JP6445902B2 - 電磁流量計 - Google Patents

Description

本発明は、電磁流量計に関し、特に、被測定流体を接地する接地構造を改良した電磁流量計に関する。

従来の電磁流量計検出器は、６図に示すように、測定管２１の内面から測定管フランジ２１ａ端面の半径方向の途中位置にわたってライニング材２２をライニングし、測定管フランジ２１ａに沿ったライニングフレア部２２ａを、測定管フランジ２１ａにねじ止めされたアースリング２３で押え、このアースリング２３を測定管２１の両端部で測定管２１を流れる被測定流体に接液させて、被測定流体とアースリング２３の電位が同一電位となるようにしていた。

また、測定管２１の口径が大きくなるとアースリング２３を厚くしてライニングフレア２２ａを均一な力で押え、アースリング２３とライニングフレア部２２ａとの間のシールを行うようにしていた。

このようなアースリングによる接地方法では、アースリング口径が大きくなると材料費および加工コストが高価なものになる問題点があった。

このようなアースリング２３の問題点を解決するために、図７に示すように測定管２１の管端末寄り位置のライニング材２２表面に接地電極２８を液密に装着し、この接地電極２８に接続したリード線２５を、ライニング材２２を貫通させ、ライニング材２２と測定管２１内面の間を経由させて測定管フランジ２１ａ端面に沿ってその外周面まで導出し、測定管２１のフランジ２１ａにねじ込みするように構成した電磁流量計がある（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、このようなアースリングによる被測定流体を接地する構造の電磁流量計においては、一般に測定管の中央部において、測定管の管軸と直交する方向から均一な磁界を印加し、この磁界と管軸との夫々に直交する測定管の内壁面の対向する位置に検出電極を設けている。

そのため測定管の両端部に設けるアースリングとこの一対の検出電極との距離が長くなると配管とこの測定流体を介してアース電流が流れ、検出電極間から差動で取り出す検出信号に雑音が重畳する問題が発生する。

そこで、アースリングに変えて別の接地電極を用意し、この接地電極を均一磁場内の位置で一対の環状の接地電極、または複数個の棒状電極を設け接地電極とする接地構造の電磁流量計が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。

また、図８に示すように、ライニング５２のフレア部５２ａの浮き上がりと、アースリングを不要とするために、測定管４１のフランジ４１ａの端面に内周リング５２及び外周リング５１を設けて、内周リング５２と外周リング５１の間でライニング浮き上がり防止溝を形成し、さらに、内周リングをライニング表面に一部を突出させて接液部５２ａとしてアースリングを不要とする構成が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

特公平７−８９０６９号公報 特開平７−２１８３０５号公報 特開平８−１７８７１９号公報

特許文献１に開示された接地電極を用いて接地する構造の場合、従来のアースリングが不要にできる効果はあるが、ライニング材を貫通させる接地電極と、この接地電極に接続されるリード線を測定管とライニング材と、の間を測定管に沿って引き出す構造であるため、接地電極の接液部のシール、及びこれに接続されるリード線の経路部分のシールに特別のシール手段が必要になるので構造が複雑になる問題がある。

同様に、特許文献２に開示された接地電極も、測定管を貫通する構造となるため、接地電極の接液部のシールには、検出電極部と以上の高信頼性のシール構造が要求されるので構造が複雑になる問題がある。

また、特許文献３に開示された内周リングの接液部による接地方法では、新たに内周リング及び外周リングを設けることが必要で、構造が複雑で高価になる問題がある。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、アースリングを不要とするとともに、電磁流量計の接地工事、及び接地電極の取付け部のシールや保守が容易に行える電磁流量計を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、実施例の電磁流量計は、導管部と、当該導管部の両端部に一対のフランジ部とを有する非磁性体金属で形成された測定管と、前記測定管の内面にゴムまたは樹脂を内張りして、さらに前記フランジ部の端面の予め設定された位置まで延在させたライニングフレア部を有するライニング材と、前記測定管の外壁に設けられ、当該測定管内を被測定流体が流れる方向の当該測定管の管軸（ｘ軸）と直交する方向の磁界を生成する一対の励磁コイルと、前記励磁コイルにより印加される前記磁界の磁界中心軸（ｙ軸）と、前記管軸との夫々と直交する検出電極軸（ｚ軸）上で前記ライニング材を貫通させて、前記測定管の管軸方向の中心位置の前記ライニング材の管壁内面で対向して設けられる一対の検出電極と、前記ライニングフレア部の外周端面側から挿通して、前記被測定流体に接液させる複数の接地電極と、前記ライニングフレア部の両端部に、複数の接地電極を管軸中心に向けて前記ライニング材の内周面と前記ライニングフレア部の外周端面とを貫通する複数の接地電極穴を設け、前記接地電極を前記接地電極穴に前記ライニングフレア部の外周端面側から挿通して、前記被測定流体に接液させるようにし、複数の前記接地電極は、前記検出電極軸と前記磁界中心軸とを含む（ｙ−ｚ）平面に対して面対称に設け、一方の面を前記フランジ部端面に固定し、他方の面は前記接地電極を挿入する前記接地電極穴に面接させ、前記測定管の外周側から前記接地電極穴に挿通して前記管軸中心に挿入される前記接地電極の一端の固定部を固定する接地電極金具と、を備え、前記接地電極を前記測定管の外周側から前記接地電極穴に圧入して、前記接地電極の他端の先端部が前記ライニング材の内周表面となる位置で前記接地電極金具に固定し、前記接地電極の着脱が前記測定管の両端部の外周部から容易に行えるようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、実施例の電磁流量計は、導管部と、当該導管部の両端部に一対のフランジ部とを有する非磁性体金属で形成された測定管と、前記測定管の内面にゴムまたは樹脂を内張りして、さらに前記フランジ部の端面の予め設定された位置まで延在させたライニングフレア部を有するライニング材と、前記測定管の外壁に設けられ、当該測定管内を被測定流体が流れる方向の当該測定管の管軸（ｘ軸）と直交する方向の磁界を生成する一対の励磁コイルと、前記励磁コイルにより印加される前記磁界の磁界中心軸（ｙ軸）と前記管軸（ｘ軸）との夫々と直交する検出電極軸（ｚ軸）上で前記ライニング材を貫通させて、前記測定管の管軸方向の中心位置の前記ライニング材の管壁内面で対向して設けられる一対の検出電極と、前記ライニングフレア部の内周面側から挿通して、前記被測定流体に接液させる複数の接地電極と、前記ライニングフレア部の両端部に、複数の接地電極を管軸中心に向けて前記ライニング材の内周面と前記ライニングフレア部の外周端面とを貫通する複数の接地電極穴を設け、前記接地電極を前記接地電極穴に前記ライニングフレア部の内周面側から挿通して、前記被測定流体に接液させるようにし、複数の前記接地電極は、前記検出電極軸と前記磁界中心軸とを含む（ｙ−ｚ）平面に対して面対称に設け、一方の面を前記フランジ部端面に固定し、他方の面は前記接地電極を挿入する前記接地電極穴に面接させ、前記測定管の内周側から前記測定管の外周方向に挿入される前記接地電極の後端部を固定する接地電極金具と、を備え、前記接地電極を前記測定管の内周側から前記接地電極穴に圧入して、前記接地電極の一方の前記後端部を前記ライニング材フレア部の外周の方向に牽引して、他方の先端部を前記ライニング材フレア部の内周面に圧接させて前記接地電極金具に固定し、前記接地電極の着脱が前記測定管の両端部で容易に行えるようにしたことを特徴とする。

本発明の電磁流量計の実施例１の接地電極の構造説明図。 本発明の電磁流量計の実施例１の接地電極の配置説明図。 本発明の電磁流量計の実施例１の配管接続時の接地構造の説明図。 本発明の電磁流量計の実施例２の接地電極の構造説明図。 本発明の電磁流量計の実施例３の接地電極の構造説明図。 従来のアースリングを備えた電磁流量計。 従来の接地電極を備えた電磁流量計。 従来の接地電極を備えた電磁流量計。

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。

（実施例１）
図１に本実施例１の接地電極を備えた電磁流量計の構造を示す。図１（ａ）は、測定管１の管軸方向の上部半面を管径の中心で鉛直方向に切断したときの断面を測定管１の管軸側面方向から見たときの断面を図示したものである（図１（ｂ）に示すａ-ａ’方向から見た断面図）。

また、図１（ｂ）は、測定管１の端部を管軸方向から見たときの断面を図示したものである（図１（ａ）に示すｄ−ｄ’方向から見た断面図）。

また、図１（ｃ）は、図１（ａ）Ａ部の詳細を示す図である。

図１において、本実施例の電磁流量計１００の構成は、導管部１ｂと、導管部１ｂの両端部に一対のフランジ部１ａを有する非磁性体金属で形成された測定管１と、測定管１の内面にゴムまたは樹脂を内張りして、さらに、フランジ部１ａの端面の予め設定された位置まで延在させたライニングフレア部４ａを有するライニング材４と、測定管１の外壁に設けられ、測定管１内を被測定流体が流れる方向の、測定管１の管軸（ｘ軸）と直交する方向の磁界を生成する一対の励磁コイル３と、を備える。

さらに、励磁コイル３により印加される前記磁界の磁界中心軸（ｙ軸）と、管軸との夫々と直交する検出電極軸（ｚ軸）上でライニング材４を貫通させて、測定管１の管軸方向の中心位置のライニング材４の管壁内面で対向して設けられる一対の検出電極２と、を備える。

さらに、ライニングフレア部４ａの外周端面側から挿通して、被測定流体に接液させる複数の接地電極７ａと、ライニングフレア部４ａの両端部に、複数の接地電極７ａを管軸中心に向けてライニング材４の内周面とライニングフレア部４ａの外周端面とを貫通する複数の接地電極穴５を設け、接地電極７ａを接地電極穴５にライニングフレア部４ａの外周端面側から挿通して、被測定流体に接液させるようにし、詳細を後述する接地電極７ａは、検出電極軸と磁界中心軸とを含む（ｙ−ｚ）平面に対して面対称に設ける。

さらに、一方の面をフランジ部１ａ端面に固定し、他方の面は接地電極７ａを挿入する接地電極穴５に面接させ、測定管１の外周側から接地電極穴５に挿通して管軸中心に挿入される接地電極７ａの一端の固定部を固定する接地電極金具７ｂと、を備える。

このように構成される本実施形態の電磁流量計の接地構造は、接地電極７ａを測定管１の外側から接地電極穴５に圧入して、接地電極７ａの他端の先端部がライニング材４の内周表面となる位置で接地電極７ａが接地電極金具７ｂに固定される。

次に、複数の接地電極７ａの設置位置について、図２を参照して説明する。一般に、被測定流体が移動することによって発生する電磁流量計の検出信号は、被測定流体を接地電位とし、被測定流体の流速に比例する検出電極間の検出信号を差動増幅することにより、重畳するコモンモードノイズを除去するようにしている。

この一対の検出電極２を介して重畳するノーマルモードノイズがコモンモードノイズに変換されないよう、夫々の検出電極２に対する空間的な接地抵抗分布が同一の条件とするなることが望ましい。

そのため、接地電極は、図２（ａ）（（ａ）−１、（ａ）−２）に示すように、また、図２（ｂ）（（ｂ）−１、（ｂ）−２）に示すように、検出電極軸（ｚ軸）を含むｙ―ｚ平面に対して、面対称な位置に備える例を図示したものである。

即ち、図２（ａ）は、検出電極軸ｚ軸に対して等距離にある両端部のｙ軸と平行な平面上で対向して接地電極７ａを４個（２対）を設けた場合を示し、図２（ｂ）は、検出電極軸に対して等距離にある両端部で、ｚ軸と平行な平面上で対向して接地電極７ａを４個（２対）設けた場合を示している。

次に、このような接地電極７ａを備えた電磁流量計を、被測定流体を流す配管８と接続する場合の構成を図３に示す。図３に示すように、接地電極７ａは、相手配管８のフランジ部８ａとその配管８の間に位置するように設けられる。

したがって、予め接地電極７ａを備えた電磁流量計として設置することも可能であるし、また、相手配管８と接続後でも、接地電極７ａを測定管１の外側から着脱することが可能である。

また、接地電極７ａを設ける場合、ライニングフレア部４ａと測定管１との間のシールについては、従来技術で対応が可能で本願発明の範囲外であるのでその説明を割愛する。

以上説明した様に、本実施の形態に依れば、電磁流量計が配管に接続された状態でも接地電極の着脱が測定管の両端部の外部から容易に行えるので、アースリングを不要とするとともに、ライニング施工後に接地電極の着脱が可能で、電磁流量計の接地工事、及び接地電極の取付け部のシールや保守が容易に行える電磁流量計を提供することが出来る。

（実施例２）
本発明の実施例２について、図４を参照して説明する。図４に示す電磁流量計１００の各部について、図１に示す電磁流量計の各部と同じ部分は同一の記号を付し、その説明を省略する。

実施例２が実施例１と異なる点は、実施例１は、接地電極７ａをライニングフレア部４ａの外周端面側から挿入したが、実施例２は、接地電極６をライニングフレア部４ａの内周面側から挿入するようにしたことにある。

実施例２の詳細構成は、ライニングフレア部４ａの内周面側から挿通して、被測定流体に接液させる複数の接地電極６ａと、ライニングフレア部４ａの両端部に、複数の接地電極６ａを管軸中心に向けてライニング材４内面とライニングフレア部４ａの外周面とを貫通する複数の接地電極穴５を設ける。

そして、接地電極６ａを接地電極穴５にライニングフレア部４ａの内周面側から挿通して、被測定流体に接液させるようにし、接地電極６ａは、検出電極軸と磁界中心軸とを含む（ｙ−ｚ）平面に対して面対称に設ける。

さらに、一方の面をフランジ部１ａの端面に固定し、他方の面は接地電極６ａを挿入する接地電極穴５に面接させ、測定管１の内周側から測定管１の外周方向に挿入される接地電極６ａの後端部を固定する接地電極金具６ｂと、を備える。

そして、接地電極６ａを測定管１の内周側から接地電極穴５に圧入して、接地電極６ａの一方の後端部をライニング材フレア部４ａの外周方向に牽引して、他方の先端部をライニング材フレア部４ａの内面に圧接させて前記接地電極金具６ｂに固定する。

このような構成の接地電極を備える電磁流量計は、検出電極２と同じ取付け構造とすることが可能で、さらに、接地電極の着脱が測定管の両端部で容易に行える。

（実施例３）
本発明の実施例３について、図５を参照して説明する。図５に示す電磁流量計の各部について、図１に示す電磁流量計の各部と同じ部分は同一の記号を付し、その説明を省略する。

実施例３が実施例２と異なる点は、実施例２は、ライニング材４は一体成型されるライニングフレア部４ａを備えていたが、実施例３のライニング材４は、
ライニングフレア部４ａを含む筒型形状の端部をフランジ部１ａの端面に直交する外側方向からねじ込みする分割型ライニングフレア部４ａ２と、ライニング材４の直管端部内周面に雌ネジ加工を施したライニング直管部４ａ１と、を備えるようにしたことにある。

そして、分割型ライニングフレア部４ａ２の直管部の外周面に雄ネジ加工を施し、分割型ライニングフレア部４ａ２をライニング直管部４ａ１にねじ込みするようにしたことを特徴とする。

このような接地電極を備える電磁流量計は、ライニング材のフレア加工が不要となる効果がある。

また、分割型ライニングフレア部４ａ２を使用する場合には、Ｏリングなどのシール部材を用いて、ライニング直管部４ａ１と分割型ライニングフレア部４ａ２とが面接する平坦な場所、例えば、Ｆ１、Ｆ２で、Ｏリングを圧接させてシールすることが可能である。

以上のべたように、本実施形態の接地電極を備える電磁流量計は、アースリングを不要とするとともに、ライニング施工後に接地電極の着脱が可能で、電磁流量計の接地工事、及び接地電極の取付け部のシールや保守が容易に行える電磁流量計を提供することが出来る。

１ 測定管
１ａ フランジ部
１ｂ 導管部
２ 検出電極
３ 励磁コイル
４ ライニング材
４ａ ライニングフレア部
５ 接地電極穴
６ａ 接地電極
６ｂ 電極固定金具
７ａ 接地電極
７ｂ 電極固定金具
８ 配管
８ａ フランジ部
２１ 測定管
２１ａ フランジ部
２２ ライニング材
２２ａ ライニングフレア部
２３ アースリング
２５ リード線
２８ 接地電極
３１ 相手配管
３１ａ フランジ部
３２ パッキン
３３ ボルト
４１ 測定管
４１ａ フランジ部
５１ 外周リング
５２ 内周リング
５２ａ 接液凸部
５４a ライニング材フレア部
１００ 電磁流量計

Claims (3)

1. 導管部と、当該導管部の両端部に一対のフランジ部とを有する非磁性体金属で形成された測定管と、
   前記測定管の内面にゴムまたは樹脂を内張りして、さらに前記フランジ部の端面の予め設定された位置まで延在させたライニングフレア部を有するライニング材と、
   前記測定管の外壁に設けられ、当該測定管内を被測定流体が流れる方向の当該測定管の管軸（ｘ軸）と直交する方向の磁界を生成する一対の励磁コイルと、
   前記励磁コイルにより印加される前記磁界の磁界中心軸（ｙ軸）と、前記管軸との夫々と直交する検出電極軸（ｚ軸）上で前記ライニング材を貫通させて、前記測定管の管軸方向の中心位置の前記ライニング材の管壁内面で対向して設けられる一対の検出電極と、
   前記ライニングフレア部の外周端面側から挿通して、前記被測定流体に接液させる複数の接地電極と、
   前記ライニングフレア部の両端部に、複数の接地電極を管軸中心に向けて前記ライニング材の内周面と前記ライニングフレア部の外周端面とを貫通する複数の接地電極穴を設け、前記接地電極を前記接地電極穴に前記ライニングフレア部の外周端面側から挿通して、前記被測定流体に接液させるようにし、複数の前記接地電極は、前記検出電極軸と前記磁界中心軸とを含む（ｙ−ｚ）平面に対して面対称に設け、
   一方の面を前記フランジ部端面に固定し、他方の面は前記接地電極を挿入する前記接地電極穴に面接させ、前記測定管の外周側から前記接地電極穴に挿通して前記管軸中心に挿入される前記接地電極の一端の固定部を固定する接地電極金具と、を備え、
   前記接地電極を前記測定管の外周側から前記接地電極穴に圧入して、前記接地電極の他端の先端部が前記ライニング材の内周表面となる位置で前記接地電極金具に固定し、前記接地電極の着脱が前記測定管の両端部の外周部から容易に行えるようにしたことを特徴とする電磁流量計。
2. 導管部と、当該導管部の両端部に一対のフランジ部とを有する非磁性体金属で形成された測定管と、
   前記測定管の内面にゴムまたは樹脂を内張りして、さらに前記フランジ部の端面の予め設定された位置まで延在させたライニングフレア部を有するライニング材と、
   前記測定管の外壁に設けられ、当該測定管内を被測定流体が流れる方向の当該測定管の管軸（ｘ軸）と直交する方向の磁界を生成する一対の励磁コイルと、
   前記励磁コイルにより印加される前記磁界の磁界中心軸（ｙ軸）と前記管軸（ｘ軸）との夫々と直交する検出電極軸（ｚ軸）上で前記ライニング材を貫通させて、前記測定管の管軸方向の中心位置の前記ライニング材の管壁内面で対向して設けられる一対の検出電極と、
   前記ライニングフレア部の内周面側から挿通して、前記被測定流体に接液させる複数の接地電極と、
   前記ライニングフレア部の両端部に、複数の接地電極を管軸中心に向けて前記ライニング材の内周面と前記ライニングフレア部の外周端面とを貫通する複数の接地電極穴を設け、前記接地電極を前記接地電極穴に前記ライニングフレア部の内周面側から挿通して、前記被測定流体に接液させるようにし、複数の前記接地電極は、前記検出電極軸と前記磁界中心軸とを含む（ｙ−ｚ）平面に対して面対称に設け、
   一方の面を前記フランジ部端面に固定し、他方の面は前記接地電極を挿入する前記接地電極穴に面接させ、前記測定管の内周側から前記測定管の外周方向に挿入される前記接地電極の後端部を固定する接地電極金具と、
   を備え、
   前記接地電極を前記測定管の内周側から前記接地電極穴に圧入して、前記接地電極の一方の前記後端部を前記ライニング材フレア部の外周の方向に牽引して、他方の先端部を前記ライニング材フレア部の内周面に圧接させて前記接地電極金具に固定し、前記接地電極の着脱が前記測定管の両端部で容易に行えるようにしたことを特徴とする電磁流量計。
3. 前記ライニング材は、ライニングフレア部を含む筒型形状の端部を前記フランジ部の端面に直交する外側方向からねじ込みする分割型ライニングフレア部とし、
   前記ライニング材の直管端部内周面に雌ネジ加工を施したライニング直管部とし、
   前記分割型ライニングフレア部の直管部の外周面に雄ネジ加工を施し、
   前記分割型ライニングフレア部を前記ライニング直管部にねじ込みするようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電磁流量計。