JPH0678922B2 - 磁歪特性を利用した流速センサー - Google Patents
磁歪特性を利用した流速センサーInfo
- Publication number
- JPH0678922B2 JPH0678922B2 JP27237790A JP27237790A JPH0678922B2 JP H0678922 B2 JPH0678922 B2 JP H0678922B2 JP 27237790 A JP27237790 A JP 27237790A JP 27237790 A JP27237790 A JP 27237790A JP H0678922 B2 JPH0678922 B2 JP H0678922B2
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- Japan
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- magnetostrictive
- flow velocity
- elastic body
- velocity sensor
- flow
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は磁歪特性を利用した管内を流れる流体の流速セ
ンサーに関するもので、磁歪特性を有する弾性体で支持
された邪魔板を管内の流れに逆らうように配設し、その
偏位で流速を検出するもので、軸支持部や摩耗発生部も
なく、構造簡単にして非接触状態で連続した電気的出力
の得られる流速センサーを提供しようとするものであ
る。
ンサーに関するもので、磁歪特性を有する弾性体で支持
された邪魔板を管内の流れに逆らうように配設し、その
偏位で流速を検出するもので、軸支持部や摩耗発生部も
なく、構造簡単にして非接触状態で連続した電気的出力
の得られる流速センサーを提供しようとするものであ
る。
従来、流速センサーの形式は多種多様あり、高精度のも
のは構造複雑で高度の保守を要し、高価格であったり、
構造の簡単なものでは連続した出力を得ることは難し
く、断続出力であったり、精度や信頼性の点で難点が生
じていたものであった。流速センサーで最も単純な構造
のものの一例として管内の流れに対して逆らうように弾
性体で支持された邪魔板を設け、その偏位で管内の流速
を検出するものがあるが、邪魔板の偏位検出には機械的
リミットスイッチでは流速設定値としてON−OFF信号の
みの出力に留まり、連続的出力の検出には静電容量特性
を利用する構造のもの等もあるが使用場所、用途等によ
っては誘導障害や耐環境特性などの点で必ずしも満足で
きるものではなかった。
のは構造複雑で高度の保守を要し、高価格であったり、
構造の簡単なものでは連続した出力を得ることは難し
く、断続出力であったり、精度や信頼性の点で難点が生
じていたものであった。流速センサーで最も単純な構造
のものの一例として管内の流れに対して逆らうように弾
性体で支持された邪魔板を設け、その偏位で管内の流速
を検出するものがあるが、邪魔板の偏位検出には機械的
リミットスイッチでは流速設定値としてON−OFF信号の
みの出力に留まり、連続的出力の検出には静電容量特性
を利用する構造のもの等もあるが使用場所、用途等によ
っては誘導障害や耐環境特性などの点で必ずしも満足で
きるものではなかった。
本発明はこれらの点に鑑み行われたもので、その一例を
図に基づいて説明する。
図に基づいて説明する。
第１図（ａ）は本発明による流速センサーの構造を示す
側面の断面図で、（ｂ）はその正面の断面図を示す。１
は流体の管路に装備された流速センサー本体で前記管内
を流れる流体に逆らうように設けられた邪魔板２は磁歪
特性を有する弾性体３により支持され一体化される。４
はこの磁歪弾性体３の他端を支持し固定する固定蓋で、
センサー取付けプラグ５との間は非磁性管６により密封
一体化された構造をなし、前記プラグ５は本体にねじで
取り付けられる。非磁性管６の外周には交流励磁線輪７
及び磁歪検出線輪８を巻装し、前記磁歪弾性体３に対し
て串刺し状に配設される。
側面の断面図で、（ｂ）はその正面の断面図を示す。１
は流体の管路に装備された流速センサー本体で前記管内
を流れる流体に逆らうように設けられた邪魔板２は磁歪
特性を有する弾性体３により支持され一体化される。４
はこの磁歪弾性体３の他端を支持し固定する固定蓋で、
センサー取付けプラグ５との間は非磁性管６により密封
一体化された構造をなし、前記プラグ５は本体にねじで
取り付けられる。非磁性管６の外周には交流励磁線輪７
及び磁歪検出線輪８を巻装し、前記磁歪弾性体３に対し
て串刺し状に配設される。
このようにして交流励磁線輪７を交流電源で端子９より
励磁すれば交流磁束は非磁性管６を透過し、磁歪特性体
３を介して磁歪検出線輪８に鎖交し、これに交流電圧が
誘起される。今、本体１内を矢印10で示す流れ方向に流
体が流れるものとすれば、邪魔板２の受ける抵抗に応じ
て矢印11の方向に磁歪弾性体３が撓み、この磁歪弾性体
に弾性歪を与えることになり、前記弾性体３内の磁区に
変化を及ぼし、磁歪検出線輪８に鎖交する磁束数は減少
または増加する。この増減は構成材質の磁歪特性による
もので、これらの素材の詳細については省略する。この
ような磁歪特性の検出には種々な方法があるが、本発明
では図示のように非磁性密封管内の磁歪弾性体３に対し
て串刺し状に交流励磁線輪７及び磁歪検出線輪８とを配
設することで磁歪効果を非接触状態で効率的で安定な検
出が可能なことを実験により知り得たものである。即
ち、端子９より交流電源で交流励磁線輪７を励磁すれ
ば、その電流I1により尭みに対応して磁歪検出線輪８に
は鎖交磁束による誘起電圧で電流i1が流れる。撓み方向
11による撓み距離ｄとの間には（ｃ）図のｄ−i1曲線が
得られる。励磁電流を12とすれば、同様にｄ−i2曲線が
得られる。第２図（ａ），（ｂ）はセンサー部の詳細図
で交流励磁線輪７の両側に磁歪検出線輪81及び82を設
け、それらの線輪の出力を直列に接続し、その出力を指
示計12に接続したものでこれにより磁歪効果を更に有効
に利用することができる。次に交流励磁線輪７と磁歪検
出線輪８との間に磁歪弾性体３を介して鎖交する磁束以
外の漏洩磁束を遮蔽する磁気遮蔽板13を設けることで不
必要にして有害なノイズを除去するのに有効である。次
に、磁歪弾性体３は撓み方向11ばかりでなく捻れ方向14
のような捻れ角θと磁歪検出線輪81、82の検出電流ｉと
の間にも前述と同様にθ−ｉ特性曲線が得られ、これよ
り捻れ角θが求められるが、第１図（ｃ）図の曲線と類
似のため省略する。
励磁すれば交流磁束は非磁性管６を透過し、磁歪特性体
３を介して磁歪検出線輪８に鎖交し、これに交流電圧が
誘起される。今、本体１内を矢印10で示す流れ方向に流
体が流れるものとすれば、邪魔板２の受ける抵抗に応じ
て矢印11の方向に磁歪弾性体３が撓み、この磁歪弾性体
に弾性歪を与えることになり、前記弾性体３内の磁区に
変化を及ぼし、磁歪検出線輪８に鎖交する磁束数は減少
または増加する。この増減は構成材質の磁歪特性による
もので、これらの素材の詳細については省略する。この
ような磁歪特性の検出には種々な方法があるが、本発明
では図示のように非磁性密封管内の磁歪弾性体３に対し
て串刺し状に交流励磁線輪７及び磁歪検出線輪８とを配
設することで磁歪効果を非接触状態で効率的で安定な検
出が可能なことを実験により知り得たものである。即
ち、端子９より交流電源で交流励磁線輪７を励磁すれ
ば、その電流I1により尭みに対応して磁歪検出線輪８に
は鎖交磁束による誘起電圧で電流i1が流れる。撓み方向
11による撓み距離ｄとの間には（ｃ）図のｄ−i1曲線が
得られる。励磁電流を12とすれば、同様にｄ−i2曲線が
得られる。第２図（ａ），（ｂ）はセンサー部の詳細図
で交流励磁線輪７の両側に磁歪検出線輪81及び82を設
け、それらの線輪の出力を直列に接続し、その出力を指
示計12に接続したものでこれにより磁歪効果を更に有効
に利用することができる。次に交流励磁線輪７と磁歪検
出線輪８との間に磁歪弾性体３を介して鎖交する磁束以
外の漏洩磁束を遮蔽する磁気遮蔽板13を設けることで不
必要にして有害なノイズを除去するのに有効である。次
に、磁歪弾性体３は撓み方向11ばかりでなく捻れ方向14
のような捻れ角θと磁歪検出線輪81、82の検出電流ｉと
の間にも前述と同様にθ−ｉ特性曲線が得られ、これよ
り捻れ角θが求められるが、第１図（ｃ）図の曲線と類
似のため省略する。
第３図は流れ方向10に対する邪魔板の対向角度の設定と
磁歪弾性体３の断面形状に対する特性の比較の説明図
で、（ａ）は磁歪弾性体３の断面が扁平板状で流れ方向
10に対して直角の場合、（ｂ）図はある傾きδの場合を
示す。撓みによる変位位置をそれぞれ鎖線で示す。
（ｃ）、（ｄ）図は弾性磁歪体３の断面が円形棒状の場
合で、（ｄ）図は流れに対してδの傾きに設定を変更し
た場合である。流れ方向10に対する邪魔板が直角の場合
は磁歪弾性体３は！みのみであるが、δの傾きのある場
合は撓みと捻えとが合成されて出力される。磁歪弾性体
の断面が扁平板状で邪魔板11も板状でこれがδの傾きに
ある場合にはその効果が両者３、11で倍加され、流速の
変化範囲の大きな場合の設定に対してもこれを十分覆う
ことができることになる。
磁歪弾性体３の断面形状に対する特性の比較の説明図
で、（ａ）は磁歪弾性体３の断面が扁平板状で流れ方向
10に対して直角の場合、（ｂ）図はある傾きδの場合を
示す。撓みによる変位位置をそれぞれ鎖線で示す。
（ｃ）、（ｄ）図は弾性磁歪体３の断面が円形棒状の場
合で、（ｄ）図は流れに対してδの傾きに設定を変更し
た場合である。流れ方向10に対する邪魔板が直角の場合
は磁歪弾性体３は！みのみであるが、δの傾きのある場
合は撓みと捻えとが合成されて出力される。磁歪弾性体
の断面が扁平板状で邪魔板11も板状でこれがδの傾きに
ある場合にはその効果が両者３、11で倍加され、流速の
変化範囲の大きな場合の設定に対してもこれを十分覆う
ことができることになる。
次に、邪魔板２の対向角度の設定変更は固定蓋４または
センサー取付けプラグ５の部分での回動によって行われ
るが、これは機構的のものであり、その詳細については
省略する。
センサー取付けプラグ５の部分での回動によって行われ
るが、これは機構的のものであり、その詳細については
省略する。
本発明は以上の説明のように流れに逆らう邪魔板を磁歪
弾性体で支持し、その磁歪効果を密封磁性管とこれに巻
装された各線輪により非接触状態で連続的にして比較的
に大きな出力が得られ、その形状は軸支持部や邪魔板の
ない構造を採ることができ、簡単にして安定な磁歪特性
を利用した流速センサーを構成することができる。ま
た、この出力の時間積算により流量センサーとしても、
また流量の保護センサーとしての断水警報センサーとし
ても利用できることは云うまでもない。
弾性体で支持し、その磁歪効果を密封磁性管とこれに巻
装された各線輪により非接触状態で連続的にして比較的
に大きな出力が得られ、その形状は軸支持部や邪魔板の
ない構造を採ることができ、簡単にして安定な磁歪特性
を利用した流速センサーを構成することができる。ま
た、この出力の時間積算により流量センサーとしても、
また流量の保護センサーとしての断水警報センサーとし
ても利用できることは云うまでもない。
第１図は本発明の流速センサーの略図で（ａ）は側面断
面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は磁歪特性曲線図
で、第２図はセンサー部の詳細図で、第３図は流れ方向
に対する邪魔板と磁歪弾性体の形状の説明図である。 1:センサー本体、2:邪魔板、3:磁歪弾性体、4:固定蓋、
5:センサー取付けプラグ、6:非磁性管、7:交流励磁線
輪、8:磁歪検出線輪、9:端子、10:流れ方向、11:撓み方
向、12:指示計、13:電磁遮蔽板、14:捩れ方向。
面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は磁歪特性曲線図
で、第２図はセンサー部の詳細図で、第３図は流れ方向
に対する邪魔板と磁歪弾性体の形状の説明図である。 1:センサー本体、2:邪魔板、3:磁歪弾性体、4:固定蓋、
5:センサー取付けプラグ、6:非磁性管、7:交流励磁線
輪、8:磁歪検出線輪、9:端子、10:流れ方向、11:撓み方
向、12:指示計、13:電磁遮蔽板、14:捩れ方向。
Claims (4)
- 【請求項１】管内の流体の流れに逆らうように弾性体で
支持された邪魔板の偏位で管内の流速を検出する流速セ
ンサーにおいて、前記弾性体を磁歪特性体とし、該弾性
体に対し串刺し状に交流励磁線輪および磁歪検出線輪を
配設し、前記検出線輪に前記磁歪弾性体を介して交流磁
束を鎖交させ、前記邪魔板の偏位で生ずる磁歪体の磁束
変化を前記磁歪弾性体形状歪として前記検出線輪に出力
させて管内の流速を検出することを特徴とする磁歪特性
を利用した流速センサー。 - 【請求項２】交流励磁線輪の片側もしくは両側に磁歪検
出線輪を磁歪弾性体に対し串刺し状に配設し、且つ前記
磁歪弾性体を介する交流磁束のみの鎖交を行わせる磁気
遮蔽体を前記線輪相互間に設けたことを特徴とする請求
項１記載の磁歪特性を利用した流速センサー。 - 【請求項３】管内の流体の流れに逆らうように磁歪弾性
体で支持された邪魔板の前記流れに対する対向角度を流
速の可変範囲に応じて任意に設定変更の可能な構造とし
たことを特徴とする請求項１記載の磁歪特性を利用した
流速センサー。 - 【請求項４】前記邪魔板が支持される磁歪弾性体の断面
を流速の狭い設定範囲に対しては断面が円形の棒状に、
流速の大きな設定範囲に対しては断面が矩形の板状をな
した形状とすることを特徴とする請求項１−３記載の磁
歪特性を利用した流速センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27237790A JPH0678922B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 磁歪特性を利用した流速センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27237790A JPH0678922B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 磁歪特性を利用した流速センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04148825A JPH04148825A (ja) | 1992-05-21 |
| JPH0678922B2 true JPH0678922B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17513043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27237790A Expired - Fee Related JPH0678922B2 (ja) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | 磁歪特性を利用した流速センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678922B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2354666B (en) * | 1997-01-10 | 2001-06-27 | Rolls Royce Plc | A magnetostriction transducer |
| US6286361B1 (en) | 1998-01-05 | 2001-09-11 | Rolls-Royce Plc | Method and apparatus for remotely detecting pressure, force, temperature, density, vibration, viscosity and speed of sound in a fluid |
| GB2499995B (en) | 2012-03-05 | 2018-01-31 | Spirax-Sarco Ltd | Flow meter |
| DE102022114875A1 (de) * | 2022-06-13 | 2023-12-14 | Endress+Hauser SE+Co. KG | Messsystem |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP27237790A patent/JPH0678922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04148825A (ja) | 1992-05-21 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |