JPH1194610A - 磁気誘導流体センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流速が変わった際にも、絶対的に測定精度、
特性関数の直線性も改善すること、測定を短時間で繰り
返す可能性を改善すること。 【解決手段】 ケーシングの前端に構成されていて、絶
縁材製のフロントプレートによって液密に閉じられた球
冠は、ケーシングの１．２〜１．５倍の外径にほぼ等し
い半径であり、コイル装置により、フロントプレートを
貫通して流体内に達する磁場を形成し、少なくとも部分
的に、ケーシング内に配設された、フロントプレートの
個所又は近傍で終端している軟磁性材製コイルコアを有
しており、センサ電極は、フロントプレートにおいて前
記球冠の子午線上で該子午線の頂点に対して対称に配設
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気誘導流体セン
サに関する。

【０００２】

【従来の技術】その種の、例えば、前述の孔内に、該孔
内に設けられたアダプタを用いて挿入することができる
流体センサは、液体の流速も、相応の較正を行った場合
には、液体の容積流量も測定することができる。

【０００３】測定管を貫通する磁場を形成するために、
この測定管の外套面上にコイル装置が取り付け固定され
ていて、少なくとも２つの電極が測定管の壁内に設けら
れた磁気誘導流量検出器とは異なり、本発明の磁気誘導
流体センサは、例えば、このセンサの円筒状ケーシング
が測定管の側方の孔内に挿入されて、この孔内に液密に
取り付け固定されている。

【０００４】前述のコイル装置は、測定管の外套面上に
は設けられていない。と言うのは、磁場は、単に、液体
内に突入される、流体センサの前端の領域内にしか存在
せず、乃至、流量センサのコイル装置に流される電流に
よってこの領域内に形成されるからである。

【０００５】米国特許公開第３８８１３５０号公報に
は、深海海水内（つまり、高圧下で、流体センサに対し
て相対的に流れている）に浸水される磁気誘導流体セン
サが記載されており、以下の特徴を有している。即ち： −所定の外径を有している、前端を有する円筒状ケーシ
ングを有しており、 −−前端は、絶縁材製の平坦なフロントプレートで液密
に閉じられており、 −−前端は、レンズ型のリムによって囲まれており、 −フロントプレートを通って液体内に達する磁場の形成
用の、ケーシング内に設けられたコイル装置を有してお
り、 −少なくとも部分的に、ケーシング内に配設された、軟
磁性材製のコイルコアを有しており、 −−コイルコアは、フロントプレートの個所又は近傍で
終端しており、 −フロントプレートにおいて、このフロントプレートの
直径の１つの直径上に、このフロントプレートの中点に
対して対称的に配設された第１及び第２の電極を有して
いる。

【０００６】明らかに、既述の流体センサは、リムのた
めに即座には管路の壁の孔内に外側から液密に設置する
ことはできない。しかし、このような、外側から設置す
ることができるということは、測定管、殊に、既に設置
された管路では、必須である。また、前述の流体センサ
のリムは、測定管乃至管路と一緒に使用する場合には取
り除く必要がある。

【０００７】しかし、その際、磁気誘導流体センサは、
前述の平坦なフロントプレートで密閉されており、この
フロントプレート内に更に電極を設ける必要がある。液
体は、前端に向かって流れてくるので、流れの方向に、
この前端によって、渦巻き流量検知器の場合に生じるの
と同様な、流れの渦が生じる。

【０００８】本発明の出発点は、発明者が、何故、前端
での平坦なプレートを備えた磁気誘導流量センサの測定
精度は、低い流速乃至小さな流量時には極めて不十分で
あるのかという疑問を持って研究したことにある。

【０００９】この研究で分かったことは、既述の渦は、
電極領域内での流れの状況を流速に依存して多少強く妨
害し、何れにせよ、流速が変わった場合には、測定精度
は一定ではなく、非直線的であるということである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、流速
が変わった際にも、特に、小さな流量の際にも、絶対的
に測定精度を改善することができ、特性関数の直線性も
改善することができ、並びに、測定を短時間で繰り返す
可能性を改善することもできる磁気誘導流体センサを提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明によると、 −磁気誘導流体センサは、管路内を流れる被測定流体内
に、該被測定流体の流動方向に対して実際上垂直に浸入
することができ、 −前記磁気誘導流体センサは、前記管路の壁内の孔を通
して液密に挿入することができ、 −前記磁気誘導流体センサは、 −円筒状の、前記孔に適合した所定の外径を有するケー
シングを有しており、 −−該ケーシングの、前記流体内に突入される前端は、
球冠として構成された絶縁材製のフロントプレートによ
って液密に閉じられており、 −−−前記球冠は、前記ケーシングの１．２〜１．５倍
の外径にほぼ等しい半径を有しており、 −前記磁気誘導流体センサは、前記ケーシング内に設け
られたコイル装置を有しており、該コイル装置は、前記
フロントプレートを貫通して前記流体内に達する磁場を
形成し、 −前記磁気誘導流体センサは、少なくとも部分的に、前
記ケーシング内に配設された軟磁性材製コイルコアを有
しており、 −−前記コイルコアは、前記フロントプレートの個所又
は近傍で終端しており、 −前記磁気誘導流体センサは、第１の電極及び第２の電
極を有しており、該電極は、フロントプレートにおいて
前記球冠の子午線上で該子午線の頂点に対して対称に配
設されているようにすることが提案されている。

【００１２】

【発明の実施の形態】従って、本発明によると、流速が
変わった際にも、特に、小さな流量の際にも、絶対的に
測定精度を改善することができ、特性関数の直線性も改
善することができ、並びに、測定を短時間で繰り返す可
能性を改善することもできる。特性関数とは、ここで
は、測定精度の、流量への依存性乃至、測定精度の、流
速への依存性のことである。

【００１３】フロントプレートを球冠状に形成すること
によって、電極の位置の後ろ側になって初めて流れ初
め、並びに渦を形成し初め、従って、電極は、流れによ
って、殊に、流れの渦によって、更に妨害されない。従
って、特性関数の測定精度及び直線性が著しく改善され
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明について、図示の実施例を用い
て詳細に説明する。その際、同一部分には、同じ参照記
号を付してある。

【００１５】部分的に断面で示した図１の斜視図を用い
て、本発明が基礎とする測定方式について、以下説明す
る。

【００１６】流体センサ１０は、所定の外径を有する、
一般的には円筒形のケーシング１１を有している。この
ケーシングは、孔の直径に適合しており、この孔は、図
１には図示されていないが、図２には図示されている管
路１２の壁内に設けられており、このケーシングは、流
体センサ内に液密に挿入されている。管路１２内には、
被測定流体が流れ、この流体内には、流体センサが流体
の流方向に対して実際上垂直に挿入される（流体の流方
向は、波状の矢印１３によって示されている）。

【００１７】液体内に突入されている、ケーシング１１
の前端１４は、絶縁材製のフロントプレート１４′によ
って液密に密閉されている。ケーシング内に配設された
コイル装置１５を用いて、フロントプレート１４′を貫
通して液体内に達する磁場１６が形成される。少なくと
も部分的に軟磁性材製の、ケーシング１１内に配設され
たコイルコア１７が、フロントプレート１４′の所で終
端するか、又は、その近傍で終端する。

【００１８】第１の電極１８及び第２の電極１９は、フ
ロントプレート１４′内に配設されており、従って、液
体に接触する。電極１８，１９からは、ファラデーの誘
導法則に基づいて誘導された電圧が取り出される。

【００１９】図２の実施例では、流体センサが断面で示
されている。流体センサは、アダプタ２０（管路１２の
壁内に装着され、この壁と例えば溶接されている）を用
いて管路内に液密に取り付けられている。

【００２０】この構成は、特に有利である。と言うの
は、先ず、アダプタ２０が管路１２内に装着されてか
ら、管路１２に取り付けられ、その後、流体センサ１０
がアダプタ２０内に装着され、アダプタ内に固定され
る。

【００２１】液体内に突入されたケーシング１１の前端
１４は、本発明に相応して、絶縁材製のフロントプレー
ト１４″（球冠として形成されている）と液密に溶接さ
れている。この球冠状のフロントプレートの半径は、ケ
ーシング１１の外径のほぼ１．２倍から１．５倍であ
る。

【００２２】第１の電極及び第２の電極（図２では第１
の電極１８しか示されていない）は、球冠の子午線上で
該子午線の頂点に対して対称に配設されている。

【００２３】管路１２の軸線が、この子午線の面に対し
て実際上垂直である（図２の説明にとって前提とされて
いる）場合、液体も、この子午線に対して実際上垂直に
流れる。上述のように、電極の位置の後ろ側で初めて流
れ初めて渦を形成するので、この流れが電極に妨害とな
ることはない。

【００２４】この磁気誘導流体センサ１０によって、絶
対的に測定精度を改善することができ、測定の直線性も
改善することができ、並びに、測定を短時間で繰り返す
可能性を改善することもできる。磁気誘導流体センサ
は、管路１２内を流れる被測定流体内に、該被測定流体
の流動方向に対して実際上垂直に浸入することができ、
前記磁気誘導流体センサ１０は、前記管路１２の壁内の
孔を通して液密に挿入することができる。前記磁気誘導
流体センサは、円筒状の、前記孔に適合した所定の外径
を有するケーシング１１を有しており、該ケーシング
の、前記流体内に突入される前端１４は、球冠として構
成された絶縁材製のフロントプレート１４″によって液
密に閉じられている。前記球冠は、前記ケーシングの
１．２〜１．５倍の外径にほぼ等しい半径を有してい
る。前記磁気誘導流体センサは、前記ケーシング内に設
けられたコイル装置１５を有しており、該コイル装置
は、前記フロントプレート１４″を貫通して前記流体内
に達する磁場１６を形成する。前記磁気誘導流体センサ
は、少なくとも部分的に、前記ケーシング内に配設され
た軟磁性材製コイルコア１７′を有している。前記コイ
ルコア１７′は、前記フロントプレート１４″の個所又
は近傍で終端している。前記磁気誘導流体センサ１０
は、第１の電極１８及び第２の電極１９を有しており、
該電極１８，１９は、フロントプレート１４″において
前記球冠の子午線上で該子午線の頂点に対して対称に配
設されている。

【００２５】

【発明の効果】流速が変わった際にも、特に、小さな流
量の際にも、絶対的に測定精度を改善することができ、
特性関数の直線性も改善することができ、並びに、測定
を短時間で繰り返す可能性を改善することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が基礎とする測定方式の部分的に断面で
示した斜視図

【図２】本発明の流体センサの断面図

【符号の説明】

１０ 磁気誘導流体センサ １１ ケーシング １２ 管路 １４ 前端 １４″ フロントプレート １５ コイル装置 １６ 磁場 １７ コイルコア １８，１９ 電極 ２０ アダプタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルセル グリースマン フランス国 セルネイ リュ デ セドレ 24

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気誘導流体センサ（１０）において、 −磁気誘導流体センサ（１０）は、管路（１２）内を流
   れる被測定流体内に、該被測定流体の流動方向に対して
   実際上垂直に浸入することができ、 −前記磁気誘導流体センサ（１０）は、前記管路（１
   ２）の壁内の孔を通して液密に挿入することができ、 −前記磁気誘導流体センサ（１０）は、 −円筒状の、前記孔に適合した所定の外径を有するケー
   シング（１１）を有しており、 −−該ケーシングの、前記流体内に突入される前端（１
   ４）は、球冠として構成された絶縁材製のフロントプレ
   ート（１４″）によって液密に閉じられており、 −−−前記球冠は、前記ケーシングの１．２〜１．５倍
   の外径にほぼ等しい半径を有しており、 −前記磁気誘導流体センサ（１０）は、前記ケーシング
   内に設けられたコイル装置（１５）を有しており、該コ
   イル装置は、前記フロントプレート（１４″）を貫通し
   て前記流体内に達する磁場（１６）を形成し、 −前記磁気誘導流体センサ（１０）は、少なくとも部分
   的に、前記ケーシング内に配設された軟磁性材製コイル
   コア（１７′）を有しており、 −−前記コイルコア（１７′）は、前記フロントプレー
   ト（１４″）の個所又は近傍で終端しており、 −前記磁気誘導流体センサ（１０）は、第１の電極（１
   ８）及び第２の電極（１９）を有しており、該電極（１
   ８，１９）は、フロントプレート（１４″）において前
   記球冠の子午線上で該子午線の頂点に対して対称に配設
   されていることを特徴とする磁気誘導流体センサ。