JPS62228115A - 残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置 - Google Patents

残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置

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JPS62228115A
JPS62228115A JP61315675A JP31567586A JPS62228115A JP S62228115 A JPS62228115 A JP S62228115A JP 61315675 A JP61315675 A JP 61315675A JP 31567586 A JP31567586 A JP 31567586A JP S62228115 A JPS62228115 A JP S62228115A
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yoke
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electromagnetic flowmeter
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Yoshitaka Amada
天田 義孝
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Aichi Tokei Denki Co Ltd
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    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/56Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
    • G01F1/58Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
    • G01F1/586Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor

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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0発明の目的 イー1.産業上の利用分野 この発明は残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置の改良
に関する。
イー2.従来技術 磁気回路の材料に、高透磁率で磁化しやすく、ある程度
の抗磁力を持つ半硬質磁性材料を使った残留磁気型電磁
流量計が特公昭59−7930号公報で周知である。
残留磁気型電磁流量計で、第7図に示すように、磁気回
路の磁性材料を保磁性部分と軟質部分とで構成したもの
も周知である。
第7図の電磁流量計は、その端面が流路管(1)に対向
する一対のヨーク+21 (31と、このヨーク(2)
 (31と磁気的に直列に配置されたコア(4)を有し
、コア(4)は前記保磁性部分として作用するように磁
気的に半硬質な材料で構成され、ヨーク+21 (31
は前記軟質部分として作用するように磁気的に軟質な材
料で構成されている。 この電磁流量計はコア(4)と
、一対のヨーク(21(3)と、流路管(1)を含む磁
気空隙とで磁気回路が構成され、コア(4)の外周に線
輪(5)が設けである。 線輪(5)は半硬質磁性材料
からなるコア(4)を磁化するために、周期的に短時間
の間、狭い幅のパルス電流を流す。 そして、このパル
ス電流の向きは交互に逆向きにされる。 一方の向きの
パルス電流を線輪(5)に流すと、コア(4)がそのパ
ルス電流の向きに対応した向きに磁化され、パルス電流
が無くなったあとは、コア(4)の残留磁束により流路
管(1)に磁束が印加される。 この磁束と流路管(1
)内を第7図の紙面に直角な方向に流れる流体の流速に
応じて発生する起電力を電極(6)(7)から取り出し
、図示されていな−い電子回路でサンプリングし、流量
計測を行なう。 線輪(5)に流すパルス電流の向きは
、交互に逆向きにされるため、前記残留磁束による磁束
も交互に逆向きになり、電極(61(71に生じる起電
力も交互に逆向きとなる。
イー30本発明が解決しようとする問題点残留磁気型電
磁流量計では、線輪に供給するエネルギー、すなわち消
費電力を減らすには、磁気回路の半硬質磁性材料で構成
されたコアの残留磁気を有効に活用することが必要で、
そのためには、磁気回路の動作点がコアのB−H曲線の
磁気エネルギー積(BXH)が最大の位置になるように
定めればよい。 第7図に示す構造の残留磁気型電磁流
量計で、磁気回路の動作点を磁気エネルギー積が最大の
位置に定めるには、動作点の位置が目標の位置にくるよ
うに磁気回路の回路常数を変更すればよく、その方法と
して次の三つの方法が考えられる。
(a)、一対のヨーク(21(3)の間の磁気空隙を変
えて、磁気抵抗を変える。
(b)、コア(4)の断面積を変える。
(C)、コア(4)の長さを変える。
ところが、(alの方法は、空隙を小さくするのは流路
管(1)の直径を小さくすることになり、計測する流量
が定められているためにできなく、空隙を大きくするこ
とは、エネルギー損失が増加してしまう。 (1))の
方法はコア(4)の加工工数が増すばかりテナく、コア
(4)の断面積を変える都度コアの径に合わせて線輪(
5)の寸法を変更する必要があり面倒である。 (C)
の方法は、ヨーク(2) (31とコア(4)との間□
・に空隙が生じないように、コア(4)の長さに応じて
L字形のヨーク+21 (3)の寸法を変更したり、線
輪(5)の長さ1mをコア(4)の長さに合わせて変更
する必要があって面倒である。
この発明は、上記にかんがみ、コアのB−H曲線上の磁
気エネルギー積が最大の位置に磁気回路の動作点を定め
られるよう、容易に調整可能な残留磁気型電磁流量計の
磁界発生装置を提供するのが目的である。 又、この発
明の第2の目的は、コアを磁化する電力を極小にできる
残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置を提供することで
ある。
ロ6発明の構成 ロー10問題点を解決するための手段 この発明の残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置は、流
路管を含む磁気空隙にその端面が対向する第1のヨーク
と、コアと、前記第1のヨークとコアとの間に直列に配
置されて前記コアと面接触する第2のヨークとを設け、
この第2のヨークは低電気伝導度の高透磁率磁性材料よ
りなり、前記コアと第2のヨークの外周に線輪が形成さ
れていることを特徴とする。
ロー28作 用 コアを構成する半硬質磁性材料の磁気特性に応じて、コ
アの長さを決定し、コアのB−)1曲線の磁気エネルギ
ー積が最大の位置に磁気回路の動作点が位置するように
加減する。 第2のヨークは、コアの長さに応じて移動
させその端面をコアに面接触させる。 コアと第2のヨ
ークとが接触する磁気回路の接続部は、そ、の外周に線
輪が位置するので、線輪の寸法を変更する必要がない。
又、第2のヨークに低電気伝導度の磁性材料を用いたの
で、線輪にパルス電流を流したとき、第2のヨークに発
生する渦電流を極小に抑えられる。
そのため、パルス電流による磁界が短時間のうちに上昇
し、それだけ供給エネルギーを有効に活用できる。
ロー3.実施例 第1図と第2図の実施例において、(11は流路管で、
電極(at (7)が設けられている。 (8) (9
)とその端面が流路管(1)に対向する第1のヨークで
軟質磁性材料で構成されている。 α0)は半硬質磁性
材料からなるコア、(11)  (12)はそれぞれ前
記第1のヨーク(81(9)とコアα旬との間に磁気的
に直列に配置された第2のヨークで、低電気伝導度の高
透磁率磁性材料で構成されている。 コアαψと第2の
ヨーク(11)  (12)は同じ直径の円柱形で、−
直線上に同心に配列され、それらの外周に線輪(5)が
形成されている。 第2のヨーク(11)  (12>
はそれぞれ、第1のヨーク(81(9)に設けた円形の
孔(8a)  (9a)に殆ど隙間のない状態で移動可
能に挿入され結合されている。 コアaωの長さinは
線輪の長さlII+よりも短かく定めてあり、コアα鴎
と第2のヨーク(11)  (12)との端面当接部は
面接触で隙間のない状態に維持されている。 次にコア
aωのB−H曲線上で磁気エネルギー積が最大の位置に
磁気回路の動作点がくるようにコアaΦの長さfnを決
定することについて、第3図に基づいて説明する。 図
のループは、コアαωの材料の磁気的性質より定まるB
−8曲線で、磁気エネルギー積の最大になる位置は曲線
の曲率の大きい角のところにあり、記号P I + P
 +°で示す。
図中の直線1a+2a+3a+ は、磁気回路の空隙で
ある流路管(1)の直径や、コアα■の長さや断面積な
どの回路定数で決まる傾きを持つ動作線で、線輪(5)
に電流を流してない状態での動作線である。
直線1b、 2b、 3b、は、線輪(5)に電流を流
したときの動作線で、また、1aとlb、 2aと2b
、 3aと3bと30は互いに平行である。
今、線輪(5)にパルス電流を流してコアαCにマイナ
ス方向に大きな磁界Hを一時的にかけて磁化し、線輪の
電流を断つと、コアαωの残留磁気によって、流路管(
1)に磁界がかけられる。 このとき、磁気回路の定数
で決まる動作線が図中の直線3aであると、動作点は直
線3aとB−8曲線のループとの交点のA点となり、コ
アαωの残留磁束は−Br3となるため、この残留磁束
に対応する磁束あ(流路管を含む磁気空隙に供給される
図中のHcは抗磁力で、コアαのの材料が決まれば、そ
の材料固有の数値として決まる。 同様に磁気エネルギ
ー積の最大になる位置P++PI”も、コアQIIOの
材料固有のものとしてその位置が決まる。
線輪(5)に電流を流して、磁界HをH3にしたときの
動作線は直線3bとなり、電流を断つと、動作線は直線
3aに戻り、このときの動作点は直線3aとB−8曲線
のループとの交点のB点となり、この交点Bの残留磁束
+Brlに対応する磁束が磁気空隙の流路管(11に供
給される。 これらの動作点BやAは、磁気エネルギー
積が最大の位置PI+Pl゛から離れているため、磁気
エネルギー積が最大の位置へ(線輪に電流が流れていな
いときの)動作点を移すには、点Pl+P+’を通る直
線2aが動作線になるように、コアαψの長さinを長
くすればよい。
コアの材料は長い線材を必要な長さに切断して用いる。
 そして、第2のヨーク(11)と(12)をそれぞれ
第1図において上下方向に移動させればよい。 コアα
ωの端面ば、ヨーク(11)  (12)の端面の円形
部分と面接触で隙間の無い状態で当接させる。 動作線
を希望する傾きにするために、コア001の長さinを
どれだけの長さに変更すればよいかは、磁気空隙である
流路管の直径や、コア0ωの磁気回路に直角な断面積な
どから算出するが、この計算方法は磁気回路の特性を計
算する周知の方法であるためこ\では詳述しない。
線輪(5)に電流が流れていないときの動作線が直線1
aのときは、動作点は図中のP2又はPl゛点となる。
 これを磁気エネルギー積最大の点PIやPl”に移す
には、コアα0の長さAnを短かくして動作線の傾きを
小さくし、直線2aが新しい動作線になるようにする。
 このとき第2のヨーク(11)  (12)はコアα
lの長さに合わせて、コアの端面に密着するまでその位
置を調整する。
第1のヨークの材質は、5US430.純鉄、又はこれ
らの粉末をプラスチックで固めたもの、マンガン亜鉛フ
ェライト、ニッケル亜鉛フェライト、けい素鋼板が、第
2のヨークの材質は、マンガン亜鉛フェライト、ニッケ
ル亜鉛フェライト、又は第1のヨークに用いる純鉄など
の材料の粉末をプラスチックで固めたもの、コアの材質
は、炭素鋼、鉄銅合金、ニオブコバルト鉄合金、コバル
トパラジウム鉄合金を用いることができる。
第4図の実施例は、第2のヨークを符号(11)で示す
1個としたもので、コアαωは第1のヨーク(9)の孔
(9a)に殆ど隙間のない状態で上下に移動可能に挿入
結合されている。 従って、図示のようにコアαωの上
端面と第2のヨーク(11)の下端面が接したま\両者
を下方に移動させると、コアαωの実質的な長さを短か
く、第2のヨーク(11)の実質的な長さを長くでき、
動作線の傾斜を変えることができる。 傾斜を逆に変え
るには上方に移動させる。 この実施例では、このよう
にして、容易に(B X H)が最大の位置へ動作点を
移動することができる。
尚、前記第1図及び第4図に示す実施例は第2のヨーク
とコアを同一径に形成したが、高透磁率磁性材料として
の特性が悪いものを使った場合には、第5図及び第6図
のように、第2のヨーク(11)、  (12)の直径
をコアfl〔の直径より大径にし、かつ、コアOlの端
部を第2のヨーク(11)に嵌合してこれらの接合面積
を増大することで、高透磁率磁性材料を使った場合と同
等の効果が得られる。
ハ1発明の効果 第2のヨーク(11)  (12)に低電気伝導度の材
料を用いたため、線輪(5)にパルス電流を流してコア
α…を磁化するに際し、第2のヨーク内に発生する渦電
流を抑えることができる。 その結果線輪(5)にパル
ス電流を流すと瞬間的に、ごく短時間でコアα〔を磁化
でき、それだけパルス電流に要する消費電力を軽減でき
る。
又、コアQIの長さと、第2のヨーク(11)  (1
2)の位置を調整するだけで動作点を磁気エネルギー積
が最大の位置に移すことができるため、供給エネルギー
に対する磁束発生効率を容易に最大にできる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図と第2図はこの発明の実施例で、第1図は電磁流
量計を流体の流れの方向からみた断面図、第2図は上面
図、第3図はB−H曲線と動作点を説明する線図、第4
図乃至第6図はこの発明の他の実施例を示す各断面図、
第7図は従来技術の断面図である。 (1)・・・流路管 (5)・・・線輪 (8) (9)・・・第1のヨーク OI・・・コア

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、流路管を含む磁気空隙にその端面が対向する第1の
    ヨークと、コアと、前記第1のヨークとコアとの間に直
    列に配置されて前記コアと面接触する第2のヨークとを
    設け、この第2のヨークは高透磁率磁性材料よりなり、
    前記コアと第2のヨークの外周に線輪が形成されている
    ことを特徴とする残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置
    。 2、第1のヨークが軟質磁性材料からなる特許請求の範
    囲第1項記載の残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置。 3、第2のヨークが低電気伝導度の高透磁率性材料から
    なる特許請求の範囲第1項記載の残留磁気型電磁流量計
    の磁界発生装置。
JP61315675A 1985-12-27 1986-12-26 残留磁気型電磁流量計の磁界発生装置 Expired - Fee Related JPH0676896B2 (ja)

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JP29933485 1985-12-27

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