JPH0228088B2 - Yojukinzokuyodenjiryuryokei - Google Patents

Yojukinzokuyodenjiryuryokei

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JPH0228088B2
JPH0228088B2 JP12726883A JP12726883A JPH0228088B2 JP H0228088 B2 JPH0228088 B2 JP H0228088B2 JP 12726883 A JP12726883 A JP 12726883A JP 12726883 A JP12726883 A JP 12726883A JP H0228088 B2 JPH0228088 B2 JP H0228088B2
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JP
Japan
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duct
molten metal
electrodes
pair
electromagnetic flowmeter
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JP12726883A
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JPS6018716A (ja
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Kuniaki Miura
Toshihiko Ogasawara
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Sukegawa Electric Co Ltd
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Sukegawa Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01F1/584Measuring 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 electrodes, accessories therefor

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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、セラミツク材によるダクトに流れる
溶融金属の流量を、電磁的に測定するための測定
器に関する。 一般にこの種の電磁流量計は、第1図に示す通
り磁界MFと直交状にダクト1を設置しておき、
このダクト1からは、上記磁界MFと直交するよ
うに一対の電極2,2′が導出された構成をもつ
ている。 そして上記ダクト1内を、Na、NaK、Liそし
てAl、Zn等の溶融金属Mが、矢印のように流速
vにて流れると、磁界MFの磁束密度をB、ダク
ト1の内径をdとしたとき、前記電極2,2′間
にはフアラデーの法則によつて、次式に示される
通り流動する当該金属Mに電磁誘導される誘導起
電力Eが発生する。 E=K・B・d・v ……(1) (但しKは磁界の端末効果等によつて定まる出力
低減係数) こゝで上記(1)式にあつてはK、B、dは電磁流
量計の大きさが決まれば定まる数であるから、誘
導起電力Eを測定すれば、溶融金属の流速vが求
められ、かくしてダクト1内の流量Qが(2)式によ
つて得られるのである。 Q=π/4d2v ……(2) さて、かゝる電磁流量計にあつて、溶融金属が
Na、NaK、Liの如く比較的腐食性の弱いもので
あるときは、ダクト材にステンレス鋼等の非磁性
材を利用することができるが、Al、Zn等の如く
腐食性が強い溶融金属の流量計測に際しては、最
早ダクト材に金属材料を用いることができずに、
耐食性の強いセラミツク材、例えばSiC、Si3N4
黒鉛等を使用しなければならない。 そして上記の如くダクト1が金属材料であれ
ば、当該ダクト1の溶融金属内に発生する誘導起
電力Eは、ダクト1の電気抵抗が極めて小さいこ
とから、問題とることなく電極2,2′を介して
測定することができる。 ところが腐食性の大なる溶融金属の場合は、上
記の如く耐食性の点からセラミツク材によるダク
ト1を用いることとなるが、この際当該セラミツ
ク材は一般的に電気抵抗が大であるところから、
下表に示すような比較的低い電気抵抗をもつた
SiC、黒鉛等の導電性セラミツク材を撰定して第
2図の如くダクトが構成される。
【表】 ところが、上記SiCによる場合は、溶融金属の
温度が低いとき電気抵抗が高くなり過ぎるため、
誘導起電力Eの測定が困難となつてしまう欠陥が
あり、また黒鉛は500℃以上になると空気中にあ
つて酸化が激しいので、短時間しか使用に耐え
ず、また第3図のようにダクト1にはSi3N4を用
い電極2,2を導出する箇所だけに黒鉛、SiC等
の導電性セラミツク材を用い、セラミツク接着剤
3,3′により固定するよう構成したものもある
が、このような場合にもSiCや黒鉛の前記特性に
よる難点を根本的に解消し得たことにはならな
い。 さらにまた上記従来例によるときは、先に指摘
した欠陥の他に、電極2,2′のダクト1におけ
る取付部4,4′に発生した熱起電力が、測定す
べき本来の誘導起電力Eに加算されてしまい、流
量測定に誤差が生ずるという欠点がある。 既知の通り熱起電力は、異種材質の物が接続さ
れている部分に、温度分布が生じた際発生するも
のであり、当該取付部4,4′では電極2,2′で
ある金属とダクト1としてのセラミツク材とによ
る異種材料の接触構成が存するだけでなく、セラ
ミツクなるものは強度的に弱く、従つてセラミツ
クダクトの肉厚は可成り大となつてしまうこと、
そして一般にセラミツクは金属よりも熱電導率が
悪いこともあつて、ダクト1には溶融金属と直接
触れる内周面から外周面にわたつて大きな温度分
布が生じてしまうのである。 従つてセラミツクダクトによる上記従来例によ
るときは、第4図に示す通り熱起電力TEが発生
した状態での計測上の起電力は、流量Qであると
きの本来の誘導起電力はEであつてもE′となり、
恰もQ′の流量があるかのように計測されてしま
うのである。 本発明は上記従来例の諸難点を解消しようとす
るもので、電極はダクト内流路を流れる溶融金属
と、当該電極の先端において接触導通するように
構成すると共に、この溶融金属と実質的に同じ金
属材料により電極を形成し、さらに計測に際して
電極が溶融金属の熱によつて溶融してしまわない
よう、ダクトに冷却用突起を設け、これにより
SiC、黒鉛等がもつ耐食性を活用し、かつその電
気抵抗による測定の困難性を解消し、さらに熱起
電力の発生を絶滅できる構成を提供しようとする
のが、その目的である。 本発明を図示の実施例によつて詳記すれば、第
5図に示す通り円筒形等に形成したダクト11か
らは、その径線上にあつて冷却用突起12,1
2′を外側へ突設するのであり、当該突起12,
12′は空冷、水冷等の図示しない冷却手段Cに
よつて充分に冷却できるようにしてあると共に、
同突起12,12′の軸心にはダクト11内に貫
通する小通孔13,13′が貫設されており、こ
の小通孔13,13′には金属による電極14,
14′が嵌着されており、図示例ではその先端1
5,15′がダクト11のダクト内流路11′を形
成する内周面11″と面一に形成されている。 第6図に示した実施例では、第5図に示したも
のに放熱用フイン16,16′を突設した筒部1
7,17′が嵌着されることで冷却用突起12,
12′が構成されている。 また第8図の実施例では、第5、第6図にあつ
て示した冷却用突起12,12′が径線上にあつ
て左右へ突設されているのに対し、同図の如くダ
クト横断面視上、ハの字状の配置にて突設してお
り、従つて両突起12,12′が先端側へ向けて
下降している。 上記諸実施例に係る溶融金属用電磁流量計を用
いるには、上記冷却用突起12,12′に冷却手
段Cにより空気を吹きつけるとか、水等の液体冷
媒を流当させるなどして当該突起12,12′を
冷却するのであり、これによりダクト内流路1
1′を溶融金属が流れていても、電極14,1
4′は溶融して流出してしまうことなく、またこ
の電極12,12′は直接溶融金属に触れている
ので、ダクト11の構成部材であるセラミツクの
電気抵抗に測定値が左右されることなく、しかも
電極と溶融金属は実質的に異種の金属ではないか
ら、、両者間に温度勾配があつたとしても熱起電
力を生ずることがない。 そして当該ダクト11の製造に際しては、前記
小通孔13,13′の径d′は、出来るだけ細い方
が望ましい。というのは当該d′が大き過ぎれば、
溶融金属の流れが、第7図のように固化していた
電極12,12′の先端15,15′を少しく融解
して、小通孔13,13′内に流入してくるこ
とゝなるから、溶融金属の外径が、ダクト11の
内径dよりも実際上大きくなつて、誘導起電力E
が非線形になり、精度の高い測定値が得られなく
なる虞れがあるからである。 またd′が大きいと第5図、第6図の如き実施例
では電極14,14′の先端15,15′が溶融
し、ダクト内流路11′の溶融金属が無くなる際、
当該先端15,15′の融解金属が流出してしま
うことゝなるが、d′を小さくしておけば毛管現象
により、その流失を阻止することができる。 さらにこの際第8図の如く、ハの字状に冷却用
突起12,12′を形成しておけば、一層先端1
5,15′の流失を抑制することが可能となる。 次に上記の如き電極14,14′の流失や、小
通孔13,13′の径d′によるダクト11の内径
dの変動問題につき、これを解消しようとするの
が、本願第2発明の目的であり、その実施例を示
した第9図の通りに小通孔13,13′の全部ま
たは少なくともその内流路11′側にあつて、電
極14,14′には炭化硅素、ガラス等によるセ
ラミツク繊維18,18′が、所要量だけ配設さ
れている。 このようにすることで電極14,14′の先端
15,15′が、前記の通り溶融しても、電極金
属とセラミツク繊維18,18′との付着力によ
つて、流量計としての使用が終り、ダクト内に流
体が無くなつても、流れ落ちないことゝなり、ま
た第10図のように溶融金属の流線が小通孔1
3,13′の近傍にても直線的で第7図の如き曲
線とならないから、精度の高い計測が可能とな
る。 第1の発明は前記実施例によつて具現できるよ
うに、所定磁界中にセラミツク材によるダクトを
配設し、当該ダクト内に流れる溶融金属の流量
を、ダクトから導出した一対の電極間に発生する
誘導起電力の測定により、計測するようにした電
磁流量計において、上記一対の電極は当該溶融金
属と実質的に同一の金属により形成され、かつダ
クトの外面より突設した冷却用突起内から導出さ
れ、当該電極の先端が、ダクト内流路に対して露
呈される構成としたから、腐食性の強い溶融金属
に対して、ダクトを成するセラミツク材の特性を
いかすことができると共に、当該セラミツク材の
電気抵抗が測定に影響を与えないので、精度のよ
い計測ができセラミツク材の選定も容易となる。 さらに本発明では溶融金属と実質的に同一の金
属により電極を形成し、当該電極が溶融してしま
わないよう冷却できる冷却用突起を設けてあるか
ら、従来問題の熱起電力による精度の低下を解消
すことができ、信頼性の高い計測結果を提供する
ことができる。 さらに第2発明にあつては、第1の発明に加え
て当該電極のダクト内流路に露呈されている先端
側にあつて、炭化珪素、ガラス等によるセラミツ
ク繊維を配設するよう構成したから、電極の先端
が溶融して流失されてしまつたり、溶融金属の流
線を乱したりすることなく、より精度の高い計測
を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は溶融金属用電磁流量計の原理説明用斜
視図、第2図、第3図は従来の同流量計にあつて
ダクトの異種例を示した横断正面図、第4図は同
従来例により測定した電極間の起電力値と、溶融
金属の流量との関係を示した図表、第5図、第6
図のイ,ロは本願第1発明に係る電磁流量計の異
種実施例によるダクトの夫々横断正面図と部分右
側面図、第7図は第5図の冷却用突起部分を示す
拡大横断正面図、第8図は同他種実施側によるダ
クトの横断正面図、第9図は本願第2発明による
電磁流量計のダクトを示す横断正面図、第10図
は第9図の冷却用突起部分を示した拡大横断正面
図である。 MF……磁界、M……溶融金属、E……誘導起
電力、11……ダクト、11′……ダクト内流路、
12,12′……冷却用突起、14,14′……電
極、15,15′……電極の先端、16,16′…
…放熱用フイン、18,18′……セラミツク繊
維。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定磁界中にセラミツク材によるダクトを配
    設し、当該ダクト内に流れる溶融金属の流量を、
    ダクトから導出した一対の電極間に発生する誘導
    起電力の測定により、計測するようにした電磁流
    量計において、上記一対の電極は当該溶融金属と
    実質的に同一の金属により形成され、かつダクト
    の外面より突設した冷却用突起内から導出され、
    当該電極の先端が、ダクト内流路に対して露呈さ
    れるようにしたことを特徴とする溶融金属用電磁
    流量計。 2 冷却用突起は、その外側に放熱用フインを具
    有している特許請求の範囲第1項記載の溶融金属
    用電磁流量計。 3 冷却用突起内に設けられた一対の電極が、ダ
    クトの横断正面視上、ハの字状に配設されている
    特許請求の範囲第1項記載の溶融金属用電磁流量
    計。 4 所定磁界中にセラミツク材によるダクトを配
    設し、当該ダクト内に流れる溶融金属の流量を、
    ダクトから導出した一対の電極間に発生する誘導
    起電力の測定により、計測するようにした電磁流
    量計において、上記一対の電極は当該溶融金属と
    実質的に同一の金属により形成され、かつダクト
    の外面より突設した冷却用突起内から導出される
    と共に、当該電極のダクト内流路に露呈されてい
    る先端側には、炭化硅素、ガラス等によるセラミ
    ツク繊維を長手方向に配装したことを特徴とする
    溶融金属用電磁流量計。
JP12726883A 1983-07-13 1983-07-13 Yojukinzokuyodenjiryuryokei Expired - Lifetime JPH0228088B2 (ja)

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