JPS585366B2 - 複合型電磁流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電気伝導性流体、特に高速増殖炉等におけ
る冷却材としてのナトリウム等液体金属の流量を測定す
るに好適な複合型電磁流量計に関するものである。

一般に、電磁流量計は、腐蝕性流体、汚水、液体金属等
比較的取扱いの難しい流体の流量測定に多く使用されて
おり、一旦ループに据付けられた後は取外しが困難な場
合が多い。

特にナトリウム冷却高速増殖炉やナトリウムにかかわる
諸試験施設等に設置されているナトリウム用電磁流量計
は、その取外しが殆ど不可能といってもよいほどである
。

ところで従来の電磁流量計は、一般によく知られている
ファラデーの電磁誘導の法則に基づいたもので、電極に
誘起された出力電圧値によって、流速ひいては流量を求
めるものである。

しかしながら、かかる測定方式によると、例えば外部か
ら印加する磁界の磁束密度の変化、電極の接触抵抗の変
化等による測定値の経時変化や、流体温度の影響等を受
けるため、適時較正が必要であった。

しかるに、前述したように、高速増殖炉等で使用すると
、一旦ループに据付けられた後は取外すことが困難なた
め、高精度で且つ信頼性の高い流量計の開発が期待され
ているのである。

この発明は、上記のような従来技術の実情に鋸みなされ
たもので、その目的とするところは、高精度で且つ経年
変化がなく、被測定流体の温度変化にも依存されない信
頼性の高い高性能の複合型電磁流量計を提供することに
ある。

以下図面に基づきこの発明について詳述する。

この発明は、電磁流量計の出力電圧には、通常、流体の
渦等に起因する脈動信号がのっており、この脈動信号は
余り長い距離でなければほぼ同じ波形で移行していくと
い少現象を巧みに利用するものである。

第１図はこの発明で用いる相関式電磁流量計の原理図で
ある。

白抜き矢印方向に電気伝導性流体が流れる流量計ダクト
１には、その軸方向に直交して一定磁界が印加されてお
り、ダクト壁には第１の電極対２ａと第２の電極対２ｂ
とが一定間隔りだけ離れて配置されており、それら電極
対からの脈動信号は相関計３に入力されるようになって
いる。

第２図は得られた脈動信号の一例であり、ａは第１の電
極対２ａからの信号、ｂは第２の電極対２ｂからの信号
である。

第２図から明らかなように両脈動信号は共にほぼ同一の
振動をしており、下流側の電極対２ｂからの出力信号波
形すは上流側電極対２ａからの出力信号波形ａよりも遅
れており、脈動信号の相互相関があることが認められる
。

相関計３によって２対の電極間の流体の移行時間ｔを正
確に測定すると、次式より流速Ｖを求めることができる
。

Ｖ＝Ｌ／ｌ ・・・・・・（１）この
流速Ｖは平均流速Ｖにほぼ等しいことが実験的に確かめ
られているので、流量Ｑは次式により算出することがで
きる。

Ｑ−■・（πＤ２／４） ・・・・・・（２）但し
、Ｄは流量計ダクトの内径である。

以上がこの発明で用いる相関式電磁流量計の原理である
。

次に第３図はこの発明に係るナトリウム用複合型電磁流
量計の一実施例を示すものである。

ナトリウムが流れる流量計ダクト１１は一定磁界中に設
置され、３対の電極を有する。

両端の第１の電極対１２ａ、第２の電極対１２ｂは脈動
信号検出用電極であり、中央の第３の電極対１４は通常
の流量検出用電極である。

脈動信号検出用電極間隔りは５０〜５００ｍｍ程度の範
囲とすることが望ましい。

なぜなら、電極間隔りが短すぎると移行時間の測定誤差
が大きく影響し、流量測定精度が悪化するし、逆に余り
に電極間隔りが長くなると、うまい相関がとれなくなる
からである。

流量検出用電極１４は、そのまま指示計１５又は記録計
等に送られ流量表示がなされる。

脈動信号検出用電極１２ａ、１２ｂからの二つの微弱な
脈動信号は、それぞれバンドパスフィルタ１６ａ、１６
ｂに入力され、増幅器１７ａ、１７ｂで増幅され、再度
バンドパスフィルタ１８ａ、１８ｂへ導かれた後、相関
計１３へき入力される。

流量に関係する脈動信号は、実測の結果１０Ｈｚ以下の
低い周波数成分である。

そこで電源ノイズ等も消去するため０．１〜３０Ｈｚ程
度のバンドパス特性を有するフィルタを増幅器の入力側
と出力側共に用い、かくして信号ラインからのノイズば
かりでなく、増幅器等測定回路からひろうノイズも遮断
することができる。

相関計は、例えばオツシログラフで相互相関のピーク値
の時間差を人間が読むものでもよく、ピーク値を自動的
に検出し、それによって流量を算出できるものでよい。

このようにして流量値を測定しうるのであるが、この流
量値と通常出力信号による指示値とを比較すれば、後者
の値が正しいか否か容易に検定することができ、前者の
値により通常の電磁流量計を較正することによって、ト
ータルシステムとして高精度で且つ応答時間の短い電磁
流量計を得ることができるのである。

この実施例では、流量計ダクトに３対の電極を設けてい
るが、電極を２対とし、そのうちの１対からは脈動検出
信号と流量検出信号とを一緒に取出すようにすることも
できる。

即ち、この発明は、相関式流量計のセンサとして電極対
を用いる電磁型とし、且つその相関式電磁流量計と通常
の電磁流量計とを一体的に組込んだ構成であり、この点
に大きな特徴がある。

相関式流量計のセンサさして電極対を用いる電磁型とす
ることによって、他の方式５例えばセンサにストレイン
ゲージを用いるような構成のものに比し、外部振動等の
影響を受けにくいため測定精度をはるかに高くすること
ができるし、また、相関式電磁流量計と通常の電磁流量
計とを一体的に組込んだからこそ被測定個所に設置した
ままの状態で電磁流量計の較正をいつでも実施できるの
である。

この発明は上記のように構成されているからこそ、高精
度で且つ経年変化がなく、被測定流体の温度変化にも影
響されず、信頼性が高いという相関式電磁流量計の特色
と、応答時間が極めて短いという通常タイプの電磁流量
計の特色とを兼ね備えた、すなわちトータルシステムと
して高精度でかつ応答時間の短い電磁流量計を得ること
ができ、それ故特に原子炉系統など取外しがほとんど不
可能で、高い安全性が要求されるシステムでの流量測定
には大きな偉力を発揮しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明で用いる相関式電磁流量計の原理説明
図、第２図は脈動信号の一例を示す図、第３図はこの発
明の一実施例の説明図である。 １．１１・・・・・・流量計ダクト、２ａ、２ｂ、１２
ａｔ１２ｂ・・・・・・脈動信号検出用電極、３，１３
・・・・・・相関計、１４・・・・・・流量検出用電極
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気伝導性流体が流れる流量計ダクトと、その軸方
   向に直交して印加される一定磁界と、その磁界方向に直
   交する面内でかつ流体流れ方向に一定間隔をおいて対向
   配設される２対の電極と、両電極対の出力信号が導入さ
   れる相関器とを備え、電極で流体の渦等に起因する低周
   波脈動信号を検出し、相関器に入力して両電極対間の流
   体の移行時間を測定し流速を測定可能とした相関式電磁
   流量計と； 前記流量計ダクトに磁界方向並びに電気伝導性流体の流
   れ方向と直交して対向配設されている一対の電極と、そ
   の出力電圧に対応した値を表示する表示装置とを備え、
   磁界中を流れる電気伝導性流体による起電力にもとづく
   信号により流量を測定する電磁流量計： を、それぞれの流量計の電極対が同一流量計ダクトに一
   体的に組込まれるよう組合せたことを特徴とする複合型
   電磁流量計。