JPS62188910A

JPS62188910A - 電磁流量計

Info

Publication number: JPS62188910A
Application number: JP61031570A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Murase; 村瀬　信泰
Original assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 1986-02-14
Filing date: 1986-02-14
Publication date: 1987-08-18
Also published as: DE3787183D1; DE3787183T2; EP0233084A2; EP0233084A3; JPH0566969B2; US4736635A; EP0233084B1

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】イ１１発明目的イー１．産業上の利用分野この発明は電磁流量計に関する。

イー２．従来技術とその問題点従来の電磁流量計は第８図のように内面が絶縁されたパ
イプ（Ｐ）の外周に２個のコイル（Ｃ）（Ｃ）を対向し
て設けて、矢印で示すようにパイプ（Ｐ）の直径方向の
交番磁界Ｂを流体（Ｆ）に加え、磁界Ｂの強さと流体（
Ｆ）の流速の積に比例した信号電圧ｅを電極（Ｅｌ）　
　（Ｅ２）で検出する。

このものは、円形流路を形成するパイプ（Ｐ）が磁気回
路の空隙となるため、その磁気抵抗が大きく、大きな励
磁電力を要するという問題点があった。　また、パイプ
内の重み関数の分布が均一にできないため、流体（Ｆ）
がエルボやバルブによって偏流を起こすと計測誤差を生
じるという問題点があった。

偏流による計測誤差を解消するために第９図のように、
１対のコイル（Ｃａ　１　）　　（Ｃａ２）の他にこれ
と直交するもう１対のコイル（Ｃｂ　＋　）　　（Ｃｂ
　ｚ）を設け、コイル（Ｃａ１）（Ｃａ２）で印加され
る交番磁界Ｂａで生じる信号電圧ｅａを電極（Ｅａ　ｒ
　）　　（Ｅａｐ）で検出し、コイル（Ｃｂｌ）　　（
Ｃｂｐ）で印加される交番磁界Ｂｂで生じる信号電圧を
電極（Ｅｂ＋）（Ｅｂ２）で検出する電磁流量計が特開
昭５８−８７４１８号公報で周知である。　この電磁流
量計は電極（Ｅａ＋　）　　（Ｅａ、：　）と（Ｅｂ　
＋　）　　（Ｅｂ　Ｑ）とが９０度ずらして配置してあ
り、ａ、ｂ双方の重み関数の分布が相補なう形に構成さ
れているので、偏流がおきても、ａ、ｂの一方がプラス
誤差を生じたときは、他方がマイナス誤差を生じる。　
よって双方の信号電圧の差をみることによって流体の真
の流量が演算できるもの＼、大きな励磁電力を要すると
いう問題点は残されている。

磁気回路の効率を改善して、励磁電力を低減し、低消費
電力の電磁流量計を得る提案が特開昭５７−２００８２
号公報に記載されている。　この電磁流量計は第１０図
のように、軟質又は半硬質磁性材料で作られたコア（Ｋ
）に巻いたコイル（Ｃ）に電流を流すと、コア（Ｋ）に
発生した磁束がインナヨーク（Ｙｉ　１　）から出て流
体（Ｆ）を通る磁束Ｂ１となり、アウタヨーク（Ｙｏ）
を通って再び流体（Ｆ）を通る磁束Ｂ２となり、インナ
ヨーク（Ｙｉｚ）からコア（Ｋ）に戻る磁界を形成する
。　磁束Ｂ＋により信号電圧ｅ１が、また磁束Ｂ２によ
り信号電圧ｅ２が発生し電極（Ｅｌ）　　（Ｅ２）によ
り検出される。

このものでは、流体通路である磁気空隙の磁気抵抗が小
さいため低消費電力が得られるという反面、パイプ（Ｐ
）内に磁気回路の一部が設けられているため、流体の流
れに対して障害となり圧力損失が増大するとか、固形物
が通過できない等の問題点があった。　この発明の目的
は、上記従来技術の問題点を解決できる電磁流量計の新
規な構造を提案することである。

口０発明の構成ロー１０問題点を解決するための手段本発明は前記の問題点を解決するために、円形流路と、
この円形流路の外周に円周を等分して配置され隣り合う
磁極が逆の極性を持つ偶数個の磁極と、上記隣り合う磁
極の中間点に位置してその先端が流体に接するように配
置された電極とを備え、前記磁極と電極とは同数であっ
てかつ４個以上であることを特徴とするものである。

ロー２０作　用流路を横切る磁力線は、隣接する磁極同志の間を磁気空
隙とする磁界を形成する。　流体の流速と磁束密度の強
さに比例して発生する信号電圧は隣接する電極間に誘起
し検出される。　磁気空隙の長さは隣接する磁極同志の
間の距離であって、円形流路の直径に比し比較的小さい
ため、小さい励磁電力で大きな磁束密度を流路に生ずる
ことができる。

ロー３．実施例第１図の実施例は磁極の数が４個の場合の例である。　
図において、（Ｐ）は円形流路を形成するパイプで内面
が絶縁されている。　　（Ｙｐ　１　）〜（Ｙｌ）イ、
）はパイプ（Ｐ）の外周に円周を等分して配置した磁極
で、これらの磁極に一端が接し他端が流路の半径方向外
方に向かうコア（に１）〜（Ｋ４）と、これらのコアに
巻かれ隣り合うコアを逆の極性に励磁するコイル（Ｃ，
）〜（Ｃ４）が設けられている。　　（Ｂ＋）〜（Ｂ４
）は隣り合う磁極の中間点に配置されその先端が流体Ｃ
Ｆ）に接する電極である。　コア（Ｋ／）〜（Ｋ４）は
半硬質又は軟質の磁性材料で作られている。　　（Ｙｏ
）はコア（Ｋ＋）〜（Ｋ４）の前記他端を磁気回路的に
接続するリング形のアウタヨークである。　隣り合うコ
アを逆の極性に励磁するには、隣り合うコアにそれぞれ
巻いたコイル同志を同じ向きに巻いて、それぞれ逆向き
の励磁電流を流しても良いし、隣り合うコアにそれぞれ
巻いたコイル同志を逆向きに巻いて両コイルに同じ向き
の励磁電流を流してもよい。

今磁極（Ｙｐ　＋　）　　（Ｙｐ　ａ　）がＮ極に、磁
極（Ｙｐ　＝　）（Ｙｐ４）がＳ極になるようニコイル
（ｃｌ）〜（Ｃ４）を励磁すると、磁極（Ｙｐ＋）から
出た磁力線は二つに分かれて磁極（Ｙｌ）２　）　　（
Ｙｌ）　４）に流れ、流体（Ｆ）を横切る磁束（Ｂ＋　
−２）　　（Ｂ１−４）となる。

同様に磁極（Ｙｐ３）から出た磁力線は磁束（肋−２）
　　（Ｂ３　　＋）となる。　従ってコアに半硬質或い
は軟質磁性材料の何れを用いた場合でも、コイル２個の
場合に比し磁気回路の効率は向上する。

流体（Ｆ）の流速と磁束（Ｂ＋　　２）、　　（Ｂ＋−
４）　、　　（Ｂ３−　＋）　、　　（ＢＪ−４）の強
さに比例して発生する信号電圧（ｅ＋−２）　＋　　（
ｅ！−、ｉ、）　、　　（ｅ、＋　−１）＋　　（Ｃ３
−４）は電極（Ｂ＋）　〜ＣＨ，＞により検出される。

流路の磁気空隙は、その長さが隣り合う磁極間の距離と
なるため、第１図の実施例ではパイプ（Ｐ）の直径１７
ｎとなり、第８図や第９図の従来技術に比較し空隙の磁
気抵抗が１／πに改善される。

第２図の実施例は磁極、コア、コイル、電極等の数を第
１図の場合の倍の８個にしたもので、磁極は（Ｙｐ　＋
　）〜（Ｙｐ、ｐ）、コアは（Ｋ１）〜（ＫＰ）　。

コイルは（Ｃ１）〜（Ｃ９）　、電極は（Ｅｌ）〜（Ｂ
２）で示されている。　この実施例では、流路を形成す
る磁気空隙の磁気抵抗が第２図の場合よりもさらに小さ
くでき、それだけ磁気回路の効率を改善できる。

第３図の実施例は磁極が６極の例で、半硬質又は軟質磁
性材料からなるＣ形のヨーク（Ｙｌ）〜（Ｙｔ）にそれ
ぞれコイル（Ｃ１）〜（Ｃ６）を巻いてパイプ（Ｐ）の
外周に円周を等分して配列しである。

そしてヨーク（Ｙｌ）〜（Ｙｔ）の端部が磁極として働
く。　なおこの実施例では隣接するＣ形ヨークの当接す
る端部が一体的に一つの磁極として作用するように励磁
される。　そして一つのＣ形ヨークの両端部は逆の極性
をもつように励磁される。

ヨーク（Ｙｌ）をコイル（Ｃ１）で励磁すると矢印で示
す磁束Ｂ＋を生じ、同様にコイル（Ｃ２）で励磁された
ヨーク（Ｙｚ）と磁束Ｂ２を生じる。

これらの磁束で生じる信号電圧ｅ１−２は電極（Ｂ＋）
　　（Ｂ２）で検出される。　他のヨーク、コイル。

電極についても同様に作用する。

ヨーク（Ｙｌ）の一端と、ヨーク（Ｋ２）の一端とが当
接し、磁極（Ｙｐ＋）を構成している。　同様にヨーク
（Ｋ２）とヨーク（Ｋ３）の当接する端部が磁極（Ｙｐ
　：ｒ　）を構成する。　ヨークはその全部又は一部が
半硬質磁性材料であってもよい。

第４図と第５図の実施例は、磁極を１６極にした実施例
で、パイプ（Ｐ）を囲んで、２枚のヨーク（Ｙｌ）　　
（Ｙｚ）が流れの方向にわずかの間隔を置いて配置され
、両ヨークのパイプから離れた位置に明けた孔にコア（
Ｋ）を挿入し、このコア（Ｋ）にはコイル（Ｃ）が巻い
である。　コイル（Ｃ）は２枚のヨークの間隔いっばい
にわたって巻かれている。　各ヨーク（Ｙ、）　　（Ｋ
２）は、パイプ（Ｐ）の外周に接近する８個の磁極が円
周を等分して設けられている。　そしてヨーク（Ｙｌ）
の磁極とヨーク（Ｙｌ）の磁極はパイプ（Ｐ）の円周に
交互に配設されており、この１６個の磁極の中間点に電
極（Ｅｌ）〜（Ｅｎ）が設けられている。　磁極（Ｙｐ
　＋）、（Ｙｐ、＋）、　　・・・　（Ｙｐ１ジ）はヨ
ーク（ｙ２）を折り曲げて形成され、磁極（Ｙｐ２）　
、　　（Ｙｌ）３）　。

・・・　（Ｙｐ　＋ｔ　）はヨーク（ｙｌ）を折り曲げ
て形成されている。

この実施例ではヨーク　（Ｙｌ）と（Ｙ　、）にそれぞ
れ形成された８個ずつの磁極（Ｙｐ、）〜（ＹｐＩζ）
と（Ｙｌ）２）〜（Ｙｐ＋ｔ）とは１組のコア（Ｋ）と
コイル（Ｃ）で励磁される。　そしてコイル（Ｃ）に電
流を流すとヨーク（Ｙｌ）の各磁極とヨーク（Ｙｌ）の
各磁極間に磁束８１〜Ｂ＋＋が発生し、流速と対応する
信号電圧ｅ、〜ｅｂｂが得られる。　この信号電圧をパ
イプ（Ｐ）に設けた１６個の電極（Ｅｌ）〜（Ｅ、０で
検出する。　この電極（Ｅｌ）〜（Ｅ・Ｃ）は両ヨーク
（Ｙｌ）　　（Ｙｘ）の電極（Ｙｐ＋）　、　　（Ｙｐ
２）　。

・・・　（Ｙｐ＋ｔ）の各中間点のパイプ（Ｐ）上に設
けられている。

なお、ヨーク（Ｙｌ）に形成した磁極（Ｙｐｐ）。

（Ｙｐ４）、・・・　（Ｙｐ　Ｉｘ　）はヨーク　（Ｙ
ｌ）をヨーク（Ｙｌ）側に折り曲げて形成し、ヨーク（
Ｙ、２）に形成した磁極（Ｙｐ　、　）　、　　（Ｙｐ
３）　、　　・・・　（Ｙｐ　１ζ）はヨーク　（Ｙ）
）をヨーク　（ＹＩ）側に折曲げて形成しである。　コ
ア（Ｋ）は軟質又は半硬質磁性材料を使うことができる
。

第６図と第７図の実施例は、電極構造のみが第４図と第
５図の実施例と異なる。　第６図はパイプ（Ｐ）に対し
直角な断面を示すもので、非磁性導電体よりなる電極（
Ｅｌ）　　（Ｅｌ）は全体がリング状で、リングの中心
に向って突出する８個の突起をそれぞれ持ち、この突起
先端が流体（Ｆ）に接触するようパイプ（Ｐ）に埋込ま
れている。

そして、両電極の突起が交互に円形流路の円周方向に配
列される。　電極（Ｅｌ）　　（Ｅｌ）はＳＵＳ　３１
６の板を打抜き、折曲げて形成し、ヨーク（Ｙｌ　）（
Ｙｌ）はＳＯ３４３０で同様に加工する。　電極（Ｅｌ
）（Ｅｌ）　、　　ヨーク（Ｙｌ）　　（Ｙｌ）はこれ
らを一体的に組立てたあと、エポキシ等の樹脂で注型加
工し、各々を定められた配置で固定すると同時に硬化し
たエポキシ樹脂がパイプ（Ｐ）を形成する。　最後にコ
イル（Ｃ）とコア（Ｋ）をヨーク（Ｙｏ　（Ｙｌ）に取
り付けて組立を完成する。

ハ１発明の効果流路の磁気抵抗が減少し、磁気回路の効率が向上するの
で低消費電力の電磁流量計が実現できる。

圧力損失の小さい電磁流量計が低消費電力で実現できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの発明の実施例で、第１図は磁極が
４極の場合の実施例のパイプに直角な断面図、第２図は
８極の場合の実施例のパイプに直角な断面図、第３図は
他の実施例のパイプに直角な断面図、第４図と第５図は
更に他の実施例で第４図はパイプに直角な断面図、第５
図は第４図を側面からみた図、第６図と第７図は更に他
の実施例で、第６図はパイプに直角な断面で特に電極構
造を示す図、第７図は第６図を側面から見た図、第９図
と第１０図は従来の電磁流量計の原理を説明する図、第
１１図は従来の電磁流量計のパイプに直角な断面を示す
図である。（Ｃ＋）〜（Ｃ，０・・コイル（Ｅｌ）〜（Ｅｌｔ）・・電極（Ｐ）　　・・・円形流路を形成するパイプ（Ｙｌ）〜
（Ｙ６）・・ヨーク

Claims

【特許請求の範囲】１、円形流路と、この円形流路の外周に円周を等分して
配置され隣り合う磁極が逆の極性を持つ偶数個の磁極と
、上記隣り合う磁極の中間点に位置してその先端が流体
に接するように配置された電極とを備え、前記磁極と電
極とは同数であってかつ４個以上であることを特徴とす
る電磁流量計。２、電極は全体がリング状であって、非磁性導電体より
なる２枚の板からなり、リングの中心に向かう複数の突
起を持ち、両電極の突起が交互に円形流路の円周方向に
配列される流体接触面となる特許請求の範囲第１項記載
の電磁流量計。３、磁極はコイルを巻いたＣ形のヨークの端部である特
許請求の範囲第１項記載の電磁流量計。４、磁極を構成するヨークが軟質磁性材料よりなる特許
請求の範囲第２項記載の電磁流量計。５、磁極を構成するヨークの全部又は一部が半硬質磁性
材料よりなる特許請求の範囲第２項記載の電磁流量計。６、円形流路と、この円形流路の外周に円周を等分して
配置された偶数個の磁極と、この磁極に一端が接し他端
が流路の半径方向外方に向かうよう配置されたコアと、
これらのコアに巻かれ隣り合うコアを逆の極性に励磁す
るコイルと、前記コアの他端を磁気回路的に接続するリ
ング形のアウタヨークと、隣り合う磁極の中間点に配置
されその先端が流体に接する電極とを備え、前記電極と
コアとコイルと電極とは同数であってかつ４個以上であ
ることを特徴とする電磁流量計。７、ヨークとコアが軟質磁性材料よりなる特許請求の範
囲第６項記載の電磁流量計。８、コアが半硬質磁性材料よりなる特許請求の範囲第６
項記載の電磁流量計。９、円形流路と、この円形流路の外周に流路の流れ方向
にわずかに離れて向かい合わせて設けた２枚のヨークと
、これらの各ヨークに設けられ前記円形流路の外周に向
かう突起状の複数の磁極と、円形流路から離れて前記２
枚のヨークの間に挿入したコアと、このコアに巻いたコ
イルとを有し、前記２枚のヨークの一方の磁極は、他方
のヨークの磁極と交互に円形流路の外周に配列され、か
つ隣り合う磁極の中間点に配置されその先端が流体に接
する電極を備えていることを特徴とする電磁流量計。１０、ヨークとコアが軟質磁性材料からなる特許請求の
範囲第９項記載の電磁流量計。１１、コアが半硬質磁性材料よりなる特許請求の範囲第
９項記載の電磁流量計。