JPH0566969B2 - - Google Patents

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JPH0566969B2
JPH0566969B2 JP61031570A JP3157086A JPH0566969B2 JP H0566969 B2 JPH0566969 B2 JP H0566969B2 JP 61031570 A JP61031570 A JP 61031570A JP 3157086 A JP3157086 A JP 3157086A JP H0566969 B2 JPH0566969 B2 JP H0566969B2
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magnetic
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magnetic poles
electromagnetic flowmeter
yoke
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/586Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 イ−1 産業上の利用分野 この発明は電磁流量計に関する。
イ−2 従来技術とその問題点 従来の電磁流量計は第8図のように内面が絶縁
されたパイプPの外周に2個のコイルC,Cを対
向して設けて、矢印で示すようにパイプPの直径
方向の交番磁界Bを流体Fに加え、磁界Bの強さ
と流体Fの流速の積に比例した信号電圧eを電極
E1,E2で検出する。
このものは、円形流路を形成するパイプPが磁
気回路の空隙となるため、その磁気抵抗が大き
く、大きな励磁電力を要するという問題点があつ
た。また、パイプ内の重み関数の分布が均一にで
きないため、流体Fがエルボやバルブによつて偏
流を起こすと計測誤差を生じるという問題点があ
つた。
偏流による計測誤差を解消するために第9図の
ように、1対のコイルCa1,Ca2の他にこれと直
交するもう1対のコイルCb1,Cb2を設け、コイ
ルCa1,C2で印加される交番磁界Baで生じる信号
電圧eaを電極Ea1,Ea2で検出し、コイルCb1
Cb2で印加される交番磁界Bbで生じる信号電圧を
電極Eb1,Eb2で検出する電磁流量計が特開昭58
−87418号公報で周知である。この電磁流量計は
電極Ea1,Ea2とEb1,Eb2とが90度ずらして配置
してあり、a,b双方の重み関数の分布が相補な
う形に構成されているので、偏流がおきても、
a,bの一方がプラス誤差を生じたときは、他方
がマイナス誤差を生じる。よつて双方の信号電圧
の差をみることによつて流体の真の流量が演算で
きるものゝ、大きな励磁電力を要するという問題
点は残されている。
磁気回路の効率を改善して、励磁電力を低減
し、低消費電力の電磁流量計を得る提案が特開昭
57−200822号公報に記載されている。この電磁流
量計は第10図のように、軟質又は半硬質磁性材
料で作られたコアKに巻いたコイルCに電流を流
すと、コアKに発生した磁束がインナヨークYi1
から出て流体Fを通る磁束B1となり、アウタヨ
ークY0を通つて再び流体Fを通る磁束B2となり、
インナヨークYi2からコアKに戻る磁界を形成す
る。磁束B1により信号電圧e1が、また磁束B2
より信号電圧e2が発生し電極E1,E2により検出さ
れる。
このものでは、流体通路である磁気空隙の磁気
抵抗が小さいため低消費電力が得られるという反
面、パイプP内に磁気回路の一部が設けられてい
るため、流体の流れに体して障害となり圧力損失
が増大するとか、固形物が通過できない等の問題
点があつた。この発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決できる電磁流量計の新規な構造を提
案することである。
ロ 発明の構成 ロ−1 問題点を解決するための手段 本発明は前記の問題点を解決するために、円形
流路と、この円形流路の外周に円周を等分して配
置され隣り合う磁極が逆の極性を持つ偶数個の磁
極と、上記隣り合う磁極の中間点に位置してその
先端が流体に接するように配置された電極とを備
え、前記磁極と電極とは同数であつてかつ4個以
上であることを特徴とするものである。
ロ−2 作用 流路を横切る磁力線は、隣接する磁極同志の間
を磁気空隙とする磁界を形成する。流体の流速と
磁束密度の強さに比例して発生する信号電圧は隣
接する電極間に誘起し検出される。磁気空隙の長
さは隣接する磁極同志の間の距離であつて、円形
流路の直径に比し比較的小さいため、小さい励磁
電力で大きな磁束密度を流路に生ずることができ
る。
ロ−3 実施例 第1図の実施例は磁極の数が4個の場合の例で
ある。図において、Pは円形流路を形成するパイ
プで内面が絶縁されている。Yp1〜Yp4はパイプ
Pの外周に円周を等分して配置した磁極で、これ
らの磁極に一端が接し他端が流路の半径方向外方
に向かうコアK1〜K4と、これらのコアに巻かれ
隣り合うコアを逆の極性に励磁するコイルC1
C4が設けられている。E1〜E4は隣り合う磁極の
中間点にい配置されその先端が流体Fに接する電
極である。コアK1〜K4は半硬質又は軟質の磁性
材料で作られている。YpはコアK1〜K4の前記他
端を磁気回路的に接続するリング形のアウタヨー
クである。隣り合うコアを逆の極性に励磁するに
は、隣り合うコアにそれぞれ巻いたコイル同志を
同じ向きに巻いて、それぞれ逆向きの励磁電流を
流しても良いし、隣り合うコアにそれぞれ巻いた
コイル同志を逆向きに巻いて両コイルに同じ向き
の励磁電流を流してもよい。
今磁極Yp1,Yp3がN極に、磁極Yp2,Yp4
S極にるようにコイルC1〜C4を励磁すると、磁
極Yp1から出た磁力線は二つに分かれて磁極
Yp2,Yp4に流れ、流体Fを横切る磁束B1-2
B1-4となる。
同様に磁極Yp3から出た磁力線は磁束B3-2
B3-4となる。
流体Fの流速と磁束B1-2,B1-4,B3-1,B3-4
の強さに比例して発生する信号電圧e1-2,e1-4
e3-1,e3-4は電極E1〜E4により検出される。
流路の磁気空隙は、その長さが隣り合う磁極間
の距離となるため、第1図の実施例ではパイプP
の直径1/√2となり、第8図や第9図の従来技
術に比較し空隙の磁気抵抗が1/√2に改善され
磁気回路の効率が向上する。
第2図の実施例は磁極、コア、コイル、電極等
の数を第1図の場合の倍の8個にしたもので、磁
極はYp1〜Yp8は、コアはK1〜K8、コイルC1
C8、電極はE1〜E8で示されている。この実施例
では、流路を形成する磁気空隙の磁気抵抗が第2
図の場合よりもさらに小さくでき、それだけ磁気
回路の効率を改善できる。
第3図の実施例は磁極が6極の例で、半硬質又
は軟質磁性材料からなるC形のヨークY1〜Y6
それぞれコイルC1〜C6を巻いてパイプPの外周
に円周を等分して配列してある。
そしてヨークY1〜Y6の端部が磁極として働く。
なおこの実施例では隣接するC形ヨークの当接す
る端部が一体的に一つの磁極として作用するよう
に励磁される。そして一つのC形ヨークの両端部
は逆の極性をもつように励磁される。
ヨークY1をコイルC1で励磁すると矢印で示す
磁束B1を生じ、同様にコイルc2で励磁されたヨ
ークY2と磁束B2を生じる。
これらの磁束で生じる信号電圧e1-2は電極E1
E2で検出される。他のヨーク、コイル、電極に
ついても同様に作用する。
ヨークY1の一端と、ヨークY2の一端とが当接
し、磁極Yp1を構成している。同様にヨークY2
ヨークY3の当接する端部が磁極Yp2を構成する。
ヨークはその全部又は一部が半硬質磁性材料であ
つてもよい。
第4図と第5図の実施例は、磁極を16極にした
実施例で、パイプPを囲んで、2枚のヨークY1
Y2が流れの方向にわずかの間隔を置いて配置さ
れ、両ヨークのパイプから離れた位置に明けた孔
にコアKを挿入し、このコアKにはコイルCが巻
いてある。コイルCは2枚のヨークの間隔いつぱ
いにわたつて巻かれている。各ヨークY1,Y2は、
パイプPの外周に接近する8個の磁極が円周を等
分して設けられている。そしてヨークY1の磁極
とヨークY2の磁極はパイプPの円周に交互に配
設されており、この16個の磁極の中間点に電極
E1〜E16が設けられている。磁極Yp1,Yp3,…
…Yp15はヨークY1を折り曲げて形成され、磁極
Yp2,Yp4,……Yp16はヨークY2を折り曲げて形
成されている。
この実施例ではヨークY2とY1にそれぞれ形成
された8個ずつの磁極Yp1〜Yp15とYp2〜Yp16
は1組のコアKとコイルCで励磁される。そして
コイルCに電流を流すとヨークY1の各磁極とヨ
ークY2の各磁極間に磁束B1〜B16が発生し、流速
と対応する信号電圧e1〜e16が得られる。この信
号電圧をパイプPに設けた16個の電極E1〜E16
検出する。この電極E1〜E16は両ヨークY1,Y2
電極Yp1,Yp2,……Yp16の各中間点のパイプP
上に設けられている。
なお、ヨークY1に形成した磁極Yp2,Yp4,…
…Yp16はヨークY2をヨークY1側に折り曲げて形
成し、ヨークY1に形成した磁極Yp1,Yp3,……
Yp15はヨークY1をヨークY2側に折曲げて形成し
てある。コアKは軟質又は半硬質磁性材料を使う
ことができる。
第6図と第7図の実施例は、電極構造のみが第
4図と第5図の実施例と異なる。第6図はパイプ
Pに対し直角な断面を示すもので、非磁性導電体
よりなる電極E1,E2は全体がリング状で、リン
グの中心に向つて突出する8個の突起をそれぞれ
持ち、この突起先端が流体Fに接触するようパイ
プPに埋込まれている。
そして、両電極の突起が交互に円形流路の円周
方向に配列される。電極E1,E2はSUS 316の板
を打抜き、折曲げて形成し、ヨークY1,Y2
SUS 430で同様に加工する。電極E1,E2、ヨー
クY1,Y2はこれらを一体的に組立てたあと、エ
ポキシ等の樹脂で注型加工し、各々を定められた
配置で固定すると同時に硬化したエポキシ樹脂が
パイプPを形成する。最後にコイルCとコアKを
ヨークY1,Y2に取り付けて組立を完成する。
ハ 発明の効果 磁極間の磁気抵抗が減少し、磁気回路の効率が
向上するので低消費電力の電磁流量計が実現でき
る。
流路に障害物が無いので圧力損失の小さい電磁
流量計が低消費電力で実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第7図はこの発明の実施例で、第1図
は磁極が4極の場合の実施例のパイプに直角な断
面図、第2図は8極の場合の実施例のパイプに直
角な断面図、第3図は他の実施例のパイプに直角
な断面図、第4図と第5図は更に他の実施例で第
4図はパイプに直角な断面図、第5図は第4図を
側面からみた図、第6図と第7図は更に他の実施
例で、第6図はパイプに直角な断面で特に電極構
造を示す図、第7図は第6図を側面から見た図、
第8図乃至第10図は従来の電磁流量計の原理を
示す図である。 C1〜C16……コイル、E1〜E16……電極、P……
円形流路を形成するパイプ、Y1〜Y6……ヨーク、
Yp1,Yp16……磁極、K,K1〜K8……コア、Yp
……アウタヨーク。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 円形流路と、この円形流路の外周に円周を等
    分して配置され隣り合う磁極が逆の極性の持つ偶
    数個の磁極と、上記隣り合う磁極の中間点に位置
    してその先端が流体に接するように配置された電
    極とを備え、前記磁極と電極とは同数であつてか
    つ4個以上であることを特徴とする電磁流量計。 2 電極は全体がリング状であつて、非磁性導電
    体よりなる2枚の板からなり、リングの中心に向
    かう複数の突起を持ち、両電極の突起が交互に円
    形流路の円周方向に配列される流体接触面となる
    特許請求の範囲第1項記載の電磁流量計。 3 磁極はコイルを巻いたC形のヨークの端部で
    ある特許請求の範囲第1項記載の電磁流量計。 4 磁極を構成するヨークが軟質磁性材料よりな
    る特許請求の範囲第2項記載の電磁流量計。 5 磁極を構成するヨークの全部又は一部が半硬
    質磁性材料よりなる特許請求の範囲第2項記載の
    電磁流量計。 6 円形流路と、この円形流路の外周に円周を等
    分して配置された偶数個の磁極と、この磁極に一
    端が接し他端が流路の半径方向外方に向かうよう
    配置されたコアと、これらのコアに巻かれ隣り合
    うコアを逆の極性に励磁するコイルと、前記コア
    の他端を磁気回路的に接続するリング形のアウタ
    ヨークと、隣り合う磁極の中間点に配置されその
    先端が流体に接する電極とを備え、前記電極とコ
    アのコイルと電極とは同数であつてかつ4個以上
    であることを特徴とする電磁流量計。 7 ヨークとコアが軟質磁性材料よりなる特許請
    求の範囲第6項記載の電磁流量計。 8 コアが半硬質磁性材料よりなる特許請求の範
    囲第6項記載の電磁流量計。 9 円形流路と、この円形流路の外周に流路の流
    れ方向にわずかに離れて向かい合わせて設けた2
    枚のヨークと、これらの各ヨークに設けられ前記
    円形流路の外周に向かう突起状の複数の磁極と、
    円形流路から離れて前記2枚のヨークの間に挿入
    したコアと、このコアに巻いたコイルとを有し、
    前記2枚のヨークの一方の磁極は、他方のヨーク
    の磁極と交互に円形流路の外周に配列され、かつ
    隣り合う磁極の中間点に配置されその先端が流体
    に接する電極を備えていることを特徴とする電磁
    流量計。 10 ヨークとコアが軟質磁性材料からなる特許
    請求の範囲第9項記載の電磁流量計。 11 コアが半硬質磁性材料よりなる特許請求の
    範囲第9項記載の電磁流量計。
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EP87301218A EP0233084B1 (en) 1986-02-14 1987-02-12 Electromagnetic flowmeter
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