JPH0299829A - 静電容量式電磁流量計 - Google Patents

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〕 本発明は静電容量式電磁流量計に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、静電容量式電磁流量計の代表的な構造については
米国特許筒４，５３９，８５３号明細書で具体的に述べ
られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では補助電極を接地または一定の直流電位
に保ち、高入力インピーダンス増幅部の耐ノイズ性を向
上させているが、このようにすると測定電極とガード電
極との間に発生する静電容量のために、測定流体と測定
電極との間の静電容量の比率で信号が減衰し、Ｓ／Ｎ比
が低下する。

測定流体と、測定電極との間の静電容量を大きくして信
号の減衰をおさえるためには、測定流体と測定電極との
間の絶縁体の厚みを薄くする必要があるが、そのように
すると機械的強度が低下すると共に、ｉｔｌ’ｌ定流体
温定流化温度変化応力が発生し、絶縁体が割れたり、変
形することがある等の欠点があった。

本発明は以」二の点に鑑みなされたものであり、十分な
機械的強度を確保し、測定電極の信号の減衰をおさえて
泪す定電極の信号の検出感度を高めることを可能とした
静電容量式電磁流量計を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、測定電極の外側の導管内にガード電極を設
けると共に、導管の外部に１ｌｌ１１定電極の直流電位
を入力とするバッファ増幅部を設け、バッファ増幅部の
出力でガード電極をａｌｌｌｌ極電極電位に駆動するこ
とにより、達成される。

〔作用〕

測定電極の外側の導管内にガード電極を設けると共に、
導管の外部に測定？ｉ！極の直流電位を人力とするバッ
ファ増幅部を設け、バッファ増幅部の出力でガード電極
を測定電極と同電位に駆動したので、測定電極とケース
との間に生じる浮遊容ＩＩｔを減らして信号の減衰が防
止されると共に、測定電極への外来ノイズを防止するこ
とができるようになり、測定電極の信号の検出感度を高
めることができる。

すなわちガード電極は低インピーダンスのバッファ増幅
器によって測定電極と同電位に駆動されるために、測定
電極とケースとの間に生しる静電容量はなくなり、カー
ト電極とケースとの間の静電容量は低インピーダンスの
バッファ増幅器によって駆動されるため、測定電極には
影響を及ぼさない。また外来ノイズに刻してもガード電
極がガードとなり、測定電極へのノイズ混入を抑える。

〔実施例〕

以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
１図から第３図には本発明の一実施例が示されている。

第１図に示されているように、ケース１内に電気的絶縁
体で形成され、かつその中を測定流体２が流れる導管３
と、この導管３内に埋設された測定電極４と、この測定
電極４からの信号を増幅する初段増幅部５および差動増
幅部６とを備えた静電容量式電磁流量計で、本実施例で
はａｌす定電極４の外側の導管３内にガード電極７を設
けると共に、導管３の外部に測定電極４の直流電位を入
力とするバッファ増幅部８を設け、バッファ増幅部８の
出力でガート電極７を測定電極４と同電位に駆動した。

このようにすることにより、測定電極４とケース１との
間に生じる浮遊容量を減らして信号の減衰が防止される
と共に、１ｌｌ１１定電極４への外来ノイズを防止する
ことができろようになって、十分な機械的強度を確保し
、測定電極４の信号の減衰をおさえて測定電極４のイ；
１壮の検出感度を高めることを可能とした静電容量式電
磁流量計を得ることができる。

すなわち測定流体２は電気的に絶縁体である導管３の中
を流れており、導管コ３の内部には１ｉｌｌｌ定電極４
およびガード電極７が埋め込まれている。測定電極４の
信号は初段増幅部５および差動増幅部６で増幅されて流
量信号となると同時に、その−部は入力段でバッファ増
幅部８によりインピーダンス変換されてガード電極７を
駆動する。なお第１図で９は抵抗器である。

測定流体２に発生したパルス状の起電力はｉｌｌ’ｌ定
電極４と測定流体２との間の静電容量を通して交流的に
結合され、初段増幅部５の入力信号となる。

初段増幅部５の出力信号は差ｆｌＪＪ増幅部６の人力信
号となり、対向する電極間に発生した起電力の差分が出
力として取り出される。一方、ｉｌｌ’ｌ定電極４の信
号はバッファ増幅部８にも入り、そこでインピーダンス
変換された後ガート電極７およびシールドケーブル１０
のシール１〜側を駆動する。その結果、４１１１定電極
４とガー１〜電極７とは同電位に保たれるため、測定電
極４とケース１との間の静電容量は打ち消されると同時
に、ケース１その他からの外来ノイズに対してガート電
極７はガートの働きをする。測定電極４とケース１との
間の静電容量は、その値が大きいと測定電極４の信号を
減衰させてしまうために、可能な限り小さいことが望ま
しい。第２図は静電容量にのみ着目して書き出したもの
であり、第３図はその等価回路である。

第２図でＣｙＩ、Ｃｓ２は測定電極と測定流体との間の
静電容量であり、ＣｙＩ、　Ｃｓ２は測定電極とケース
との間の静電容量である。

第３図かられかるように、測定電極とケースとの間の静
電容量Ｃｇｓ、Ｃ＆２が測定流体と測定電極との間の静
電容量Ｃｓ　ｌ、　Ｃｓ２に比へて十分小さくない場合
には、測定流体と測定電極との間の静電容ＲＣ８Ｉ、　
Ｃ３２と測定電極とケースとの間の静電容量Ｃｇｓ、Ｃ
ｇ２との比率で信号は減衰してしまうからである。第１
図のようにガート電極７を測定電極４と同一電位で駆動
すれば１ｌｌｌｌ定電極４とケス１との間の静電容ｆｉ
Ｃｓ　ｔ　、　ＣＫ　２．は十分小さくすることができ
、第３図の測定電極とケースとの間の静電容量Ｃｇ　１
．　Ｃ＆　２がなくなって、初段増幅部の入力インピー
ダンスＲ，，，Ｒｇ２のみとなる。高入力インピーダン
スのＩＣを用いれば初段増幅部の入力インピーダンスＲ
ｇ　ｓ　、　Ｒｇ　２をＬＯＯＭΩ以上に選ぶことも可
能である。測定流体と測定電極との間の静電容量ＣＳＩ
の値は導管材料の比誘電率を１０、電極面積を１０Ｉｎ
Ｘ２０ＩＩＩ１１、測定電極と測定流体との間の間隔を
１■とじた場合約１０ＰＦであり、一般的に信号線の浮
遊容量が数ＰＦ以上になることがしばしばあることを考
えると、本実施例の効果は大きい。なお第３図で０８１
゜ｅｓｚは起電力、Ｒｓｓ、　Ｒｓｚは信号源抵抗であ
る。

導管材料としては］］径１００　ｎ＋ｎ＋φ程度までは
セラミックス、それ以、ＬのＩ」径では四ふつ化エチレ
ン樹脂、ガラスエポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂等が適し
ている・ このように本実施例によれば測定電極とケースとの間に
生しる浮遊容量を減らして信号の減衰を防止すると同時
に、測定電極への外来ノイズが防止できるようになって
、信号の検出感度を高めることができるようになり、大
きな電極面積を確保できない小口径の静電容量式電磁流
量計を実現することができる。

〔発明の効果〕

上述のように本発明は十分な機械的強度を確保し、測定
電極の信号の減衰をおさえて測定電極の信号の検出感度
詮高めることができるようになって、十分な機械的強度
を確保し、測定電極の信号の減衰をおさえて測定電極の
信号の検出感度を高めることを可能とした静電容量式電
磁流量計を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の静電容量式電磁流量計の一実施例の説
明図、第２図は同じく一実施例の静電容量に着目した導
管部の縦断側面図、第３図は第２図の等価回路図である
。 トケース、２　測定流体、３・・導管、４・・測定電極
、５・・・初段増幅部、６・・・差動増幅部、７・−ガ
ード電極、８・・・バッファ増幅部。 コ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ケース内に電気的絶縁体で形成され、かつその中を
   測定流体が流れる導管と、この導管内に埋設された測定
   電極と、この測定電極からの信号を増幅する増幅部とを
   備えた静電容量式電磁流量計において、前記測定電極の
   外側の導管内にガード電極を設けると共に、前記導管の
   外部に前記測定電極の直流電位を入力とするバッファ増
   幅部を設け、前記バッファ増幅部の出力で前記ガード電
   極を前記測定電極と同電位に駆動したことを特徴とする
   静電容量式電磁流量計。