JP3265172B2 - 電磁流量計の検出器 - Google Patents

電磁流量計の検出器

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JP3265172B2
JP3265172B2 JP32602195A JP32602195A JP3265172B2 JP 3265172 B2 JP3265172 B2 JP 3265172B2 JP 32602195 A JP32602195 A JP 32602195A JP 32602195 A JP32602195 A JP 32602195A JP 3265172 B2 JP3265172 B2 JP 3265172B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、測定管内を流れ
る被測定流体に対して交差方向に磁界を発生させ、この
磁界を横切る流体の流量に応じて発生する起電力を、上
記測定管の直径上に対向して設けられた少なくとも一対
の電極を通じて検出し、上記流量を測定する電磁流量計
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は電磁流量計50の測定原理を示す
構成図であり、図において、51は内面がテフロン等に
よってライニング処理された測定管、52は測定管51
内を流れる導電性液体である被測定流体、53は測定管
51の外周に設けられたコア、54はそのコア53に巻
かれた磁界発生手段としてのコイル、55は測定管51
の直径上で対向し且つ磁界と交差する位置に設けられた
少なくとも一対の電極、56はその電極55によって検
出された起電力からノイズ等を取り除き、この起電力か
ら被測定流体52の流量に応じた信号に変換する変換器
である。
【0003】図5は従来の電磁流量計を示す一部を切断
した正面図であり、図において、101は測定管、10
2は測定管101内を流れる導電性液体である被測定流
体、103は測定管101の外周に設けられたコア、1
04はそのコア103に巻かれた磁界発生手段としての
コイル、105は測定管101の直径上で対向し且つ磁
界と交差する位置に設けられた少なくとも一対の電極、
107はコイル104を覆って上記測定管101に固定
する磁束帰還用アウターコア、108は測定管101の
直径範囲において磁界を平行に発生させるためにコイル
104と測定管101との間に介在させたインナーコ
ア、109はコイル104、磁束帰還用アウターコア1
07、インナーコア108の周囲を覆い、測定管1に溶
接により固定するケース、110はケース109の上端
に取り付けた端子部としての端子ケース、111は端子
ケース110内の端子台112に水平に取り付けた回路
基板である。
【0004】120はリード線の途中に接続する高電圧
阻止部材を収納した回路ボックスである。この高電圧阻
止部材としては、電圧制限用ツエナダイオード121、
電流制限用抵抗122、電流電圧制限用ヒューズ123
等があり、これ等は図6に示すように、電流制限用抵抗
122、電流電圧制限用ヒューズ123はリード線11
9に直列に接続し、電圧制限用ツエナダイオード121
はリード線119の線間に直列および並列に接続してい
る。
【0005】次に動作について説明する。不図示の電源
から給電線104aを通じての給電によってコイル10
4を励磁すると、コア103を通じて測定管101の軸
線と直交する方向に磁界φが発生する。この磁界内の測
定管101に被測定流体102を移動させると、ファラ
デーの電磁誘導の法則によって起電力を発生する。この
場合、磁界φが電気的に絶縁された測定管101に直角
に生じ、流れている被測定流体102の導電率が低すぎ
なければ、一対の電極105間から起電力が測定でき
る。この起電力は磁界φの強さと被測定流体102の平
均流速と電極間距離に比例するもので、この起電力を信
号線106、回路基板111、リード線119を介して
取り出し、計測することによって流量を測定できる。
【0006】つまり、量記号および単位を次のようにす
ると、 量記号 物理量 単位 B 磁束密度 T D 測定管の内径 m v 平均軸方向流体速度 m/s E 起電力 V k 定数 − Q 体積流量 m3 /s ファラデーの法則に従って、起電力Eの大きさは、次の
式で示される。 E=kBDv ・・・(1) 体積流量は円管測定管の場合は次の式となる。 Q=(πD2 /4)・v ・・・(2) この関係があるので、式(1)は式(3)のように表さ
れる。 Q=(πD/4kB)・E ・・・(3) ここで、磁束密度Bを一定とすると、測定管内の流量
は、起電力Eを測定することによって求められる。
【0007】なお、落雷等による高電圧が印加された時
には、電圧制限用ツエナダイオード121の導通でリー
ド線間を短絡、電流制限用抵抗122で通電電流を制
限、電流電圧制限用ヒューズ123の溶断で回路切断等
によって、外部機器から電極への高電圧印加を確実に防
止する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁流量計は以
上のように構成されているので、端子ケース110の幅
寸法は、前記コイル104への給電線104aおよび前
記電極105からの信号線106を外部機器に電気的に
接続するために水平に取り付ける回路基板111の幅寸
法以上の内部幅寸法を必要とする。また、回路基板11
1の上部にリード線119のたるみを設ける空間を必要
とするため、端子ケース110が大型化している。
【0009】この端子ケースが防爆構造の場合は、僅か
な防爆すきまを除いて密閉している。従って、この端子
ケースの内部容積が大きいということは、この中に引火
性ガスが多く充満し、しかも、回路基板111を収納し
ているため、内部容積に比例して爆発の危険性やそれに
基づく被害が大きくなる。従って、この内部容積は小さ
ければ小さい程よいが、回路基板上に防爆用に高電圧阻
止部材を取り付けた場合は該回路基板を小さくすること
が困難であり、端子ケースを小型化することが困難であ
る。
【0010】また、防爆構造が必要でない雰囲気中で使
用する場合であっても、ケース内外の温度差や流路内の
流体と端子ケース近傍の温度差により、回路基板や電極
に露化を起こす場合がある。従って、端子ケース内の空
間はなるべく小さいことが望ましい。
【0011】そこで、従来は、例えば落雷等により、外
部機器から電極に高電圧が印加され該電極間に火花が飛
び、この火花発生時に電極部近傍が被測定流体で満たさ
れている場合は問題がないが、この被測定流体で満たさ
れていない場合であって、管路内に危険ガスが充満して
いる場合は爆発を生じ、重大な事故や火災を防止するた
めの高電圧阻止部材を端子ケースとは別個の回路ボック
スに収納している。そのため、施工時にこの回路ボック
スの接続を忘れることがあり、安全性に問題があるとい
う課題があった。
【0012】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、施工時に高電圧阻止部材の回路ボ
ックスを忘れるようなことがなく、防爆構造としての安
全性を確実に確保することができる電磁流量計の検出器
を得ることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電磁流量
の検出器は、被測定流体に直交する磁界を測定管内に
発生させる磁界発生手段と、前記磁界の作用により発生
した起電力を測定するように前記測定管設けられた少
なくとも一対の電極と、前記測定管に固定された防爆構
造を有する端子ケースと、この端子ケースの内部に収納
された回路基板と、この回路基板に設けられた給電用の
端子および出力信号用の端子とを備え、前記回路基板に
は外部からの高電圧を阻止する高電圧阻止部材を設ける
とともに、その高電圧阻止部材を前記一対の電極とこれ
に対応する各出力信号用の端子との間に設けたものであ
る。
【0014】
【0015】
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による電
磁流量計を示す一部を切断した正面図であり、図におい
て、1は測定管、2は測定管1内を流れる導電性液体で
ある被測定流体、3は測定管1の外周に設けられたコ
ア、4はそのコア3に巻かれた磁界発生手段としてのコ
イル、5は測定管1の直径上で対向し且つ磁界と交差す
る位置に設けられた少なくとも一対の電極、7はコイル
4を覆って上記測定管1に固定する磁束帰還用アウター
コア、8は測定管1の直径範囲において磁界を平行に発
生させるためにコイル4と測定管1との間に介在させた
インナーコア、9はコイル4、磁束帰還用アウターコア
7、インナーコア8の周囲を覆い、測定管1に溶接によ
り固定するケース、10はケース9の上端に取り付けた
端子ケース、11は端子ケース10内の端子台12に傾
斜させてビス13で取り付けた回路基板である。
【0017】図2は回路基板11の平面図、図3はその
側面図であり、並設された基板取り付けビス13とリー
ド線接続端子15の両側に、高電圧阻止部材としての電
圧制限用ツエナダイオード21、電流制限用抵抗22、
電流電圧制限用ヒューズ23等が設けられ、これらは樹
脂モールド24で被覆されている。
【0018】上記測定管1は内面および端面に耐食性、
耐摩耗性のためのライニング処理16を施してあり、そ
の端面にはケース9内の検出部と測定流体とを同電位に
する接液リング17が取り付けられている。このライニ
ング処理16の材料としては、例えばふっ素樹脂、クロ
ロプレンゴム、ポリウレタンゴム、セラミックス等を用
いる。また、接液リング17の材料としては、例えばス
テンレス鋼、白金・インジウム、タンタル、チタン、ハ
ステロイB、ハステロイC、モネル、導電性ふっ素樹脂
等を用いる。
【0019】上記構成の電磁流量計は、測定管1の左右
に配管18a,18bを合致させて接続固定するもの
で、この接続の仕方には、フランジ接続方式、フランジ
挟み込み方式、サニタリ接続方式、ねじ接続方式の種々
の方式がある。
【0020】次に動作について説明する。不図示の電源
からリード線19、端子ケース内の回路基板11、給電
線4aを通じての給電によってコイル4を励磁し、測定
管1の軸線と直交する方向に磁界を発生させ、この磁界
内の測定管に被測定流体2を移動させると、ファラデー
の電磁誘導の法則によって起電力を発生する。この場
合、磁界が電気的に絶縁された測定管に直角に生じ、流
れている液体の導電率が低すぎなければ、一対の電極5
間から起電力が測定できる。この起電力は磁界の強さと
流体の平均流速と電極間距離に比例するので、この起電
力からノイズを取り除き、この起電力を信号線20、端
子ケース内の回路基板11、リード線19を介して取り
出し、前記図4に示すように変換器56で流体に応じた
信号に変換して出力することにより、流量を測定でき
る。
【0021】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、端子ケース10内の端子台12に回路基板11を傾
斜させてビス13で取り付けたので、端子ケース10の
形状を変えることなく、従来のように水平に取り付ける
場合に比べて大きな回路基板11を収納することができ
る。従って、同一寸法の回路基板11であれば端子ケー
ス10を小型化することができ、防爆構造において極め
て有効である。
【0022】また、端子ケース10に傾斜させて収納し
た回路基板の下部にリード線接続端子15を設け、この
リード線接続端子15と略同一の水平線上において前記
端子ケース10にリード線挿入穴10aを設けたので、
リード線19の取り付けが容易であると共に、その回路
基板11の上方に大きな空間を形成することができる。
その結果、端子ケース10は高さ寸法を必要以上に大き
くする必要がなく、小型化を達成できる効果が得られ
る。
【0023】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、測定
管に固定された防爆構造を有する端子ケース内に収納さ
れ、給電用および出力信号用の端子が設けられた回路基
板に、外部からの高電圧を阻止する高電圧阻止部材を設
け、この高電圧阻止部材を、前記測定管に設けられた少
なくとも一対の電極とこれに対応する各出力信号用の端
子との間に設けるように構成したので、前記回路基板に
ユニット化された高電圧阻止部材を内蔵する防爆構造の
端子ケースは、前記高電圧阻止部材の回路ボックスとな
って前記測定管に固定された構造となり、このため、防
爆構造が必要な電磁流量計の据付施工時に、安全保持器
となる前記高電圧阻止部材を別途用意して配線などする
必要がないばかりか、前記高電圧阻止部材の回路ボック
スをつけ忘れるような危惧がなく、防爆構造としての安
全性を確実に確保できるという効果がある。
【0024】
【0025】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1による電磁流量計を示
す一部を切断した正面図である。
【図2】回路基板の平面図である。
【図3】回路基板の側面図である。
【図4】電磁流量計の原理説明図である。
【図5】従来の電磁流量計の一部を切断した正面図であ
る。
【図6】高電圧阻止部材の接続状態を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
1 測定管 2 被測定流体 4 コイル(磁界発生手段) 4a 給電線 5 電極 10 端子ケース 10a リード線挿入穴 11 回路基板 15 リード線接続端子 19 リード線 20 信号線 21 電圧制限用ツエナダイオード(高電圧阻止部材) 22 電流制限用抵抗(高電圧阻止部材) 23 電流電圧制限用ヒューズ(高電圧阻止部材)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/58

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定流体を通す測定管と、前記被測定
    流体に直交する磁界を前記測定管内に発生させる磁界発
    生手段と、前記磁界の作用により発生した起電力を測定
    するように前記測定管設けられた少なくとも一対の電
    極と、前記測定管に固定された防爆構造を有する端子ケ
    ースと、この端子ケースの内部に収納された回路基板
    、この回路基板に設けられた給電用の端子および出力
    信号用の端子とを備えた電磁流量計の検出器であって、 外部からの高電圧を阻止する高電圧阻止部材が前記回路
    基板に設けられており、前記高電圧阻止部材は前記一対
    の電極とこれに対応する各出力信号用の端子との間に設
    けられている、電磁流量計の検出器。
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