JP3047283B2

JP3047283B2 - 容量式電磁流量計

Info

Publication number: JP3047283B2
Application number: JP7113053A
Authority: JP
Inventors: 健一黒森; 洋一今井; 郁光石川; 弘文中西; 徹志村
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 2000-05-29
Anticipated expiration: 2015-05-29
Also published as: JPH08304132A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、静電容量を介して流量
信号を検出する容量式電磁流量計に係り、特に、環境の
変化による経時変化の影響を受け難いように改良した容
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
応するノイズ除去手段も異なり、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５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５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６の
ようになる。ここで図６（ａ）は励磁電流Ｉ_f1の波形、
図６（ｂ）は渦電流ｉ_Pの波形、図６（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７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８と
図９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８は検出電極と
して面電極とした場合を、図９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】しかしながら、以上のような容量式の電磁
流量計は、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
されるパイプ材質を誘電体とする小さな容量のコンデン
サにより、出力インピーダンスが数ＭΩ〜数１００ＭΩ
の高い値をもつことととなる。

【００２４】そこで、本出願人は、特願平５−２４２１
１号「発明の名称：容量式電磁流量計」で提示している
ような高入力インピーダンスを有する前置増幅器が検出
器と一体として搭載された電磁流量計が必要となる。

【００２５】以下、この概要について、図１０を用いて
説明する。この前置増幅器はパイプの外部に固定された
一対の検出電極のうちの一方の側のインピーダンス変換
部を示している。他方の側のインピーダンス変換部の出
力との差が図示しない差動増幅器で差動演算されて始め
て流量信号として出力されることとなる。

【００２６】図１０において、Ｖ_dは一方の検出電極で
検出される起電力、Ｃ_dは測定流体と一方の検出電極と
で形成される静電容量である。電界効果トランジスタＱ
₂のゲートＧは、一端が一方の検出電極に接続され、さ
らに高抵抗Ｒ₅と低抵抗Ｒ₆が直列に接続された直列回路
を介して共通電位点ＣＯＭに接続されている。

【００２７】電界効果トランジスタＱ₂のソースＳは抵
抗Ｒ₇を介して電源Ｖ_SSに接続されると共に演算増幅器
Ｑ₃の非反転入力端（＋）に接続されている。また、そ
のドレインＤは抵抗Ｒ₈を介して電源Ｖ_DDに接続されて
いる。したがって、この電界効果トランジスタＱ₂はソ
ースフオロワとして機能している。

【００２８】演算増幅器Ｑ₃の出力端Ｔ_Cは、コンデンサ
Ｃ₃を介して電界効果トランジスタＱ₂のドレインＤに接
続され、さらにこの出力端Ｔ_Cは演算増幅器Ｑ₃の反転入
力端（−）に接続されると共にコンデンサＣ₄を介して
高抵抗Ｒ₅と低抵抗Ｒ₆との接続点に接続されている。こ
れらの高抵抗Ｒ₅、低抵抗Ｒ₆、及びコンデンサＣ₄でブ
ートストラップ回路ＢＳを構成している。

【００２９】また、高抵抗Ｒ₅と電界効果トランジスタ
Ｑ₂は高インピーダンス回路を構成しているので、これ
らの周囲はシールド板ＳＰで覆われ、このシールド板Ｓ
Ｐは出力端Ｔ_Cに接続されて、互に同電位に保持されて
いる。

【００３０】以上の構成において、電界効果トランジス
タＱ₂はソースフオロワとして機能している。したがっ
て、この場合の電界効果トランジスタＱ₂の順方向アド
ミッタンスをｇ_mとすれば、その増幅度はｇ_m／［（１／Ｒ₇）＋ｇ_m］となり、Ｒ₇を大きくとることにより、ほぼ１となる。
また、演算増幅器Ｑ₃はボルテージフオロワーとして構
成されているので、この増幅度も１である。

【００３１】このため、電界効果トランジスタＱ₂と演
算増幅器Ｑ₃とを総合した合成の増幅度はほぼ１となる
ので、演算増幅器Ｑ₃の出力端Ｔ_Cと電界効果トランジス
タＱ₂のゲートＧとは同電位になっている。

【００３２】ところで、コンデンサＣ₃は演算増幅器Ｑ₃
の出力端Ｔ_Cと電界効果トランジスタＱ₂のドレインＤと
の間に接続されているので、これらの間は交流的に同一
電位に保持されることとなる。

【００３３】したがって、電界効果トランジスタＱ₂の
ゲートＧとドレインＤの電位は同一になっているので、
この間には容量Ｃ_GDは形成されない。また電界効果トラ
ンジスタＱ₂はソースフオロワとして機能しているの
で、そのゲートＧとソースＳとの間は交流的にはほぼ同
電位になっており、これらの間にも容量Ｃ_GSは形成され
ない。このため、これ等を総合すると電界効果トランジ
スタＱ₂の入力容量が除去され、高インピーダンスが確
保される。

【００３４】また、ゲートＧと共通電位点ＣＯＭとの間
に接続されている高抵抗Ｒ₅と低抵抗Ｒ₆との接続点には
コンデンサＣ₄を介して演算増幅器Ｑ₃の出力端の電圧が
印加されているので、高抵抗Ｒ₅と低抵抗Ｒ₆との接続点
は実質的にゲートＧと同電位になっており、高抵抗Ｒ₅
には電流が流れない。したがって、一方の検出電極側か
ら電界効果トランジスタＱ₂側をみたインピーダンスは
無限大となる。

【００３５】以上のようにして、一方の検出電極に接続
された前置増幅器の入力インピーダンスは極めて高い値
を維持することができる。他方の検出電極についても同
様に高い入力インピーダンスを維持する。具体的には、
検出電極の出力インピーダンスが数ＭΩ〜数１００ＭΩ
であるので、前置増幅器の入力インピーダンスは１％の
誤差を許容するとしても数１００ＭΩ〜数１００００Ｍ
Ω程度の高い値が必要とされ、これを実現している。

【００３６】

【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。

【００３７】先ず、このような数１００００ＭΩにも及
ぶような高い入力インピーダンスは、当初は実現できた
としても、湿度などの環境の変化により入力インピーダ
ンスが徐々に低下して誤差を発生させるという問題があ
る。特に、電磁流量計は環境の悪い現場に設置されるの
で、この問題は重要である。

【００３８】この外に、検出電極から前置増幅器に至る
信号線を含む入力回路部分は既述のように高インピーダ
ンス回路を形成しているので、湿度による絶縁劣化に起
因してインピーダンスが低下すると容易に誤差が発生す
るという問題がある。

【００３９】

【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、これらのガードケースとパイプとで囲まれた
内部空間を充填する高分子充填材とを具備するようにし
たものである。

【００４０】

【作用】パイプは測定流体を流すための絶縁性物質で作
られ、励磁コイルは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磁場を印加する。
そして、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。

【００４１】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、一対のガードケースはこれ
らのガード電極と接続されて一対の先の検出電極を覆
う。

【００４２】そして、これらのガードケースとパイプと
で囲まれた内部空間は、高分子充填材で充填して湿度な
どの環境の変化に起因して生じる絶縁劣化を防止して誤
差のない安定な流量信号を得る。

【００４３】

【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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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、この上に変換部ＴＲＭが搭載される。

【００４７】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。

【００４８】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と半田付けなどにより電気
的に接続されている。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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を介して変換部ＴＲＭに導出されている。

【００５７】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
共に変換部ＴＲＭにリード線３９Ａ、３９Ｂにより導出
されている。

【００５８】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。

【００５９】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ＳＲ１が充填され、ガードケース２４Ａ、２４Ｂの内
部を除くケース２１とパイプ２０の外面との間の空間、
および接続筒２１Ｄとの間の空間は、例えばエポキシ樹
脂ＥＲなどで全て充填され、耐湿性、耐振性、耐候性を
確保している。

【００６０】リード線３９Ａ、３９Ｂには、変換部ＴＲ
Ｍ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。

【００６１】ガードケース２４Ａ、２４Ｂの内部を除く
ケース２１とパイプ２０の外面との間の空間、および接
続筒２１Ｄとの間の空間はエポキシ樹脂ＥＲで充填され
されているが、これらの空間を単にエポキシ樹脂ＥＲで
充填注型すると、エポキシ樹脂ＥＲの硬化の際に収縮し
てガードケース２４Ａ、２４Ｂとガード電極２５Ａ、２
５Ｂとの間に剪断力が作用してこれ等が引きはがされた
り、ガード電極２５Ａ、２５Ｂが割れたり、はがれたり
する。そこで、これに対する工夫が必要となる。これに
ついて図３を用いて詳しく説明する。

【００６２】図３は図１に示すパイプ近傍の充填部分を
拡大した拡大図である。ガードケース２４Ａ、２４Ｂの
内部はシリコン樹脂ＳＲ１で充填されているが、ガード
ケース２４Ａ、２４Ｂの外部とガード電極２５Ａ、２５
Ｂの外面には、先ずエポキシ樹脂ＥＲ１をコーテイング
する。

【００６３】次に、この上にシリコン樹脂ＳＲ２をコー
テイングし、励磁コイル３１Ａと３１Ｂ、ポールピース
コア２９Ａ、２９Ｂなどを装着した後、さらにエポキシ
樹脂ＥＲ２をケース２１の内部に充填する。この場合、
図１におけるエポキシ樹脂ＥＲは、簡単のため、これ等
のエポキシ樹脂ＥＲ１、シリコン樹脂ＳＲ２、エポキシ
樹脂ＥＲ２を代表した形として示してある。

【００６４】このような構成によれば、シリコン樹脂Ｓ
Ｒ２がエポキシ樹脂ＥＲ１とエポキシ樹脂ＥＲ２との間
に介在しているので、エポキシ樹脂ＥＲ１、ＳＲ２の収
縮の際にもシリコン樹脂ＳＲ２がすべり面となり、ガー
ド電極２５Ａ、２５Ｂなどが割れたり、はがれたりする
ことがない。

【００６５】また、ガードケース２４Ａ、２４Ｂとガー
ド電極２５Ａ、２５Ｂとの間に剪断力が作用してこれ等
が引きはがされたりすることもない。つまり、エポキシ
樹脂ＥＲ１は絶縁機能、シリコン樹脂ＳＲ２は応力緩和
機能、エポキシ樹脂ＥＲ２は注型機能をそれぞれ有して
いる。

【００６６】図４は図１に示す変換部の中に収納される
前置増幅器の部分構成図である。基本的には図１０に示
す前置増幅器と同様な機能を有しているが、シールド板
ＳＰで囲まれた内部にシリコン樹脂ＳＰ３が充填されて
いる点が異なっている。

【００６７】入力端子Ｔ_Aは図１に示す信号リード線３
８Ａに接続され、図１に示す基準電位点３０は共通電位
点ＣＯＭに接続されている。信号リード線３８Ｂ側も同
様に構成され、これ等の出力端Ｔ_Cは図示しない差動増
幅器で差動演算されて流量信号として出力される。

【００６８】このように、前置増幅器の中のハイインピ
ーダンス部分である高抵抗Ｒ₅と電界硬化トランジスタ
Ｑ₂の部分をシールド板ＳＰで囲み、さらに低インピー
ダンスでドライブし、その上このシールド板ＳＰで囲ま
れた内部をシリコン樹脂ＳＰ３で充填した構成としてい
るので、長期に亘って高インピーダンスを確保すること
ができ、湿度による絶縁劣化など環境の変化に対して安
定で誤差が生じない電磁流量計が実現できる。

【００６９】

【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、高イ
ンピーダンスである検出電極を収納するガードケースの
内部を高分子充填材で充填するようにしたので、湿度に
よる絶縁劣化など環境の変化に対して安定で誤差が生じ
ない電磁流量計が実現できる。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。

【００７０】請求項３に記載された発明によれば、ガー
ド電極とガードケースと間隙の周面にエポキシ樹脂材を
注入するに際して、これらの間に応力緩和樹脂材を介在
させるようにしたので、安定な充填が可能となり、品質
の向上に寄与する。

【００７１】請求項４に記載された発明によれば、前置
増幅器の内部の高インピーダンスである電界効果トラン
ジスタと高抵抗とを金属ケースの中に収納しこの内部を
絶縁性充填材で充填する構成としたので、長期に亘って
高インピーダンスを確保することができ、湿度による絶
縁劣化など環境の変化に対して安定で誤差が生じない電
磁流量計が実現できる。

【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に示すパイプ近傍の充填部分を拡大した拡
大図である。

【図４】図１に示す変換部の中に収納される前置増幅器
の部分構成図である。

【図５】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６】従来の電磁流量計の欠点を説明する波形図であ
る。

【図７】従来の電磁流量計の欠点を説明する説明図であ
る。

【図８】流動電位の周波数特性を示す第１の特性図であ
る。

【図９】流動電位の周波数特性を示す第２の特性図であ
る。

【図１０】従来の電磁流量計の変換部の中に収納される
前置増幅器の部分構成図である。

【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ガード電極２６、２７間隙ＥＲ、ＥＲ１、ＥＲ２エポキシ樹脂ＳＲ１、ＳＲ２、ＳＲ３シリコン樹脂ＴＲＭ変換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者志村徹東京都武蔵野市中町２丁目９番32号横河電機株式会社内審査官江塚政弘 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/58

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、これらのガー
ドケースとパイプとで囲まれた内部空間を充填する高分
子充填材とを具備することを特徴とする容量式電磁流量
計。
【請求項２】前記高分子充填材としてシリコーン樹脂を
用い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３】前記ガード電極と前記ガードケースと前記
間隙の周面を覆うように形成された第１エポキシ樹脂材
と、この第１エポキシ樹脂材の周囲を覆うように形成さ
れた応力緩和樹脂材と、この応力緩和樹脂材の外部であ
ってケースの内部に充填される第２エポキシ樹脂材とを
具備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４】ゲートと共通電位点との間に高抵抗と低抵
抗が直列に接続された直列回路を有し前記検出電極に生
じる電圧を増幅する電界効果トランジスタの出力信号に
関連する電圧が帰還コンデンサを介して前記直列回路の
分圧点に帰還される増幅度がほぼ１の増幅手段と、前記
電界効果トランジスタと前記高抵抗が収納されて前記出
力信号に関連してドライブされると共に内部が絶縁性充
填材で充填された金属ケースとを具備することを特徴と
する請求項１記載の容量式電磁流量計。