JPS63308520A - 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】 イ０発明の目的 イー１．産業上の利用分野 この発明は電磁流量計、特に残留磁気型電磁流量計の改
良に関する。

イー２．従来技術 従来の残留磁気型電磁流量計の構造を第４図に示す。

内面が絶縁性で非磁性材料よりなる測定管（Ｔ）の内面
に一対の電極（Ｇｌ）　　（Ｇ！Ｚ）が配置され、これ
等の電極と紙面に垂直な測定管軸を含む面に垂直な磁束
を発生するために、測定管（Ｔ）の外面に一対の磁極と
なる軟質磁性材料よりなるインナーヨーク（ｙｉ＋）と
（ｙｉｚ）が設けである。　測定管（Ｔ）には被測定流
体が流される。

測定管（Ｔ）と同心に略円筒状の軟質磁性材料よりなる
アウタヨーク（ｙＯ）が設けられ、このアウタヨーク（
ｙｏ）の外径は図示されていない配管用フランジのボル
トサークルより小さい。

アウタヨーク（ｙｏ）とインナーヨーク（ｙｉ＋）（ｙ
ｉｚ）との間に半硬質磁性材料よりなるコア（Ｍｌ）　
　（Ｍｚ）が配置され、各コアには夫々コイル（Ｃ＋）
　　（Ｃｚ）とが巻回されている。

か−る残留磁気型電磁流量計は、周期的にコイル（ＣＩ
）　　（Ｃ２）に励磁電流を短時間、瞬間的に流すこと
でコア（Ｍｌ）　　（Ｍりを磁化し、その残留磁束のう
ち、流体（Ｆ）を横切る有効磁束（ΦＭ）による誘起電
圧を電極（Ｇ１）　　（ＧＺ）で検出して流速に比例し
た流量信号を得るものである。　そして次の励磁電流で
は、電流の向きが逆向きであるため、残留磁束の向きも
逆向きとなり、逆向きの誘起電圧となる。

イー３．　本発明が解決しようとする問題点コア（Ｍｌ
）と（肚）が瞬間的な励磁電流で、図の下向きに磁化さ
れた場合の残留磁束は、インナーヨーク（ｙｉ＋）から
出て、測定管（Ｔ）内の流体（Ｆ）を横切って他方のイ
ンナーヨーク（ｙｉ２．）に入る有効磁束（ΦＭ）と、
無効磁束（Φｆ）とに分けられる。　無効磁束（Φｆ）
は、インナーヨーク（ｙｊ＋）から出て、流体（Ｆ）を
横切らないで、直接アウタヨーク（ｙＯ）に入る無効磁
束（Φｆ）と、アウタヨーク（ｙｏ）から出て直接イン
ナーヨーク（ｙｉｌ）に入る無効磁束（Φｆ）である。

磁極を構成するインナーヨーり（ｙｉ＋）と（ｙｉｚ）
同志の間の距離は、インナーヨーク（ｙＬ）又は（ｙｉ
２）とアウタヨーりとの間の距離より比較的長いため、
インナーヨーク同志の間の磁気抵抗はインナーヨークと
アウタヨーク間の磁気抵抗より大きい。　そのため、残
留磁束の内の大部分が無効磁束（Φｆ）となってインナ
ーヨーク（ｙｉ＋）又は（ｙｉｚ）とアウタヨーク（ｙ
ｏ）との間を通るため、残留磁束の利用効率が悪くなる
。　従って、一定の有効磁束（ΦＭ）を得ようとすると
、無効磁束（Φｆ）の分も励磁せねばならず、それだけ
大きな消費電力を要するし、残留磁気型電磁流量計の利
点である低消費電力を最大限に活用できないという問題
点があった。

この発明は上記にかんがみ、無効磁束（Φｆ）を減らす
ことで、磁気回路の効率を上げ、消費電力を下げること
を目的とする。

口０発明の構成 ロー１．　問題点を解決するための手段この発明は上記
問題点を解決するための手段として、アウタヨークと磁
極との間に超電導物質を配置した。

ロー２１作　用 超電導物質は臨界温度以下では、その電気抵抗が零とな
り、磁束を通さない。　従って、超電導物質の臨界温度
以下の温度でこの電磁流量計を使用すれば、磁極となる
インナーヨーク（ｙｉｌ）又は（ｙｉｚ）とアウタヨー
ク（ｙＯ）との間を通る無効磁束の流れが超電導物質に
より阻止されるため、残留磁束は殆どが流体（Ｆ）を横
切る有効磁束（ΦＭ）となり、磁気回路の効率が大巾に
向上する。

ロー３．実施例 第１図の実施例は、アウタヨーク（ｙｏ）と磁極となる
インナーヨーク（ｙｉ＋）　　（ｙｉｚ）との間、具体
的には測定管（Ｔ）とアウタヨーク（５１０）の間の空
間のうち、インナーヨーク（ｙｉ＋）　　（ｙｉｚ）と
コイル（Ｃ＋）　　（Ｃｚ）とコア（Ｍｌ）　　（ＭＬ
）を除く部分に超電導物質（Ｓ）が塊（バルク）として
充填しである。

この実施例では、無効磁束（Φｆ）は、図示のように、
コイル（ＣＩ）　　（Ｃ２）による磁気回路の隙間部分
を通るものと測定管（Ｔ）内を通るものだけに減少し、
磁気回路の効率が向上する。

第２図の実施例は、磁極となるインナーヨーク（ｙ＋＋
）と（ｙｉｚ）の対向面積を大きくした点が第１図の実
施例と異なり、磁極（インナーヨーク）同志の間の磁気
抵抗が減少し、残留磁束の発生効率が上り、更に磁気回
路の効率が向上する。　なお、本願の構成要件である超
電導物質（Ｓ）を設けないで、第２図のように磁極（イ
ンナーヨーク）同志の間の対向面積を増大すると、イン
ナーヨーク（ｙｉ＋）又は（ｙｉｚ）とアウタヨーク＜
ｙｏ＞の間の無効磁束が増大し、有効磁束（ΦＭ）が減
少する。　そして有効磁束（ΦＭ）の減少は電磁流量計
として実用できない程に減少する。

第３図の実施例は、第２図の実施例と比較して、超電導
物質を塊（バルク）でなく、超電導物質の膜（Ｓｆ）と
してアウタヨーク（ｙＯ）の内面に形成したもので、こ
のｌｌｌ１ｉ　（Ｓｆ）は、アウタヨーク（ｙＯ）の内
面のうち、コア（Ｍ＋）　　（Ｍｚ）の各端が当接する
部分を除いた部分を覆う膜として形成されている。

この実施例は第２図の実施例に比し、コイル（ＣＩ）　
　（Ｃ２，）による隙間を通る無効磁束が無いだけアウ
タヨーク（ｙＯ）のコア当り面近傍の無効磁束が少なく
なって、それだけ磁気回路の効率が向上し、超電導材料
の使用量が少なくてすむ。　更にアウタヨーク（ｙｏ）
の外面や端面にも超電導膜を形成すると、アウタヨーク
（ｙｏ）の材質が理想的な軟質磁性材料でなくても、外
側へ漏れる磁束がなくなり、他の電磁流量計と連設配置
したときの干渉現象を防止できる。

残留磁気型電磁流量計では用いる磁束密度が数Ｏｅとい
う微弱なものであるため、使用する超電導材料の臨界磁
束密度の面から、セラミックス系の超電導材料が使用可
能である。　そのため、第１図、第２図の実施例では、
超電導物質（Ｓ）として焼成したセラミックス系の材料
が使用可能である。　又、第３図の実施例では、粉末セ
ラミックスをペーストとしてアウタヨーク（ｙＯ）の内
面に塗布し焼成することにより超電導物質の膜（Ｓｆ）
を得る。

なお、この発明の電磁流量計の使用温度は超電導材料の
臨界温度以下に制限される。

第１図の実施例では、従来技術と比較して磁気回路の効
率が口径５０ｍｍのもので２倍に、口径１５０　Ｉｌｍ
のもので４倍程度に向上する。

第２図、第３図の実施例では、磁極の対向面積を増大し
たことによる磁気抵抗の減少による効率向上が口径５０
ｔｍのもので３倍、口径１５０鰭のものでは９倍あるの
で、超電導物質の利用による効率向上骨と合わせて、口
径５０１ｍのもので６倍、口径１５０龍のもので３６倍
の磁気回路向上となる。

従って、従来技術では口径５０ｍｍで５０ｍＷ、口径１
５ＯＮで１００ｍＷの消費電力であったものが、実施例
では口径５０ｍ１１で８ｍＷ、口径１５０１蓋で３ｍＷ
の極低消費電力の電磁流量計が実現可能となり、電池で
１０年以上作動させることが可能となった。

ハ０発明の効果 簡単な構造で無効磁束を減少させて磁気回路の効率を向
上し、その結果、電磁流量計の消費電力を大巾に低減で
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の異なる実施例で、何れも
流体の流れに直角な断面を示す。　第４図は従来の電磁
流量計の断面を示す。 （ＣＩ）　　（Ｃ２，）　　・・・コイル（Ｆ）　　・
・・流体 （Ｇ＋　）　　（Ｇｚ）　　・・・電極（Ｍ＋）　　（
ＭＺ）　　・・・コア （Ｓ）　　・・・超電導物質 （Ｓｆ）　　・・・超電導物質の膜 （Ｔ）　　・・・測定管 （ｙｉ＋）　　（ｙＬｚ）　　・・・磁極となるインナ
ーヨーク

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定流体を流す測定管と、この測定管の内面に設け
   た一対の電極と、この電極と測定管軸を含む面に垂直な
   磁束を発生するために測定管外面に設けた一対の磁極と
   、これら磁極に取り付けた半硬質磁性材料よりなるコア
   と、各コアに巻回したコイルと、これらコアを磁気的に
   結ぶ軟質磁性材料よりなるアウタヨークとを有する残留
   磁気型電磁流量計において、アウタヨークと磁極との間
   に超電導物質を配置したことを特徴とする電磁流量計。 ２、超電導物質はアウタヨークと測定管の間の、磁極と
   コアとコイルを除く空間に塊として充填されている特許
   請求の範囲第１項記載の電磁流量計。 ３、超電導物質はアウタヨークの内面のうちコアに当た
   る部分を除いた部分を覆う膜として形成されている特許
   請求の範囲第１項記載の電磁流量計。