JPS5922883B2 - 電磁流量計発信器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電磁流量計発信器に関する。

一般に電磁流量計発信器では励磁電源として商用電源が
使用されている。

商用電源を励磁電源に使用した場合には、磁気コアにお
ける鉄損、コイルにおける銅損等の影響により発熱は避
けられない。このため小口径の流量計では発熱の影響を
大きく受けゼロ点変動等を来し安定性が悪い。また比較
的大きい電力を消費するので本質安全防爆構造を採れな
い欠点もある。更に商用電源の電源電圧変動による出力
変動を除去するために流量計発信器の出力を受けると所
定の例えば電流出力に変換するための変換器において励
磁電圧と流量検出信号との比率演算を行わなければなら
ない。このため変換器が複雑になる欠点がある。また小
口径の電磁流量計の場合でも励磁コイルの形状を小型化
することができないため、全体的に大型となつてしまう
。また商用電源を使用した場合にはノイズの影響も受け
易い等の欠点がある。商用電源による交流励磁に対し直
流磁界を用いる方法もあるが、直流励磁による場合には
流量検出電極に発生する分極電圧によつてゼロ点が変化
してしまう欠点がある。

このため被測定液としては電解液以外の液体に限られて
しまう欠点がある。このような欠点を一掃することがで
きるものとして第１図に示すような構造の電磁流量計発
信器が考えられている。第１図において１はパイプであ
わ、２−２はこのパイプ１の内壁に１８（ｆ’対向して
取付けた流量検出電極である。

普通電磁流量計発信器ではパイプ１に取付けた電極２−
２を結ぶ線と直交する方向に磁束ψを与え、流量に比例
した信号を電極２−２から得るものである。３はこの磁
束ψを与える磁気回路全体を示す。

この発明においてはこの磁気回路３に直流起磁力源４−
４を設け、この直流起磁力源４−４によつてパイプ１内
に直流磁界を与えるようにし、磁気回路３に設けた磁気
抵抗を周期的に変化させる手段５によつて直流磁界の強
さを変化させるように構成するものである。即ちパイプ
１の外周に互に１８ｄ）対向して一対の継鉄６−６を設
け、継鉄６−６にそれぞれ直流起磁力源４−４を磁気的
に結合させる。この例では直流起磁力源４−４として永
久磁石を用いた場合を示し、一方の継鉄６に永久磁石４
のｓ極を結合したとすれば、他方の継鉄６には永久磁石
４のＮ極を結合させる。永久磁石４−４の他端はそれぞ
れ磁気抵抗を変化させる手段５に結合させる。この手段
５は互に対向する面が先細となる形状に形成された一対
の継鉄Ｔ−１と、この一対の継鉄Ｔ−７の対向する間隙
内に軸９により回転自在に支持された回転磁性体８とに
よシ構成され、回転磁性体８の回転によシ一対の継鉄７
ー７間の磁気抵抗を変化させるようにしたものである。
周継鉄７ー７間の空隙部分には必要に応じて非磁性体よ
り成る補強部材１０−１０を設けるを可とする。また回
転磁性体８は磁気抵抗変化を与えるために棒状乃至は板
状となる。このため回転の円滑性を得るために半円柱状
の非磁性体１１−１１を取付けるを可とする。上述の構
成によれば回転磁性体８を軸９を中心に回転させること
によつてパイプ１内の磁束密度Ｂが第２図に示すように
変化する。

磁束密度Ｂが変化する振幅Ｐは直流起磁力源４−４の強
さによつて決まり回転速度が変わつても一定に保持され
る。従つて磁気抵抗を変化させる手段５によつてパイプ
１内の磁界が周期的に変化することから、電極２−２に
得られる流量検出信号は磁界が変化する周期の交流成分
を含む脈流信号として得られる。この脈流信号の中から
交流分だけを、例えばフイルタのような交流取出手段に
より取出すことによう交流の流量検出信号を得ることが
できる。ここで特に直流磁界によつて電極２−２間に発
生する分極電圧が変化しても、その分極電圧の変動は電
極２−２間に得られる脈流信号の直流成分が変動するだ
けであるため、その直流成分の変動は交流取出手段を通
過することはできない。従つて第１図の構造によれば流
量検出信号は電極２−２間に発生する分極電圧の変動に
影響されることなく流量だけに比例して得られる。

然も永久磁石４−４の磁界は一定であるため手段５によ
つて変化する磁界の振輻Ｐも一定であるため磁界変動の
影響もない。ところで第１図の構造によるときは磁束密
度Ｂの変化は第２図に示したように正弦に近い波形とな
る。

つまり磁束密度Ｂが常に変化しているため電極２−２と
、電極２−２に生じた検出信号を取出す信号取出線（特
に図示していない）とによつて仮想コイルが形成され、
この仮想コイルに磁束が鎖交して生じる、いわゆる９♂
ノイズが発生する。この９０じノイズは信号成分のレベ
ルより充分大きいレベルを持ち、例えば信号取出線の位
置がわずかに動いても大きくレベル変動する。この結果
９（ｆ）ノイズのレベル変動に伴なつて信号成分のゼロ
点が変動することはよく知られている。このような理由
から一般に正弦波励振より矩形状の励振方法が優れてい
ると言われている。つまり矩形波状の励振波形とするこ
とによ）磁束がパイプ１内を貫通している状態に卦いて
磁束密度が全く変化しない状態を得ることができる。こ
の状態をとらえて検出信号をサンプリングすれば流量信
号成分だけを確実に取出すことができる。く発明の目的
〉この発明は永久磁石を用いた励磁方式において矩形波
状の励磁を行なうことができるように構成し、９００ノ
イズに影響されない流量信号を得るように構成したもの
である。

く発明の実施例〉 第３図はこの発明の一実施例を示す。

第３図に｝いて第１図と対応する部分には同一符号を付
して示す。この第３図の例では磁気抵抗を変化させる手
段５として継鉄７ー７の間に非磁性体１２を介挿すると
共に継鉄７ー７に沿つて可動鉄片１３を装着し、この可
動鉄片１３を電磁石１４によつて周期的に吸引させ、継
鉄７ー７の間の磁気抵抗を矩形波状に変化させるように
構成した場合を示す。く発明の作用効果〉 このように継鉄７ー７の間の磁気抵抗を矩形波状に変化
させ、この矩形波状の励磁磁界によつて得られる脈流信
号を交流取出手段で交流成分だけを取出し、この取出し
た交流信号成分を電磁石１４が非励磁状態、つまり磁束
密度が最大の状態で、且つ磁束密度が変化しない時点で
検出信号をサンプリングすれば９（５）ノイズの影響を
受けない、従つてゼロ点変動が少ない流量信号を得るこ
とができる。

また発磁体を永久磁石としたことから発熱がなく、ゼロ
点を安定に保持できる。また磁気抵抗を変化させる手段
の駆動速度を加減すれば励磁周波数を低周波励磁、例え
ば数Ｈｚから比較的高い周波数まで適宜に選定すること
ができるので、商用電源からの誘導雑音による影響を受
け難くすることができる。また駆動源として空気モータ
又は油圧モータ等を用いるときは本質安全防爆構造が容
易に採れる。また直流モータを駆動源とすることによつ
て電池駆動型の他の計測器群と電源を共用でき便利であ
る。また永久磁石を直流起磁力源として用いるときは励
磁磁界は磁石の強さによつて決まるため、商用電源によ
つて励磁する場合のように電源電圧変動の補償の要がな
く変換器を簡素化できる。また交流励磁コイルが無いの
でコイルからの静電誘導がなく、従つて零点が安定に保
持され、特に励磁コイルを必要としないから小口径の発
信器に適用して好適であり、その形状を小型化できる利
点がある。く発明の変形実施例〉 第４図及び第５図にこの発明の他の実施例を示す。

第４図の例では非磁性体から成る支持体１５の先端に磁
性体１６を取付け軸１７を支持として支持体１５を往復
振動させることにより継鉄７ー７間の空隙内に磁性体１
６を出入させ、継鉄間の磁気抵抗を矩形波状に変化させ
ることができる。第５図の例では軸１７を中心に回転１
駆動される非磁性体から成る回転板１８の周縁を継鉄７
ー７の空隙内に介挿し、回転板１８の一部を磁性体１６
とすることにより継鉄７ー７間の磁気抵抗を矩形波状に
変化させるように構成した場合を示す。周直流起磁力源
としては永久磁石に限らず電磁石でもよいことは容易に
理解できよう。また磁気回路の磁気抵抗を変化させる手
段５としては、上述のような機械式に限らず、例えば角
形比の大きい磁性体にコイルを巻装し、このコイルにわ
ずかな矩形波電流を流すことによつて角形比の大きい磁
性体を周期的に磁気飽和させ、これによつて継鉄７ー７
間の磁気抵抗を変化させるように構成することもできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術を説明するための断面図、第２図はそ
の動作を説明するための波形図、第３図はこの発明の一
実施例を示す断面図、第４図及び第５図はこの発明の他
の実施例を説明するための断面図である。 １・・・パイプ、２・・・電極、３・・・磁気回路、４
・・・直流起磁力源、５・・・磁気抵抗を矩形波状に変
化させる手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電磁流量計発信器を構成するパイプと、このパイプ
   の内壁に互に１８０°対向して取付けた電極と、このパ
   イプの内部に上記電極を結ぶ方向と直交する方向の磁界
   を与えるための磁気回路と、この磁気回路に設けた直流
   起磁力源と、上記磁気回路の磁気抵抗を矩形波状に変化
   させる手段とを具備して成る電磁流量計発信器。