JPH0695030B2 - 電磁流量計検出器 - Google Patents
電磁流量計検出器Info
- Publication number
- JPH0695030B2 JPH0695030B2 JP63309997A JP30999788A JPH0695030B2 JP H0695030 B2 JPH0695030 B2 JP H0695030B2 JP 63309997 A JP63309997 A JP 63309997A JP 30999788 A JP30999788 A JP 30999788A JP H0695030 B2 JPH0695030 B2 JP H0695030B2
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- JP
- Japan
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- conduit
- pole piece
- pair
- electromagnetic flowmeter
- divided
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電磁流量計の磁気回路に係り、特に微小口径
において小形軽量・低消費電力化と低ノイズ化を図るに
好適な電磁流量計検出器に関する。
において小形軽量・低消費電力化と低ノイズ化を図るに
好適な電磁流量計検出器に関する。
〔従来の技術〕 従来の装置は、特開昭61−124823号に記載のように、電
磁流量計の導管に関する形状及び構造に対する検討はな
されていたが、微小口径の検出器における、小形軽量で
低消費電力化に対する磁界発生装置を含めた導管の形状
と相対位置に考慮がなされていなかつた。このため、流
速に比例した起電力ｅ（Ｖ）を得るために、大きな励磁
コイルを使用したり、また励磁電流を増加する等の方法
を採用していた。
磁流量計の導管に関する形状及び構造に対する検討はな
されていたが、微小口径の検出器における、小形軽量で
低消費電力化に対する磁界発生装置を含めた導管の形状
と相対位置に考慮がなされていなかつた。このため、流
速に比例した起電力ｅ（Ｖ）を得るために、大きな励磁
コイルを使用したり、また励磁電流を増加する等の方法
を採用していた。
上記従来技術は、磁界発生装置の大形化及び励磁コイル
の直流抵抗・インダクタンス等に代表されるインピーダ
ンスの増加により、自己発熱が大きくなり、取扱いの不
便さ、測定流体への熱伝導による影響といつた問題があ
つた。
の直流抵抗・インダクタンス等に代表されるインピーダ
ンスの増加により、自己発熱が大きくなり、取扱いの不
便さ、測定流体への熱伝導による影響といつた問題があ
つた。
従来技術の磁界発生装置と測定流体を通す導管との相対
位置は下記のものである。
位置は下記のものである。
電磁流量計は、フアラデーの電磁誘導の法則を応用した
流量計である。
流量計である。
ｅ＝KBDv …（１） ここにe:起電力（Ｖ） B:磁束密度（Wb／m2） D:電磁間距離（または検出器の呼び径）（ｍ） v:流速（m/s） K:補正係数（磁束分布・短絡及び修正係数など） そのため（１）式において流速ｖと起電力ｅを一定にし
ながら微小Ｄ径を作るとすれば、電極間距離と磁束密度
の積（Ｄ×Ｂ）も一定にするため、磁束密度自体を大き
くしなければ、ならなかつた。
ながら微小Ｄ径を作るとすれば、電極間距離と磁束密度
の積（Ｄ×Ｂ）も一定にするため、磁束密度自体を大き
くしなければ、ならなかつた。
ここで、一対の電極を含む導管面で所定の磁束密度（こ
れを以下、磁界強度と表現する）を得るには、磁界発生
装置の励磁コイル等を（２）式の関係で作る必要があ
る。
れを以下、磁界強度と表現する）を得るには、磁界発生
装置の励磁コイル等を（２）式の関係で作る必要があ
る。
ここに、N:励磁コイルの巻数 B:所要磁束密度（Wb／m2） I:励磁電流（Ａ） lg：磁極間距離（ｍ） μｇ：空気の透磁率（一般に1.26×10-6H/m） （２）式において、Ｂを大きくするために（３）式のよ
うに変形して、lgを極小化することなく、NIを大きくし
ていたため、微小口径の検出器は大形で消費電力の大き
いものであつた。
うに変形して、lgを極小化することなく、NIを大きくし
ていたため、微小口径の検出器は大形で消費電力の大き
いものであつた。
lgの極小化を図れなかつた理由は、合成樹脂を導管内面
に所定の厚さで形成し、かつ、導管自身の測定流体圧力
からくる、動的・静的応力に耐える導管の厚みが必要で
ある、といつたことである。
に所定の厚さで形成し、かつ、導管自身の測定流体圧力
からくる、動的・静的応力に耐える導管の厚みが必要で
ある、といつたことである。
本発明の目的は、導管の強度を損うことなく、小形軽量
で低消費電力化を図つた検出器で安定した流量計測を行
うことにある。
で低消費電力化を図つた検出器で安定した流量計測を行
うことにある。
〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、磁極間距離を極小化して、励磁コイルの巻
数と励磁電流の積を小さくすることにより、達成され
る。
数と励磁電流の積を小さくすることにより、達成され
る。
ここで、磁極間距離lgは、導管の外径寸法いいかえると
第３図において、検出器の呼び径である導管の内径φＤ
に、導管の半径方向の厚みｔを加えたものになる。導管
の厚みは、（４）式で求められる。
第３図において、検出器の呼び径である導管の内径φＤ
に、導管の半径方向の厚みｔを加えたものになる。導管
の厚みは、（４）式で求められる。
ここにt:導管厚み（mm） P:流体圧力（kg/cm2） σ：導管に使用している材料の許容応力（kg/ mm2）…（安全率12〜20として） 一例として、検出器呼び径φ2.5mm、流体圧力60kg/c
m2、アルミナの許容応力1.5kg/mm2として導管の厚みｔ
を求めると、約0.5mmと求まる。したがつてlgは、3.5mm
あれば、励磁電流0.1A程度で従来の励磁コイル体積と比
較し、1/5に小形軽量化ができ、併さて低消費電力化が
図れる。ここで、実際の導管には流体圧力のみしか受け
ないということは希で、検出器を配管のフランジ間に挟
み込み、ガスケツトを測定流体が洩れぬよう締め付ける
際の圧縮荷重（この荷重は、フランジの偏心やボルト・
ナツトの片締めにより偏心荷重となる場合が多い）や、
流体の温度変化による熱応力に分類される荷重等が複合
荷重としてかかつている。
m2、アルミナの許容応力1.5kg/mm2として導管の厚みｔ
を求めると、約0.5mmと求まる。したがつてlgは、3.5mm
あれば、励磁電流0.1A程度で従来の励磁コイル体積と比
較し、1/5に小形軽量化ができ、併さて低消費電力化が
図れる。ここで、実際の導管には流体圧力のみしか受け
ないということは希で、検出器を配管のフランジ間に挟
み込み、ガスケツトを測定流体が洩れぬよう締め付ける
際の圧縮荷重（この荷重は、フランジの偏心やボルト・
ナツトの片締めにより偏心荷重となる場合が多い）や、
流体の温度変化による熱応力に分類される荷重等が複合
荷重としてかかつている。
また、第３図において、微小口径になるに従つて、導管
の外径と面間寸法の比 が１よりも小さくなればなるほど、薄い肉厚の導管のφ
Ｄの直線的な寸法を仕上げることが難しいという製作上
の問題がある。
の外径と面間寸法の比 が１よりも小さくなればなるほど、薄い肉厚の導管のφ
Ｄの直線的な寸法を仕上げることが難しいという製作上
の問題がある。
つまり、上記問題点は、前者は静的・動的荷重に対する
導管の強度的な問題、後者は導管の製作上の問題とな
る。本発明の解決手段は、磁極間距離lg（ポールピース
の空隙距離）は、（４）式の計算で求まる導管の厚みを
考慮して極小化し、製作上の問題点は、ポールピース以
外の部分の導管肉厚を厚くとることにより解決できる。
さらに、信号引出線は、ポールピース先端部を分割し
て、この間を一対の電極軸に沿つて平行に配置すること
により、信号線と電極と測定流体で形成される半ターン
コイル状の信号伝送ラインに、磁束の鎖交可能な投影面
積を極小にした低ノイズの電磁流量計検出器が達成され
る。
導管の強度的な問題、後者は導管の製作上の問題とな
る。本発明の解決手段は、磁極間距離lg（ポールピース
の空隙距離）は、（４）式の計算で求まる導管の厚みを
考慮して極小化し、製作上の問題点は、ポールピース以
外の部分の導管肉厚を厚くとることにより解決できる。
さらに、信号引出線は、ポールピース先端部を分割し
て、この間を一対の電極軸に沿つて平行に配置すること
により、信号線と電極と測定流体で形成される半ターン
コイル状の信号伝送ラインに、磁束の鎖交可能な投影面
積を極小にした低ノイズの電磁流量計検出器が達成され
る。
所定の磁界強度を確保するため、（２）式の磁極間距離
lgは、ポールピースが配置される部分だけ、角に応力集
中が発生せぬようＲを付けて導管の外周面側から座ぐつ
て極小化を図り、磁界発生装置を小形軽量化する。ま
た、導管の強度的な問題点及び製作上の問題点は、ポー
ルピースが対向して配置される部分以外は、十分な肉厚
を確保することにより、併せて解消することができる。
さらに、ポールピース先端部を分割して信号引出線を一
対の電極軸に沿つて、かつ平行に配置することにより、
低ノイズ化が図れる。これによって、低消費電力化を低
ノイズ化を図つた小形軽量な微小口径電磁流量計検出器
を提供することができる。
lgは、ポールピースが配置される部分だけ、角に応力集
中が発生せぬようＲを付けて導管の外周面側から座ぐつ
て極小化を図り、磁界発生装置を小形軽量化する。ま
た、導管の強度的な問題点及び製作上の問題点は、ポー
ルピースが対向して配置される部分以外は、十分な肉厚
を確保することにより、併せて解消することができる。
さらに、ポールピース先端部を分割して信号引出線を一
対の電極軸に沿つて、かつ平行に配置することにより、
低ノイズ化が図れる。これによって、低消費電力化を低
ノイズ化を図つた小形軽量な微小口径電磁流量計検出器
を提供することができる。
以下、本発明を第１図に示した実施例および、第２図か
ら第６図を用いて詳細に説明する。
ら第６図を用いて詳細に説明する。
第１図及び第２図において、１は測定流体を通すセラミ
ツク製（例えば、アルミナ等）導管、2a,2bは導管の取
り付けた流量信号を検出する一対の電流、３は励磁コイ
ルで、４はボビン、５はポールピース６は補助ヨーク
で、第３図に示す測定流体が通るφＤのパイプに効果的
に磁界を作る磁極、７は主ヨークを兼ねる外筒、８は、
上記磁界発生装置の防水性を確保して収容するケース、
９は測定流体を接地する導管１にメタライズ処理したア
ースリング、10は配管フランジに本器を挟み込んで取り
付けた場合、液洩れを防止するガスケツト、11a,11bは2
a,2bで検出した流量信号を変換器に伝送する信号引出
線、12a,12bは励磁コイルに変換器より励磁電流を供給
する励磁線で、これらで電磁流量計検出器を構成してい
る。第３図は、本実施例の導管１に、先端分割ポールピ
ース5a′を埋め込んだ詳細を示す図であり、第６図を用
いて、製作上の問題点の解決策を説明する。本発明の第
１図に示すセラミツク製導管は、第６図のフローに従つ
て製作される。この時、第３図に示すlgの外径で、面間
寸法ｌの導管を外筒７と組合わせるフランジφDCは残し
て製作すると、第６図の加工までは高価な導管であつて
もよいとすれば製作可能であるが、次工程の焼成時、15
00〜1700℃で加熱すると、炉内に縦置きでも横置きでも
導管自身の自重で変形してしまうという実現に対しての
問題があつた。しかし、本発明のように、ポールピース
配置部のみを座ぐる形状であると、導管の剛性が自重に
よる変形よりも優るため、実現可能となる。併せて、複
合荷重による強度的な問題も、ポールピース配置部以外
の肉厚を十分に取ることにより、導管自体の形状できま
る断面二次モーメントＩ及び断面係数Ｚ大きくすること
ができるので、曲げや座屈に対する十分な強度を確保す
ることが可能となる。
ツク製（例えば、アルミナ等）導管、2a,2bは導管の取
り付けた流量信号を検出する一対の電流、３は励磁コイ
ルで、４はボビン、５はポールピース６は補助ヨーク
で、第３図に示す測定流体が通るφＤのパイプに効果的
に磁界を作る磁極、７は主ヨークを兼ねる外筒、８は、
上記磁界発生装置の防水性を確保して収容するケース、
９は測定流体を接地する導管１にメタライズ処理したア
ースリング、10は配管フランジに本器を挟み込んで取り
付けた場合、液洩れを防止するガスケツト、11a,11bは2
a,2bで検出した流量信号を変換器に伝送する信号引出
線、12a,12bは励磁コイルに変換器より励磁電流を供給
する励磁線で、これらで電磁流量計検出器を構成してい
る。第３図は、本実施例の導管１に、先端分割ポールピ
ース5a′を埋め込んだ詳細を示す図であり、第６図を用
いて、製作上の問題点の解決策を説明する。本発明の第
１図に示すセラミツク製導管は、第６図のフローに従つ
て製作される。この時、第３図に示すlgの外径で、面間
寸法ｌの導管を外筒７と組合わせるフランジφDCは残し
て製作すると、第６図の加工までは高価な導管であつて
もよいとすれば製作可能であるが、次工程の焼成時、15
00〜1700℃で加熱すると、炉内に縦置きでも横置きでも
導管自身の自重で変形してしまうという実現に対しての
問題があつた。しかし、本発明のように、ポールピース
配置部のみを座ぐる形状であると、導管の剛性が自重に
よる変形よりも優るため、実現可能となる。併せて、複
合荷重による強度的な問題も、ポールピース配置部以外
の肉厚を十分に取ることにより、導管自体の形状できま
る断面二次モーメントＩ及び断面係数Ｚ大きくすること
ができるので、曲げや座屈に対する十分な強度を確保す
ることが可能となる。
次に信号引出線の配置を第２図と第３図にて説明する。
第２図に示す如く、導管１内の測定流体中に誘起した起
電力ｅは、電極2a,2bから信号引出線11a,11bを径由し、
信号処理する変換器へと伝送される。この伝送径路によ
つて作られる半ターンコイルに、磁束が鎖交すると、90
°位相のずれた流量信号と異なるノイズが伝送信号に重
畳される。このノイズ量を低減するには、上記半ターン
コイルの上方からの投影面積を最小にすればよい。
第２図に示す如く、導管１内の測定流体中に誘起した起
電力ｅは、電極2a,2bから信号引出線11a,11bを径由し、
信号処理する変換器へと伝送される。この伝送径路によ
つて作られる半ターンコイルに、磁束が鎖交すると、90
°位相のずれた流量信号と異なるノイズが伝送信号に重
畳される。このノイズ量を低減するには、上記半ターン
コイルの上方からの投影面積を最小にすればよい。
そのために、第３図に示すごとく、磁束密度の比較的小
さなポールピース先端部を分割し、先端部の分割ポール
ピースに貫通穴を設けて、信号引出線11a,11bを配置
し、以降変換器までの信号引出線は、互いに撚つて組み
込む構造とし、ノイズ量の低減を図つた。
さなポールピース先端部を分割し、先端部の分割ポール
ピースに貫通穴を設けて、信号引出線11a,11bを配置
し、以降変換器までの信号引出線は、互いに撚つて組み
込む構造とし、ノイズ量の低減を図つた。
第４図は、本発明の他の実施例で、第１図から第３図に
示す貫通穴を溝にした先端分割ポールピース5a′を、第
５図はさらに、ポールピース５と先端分割ポールピース
5a″において、芯出し位置決め用の凹凸面を設けた一例
を示すもので、同様の効果が得られる。また、本発明の
実施例では、導管材質をセラミツクとしたが、別に非磁
性の金属とし、導管内面に絶縁材料の合成樹脂を形成し
た導管でもよいということは、言うまでもなく明白であ
る。但し、金属性導管の場合には、アースリングは、別
置形となる。
示す貫通穴を溝にした先端分割ポールピース5a′を、第
５図はさらに、ポールピース５と先端分割ポールピース
5a″において、芯出し位置決め用の凹凸面を設けた一例
を示すもので、同様の効果が得られる。また、本発明の
実施例では、導管材質をセラミツクとしたが、別に非磁
性の金属とし、導管内面に絶縁材料の合成樹脂を形成し
た導管でもよいということは、言うまでもなく明白であ
る。但し、金属性導管の場合には、アースリングは、別
置形となる。
本発明によれば、最小の励磁コイル及び極小の励磁電流
で高精度の流量計測ができるので、自己発熱が小さく、
また信号引出線に鎖交する磁束の量を最小にできるた
め、安価で小形軽量・低消費電力化及び低ノイズ化を図
れる効果がある。
で高精度の流量計測ができるので、自己発熱が小さく、
また信号引出線に鎖交する磁束の量を最小にできるた
め、安価で小形軽量・低消費電力化及び低ノイズ化を図
れる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す電磁流量計検出器の縦
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面図、第３図は本
発明の導管に先端分割ポールピースを埋め込んだ詳細
図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の他の実施例
を示す先端分割ポールピースの詳細図、第６図はセラミ
ツク導管の製作工程流れ図を示す。 1,1A…導管、３…励磁コイル、４…ボビン、５…ポール
ピース、６…補助ヨーク、７…外筒、８…カバー、９…
アースリング、10…ガスケツト、5a′,5a″…先端分割
ポールピース、11a,11b…信号引出線、12a,12b…励磁
線。
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面図、第３図は本
発明の導管に先端分割ポールピースを埋め込んだ詳細
図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の他の実施例
を示す先端分割ポールピースの詳細図、第６図はセラミ
ツク導管の製作工程流れ図を示す。 1,1A…導管、３…励磁コイル、４…ボビン、５…ポール
ピース、６…補助ヨーク、７…外筒、８…カバー、９…
アースリング、10…ガスケツト、5a′,5a″…先端分割
ポールピース、11a,11b…信号引出線、12a,12b…励磁
線。
Claims (4)
- 【請求項１】測定流体を通す導管と、導管の径方向に磁
界を加える励磁コイルを有し、磁界の方向と導管の軸方
向に直角をなす導管面に設けられた一対の電極、そして
全体を固定する外筒、流体の接地を行うアースリングか
らなる電磁流量計において、磁界発生装置である対向す
るポールピースの空隙距離を最小にして、かつ、先端部
を２つ以上に分割し、この間に信号引出線を一対の電極
軸に沿つて配置する構造を具備したことを特徴とする電
磁流量計検出器。 - 【請求項２】第１項において、ポールピース先端部の分
割された磁極は、導管外周面から管中心に埋め込み、少
なくとも埋め込んだ磁極の分割面側に一対の電極軸に沿
つて溝を設け、この溝内に信号線を配置する構造を具備
したことを特徴とする電磁流量計検出器。 - 【請求項３】第１項において、ポールピース先端部の分
割され、導管に固定された磁極は、一対の電極軸に沿つ
てかつ平行に貫通穴を設け、この穴を通して信号線を配
置する構造を具備したことを特徴とする電磁流量計検出
器。 - 【請求項４】第１項において、ポールピース先端部の分
割面には、組立時に芯出し可能な位置決めを目的とした
凹凸面、またはねじ結合等の嵌合部を設けたことを特徴
とする電磁流量計検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309997A JPH0695030B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 電磁流量計検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63309997A JPH0695030B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 電磁流量計検出器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156116A JPH02156116A (ja) | 1990-06-15 |
| JPH0695030B2 true JPH0695030B2 (ja) | 1994-11-24 |
Family
ID=17999899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63309997A Expired - Lifetime JPH0695030B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 電磁流量計検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695030B2 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569019B2 (ja) * | 1973-08-15 | 1981-02-26 | ||
| JPS57139620A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-28 | Fischer & Porter Co | Transmitter for flangeless magnetic flowmeter |
| JPS6146420B2 (ja) * | 1980-02-13 | 1986-10-14 | Nippon Electric Glass Co | |
| JPS62201319A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Yokogawa Electric Corp | 電磁流量計測定管の製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569019U (ja) * | 1979-06-29 | 1981-01-26 | ||
| JPS57122525U (ja) * | 1981-01-27 | 1982-07-30 | ||
| JPS60146815U (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-30 | 株式会社山武 | 電磁流量計 |
| JPS60165813U (ja) * | 1984-04-12 | 1985-11-02 | 株式会社山武 | 電磁流量計 |
| JPS6146420U (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-28 | 株式会社山武 | 電磁流量計 |
| JPH0355863Y2 (ja) * | 1984-11-30 | 1991-12-13 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63309997A patent/JPH0695030B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS569019B2 (ja) * | 1973-08-15 | 1981-02-26 | ||
| JPS6146420B2 (ja) * | 1980-02-13 | 1986-10-14 | Nippon Electric Glass Co | |
| JPS57139620A (en) * | 1981-02-23 | 1982-08-28 | Fischer & Porter Co | Transmitter for flangeless magnetic flowmeter |
| JPS62201319A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | Yokogawa Electric Corp | 電磁流量計測定管の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02156116A (ja) | 1990-06-15 |
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