JPH09218063A - 磁気誘導流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な設計の電磁装置を有し、電気導体ループ
装置が低いインダクタンスを有することで、測定チュー
ブが大きな呼び径（例えば、ＤＮ＞３００）を有してい
る場合にも、比較的高い周波数により矩形波磁界の励起
が行うことを可能にする。 【解決手段】電気導体ループ装置７，７‘を電気的伝導
性金属シート部品から構成し、測定チューブ３の本体５
の内側または外側に固着し、少なくとも一つのカットア
ウト部１３が金属シート部品に設け、そのカットアウト
部の周りに導体ループ電流経路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定チューブと、
測定チューブのチューブ長手軸に対して横方向もしくは
直交方向に測定チューブ内に侵入する磁界を生成するた
めの電気導体ループ装置を有する電磁装置と、磁界に対
して横方向に測定チューブ内を流れる液体の流れによっ
て誘導される測定電圧をタップするのに用いることがで
きるように、測定チューブの長手軸に対して横方向に互
いに対向して配置された少なくとも二つの測定電極とを
有する磁気誘導流量計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】初めに述べたようなタイプの磁気誘導流
量計では、磁界に対して横方向もしくは直交方向に測定
チューブ内を流れ最小の電気的伝導性を有する液体に、
流動速度の関数であって、測定電極を介してタップされ
る電圧が誘導される。検知された測定電圧は、通常、流
動率情報を得るために評価される。

【０００３】本願の範囲において、液体という用語は、
泥状物、スラッジ状物、ペースト状物等を含んでいる。

【０００４】従来の磁気誘導流量計において、磁界を生
成する電磁装置は、通常、巻数の多い巻コイルの形態の
導体ループ装置を二つ以上有している。殆どの場合、こ
れらコイルは測定チューブの外側で径方向に互いに対向
するように配置されているが、測定チューブの外周上に
このようにコイルを配するということは、測定チューブ
が、チューブ内部に対する磁気的スクリーニング効果の
ない材料から形成されていることを意味している。しか
しながら、特に、比較的大きな呼び径を有する測定チュ
ーブの場合には、従来の磁化可能タイプの鋼鉄が使用さ
れている。このような測定チューブの場合、電磁コイル
は、磁界がチューブの内部に侵入できるようにチューブ
内部またはチューブ壁内の凹部に収容されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ドイツ公報第２６１９
８７０Ａ１号では、複数の巻コイルを磁化可能鋼鉄から
形成された測定チューブの内壁上に配置して、磁化不可
能な材料から形成された別々のコイルハウジング内に収
容している磁気誘導流量計が開示されている。これらコ
イルハウジングは、外周が鋼鉄製チューブの内周に当接
した円筒形挿入部に埋設されている。円筒形挿入部に
は、測定チューブの流路断面を限定している内張り材が
その内周上に設けられている。コイル形成体を埋設した
結果、コイル形成体が測定位置において流体の流れの挙
動を変えて測定の精度をひどく低下させるようなことは
ない。しかし、ドイツ公報第２６１９８７０Ａ１号の流
量計におけるこのような構成のコストは、比較的高い。
また、コイルを非磁性材料内に埋設するための手段によ
って測定チューブの自由断面が無視できない程度に減少
することも特に指摘しなければならない。

【０００６】磁気誘導流量計を用いて流量を測定する
際、測定電圧に重畳された妨害を抑止するために、ある
いは評価位置で妨害を除去して測定エラーを防止するた
めに、電磁装置を使用してコイルを適切に励磁すること
により交流磁界または時間依存型磁界を生成することは
既に一般的に行われている。特定の周波数を有する矩形
波信号によりコイルを励磁することによって、時間依存
型磁界を生成できることが知られている。

【０００７】例えば、ＤＮ＞３００といった呼び径の大
きい測定チューブに使用されるようなコイル巻数が大き
い強い電磁石の場合には、しかし、コイル巻線のインダ
クタンスが対応して高くなるために、測定に必要な強さ
の磁界の生成に関連する時定数が大きくなり、その結
果、流量測定速度が大幅に減少して磁界の時間依存的励
起の長所が限定されるという問題が生じる。

【０００８】米国特許第４，０５０，３０３号では、導
体トラック印刷方法によって絶縁キャリア上に形成され
た薄い銅製の導体トラックにより電磁装置の導体ループ
装置を構成している磁気誘導流量計を開示している。こ
の印刷された回路の導体ループパターンは非常に複雑
で、電源に対する多数の電流接続点を設けることが要求
される。この目的は、流動液体の速度プロフィールに対
する流量計の感度の依存性を減少させるためである。米
国特許第４，０５０，３０３号の流量計では、径方向の
間隔をおいて実際の測定チューブを取り囲むキャリアチ
ューブの内周上に印刷導体ループ回路が配設されてい
る。

【０００９】複雑な導体トラックパターンを形成してい
ることや、多くの電流接続点を設けて配線する方法のコ
ストが高くつくことを考えに入れなくても、米国特許第
４，０５０，３０３号の導体ループ装置は、大きな呼び
径を有する測定チューブに必要な強い磁界を生成するの
に要求される高い電圧が薄い導体トラックに大きな負担
をかけるため、このような場合に用いるのには適してい
ない。

【００１０】米国特許第３，９２４，４６６号は、磁気
誘導流量計の他の例を開示している。この例では、導体
トラック印刷方法により薄い導体トラックが絶縁性及び
柔軟性を有するキャリア上に形成された印刷回路とし
て、電磁装置の導体ループ装置を形成している。この導
体トラックは電気的に互いに連結された導体条片のパタ
ーンを形成し、関連する導体条片装置に電力を供給する
のに必要な電流接続点は二つだけである。米国特許第
３，９２４，４６６号に開示された磁気誘導流量計内で
は、印刷回路として設計された導体ループ装置が、測定
チューブの本体の内壁と電気的絶縁チューブ内張り材の
間に配置されている。その結果、測定チューブの本体が
磁化可能材料から形成されている場合には、測定チュー
ブの本体の内周上に互いに対向して配置されている二つ
の導体ループ装置間の磁気的リターンを行うことができ
る。

【００１１】米国特許第３，９２４，４６６号に記載さ
れた磁化不可能な測定チューブ本体を有する磁気誘導流
量計の代表的実施例では、印刷回路として形成された導
体ループ装置が測定チューブの本体の外周上に設けられ
て、磁化可能な材料により形成された積層コーテイング
材によって取り囲まれている。これにより、渦電流を大
幅に防止して磁気リターンを行っている。

【００１２】日本公報第５９−３４１１８（Ａ）号に
は、導体ループ装置を形成するために、米国特許第３，
９２４，４６６号に記載されているタイプの印刷回路を
層状に複数重ね合わせた磁気誘導流量計が開示されてい
る。この印刷回路は、渦巻き状の導体トラックがその上
に形成され、電気的に絶縁された箔状キャリア材料を有
している。積層印刷回路は、適切な相互接続部によって
互いに並列に接続されている。

【００１３】日本公報第６２−２５５８２０（Ａ）号
は、電気導体ループ装置が、鉄磁性材料から形成された
平坦条片が貫通する巻コイルを有する磁気誘導流量計を
開示している。この平坦な金属条片は、測定チューブ本
体の直径方向に対向する端部上にコイルが配置されるよ
うに、測定チューブの本体周りに巻き付けられている。
端部と、コイル芯となって閉鎖ループを形成すべく測定
チューブ本体の周りで曲げられている平坦条片の一部分
は、磁極片に似た固着素子に固着され、鉄磁性材料から
形成されている。そして、測定チューブ本体の外周上の
直径方向に対向する端部に嵌合され、平坦条片で形成さ
れた磁気ループを測定チューブ本体の外周から径方向に
間隔を開けて保持している。

【００１４】日本公報第１−１７８８２２（Ａ）号は、
導体ループ装置が、基板と、その上にエッチング処理に
より渦巻き状導体トラックの形で形成された導体トラッ
クパターンとから構成される磁気誘導流量計を開示して
いる。

【００１５】欧州公報第０ ６８２ ２３３ Ａ２号
は、磁気誘導流量計の測定チューブに挿入することが可
能で、関連する導体ループ装置を形成している平坦なコ
イルを内部に埋設されたチューブ内張り素子を開示して
いる。

【００１６】ドイツ実用新案公報第１９ ２４ １５２号
は、関連する電磁装置の導体ループ装置を形成するため
に、棒状の導体が測定チューブ本体のバスケット状被覆
物内に形成されている磁気誘導流量計を開示している。
測定チューブ上の外側に嵌合された導体ループ装置は、
コンクリート、プラスチック等の保護シースによって取
り囲まれている。磁界を生成するために、導体ループ装
置には交流電源から出力される低電圧が供給されてい
る。

【００１７】さらに、米国公報第４，４２８，２４１号
と日本公報第５−１０７０９１（Ａ）号を従来技術とし
て引用する。これらは、信号妨害を抑制したり電磁装置
のコイルに電流を供給するために、印刷回路形態の平坦
な導体構造を用いた磁気誘導流量計に関するものであ
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、簡易な
手段を用いて製造することができ；測定チューブの内周
上あるいは磁化不可能な測定チューブの場合には外周上
に、広いスペースを占有することなく嵌合することがで
き；且つ、磁界の矩形波励起の場合に流量計の測定速度
を許容不可能な程度まで低下させることなく大きな呼び
径を有する測定チューブに必要な強い磁界を生成するた
めに使用可能な導体ループ装置を有する、冒頭で記載し
たタイプの磁気誘導流量計を提供することにある。

【００１９】前記目的を達成するために、本発明によれ
ば、測定チューブと、測定チューブの長手方向軸に対し
て横方向に測定チューブ内に侵入する磁界を生成するた
めの少なくとも一つの電気導体ループ装置を有する電磁
装置と、磁界に対して横方向に測定チューブ内を流れる
液体の流れによって誘導される測定電圧を取り出すのに
使用し得るように、測定チューブの長手方向軸に対して
横方向に互いに対向して配置された少なくとも二つの測
定電極とからなる磁気誘導流量計において、電気導体ル
ープ装置が、電気的伝導性金属シート部品からなり、該
電気的伝導性金属シート部品は測定チューブの本体の内
側または外側に配置されると共に、少なくとも一つのカ
ットアウト部を設けられ、該カットアウト部は金属シー
ト部品内で該カットアウト部周りに延びる導体ループ電
流経路の内側境界部となることを特徴とする磁気誘導流
量計が提供される。

【００２０】電気導体ループ装置は、測定チューブ本体
の内側または外側に配置されて（測定チューブが磁化可
能な本体の場合には、測定チューブ本体の内側に配置さ
れ）、少なくとも一つのカットアウト部を、１金属シー
ト材料内のこのカットアウト部の周囲を延在している導
体ループ電流経路の内側境界部として有している電気的
伝導性金属シート部品から構成されている。

【００２１】本発明による導体ループ装置は、簡易な手
段によって製造することのできる金属シートブランクに
よって形成される。金属シート部品内のカットアウト部
は、打ち抜き、切断、ソーイング等によって形成するこ
とができる。重要なことは、金属シート部品内に適切な
開口部を設けることである。

【００２２】金属シートから形成されたこのような導体
ループは、カットアウト部の形状、金属シート部品内の
カットアウト部の位置、金属シート部品の輪郭形状、金
属シート部品の厚さ、金属シート部品の測定チューブ本
体に対する位置決めについて当業者が適切に選択するこ
とを可能とし、これにより、流量計に要求される品質の
関数として、チューブ断面の全ての平面成分が測定電極
の測定電圧取出し部（タップ）に関して殆ど同等に評価
されるように最適化された磁界分布を、測定チューブの
断面上に形成することができる。特にこの目的のため、
本発明による二つの導体ループ装置を測定チューブ上の
直径方向に対向する位置に配置することが提案される。

【００２３】広いスペースを取ることなく、金属シート
部品を測定チューブ本体（以下、チューブ本体と称す
る）の内周上に固着させ、チューブ本体の内周の湾曲度
に応じて金属シート部品を曲げることが可能である。金
属シート部品はチューブ本体の内張り材内に埋設させる
のが好ましい。内張り材は比較的肉薄に形成することが
できるため、チューブ本体の自由断面は殆んど減少しな
い。さらに、チューブ本体には、金属シート部品を収容
している内周上に開口部を設けることも可能である。こ
のような開口部によって、導体ループ装置を測定電極に
関して中央に位置決めすることが容易となる。

【００２４】金属シート部品から構成された導体ループ
装置を使用して得られる実質的な利点は、測定チューブ
内に対応する強い磁界を生成するために、強い電流を導
体ループ装置の比較的低い自己インダクタンスと関連さ
せて用いることができることである。その結果、矩形波
励磁の場合には、磁界を比較的低い時定数で生成するこ
とができ、これによってより高い励磁周波数が得られ、
又測定時間間隔をより短くすることができる。

【００２５】特に、導体ループ装置が、電流が流れる断
面と比較して非常に大きな冷却面を有しているため、よ
り強い電流を用いることが可能である。したがって、熱
損失を容易に解消することができる。強い電流を用いた
操作の場合、絶縁性塗料の高温に対する耐性は限られて
いるため、従来のワイヤコイルには熱的な問題が生じて
いた。

【００２６】本発明の他の利点としては、所望の磁界を
生成するのに必要な電流を非常に小さな電圧で生成する
ことができ、その結果、電気的スクリーニングおよび絶
縁方法に対して厳しい条件を設定する必要がなくなるこ
とである。この結果として、特に、低い電圧が与えられ
ているために爆発的なスパークが発生せず、防爆装置が
容易に製造できる。しかも、低電圧を用いたパルス操作
では、電気測定回路上の測定評価を行う端部における妨
害が少ない。

【００２７】チューブ本体が、例えば、プラスチック、
コンクリート、セラミック材、耐腐食性ＣｒＮｉ鋼鉄等
の磁化不可能な材料で形成されている場合、金属シート
で形成されている各導体ループ装置をチューブ外側に配
置することも可能である。

【００２８】金属シート部品を測定チューブ本体の（内
側または外側の）円周部に対して平面状に保持する場
合、測定チューブ本体上に嵌合する時に直ちに金属シー
ト部品を適切に湾曲させることが可能である。例えば電
源に線を接続させるための供給端子として同時に使用で
きる接続ボルトによって、金属シート部品を測定チュー
ブに固着することができる。

【００２９】原則的には、金属シート部品は、例えば溶
接、硬質はんだ付け等によって組み立てられた別々の金
属シート片を結合させて形成することができる。しか
し、金属シート部品は最初から一体に延びる一枚のシー
トから形成されるのが好ましい。

【００３０】金属シート材料としては、電気伝導性に優
れた銅もしくは銅合金であるのが好ましい。しかし、ア
ルミニウムまたはアルミニウム合金から形成された金属
シート部品を用いても良い結果を得ることができる。

【００３１】金属シートの厚さは、測定チューブの呼び
径の関数として、０．５〜３．５ｍｍの範囲である。

【００３２】金属シート部品の輪郭がブランクの長手方
向中心線に対して左右対称であって、前記中心線が測定
チューブの長手方向軸に直交して測定電極が存在してい
る平面上に延び、カットアウト部が長手方向中心線に沿
って延びる部分を有し且つ該長手方向中心線に対して左
右対称である場合、所望の磁界分布に関して非常に良い
結果を得ることができる。製造技術的に好ましい一変形
例として、金属シート部品は、矩形の輪郭を特に有する
細長いブランクで、長手方向中心線に対して左右対称な
カットアウト部の前記部分が実質的に直線状の縁部を有
する細長い切り込みとなったものが挙げられる。

【００３３】好ましい実施例では、金属シート部品は全
体として実質的に左右対称の構造であり、この対称形
は、カットアウト部に属する遮断部分によってのみ乱さ
れている。この遮断部分は、カットアウト部に属し、該
カットアウト部から始まって金属シート部品の縁部領域
へと開口し、金属シート部品によって形成されてカット
アウト部の周りに延びる導体ループを遮断している。ま
た、各金属シート部品はこの遮断部分の両側の隣接点に
おいて電圧供給源に接続されている。この設計では、電
源に接続するのに二つの接続点だけで十分である。

【００３４】好ましい実施例においては、金属シートか
ら形成された導体ループ装置は、変圧器の第二導体ルー
プとして設計される。この目的のため、変圧器のコアが
貫通する第二部分をカットアウト部が有し、その結果、
カットアウト部の周りに延びる導体ループ電流経路が変
圧器の第二回路を形成しているのが好ましい。かかる設
計の場合、簡単な手段により、変圧器を用いて大電流を
導体ループ電流経路内に確実に誘起させることができ
る。特に、測定チューブの外側に設けられた金属シート
部品の場合、前述の変形例では、電気接点の問題が解決
されるという設計上の利点がある。

【００３５】付記すれば、チューブ本体の材料の電気的
伝導性が金属シート部品の電気的伝導性よりも実質的に
低い場合、特に測定チューブ本体が金属で形成されてい
る場合であっても、必要であれば、特別な絶縁中間層を
用いることなく金属シート部品を測定チューブ本体に直
接に接続することができる。

【００３６】磁化可能なチューブ本体を用い、且つ、二
つの導体ループ装置がチューブの内側に、特に互いに直
径方向に対向して配置されている場合、チューブ本体は
ヨーク同様に、磁気リターンを行うことができる。

【００３７】チューブ本体が非磁性である場合には、例
えば、金属シート部品から形成される導体ループ装置の
径方向外側面に当接する磁気鋼鉄シートにより、恐らく
はチューブ本体の内周部周りに配設された絶縁フィルム
を介して、磁気リターンを実現することができる。

【００３８】本発明による金属シート部品から形成され
る導体ループ装置と従来のコイル装置またはチューブの
対向端部に配される永久磁石装置を対比させることは理
論的考察の範囲において可能であるが、互いに対向する
複数の導体ループ装置を本発明による金属シート部品か
らのみ形成すれば、本発明が目的としている効果をより
高度に達成することができる。

【００３９】本発明の特に好ましい実施例では、上記の
ような二つの導体ループ装置が一体的に延びる一枚の金
属シート部品から形成されており、この部品のカットア
ウト部は、取付け時の配置において、チューブ直径を超
えた位置で測定チューブ上に互いに対向して配置されて
いる。この場合、両導体ループに共通する二つの接続点
に電流が供給される。

【００４０】非金属チューブ本体の場合にも、金属シー
ト部品はチューブ本体の機械的剛性化機能を果たすこと
ができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の好適な
代表的実施例を以下に詳述する。

【００４２】図１は、本発明による磁気誘導流量計の測
定チューブ３の断面を示している。図１に示された代表
的実施例において、液体がその中を流れるチューブ本体
５は、磁化不可能な材料から成り、その外周上には金属
シート部品から形成された二つの導体ループ装置７、
７’が設けられている。これら導体ループ装置７、７’
は平面的に保持され、測定操作の間、磁界（磁束密度
Ｂ）を生成する。この磁界は、即時に理解できるよう矢
印ｖ、Ｂを用いて図示したように、少なくとも僅かには
電気的伝導性を有している液体の流れ方向ｖに対して直
角方向に、チューブ本体内５に侵入する。磁界に対して
直角に進む流れのために液体内に誘導される測定電圧
は、一対の測定電極９、９’を介してタップされて、チ
ューブ本体５を通って流れる液体の単位時間当りの量に
関する情報を提供するために、磁界Ｂの強さ、チューブ
の断面や他の可能な変数、或いは評価・補正パラメータ
の関数として電子評価装置（図示せず）内で評価され
る。図１において、参照番号１１は測定電極９から評価
装置（図示せず）に延びるリード線を示している。対応
するリード線が、電極９’にも接続されている。測定チ
ューブ３の特徴は、導体ループ装置７、７’にある。各
導体ループ装置は、矩形の輪郭と、細長い切り込みであ
るカットアウト部１３、１３’とを有する一体的に延び
る金属シートブランクである。このカットアウト部１
３、１３’は、関連する金属シート部品７、７’の長手
方向中心線１５、１５’に沿って延びているが、金属シ
ート部品７、７’の狭い縁部１７には達していない。本
例では、各カットアウト部１３、１３’はその長手方向
端部において横方向部分１９（図２ｂを比較参照）を有
している。横方向部分１９の一方は、金属シート部品
７、７’によって形成されカットアウト部１３の周りに
延びている導体ループ電流経路を遮断させるために、遮
断部分２１によって金属シート部品７、７’の側縁部２
３まで延びている。カットアウト部１３の遮断部分２１
を除けば、金属シート部品で形成されている導体ループ
装置７、７’は、長手方向中心線１５に対して左右対称
に設計されている。チューブ本体５上に取付けられた時
の配置では、導体ループ装置７、７’は直径方向に互い
に対向して配置され、カットアウト部１３、１３’の縦
断面は、電極９、９’を含んだチューブ本体５の縦軸に
直交する平面内に存在する。

【００４３】図１において、参照番号２５は、金属シー
ト部品７、７’がネジでチューブ本体５に取付けられて
いる固着点を示している。また、遮断部分２１を挿んで
互いに対向する二つの固着部材２５’は、電源（図示せ
ず）に延びる接続線２７の端子接続部を形成する役目も
果たしている。このような配列のため、適切な電圧が接
続線２７によって印加された時、磁界を生成するために
カットアウト部１３の周りに電流が生じる。したがっ
て、この例の場合、金属シート部品７、７’は、それぞ
れ、非常に高い電流密度を生成してそれに対応する強い
磁界が発生される単一巻の導体ループを形成している。
金属シート部品７、７’は、電気伝導性が非常に優れた
銅で形成されているのが好ましい。金属シートの厚さ
は、例えば約１．５ｍｍとすることができる。金属シー
ト部品７、７’の中心線１５に沿った側縁部とそれに直
角な側縁部の寸法は、チューブ本体の寸法とは関係な
く、数デシメートルのオーダーとすることができる。し
たがって、各導体ループは、比較的大きな電流担持横断
面を有し、同時に大きな熱放散面も有している。このコ
ンセプトによって、例えば２０〜４０ｍＶの非常に低い
電流を用いて、熱の問題を克服しながら例えば２００Ａ
の強い導体ループ電流を生じさせることが可能となる。
導体ループ７、７’は、従来の巻コイルと比べて低いイ
ンダクタンスを有しているため、大電流を利用して、実
質的により小さな時定数に対応する強い磁界を発生させ
ることができる。これは、例えば導体ループの矩形波励
磁を用いた流量測定の場合に、導体ループ７、７’の励
磁の繰り返し率を従来の巻コイルの電磁石よりも実質的
に高くできることを意味している。これに対応して、流
量測定時間間隔は短くなる。

【００４４】金属シート部品から形成された導体ループ
装置７、７’の比較的小さなインダクタンスによって、
例えばＤＮ＞３００の大きな呼び径を有する測定チュー
ブの場合でも、十分に高い磁束密度Ｂの矩形波磁界を迅
速に励起することが可能となり、したがって、矩形波励
磁の度量衡学的利点を大寸法の装置の場合に利用するこ
とが可能となる。

【００４５】図１において、参照番号２９は電気的絶縁
性のコーティング（破断部分によって示されている）を
示している。絶縁性コーティング２９と金属シート部品
７、７’の間、もしくはコーティング２９の外側に、ヨ
ークと同じ方法で金属シート部品７と７’間の磁気的リ
ターンを行う磁気鋼鉄シート（図示せず）を設けること
ができる。

【００４６】低電圧で磁界を発生させているため、絶縁
上の問題を解決することは比較的容易である。しかも、
これと関連して比較的低い導体ループ電圧と電極９、
９’における測定電圧の差が、巻コイルを有する従来の
磁気誘導流量計の場合よりも実質的に小さいという度量
衡学的利点がある。容量測定電圧タップを有する装置の
場合には設計経費を実質的に減らすことができる。

【００４７】図２（Ａ）乃至図２（Ｄ）は、金属シート
部品により形成された四つの異なった形状の導体ループ
装置のブランクを示している。図２（Ａ）の導体ループ
装置７は、中央にカットアウト部１３が配置された矩形
状の輪郭を有し、このカットアウト部１３はその遮断部
分２１を除けば、矩形状に設計されている。参照番号２
５’は電源接続点を示している。

【００４８】図２（Ｂ）のブランクは、図１の金属シー
ト部品７、７’のブランクに対応しているため、図１に
関する説明の詳細を参照されたい。

【００４９】図２（Ｃ）は、図２（Ｃ）のブランクに基
本的に対応するブランクを示したものであるが、図２
（Ｃ）のカットアウト部１３はより狭く設計されてい
る。

【００５０】図２（Ｄ）の導体ループ装置７は、長手方
向中心線１５に対して完全に左右対称である。また、ブ
ランクが矩形でないという点において前述した導体ルー
プ装置と異なっている。図２ｄのブランクは、下方縁部
１７から始まって中心線１８に近づくにつれて幅が広く
なり、その後、上方縁部に向けて再びテーパ状に狭まっ
ている。長手方向中心線１５上に配置されたカットアウ
ト部１３は、下方縁部１７に向けて開口され、二つの電
源接続点２５’は、細長く切り込まれたカットアウト部
１３の両側にある金属シート部品７の下方縁部１７付近
に配置されている。

【００５１】図２（Ａ）乃至図２（Ｄ）は、それぞれ、
非常に簡単な方法で製造可能な幾何学的形状を有する一
体的に延びた金属シート部品７を示している。示されて
いるブランクは単なる例である。導体ループ装置内に特
定の電流密度分布を得るために、生成される磁界の条件
を考慮し、当業者は他の輪郭およびカットアウト部の形
状を選択することも可能であり、導体ループ７内の電流
密度分布によってチューブ内部の磁界分布に影響を与え
ることも可能である。通常、チューブ横断面にある全て
の平坦な構成要素に同じ量の液体が流れる程度に、これ
ら平坦構成要素が測定電極における測定電圧タップに関
して殆ど同様に評価されるように最適化最適化された磁
界分布を測定チュープの横断面上に形成されることが目
的である。

【００５２】図３（Ａ）は、本発明の磁気誘導流量計の
ための金属シート部品で形成された導体ループ装置７ａ
を示している。この装置は、別個の金属シート片８を互
いにしっかりと結合して形成されている。効果において
図１の装置の構成要素に対応している図３（Ａ）の構成
要素には同じ参照番号を付しているので、図１に関する
説明を参照されたい。図３（Ａ）の実施例の更なる特徴
は、複数のカットアウト部１３ａが形成されていること
にある。しかし、図３（Ａ）の導体ループ装置を作動す
るのに必要な電源接続点２５’は二つだけである。

【００５３】図３（Ｂ）は、金属シート部品から形成さ
れた導体ループ装置７ｂの他の代表的実施例を示したも
のであり、金属シート片８ｂを互いにしっかりと結合し
て構成されていて、設けられているカットアウト部１３
ｂは一つだけである。

【００５４】図４（Ａ）は、本発明による磁気誘導流量
計の測定チューブ３における一つの弧部分の横断面を切
欠いた状態で示している。

【００５５】図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の測定チューブ
の縦断面を示すもので、図４（Ｂ）も同様に切欠かれた
状態の測定チューブ３の弧部分のみを示している。

【００５６】図４（Ａ）および図４（Ｂ）の測定チュー
ブの設計は図１の設計に基本的に対応している。チュー
ブ本体５の外周上にチューブ本体５の直径を挿んで互い
に対向するように、磁化不可能な材料から形成された二
つの導体ループ装置７が設けられている。これら装置７
は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）にその一つが示されて
いる金属シート部品から形成されている。図４（Ａ）お
よび４（Ｂ）において、参照番号３１は非磁性材料から
形成された内側チューブ内張り材を示している。このよ
うな内側内張り材は、測定チューブの内部に対して電気
的伝導性を有する程度に測定チューブを絶縁化させるた
めに、また、液体に対して化学的耐性を有する保護コー
ティングを設けるためにしばしば用いられている。

【００５７】図５乃至図７は、本発明の磁気誘導流量計
に設けられる測定チューブの一部の縦断面を切欠いて示
したもので、図４（Ｂ）と同様の図である。

【００５８】図１または図４（Ａ）、図４（Ｂ）の構成
要素と効果の点において、対応している図５乃至図７の
構成要素には同じ参照番号にケース記号を付して示して
いる。

【００５９】図５の代表的実施例では、チューブ本体５
ｃは、例えば従来の鋼鉄のような磁化可能材料から形成
されている。図５乃至図７においてその一つだけが示さ
れている金属シート部品から形成された導体ループ装置
７ｃ−７ｅは、チューブ本体５ｃ−５ｅの内周上に配置
され、内張り材３１ｃ−３１ｅによってチューブ内側に
対し被覆されている。

【００６０】図５に示されている被覆構造の利点は、チ
ューブ本体５ｃが磁気リターン機能を果たすことができ
ることである。

【００６１】図６の装置は、金属シート部品から形成さ
れている導体ループ装置７ｄがチューブ本体５ｄの内周
上の凹部３３内に配置されているという点で、図５の装
置と異なっている。

【００６２】図７の測定チューブの場合、チューブ本体
５ｅは非磁性材から形成されている。チューブ本体５ｅ
の内周上の凹部３３ｅには金属シート部品と金属シート
３５から形成された導体ループ装置７ｅが配置されてい
る。この金属シート３５は、磁気リターンを行い、径方
向外側に位置する導体ループ装置７ｅの平坦側部上に延
在している。図７に示された設計の利点は、磁気鋼鉄シ
ート３５による磁気リターンにより、チューブ本体５ｅ
内の渦電流の生成を効果的に防止できることである。磁
気鋼鉄シート３５を硬化性チューブ本体５ｅの外周上に
配置することも可能である。

【００６３】図８（Ａ）は、二つの導体ループ装置７
ｆ，７ｆ’を有する一体的に延びた金属シート部品のブ
ランクを曲げられていない状態で示している。装置７
ｆ，７ｆ’は、曲げて取付けられた配置において、所望
の磁界を液体の流れ方向に対して直角の方向に生成でき
るように、測定チューブ上で互いに対向して配置され
る。図８（Ａ）に示されて単一の金属シート部品から形
成されている一対の導体ループ装置７ｆ，７ｆ’の利点
は、両方の導体ループ装置７ｆ、７ｆ’に共通の電源用
に２つだけ電源接続点２５ｆ’が必要とされるというこ
とである。さらに、図８（Ｂ）の一体型装置は、製造お
よび組立上の利点を有し、例えばプラスチックから形成
されているチューブ本体に対する機械的剛体化機能を達
成している。

【００６４】一対の導体ループ装置７ｇ，７ｇ’を同様
に形成する図８（Ｂ）のブランクに対しても同様の記述
が当てはまる。図８（Ｂ）の金属シート部品は、カット
アウト部１３ｇの幾何学的形状と電源接続点２５ｇ’の
位置のみにおいて、図８ａの金属シート部品と異なって
いる。一枚の一体的に延びる金属シート部品によって一
対の導体ループ装置を形成するという、図８（Ａ）およ
び図８（Ｂ）の代表的実施例に示した本発明の特徴は、
他の幾何学的輪郭形状およびカットアウト部の形状によ
っても実現できることは言うまでもない。

【００６５】図９は、本発明による流量計のための金属
シート部品から成る導体ループ装置７ｈを示している。
この装置７ｈは、測定チューブ上に配置されて、第一回
路を巻コイル３９で構成した変圧器３７の第二回路とし
て設計されている。変圧器３７は、関連するチューブ本
体内に磁界を生成するのに必要な大電流を金属シート部
品から形成した導体ループ装置７ｈ内に誘起するような
寸法とされている。図９から明らかなように、カットア
ウト部１３ｈは変圧器のコアのリム４３が貫通する第二
部分４１を有している。従って、図９の実施例では、導
体ループ装置７ｈのための別個の電源接続点が不要であ
る。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、前記のように、電気導
体ループ装置を、少なくとも一つのカットアウト部を有
する金属シート部品から形成したので、カットアウト部
の形状、金属シート部品内のカットアウト部の位置、金
属シート部品の輪郭形状、金属シート部品の厚さ、金属
シート部品の測定チューブ本体に対する位置決めについ
て当業者が適切に選択することを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属シート部品から成された二つの導体ループ
装置が互いに対向してその上に配置されている測定チュ
ーブの断面を示す簡略化した斜視図である。

【図２】本発明による金属シート部品から形成された一
体的に延びる導体ループ装置のブランク形状の例を示し
ている。

【図３】湾曲されていない状態にある異なった金属シー
ト部または金属シート片を組み合わせて成る、金属シー
ト部品から形成された二つの導体ループ装置の例を示し
ている。

【図４】金属シート部品から形成された外側導体ループ
装置を有する測定チューブの一部切欠断面を示し、
（Ａ）は、（Ｂ）の断面ａ−ａに対応する横断面図、
（Ｂ）は、（Ａ）の断面ｂ−ｂに対応する縦断面図であ
る。

【図５】図４（Ｂ）に対応する図で、本発明による流量
計の測定チューブの他の代表的実施例を示している。

【図６】図４（Ｂ）に対応する図で、本発明による流量
計の測定チューブの他の代表的実施例を示している。

【図７】図４（Ｂ）に対応する図で、本発明による流量
計の測定チューブの他の代表的実施例を示している。

【図８】金属シート部品から形成されている対になった
導体ループ装置のブランクを示すもので、（Ａ），
（Ｂ）の各例とも一体的に延びる金属シート部品から構
成されている。

【図９】変圧器の第二回路として金属シート部品から形
成された導体ループ装置の概略図である。

【符号の説明】

３，３ｃ，３ｄ 測定チューブ ５，５ｃ−５ｅ 本体 ７，７‘，７ａ−７ｈ，７ｆ’，７ｇ‘ 電気導体ル
ープ装置 ９，９‘ 測定電極 １３，１３ａ，１３ｂ，１３ｆ−１３ｈ，１３ｆ‘，１
３ｇ’ カットアウト部

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定チューブ（３，３ｃ，３ｄ）と、測
   定チューブ（３，３ｃ，３ｄ）の長手方向軸に対して横
   方向に測定チューブ（３，３ｃ，３ｄ）内に侵入する磁
   界を生成するための少なくとも一つの電気導体ループ装
   置（７，７’，７ａ−７ｈ，７ｆ’，７ｇ’）を有する
   電磁装置と、 磁界に対して横方向に測定チューブ内を流れる液体の流
   れによって誘導される測定電圧を取り出すのに使用し得
   るように、測定チューブ（３，３ｃ，３ｄ）の長手方向
   軸に対して横方向に互いに対向して配置された少なくと
   も二つの測定電極（９、９’）とからなる磁気誘導流量
   計において、 電気導体ループ装置（７，７’，７ａ−７ｈ，７ｆ’，
   ７ｇ’）が、電気的伝導性金属シート部品からなり、該
   電気的伝導性金属シート部品は測定チューブの本体
   （５，５ｃ−５ｅ）の内側または外側に配置されると共
   に、少なくとも一つのカットアウト部（１３，１３ａ，
   １３ｂ，１３ｆ−１３ｈ，１３ｆ’，１３ｇ’）を設け
   られ、該カットアウト部は金属シート部品内で該カット
   アウト部（１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｆ−１３ｈ，１
   ３ｆ’，１３ｇ’）周りに延びる導体ループ電流経路の
   内側境界部となることを特徴とする磁気誘導流量計。
2. 【請求項２】 金属シート部品（７，７’，７ａ−７
   ｈ，７ｆ’，７ｇ’）が、一枚の一体的に延びるシート
   として設計されていることを特徴とする請求項１に記載
   の磁気誘導流量計。
3. 【請求項３】 金属シート部品（７，７’，７ａ−７
   ｈ，７ｆ’，７ｇ’）がアルミニウム、銅、アルミニウ
   ム合金、または銅合金から形成されていることを特徴と
   する請求項１または２に記載の磁気誘導流量計。
4. 【請求項４】 金属シート部品（７，７’，７ａ−７
   ｈ，７ｆ’，７ｇ’）のシート厚さが、０．５〜３．５
   ｍｍの範囲、特に０．５〜２ｍｍの範囲にあることを特
   徴とする前記請求項の何れかに記載の磁気誘導流量計。
5. 【請求項５】 カットアウト部（１３，１３ａ，１３
   ｂ，１３ｆ−１３ｈ，１３ｆ’，１３ｇ’）がパンチ孔
   であることを特徴とする前記請求項の何れかに記載の磁
   気誘導流量計。
6. 【請求項６】 金属シート部品（７，７ｂ，７ｆ，７
   ｆ’，７ｇ，７ｇ’）の輪郭形状が、その長手方向中心
   線（１５）に対して左右対称であり、前記中心線は測定
   チューブ（３）の長手方向軸に対して直交する方向にあ
   る平面内に延び、カットアウト部（１３，１３ｆ）が、
   長手方向中心線（１５）に沿って延びる該長手方向中心
   線（１５）に対して左右対称な部分を有することを特徴
   とする前記請求項の何れかに記載の磁気誘導流量計。
7. 【請求項７】 金属シート部品（７，７ｆ，７ｆ’，７
   ｇ，７ｇ’）は矩形輪郭を特に有する細長いブランクを
   有し、長手方向中心線（１５）に対して左右対称である
   カットアウト部（１３，１３ｆ，１３ｇ）の部分が、基
   本的に直線状の縁部を有する細長い切り込みであること
   を特徴とする請求項６に記載の磁気誘導流量計。
8. 【請求項８】 カットアウト部（１３，１３ａ，１３
   ｂ）が遮断部分（２１，２１’ａ，２１ｂ）を有してお
   り、前記遮断部分（２１，２１’ａ，２１ｂ）は金属シ
   ート部品（７，７ａ，７ｂ）の縁部領域に向かって開口
   し、金属シート部品（７，７ａ，７ｂ）によって形成さ
   れてカットアウト部（１３）の周りに延びる導体ループ
   を遮断し、金属シート部品がこの遮断部分の両側の隣接
   する点において電圧供給源と接続していることを特徴と
   する前記請求項の何れかに記載の磁気誘導流量計。
9. 【請求項９】 金属シート部品（７，７’，７ａ−７
   ｈ，７ｆ’，７ｇ’）が、実質的に測定チューブの本体
   （５，５ｃ−５ｅ）の湾曲周辺部に合わせて湾曲され
   て、平坦な側面において測定チューブの本体（５）に密
   接に当接していることを特徴とする前記請求項の何れか
   に記載の磁気誘導流量計。
10. 【請求項１０】 導体ループ装置（７ｈ）のための電圧
    供給源が変圧器（３７）を有し、カットアウト部（１３
    ｈ）には変圧器（３７）のコアが貫通し、これにより、
    カットアウト部（１３ｈ）の周りに延びる導体ループ電
    流経路が変圧器（３７）の第二回路を形成していること
    を特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の磁気誘導
    流量計。
11. 【請求項１１】 測定チューブ（３ｃ，３ｄ）が、磁化
    可能な材料、特に鋼鉄または鋳鉄から形成されている本
    体（５ｃ，５ｄ）を有し、金属シート部品（７ｃ，７
    ｄ）が測定チューブの本体（５ｃ，５ｄ）の内周上に配
    置されていることを特徴とする前記請求項の何れかに記
    載の磁気誘導流量計。
12. 【請求項１２】 前記金属シート部品（７ｄ）が測定チ
    ューブの本体（５ｄ）内の凹部（３３）内に配置されて
    いることを特徴とする請求項１１に記載の磁気誘導流量
    計。
13. 【請求項１３】 測定チューブの本体（５ｃ，５ｄ）の
    内周部が、チューブ内部に対して金属シート部品（７
    ｃ，７ｄ）をも被覆している磁化不可能な材料により内
    張りされていることを特徴とする請求項１１または１２
    に記載の磁気誘導流量計。
14. 【請求項１４】 測定チューブ（３，３ｃ，３ｄ）が磁
    化不可能な材料から形成された本体（５，５ｃ−５ｅ）
    を有し、金属シート部品（７，７’，７ａ−７ｈ，７
    ｆ’，７ｇ’）が測定チューブの本体（５，５ｃ−５
    ｅ）の外周または内周上に配置されていることを特徴と
    する請求項１乃至１０の何れかに記載の磁気誘導流量
    計。
15. 【請求項１５】 電磁装置が、測定チューブ（３）上で
    該測定チューブ（３）の長手方向軸に対して直角方向に
    互いに対向して配置された二つの導体ループ装置（７、
    ７’，７ａ−７ｈ，７ｆ’，７ｇ’）を有していること
    を特徴とする前記請求項の何れかに記載の磁気誘導流量
    計。
16. 【請求項１６】 前記二つの導体ループ装置（７ｆ、７
    ｆ’；７ｇ、７ｇ’）が、一枚の一体に延びるシートか
    ら構成されて、両方の導体ループ装置（７ｆ、７ｆ’；
    ７ｇ、７ｇ’）に共通の二つの端子（２５ｆ’；２５
    ｇ’）を介して電圧供給源に接続されていることを特徴
    とする請求項１５に記載の磁気誘導流量計。