JPH069321Y2

JPH069321Y2 - 電磁流量計

Info

Publication number: JPH069321Y2
Application number: JP7028688U
Authority: JP
Inventors: 正人黒田
Original assignee: 山武ハネウエル株式会社
Priority date: 1988-05-30
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2003-05-30
Also published as: JPH01173638U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は測定管内を流れる被測定流体の流量を電気的に
測定する電磁流量計に関し、特にその変換器の電源変動
による出力誤差を一掃し得るようにした電磁流量計の改
良に関する。

〔従来の技術〕一般に、電磁流量計は、ファラデーの電磁誘導現象を利
用して測定管内を通過する導電性を有する被測定流体の
流量を電気信号に変換し、その流量測定を行なうものと
して知られている。すなわち、この種の電磁流量計とし
ては、従来から種々知られているが、一般には、被測定
流体が流れる配管途中に介装して設けるための配管接続
用フランジが両端に設けられた非磁性金属材料からなる
測定管と、その内周面を被覆するように形成されたテフ
ロン、ゴム等の絶縁材料からなる絶縁ライニングと、測
定管外周部を上下方向から挟むようにして配設され測定
管内の被測定流体の流れの方向と直交する方向に磁界を
与える略々鞍形状に巻回された一対の励磁コイルと、測
定管側壁の一部に相対向して穿設された電極挿通用孔を
有する電極取付部に対し挿通して取付け固定され前記被
測定流体の流れの方向および前記励磁コイルによる磁界
の方向のそれぞれと直交する方向で対向する接液端を有
する一対の電極と、測定管周囲で励磁コイル部分を覆う
ように囲繞して配設される筒状ケース等を備えている。
そして、このような電磁流量計では、励磁コイルによる
磁界の中を、導電性を有する被測定流体が流れること
で、その被測定流体中に生じる起電力を前記電極により
取出し、これにより測定管内を流れる被測定流体の流量
を測定するものであった。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上述した構成による従来の電磁流量計におい
て、測定管の周囲を囲繞して配設されるケースを、配管
接続用フランジの内側面等に溶接して固定することで、
構成等を簡素化してなる全溶接構造によるものが提案さ
れている。そして、このようにすると、ケースを鉄板等
で形成できコスト低減化等を達成し得るとともに、強度
的にも優れ、さらに配管接続用のフランジのみを配管側
に合わせて選択すれば、それ以外の構成部品等は共通化
でき、量産化を図るうえで有利で、またフランジを配管
側に接続するボルト、ナット等の影響も受け難く、さら
に測定管外周部に付設される励磁コイルやその取付金具
などを収容するスペースを確保し得る等の利点をもつも
のであった。

しかしながら、このような全溶接構造による電磁流量計
における検出器と矩形波励磁の変換器との組合わせにお
いて、変換器の電源変動に対して検出器出力値に大きな
誤差を生じるという問題があった。

このような問題を種々研究した結果、このような検出器
出力の誤差の原因としては、検出器ケース内で発生する
渦電流であるとの結論に至った。これを簡単に説明する
と、上述した全溶接構造による電磁流量計において、測
定管を囲繞して配設されるケースには、筐体としての機
能とコアとしての機能との二つがあり、専ら筐体として
の機能が優先するため、このケースの肉厚はある程度厚
く設定されるのが一般的であった。しかし、このケース
の肉厚が厚いとその肉厚の二乗に比例して単位面積あた
りの渦電流損が発生する結果となる。そして、この単位
面積あたりの渦電流損によって、励磁電流Ｉと磁束密度
Ｂは本来相似であるべきであるのが、磁束密度Ｂが励磁
電流Ｉに対し単位体積あたりの渦電流損を生じさせる等
価抵抗とコイルのインダクタンスの比を時定数とする一
次遅れとなっている。この状態で変換器側からの電源が
変動すると、励磁電流特性が変動し、これにより出力値
に誤差が生じる結果となるもので、このような問題点を
一掃し得る何らかの対策を講じることが望まれている。

〔課題を解決するための手段〕

このような要請に応えるために本考案に係る電磁流量計
は、配管接続用フランジを両端側に有する測定管外周部
に対向して配設される一対の励磁コイルを覆うように該
測定管外周部を囲繞して配設されフランジ内側面側に固
定される筒状ケースの少なくとも励磁コイルに対面する
内側面部分に、該ケースの肉厚の略々1/5以下の厚みを
有するけい素鋼板等による強磁性材を内張りして内設す
るようにしたものである。

〔作用〕

本考案によれば、ケース内側面に内設された強磁性材の
存在によって、この強磁性材がコアとしての役割りを果
たし、渦電流の発生を必要最小限とすることが可能で、
これにより従来のような変換器側での電源変動に対する
出力値の誤差等といった問題を一掃し得るものである。

〔実施例〕

第１図ないし第４図は本考案に係る電磁流量計の一実施
例を示すものであり、これらの図において、まず、電磁
流量計検出器の概略構成を第３図および第４図等を用い
て簡単に説明すると、図中符号１はステンレス等の非磁
性金属材料により形成されてなる測定管で、その長手方
向の中央外周部には角筒状等を呈する一対の電極取付部
２，２（第１図参照）が相対向した位置から外方に向っ
て突設されるとともに、その両端外周部には、この測定
管１を被測定流体が流れる配管（図示せず）途中に介装
して設けるための一対の配管接続用フランジ３，３が設
けられている。また、この測定管１の内周面には、フラ
ンジ３，３の外側面をも含めて、テフロン、ゴム等によ
る絶縁ライニング４が全面にわたって被覆して形成さ
れ、このライニング４は前記電極取付部２，２において
測定管１内に貫通して臨み被測定流体の流れの方向に直
交する方向で対向する接液端を有する一対の電極５，５
を挿通させる電極挿通用孔内壁面（図示せず）にまで延
設して形成される。

６，６は前記フランジ３，３間の測定管１外周部を上下
方向から挟むようにして配設され測定管１内の被測定流
体の流れの方向と直交する方向に磁界を与える略々鞍形
状に巻回された一対の励磁コイルで、前記一対の電極
５，５は、これら励磁コイル６，６による磁界の方向お
よび前記被測定流体の流れの方向のそれぞれと直交する
方向で対向するように設けられ、これにより導電性を有
する被測定流体中で生じる起電力を取出し、測定管１内
を流れる被測定流体の流量を測定するような構成となっ
ている。なお、第１図中６ａはねじ等により測定管１側
に励磁コイル６を所要の状態で固定するコイル取付金具
で、この取付金具６ａは鞍形状コイル６の複数個所を測
定管１側に固定するように所定間隔おいて設けられてい
る。

１０は前記測定管１の外周部を囲繞して配設され前記励
磁コイル６，６（コイル取付金具等の内部部品を含む）
を覆いコイル室を形成するとともにこの電磁流量計の外
殻部材となる筒状ケースで、本実施例では、略々半円筒
状を呈するケース体１０ａ，１０ｂを組合わせかつその
接合部分を溶接して固着することで構成した場合を示し
ている。なお、このようなケース体１０ａ，１０ｂの組
合わせ状態としては、第４図に示すように一方を他方に
重ね合わせて溶接して固定したり、第１図に示すように
単なる突き合わせで溶接して固定するようにしてもよい
もので、適宜の変形例が考えられる。さらに、図中３
ａ，３ａはフランジ３，３の内側面に突設して設けられ
たリング状鍔部で、これらの鍔部３ａ，３ａに対し前記
ケース１０が溶接して固定されている。

また、第１図や第４図中７はこのケース１０上部中央に
設けられ励磁コイル６，６へのリード線等が接続される
端子箱（または変換器）用の取付部で、その根本部もケ
ース１０に溶接して固着されている。また、前記電極取
付部２，２外周部には矩形状の突出片２ａ，２ａ（一方
のみを図示している）が所定高さ位置に設けられ、ケー
ス１０がこの突出片２ａ，２ａに対し溶接して固定され
るようになっている。

さて、本考案によれば、上述した構成による電磁流量計
において、測定管１外周部に対向して配設される一対の
励磁コイル６，６を覆うように該測定管１外周部を囲繞
して配設されフランジ３，３内側面側に固定される筒状
ケース１０の少なくとも励磁コイル６，６に対面する内
側面部分に、第１図ないし第３図から明らかなように、
該ケース１０の肉厚の略々1/5以下の厚みを有するけい
素鋼板等による強磁性材１１，１１を内張りして内設す
るようにしたところに特徴を有している。なお、上述し
たけい素鋼板は方向性、無方向性（圧延方向）のいずれ
でもよく、要はケース１０に比べて充分に薄いものであ
ればよい。また、このようなけい素鋼板による強磁性材
１１のケース１０内側面への固定方法としては、スポッ
ト溶接を始めとして種々の固定方法を採用してよいもの
であり、その固着位置としても何ら規制はなく、離れて
いても重なり合っていてもよく、適宜構成を採用すれば
よい。

そして、このような構成によれば、ケース１０内側面に
内設された強磁性材１１，１１の存在によって、この強
磁性材１１，１１がコアとしての役割りを果たし、渦電
流の発生を必要最小限とすることが可能で、これにより
従来のような変換器側での電源変動に対する出力値の誤
差等といった問題を一掃し得るものである。たとえばケ
ース１０の肉厚が、たとえば2.3〜3.2mmである場合、そ
の内側に厚みが0.35mm程度のけい素鋼板による強磁性材
を、スポット溶接等でケース１０内側面に溶接して固定
するとよく、この場合厚さが約1/7〜1/10程度となるた
め、単位体積あたりの渦電流損を、1/50〜1/100程度と
することができ、これにより電源変動特性を大幅に改良
し得るものである。

ここで、磁界Ｈと磁束密度Ｂとは次式で表わせる。

Ｈ＝Ｎ×Ｉ …… Ｂ＝μＨ …… ただし、Ｎはコイル巻数、μは定数である。

そして、上述した，式からＢ＝μＮＩ …… となる。すなわち、けい素鋼板による強磁性材１１のシ
ールド効果で磁束密度Ｂが大きくなるということは、
式でμが大きくなっている。これとは逆に、元の磁束密
度Ｂに対しては式においてμが大きくなった分、コイ
ル巻数Ｎを小さくすることが可能となるもので、これに
よりコイル６，６の巻数を減らし、コスト低減化等を図
るとともに、変換器側のコイル励磁用定電流源の電流値
を小さくすることができ、熱設計も容易に行なえる。

なお、本考案は上述した実施例構造に限定されず、測定
管１を始めとして各部の形状、構造等を、適宜変形、変
更することは自由で、種々の変形例が考えられよう。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案に係る電磁流量計によれば、
測定管外周部に相対向して配設される一対の励磁コイル
を覆うように該測定管外周部を囲繞して配設され両端側
の配管接続用フランジ内側面側に固定される筒状ケース
の少なくとも励磁コイルに対面する内側面部分に、該ケ
ースの肉厚の略々1/5以下の厚みを有するけい素鋼板等
による強磁性材を内張りして内設するようにしたので、
簡単かつ安価な構成にもかかわらず、ケース内側面に内
設させた強磁性材がコアとしての役割りを果たし、渦電
流の発生を必要最小限とすることが可能で、これにより
従来のような変換器側での電源変動に対する出力値の誤
差等といった問題を一掃し得る等といった実用上種々優
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電磁流量計の一実施例を示す要部
断面図、第２図は本考案を特徴づける強磁性材のケース
体側への内張り状態を示す概略図、第３図および第４図
は本考案による電磁流量計全体の構成を説明するための
要部断面図および全体の外観を示す概略側面図である。１……測定管、２……電極取付部、３……配管接続用フ
ランジ、４……絶縁ライニング、５……電極、６……励
磁コイル、１０（１０ａ，１０ｂ）……筒状ケース、１
１……強磁性材。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】配管接続用フランジを両端側に有する測定
管の外周部に対向して配設される一対の励磁コイルを覆
うように該測定管外周部を囲繞して配設され前記フラン
ジ内側面側に固定される筒状ケースを備えてなり、この
ケースの少なくとも前記励磁コイルに対面する内側面
に、該ケースの肉厚の略々1/5以下の強磁性材を内設し
たことを特徴とする電磁流量計。