JPH10227672A - 電磁流量計の検出器 - Google Patents
電磁流量計の検出器Info
- Publication number
- JPH10227672A JPH10227672A JP3005597A JP3005597A JPH10227672A JP H10227672 A JPH10227672 A JP H10227672A JP 3005597 A JP3005597 A JP 3005597A JP 3005597 A JP3005597 A JP 3005597A JP H10227672 A JPH10227672 A JP H10227672A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- electrodes
- detector
- electrode
- electromagnetic flowmeter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電磁流量計検出器の省電力化を図る。
【解決手段】電磁流量計検出器は磁界を発生する磁気回
路が電極の上下にコイル３とコイル３の内側に磁極９を
配置し、コイル３の外側に外磁路４を設けて上下のコイ
ル３と磁極９を接続し、一組の磁気回路とする。磁気回
路は両電極部に設けられ、四つのコイル３は同じ電源５
に接続され、矩形波の交流で励磁される。流体に印加す
る磁束密度を強くするため、磁極９は電極側へ曲げて空
隙を小さくし、パイプ１の外周に沿わせる。
路が電極の上下にコイル３とコイル３の内側に磁極９を
配置し、コイル３の外側に外磁路４を設けて上下のコイ
ル３と磁極９を接続し、一組の磁気回路とする。磁気回
路は両電極部に設けられ、四つのコイル３は同じ電源５
に接続され、矩形波の交流で励磁される。流体に印加す
る磁束密度を強くするため、磁極９は電極側へ曲げて空
隙を小さくし、パイプ１の外周に沿わせる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電磁流量計の検出器
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来装置は図２に示すように流体を通す
パイプ１の内側をゴムやフッ素樹脂の絶縁材のライニン
グ２で絶縁し、ライニングの内側を流れる導電性流体に
流れ方向と直角に交流矩形波で励磁されたコイル３と外
磁路４で磁界を印加し、流体内に発生した流量信号を検
出する一対の電極５を流れ方向と磁界の方向のいずれと
も直角をなす方向に取り付けている。なお、電極はライ
ニングで高絶縁でフロートしている。このような構造は
JIS B 7554にも概略示されており、現在、上下水道や農
業用水，化学プラント，食品工業などで使用されてい
る。
パイプ１の内側をゴムやフッ素樹脂の絶縁材のライニン
グ２で絶縁し、ライニングの内側を流れる導電性流体に
流れ方向と直角に交流矩形波で励磁されたコイル３と外
磁路４で磁界を印加し、流体内に発生した流量信号を検
出する一対の電極５を流れ方向と磁界の方向のいずれと
も直角をなす方向に取り付けている。なお、電極はライ
ニングで高絶縁でフロートしている。このような構造は
JIS B 7554にも概略示されており、現在、上下水道や農
業用水，化学プラント，食品工業などで使用されてい
る。
【０００３】電磁流量計はファラデーの電磁誘導の法則
により、パイプに発生する流量信号Ｅは下式で示され
る。
により、パイプに発生する流量信号Ｅは下式で示され
る。
【０００４】
【数１】 Ｅ＝ｋＢＤｖ（Ｖ） …（数１） Ｂ：磁束密度 Ｄ：パイプの内径（口径） ｖ：流体の速度 ｋ：比例定数 数１から流量信号は検出器の大きさが決まれば磁束密度
の大きさと流体の速度の積に比例する。また、流体速度
は計器の測定範囲に比例し、現状はｖ：０.１〜１０ｍ
／ｓのスパンが常用されている。したがって、流量信号
を大きく得るためには磁界を大きくすることが効果的で
ある。
の大きさと流体の速度の積に比例する。また、流体速度
は計器の測定範囲に比例し、現状はｖ：０.１〜１０ｍ
／ｓのスパンが常用されている。したがって、流量信号
を大きく得るためには磁界を大きくすることが効果的で
ある。
【０００５】また、流量信号は流体のどの部分でも同じ
という訳ではなく、JIS B 7554の解説III の３、測定原
理解説図４にも示すように電極の近くでは寄与率が大き
く、電極から離れるにしたがって小さくなる。
という訳ではなく、JIS B 7554の解説III の３、測定原
理解説図４にも示すように電極の近くでは寄与率が大き
く、電極から離れるにしたがって小さくなる。
【０００６】現在実用になっている電磁流量計では流体
に印加する磁界分布を、電極を結ぶ軸上で均一磁界（特
開昭56−2507号公報）になるようにするか、または、コ
イルや磁極が軸上にあるため若干中央部が上に凸な分布
となることが多い。また、このような均一磁界で発生す
る流量信号のベクトルは流体内のどの部分でも図２に矢
印で示すように電極を結ぶ軸にほぼ平行である。しかる
に、流量信号を検出する電極は２個所であるために、信
号発生点Ｐの発生電圧をＥでも電極を見込む角度δ1，
δ2とすれば、電極で得られる信号はcos（(δ1＋δ2）
／２）に比例する。したがって、流量信号は電極を結ぶ
軸から離れるにしたがって小さくなる。
に印加する磁界分布を、電極を結ぶ軸上で均一磁界（特
開昭56−2507号公報）になるようにするか、または、コ
イルや磁極が軸上にあるため若干中央部が上に凸な分布
となることが多い。また、このような均一磁界で発生す
る流量信号のベクトルは流体内のどの部分でも図２に矢
印で示すように電極を結ぶ軸にほぼ平行である。しかる
に、流量信号を検出する電極は２個所であるために、信
号発生点Ｐの発生電圧をＥでも電極を見込む角度δ1，
δ2とすれば、電極で得られる信号はcos（(δ1＋δ2）
／２）に比例する。したがって、流量信号は電極を結ぶ
軸から離れるにしたがって小さくなる。
【０００７】図において６はパイプや磁気回路を収納す
るケース、７はスプリング、８を介して電極を固定する
電極押さえ、１０は流量信号を外部に引き出す電極リー
ド、１１はコイルを励磁回路に接続するコイルリード、
１２は測定流体をアース電位にするアースリング、１３
は変換器と検出器を接続するためのフランジである。
るケース、７はスプリング、８を介して電極を固定する
電極押さえ、１０は流量信号を外部に引き出す電極リー
ド、１１はコイルを励磁回路に接続するコイルリード、
１２は測定流体をアース電位にするアースリング、１３
は変換器と検出器を接続するためのフランジである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明では大きな流量
信号を効率的に得ることを目的としている。従来の電磁
流量計では図２（ｂ）に示すように流量信号が磁界と直
角方向に発生するため、電極で得られる流体内各部の信
号は電極を結ぶ軸から離れるにしたがって小さくなる。
これを改善するため、流量信号ベクトルの向きを電極方
向に改善することにより効率的に得るものである。
信号を効率的に得ることを目的としている。従来の電磁
流量計では図２（ｂ）に示すように流量信号が磁界と直
角方向に発生するため、電極で得られる流体内各部の信
号は電極を結ぶ軸から離れるにしたがって小さくなる。
これを改善するため、流量信号ベクトルの向きを電極方
向に改善することにより効率的に得るものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】大きな流量信号を効率的
に得るための手段として、以下の三つの方法がある。第
１の方法は一般的に実施されており、第２の方法は特願
昭62−89151 号にも示されている。本発明では第３の方
法による。
に得るための手段として、以下の三つの方法がある。第
１の方法は一般的に実施されており、第２の方法は特願
昭62−89151 号にも示されている。本発明では第３の方
法による。
【００１０】(1）磁束密度を大きくするため空隙を小さ
くする。
くする。
【００１１】(2）磁束密度のピークを重み関数の大きい
電極近くに発生する。
電極近くに発生する。
【００１２】(3）流体内に発生する流量信号のベクトル
が電極を見込む方向とする。
が電極を見込む方向とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の電磁流量計検出器を図１
に示す。（ａ）は流れに沿って上下に切断した断面で、
中心線から下側はケース６のみ断面して内部が見えるよ
うにしたものである。（ｂ）は電極を含む流れに垂直な
断面である。
に示す。（ａ）は流れに沿って上下に切断した断面で、
中心線から下側はケース６のみ断面して内部が見えるよ
うにしたものである。（ｂ）は電極を含む流れに垂直な
断面である。
【００１４】本発明の電磁流量計検出器の特徴は下記の
７項目である。
７項目である。
【００１５】(1）二つの開磁気回路を二つの電極の近く
に設ける。
に設ける。
【００１６】(2）一つの磁気回路には２コのコイルを使
用する。
用する。
【００１７】(3）磁極の位置は相対するコイルを結ぶ軸
と電極を結ぶ軸がなす角度θ1 が±１５°〜±４５°の
範囲とする。
と電極を結ぶ軸がなす角度θ1 が±１５°〜±４５°の
範囲とする。
【００１８】(4）流れ方向と電極を結ぶ軸方向のいずれ
とも直角の方向の中央ぶには磁気回路を構成する部品を
配置しない。
とも直角の方向の中央ぶには磁気回路を構成する部品を
配置しない。
【００１９】(5）コイルの流れ方向の長さをＬ，Ｌと直
角方向の長さをＨとすればＬ＞Ｈである。
角方向の長さをＨとすればＬ＞Ｈである。
【００２０】(6）磁極はパイプの円弧外周に沿って配置
する。
する。
【００２１】(7）外磁路と磁極の磁気的な接続はコイル
内で面と面の接続とする。
内で面と面の接続とする。
【００２２】この電磁流量計検出器は（ｂ）図から判る
ように、磁界を発生する磁気回路が電極の上下にコイル
とコイルの内側に磁極を配置し、コイルの外側に外磁路
を設けて上下のコイルと磁極を接続し、一組の磁気回路
とする。この磁気回路は両電極部に設けられ、四つのコ
イルは同じ電源に接続され、矩形波の交流で励磁され
る。流体に印加する磁束密度を強くするため、磁極は電
極側へ曲げて空隙を小さくし、パイプの外周に沿わせて
いる。このような構成で得られる磁束線は（ｂ）図に大
きな矢印で示すように流体側に凸の形となる。流体内に
発生する流量信号ベクトルは磁束線に直角であるため磁
束線の矢印に直行する小さな矢印で示すように流量信号
は電極の方向を向いており、効果的に電極で検出され
る。
ように、磁界を発生する磁気回路が電極の上下にコイル
とコイルの内側に磁極を配置し、コイルの外側に外磁路
を設けて上下のコイルと磁極を接続し、一組の磁気回路
とする。この磁気回路は両電極部に設けられ、四つのコ
イルは同じ電源に接続され、矩形波の交流で励磁され
る。流体に印加する磁束密度を強くするため、磁極は電
極側へ曲げて空隙を小さくし、パイプの外周に沿わせて
いる。このような構成で得られる磁束線は（ｂ）図に大
きな矢印で示すように流体側に凸の形となる。流体内に
発生する流量信号ベクトルは磁束線に直角であるため磁
束線の矢印に直行する小さな矢印で示すように流量信号
は電極の方向を向いており、効果的に電極で検出され
る。
【００２３】（ａ）図は外磁路，磁極（点線で示す），
コイルの取付け状態を示し、磁極の先端は幅を狭くして
磁束の集中を図っている。また、電極で検出した流量信
号を外部に引出す電極リードとコイルリードは相互干渉
がないようにそれぞれツイストしている。
コイルの取付け状態を示し、磁極の先端は幅を狭くして
磁束の集中を図っている。また、電極で検出した流量信
号を外部に引出す電極リードとコイルリードは相互干渉
がないようにそれぞれツイストしている。
【００２４】図３は本発明を詳細に説明するための磁気
回路の半断面で、磁束線を長い矢印で示し、流量信号を
小さい矢印で示している。流体内に発生した流量信号の
ベクトルは電極を見込む方向となり、流体内各部で発生
する流量信号が全て合成され、効果的に電極で検出され
る。
回路の半断面で、磁束線を長い矢印で示し、流量信号を
小さい矢印で示している。流体内に発生した流量信号の
ベクトルは電極を見込む方向となり、流体内各部で発生
する流量信号が全て合成され、効果的に電極で検出され
る。
【００２５】図４は本発明の実施例で、磁気回路の半断
面を示すものである。この実施例では磁極の先端を電極
側に曲げて磁極間隔を小さくすると同時に磁極をパイプ
に沿わせて配置することにより、磁束線のわん曲が大き
くなり流量信号ベクトルの電極指向性が良くなった。ま
た、図５は図３と図４の電極を結ぶ軸上の磁束密度分布
を示すもので、Ａは磁極がパイプに沿った部分がない場
合（図３）、Ｂは磁極がパイプに沿った部分がある場合
（図４）の結果を示す。２点鎖線は電極位置を示すもの
である。
面を示すものである。この実施例では磁極の先端を電極
側に曲げて磁極間隔を小さくすると同時に磁極をパイプ
に沿わせて配置することにより、磁束線のわん曲が大き
くなり流量信号ベクトルの電極指向性が良くなった。ま
た、図５は図３と図４の電極を結ぶ軸上の磁束密度分布
を示すもので、Ａは磁極がパイプに沿った部分がない場
合（図３）、Ｂは磁極がパイプに沿った部分がある場合
（図４）の結果を示す。２点鎖線は電極位置を示すもの
である。
【００２６】この結果から、パイプに沿った磁極がある
と流量信号ベクトルの検出効率が向上出来るばかりでな
く、磁束密度も２倍以上強くなるためより大きな信号が
得られる。図６は本発明に使用するコイルの形状を示
す。（ａ）は正面の形を示し、（ｂ）は断面図を示す。
コイルは流れ方向の長さＬがＬと直角方向の長さＨに比
べて３倍以上長く、Ｌの部分で磁束密度を大きくし、コ
イルを組立てたときに検出器が大きくならないようにし
ている。
と流量信号ベクトルの検出効率が向上出来るばかりでな
く、磁束密度も２倍以上強くなるためより大きな信号が
得られる。図６は本発明に使用するコイルの形状を示
す。（ａ）は正面の形を示し、（ｂ）は断面図を示す。
コイルは流れ方向の長さＬがＬと直角方向の長さＨに比
べて３倍以上長く、Ｌの部分で磁束密度を大きくし、コ
イルを組立てたときに検出器が大きくならないようにし
ている。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば流量信号を大きく、か
つ、効率的に得られ、省電力化を図ることができる。
つ、効率的に得られ、省電力化を図ることができる。
【図１】本発明を示す説明図。
【図２】従来装置を示す説明図。
【図３】本発明を詳細に示す説明図。
【図４】実施例を示す説明図。
【図５】本発明を詳細に示す特性図。
【図６】別の実施例を示す説明図。
１…パイプ、２…ライニング、３…コイル、４…外磁
路、５…電極、６…ケース、７…電極押さえ、８…スプ
リング、９…磁極、１０…電極リード、１１…コイルリ
ード、１２…アースリング、１３…フランジ。
路、５…電極、６…ケース、７…電極押さえ、８…スプ
リング、９…磁極、１０…電極リード、１１…コイルリ
ード、１２…アースリング、１３…フランジ。
Claims (4)
- 【請求項１】流体を通すパイプの内側を絶縁材のライニ
ングで絶縁し、流体と直角方向にライニングで絶縁フロ
ートした一対の電極を設けて流量信号を検出する電磁流
量計の検出器において、流量信号を検出する両電極の近
くに上記電極を股いで上下にコイルと磁極を設け、上記
上下の磁極を外磁路で接続した開磁気回路を設け、流れ
方向と上記電極を結ぶ軸方向のいずれともほぼ直角な方
向に矩形波の交流磁界を発生させたことを特徴とする電
磁流量計の検出器。 - 【請求項２】流体を通すパイプの内側を絶縁材のライニ
ングで絶縁し、流体と直角方向にライニングで絶縁フロ
ートした一対の電極を設けて流量信号を検出する電磁流
量計の検出器において、流量信号を検出する両電極の近
くに電極を股いで上下にコイルと磁極を設け、上記上下
の磁極を外磁路で接続した開磁気回路を設け、相対する
上記コイル軸と上記電極を結ぶ軸がなす角度が±１５°
〜±４５°の範囲であり、流れ方向と上記電極を結ぶ軸
方向のいずれともほぼ直角な方向に矩形波の交流磁界を
発生させたことを特徴とする電磁流量計の検出器。 - 【請求項３】請求項１において、上記磁極と上記外磁路
を上記コイル内の面で磁気的に接続した電磁流量計の検
出器。 - 【請求項４】請求項１において、上記磁極の先端を上記
電極側に曲げた電磁流量計の検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005597A JPH10227672A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 電磁流量計の検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005597A JPH10227672A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 電磁流量計の検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227672A true JPH10227672A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12293149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005597A Pending JPH10227672A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 電磁流量計の検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10227672A (ja) |
-
1997
- 1997-02-14 JP JP3005597A patent/JPH10227672A/ja active Pending
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