JP3766715B2 - フリュームを有する電磁流量計 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は下水や排水などの計測に好適な電磁流量計の改良に係わり、特にパーマー・ボーラスフリュームに類似した形状のフリュームを有する電磁流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】
出願人は、非満水状態で流体が流れる開水路の流量計として、流管内にいわゆるパーマー・ボーラスフリュームを有し、そのスロート部である水路の絞り部分またはスロート部の上流の流速を電磁誘導の原理によって計測する電磁流量計を特開平5−273015号公報で提案した。
【0003】
この従来技術は、例えば図2に示すように流管1内にパーマー・ボーラスフリューム2を有し、このフリューム2に、水平方向に対向した電極3を配置している。流管1の下部には励磁コイル4を設けて図示上下方向の磁界を発生させる。電極3に誘起する流速に比例した電圧を増幅器5で増幅し、A/D変換器6でディジタル信号に変換してから、演算回路7で流量を算出する。8は励磁コイル4を励磁する励磁電源、9は測定や励磁に必要なタイミング信号を発生するタイミング回路である。
【0004】
電極3に誘起する流速に比例した電圧をeとすると、流量Qは電圧eの関数F(e)として
Q=F(e)
であらわされる。
【0005】
関数Fは、流管1とパーマー・ボーラスフリューム2の形状電磁流量計の設置位置、電極3の形状、磁界の磁束密度分布により決定される関数で、これらのパラメータを固定して予め実測して求めておく。
【0006】
こうすることで、水位を測定せずに非満水状態の流量を計測する。
図3(a)(b)と図4(a)(b)は、このような従来技術のフリューム部付近の詳細を示す図である。
【0007】
これらの図において、1は円筒形の流管、2aは前記フリューム2の底面、2bはフリューム2の一方の側面(側壁)で流れの下流方向に向って右岸に形成され、流管1の軸線と平行な平面で形成されている。2cはフリューム2の他方の側面(側壁)で、流れの下流方向に向って左岸に形成され、流管1の軸線と平行な平面で形成されている。なお、流体の流れは図3(b)、図4(a)(b)に矢印Aで示すように図示右方から左方に向って流れる。
【0008】
3aと3bはそれぞれフリューム2の右側面2bと左側面2cに設けられた電極で、両者で一対の電極3を構成する。
これらの電極3aと3bは特に図3(a)で明らかなように、フリューム2のスロート部の左右の側面(側壁)に対向配置されている。
【0009】
10は流体(図3(a))、10Aは流体10の水面、10Bは水面10Aとフリューム2の前記右側面(側壁)との境を表わす線である(図4(b))。
2Bと2Cはフリュームを構成する上流部で、側面(側壁)2b,2cと隣接して、そのすぐ上流に形成され、流管1の軸線と傾斜した傾斜面で形成され、その上流から流下する流体の流路を絞ってスロート部へ導く。
【0010】
11Bは、前記側面(側壁)2bと傾斜面2Bが交わる辺(線分)で形成された稜、11Cは前記側面(側壁)2cと傾斜面2Cが交わる辺(線分)で形成された稜である。
【0011】
稜11Bは何れも平面で形成された側面2bと傾斜面2Bとの交わりで生じる角であり、また稜11Cも平面で形成された側面2cと傾斜面2Cとの交わりで生じた角であるため、実質上丸みのない、即ちアールを持たない辺であるか、そうで無くとも構成部品の成形や曲げなどの加工方法による出来合いの小さいアールによって形成されていた。
【0012】
符号Lで示す流れ方向(図示左右方向)の長さは、側面(側壁)2bと2cの流れ方向の長さで、その上流端(図示右端)は前記稜11Bと11Cである。
流管1の上流から流下する流体は、フリューム2の両側面(側壁)で形成されたスロート部に入る前に、先ず傾斜面2B,2Cによって、流管1の軸線に対して傾斜するように流れの向きが変わり、更に、稜11B,11Cで流れの方向が流管1の軸線方向に急激に変化する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の技術では、流体が稜11B,11Cの上流から下流に移るときに、これらの稜を境にして、特に流路壁面近くの流体の流れ方向が急激に変化するために流れの下流方向に向って左右の稜11C,11Bを発生点とする主な波を生じる。
【0014】
図4(a)(b)で、符号12Bで示すのは稜11Bを発生点とする主な波を、符号12Cで示すのは稜11Cを発生点とする主な波である。
この主な波12B,12Cはそれぞれその下流側に副次的な波12B′,12C′を発生させる。
【0015】
この波によって電極3a,3b部分はランダムな水位変化に曝されるばかりでなく、この波は電極近傍の流速分布にもランダムな摂動を生じるため、電極に誘起する流量信号のばらつきが大きくなって、流量の計測精度に悪影響を及ぼすと共に応答が低下するという問題点があった。
【0016】
そこで、本発明はこのような問題点を解消できるフリュームを有する電磁流量計を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1の発明は、非満水状態で流体が流れる開水路用の流量計であって、流管(1)内にフリューム(2)を有し、該フリューム部またはその上流の流速を電磁誘導の原理により計測する電磁流量計において、
フリューム(2)のスロート部を形成するように流管(1)の軸線と平行な平面で形成された側面(2b)(2c)と、これら側面(2b)(2c)と隣接してその上流に設けた傾斜面(2B′)(2C′)とを滑らかなアールで接続したことを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1(a)(b)は本発明の好ましい実施の形態で、1は円筒形の流管で、その内側にパーマー・ボーラスフリューム様のフリューム2を備えている。流体は流管1内を矢印Aで示すように図示右方から左方に向って非満水状態で流れる。
【0019】
2aはフリューム2の底面、2bはフリューム2の一方の側面(側壁)で流れの下流方向に向って右岸に形成され、流管1の軸線と平行な平面で形成されている。
【0020】
2cはフリューム2の他方の側面(側壁)で、流れの下流方向に向って左岸に形成され、流管1の軸線と平行な平面で形成されている。
3aと3bはそれぞれフリューム2の右側面2aと左側面2bに設けられた電極で、両者で一対の電極3を構成する。
【0021】
これらの電極3aと3bはフリューム2の右側面2bと左側面2cに設けられ、フリューム2のスロート部の左右側面(側壁)に対向配置されている。
2B′と2C′はフリュームを構成する上流部で、側面(側壁)2b,2cと隣接して、そのすぐ上流に形成され、流管1の軸線と平行でない傾斜面で形成され、上流から流下する流体の流路を絞ってフリューム2の両側面2b,2cと底面2aで形成されたスロート部へ導く。
【0022】
なお、傾斜面2B′,2C′は前記側面2b,2cとそれぞれ滑らかにつながるように、傾斜面2B′,2C′がそれぞれ側面2b,2cと曲面で接続されるようにフリュームを形成してある。
【0023】
図1(a)(b)で符号13B,13Cで示す曲線が、それぞれ傾斜面2B′と側面2b,傾斜面2C′と側面2cを滑らかに大きなアールで連続的に接続する部分を断面で示す線である。
【0024】
【発明の効果】
本発明のフリュームを有する電磁流量計は、上述のように構成されているので、傾斜面(2B′)(2C′)と側面(2b)(2c)とがそれぞれ滑らかなアールで接続されているので、この接続部での流れの向きの急激な変化が防止され、流速の変動の原因になる波の発生を抑制できるため、流量信号のばらつきを小さくし、流量計測の精度が良くなり、しかも応答性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態で、(a)は要部縦断平面図、(b)は同図(a)の一部を示す拡大図である。
【図2】従来技術の系統図で、検出器は横断面図を示す。
【図3】従来技術の検出器で、(a)は横断面図、(b)は縦断面側面図である。
【図4】従来技術の検出器の縦断面図で、(b)は同図(a)の一部を示す拡大図である。
【符号の説明】
1 流路
2 フリューム
2a 底面
2b 側面(側壁)
2c 側面(側壁)
3B′ 傾斜面
3C′ 傾斜面
13B 側面2bと傾斜面3B′の接続面
13C 側面2cと傾斜面3C′の接続面

Claims (1)

  1. 非満水状態で流体が流れる開水路用の流量計であって、流管(1)内にフリューム(2)を有し、該フリューム部またはその上流の流速を電磁誘導の原理により計測する電磁流量計において、
    フリューム(2)のスロート部を形成するように流管(1)の軸線と平行な平面で形成された側面(2b)(2c)と、これら側面(2b)(2c)と隣接してその上流に設けた傾斜面(2B′)(2C′)とを滑らかなアールで接続したことを特徴とするフリュームを有する電磁流量計。
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