JPH0875515A - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
- Publication number
- JPH0875515A JPH0875515A JP21100094A JP21100094A JPH0875515A JP H0875515 A JPH0875515 A JP H0875515A JP 21100094 A JP21100094 A JP 21100094A JP 21100094 A JP21100094 A JP 21100094A JP H0875515 A JPH0875515 A JP H0875515A
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- JP
- Japan
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- flux
- yoke
- magnetic
- current
- magnetic flux
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微小な交番電流により磁束を変化させ交番磁
束を得ることができるように改良した電磁流量計を提供
するにある。 【構成】 軟磁性部材で出来たヨークと硬磁性部材とか
らなる磁気回路を持つ電磁流量計において、先のヨーク
を介して先の硬磁性部材から得られた主磁束が印加され
測定流体を流す測定管と、先のヨークの一部に設けられ
た狭隘部と、この狭隘部に巻かれたコイルとを有し、先
のコイルに間欠的に電流を流して先の主磁束を先の電流
に同期して変化させるようにしたものである。
束を得ることができるように改良した電磁流量計を提供
するにある。 【構成】 軟磁性部材で出来たヨークと硬磁性部材とか
らなる磁気回路を持つ電磁流量計において、先のヨーク
を介して先の硬磁性部材から得られた主磁束が印加され
測定流体を流す測定管と、先のヨークの一部に設けられ
た狭隘部と、この狭隘部に巻かれたコイルとを有し、先
のコイルに間欠的に電流を流して先の主磁束を先の電流
に同期して変化させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石の有する磁束
を測定流体に印加して流量を測定する電磁流量計に係
り、特に、微小な交番電流により磁束を変化させ交番磁
束を得ることができるように改良した電磁流量計に関す
る。
を測定流体に印加して流量を測定する電磁流量計に係
り、特に、微小な交番電流により磁束を変化させ交番磁
束を得ることができるように改良した電磁流量計に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の電磁流量計の構成を示す構
成図である。この構成は、例えば特公昭５９−７９３０
に開示されている。以下、この概要を説明する。管路１
は、非磁性かつ非導電性の矩形状であり、その内面には
一対の電極２ａ、２ｂが水密に固定されている。そし
て、これらの電極２ａ、２ｂは、ここに発生した電圧に
基づいて流速を算定する流速算定装置３に接続されてい
る。
成図である。この構成は、例えば特公昭５９−７９３０
に開示されている。以下、この概要を説明する。管路１
は、非磁性かつ非導電性の矩形状であり、その内面には
一対の電極２ａ、２ｂが水密に固定されている。そし
て、これらの電極２ａ、２ｂは、ここに発生した電圧に
基づいて流速を算定する流速算定装置３に接続されてい
る。
【０００３】管路１を挟んで磁極４ａ、４ｂを持つ磁気
回路４を設け、磁極４ａ、４ｂ間に両電極２ａ、２ｂを
通る直線と流体の流れとの両者に交叉する磁束を生じる
ようにしてある。
回路４を設け、磁極４ａ、４ｂ間に両電極２ａ、２ｂを
通る直線と流体の流れとの両者に交叉する磁束を生じる
ようにしてある。
【０００４】磁気回路４の材料は、高透磁率を持ち磁化
し易くかつある程度の抗磁力を持つものとし、例えば普
通鋼を用いる。各磁極４ａ、４ｂには、磁気回路４を励
磁するための励磁巻線５ａ、５ｂが巻かれてある。
し易くかつある程度の抗磁力を持つものとし、例えば普
通鋼を用いる。各磁極４ａ、４ｂには、磁気回路４を励
磁するための励磁巻線５ａ、５ｂが巻かれてある。
【０００５】これらの励磁巻線５ａ、５ｂは互に直列に
接続され、これに間欠的で毎回瞬間的でかつ交互に方向
が反対の励磁電流を流す励磁装置６が接続されている。
この励磁電流によって磁気回路４に生じる磁界の強さを
＋Ｈp、−Ｈpとするとき磁極４ａ、４ｂ間に生じる磁束
密度Ｂは図８のＢ−Ｈ曲線で示すように変化する。
接続され、これに間欠的で毎回瞬間的でかつ交互に方向
が反対の励磁電流を流す励磁装置６が接続されている。
この励磁電流によって磁気回路４に生じる磁界の強さを
＋Ｈp、−Ｈpとするとき磁極４ａ、４ｂ間に生じる磁束
密度Ｂは図８のＢ−Ｈ曲線で示すように変化する。
【０００６】さらに、詳述すれば、励磁電流が０になっ
たときは、磁極４ａ、４ｂ間のパーミアンスが小さいた
めに磁界の強さが０の点を通り越して図示の点ｐ又はｐ
´の状態で安定する。
たときは、磁極４ａ、４ｂ間のパーミアンスが小さいた
めに磁界の強さが０の点を通り越して図示の点ｐ又はｐ
´の状態で安定する。
【０００７】この状態での残留磁束密度Ｂは、図示線分
ｏｂ又はｏｂ´で表わされる。この磁束密度を大きく定
めるには、管路１の断面を矩形とし、磁極４ａ、４ｂ間
の空隙を狭くしてパーミアンスを大きくする。
ｏｂ又はｏｂ´で表わされる。この磁束密度を大きく定
めるには、管路１の断面を矩形とし、磁極４ａ、４ｂ間
の空隙を狭くしてパーミアンスを大きくする。
【０００８】次に、励磁装置６と流速算定装置３とは、
共に制御装置７から受けるパルスによって時間的に互い
に一定の関係を保って周期的に励磁したり電極２ａ、２
ｂに発生した信号をサンプリングしたりする。
共に制御装置７から受けるパルスによって時間的に互い
に一定の関係を保って周期的に励磁したり電極２ａ、２
ｂに発生した信号をサンプリングしたりする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような残留磁束を利用する電磁流量計は、通常の励磁電
流を流して磁界を発生させるタイプの電磁流量計に比べ
れば、電力消費が少ないが、なお、磁石の極性を反転さ
せる必要があるので、極性反転に見合ったエネルギーを
必要とするという問題がある。
ような残留磁束を利用する電磁流量計は、通常の励磁電
流を流して磁界を発生させるタイプの電磁流量計に比べ
れば、電力消費が少ないが、なお、磁石の極性を反転さ
せる必要があるので、極性反転に見合ったエネルギーを
必要とするという問題がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための構成として、軟磁性部材で出来たヨーク
と硬磁性部材とからなる磁気回路を持つ電磁流量計にお
いて、先のヨークを介して先の硬磁性部材から得られた
主磁束が印加され測定流体を流す測定管と、先のヨーク
の一部に設けられた狭隘部と、この狭隘部に巻かれたコ
イルとを有し、先のコイルに間欠的に電流を流して先の
主磁束を先の電流に同期して変化させるようにしたもの
である。
解決するための構成として、軟磁性部材で出来たヨーク
と硬磁性部材とからなる磁気回路を持つ電磁流量計にお
いて、先のヨークを介して先の硬磁性部材から得られた
主磁束が印加され測定流体を流す測定管と、先のヨーク
の一部に設けられた狭隘部と、この狭隘部に巻かれたコ
イルとを有し、先のコイルに間欠的に電流を流して先の
主磁束を先の電流に同期して変化させるようにしたもの
である。
【００１１】
【作 用】測定管には、軟磁性部材で出来たヨークを介
して硬磁性部材から得られた主磁束が印加されて測定流
体が流される。コイルは、先のヨークの一部に設けられ
た狭隘部に巻かれており、このコイルに間欠的に電流を
流して先の主磁束を先の電流に同期して変化させる。
して硬磁性部材から得られた主磁束が印加されて測定流
体が流される。コイルは、先のヨークの一部に設けられ
た狭隘部に巻かれており、このコイルに間欠的に電流を
流して先の主磁束を先の電流に同期して変化させる。
【００１２】これにより、主磁束を変化させることがで
きるので、電極で検出する電圧も交番電圧となり、電極
に生じる分極電圧の影響を除去した形で信号処理が可能
となり、少ないエネルギーで流量を検出できる省電力形
の電磁流量計を実現することができる。
きるので、電極で検出する電圧も交番電圧となり、電極
に生じる分極電圧の影響を除去した形で信号処理が可能
となり、少ないエネルギーで流量を検出できる省電力形
の電磁流量計を実現することができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す横断面図
である。測定管１０は、非磁性かつ非導電性であり、そ
の内面には一対の電極１１ａ、１１ｂが水密に固定され
ている。そして、これらの電極１１ａ、１１ｂは、図示
していないが、ここに発生した電圧に基づいて流速を算
定する信号処理回路に接続されている。
明する。図１は本発明の１実施例の構成を示す横断面図
である。測定管１０は、非磁性かつ非導電性であり、そ
の内面には一対の電極１１ａ、１１ｂが水密に固定され
ている。そして、これらの電極１１ａ、１１ｂは、図示
していないが、ここに発生した電圧に基づいて流速を算
定する信号処理回路に接続されている。
【００１４】測定管１０を挟んで磁極１２ａ、１２ｂを
持つ軟磁性部材で出来た矩形状のヨーク１２を設け、さ
らに矩形状のヨーク１２の一方の脚１２ｃには永久磁石
などの硬磁性部材１３が設けられている。
持つ軟磁性部材で出来た矩形状のヨーク１２を設け、さ
らに矩形状のヨーク１２の一方の脚１２ｃには永久磁石
などの硬磁性部材１３が設けられている。
【００１５】ヨーク１２の軟磁性部材は、横軸に磁化力
Ｈ、縦軸に磁束密度Ｂをとると、図２に示すように、保
持力Ｈcが０．５Ａ／ｍ以下の非常に小さい値の磁気特
性を持つ。
Ｈ、縦軸に磁束密度Ｂをとると、図２に示すように、保
持力Ｈcが０．５Ａ／ｍ以下の非常に小さい値の磁気特
性を持つ。
【００１６】矩形状のヨーク１２の中央部には磁極１２
ａ、１２ｂが設けられ、これらの間に両電極１１ａ、１
１ｂを通る直線と測定流体の流れとの両者に交叉する方
向に硬磁性部材１３から主磁束Φ1を生じさせている。
ａ、１２ｂが設けられ、これらの間に両電極１１ａ、１
１ｂを通る直線と測定流体の流れとの両者に交叉する方
向に硬磁性部材１３から主磁束Φ1を生じさせている。
【００１７】矩形状のヨーク１２の他方の脚１２ｄに
は、この脚１２ｄの一部には空洞１２ｅ、１２ｆが互に
隣接して設けられているが、硬磁性部材１３から出る磁
束のうち主磁束Φ1を除いた磁束Φ0が分流されている。
は、この脚１２ｄの一部には空洞１２ｅ、１２ｆが互に
隣接して設けられているが、硬磁性部材１３から出る磁
束のうち主磁束Φ1を除いた磁束Φ0が分流されている。
【００１８】これらの空洞１２ｅ、１２ｆの形成により
脚１２ｄには空洞１２ｅの左右に狭隘部１２ｇ、１２
ｈ、空洞１２ｆの左右に狭隘部１２ｉ、１２ｊがそれぞ
れ形成されている。
脚１２ｄには空洞１２ｅの左右に狭隘部１２ｇ、１２
ｈ、空洞１２ｆの左右に狭隘部１２ｉ、１２ｊがそれぞ
れ形成されている。
【００１９】そして、これらの空洞１２ｅと１２ｆが隣
接する狭隘部１２ｋにはこれらの双方の空洞を通して駆
動コイル１４が巻かれ、この駆動コイル１４には電流源
１５から方形波状の駆動電流ｉfが流される。
接する狭隘部１２ｋにはこれらの双方の空洞を通して駆
動コイル１４が巻かれ、この駆動コイル１４には電流源
１５から方形波状の駆動電流ｉfが流される。
【００２０】ここで、硬磁性部材１３の持つ起磁力を
Ｅ、磁極１２ａと１２ｂを結ぶ磁気回路の磁気抵抗をＲ
M、ヨーク１２の他方の脚１２ｄの磁気抵抗をＲVとすれ
ば、図１に示す磁気回路は図３に示す等価磁気回路のよ
うになる。
Ｅ、磁極１２ａと１２ｂを結ぶ磁気回路の磁気抵抗をＲ
M、ヨーク１２の他方の脚１２ｄの磁気抵抗をＲVとすれ
ば、図１に示す磁気回路は図３に示す等価磁気回路のよ
うになる。
【００２１】ここで、磁気抵抗ＲMは主として磁極１２
ａと１２ｂの間の空隙の磁気抵抗によって決定される固
定値であるが、可変の磁気抵抗ＲVは脚１２ｄの磁気抵
抗を代表しており、駆動電流ｉfによって矩形波状に周
期的に変化する。
ａと１２ｂの間の空隙の磁気抵抗によって決定される固
定値であるが、可変の磁気抵抗ＲVは脚１２ｄの磁気抵
抗を代表しており、駆動電流ｉfによって矩形波状に周
期的に変化する。
【００２２】次に、図４に示す波形図を用いて図１に示
す実施例の動作を説明する。駆動コイル１４に電流源１
５から方形波状の駆動電流ｉf（図４（ａ））を流す
と、狭隘部１２ｈ、１２ｉには、磁束Φ0（図４
（ｂ））と同方向の磁束が流れ、この部分の磁束は飽和
する。
す実施例の動作を説明する。駆動コイル１４に電流源１
５から方形波状の駆動電流ｉf（図４（ａ））を流す
と、狭隘部１２ｈ、１２ｉには、磁束Φ0（図４
（ｂ））と同方向の磁束が流れ、この部分の磁束は飽和
する。
【００２３】また、狭隘部１２ｇ、１２ｊは反対方向の
駆動コイル１４による磁束に打ち消されて、これ以上磁
束は増えない。したがって、脚１２ｄ側に流れていた矩
形波状の磁束Φ0は、主磁束Φ1側に分流し、これを交番
的に変化させる。
駆動コイル１４による磁束に打ち消されて、これ以上磁
束は増えない。したがって、脚１２ｄ側に流れていた矩
形波状の磁束Φ0は、主磁束Φ1側に分流し、これを交番
的に変化させる。
【００２４】つまり、磁極１２ａ、１２ｂ間の主磁束Φ
1は、駆動コイル１４に流れる駆動電流ｉfに同期して図
４（ｃ）に示すように変化する交番磁界となる。ヨーク
１２は、保持力Ｈcができるだけ小さいものを選び、駆
動コイル１４は巻数Ｎを増やす。
1は、駆動コイル１４に流れる駆動電流ｉfに同期して図
４（ｃ）に示すように変化する交番磁界となる。ヨーク
１２は、保持力Ｈcができるだけ小さいものを選び、駆
動コイル１４は巻数Ｎを増やす。
【００２５】このようにすると、駆動電流ｉfは、駆動
コイル１４による磁束の磁路長をＬとして、ｉf＝ＨcＬ
／Ｎとなるので、非常に小さい駆動電流ｉfで大きな主
磁束Φ1の磁束変化を作ることができる。
コイル１４による磁束の磁路長をＬとして、ｉf＝ＨcＬ
／Ｎとなるので、非常に小さい駆動電流ｉfで大きな主
磁束Φ1の磁束変化を作ることができる。
【００２６】このようにして形成された主磁束Φ1は、
測定管１０を介して測定流体に印加され、測定流体の流
量に比例した信号起電力ｅ（図４（ｄ））が電極１１
ａ、１１ｂで検出される。
測定管１０を介して測定流体に印加され、測定流体の流
量に比例した信号起電力ｅ（図４（ｄ））が電極１１
ａ、１１ｂで検出される。
【００２７】この起電力ｅは、矩形波状に変化する形で
得られるので、この平坦部分で信号起電力をサンプリン
グし、図示しない信号処理回路で公知の信号処理をする
ことにより電極での分極の影響が除去された流量を得る
ことができる。
得られるので、この平坦部分で信号起電力をサンプリン
グし、図示しない信号処理回路で公知の信号処理をする
ことにより電極での分極の影響が除去された流量を得る
ことができる。
【００２８】図５は図１に示す実施例の第１変形実施例
の構成を示す横断面図である。以下、図１に示す機能と
同一の機能を示す部分には同一の符号を付して適宜にそ
の説明を省略する。
の構成を示す横断面図である。以下、図１に示す機能と
同一の機能を示す部分には同一の符号を付して適宜にそ
の説明を省略する。
【００２９】軟磁性部材で出来たヨーク１２と同様な特
性を持ち、測定管１０を挟む磁極１６ａ、１６ｂを有す
る矩形状のヨーク１６を設け、さらに矩形状のヨーク１
６の一方の脚１６ｃには永久磁石などの硬磁性部材１３
が設けられている。
性を持ち、測定管１０を挟む磁極１６ａ、１６ｂを有す
る矩形状のヨーク１６を設け、さらに矩形状のヨーク１
６の一方の脚１６ｃには永久磁石などの硬磁性部材１３
が設けられている。
【００３０】矩形状のヨーク１６の他方の脚１６ｄの一
部に空洞１６ｅが設けられているが、この脚１６ｄには
硬磁性部材１３から出る磁束のうち主磁束Φ1を除いた
磁束Φ0が分流されている。
部に空洞１６ｅが設けられているが、この脚１６ｄには
硬磁性部材１３から出る磁束のうち主磁束Φ1を除いた
磁束Φ0が分流されている。
【００３１】空洞１６ｅの形成により脚１６ｄには空洞
１６ｅの左右に狭隘部１６ｆ、１６ｇがそれぞれ形成さ
れるが、狭隘部１６ｇには駆動コイル１４が巻かれ、こ
の駆動コイル１４には電流源１５から方形波状の駆動電
流ｉfが流される。この駆動電流ｉfにより、狭隘部を飽
和させて主磁束Φ1を変化させ、矩形波状に変化する磁
場を測定流体に与えることができる。
１６ｅの左右に狭隘部１６ｆ、１６ｇがそれぞれ形成さ
れるが、狭隘部１６ｇには駆動コイル１４が巻かれ、こ
の駆動コイル１４には電流源１５から方形波状の駆動電
流ｉfが流される。この駆動電流ｉfにより、狭隘部を飽
和させて主磁束Φ1を変化させ、矩形波状に変化する磁
場を測定流体に与えることができる。
【００３２】図６は図１に示す実施例の第２変形実施例
の構成を示す横断面図である。軟磁性部材で出来たヨー
ク１２と同様な特性を持ち、測定管１０を挟む磁極１７
ａ、１７ｂを有する矩形状のヨーク１７を設け、さらに
矩形状のヨーク１７の一方の脚１７ｃには永久磁石など
の硬磁性部材１３が設けられている。
の構成を示す横断面図である。軟磁性部材で出来たヨー
ク１２と同様な特性を持ち、測定管１０を挟む磁極１７
ａ、１７ｂを有する矩形状のヨーク１７を設け、さらに
矩形状のヨーク１７の一方の脚１７ｃには永久磁石など
の硬磁性部材１３が設けられている。
【００３３】矩形状のヨーク１７の他方の脚１７ｄの一
部は狭められて狭隘部１７ｅが形成され、この狭隘部１
７ｅには駆動コイル１４が巻かれ、この駆動コイル１４
には電流源１５から方形波状の駆動電流ｉfが流され
る。この駆動電流ｉfにより、狭隘部１７ｅを飽和させ
て主磁束Φ1を変化させ、矩形波状に変化する磁場を測
定流体に与えることができる。
部は狭められて狭隘部１７ｅが形成され、この狭隘部１
７ｅには駆動コイル１４が巻かれ、この駆動コイル１４
には電流源１５から方形波状の駆動電流ｉfが流され
る。この駆動電流ｉfにより、狭隘部１７ｅを飽和させ
て主磁束Φ1を変化させ、矩形波状に変化する磁場を測
定流体に与えることができる。
【００３４】
【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに本発明によれば、軟磁性部材で出来たヨークの一部
の磁気抵抗を駆動電流で矩形波状に変化させることによ
り主磁束を変化させるようにしたので、矩形波除状の電
圧として電極で検出することができ、このため電極に生
じる分極電圧の影響を除去した形で信号処理が可能とな
り、少ないエネルギーで流量を検出できる省電力形の電
磁流量計を実現することができる。
うに本発明によれば、軟磁性部材で出来たヨークの一部
の磁気抵抗を駆動電流で矩形波状に変化させることによ
り主磁束を変化させるようにしたので、矩形波除状の電
圧として電極で検出することができ、このため電極に生
じる分極電圧の影響を除去した形で信号処理が可能とな
り、少ないエネルギーで流量を検出できる省電力形の電
磁流量計を実現することができる。
【図１】本発明の１実施例の構成を示す横断面図であ
る。
る。
【図２】図１に示す軟磁性部材の特性を示す特性図であ
る。
る。
【図３】図１に示す実施例の磁気等価回路図である。
【図４】図１に示す実施例の動作を説明する波形図であ
る。
る。
【図５】図１に示す実施例の第１変形実施例の構成を示
す横断面図である。
す横断面図である。
【図６】図１に示す実施例の第２変形実施例の構成を示
す横断面図である。
す横断面図である。
【図７】従来の電磁流量計の構成を示す横断面図であ
る。
る。
【図８】図７に示す磁気回路の磁気特性を示す特性図で
ある。
ある。
１ 管路 ２ａ、２ｂ 電極 ３ 流速算定装置 ４ 磁気回路 ４ａ、４ｂ 磁極 ５ａ、５ｂ 励磁巻線 １０ 測定管 １１ａ、１１ｂ 電極 １２ ヨーク １２ａ、１２ｂ 磁極 １３ 硬磁性部材 １４ 駆動コイル １５ 電流源
Claims (1)
- 【請求項１】軟磁性部材で出来たヨークと硬磁性部材と
からなる磁気回路を持つ電磁流量計において、前記ヨー
クを介して前記硬磁性部材から得られた主磁束が印加さ
れ測定流体を流す測定管と、前記ヨークの一部に設けら
れた狭隘部と、この狭隘部に巻かれたコイルとを有し、
前記コイルに間欠的に電流を流して前記主磁束を前記電
流に同期して変化させることを特徴とする電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21100094A JPH0875515A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21100094A JPH0875515A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 電磁流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875515A true JPH0875515A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16598671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21100094A Pending JPH0875515A (ja) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0875515A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023073955A1 (ja) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 日本製鉄株式会社 | 流量測定システム |
-
1994
- 1994-09-05 JP JP21100094A patent/JPH0875515A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023073955A1 (ja) * | 2021-10-29 | 2023-05-04 | 日本製鉄株式会社 | 流量測定システム |
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