JPS63255617A

JPS63255617A - 電磁流量計

Info

Publication number: JPS63255617A
Application number: JP8915087A
Authority: JP
Inventors: Shozo Kasai; 省三葛西; Toshio Takahashi; 利男高橋
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-04-11
Filing date: 1987-04-11
Publication date: 1988-10-21
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JP2554075B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は電磁流量計に係り、特に検出器の小形化に好適
な磁気回路を備えた導電性流体の流量を計測する電磁流
量計に関するものである。

〔従来の技術〕

電磁流量計の流量信号Ｅは、ＪＩＳ　　Ｚ　　８７６４
（１９８０年）によれば、Ｅ＝ＲＢｄｖ　　　　　　　　　　・・・（１）ここに
、Ｒ；短絡係数Ｂ；磁束密度ｄ；配管の口径Ｖ；流速で示される。通常、検出器は第６図に示すように、断面
が円形の配管１の内壁の左右に流量の電気信号を取り出
す検出電極２があり、電極間隔は配管の口径、すなわち
、検出器口径とほぼ同しに作られている。検出電極２を
結ぶ軸と流体３が流れる方向（配管軸方向）のいずれと
も直交する」−下方向には磁極４があり、ヨーク５でつ
ながれている。

また、磁極４には一対の励磁コイル６が取り付けられて
おり、方形波状の交流で励磁されるため、流体３には磁
界が印加される。これにより、ファラデーの電磁誘導の
法則により、検出電極２には（１）式で示す流体３の速
度に応じた流量の電気信号が発生する。しかし、このよ
うな磁気回路形状では、磁極間隔が配管口径以下にはな
り得ない。

また、検出電極２で検出される流量信号は、磁束密度Ｂ
と流速Ｖの積が同じでも配管１の内部位置により検出量
が異なる。この度合は、重み係数Ｗで表わされ、次式の
ようになる。

上式は配管軸の中心を原点とし、検出電極方向をＸ軸、
磁界方向をｙ軸として表わしている。

（２）式のｃｌ＝１として重み係数を求めた結果を配管
１の上半断面について表わしたものを第８図に示す。こ
の図から重み係数は、検出電極近傍が非常に大きいこと
がわかる。なお、第７図は第６図の検出器についてｙ軸
方向に磁束密度をＸ軸方向について測定した磁束密度の
分布の結果である。

磁束密度は配管内で異なるため、流量信号は各部の重み
係数Ｗ（ｘ、ｙ）と各部の磁束密度Ｂ（ｘ。

ｙ）の積を電極間について積分した値となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、流量信号を効率的に得るという点につ
いて配慮されておらず、流量信号が最小スパンで数１０
μＶと微小であるため、規格化された流量電気信号に変
換する変換器の増幅率を限界値で使用しており、検出器
をより小形化するためには問題があった。

本発明の目的は、検出器の流量信号の検出効率を改善し
、かつ、コイルの励磁量を減少させて検出器の小形、軽
量化をはかることができる電磁流量計を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第１に磁気回路の磁極を配管に設けた一対
の検出電極の近傍に配置し、かつ、上記各検出電極部の
磁束密度が最大となる構造として達成するようにした。

第２にさらに上記各磁極間隔を上記配管の口径に比べて
小さくして達成するようにした。

〔作用〕

検出器の流量信号の検出効率を改善し、かつ、コイルの
励磁量を減少させて検出器の小形、軽量化をはかるため
には、次の２つの技術的手段がある。

（１）磁気回路の磁極間隔を短かくし、同等の磁束密度
を得るために必要なコイルの励磁量を小さくし、磁気回
路、励磁コイルを小さくして検出器を小形化する。

（２）流量信号の重み係数の大きい検出電極近傍の磁束
密度が最大になるような磁極配置とする。

これによって一層励磁コイルと磁気回路を小形化する。

そこで、本発明では、磁極を検出電極の極近傍に近づけ
、磁極間隔を配管口径の１７２〜］。／４と短かくし、
かつ、磁束密度を検出電極位置でほぼ最大となるように
磁極を構成したので、これにより重み係数が最大となる
部分に最大の磁束密度を発生させることができ、重み係
数の効果による流量信号の増加、すなわち、Ｂ　（ｘ、
ｙ）ＸＷ（ｘ、ｙ）が第３図（ａ）　、（ｂ）かられか
るように、１．３〜１．５倍に大きくできる。なお、第
３図（ａ）は第６図の場合で、（ｂ）は本発明のＢ（ｘ
。

ｙ　）　ＸＷ（ｘ　＋　ｙ　）の積を示す。

〔実施例〕

以下本発明を第１図、第４図に示した実施例及び第２図
、第３図、第５図を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明の電磁流量計の検出器の一実施例を示す
縦断面図である。第１図において、１は口径ｄの配管、
２は配管１の内壁に対向して設けた一対の検出電極、３
は流体、４は磁極で、５は磁極４をつないでいるヨーク
で、６は励磁コイルである。第１図においては、磁気回
路を配管２の外周を包むように閉回路Ａ構成してあり、
これにより外部への漏えい磁束をなくし、外部に接続さ
れる鉄製のフランジやボルトの影響をなくし、かつ、外
乱磁界の影響を防止しである。

また、磁極４の形状は、配管２の外周に沿って配置でき
るように構成し、磁極４間の構出電極２の近傍の間隔を
最短にする構造とした。

いま、口径をｄとしたとき、磁気回路の各部の寸法は、
磁極間隔Ｑ１をｄ／２とした場合を例にとって配置すれ
ば、磁極４の流体３の流れと直角方向の幅Ｑ２＝ｄ、磁
気回路の外形はＱｓ　＝１．７５ｄ、ρａ＝１．３ｄと
なり、これに対して第６図に示す従来装置では、Ｑａ＝
２．３ｄ、ｆ１４＝２．３ｄであり、磁気回路の大きさ
は１／２．３　　と小さくできる。

また、配管工の径方向の磁束密度の分布は、第２図に示
すようになり、検出電極部に磁束密度を集中できるよう
になり、励磁の強さは１／１．５と小さくできる。

第３図はＢＡＷを棒グラフで示した図で、（ａ）は従来
の第６図の場合、（ｂ）は本発明の第１図の実施例の場
合を示し、（ｂ）の場合は、重み係数が最大となる部分
に最大の磁束密度を発生させることができるので、（ａ
）の場合の１．３〜１．５倍と大きくすることができる
。

第４図は本発明の他の実施例を示す第１図に相当する縦
断面図で、第１図と同一部分は同じ符号で示しである。

第１図と異なるところは、磁気回路を２つに分離しであ
るので、外部に接続される鉄製のフランジやポル１−の
影響、外乱磁界の影響を防止できないが、その他の作用
、効果は同一である。第５図は第４図の場合の磁束密度
分布図である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、磁極間隔を配管
の口径の１／２〜１／４にすることができ、重み係数に
合った磁束密度分布の効果を１．３〜１．５倍と大きく
でき、総合的な流量信号を２．６〜６倍とすることが可
能で、変換器の信号増幅率が従来のままとすれば検出器
を１／２〜１／３に小形化できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電磁流量計の検出器の一実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図の検出器の磁束密度分布図、
第３図はＢＯＷを棒グラフで示した図、第４図は本発明
の他の実施例を示す第１図に相当する縦断面図、第５図
は第４図の検出器の磁束密度分布図、第６図は従来の検
出器の縦断面図、第７図は第６図の検出器の磁束密度分
布図、第８図は電極の両端に寄与する割合を示す重み関
数を示す解説図である。１・・・配管、２・・・検出電極、３・・・流体、４・
・・磁極、５・・・ヨーク、７，６・・・励磁コイル。

Claims

【特許請求の範囲】１、配管に設けた一対の検出電極と、前記配管軸と前記
検出電極間軸のいずれとも直交する磁界を発生する磁気
回路と、該磁気回路を励磁する一対の励磁コイルからな
る電磁流量計において、前記磁気回路の磁極を前記各検
出電極の近傍に配置し、かつ、前記各検出電極部の磁束
密度が最大となる構造としたことを特徴とする電磁流量
計。２、配管に設けた一対の検出電極と、前記配管軸と前記
検出電極間軸のいずれとも直交する磁界を発生する磁気
回路と、該磁気回路を励磁する一対の励磁コイルからな
る電磁流量計において、前記磁気回路の磁極の前記各検
出電極の近傍に配置し、かつ、前記各検出電極部の磁束
密度が最大となる構造とし、さらに、前記各磁極間隔を
前記配管の口径に比べて小さくしたことを特徴とする電
磁流量計。３、前記磁極間隔が前記配管の口径の１／２以下である
特許請求の範囲第２項記載の電磁流量計。