JPS5812533B2 - 電磁流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔開示の摘要〕 通常満量以下の量の流体を通す流体通路に挿置する流れ
管を具備する電磁流量計を開示する一対の弧状の電極を
流れ管内に対向して管の内壁の全周に可成りの部分を占
めるように配設し、それによって電極を殆んどカラに近
いレベルから満量に至る範囲の流れ管内の流体について
作動させる。

流体に直接に接する電極は逆Ｔ字形で、その縦の脚部は
流れ管の内周と同様の形で、水平基音隙流れ管の底に沿
って坤長してあって、電極の面積の大部分が常に流体と
接するようにしてある。

流れ管に関連して電磁石が設けてある。

この電磁石は周期的に断続する直流によって励磁されて
流れ管内に磁界を発生させ、この磁界を流れ管を通過す
る流体でさえぎって電極に信号を誘導する。

〔発明の背景〕

この発明は一般的に言って管路を通過する流体の流量を
測定する電磁石、より詳細には通常、全容量に達するこ
となく流れる開水路並びに管路内の正確な流量測定値を
知るのに適する電極構造体を備えた流量計に関する。

電磁流量計においては、流量を測定しようとする液体が
一対の直径的に対向して設けた電極を備える流れ管に導
ひかれ、流れの方向に対して直角の磁界が電磁石によっ
てつくられる。

流動する液体がこの磁界をさえぎると、信号が発生して
電極に伝えられる．液体の平均速度に比例する、即ち液
体の平均体積流量に比例するこの信号は増幅され、記録
装置や指示計器を作動するように処理される。

米国特許第３５５０４４６号、同第３３２９０１８号、
同第３７８６６８７号に開示されているものをも含めて
、従来周知の型式の電磁流量計は全容量の流体が流れる
管路に制限される。

この種流量計に添附されている指導書は一般に満量以下
の量の流体が流れる管路に流れ管を挿置すると極めて不
正確である旨を使用者に警告している。

こうした制約のために、従来型の電磁流量計は、通常、
満量以下の量の流体が流れる管（以下「非満水管」とい
う）が遭遇する状態を呈する雨水管渠、工場排水管その
他開水路及び管路についての測定には適用することかで
きない。

電磁流量計は可動部品がなく、流路に何等の障害物を介
在させないという多くの利益があることを考慮しても、
電磁流量計を以上に挙げたような応用面に利用できない
ということは電磁流量計にとって重大な欠点である。

周知の型式の電磁流量計が非満水管では正確な測定を行
うことが出来ない理由には少くとも４つの理由がある。

これらについて簡学に考察しよう。「第１点」 電磁界
が正弦波交流電力によって発生される標準型全流散管は
、その管が部分的に満たされるような状態になるに従っ
て、大きな零点移動を呈する。

これは電極リード線とリード線間の流体伝達路とによっ
て形成されたピツクアツプループの幾何学の変化によっ
て生ずる。

「第■点」 標準型全流量電磁流量計は流量計の流れ管
の中心を通る水平面における直径的に対向する位置に一
対のボタン型電極を取付けたものを用い、この水平面を
半満水・レベルと名付ける。

それゆえ、流れ管内の流体が半満水・レベル以下に下が
ると、電極は流体と接触しなくなり、流量計は流体の流
れに応答しなくなる。

「第■点」 標準型流量計においては、それに生じた磁
界の磁束の強さが流れ管の頂部から底部に至るまで対称
を示す磁束分布を示す。

この磁界により、信号対流量比は流量計内の流体のレベ
ルが低下するにつれて増すが、正確な測定値を得るため
には信号は流体のレベルと無関係であることが肝要であ
る。

「第■点」 電極が露出していて、流れ管を通過する流
体と電気的に接触するようにした従来の流量計において
は、流体のレベルが低下して電極の一部が露出すると、
直ちに直流電位に変化を招ねく。

これら変化は往々にして流量信号の振幅よりも大振幅で
、流量の指示に誤りを生ずる。

非満水管における流量を測定するのに有効な流量計を提
供するために、流体通路内に配設した流れ管内の対向位
置に、一対の弧状電極を管の全周の相当の部分を占める
ように配置し、流れ管内のカラに近い流体レベルから全
容量に近いレベルに至る範囲に亘って流れ管内を通る流
体について電極を作動するようにした装置は特願昭５１
−１２２３４４号（特開昭５２−４８３５６号）に開示
されている。

この開示されている装置においては、電極は誘電体ライ
ナ中に埋設してあるので、従来の電磁流量計のように電
極は測定しようとする流体と接触せず、流体とは電気的
に絶縁されている。

それ故、これら電極から誘導した信号について高インピ
ーダンス増幅器の必要を説いている。

この既に開示された流量計の流れ管には電磁石が組み込
まれてあり、そのコイルは周期的に断続する直流によっ
て励磁されて磁界を生じ、この磁界を流れ管を通る流体
でさえぎって電極に信号を誘起している。

この信号を磁束の定常状態期間中にサンプリングし零点
移動誤差および干渉電圧のない出力を得るのである。

磁界における磁束の分布を流れ管の頂部から底部に至る
に従ってその強度が次第に減ずるようにし、それによっ
て流量の指示となり流れのレベルとは関係のない出力信
号を得るのである。

〔発明の概要〕

この発明の主目的は流量計を満量に達しない流体レベル
にて流れ管を通過する流体を通す流路に配設した時に正
確に流量を測定することの出来ろ流量計を提供すること
にあり、この流量計は流体とじかに接触する電極を使用
するが、その電極の形状は直接接触式電極を使用すると
通常付随する欠点を除くような形にしてある。

特に、前記提案の流量計の電極の配置においては、電極
は測定しようとする流体から絶縁されていてガルバニッ
ク電位が発生することのないように流体に対して容量的
に結合してあるが、これに反してこの発明においては、
容量結合電極について述べた高インピーダンス入力増幅
器その他の手段は勿論のこと、絶縁電極を使用する必要
もないほど雑音レベルを減少するように電極が成形して
ある。

流体と直接接触するように成形した電極を具備して成る
この発明の流量計の大きな利益は、標準型電極用に設計
された従来の一次構造体を使用できて、成形電極を標準
型電極に通常設けてあるボスに固定すれば良いので、前
記提案の流量計にくらべて安価なことである。

また、この発明の目的は流体と直接に接触する電極を流
れ管の全周の大部分を占めるように成形し、流体レベル
が極めて低下した場合でも、流れ管を通る流体について
完全に電極が作動するようにし、しかもその形状を直流
電位の変化が最小限になるようにした前述した型式の流
量計を提供することにある。

要約すれば、以上の諸目的は、通常満量不足状態の下水
管のような流体通路に配設することの出来る流れ管を備
えた流量計によって達成されるのである。

流れ管内の対向する位置に流体と直接に接触するように
一対の弧状電極が流れ管の全周の可成りの部分を占める
ように配設してあって、流れ管を通る流体のカラに近い
レベルから満量に近いレベルに至る範囲に亘ってその流
体について電極が作動するようにしてある。

各電極は逆Ｔ字型で、その縦の脚部は流れ管の内周に一
致するようにし、その水平基部を流れ管の底に沿って延
長させ、それによって電極の全面積の大部分が常時流体
と接するようにしてある。

流れ管に電磁石が組み込まれてあり、そのコイルを周期
的に断続する直流により励磁させて磁界を生じさせ、こ
の磁界を流れ管を通る流体でさえぎって電極に信号を誘
起させる。

この信号を磁束の定常状態期間中にサンプリングして零
移動誤差がなく干渉電圧のない出力を得る。

磁界における磁束の分布を流れ管の頂部から底部に至る
に従つて漸減するようになし、それによって流量を表わ
し流れのレベルとは関係のない出力信号を得る。

〔発明の記述〕

「流量計の一次側」 第１図について説明する。

同図は流れ管１０の断面図で、この発明による流量測定
装置が附随してある。

流れ管１０は、これを導体製とした時には、内部絶縁ラ
イナ１１を設ける。

流れ管を通る流体と直接に接触するライナ１１の表面に
一対の弧状電極１２と１３が取付けてあり、これら電極
は流れ管の対向する位置を占め、両者にて流れ管の全周
の可成りの部分にまたがるようにしてある。

実際には、各電極か約１７０度に及ぶものとする。

流れ管１０の中心を通る水平面Ｘは流体の容量が半分の
時の流体のレベルを表わす。

第１図から、流体の実際のレベルはこの中間点よりもは
るかに低いことが判る。

また、電極１２と１３とは流体のレベルがカラに近くな
っても、この流体と作動関係を保つものであることが判
る。

それゆえ、実際には、流体のレベルが約０．０１Ｄのレ
ベル以下にならない限り電極と流体とは有効に接触を保
つ。

このような低レベルでの旌量は極めて微量であるから、
実際には測定できないものであり、役に立たないもので
ある。

流れ管１０に、実際はサドル状のコイル１５と１６を備
えた電磁石が関連させてある。

コイルは流れ管の頂部と底部とに配してあって流れ管内
に磁界をつくり、その磁束線は流体の流れの方向に対し
て直角であるから、流体が流れ管を通ると、流量の関数
としての信号が電極に誘導される。

それゆえ、信号を流体のレベルと関係のないようにする
ために、コイル１５と１６とによって生ずる磁界の磁束
密度を、流れ管の頂部から底部へゆくに従って次第に減
少するようにする。

電極に誘導される流量信号は流体中に分散された無数の
発電機の合成である。

その発電機を囲繞する回路を流体等価分路抵抗の回路網
で示すことができる。

磁束密度の減少によって流体のレベルの低下に伴う流体
等価分路抵抗の損失を補償するように流れ管の頂部から
底部に向うにつれて発電機出力を減少させる。

このように磁束密度を漸減するには、コイル１５と１６
に加えられる励起電流の相対量および方向を調節するか
、または流量計の流れ管の頂部のコイルをその底部のコ
イルよりも大型のものにすることによって遂行すること
ができる。

「電極」 前述したとおり、従来型の電極を流体と直接に電気接触
し、しかも流体レベルの低下によって部分的に流体に覆
われないところができた状態では、大きな直流電位の変
化が生ずる。

その変化は流量信号の周波数に近い周波数のものであっ
て、往々にして流量信号の振幅よりもずっと大きな振幅
のものである。

それ故、その直流電位変化は大きな出力指示変化をまね
く、さらに、直流電位変化は、多くの場合、電極に結合
した信号変換器を飽和するように働らき、胞和状態での
動作のために誤差を生ずる。

この好ましくない直流電位は電極と接地との間に存する
ガルバニック電位によるものである。

２種の金属（電極）を電解液に浸漬すると、両者間に電
位差を生ずる。

この電位差はネルンスト式で示される。

すなわち式中 Ｅｏ は反応生成吻が平衡状態であれば存在する筈の
電位（Ｖ）。

Ｅ は不平衡状態のときに存在する電位（Ｖ）。

Ｔ は絶対温度（Ｋ）。

ｎ はグラム（原子）／グラム（モル）の数値。

ａ＋ は電極における反応生成物の濃度によって定まる
活性係数。

Ｒ はガス定数＝８． ３ １ ４ＪＡモル。

Ｆ はファラデ一定数 （９６５００クーロン／グラム（原子））。

平衡状態においてはａ＋＝１であり、従って１ ｎ ａ
＋” ０でＥ−Ｅｏ＝０である。

電極において、反応生成物を不平衡濃度に生成する動的
状態はａ＋≠０をまねくので、Ｅ−Ｅｏｆ−Ｏである。

非満水電磁流量計の場合には、このＥ−Ｅｏ電圧が流量
信号に雑音としてあらわれる。

電解液に浸漬した金属の挙動の詳細についてはＦ・ダニ
エルズ（ Ｄａｎｊｅｌｅ ）著アウトライン、オフ゛
、フィジカ）ｖ、ケミストリー（Ｏ ｕｔｌ ｉｎｅ
ｓ ｏｆ Ｐ ｔｙｓｉ ｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ）
、１９５０年ウイリー社刊、第ＸＶＩ章を参照されたい
。

電極の面積はネルンスト式には直接関与しないけれども
、動的状態における電極面積の急速な変化は活性係数ａ
＋の値に影響を及ぼす。

したがって、不平衡状態時には、電極Ｅの電位差は電解
液に浸漬された面積の変化の関数となる。

△Ｅ＝ｆ（△Ａ ） 弧状電極を備えた非満水電磁流量計では、電解液に触れ
る電極の面積が絶えず変化するという状態がある。

これは開水路乱流の代表的なものである。

従って、電極に於て観測される△。は乱流と所定の流れ
の状態について△を決定する電極の幾何学的形状との関
数である。

それゆえ、電極１２と１３とを流体と接触する電極面積
の急激な変化が最小限になるような形状とすることが重
要になる。

第２図は電極１３に関連して、流体レベルの変化には関
係なく常に電極の全面積の大部分を流体電解質と接触す
るようにした好ましい電極の形状を示すものである。

このように成形した電極１３は逆Ｔ字形で、縦脚部１３
Ａは流れ管の内同面に一致するように彎曲してあり、水
平の直線基部すなわちストリツプ１３Ｂは流れ管の底部
に沿って伸長している。

基部１３Ｂは電極の全面積中の相当の部分を占め、流れ
管内の流体のレベルの如何にかかわらず、常に流体と接
触している。

ところが電極の全面積中の残余の部分を占める垂直脚部
１３Ａの面積は流体のレベルの異動により幾分か流体に
接する。

したがって、流体のレベルの急速な変化に基づく全電極
の変化の比率は最小限である。

故に、電極における直流電位の変化も最小限にとどまる
。

逆Ｔ字形の形状が所望の結果を収める電極にとっての唯
一の形状ではない。

電極の全面積中の大部分が常に流体と接触するようにし
、流体との接触の変化を電極面積の残余の部分にとどめ
るようにすることが、電極の形状の幾何学的要件である
。

それには電極の全面積中の大部分を流れ管の底部に集中
させる西洋なし形その他の形状とすることもできる。

磁界は直流または交番磁界のいずれであってもよく、い
ずれの場合でも磁界を通る液体に誘導される信号の大き
さはその流量の関数となる。

ところが、直流磁束で作動すると、液体を流れる直流信
号が電極を分極するように作用し、その分極の大きさは
分極電流の時間積分に比例する。

交番磁束による作動では、合成信号電流は交番であるか
ら、その積分は時間につれて生長されないので、分極は
無視することができる。

交番磁束による作動は、分極が除去され交番流量信号を
頗る簡単に増福することができるので、明らかに利益で
あるけれども、特殊の欠点がある。

交番磁束を適用すると流量に関連しないスプリアス電圧
が入ってくる。

そして、これを処理しないでおくと、不正確な指示にな
ってしまう。

最もやつかいなのは次の２種類のスプリアス電圧である
。

１ 磁石のコイルから電極への浮遊キャパシタンス結
合電圧。

２ 入力リード線中の誘導ループ電圧。

電極とリード線とは両者間の液体と共にループを構成し
、そのループ中に磁気コイルの変動磁束により電圧が誘
導される。

前記第一電圧線からのスプリアス電圧は浮遊結合キャパ
シタンスのインピーダンスを大きくするように磁石を静
電遮蔽し磁石を低周波励磁することによって最小限にす
ることができる。

しかし前記第二電圧源からのスプリアス電圧は抑制する
ことが頗る困難である。

信号リード線への磁束結合によって生ずるスプリアス電
圧は、交番流量電圧とは位相が９０°ずれているもので
あるから、一般に「９０°電圧」、という。

しかし実験の結果、これは正しくなく、流量電圧と同位
相の成分が存在するということか判った。

それゆえ、流量信号と同位相の「９０°電圧」の部分は
流量信号とは容易に区別することのできない信号で、し
かもその信号の変化が変動零点移動効果を招ねく好まし
くない信号を構成する。

現行交流作動型電磁流量計はその校正が温度、流体導電
率、圧力及び位相及び大きさとについてスプリアス電圧
を変えることのできるその他の影響等の関数として、変
化することも知られているそれ故、前記のような現象に
よりゼロについての影響を修正するために流量計を手動
で周期的に再度ゼロに合わせることが必要になる。

電磁流量計の交流動作時に生ずる不利益な効果のすべて
はピックアツプループに望ましくない信号を誘導する磁
場の変化率（ｄφ／ｄｔ）によるものとすることができ
る。

それゆえ、磁場の変化率がゼロに減ずれば、９０°電圧
の大きさ及びその同位相成分の大きさはなくなってしま
い、ゼロ・ドリフト効果も消滅する。

磁場がたとえば連続直流動作時のように、定常状態のも
のであれば、理想的な条件ｄφ／ｄｔ＝０が満たされる
。

しかし定常状態の磁界をつくり出すための直流動作はカ
ルバニック電位を生じ、かつ分極作用を招ねくので採用
できない。

満量不足管の流量を測定するこの発明の装置においては
、電磁石のコイルが同期的に直流電力を遮断し、定常状
態が存在する期間に信号をサンプリングして、交流動作
に付随する不利益なしにその利益を保たせるものである
。

「この発明の装置」 第３図について説明する。

同図はこの発明による流量計の構成を示すもので、測定
しようとする液体の流量に比例する大きさを有する低レ
ベル交流信号出力を出す電磁流量計の形式の一次側と、
この低レベル交流信号を比例直流出力信号に変える二次
側とから成っている。

流量計の一次側は測定すべき液体１４を導く流れ管１０
を具備し、この液体は流れ管の一部を満たすにすぎない
。

コイル１５と１６を具備する電磁石は流れの方向に対し
て横断方向で電極の軸線に対して直角の磁界を設定する
。

周知のように、電圧が液体１４内に誘導され、その液体
の流れが磁界をさえぎる。

そしてこの電圧が電極１２と１３とに伝えられて、流量
に反映する信号を流量計の出力端子に生ずる。

この信号を流量とは関係のないスプリアス信号成分と区
別するために「流量信号」と名付ける。

コイル１５と１６とは変圧器１７によって構成してある
全波整流電力源から送り出される比較的低周波数の方形
波で付勢される。

この変圧器の一次巻線は調整器１７Ａを介して交流線路
に接続してある。

この交流線路は普通の５０または６０Ｈｚ電流を供給す
るものである。

変圧器１７の二次巻線は全波整流ブリツジ１８の入力側
接続点に接続してあり、このブリツジの出力側接続点は
２個の単極単投スイッチ１９と２０に接続してあり、両
スイッチの固定接点は両方とも直列接続コイル１５と１
６の一端に接続してあり、コイルの他端は変圧器１７の
二次巻線の中央タップに接続してある。

スイツチ１９を閉じ、同時にスイッチ２０を開くと、整
流された出力が一方の極性で磁気コイルに加えられ、ス
イッチ１９を開き同時にスイッチ２０を閉じると、その
極性が逆になる。

極性を逆にする代りに、片側オンオフ動作をするよう直
流電力を周期的に断続するようにスイツチを構成するこ
ともできる。

説明の便宜上、スイッチ１９と２０とは機械的装置とし
て示してあるが、実際には、これらスイッチは電子型の
ものであり、 トライアルク（Ｔｒｉａｃ＝三極交流ス
イッチ）、あるいは他の真空管まだはソリツドステート
型の電子スイツチ装置で構成することもできる。

スイッチ１９と２０は交流線路の周波数よりも低いレー
トで能動状態になる。

それは刻時信号として６０Ｈｚ線路電圧が加えられる予
設定可能スケーラまたは分周器２１にて行うことができ
、そのスケーラは１− ７／８、 ３−３／４または７
−％ＨＺの低筒波数パルスを発生する。

スケーラからの低周波数パルスは２個のトライアツク・
スイツチ（あるいはその他の電子スイッチ装置）の点弧
電極に加えられてトライアツクを交互にオンにし、全波
整ｉ ６ ０ ｎｚ電圧の正側か負側のいずれかを磁石
コイルに接続する。

かくして、スイッチ１９が閉じると、電流はある方向に
磁石コイルを通過し、スイツチ２０が閉じるとそれと反
対の方向に電流が流れる。

全波整流器の出力は未処理の濾波してない直流電圧であ
るから、同一極性の半サイクルパルスの連続列によって
構成されている。

しかし、この発明による低周波開閉動作によれば、コイ
ルを加えられる電圧は周期的に極性が逆転され、その結
果、コイルを通過する電流は１２０Ｈｚリプル成分を有
するものになる。

電磁石は比較的高いインダクタンスをもつものであるか
らして、これはフイルター・チョークとして働き、実際
には、リプル成分の７５％程度を除去する。

流量信号に現われる１２０Ｈｚリプル成分中の残余の部
分は、後述する誤差増幅器のフイルタ作用により、二次
側の加算点で平滑化される。

これによって普通のフイルタにおけるようにチョークに
フイルタ・コンデンサを加える必要がなくなる。

したがって、この発明の装置はまるで実質的に一定振幅
の「等価方形波」で励起されるように機能する。

流量計の一次側の電極１２と１３を介して現われる流量
信号は変換器によって構成した二次側に送られる。

この変換器は流量に比例する周波数出力（及びオプショ
ンとしての電流）を生ずるソリッドステート帰還装置で
ある。

第３図に示す変換器においては、流量信号は交流前置増
幅器２２である変換器の初段階に加えられる。

この流量信号は一般に方形波形のものであるが、極性が
反転する部位に於てスパイクが現われる。

これらスパイクは開閉過渡あるいはサージによって生ず
るものであって、電磁回路のインダクタンスー抵抗時定
数によって異なる持続時間を有する。

方形波中の一定したレベルの部分は磁界の定常状態に反
映し、流れ管を通過する液体の速度に正比例する大きさ
を有する。

それ故、正確な測定に当って大切なのは信号中のこの部
分だけである。

前置増幅器２２の出力は阻止コンデンサ２３を経て加算
点２４の一方の入力側に加えられる。

この加算点２４の他方の入力側には誤差信号型の帰還ル
ープからレンジ減衰回路２５の出力が送られる。

加算点における流量信号と帰還信号との比較によって生
じた誤差信号は交流誤差増幅鰯２６で増幅される。

この増福器２６は誤差信号の周波数よりも高い周波数と
低い周波数とすべて減衰するようにした負帰還回路２７
を備えている。

誤差増幅器２６の交流出力は１：１反転増幅器２８に加
えられる。

そしてこの増幅器の出力は全波復調器２９に送られる。

復調器の動作は磁石コイルの低固波数開閉率に同期させ
、極性反転点に相当する点において印加された誤差信号
を阻正するようにゲートする。

その阻止は電磁回路のインダクタンスー抵抗時定数の持
続期間保たれる。

こうして、復調器の直流出力は定常状態磁束状態にだけ
反映へ流量信号のスパイク部は抑制される。

復調器を同期するために、電磁石の開閉作用を制御する
低周波数制御パルスを発生する５０または６０サイクル
信号に応答する分周器２１には同一の低周波数比率にて
ゲートパルスを発生させるため適当な論理回路を設ける
。

かくして、復調器は定常状態の持続期間中だけ能動化さ
れ、それ以外は閉塞さわる。

その結果として、二次側はｄφ／ｄｔ＝０の期間だけ流
量信号を問題とするのである。

復調器２９によって生じた直碓出力パルスは抵抗キヤパ
シタンス積分回路３０に加えられて、大きさが流量の関
数である直流電圧誤差信号を生ずる。

この誤差信号は直流増幅器３１に加えられる。この増幅
器３１の出力は直流一筒波数変換器３２についての制御
バイアスとして使用する。

直流−周波数変換器は直流誤差信号レベルを誤差信号に
比例するデュティ・サイクルを呈する可変周波数パルス
列に変える。

（デュテイ ．サイクルとは全期間ｒで除したパルス幅
またはオン時限ｔと定義する。

）この可変デュテイ・サイクル誤差信号ＶＤはこの発明
の流量計装置の出力回路を駆動するのに用いるだけでな
く、誤差信号帰還回路の出発点としても役立たせる。

帰還の目的のために、先ず可変デュテイ・サイクル誤差
信号を比例低周波数信号（即ち１− ＨＨｚまたはその
他の有効な低周波数）に復元しなければならない。

これは直流一デュテイ・サイクル変換器３２に結合して
あり、電磁石回路からいれた同位相基準電圧ＲＶをサン
プリングするサンプリング回路３３で達成される。

この基準信号を発生するために、直列接続したコイルと
変圧器１７の二次巻線の中央タップとの間に低オーム抵
抗３４が挿入してあり、この抵抗での電圧降下は磁石コ
イルを流れる電流によって異なる。

この電圧は演算増幅器３５に加えられて、その適当なレ
ベルにおける基準電圧ＲＶを生ずる。

サンプラ３３の出力は低周波数方形波基準電圧ＲＶによ
って包囲された電流一同波数変換器から誘導されたデュ
テイ・サイクルパルスで構成されている。

この出力はレンジ減衰器２５を経て加算点２４に送られ
る。

この帰還信号は基準信号ＲＶの大きさによって異なるも
のであるから、動力線の電圧のゆらぎの結果として生ず
る電圧の変化は帰還信号をそれに比例して変える。

測定基準を構成するのは流量帰還信号に対する誘導信号
の比率であるから、（許容範囲内の）動力線電圧の変動
では測定の正確さに何等の支障を及ぼさない。

直流−デュテイ・サイクル変換器３２からの信号はデュ
ティ・サイクルー直流変喚器３６に加えられ、この変換
器３６は直流一デュテイ・サイクル変換器３２のパルス
を流体の流量に比例するアナログ直流出力に変換する。

直流一デュティ・ザイクル変換器３２からの信号はまた
パルス・スケーラ３７にも送られる。

そしてこのスケーラｉｄ７ＪＤえられたパルスを外部の
計数器を駆動するのに利用できるエンジニアリング・ユ
ニットに変換する。

以上、満量以下の量の流体が流れる流体通路に使用する
ことのできるこの発明による電磁流量計の好ましい実施
態様について説明したが、この発明の根本的精神から逸
脱することなく多くの変更を行いかつ変更態様のものを
構成することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の電磁流量計装置の流れ管の横断面図
、第２図は流れ管内に取付けた電極中の一電極を示す斜
視図、第３図は流量計装置の略図である。 図面中の主要な部分を表わす符号を列記すると次の通り
である。 １０・・・・・・流れ管、１１・・・・・・絶縁ライナ
、１２，１３・・・・・・弧状電極、１３Ａ・・・・・
・電極の縦脚部、１３Ｂ・・・・・・電極の水平基部、
１４・・・・・・流体、１５，１６・・・・・・コイル
、１７・・・・・・変圧器、１７Ａ・・・・・・調整器
、１８・・・・・・全波整流器、ブリツジ、１９，２０
・・・・・・スイッチ、２１・・・・・・スケーラ（分
周器）、２３・・・・・・阻止コンデンサ、２４・・・
・・・加算点、２５・・・・・・レンジ減衰器、２６・
・・・・・交流誤差増幅器、２７・−・・・・負帰還回
路、２８・・・・・・１：１反転増幅器、２９・・・・
・・全波復訓器、３０・・・・・・抵抗−キャパシタン
ス積分回路、３１・・・・・・直流増幅器、３２・・・
・・・直流一デュティ・サイクル変換器、３３・・曲サ
ンプラ、３４・・・・・・低オーム抵抗器、３５・・・
・・・演算増幅器、３６・・・・・・デュティ・ザイク
ルー直流変換器、３７・・・・・・パルス計数器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 満水量以下の量で流体通路を通過する流体の量を正
   確に測定するための電磁流量計において、Ａ 前記流体
   通路内に挿置できる流れ管に前記流体と直接に接触し、
   しかもカラに近いレベルである最低レベルを含む流体レ
   ベル範囲で通過する流体について作動するように流れ管
   の全周の大部分にまたがり、全面積の大部分を流れ管の
   底に近接して配置した一対の弧状電極と、Ｂ 前記流れ
   管の頂部に配したコイルをその底部に配したコイルより
   大型にし、あるいは頂部コイルと底部コイルに流す励磁
   電流の大きさを相対的に変化させ、磁界の強度を前記流
   れ管の頂部において最大とし、その底部に近づくに従っ
   て減少する特性化された磁界を流れ管内に形成する電磁
   装置とを備えて成ることを特徴とする電磁流量計。 ２ 前記電極の各々を逆Ｔ字形のものとし、その縦脚部
   を流れ管の内周に一致する形状とし、その水平基部を流
   れ管の底部に沿って伸長させた特許請求の範囲第１項に
   記載の流量計。 ３ 前記電極の脚部の各々が約１７０度の管周にまたが
   り、前記流体レベル範囲をカラに近いレベルより満量に
   近いレベルに亘るものとした特許請求の範囲第１項に記
   載の流量計。 ４ 前記電極を前記滝れ管内に配した絶縁ライナーに取
   付けた特許請求の範囲第１項に記載の流量計。 ５ 前記磁界を発生する装置を周期的に断続する直流電
   源にて構成した特許請求の範囲第１項に記載の流量計。 ６ 前記電極が流量によって異なる信号を発生するもの
   とし、さらに定常状態が存在する期間中に前記信号をサ
   ンプリングする装置を具備するものとした特許請求の範
   囲第５項に記載の流量計。