JPS59228119A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、電磁流量計に関するものである。更に詳しく
は、本発明は管内壁に通常施される絶縁ライニングを除
き、導体管壁をもつ電磁流量計に関するものである。

〔従来技術〕

従来、電磁流量計においては、管内壁は、発生した起電
力が短絡されるのを防ぐために絶縁ライニングが施され
る。ところが、この絶縁ライニングの材質が測定流体の
種類や温度の範囲を規定し、摩耗やピンホールが精度や
信頼性の阻害要因となっていた。それ故に、絶縁ライニ
ングを除いた電磁流量計が要望されており、例えば計測
自動制御学会第２１回学術甫５飴会予稿集ｐ６８７　（
１９８２）に見られるような研究もなされている。

ここに発表されているものは、信号検出電極の近傍に電
流電極を設け、信号検出′４Ｌ極と同じ電圧を電流増巾
器を介して電流電極に加えるとともに、電圧電極を管外
壁に設置し、その電位を帰還するようにしたもので、こ
れによって、等測的に絶縁２イニングを設けたものと同
様の効果を挙げている。

しかしながら、この装置においては、電流電極や電圧電
極を設けなければならず、構成が複雑であること、帰還
電流が大きく、サーボ回路構成が複雑になること等の問
題点がある。

〔本発明の目的〕

本発明は、このような従来技術における問題点を解決し
たライニングレスの電磁流量計を実現しようとするもの
である。

〔概　要〕

本発明に係る装置は、管壁と流体との間の接触抵抗τと
、流体の電導度σを求める手段を設け、磁界を印加した
時生ずる信号電極間電圧を、接触抵抗τと流体の電導度
σ金利用して補正するようにした点に特徴がある。

〔実施例の説明〕

第１図は、本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック
図、第２図は第１図におけるＸ−Ｘ断面図である。これ
らの図において、１は被測定流体が流れている管路で、
例えば導体であるステンレス管が使用されている。２１
．２２は管壁に互いに対向するように設けられた信号電
極で、これらの各電極は、絶縁材３によって支持されて
おり、管壁に対して信号絶縁されている。４は管路１内
を流れる被測定流体の電導度σを測定する電導度測定手
段で、検出端部が管路１内に設置されている。５１．５
２　（５３）は管路１の管壁と管路内を流れる被測定流
体との間の接触抵抗τを測定するための３組の電極で、
ここでは、公知の接地抵抗測定に利用されている原理と
同様の３電極法によって接触抵抗を測定するものについ
て示す。

２０は励磁磁界を与えている下で、信号電極２１．２２
間に発生する電圧を測定する測定回路で、信号電極間電
圧信号ｅｖｋ出カする。４ｏは電導度測定回路で、被測
定流体の電導度σに関連した信号を出力する。５ｏは接
触抵抗測定回路で、各電極間の抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ５を
順次ｆＡ１１定し、各電極での接触抵抗τ、（τ２．τ
３）を、（１１式に示すような演算を行なって求め、管
壁と被測定流体との間の接触抵抗に関連した信号τを出
方する。

Ｒ，＋Ｒ２−Ｒ。

、−２曲・曲（１） ６は各測定回路２０．４０．５０からの゛信号を入力し
、所定の演算を行なって被測定流体の流速に濶連した信
号を得る演算回路で、例えばマイクロプロセッサが用い
られる。

この様に構成した装置の動作は次の通りである。

管路１内を流れている被測定流体は、図示してない励磁
コイルによって例えば定振巾方形波励磁される。

いま、非励磁の状態で、電導度測定手段４は被測定流体
の電導度σを測定する。また、接触抵抗測定手段たる電
極５１〜５３及び測定回路５０は、管壁と被測定流体と
の間の接触抵抗τを測定する。

各測定回路４０．５０からの測定結果は、メモリ手段金
有した演算回路６に印加される。

゛被測定流体が励磁されている状態では、測定回路２０
は、信号電極２１．２２間に生ずる被測定流体の平均流
速Ｖに基づく起電力ｅ　を測定し、その演算結果を演算
回路６に印加させる。

演算回路６は、各測定回路２０．４０．５０から印加さ
れた信号ｅ、σ、τ　を利用して、（２）式に示すよう
な演算を行なうことによって、被測定流体の平均流速ｖ
６求める。

ｅｖｌ＋σ・二 ■＝　□　・　□　　　　　　・・・・・・・・・（２
）２・Ｂ−ａ　　　　、　、工 ただし　ａ＝管路１の内径、Ｂ：励磁磁界第３図は、こ
のような演算によって平均流速Ｖが得られる根拠を説明
するための説明図である。

いま、管路１として、内径ａ、外径す、電導度にの金属
管を使用し、この中を電導度σの流体が流れているとき
、流体中のポテンシャルＶ１　、　　管壁内のポテンシ
ャルをｖｗとすれば、基礎方程式および境界条件は、（
３）〜（７）式で与えられる。

ａｖ ｖｖｆ＝”、　、、　　　　　　　　°−°−°°−（
３１Ｖ　ｖｗ　”　’　　　　　　　　　　　・・・・
・・・・・（４）ａｖ（ａｖ−・・・・・・・・・（５
）ａｒ　　　　　ａｒ（ａｔｒ＝ａ） ａＶｆ　　　　　　　　　　・・・・・・・・・（６）
Ｖ（＋ｒ−ｔｙ’　−ｇ−；−＝７″　（１１、＝８）
８７ｗ □工０　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・・・・（７）ａｒ（ａｔ　ｒ＝ｂ　） 第３図において、Ａ、Ｂ点にある電極２１．２２間の電
位差（起電力）ｅｖは、これらの式の解として（８）式
で示される。

・・・・・・・・・（８） ただし、τは管壁と流体との間の接触抵抗（８）式にお
いて、管壁は金属であるので、Ｋ　＞＞σ、　　　　　
Ｋ＞＞ａ／τ とすれば、（８）式は（９）式に簡略化される。

従って、（９）式から、（２）式が得られ、このような
演算を行なうことによって、平均流速ｖ’ｌ求めること
ができる。

なお、上記の説明では、管壁と被測定流体との接触抵抗
を測定する手段として、公知の三電極法によるものを示
したが、例えば電極間隔全等価的にせまくして、接触抵
抗が直接測定できるようにしてもよい。まＬ、ここでは
、電導度の測定や接触抵抗の測定を励磁磁界Ｂｉ与えて
ない期間に行なうものであるが、演算等によって流速に
よる起電力の影響を除外するようにすれば、励磁磁界を
与えている下で、これらの測定を行なうようにしてもよ
い。

〔本発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、構成が簡単なラ
イニングレスの電磁流量計を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一例を示す構成ブロック図
、第２図は第１図におけるＸ−Ｘ断面図、第３図は演算
式を説明するための説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｌ）　　絶縁ライニングを除いた導体管路、この導体
   管路に絶縁材を介して取り付けた一対の信号電極、前記
   導体管路内を流れる被測定流体の電導度σを測定する手
   段、前記導体管路の管壁と被測定流体との間の接触抵抗
   τを測定する手段、励磁磁界を与えている下で前記信号
   電極間に生ずる起電力ｅｖｋ検出する手段、前記電導度
   σ、接触抵抗τ及び起電力ｅｖｋ利用し所定の演算を行
   なって流速信号を得る演算回路を具備した電磁流量計。