（ｂ）は渦電流ｉ_Pの波形、図７（ｃ）は磁束Ｂの
時間微分成分の波形をそれぞれ示す。

【００１０】（ロ）次に、電磁誘導によって測定流体中
に誘起された渦電流が検出電極に流入し、この検出電極
の電極インピーダンスにより位相シフトを起して発生す
る測定流体の渦電流成分ノイズに起因するものがある。

【００１１】これについては、図８を参照して説明す
る。導電性を有する測定流体に商用周波数の交流磁束を
印加するので、測定流体中に渦電流i_eが誘起される。こ
の渦電流i_eは磁束Ｂの時間変化によって発生する起電力
ｅ_n0に起因して誘起され、磁束Ｂの時間変化がゼロにな
ると渦電流が形成されるループの時定数で速やかに減衰
する。

【００１２】しかし、検出電極１０、１１が測定流体に
接液していると検出電極１０、１１の表面に形成される
コンデンサＣ₁、Ｃ₂、Ｃ₃、Ｃ₄、流体抵抗Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ
₃、Ｒ₄、Ｒ₅、Ｒ₆によって、検出電極１０、１１の表面
で渦電流i_eによる電荷の蓄積、放電が行われ、渦電流i_e
に対して遅れ位相のノイズ電圧が検出電極１０、１１に
発生する。

【００１３】これらのコンデンサＣ₁、〜Ｃ₄の値は１ｍ
ｍ直径の検出電極でも１μＦの程度のオーダであり、こ
の遅れ位相のノイズ電圧のためゼロ点が変化する。しか
もこれ等のインピーダンス成分は不安定であるのでゼロ
点が経時的に変化する要因をなす。

【００１４】そこで、この検出電極が接液する商用周波
数形の電磁流量計のもつ欠点を回避するために、例えば
特開昭４９−２９６７６号公報に開示されているような
低周波励振形の電磁流量計が提案されている。

【００１５】この方式は、商用周波数を、例えば８分の
１に分周した６．２５Ｈｚとして，これを励磁コイルに
流して低周波の磁束とし、これを測定流体に印加するよ
うにしたものである。

【００１６】このように、励磁周波数を低くすることに
より、電磁誘導に起因して発生する微分ノイズを低減さ
せると共に渦電流i_eを低減させ、先の（イ）、（ロ）に
記載した原因を低減させることにより安定なゼロ点を確
保しようとするものである。

【００１７】しかしながら、この低周波励振形の電磁流
量計は、励磁周波数が低いので、誘導ノイズが低減さ
れ、従来に比べて大幅にゼロ点の変動が改良される利点
はあるが、反面、周波数が低下することにより、別の原
因に帰するノイズの新たな発生を誘因する。

【００１８】その第１は、測定流体が流動することによ
って測定流体中に低周波の流動電位（フローノイズ）と
呼ばれる電位変動が発生し、特に、測定流体が低導電率
の場合に顕著に現れる。この電位変動は、低周波励振の
励磁周波数と近似しているので、流量信号の乱れとして
出力される。このノイズスペクトラムの実測例を図９と
図１０に示してある。

【００１９】いずれも横軸は周波数を、縦軸はノイズパ
ワーのスペクトラムをそれぞれ示し、図９は検出電極と
して面電極とした場合を、図１０は検出電極として点電
極を用いた場合をそれぞれ示している。検出電極の形状
によりコーナ周波数ｆ_cが異なるが、１／ｆ_c特性となっ
ていることがわかる。

【００２０】このほかに、例えば測定流体の中に固形物
を含むスラリ流体が検出電極に当たることにより発生す
る低周波のノイズに対する出力の不安定性、或いは励磁
周波数が低いので流量変化に対する応答性も悪化すると
いう問題が新たに発生している。

【００２１】そこで、例えば、特公昭５４−３３８６２
号公報に開示されているような容量式の電磁流量計が提
案されている。この容量式の電磁流量計は、商用周波数
の磁束を絶縁性のパイプの外側から測定流体に印加し、
さらにこの測定流体に接触しないように絶縁性のパイプ
の外側に配置された検出電極で信号電圧を検出する。

【００２２】つまり、信号電圧を測定流体と検出電極と
の間に形成される静電容量を介して検出する。このよう
な方式を採用することにより、測定流体に検出電極が接
触することにより生じる既述の各種の問題を解決するこ
とが出来る。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような容量式の電磁流量計は、次に説明するような問題
がある。

【００２４】このタイプは測定流体に検出電極が接触す
ることにより生じる電極の汚れに起因するゼロ点変動の
影響を除去することができる利点はあるが、測定流体と
検出電極で形成される小さな容量のコンデンサにより、
数ＭΩ〜数１００ＭΩの高インピーダンスの入力回路が
形成される。

【００２５】そこで、この小さな容量による結合インピ
ーダンスを少しでも低減させるために、励磁周波数は商
用周波数よりも高い励磁周波数が選定される。この結果
として、図９、図１０に示すフローノイズのスペクトラ
ム分布からも判るように低周波励磁に比べて大幅にフロ
ーノイズが低減されるメリットが生じる。

【００２６】しかしながら、測定流体を流すパイプ１３
は、図６に示すように、励磁周波数を商用周波数よりも
高い周波数としているので、大きな渦電流を発生させる
こととなり、金属性のパイプを使用することが出来な
い。

【００２７】そして、励磁周波数を高くしたからといっ
ても、なお、この検出器と変換器とを結ぶ入力回路が高
インピーダンス回路であることに変りはなく、しかも金
属性のパイプを使用しない結果として、励磁コイルから
入力回路への静電誘導によるノイズが発生し易いという
問題がある。

【００２８】さらに、絶縁性のパイプを使用した結果、
励磁回路のロスが少なくなり、図１１に示すように、励
磁コイルの線間容量に基づいて励磁コイルのインダクタ
ンスＬが周波数ｆに対して高調波成分側で共振点Ｒを持
つ周波数特性を有するようになる。

【００２９】従って、図１２に示すように、励磁電流Ｉ
_f2が定電流制御されているにも拘わらず、その波形が高
周波成分に起因して波打つリンギングが生じ、励磁電流
を一定値に制御することが行えず、安定な流量信号を確
保することが出来ないという問題も生じる。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の各種の
課題を解決するための主な構成として、測定流体を流す
ための絶縁性物質で作られたパイプと、ポールピースコ
アの周囲に巻回されこのパイプの外部から先の測定流体
に商用周波数より高い周波数を持つ磁場を印加する励磁
コイルと、先の測定流体に発生した信号電圧を先のパイ
プで形成される静電容量を介して検出する一対の検出電
極と、これらの検出電極と離間し円周方向で互いに間隙
を保持して少なくとも２つに分割されて配置された一対
のガード電極と、これらのガード電極と接続され一対の
先の検出電極を覆う一対のガードケースと、先の磁場が
印加される磁束経路に設けられ先の励磁コイルのインダ
クタンスの周波数特性における共振点を消滅させる程度
に薄い導電性のダンピング箔とを具備し、先のガード電
極を先の信号電圧と同電位を保持して低インピーダンス
でドライブするようにしたものである。

【００３１】

【作用】絶縁性物質で作られたパイプには測定流体が
流され、ポールピースコアの周囲に巻回された励磁コイ
ルからは、このパイプの外部から先の測定流体に商用周
波数より高い周波数を持つ磁場を印加する。

【００３２】また、一対の検出電極は、先の測定流体に
発生した信号電圧を先のパイプで形成される静電容量を
介して検出する。一方、一対のガード電極は、これらの
検出電極と離間し円周方向で互いに間隙を保持して少な
くとも２つに分割されて配置されている。

【００３３】そして、一対のガードケースはこれらのガ
ード電極と接続され一対の先の検出電極を覆っている。
ダンピング箔は、先の磁場が印加される磁束経路に設け
られ先の励磁コイルのインダクタンスの周波数特性にお
ける共振点を消滅させる程度に薄い導電性とされ、、先
のガード電極を先の信号電圧と同電位を保持して低イン
ピーダンスでドライブする。

【００３４】このようにして、絶縁性パイプを用いて商
用周波数より高い周波数で励磁してフローノイズの影響
を除去しながら励磁電流のリンギングに起因する不安定
要因をも除去して安定な流量信号を得ることができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の横断面の構成を、図
２は図１に対応する縦断面をそれぞれ示す構成図であ
り、これらの図を共用して説明する。

【００３６】２０は絶縁性のパイプであり、このパイプ
２０は、例えばセラミックスなどの材料で形成され、円
筒状をなしている。パイプ２０の軸方向の中央部は外周
面が肉薄の凹部２０Ａとして形成され、これらの軸方向
の両外側に肉厚の端部２０Ｂ、２０Ｃが形成されてい
る。

【００３７】例えば、ステンレスで作られた円筒状のケ
ース２１の端面部２１Ａ、２１Ｂは、リング状に形成さ
れ、これらの端面部２１Ａと２１Ｂの間は円筒部２１Ｃ
が溶接により固定されている。

【００３８】そして、このケース２１の内部にはパイプ
２０が挿入され、その端部２０Ｂ、２０Ｃと端面部２１
Ａ、２１Ｂとの間にはそれぞれＯリング２２Ａ、２２Ｂ
が挿入されて気密が確保されている。さらに、ケース２
１にはその軸に垂直に矩形状の接続筒２１Ｄが固定さ
れ、この上に図示しない変換器が搭載される。

【００３９】パイプ２０の凹部２０Ａの中央の表面に
は、検出電極２３Ａと２３Ｂがパイプ２０の軸に対して
半径方向に対向して導電体を密着する形として面状に形
成されている。この検出電極２３Ａと２３Ｂの上は、検
出電極２３Ａと２３Ｂとが離間されてこれ等を覆うよう
に箱形状のガードケース２４Ａ、２４Ｂがパイプ２０の
外面に固定されている。

【００４０】また、ガードケース２４Ａ、２４Ｂの周囲
の凹部２０Ａの表面には、パイプ２０の端部２０Ｂ、２
０Ｃに至るまで全面に亘って導電性のガード電極２５
Ａ、２５Ｂがパイプ２０の頂部と底部で左右に分割され
て形成された間隙２６、２７を挟んで形成されている。
そして、これらのガード電極２５Ａ、２５Ｂはそれぞれ
ガードケース２４Ａ、２４Ｂと電気的に接続されてい
る。

【００４１】この間隙２６、２７の各々を覆うように、
ガード電極２５Ａ、２５Ｂとは絶縁性塗料などで絶縁さ
れた状態で、これらの周面に円弧状に導電性のダンピン
グ箔２８Ａ、２８Ｂが固定されており、これ等のダンピ
ング箔２８Ａ、２８Ｂはそれぞれリード線２９により基
準電位点３０に固定されている。

【００４２】これ等のダンピング箔２８Ａ、２８Ｂは、
例えば、銅、黄銅、ステンレスなどで構成されるが、励
磁周波数が高くなると、このダンピング箔２８Ａ、２８
Ｂの厚みが大きいときには、ここで発生する渦電流が大
きくなりこれによって生じる反磁界によって磁場変動の
時定数が大きくなり信号のサンプリング時までに磁場が
整定せず誤差要因を作るので、これ等の厚みは２００μ
ｍ以下に選定される。

【００４３】また、ダンピング箔２８Ａ、２８Ｂは、間
隙２６、２７を覆うように形成される結果、後述する励
磁コイルから間隙２６、２７を通して検出電極２３Ａと
２３Ｂに浮遊容量を介して静電結合されて生じる誘導ノ
イズに起因するゼロ点変動をを低減させ安定な測定をも
可能とする。

【００４４】これらのダンピング箔２８Ａ、２８Ｂは、
その表面の中央部に、互いに成層鉄心で矩形状に積層さ
れてボルトなどで一体に固定されたポールピースコア２
９Ａ、２９Ｂの一端面に固定されている。

【００４５】そして、これらのポールピースコア２９
Ａ、２９Ｂの周囲にはそれぞれ励磁コイル３１Ａ、３１
Ｂが巻回され、励磁リード線３２Ａ、３２Ｂがケース２
１の接続筒２１Ｄに引き出されている。

【００４６】励磁コイル３１Ａ、３１Ｂは、その周囲に
静電シールド用のシールド箔３３Ａ、３３Ｂが巻回され
ており、リード線３４Ａ、３４Ｂにより接続筒２１Ｄを
介して基準電位点３０（接地電位）に接続されている。

【００４７】これらのポールピースコア２９Ａ、２９Ｂ
の他端面には、円筒状に形成され成層された帰還コア３
５が配置され、２つのポールピースコア２９Ａ、２９Ｂ
はネジ３６Ａ、３６Ｂ、及び３７Ａ、３７Ｂにより、そ
れぞれ一体にネジ止めされている。

【００４８】一方、検出電極２３Ａと２３Ｂからは、信
号リード線３８Ａ、３８Ｂが、ガードケース２４Ａ、２
４Ｂと円筒状の帰還コア３５をクロスしてケース２１の
接続筒２１Ｄを介して図示しない変換器部に導出されて
いる。

【００４９】同様に、ガードケース２４Ａ、２４Ｂから
も帰還コア３５をクロスしてケース２１の接続筒２１Ｄ
を介して、信号リード線３８Ａ、３８Ｂとは絶縁されて
共に図示しない変換器部にリード線３９Ａ、３９Ｂによ
り導出されている。

【００５０】接続筒２１Ｄの中には、シールド板４０が
挿入され、励磁リード線３２Ａ、３２Ｂ側と信号リード
線３８Ａ、３８Ｂ側とを物理的に分離している。これに
より、高電圧である励磁リード線３２Ａ、３２Ｂ側から
低電圧である信号リード線３８Ａ、３８Ｂ側への静電誘
導を防止している。

【００５１】そして、ガードケース２４Ａ、２４Ｂの内
部には、例えば絶縁性で自己接着性のあるシリコーン樹
脂が充填され、ガードケース２４Ａ、２４Ｂを除くケー
ス２１とパイプ２０の外面との間、および接続筒２１Ｄ
との間は、例えばエポキシ樹脂などですべて充填され、
耐湿性、耐振性、耐候性を確保している。

【００５２】リード線３９Ａ、３９Ｂには、図示しない
変換器側から低インピーダンスで信号リード線３８Ａ、
３８Ｂの電位と同一の電位が印加され、これによりパイ
プ２０の表面はガードケース２４Ａ、２４Ｂを含めて検
出電極２３Ａ、３２Ｂを除く実質的な全面が信号電位と
同一の電位となり、信号リード線３８Ａ、３８Ｂを含め
て浮遊容量の影響が除去されている。これらは高インピ
ーダンス回路を構成するので特にこのような配慮がなさ
れている。

【００５３】次に、図３に示す周波数特性図を用いて図
１、図２に示す実施例の動作について説明する。

【００５４】励磁コイル３１Ａと３１Ｂは、例えば磁場
が同一方向を向くように直列に接続され、励磁リード線
３２Ａ、３２Ｂを介して変換器側から、例えば商用周波
数より高い周波数を持つ矩形波状の励磁電流が流されて
パイプ２０の中に流れる測定流体に印加される。

【００５５】これにより、パイプ２０の中には測定流体
の流量に対応した起電力が発生するが、この起電力は測
定流体と検出電極２３Ａ、３２Ｂとの間で形成されるパ
イプ２０の静電容量Ｃ_P1、Ｃ_P2を介して検出され、信号
リード線３８Ａ、３８Ｂを通して変換器側に伝送され、
電気信号としての流量信号に変換される。

【００５６】この場合、励磁コイルは、従来の構成では
図１１に示すように励磁周波数に対するそのインダクタ
ンスＬは５０ＫＨｚの近傍に共振点Ｒを持ち、このため
図１２に示すような励磁電流Ｉ_f2にリンギングが発生す
る不都合があった。

【００５７】これに対して、図１、図２に示す実施例で
は、測定流体に印加する磁場の経路の中に導電性で極め
て薄いダンピング箔２８Ａ、２８Ｂを挿入する構成とし
たので、図３に示すように共振点Ｒが消滅し、図１２に
示すようなリンギング現象が生じない。図３の横軸は励
磁周波数、縦軸は励磁コイル３１Ａと３１Ｂのインダク
タンスＬを示す。

【００５８】以下、これについて説明する。一般に、磁
場の経路の中に導電性材料を置くと、ここに渦電流が流
れて反磁界が生じるが、この反磁界は磁場Ｂの時間微分
に比例するので、高周波成分ほど大きくなる。

【００５９】このように、反磁界の影響は高周波成分ほ
ど大きくなるので、見かけ上、高周波磁界が小さくな
り、励磁コイル３１Ａと３１ＢのインダクタンスＬを高
周波領域で小さくすることにより、高周波特性を改良し
て励磁電流のリンギングを防止する。

【００６０】そこで、磁場の経路の中にダンピング箔２
８Ａ、２８Ｂを挿入するのであるが、この場合、ダンピ
ング箔２８Ａ、２８Ｂを厚くすると、既述のように磁場
の整定時間が長くなり、誤差要因を作るので、ダンピン
グ箔２８Ａ、２８Ｂを導電性材料で極めて薄いものとす
る。

【００６１】さらに、励磁周波数として商用周波数より
高い周波数を用いるので、従来のような例えば１０Ｈｚ
程度の低い励磁周波数で励磁する低周波励磁の電磁流量
計のポールピースコアのようなソリッド状の軟鋼、鉄を
用いることができず、磁気特性の良い成層鉄心を用いる
ことになる。

【００６２】しかしながら、ポールピースコア２９Ａ、
２９Ｂとして成層鉄心を用いる構成にすると、磁気回路
の周波数特性が良くなり、周波数に対するポールピース
コア２９Ａ、２９Ｂの透磁率が高周波領域において図１
１に示すような共振点Ｒを有するようになり、励磁電流
のリンギングを招く結果となる。

【００６３】そこで、この対策としても、図１、図２に
示すダンピング箔２８Ａ、２８Ｂは効果が期待でき、さ
らに磁場変動に対して信号のサンプリング時までに磁場
が早期に整定される既述の効果も期待できる。

【００６４】さらに、ダンピング箔２８Ａ、２８Ｂの大
きさは、ポールピースコア２９Ａ、２９Ｂを覆う大きさ
から励磁コイル３１Ａ、３１Ｂの外周縁までを覆う大き
さの範囲で調節することにより高次の周波数特性を必要
に応じて改善することができる。

【００６５】図４は本発明の第２の実施例の構成を示す
部分横断面を示す。この場合は、図１に示すダンピング
箔２８Ａ、２８Ｂの位置を変更したものである。図１に
示す実施例ではダンピング箔２８Ａ、２８Ｂを間隙２
６、２７を覆うように励磁コイル３１Ａ、３１Ｂとガー
ド電極２５Ａと２５Ｂとの間の磁束経路に配置して基準
電位点３０に接続する構成とした。

【００６６】しかし、図４の場合はダンピング箔４１
Ａ、４１Ｂをポールピースコア２９Ａ、２９Ｂと磁場が
帰還されるリターンコア３５との間の磁束経路に配置し
て基準電位点３０に接続するように構成したものであ
る。

【００６７】図５は本発明の第３の実施例の構成を示す
部分横断面を示す。この場合は、図４の構成に対してガ
ード電極の構成を変更したものである。この場合は、ガ
ード電極４２Ａ、４２Ｂの構成を図１に示す間隙２６と
２７とが生じないように絶縁しながら重なり合うように
構成している。

【００６８】

【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明の請求項１に記載された発明によれば、励磁
コイルのインダクタンスの周波数特性における共振点を
消滅させる程度に薄い導電性のダンピング箔を磁場が印
加される磁束経路に設けるように構成したので、容量式
電磁流量計において励磁周波数を商用周波数より高い周
波数に選定しても励磁電流がリンギングなどの不安定な
動作をすることがなく安定な流量信号を出力することが
できる。請求項２に記載された発明は、基本的に請求項
１に記載された発明の効果と同様である

【００６９】請求項３に記載された発明によれば、ポー
ルピースコアとガード電極との間の磁束経路にダンピン
グ箔を配置するようにしたので、請求項１に記載された
効果の他に励磁コイルから検出電極への静電誘導を効果
的に防止する効果もある。

【００７０】請求項４に記載された発明によれば、ダン
ピング箔の大きさをポールピースコアを覆う大きさから
励磁コイルの外周縁までを覆う大きさの範囲に任意に形
成するようにしたので、高次の周波数特性を必要に応じ
て改善することができる効果がある。

【００７１】請求項５に記載された発明によれば、ガー
ド電極を間隙を覆うように励磁コイルとガード電極との
間の磁束経路に配置したので、励磁コイルから検出電極
への静電誘導を効果的に防止する効果が付加される。

【００７２】請求項６に記載された発明によれば、ガー
ド電極をパイプの端部近傍まで軸方向に延長して前記パ
イプを覆うようにしたので、パイプ内面とコイルシール
ド、コア間の静電容量を見かけ上小さくすることがで
き、測定流体の導電率が低くなったときに生じるスパン
誤差を小さくすることができる。

【００７３】請求項７に記載された発明によれば、商用
周波数以上の周波数で励磁してもポールピースコアに成
層鉄心を用いたので、磁界を十分に早く整定させること
ができ、この結果として、信号のサンプリングの際に誤
差を発生させることがない。

【００７４】請求項８に記載された発明によれば、ダン
ピング箔を共通電位点に接続して接地したので、静電シ
ールド板としての機能をも持たせることが出来、ノイズ
除去に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の横断面の構成を示す構成図
である。

【図２】図１に示す実施例に対応する縦断面を示す構成
図である。

【図３】図１に示す実施例における励磁コイルの周波数
特性を示す特性図である。

【図４】本発明の第２の実施例の縦断面を示す構成図で
ある。

【図５】本発明の第３の実施例の縦断面を示す構成図で
ある。

【図６】従来の電磁流量計の検出部の構成を示す説明図
である。

【図７】従来の電磁流量計の欠点を説明する波形図であ
る。

【図８】従来の電磁流量計の欠点を説明する説明図であ
る。

【図９】流動電位の周波数特性を示す第１の特性図であ
る。

【図１０】流動電位の周波数特性を示す第２の特性図で
ある。

【図１１】従来の電磁流量計の励磁コイルのインダクタ
ンスの周波数特性を示す特性図である。

【図１２】従来の電磁流量計の問題点を説明する波形図
である。

【符号の説明】

１０、１１、２３Ａ、２３Ｂ検出電極１２ライニング１３、２０パイプ１４、１５、３１Ａ、３１Ｂ励磁コイル２１ケース２４Ａ、２４Ｂガードケース２５Ａ、２５Ｂ、４２Ａ、４２Ｂガード電極２６、２７間隙２８Ａ、２８Ｂ、４１Ａ、４１Ｂダンピング箔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】測定流体を流すための絶縁性物質で作られ
たパイプと、ポールピースコアの周囲に巻回されこのパ
イプの外部から前記測定流体に商用周波数より高い周波
数を持つ磁場を印加する励磁コイルと、前記測定流体に
発生した信号電圧を前記パイプで形成される静電容量を
介して検出する一対の検出電極と、これらの検出電極と
離間し円周方向で互いに間隙を保持して少なくとも２つ
に分割されて配置された一対のガード電極と、これらの
ガード電極と接続され一対の前記検出電極を覆う一対の
ガードケースと、前記磁場が印加される磁束経路に設け
られ前記励磁コイルのインダクタンスの周波数特性にお
ける共振点を消滅させる程度に薄い導電性のダンピング
箔とを具備し、前記ガード電極を前記信号電圧と同電位
を保持して低インピーダンスでドライブすることを特徴
とする容量式電磁流量計。
【請求項２】前記ダンピング箔は、前記ポールピースコ
アと前記磁場が帰還されるリターンコアとの間の磁束経
路に配置されることを特徴とする請求項１記載の容量式
電磁流量計。
【請求項３】前記ダンピング箔は、前記ポールピースコ
アと前記ガード電極との間の磁束経路に配置されること
を特徴とする請求項１記載の容量式電磁流量計。
【請求項４】前記ダンピング箔の大きさは、前記ポール
ピースコアを覆う大きさから前記励磁コイルの外周縁ま
でを覆う大きさの範囲に形成されたことを特徴とする請
求項１記載の容量式電磁流量計。
【請求項５】前記ガード電極は、前記間隙を覆うように
前記励磁コイルと前記ガード電極との間の磁束経路に配
置したことを特徴とする請求項１記載の容量式電磁流量
計。
【請求項６】前記ガード電極は前記パイプの端部近傍ま
で軸方向に延長して前記パイプを覆うようにしたことを
特徴とする請求項１又は２又は３又は４記載の容量式電
磁流量計。
【請求項７】前記ポールピースコアに成層鉄心を用いた
ことを特徴とする請求項１又は２又は３又は４又は５又
は６記載の容量式電磁流量計。
【請求項８】前記ダンピング箔は共通電位点に接続され
たことを特徴とする請求項１記載の容量式電磁流量計。