JPH05273015A - 堰式電磁流量計 - Google Patents

堰式電磁流量計

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JPH05273015A
JPH05273015A JP4070846A JP7084692A JPH05273015A JP H05273015 A JPH05273015 A JP H05273015A JP 4070846 A JP4070846 A JP 4070846A JP 7084692 A JP7084692 A JP 7084692A JP H05273015 A JPH05273015 A JP H05273015A
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JP
Japan
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weir
flow
water
flow rate
tube
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Application number
JP4070846A
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English (en)
Inventor
豊 ▼吉▲田
Yutaka Yoshida
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Aichi Tokei Denki Co Ltd
Original Assignee
Aichi Tokei Denki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非満水状態から満水状態まで流量計側できる
電磁流量計を実現する。 【構成】 流管1に堰としてのパーマポーラスフリュー
ム2を設ける。このフリューム2に、水平方向に対向し
た電極3を配置する。流管の下部には励磁コイル4を設
けて上下方向の磁界を発生させる。電極3に生じる流速
に比例した電圧から流量を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は堰と電磁流量計を組み合
わせた流量計(以下堰式流量計という)に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、狭義の堰、パーシャルフリュー
ム、パーマポーラス等、堰を用いた流量計測では水位を
測定し、そこから流量を算出していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の堰を使った流量
計には次の問題点があった。 (a) 水位を計測しているため、下水道や排水路等
で、満水になると流量の計測ができない。
【0004】(b) 水位測定のため、上方から水位を
計測するための開口部を要し、この開口部から流体が溢
れる。 (c) 水位計測には、超音波が一般的に使われるが、
気泡や浮遊物の影響で計測誤差が生じる。
【0005】そこで、本発明は、これらの問題点を解消
できる堰式流量計を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の堰式電磁流量計は、堰と、その上または上
流部の流管に水平方向に対向配置された一対の電極と、
流管の上部又は下部の少なくとも一方に設けられて上下
方向の磁界を発生する励磁コイルとを具備した
【0007】。
【作用】非満水時には、水深hと流速vの間に一定の関
係 h=ψ(v)・・・・・・・(1) が成り立つことと、流路の断面形状が決まっておれば、
流量Qは水位hの関数として Q=f(h)・・・・・・・(2) と表わされる。
【0008】従って、流速に応じた電極の誘起電圧によ
り、流量Qを求める。満水時には、電磁流量計の流量信
号eに比例定数Aを掛けて流量Qを求められる。
【0009】Q=A・e・・・・・・・・(3) 前記(1)式で水位hが満水時に近づいたときに(3)
式に切換えて流量を算出すればよい。
【0010】
【実施例】
1.第1実施例 図1と図2に示す第1実施例は、いわゆるパーマポーラ
スフリュームと組み合わせた場合で、1は流管、2はパ
ーマポーラスフリューム、3はフリューム部分に水平方
向に対向して設けた一対の電極、4はフリューム下のス
ペースに設けた励磁コイル、5は電極に生じた電圧eを
増幅する増幅器、6は増幅器5の出力をディジタル信号
に変換するA/D変換器、7は演算回路、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。
【0011】次に上記第1実施例の作用を説明する。 (a)非満水時の流量測定 一般に水路に堰を設け、そこで流れが常流から射流に相
転位するようにしてやると、その堰上での臨界点及びそ
の上流側では水深hと、流速vに一定の関係 h=ψ(v)・・・・・・・・(1) が成り立つ。
【0012】この関係は水路(流管1)と堰(フリュー
ム2)の形状により一意的に決まる関数関係である。一
方、流量Qは(流速v)×(流れの断面積S)として算
出できるが、流れの断面積Sも水深hの関数であるか
ら、結局流量Qは水深hの関数として Q=f(h)・・・・・・・・・(2) と表わすことができる。
【0013】ところが、水深hは(1)式のように、流
速vと一定の関係があるため、水路と堰の形状によって
決まる関数gがあって、 Q=g(v)・・・・・・・・・(3) と表わすことができる。従って堰を流れる流量は水深h
を使わずに、流速vを知ることでも算出できる。
【0014】ところで、電極3に発生する電圧eは電磁
誘導の法則に基づいて流速vに比例する。比例定数をk
とすると e=k・v・・・・・・・・・・(4) となる。定数kは電極形状、流管形状、励磁々束密度分
布によって決まるとともに、水深hによって変化する。
【0015】従って、定数kは水深hの関数であるが、
前述の(1)式のように、水深hを流速vの関数で置き
換えることができるので、 k=K(v)・・・・・・・・・(5) となる。(5)式を(4)に代入すると e=K(v)・V となり、電圧eは流速vだけの関数として次の(6)式
であらわせる。
【0016】e=Ψ(v)・・・・・・・・・(6) (6)式を変形して v=Ψ-1(e)=φ(e)・・・(7) と書ける。(7)式を(3)式へ代入すると次の(8)
式を得る。
【0017】 Q=g(φ(e))=F(e)・・・(8) こうして、電極3の電圧eのみによって流量Qを算出で
きる。 (8)式の関数Fは、流管1と堰であるパーマポーラス
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、励磁々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一度実測して求めればよい。
【0018】このことは、従来の堰式流量計において
も、関係式(1)の関数fを実測で求めていたのと同じ
で容易にできることである。 (b)満水時の流量測定 満水時には流れの断面積が最大値に固定されるから、流
量Qは電圧eにずばり比例する。
【0019】前記(1)式で、水深hが流速vの関数で
あり、しかも流速vは電圧eに比例するので、水深hは
堰の形状に応じて決まる関数ψ′を用い、 h=ψ′(e)・・・・・・(1′) となる。
【0020】従って e=ψ′-1(h)・・・・・(9) となる。そこで、水深hが例えば満水時の95%以上と
なると、それまでの演算式(8)に代えて、次の(1
0)式を使って流量Qを演算する。
【0021】Q=A・e・・・・・・・・(10) 但し、比例定数Aは実測で定める。又、水深hが満水時
の95%以上になったことは、(9)式で明らかなよう
に電圧eが一定以上になったことで判断すればよい。
【0022】又、(9)式のψ′-1も実測で定める。 2.第2実施例 図3(a)(b)に示す第2実施例は、前記第1実施例
と比較して、いわゆる検出器の構造がわずかに異なって
いて、電極3と励磁コイルがパーマポーラスフリューム
(堰)2のすぐ上流に配置してある。
【0023】このような配置でも、水深hと流速vには
一定の関係があることは周知で第1実施例の場合と同じ
ようにして流量の計測ができる。このようにすると、第
1実施例のようにパーマポーラスフリューム部分で計測
するよりも水位や流速が安定して好都合である他、電極
や励磁コイルを上下対称に配置できるため、満水時の流
量計測時に偏流の影響を受けにくい利点がある。
【0024】3.第3実施例 図4(a)(b)に示す第4実施例は、いわゆる狭義の
堰と電磁流量計を組み合わせたものである。
【0025】堰2の上流側に電極3と励磁コイル4を配
置している。電極3は少なくとも最低水深hmin のとき
に水に浸る部分があるように、下端部形状を定めるが、
上方向の長さには特に制限はない。
【0026】図4(a)(b)に示すいわゆる検出部以
外の変換器(電気回路)は第1実施例と同じである。本
第3実施例では、流管1が方形断面の水路で、堰2が三
角堰であるが、本発明は流管や堰をこれらに限定するも
のではない。
【0027】
【発明の効果】本発明の流量計は上述のように構成され
ているので、満水時でも通常の電磁流量計と同様に流量
計測ができ、しかも非満水時の流量を電極電圧eに基づ
いて計測演算できる。
【0028】そして非満水時の流量計測に際し、水位測
定の必要がなく、実際には水位測定器が不要で、大流量
でも自由水面を作るための開口部が不要であるという大
きな利点がある。
【0029】又、開口部がないため、ここから溢れるこ
とに対処する必要がなく、満水で圧送される場合が生じ
る水路にも使用でき、設置条件の自由度が大きい。更に
又、気泡や浮遊物の影響が小さい。
【0030】そのため、下水道や排水路などに使う流量
計として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の系統図で検出器は図2の
A−A断面を示す。
【図2】図1の実施例の検出器の縦断面略図。
【図3】本発明の第2実施例の検出器で、(a)は縦断
面略図、(b)は(a)図のB−B断面。
【図4】本発明の第3実施例の検出器で、(a)は縦断
面略図、(b)横断面略図。
【符号の説明】
1 流管 2 堰(パーマポーラスフリューム) 3 電極 4 励磁コイル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 堰と、その上または上流部の流管に水平
    方向に対向配置された一対の電極と、流管の上部又は下
    部の少なくとも一方に設けられて上下方向の磁界を発生
    する励磁コイルとを具備した堰式電磁流量計。
JP4070846A 1992-03-27 1992-03-27 堰式電磁流量計 Pending JPH05273015A (ja)

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JP4070846A JPH05273015A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 堰式電磁流量計

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JPH05273015A true JPH05273015A (ja) 1993-10-22

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006023181A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Aichi Tokei Denki Co Ltd 流量計
JP2007024791A (ja) * 2005-07-20 2007-02-01 Furukawa Electric Co Ltd:The 測定システム
US8857256B2 (en) 2012-06-27 2014-10-14 Stantec Technology International, Inc. Micromonitoring apparatus and method
CN106959137A (zh) * 2017-04-11 2017-07-18 南昌大学 一种实验水槽首部量水堰结构

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