JPH09145436A - 電磁流量計 - Google Patents

電磁流量計

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JPH09145436A
JPH09145436A JP30932695A JP30932695A JPH09145436A JP H09145436 A JPH09145436 A JP H09145436A JP 30932695 A JP30932695 A JP 30932695A JP 30932695 A JP30932695 A JP 30932695A JP H09145436 A JPH09145436 A JP H09145436A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
measuring tube
measured
inner core
electromotive force
Prior art date
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Pending
Application number
JP30932695A
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English (en)
Inventor
Eiji Onaka
英治 大中
Tsutomu Gotou
▲つとむ▼ 後藤
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定管1内を流れる被測定流体に対して交差
方向に磁界を発生させる磁界発生手段4を、インナーコ
ア8を介して測定管の外周部に装着した場合、発生する
磁束分布は一定の形状となり、その形状を変化させるこ
とが困難であった。 【解決手段】 被測定流体2に直交する磁界を測定管1
内に発生させる磁界発生手段4と、前記磁界の作用によ
り発生した起電力を測定するように前記測定管の直径上
で対向して設けられた少なくとも一対の電極5と、前記
磁界発生手段と測定管との間に配設したインナーコア8
の両端部を先細りに、あるいは該両端部に切り込み8b
を形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、測定管内を流れ
る被測定流体に対して交差方向に磁界を発生させ、この
磁界を横切る流体の流量に応じて発生する起電力を、上
記測定管の直径上に対向して設けられた少なくとも一対
の電極を通じて検出し、上記流量を測定する電磁流量計
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は電磁流量計50の測定原理を示す
構成図であり、図において、51は内面がテフロン等に
よってライニング処理された測定管、52は測定管1内
を流れる導電性液体である被測定流体、53は測定管5
1の外周に設けられたコア、54はそのコア53に巻か
れた磁界発生手段としてのコイル、55は測定管51の
直径上で対向し且つ磁界と交差する位置に設けられた少
なくとも一対の電極、56はその電極55によって検出
された起電力からノイズ等を取り除き、この起電力から
被測定流体52の流量に応じた信号に変換する変換器で
ある。
【0003】図6(a)は従来の電磁流量計における測
定管51に対するコイルの取り付け状態を示す概要図で
あり、測定管51の外周面に軸対象位置に図7に示す円
弧状のインナーコア57を設け、そのインナーコアの中
央部の平坦部57aにコア53を設け、このコア53の
周囲にコイル54を装着したものである。
【0004】この構成により、図6(b)に示すよう
に、測定管51とコイル54との間に配置したインナー
コア57の両端部、つまり測定管中心Oから離れた電極
55の近傍部分に強さの大きい磁界特性が得られる。
【0005】次に動作について説明する。不図示の電源
からの給電によってコイル54を励磁し、測定管51の
軸線と直交する方向に磁界を発生させ、この磁界内の測
定管に被測定流体52を移動させると、ファラデーの電
磁誘導の法則によって起電力を発生する。この場合、磁
界が電気的に絶縁された測定管に直角に生じ、流れてい
る被測定流体52の導電率が低すぎなければ、一対の電
極55間から起電力が測定できる。この起電力は磁界の
強さと被測定流体52の平均流速と電極間距離に比例す
るので、この起電力からノイズを取り除き、この起電力
を図5に示す変換器56で被測定流体52に応じた信号
に変換して出力することにより、流量を測定できる。
【0006】つまり、量記号および単位を次のようにす
ると、 量記号 物理量 単位 B 磁束密度 T D 測定管の内径 m v 平均軸方向流体速度 m/s E 起電力 V k 定数 − Q 体積流量 m3 /s ファラデーの法則に従って、起電力Eの大きさは、次の
式で示される。 E=kBDv ・・・(1) 体積流量は円管測定管の場合は次の式となる。 Q=(πD2 /4)・v ・・・(2) この関係があるので、式(1)は式(3)のように表さ
れる。 Q=(πD/4kB)・E ・・・(3) ここで、磁束密度Bを一定とすると、測定管内の流量
は、起電力Eを測定することによって求められる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の電磁流量計は以
上のように構成されているので、測定管を直交する磁界
の強さは図6(b)のようになり、この磁界の強さを変
えるためには、インナーコア57の幅W及びたれ込み角
θ(測定管1の中心0からインナーコア57の中央を結
ぶ線と該中心0から該インナーコアの端面を結ぶ線との
なす角)を変化させなければならないが、幅Wは電磁流
量計全体の幅に影響されて制限される。従って、磁界の
強さ、つまり磁場を変えるためには、切り込み角θを変
化させざるを得ない。しかし、切れ込みθを大きくする
と、図8の実線示のようにインナーコア57の両端部の
磁界の強さが強くなり、切れ込みθを小さくすると磁界
の強さは点線示のように小さくなるが、このたれ込み角
θを変化させるだけでは、限られた磁束分布の磁場しか
実現できず、所望の磁界の強さを得ることができないと
いう課題があった。
【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、スペースに制限されず、所望の磁
束分布の磁場を形成することが可能な電磁流量計を得る
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る電磁流量計は、被測定流体を通す測定管に直交する磁
界を前記測定管内に発生させる磁界発生手段と、前記磁
界の作用により前記被測定流体中に発生した起電力を測
定するように前記測定管の直径上で対向して設けられた
少なくとも一対の電極と、前記測定管と前記磁界発生手
段との間に設けられたインナーコアとを備え、前記イン
ナーコアの前記電極近傍部分を他の部分より幅狭形状と
したものである。
【0010】請求項2記載の発明に係る電磁流量計は、
被測定流体を通す測定管に直交する磁界を前記測定管内
に発生させる磁界発生手段と、前記磁界の作用により前
記被測定流体中に発生した信号を測定するように前記測
定管の直径上で対向して設けられた少なくとも一対の電
極と、前記測定管と前記磁界発生手段との間に設けられ
たインナーコアとを備え、前記インナーコアの前記電極
近傍部分に該電極への磁束の放射を制限する切り欠き部
を設けたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1による電
磁流量計を示す一部を切断した正面図、図2はその一部
を切断した側面図であり、図において、1は測定管、2
は測定管1内を流れる導電性液体である被測定流体、3
は測定管1の外周に軸対象に設けられた一対のコア、4
はそのコア3に巻かれた磁界発生手段としてのコイル、
5は測定管1の直径上で対向し且つ磁界と交差する位置
に設けられた少なくとも一対の電極、6は電極5に接続
した信号線、7はコイル4を覆って上記測定管1に固定
する磁束帰還用アウターコア、8は測定管1の直径範囲
において磁界を平行に発生させるためにコイル4と測定
管1との間に介在させたインナーコア、9はコイル4、
磁束帰還用アウターコア7、インナーコア8の周囲を覆
い、測定管1に溶接により固定するケースであり、測定
管1の収納穴9−1、電極5の収納室9−2等を有して
いる。
【0012】上記測定管1は内面および端面に耐食性、
耐摩耗性のためのライニング処理11を施してあり、そ
の端面にはケース9内の検出部と測定流体とを同電位に
する接液リング12が取り付けられている。このライニ
ング処理11の材料としては、例えばふっ素樹脂、クロ
ロプレンゴム、ポリウレタンゴム、セラミックス等を用
いる。また、接液リング12の材料としては、例えばス
テンレス鋼、白金・インジウム、タンタル、チタン、ハ
ステロイB、ハステロイC、モネル、導電性ふっ素樹脂
等を用いる。
【0013】上記電極5は、ランニング処理により形成
された受け座11aに電極棒5aの鍔座5bを当接さ
せ、この鍔座5bの他面に当接させたコイルスプリング
13を押圧しながら測定管1の電極取り付け穴1aにキ
ャップ14をねじ込んで固定している。15は電極棒5
aに信号線6を取り付けるねじ、16は測定管1の電極
収容室9−2の入口にねじ込んだ蓋体である。
【0014】上記インナーコア8は切れ込み角θが余り
大きく取れない小口径の電磁流量計(口径に対して電極
が大きいため、インナーコアを十分切り込ませることが
できない)においては、図3(a)に示すように、イン
ナーコア8は中央部にコア3を載置する平面部8aを有
し両端部を先細りに形成している。
【0015】このような形状とすることにより、図3
(b)に示すように電極5の部分に磁界を集中させるこ
とができ電極周辺の流速は感度よく検出することができ
る反面、測定管中心部の流速には鈍感となってしまう。
しかし、小口径の場合は、一般に測定管内において速度
分布のばらつきは小さいため、電極部近傍の流れのみを
検出できればよく、流量計測上何ら不都合はないもので
ある。
【0016】次に上記の各構成部品からなる電磁流量計
の組み付け方について説明する。まず、測定管1の外周
面に軸対称にコア3を有するコイル4を設け、このコイ
ル4を測定管1の外面に押圧固定するようにアウターコ
ア7を該測定管に取り付ける。その後、測定管1を収納
穴9−1からケース9に挿入して、ケース9と測定管1
の接合部(両端部)を溶着する。そして、ケース9の電
極収納室9−2において、測定管1に電極5を取り付
け、上記リード線6を接続するとともにコイル4のリー
ド線4a、電極5のリード線6をケース9より取り出
す。
【0017】上記構成の電磁流量計は、測定管1の左右
に配管13a,13bを合致させて接続固定するもの
で、この接続の仕方には、フランジ接続方式、フランジ
挟み込み方式、サニタリ接続方式、ねじ接続方式の種々
の方式がある。
【0018】次に動作について説明する。不図示の電源
から給電線4aを通じての給電によってコイル4を励磁
し、測定管1の軸線と直交する方向に磁界を発生させ、
この磁界内の測定管に被測定流体2を移動させると、フ
ァラデーの電磁誘導の法則によって起電力を発生する。
この場合、磁界が電気的に絶縁された測定管に直角に生
じ、流れている液体の導電率が低すぎなければ、一対の
電極5間から起電力が測定できる。この起電力は磁界の
強さと流体の平均流速と電極間距離に比例するので、こ
の起電力からノイズを取り除き、この起電力を前記図5
に示すように変換器56で流体に応じた信号に変換して
出力することにより、流量を測定できる。
【0019】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、インナーコア8の両端部を先細りに形成したことに
より、電極5の部分に磁界を集中させることができ、小
口径の電磁流量計において精度よく測定をすることがで
きる効果が得られる。
【0020】実施の形態2.図4(a)はこの発明の実
施の形態2を示すインナーコア8の斜視図であり、電極
近傍への磁束分布を意識的に避けるために、インナーコ
ア8の両端部に切り込み8bを形成したもので、磁束分
布は図4(b)に示すように全体としてフラットな形状
となり、起電力に最も敏感に反応する電極近傍の磁界が
弱くなる。
【0021】このような形状のインナーコア8は比較的
大口径の電磁流量計に適する。すなわち、大口径の測定
管の流速分布は一般に小口径に比べて均一分布とはなら
ない。そのため、電極部に磁界が集中すると、電極部近
傍のみの流速を径全体の流速とみなしてしまい、正確な
流速測定ができない。
【0022】つまり、被測定流体が一定速度vで流れて
いると、流量Qは測定管1の半径をrとすると、Q=π
2 となり、電極近傍のみの流速を信頼したのでは、流
速分布が異なる場合に正確な流量測定ができない。そこ
で、インナーコア8を本実施の形態のような形状とする
ことにより、平均的な流速を測定することができるよう
になり、大口径の電磁流量計において精度よく計測する
ことができる。
【0023】なお、本実施の形態においては、口径の大
きな電磁流量計で切れ込み角θを小さくすると、電極近
傍での磁束分布が小さくなり、正確な流速測定ができな
くなるので注意を要する。
【0024】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、インナーコアの両端部を先細りに形成して構成し
たので、切れ込み角θが余り大きく取れない小口径の電
磁流量計の電極部分に磁界を集中させることができ、流
量を精度よく計測することができる効果がある。
【0025】請求項2記載の発明によれば、インナーコ
アの両端部に切り込みを形成して構成したので、起電力
に最も敏感に反応する電極近傍の磁界が弱くなり、全体
としてフラットな形状の磁束分布となり、平均的な流速
を測定することによって、大口径の電磁流量計において
流量を精度よく計測できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態による電磁流量計を示
す一部を切断した正面図である。
【図2】その電磁流量計の一部を切断した側面図であ
る。
【図3】その電磁流量計に用いるインナーコアの斜視図
と磁束分布図である。
【図4】その電磁流量計に用いる他のインナーコアの斜
視図と磁束分布図である。
【図5】電磁流量計の測定原理を説明する概略構成図で
ある。
【図6】従来の電磁流量計における測定管に対するコイ
ルの取り付け状態を示す概要図と磁束分布図である。
【図7】従来の電磁流量計に用いるインナーコアの斜視
図である。
【図8】インナーコアの切り込み角に対する磁束分布の
変化図である。
【符号の説明】
1 測定管 2 被測定流体 4 コイル(磁界発生手段) 5 電極 7 磁束帰還用アウターコア 8 インナーコア 8b 切り込み
【手続補正書】
【提出日】平成7年11月29日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被測定流体を通す測定管と、前記被測定
    流体に直交する磁界を前記測定管内に発生させる磁界発
    生手段と、前記磁界の作用により発生した起電力を測定
    するように前記測定管の直径上で対向して設けられた少
    なくとも一対の電極と、前記測定管と前記磁界発生手段
    との間に設けられたインナーコアとを備えた電磁流量計
    において、前記インナーコアの前記電極近傍部分を他の
    部分より幅狭形状としたことを特徴とする電磁流量計。
  2. 【請求項2】 被測定流体を通す測定管と、前記被測定
    流体に直交する磁界を前記測定管内に発生させる磁界発
    生手段と、前記磁界の作用により発生した起電力を測定
    するように前記測定管の直径上で対向して設けられた少
    なくとも一対の電極と、前記測定管と前記磁界発生手段
    との間に設けられたインナーコアとを備えた電磁流量計
    において、前記インナーコアの前記電極近傍部分に該電
    極への磁束の放射を制限する切り欠き部を設けたことを
    特徴とする電磁流量計。
JP30932695A 1995-11-28 1995-11-28 電磁流量計 Pending JPH09145436A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016527496A (ja) * 2013-07-19 2016-09-08 ローズマウント インコーポレイテッド 磁気流量計

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016527496A (ja) * 2013-07-19 2016-09-08 ローズマウント インコーポレイテッド 磁気流量計

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