JPH02156116A - 電磁流量計検出器 - Google Patents

電磁流量計検出器

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JPH02156116A
JPH02156116A JP30999788A JP30999788A JPH02156116A JP H02156116 A JPH02156116 A JP H02156116A JP 30999788 A JP30999788 A JP 30999788A JP 30999788 A JP30999788 A JP 30999788A JP H02156116 A JPH02156116 A JP H02156116A
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conduit
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植松 郁雄
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁流量計の磁気回路に係り、特に微小口径
において小形軽量・低消費電力化と低ノイズ化を図るに
好適な電磁流量計検出器に関する。
〔従来の技術〕
従来の装置は、特開昭61−124823号に記載のよ
うに、電磁流量計の導管に関する形状及び構造に対する
検討はなされていたが、微小口径の検出器における。小
形軽量で低消費電力化に対する磁界発生装置を含めた導
管の形状と相対位置に考慮がなされていなかった。この
ため、流速に比例した起電力e (V)を得るために、
大きな励磁コイルを使用したり、また励磁電流を増加す
る等の方法を採用していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、磁界発生装置の大形化及び励磁コイル
の直流抵抗・インダクタンス等に代表されるインピーダ
ンスの増加により、自己発熱が大きくなり、取扱いの不
便さ、測定流体への熱伝導による影響といった問題があ
った。
従来技術の磁界発生装置と測定流体を通す導管との相対
位置は下記のものである。
電磁流量計は、ファラデーの電′6!i誘導の法則を応
用した流量計である。
e=KBDv              =41)こ
こに e:起電力(V) B:磁束密度(W、/ボ) D:電磁間距離(または検出器の呼び 径)(m) ■=流速(m/s) K:補正係数(磁束分布・短絡及び修 正係数など) そのため(1)式において流速Vと起電力eを一定にし
ながら微小り径を作るとすれば、電極間距離と磁束密度
の積(DXB)も一定にするため、磁束密度自体を大き
くしなければ、ならなかった。
ここで、一対の電極を含む導管面で所定の磁束密度(こ
れを以下、磁界強度と表現する)を得るには、磁界発生
装置の励磁コイル等を(2)式の関係で作る必要がある
■ ・ μ。
ここに、N:励磁コイルの巻数 B:所要磁束密度(Wb/rr?) I:励磁電流(A) Qg:磁極間距離(m) μg:空気の透磁率(一般に1.26 x 1O−6H/ m ) (2)式において、Bを大きくするために(3)式のよ
うに変形して、4gを極小化することなく、NIを大き
くしていたため、微小口径の検出器は大形で消費電力の
大きいものであった。
2g 2gの極小化を図れなかった理由は1合成樹脂を導管内
面に所定の厚さで形成し、かつ、導管自身の測定流体圧
力からくる、動的・静的応力に耐える導管の厚みが必要
である、といったことである。
本発明の目的は、導管の強度を損うことなく、小形軽量
で低消費電力化を図った検出器で安定した流量針側を行
うことにある。
〔:a題を解決するための手段〕
上記目的は、磁極間距離を極小化して、励磁コイルの巻
数と励磁電流の禎を小さくすることにより、達成される
ここで、磁極間距離Qgは、導管の外径寸法いいかえる
と第3図において、検出器の呼び径である導管の内径φ
Dに、導管の半径方向の厚みtを加えたものになる。導
管の厚みは、(4)式で求ぬられる。
200  σ ここに t:導管厚み(m ) P:流体圧力(kg/aJ) σ:導管に使用している材料の許容応 力(kg/ mz) −(安全率12−20として) 一例として、検出器呼び径φ2.5mm、流体圧力60
kg/+aJ、アルミナノ許容応力1 、5 kg/ 
nozとして導管の厚みしを求めると、約0.5mm 
と求まる。したがってQ8は、3.5mあれば、励磁電
流0.1A 程度で従来の励磁コイル体積と比較し、1
15に小形軽量化ができ、併さて低消費電力化が図れる
。ここで、実際の導管には流体圧力のみしか受けないと
いうことは希で、検出器を配管のフランジ間に挟み込み
、ガスケットを測定流体が洩れぬよう締め付ける際の圧
縮荷重(この荷重は、フランジの偏心やボルト・ナツト
の片肺めにより偏心荷重となる場合が多い)や、流体の
温度変化による熱応力に分類される荷重等が複合荷重と
してかかっている。
また、第3図において、微小口径になるに従っ小さくな
ればなるほど、薄い肉厚の導管のφDの直線的な寸法を
仕上げることが難しいという製作上の問題がある。
つまり、上記問題点は、前者は静的・動的荷重に対する
導管の強度的な問題、後者は導管の製作上の問題となる
。本発明の解決手段は、磁極開路HQt (ポールピー
スの空隙距離)は、(4)式の計算で求まる導管の厚み
を考慮して極小化し、製作上の問題点は、ポールピース
以外の部分の導管肉厚を厚くとることにより解決できる
。さらに、信号引出線は、ポールピース先端部を分割し
て、この間を一対の電極軸に沿って平行に配置すること
により、信号線と電極と測定流体で形成される半ターン
コイル状の信号伝送ラインに、磁束の鎖交可能な投影面
積を極小にした低ノイズの電磁流量計検出器が達成され
る。
〔作用〕
所定の磁界強度を確保するため、(2)式の磁極間距離
Q5は、ポールピースが配置される部分だけ、角に応力
集中が発生せぬようRを付けて導管の外周面側から座ぐ
って極小化を図り、磁界発生装置を小形軽量化する。ま
た、導管の強度的な問題点及び製作上の問題点は、ポー
ルピースが対向して配置される部分以外は、十分な肉厚
を確保することにより、併せて解消することができる。
さらに、ポールピース先端部を分割して信号引出線を一
対の電極軸に沿って、かつ平行に配置することにより、
低ノイズ化が図れる。これによって、低消費電力化を低
ノイズ化を図った小形軽量な微小口径電磁流量計検出器
を提供することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を第1図に示した実施例および、第2図か
ら第6図を用いて詳細に説明する。
第1図及び第2図において、1は測定流体を通すセラミ
ック製(例えば、アルミナ等)導管、2a。
2bは導管の取り付けた流量信号を検出する一対の電流
、3は励磁コイルで、4はボビン、5はポールピース6
は補助ヨークで、第3図に示す測定流体が通るφDのパ
イプに効果的に磁界を作る磁極、7は主ヨークを兼ねる
外筒、8は、上記磁界発生装置の防水性を確保して収容
するケース、9は測定流体を接地する導¥11にメタラ
イズ処理したアースリング、1oは配管フランジに本塁
を挟み込んで取り付けた場合、液洩れを防止するガスケ
ット、lla、llbは2a、2bで検出した流量信号
を変換器に伝送する信号引出線、12a。
12bは励磁コイルに変換器より励磁電流を供給する励
磁線で、これらで電磁流量計検出器を構成している。第
3図は、本実施例の導管1に、先端分割ポールピース5
a’ を埋め込んだ詳細を示す図であり、第6図を用い
て、製作上の問題点の解決策を説明する。本発明の第1
図に示すセラミック製導管は、第6図のフローに従って
製作される。
この時、第3図に示すQtの外径で、面間寸法Qの導管
を外筒7と組合わせるフランジφDcは残して製作する
と、第6図の加工までは高価な導管であってもよいとす
れば製作可能であるが、次工程の焼成時、1500〜1
700℃で加熱すると、炉内に縦置きでも横置きでも導
管自身の自重で変形してしまうという実現に対しての問
題があった。しかし5本発明のように、ポールピース配
置部のみを座ぐる形状であると、導管の剛性が自重によ
る変形よりも優るため、実現可能となる。併せて、鳩舎
荷重による強度的な問題も、ポールピース配置部以外の
肉厚を十分に取ることにより、導管自体の形状できまる
断面二次モーメント■及び断面係数Z大きくすることが
できるので、曲げや座屈に対する十分な強度を確保する
ことが可能となる。
次に信号引出線の配置を第2図と第3図にて説明する。
第2図に示す如く、導管1内の測定流体中に誘起した起
電力eは、電極2a、2bから信号引出線11a、ll
bを径由し、信号処理する変換器へと伝送される。この
伝送径路によって作られる半ターンコイルに、磁束が鎖
交すると。
90’位相のずれた流量信号と異なるノイズが伝送信号
に重畳される。このノイズ量を低減するには、上記半タ
ーンコイルの上方からの投影面積を最小にすればよい。
そのために、第3図に示すごとく、磁束密度の比較的小
さなポールピース先端部を分割し、先端部の分割ポール
ピースに貫通穴を設けて、信号弓出線11a、llbを
配置し、以降変換器までの信号引出線は、互いに撚って
組み込む構i1とし、ノイズ量の低減を図った。
第4図は、本発明の他の実施例で、第1図から第3図に
示す貫通穴を溝にした先端分割ポールピース5a’ を
、第5図はさらに、ポールピース5と先端分割ポールピ
ース5a′において、芯出し位置決め用の凹凸面を設け
た一例を示すもので、同様の効果が得られる。また、本
発明の実施例では、導管材質をセラミックとしたが、別
に非磁性の金属とし、導管内面に絶縁材料の合成樹脂を
形成した導管でもよいということは、言うまでもなく明
白である。但し、金属性導管の場合には、アースリング
は、別置形となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、最小の励磁コイル及び極小の励S電流
で高精度の流量計71I!Iができるので、自己発熱が
ノJ1さく、また信号引出線に鎖交する磁束の量を最小
にできるため、安価で小形軽量・低消費電力化及び低ノ
イズ化を図れる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す電磁流量計検出器の縦
断面図、第2図は第1図のA−A’断面図、第3図は本
発明の導管に先端分割ポールピースを埋め込んだ詳細図
、第4図および第5図はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す先端分割ポールピースの詳細図、第6図はセラミッ
ク導管の製作工程流れ図を示す。 1、IA・・導管、3・・・励磁コイル、4・・・ボビ
ン、5・・・ポールピース、6・・補助ヨーク、7・・
外筒、8・・・カバー、9・・・アースリング、10・
・ガスケット、5a’+58’・先端分割ポールピース
11a、1lb−・信号引出線、12a、12b・・・
励磁線。 代理人 弁理士 小川勝馬゛−゛ 不67 高30 高4日 第S図 ゆ L口(Sl

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、測定流体を通す導管と、導管の径方向に磁界を加え
    る励磁コイルを有し、磁界の方向と導管の軸方向に直角
    をなす導管面に設けられた一対の電極、そして全体を固
    定する外筒、流体の接地を行うアースリングからなる電
    磁流量計において、磁界発生装置である対向するポール
    ピースの空隙距離を最小にして、かつ、先端部を2つ以
    上に分割し、この間に信号引出線を一対の電極軸に沿つ
    て配置する構造を具備したことを特徴とする電磁流量計
    検出器。 2、第1項において、ポールピース先端部の分割された
    磁極は、導管外周面から管中心に埋め込み、少なくとも
    埋め込んだ磁極の分割面側に一対の電極軸に沿つて溝を
    設け、この溝内に信号線を配置する構造を具備したこと
    を特徴とする電磁流量計検出器。 3、第1項において、ポールピース先端部の分割され、
    導管に固定された磁極は、一対の電極軸に沿つてかつ平
    行に貫通穴を設け、この穴を通して信号線を配置する構
    造を具備したことを特徴とする電磁流量計検出器。 4、第1項において、ポールピース先端部の分割面には
    、組立時に芯出し可能な位置決めを目的とした凹凸面、
    またはねじ結合等の嵌合部を設けたことを特徴とする電
    磁流量計検出器。
JP63309997A 1988-12-09 1988-12-09 電磁流量計検出器 Expired - Lifetime JPH0695030B2 (ja)

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