JP5271552B2 - Electromagnetic flow meter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、導電性流体の流量測定に用いられる電磁流量計に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic flow meter used for measuring a flow rate of a conductive fluid.
電磁流量計は、直管からなる測定管を備え、その両端に配管接続用のフランジを一体的に備えたフランジタイプと、フランジを備えないウエハタイプの2種類がある。フランジタイプの場合は、測定管の管壁内周面とフランジの表面(配管接続端面)にライニング材をコーティングし、ウエハタイプの場合は同じく測定管の内周面と端面(配管接続端面)にライニング材をコーティングすることにより、測定管と測定管内を流れる導電性を有する被測定流体とを電気的に絶縁している。また、測定管の外周面に一対の励磁コイルを測定管を挟んで互いに対向するように配置するとともに、軸線が励磁コイルによる磁界と直交する一対の電極を測定管の管壁に貫通させて設け、さらに配管接続端面にアースリングを取付けている。 There are two types of electromagnetic flowmeters: a flange type in which a measurement pipe made of a straight pipe is provided, and flanges for pipe connection are integrally provided at both ends, and a wafer type in which no flange is provided. In the case of the flange type, the lining material is coated on the inner peripheral surface of the measurement tube and the surface of the flange (piping connection end surface). In the case of the wafer type, the inner surface and end surface (piping connection end surface) of the measurement tube are also coated. By coating the lining material, the measurement tube and the fluid to be measured having a conductivity flowing in the measurement tube are electrically insulated. In addition, a pair of exciting coils are arranged on the outer peripheral surface of the measuring tube so as to face each other with the measuring tube interposed therebetween, and a pair of electrodes whose axis is orthogonal to the magnetic field generated by the exciting coil are provided through the tube wall of the measuring tube. In addition, an earth ring is attached to the pipe connection end face.
アースリングは、測定管と測定管内を流れる被測定流体を接地して同電位にすることおよび測定の基準電位を検知することにより、被測定流体の電位が不安定になることによって発生するノイズを消去する機能と、配管接続端面にコーティングされているライニング材を保護する機能とを備えている。このようなアースリングは、通常ステンレス316等で製作されるが、耐食性、耐摩耗性が要求される場合には白金、チタン、モネル、ハステロイ等の貴金属によって形成される。また、例えば、白金ペーストの焼き付けによって形成されることもある(例えば、特許文献1〜5参照)。
The earth ring grounds the fluid to be measured flowing through the measuring tube and the same potential by grounding it, and detects the reference potential of the measurement, thereby detecting noise generated when the potential of the fluid to be measured becomes unstable. It has a function to erase and a function to protect the lining material coated on the pipe connection end face. Such an earth ring is usually made of stainless steel 316 or the like, but is formed of a noble metal such as platinum, titanium, monel, or hastelloy when corrosion resistance and wear resistance are required. For example, it may be formed by baking a platinum paste (see, for example,
ところで、特に紙・パルプの製紙工場などでプロセス流体の流量を電磁流量計によって測定する場合、プロセス流体中に固形物(木材、釘、金属片など)が混入していると、この固形物によって測定管の内周面、特に内周面の開口部付近にコーティングされているライニング材が削り取られるため、流体の流れに乱れが生じて測定誤差が大きくなったり、電磁流量計の耐久性を著しく低下させるという不具合があった。 By the way, especially when measuring the flow rate of a process fluid with an electromagnetic flow meter in a paper / pulp paper factory, if solids (wood, nails, metal pieces, etc.) are mixed in the process fluid, Because the lining material coated on the inner peripheral surface of the measuring tube, especially near the opening on the inner peripheral surface, is scraped off, the fluid flow is disturbed, resulting in a large measurement error, and the durability of the electromagnetic flow meter is remarkably increased. There was a problem of lowering.
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、液体中に混入している固形物によって削られ易いライニング部分を確実に保護することができ、測定誤差が小さく、信頼性、耐久性を向上させるようにした電磁流量計を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to reliably protect the lining portion that is easily scraped by the solid matter mixed in the liquid. An object of the present invention is to provide an electromagnetic flow meter with small errors and improved reliability and durability.
上記目的を達成するために本発明は、 測定管の内周面と配管接続端面にライニング材をコーティングし、前記配管接続端面に前記ライニング材を介してアースリングを配設した電磁流量計において、前記アースリングの内周縁に前記測定管内に挿入される円筒部を突設し、この円筒部によって前記測定管の内周面開口部付近のライニング材を覆い、前記円筒部の肉厚が基端から先端に向かって漸次減少し、内面が基端から先端に向かって拡径化するテーパ穴を形成しているものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides an electromagnetic flowmeter in which a lining material is coated on an inner peripheral surface of a measurement tube and a pipe connection end surface, and an earth ring is disposed on the pipe connection end surface via the lining material. the projected cylindrical portion which is inserted into the measuring pipe to the inner periphery of the ground ring, not covering the lining material in the vicinity of the inner peripheral surface opening of the measuring tube by the cylindrical portion, the thickness of the cylindrical portion group A tapered hole is formed which gradually decreases from the end toward the tip and whose inner surface increases in diameter from the base end toward the tip .
また、本発明は、前記円筒部が励磁コイルによる磁界に影響を与えない範囲を限度として前記測定管の内周面開口部付近のライニング材を覆っているものである。 In the present invention, the lining material in the vicinity of the opening on the inner peripheral surface of the measuring tube is covered as far as the range in which the cylindrical portion does not affect the magnetic field generated by the exciting coil.
本発明においては、アースリングに設けた円筒部によって測定管の内周面開口部付近のライニング材を覆っているので、内周面開口部付近のライニング材が液体中に混入している固形物によって削り取られるのを防ぐことができ、測定誤差を小さくすることができる。測定管の内周面開口部付近は、ライニング材が固形物によって最も削り取られ易い箇所であるため、この内周面開口部付近のライニング材を円筒部で保護することはきわめて有効である。
本発明においては、円筒部の肉厚を基端から先端に向かって漸次減少させているので、測定管の内周面にコーティングされているライニング材の表面と円筒部の先端部内周面との間にできる段差を小さくすることができる。これにより、測定に影響を与える乱流の発生を少なくすることができる。
In the present invention, since the lining material in the vicinity of the inner peripheral surface opening of the measuring tube is covered by the cylindrical portion provided in the earth ring, the solid material in which the lining material in the vicinity of the inner peripheral surface opening is mixed in the liquid Can be prevented from being scraped off, and the measurement error can be reduced. Since the lining material is most easily scraped off by the solid material in the vicinity of the opening on the inner peripheral surface of the measurement tube, it is extremely effective to protect the lining material near the opening on the inner peripheral surface with a cylindrical portion.
In the present invention, since the thickness of the cylindrical portion is gradually reduced from the base end toward the tip, the surface of the lining material coated on the inner peripheral surface of the measurement tube and the inner peripheral surface of the tip of the cylindrical portion The step formed between them can be reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the turbulent flow which affects a measurement can be decreased.
また、本発明においては、円筒部が励磁コイルによる磁界に影響を与えない範囲を限度として測定管の内周面開口部付近のライニング材を覆っているので、測定に影響を与えることがない。 Further, in the present invention, since the lining material near the inner peripheral surface opening of the measuring tube is covered to the extent that the cylindrical portion does not affect the magnetic field generated by the exciting coil, measurement is not affected.
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は本発明に係る電磁流量計の一実施の形態を示す断面図、図2は図1のII−II線断面図である。これらの図において、本実施の形態は、フランジタイプの測定管2を備えた電磁流量計1に適用した例を示している。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an electromagnetic flowmeter according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. In these drawings, the present embodiment shows an example applied to an
前記測定管2は、SUS等の非磁性材料によって形成された両端開放の直管からなり、外周面2aの両端にはフランジ3がTIG溶接等によってそれぞれ接合されている。フランジ3は、測定管2と同一材料または別材料によって形成され、表面3aが配管の接続端面(配管接続端面)を形成している。測定管2の外周面2aで軸線方向中央には、測定管2内を流れる導電性を有する被測定流体4の流れの方向と直交する方向の磁界Hを発生させる一対の励磁コイル5が上下方向において対向するように設けられている。これらの励磁コイル5は、電源に接続されている。
The
また、測定管2の管壁で軸線方向中央には、軸線が前記励磁コイル5の磁界Hと被測定流体4の流れの方向の双方に対して直交する一対の電極7が取付けられている。これらの電極7は、測定管2の管壁に形成した貫通孔8に挿通されて内端が測定管2内に露呈することにより被測定流体4との接液面7aを形成しており、外端が測定管2の上部に設けた変換部9に信号線10を介してそれぞれ接続されている。
A pair of
さらに、前記測定管2の内周面2bと各フランジ3の配管接続端面3aには、測定管2と被測定流体4中に発生する起電力との短絡を防止するためにライニング材12がコーティングされており、またその内部には補強管13が埋設されている。ライニング材12としては、フッ素樹脂等の耐熱性、耐食性、絶縁性に優れた電気絶縁材料が用いられ、射出成形または回転成形によって形成されている。
Further, the inner
補強管13は、測定管2とライニング材12との機械的な結合強度を高め、ライニング材12が測定管2から剥離するのを防止するとともに、被測定流体4の温度変化や圧力変化によるライニング材12の変形等を防止するために埋設されるものである。補強管13としては、通常パンチングプレートと呼ばれる多孔板によって筒状に形成され、リング状のスペーサ14を介して測定管2の内周面2bに固定されている。
The
さらにまた、測定管2の各フランジ3の配管接続端面3aには、SUS、白金、チタン、モネル、ハステロイ等によって形成されたアースリング15が複数個の止めねじ16によってそれぞれ固定されている。アースリング15は、中心孔17を有する円板状のリング本体15Aと、このリング本体15Aの内周縁に一体に突設された円筒部15Bと、リング本体15Aの外周縁に円周方向に等間隔おいてそれぞれ裏面側にJ字状に折り曲げ形成された複数個、例えば4個の固定部15Cとで構成されている。リング本体15Aは、フランジ3と略等しい外径を有し、フランジ3の配管接続端面3aにコーティングされているライニング部12Aに密接される。なお、補強管13とスペーサ14を一体に成形してもよい。
Furthermore,
前記円筒部15Bは、リング本体15Aの裏面側内周縁、すなわち前記中心孔17の周縁より裏面側に突設されて測定管2の開口部から内部に挿入されることにより、内周面2bにコーティングされているライニング部12Bの一部、すなわち測定管2の内周面2bの開口部付近を覆っているライニング部分12B-1の表面に密接し、液体中に混入している固形物から保護している。測定管2の内周面2bを覆うライニング部12Bのうち、特に測定管2の開口部付近を覆っているライニング部分12B-1は、液体中の固形物によって最も削り取られ易い箇所であるため、この部分を円筒部15Bによって覆い保護することはきわめて有効である。
The
円筒部15Bとしては、前記励磁コイル5による磁界Hに影響を与えない範囲を限度として測定管2の内周面開口部付近のライニング部分12B-1を覆うことが望ましい。具体的には、円筒部15Bの長さは数mm〜十数mm程度であり、内周面2bにコーティングされているライニング部12Bの内径をDとすると、円筒部15Bの先端から電極7までの距離Eが概ね0.65D程度となるような長さとすることが望ましい。
As the
また、円筒部15Bは、肉厚が基端側、すなわちリング本体15A側で最大で先端に向かって漸次減少するように形成されている。このため、円筒部15Bの先端はナイフエッジを形成している。また、円筒部15Bの内面は、先端に向かって拡径化するテーパ穴を形成している。
Further, the
前記固定部15Cは、前記止めねじ16によりフランジ3の配管接続端面3aの外周寄りに固定されている。このため、固定部15Cには、止めねじ16が挿通されるねじ取付孔22が形成されている。また、リング本体15Aの外周寄りで前記固定部15Cのねじ取付孔22に対応する箇所には、止めねじ16が挿通されるねじ用孔23が形成されている。
The
このようなアースリング15を止めねじ16によってフランジ3の配管接続端面3aに固定すると、リング本体15Aがライニング部12Bを覆い、円筒部15Bがライニング部12Bの端部であるライニング部分12B-1を覆い、測定管2と測定管2内を流れる被測定流体4の電位を等しくする。そして、アースリング15は、前記変換部9内の演算処理回路に電気的に接続されることにより、被測定流体4の電位を基準電位として導いている。
When such a
このような構造からなる電磁流量計1においては、アースリング15の内周縁に一体に突設した円筒部15Bによって測定管2の内周面2bを覆うライニング部12Bのうち、特に測定管2の開口部付近を覆っているライニング部分12B-1を保護しているので、このライニング部分12B-1が液体中に混入している固形物によって削り取られるおそれがなく、電磁流量計1の耐久性を向上させることができる。また、ライニング部分12B-1が削り取られなければ、測定誤差が小さく、測定精度を向上させることができる。
In the
また、円筒部15Bは、励磁コイル5による磁界Hに影響を与えない範囲を限度して測定管2の内周面開口部付近のライニング部12B-1を覆っているので、測定に影響を及ぼすことがなく良好に測定することができる。
Further, the
また、円筒部15Bの板厚を基端から先端に向かって漸次減少させることにより、先端をエッジ状に形成しているので、乱流の発生を防止することができる。すなわち、板厚が一定の円筒部15Bを測定管2内に挿入してライニング部分12B-1を覆った場合は、円筒部15Bがライニング部分12B-1に対して段差となるため、被測定流体4の流れを乱し、測定に悪影響を与える。これに対して、円筒部15Bの板厚を基端から先端に向かって暫時減少させて先端をエッジ状に形成しておくと、ライニング部分12B-1と円筒部15Bとの間に段差が生じないため、被測定流体4の流れを乱すおそれがなく、測定に影響を及ぼすことがない。
Moreover, since the front end is formed in an edge shape by gradually decreasing the plate thickness of the
なお、上記した実施の形態では、フランジタイプの電磁流量計1に適用した例を示したが、本発明はこれに何ら特定されるものではなく、ウエハタイプの電磁流量計にも適用することが可能である。
In the above-described embodiment, the example applied to the flange type
1…電磁流量計、2…測定管、3…フランジ、3a…配管接続端面、4…被測定流体、5…励磁コイル、7…電極、12…ライニング材、12A、12B…ライニング部、15…アースリング、15A…リング本体、15B…円筒部。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記アースリングの内周縁に前記測定管内に挿入される円筒部を突設し、この円筒部によって前記測定管の内周面開口部付近のライニング材を覆い、
前記円筒部は、肉厚が基端から先端に向かって漸次減少し、内面が基端から先端に向かって拡径化するテーパ穴を形成していることを特徴とする電磁流量計。 In the electromagnetic flowmeter in which the inner peripheral surface of the measurement pipe and the pipe connection end surface are coated with a lining material, and an earth ring is disposed on the pipe connection end surface via the lining material,
The projected cylindrical portion which is inserted into the measuring pipe to the inner periphery of the ground ring, not covering the lining material in the vicinity of the inner peripheral surface opening of the measuring tube by the cylindrical portion,
2. The electromagnetic flowmeter according to claim 1, wherein the cylindrical portion is formed with a tapered hole in which a wall thickness gradually decreases from the base end to the tip, and an inner surface increases in diameter from the base end to the tip .
前記円筒部は、励磁コイルによる磁界に影響を与えない範囲を限度として前記測定管の内周面開口部付近のライニング材を覆っていることを特徴とする電磁流量計。 The electromagnetic flowmeter according to claim 1,
The electromagnetic flowmeter according to claim 1, wherein the cylindrical portion covers a lining material in the vicinity of the opening on the inner peripheral surface of the measurement tube, up to a range that does not affect the magnetic field generated by the exciting coil.
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