JPH06103202B2 - 電磁流量計 - Google Patents
電磁流量計Info
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- JPH06103202B2 JPH06103202B2 JP63244651A JP24465188A JPH06103202B2 JP H06103202 B2 JPH06103202 B2 JP H06103202B2 JP 63244651 A JP63244651 A JP 63244651A JP 24465188 A JP24465188 A JP 24465188A JP H06103202 B2 JPH06103202 B2 JP H06103202B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring 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
- G01F1/58—Measuring 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
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring 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
- G01F1/58—Measuring 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
- G01F1/586—Measuring 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は当該横断面が２つの主軸を有する楕円のプロフ
ィールを有する中空空間を備えた測定管と、流動方向に
対して横断する方向に向けられた磁界を発生する装置
と、第１主軸に沿つて相対向する個所に設けられていて
誘起電圧を取出すための２つの電極とを具備し、ここに
おいて上記誘起電圧は上記測定管に導電性流動媒体が貫
流する際誘起されるものである形式の電磁流量計に関す
る。
ィールを有する中空空間を備えた測定管と、流動方向に
対して横断する方向に向けられた磁界を発生する装置
と、第１主軸に沿つて相対向する個所に設けられていて
誘起電圧を取出すための２つの電極とを具備し、ここに
おいて上記誘起電圧は上記測定管に導電性流動媒体が貫
流する際誘起されるものである形式の電磁流量計に関す
る。
この種の電磁流量計では流量測定の原理によれば電極を
用いて取出された誘起された電圧が、磁界の磁気誘導度
と、測定管を流れる流動媒体の平均流動速度に比例す
る。被測定流量は平均流速と金属の中空空間の横断面積
との積により与えられる。従つて、誘起電圧を用いて測
定された流速からの流量の精確な測定には横断面が精確
に知られていることが前提条件である。横断面積外部の
影響により変化する場合には上述の前提条件はもはや充
足されない。その様な影響は殊に圧力及び測定管を流れ
る流動媒体の温度である。概して、測定管−中空空間の
横断面積の変化によつて電極間隔の変化も生ぜしめら
れ、それにより、誘起電圧と被測定平均流速との関係も
変化する。従つて精確な測定結果を得るには横断面積の
変化を検出しそれの、測定結果への影響を補償するのに
高価な手段が必要である。
用いて取出された誘起された電圧が、磁界の磁気誘導度
と、測定管を流れる流動媒体の平均流動速度に比例す
る。被測定流量は平均流速と金属の中空空間の横断面積
との積により与えられる。従つて、誘起電圧を用いて測
定された流速からの流量の精確な測定には横断面が精確
に知られていることが前提条件である。横断面積外部の
影響により変化する場合には上述の前提条件はもはや充
足されない。その様な影響は殊に圧力及び測定管を流れ
る流動媒体の温度である。概して、測定管−中空空間の
横断面積の変化によつて電極間隔の変化も生ぜしめら
れ、それにより、誘起電圧と被測定平均流速との関係も
変化する。従つて精確な測定結果を得るには横断面積の
変化を検出しそれの、測定結果への影響を補償するのに
高価な手段が必要である。
発明の目的 本発明の課題ないし目的とするところは測定管−中空空
間の横断面の、外部からの影響により惹起される変形に
無関係な精確な測定結果をわずかなコストで得られる電
磁流量計を実現することにある。
間の横断面の、外部からの影響により惹起される変形に
無関係な精確な測定結果をわずかなコストで得られる電
磁流量計を実現することにある。
発明の構成 上記課題の解決のため本発明によれば冒頭に述べた形式
の電磁流量計において第２主軸の長さは測定管個所に位
置する部分により一定に保持されるように構成されてお
り、前記第２主軸の長さを一定に保持する部分は種々の
材料から成り、この種々の材料の各熱膨脹率は前記測定
管の温度に基因する変形によっても第２主軸の長さ変化
が何ら惹起されないように相互に適合調整されているの
であり、または、第２主軸の長さは測定管個所に位置す
る部分により一定に保持されるように構成されており、
前記第２主軸の長さを一定保持する部分は前記測定管な
いし前記測定管を流れる媒体に熱的に結合されており、
その際前記測定管の温度に基因する変形によって前記第
２主軸の何らの長さ変化の惹起されないように上記熱的
結合はなされているのであり、または、第２主軸の長さ
は測定管個所に位置する部分により一定に保持されるよ
うに構成されており、前記第２主軸の長さを一定に保持
する部分として、磁気コア、及び磁界の発生のための装
置の磁気帰路部材が用いられ、磁界発生装置は２つの磁
気コアを有し該磁気コアは前記第２主軸に沿って直径方
向で相対向する個所で金属管の外面に接触係合し、それ
により前記金属管の変形の際前記第２主軸の長さを実質
的に一定に保持するように構成されているのであり、ま
たは、第２主軸の長さは測定管個所に位置する部分によ
り一定に保持されるように構成されており、前記測定管
の壁体が構成されているのである。
の電磁流量計において第２主軸の長さは測定管個所に位
置する部分により一定に保持されるように構成されてお
り、前記第２主軸の長さを一定に保持する部分は種々の
材料から成り、この種々の材料の各熱膨脹率は前記測定
管の温度に基因する変形によっても第２主軸の長さ変化
が何ら惹起されないように相互に適合調整されているの
であり、または、第２主軸の長さは測定管個所に位置す
る部分により一定に保持されるように構成されており、
前記第２主軸の長さを一定保持する部分は前記測定管な
いし前記測定管を流れる媒体に熱的に結合されており、
その際前記測定管の温度に基因する変形によって前記第
２主軸の何らの長さ変化の惹起されないように上記熱的
結合はなされているのであり、または、第２主軸の長さ
は測定管個所に位置する部分により一定に保持されるよ
うに構成されており、前記第２主軸の長さを一定に保持
する部分として、磁気コア、及び磁界の発生のための装
置の磁気帰路部材が用いられ、磁界発生装置は２つの磁
気コアを有し該磁気コアは前記第２主軸に沿って直径方
向で相対向する個所で金属管の外面に接触係合し、それ
により前記金属管の変形の際前記第２主軸の長さを実質
的に一定に保持するように構成されているのであり、ま
たは、第２主軸の長さは測定管個所に位置する部分によ
り一定に保持されるように構成されており、前記測定管
の壁体が構成されているのである。
本発明の手段の基礎となる認識とするところは楕円横断
面の測定管を用いての電磁流量測定の場合測定結果は幾
何的特性の点ではたんに、電極軸に対して垂直方向に位
置する楕円−主軸の長さにのみ依存し、一方、同時に電
極間隔に相応する他方の主軸の長さが、測定結果に影響
しない、ということである。
面の測定管を用いての電磁流量測定の場合測定結果は幾
何的特性の点ではたんに、電極軸に対して垂直方向に位
置する楕円−主軸の長さにのみ依存し、一方、同時に電
極間隔に相応する他方の主軸の長さが、測定結果に影響
しない、ということである。
本発明では中空空間横断面の変形の際、電極軸に対して
垂直方向に位置する主軸の長さが一定に保持され同時
に、中空空間横断面が楕円プロフイールを維持するの
で、そのような変形は測定結果には影響を及ぼさない。
垂直方向に位置する主軸の長さが一定に保持され同時
に、中空空間横断面が楕円プロフイールを維持するの
で、そのような変形は測定結果には影響を及ぼさない。
本発明の手段は中空空間横断面が円形である場合にも成
立つ。それというのは円は同じ長さの２つの主軸を有す
る楕円の特殊な場合があるからである。従つて、本発明
は円形の測定管を有する一般慣用の電磁測定装置にて直
接的に適用され得る。
立つ。それというのは円は同じ長さの２つの主軸を有す
る楕円の特殊な場合があるからである。従つて、本発明
は円形の測定管を有する一般慣用の電磁測定装置にて直
接的に適用され得る。
本発明はわずかな技術的コストで実現され得る。一定に
保持さるべき楕円主軸に沿つて相対向する２つの個所に
て測定管を次のように安定化する、即ち当該主軸の長さ
が変り得ないように安定化するようにしさえすればよ
い。このことは上記個所にて測定管に係合する構成部分
により行なうことができる。特に有利な構成手段によれ
ば、当該の目的のため、磁界発生装置のいずれにしろ設
けられる構成部分及び場合により、設けられているケー
シングを使用するのである。上記構成部分を成す材料の
適当な選定により、当該構成部分の温度に基因する寸法
変化を補償して、楕円−主軸の一定保持状態が損なわれ
ないことが達成される。
保持さるべき楕円主軸に沿つて相対向する２つの個所に
て測定管を次のように安定化する、即ち当該主軸の長さ
が変り得ないように安定化するようにしさえすればよ
い。このことは上記個所にて測定管に係合する構成部分
により行なうことができる。特に有利な構成手段によれ
ば、当該の目的のため、磁界発生装置のいずれにしろ設
けられる構成部分及び場合により、設けられているケー
シングを使用するのである。上記構成部分を成す材料の
適当な選定により、当該構成部分の温度に基因する寸法
変化を補償して、楕円−主軸の一定保持状態が損なわれ
ないことが達成される。
測定管がそのようにして一方の楕円−主軸の一定保持さ
れるように安定される場合、中空空間横断面の変形は概
して次のようになされる、即ちそのために特別な手段を
講ぜずに楕円プロフイールが維持されるように変形がな
される。但し、付加的に測定管の適当な構成により、精
確な楕円プロフイールの維持のなされるように中空空間
横断面の変形状態に影響、作用を及ぼすことができる。
れるように安定される場合、中空空間横断面の変形は概
して次のようになされる、即ちそのために特別な手段を
講ぜずに楕円プロフイールが維持されるように変形がな
される。但し、付加的に測定管の適当な構成により、精
確な楕円プロフイールの維持のなされるように中空空間
横断面の変形状態に影響、作用を及ぼすことができる。
本発明の別の特徴点及び利点は図を用いての実施例から
明らかとなる。
明らかとなる。
実施例 第１図は測定管11を有する電磁流量計（磁気−誘導流量
測定装置）10の斜視図を示す。電流Ｉの流れる励磁コイ
ル12,13は測定管11の内部に、測定管11の軸に対して垂
直方向に向けられた磁界Ｈを生じさせる。測定管11の壁
に配置された２つの電極14,15（それらを結ぶ線は磁界
Ｈの方向に対して垂直に向けられている）は電圧Umの取
出しに用いられる。その際その電圧は導電性媒体が測定
管11を流れるとき誘起される。図示の実施例では測定管
11は金属製外とう16を有し、この外とうは導電性流動媒
体に対する電気的絶縁のため絶縁材料から成るライニン
グ17（これは例えばプラスチツクから成る）を有する。
その場合、そのプラスチツクの材料は次のように選定さ
れている、即ち、当該プラスチツク材料の、温度に基因
する膨脹ないし伸びを、金属製外とうの温度に基因する
膨張ないし伸びとの比が、上記ライニング17を金属製外
とう16の内壁に常に且どこでも（至る処で）当接ならし
める値であるように選定されている。ライニング17の内
面は測定管の中空空間を形成する。
測定装置）10の斜視図を示す。電流Ｉの流れる励磁コイ
ル12,13は測定管11の内部に、測定管11の軸に対して垂
直方向に向けられた磁界Ｈを生じさせる。測定管11の壁
に配置された２つの電極14,15（それらを結ぶ線は磁界
Ｈの方向に対して垂直に向けられている）は電圧Umの取
出しに用いられる。その際その電圧は導電性媒体が測定
管11を流れるとき誘起される。図示の実施例では測定管
11は金属製外とう16を有し、この外とうは導電性流動媒
体に対する電気的絶縁のため絶縁材料から成るライニン
グ17（これは例えばプラスチツクから成る）を有する。
その場合、そのプラスチツクの材料は次のように選定さ
れている、即ち、当該プラスチツク材料の、温度に基因
する膨脹ないし伸びを、金属製外とうの温度に基因する
膨張ないし伸びとの比が、上記ライニング17を金属製外
とう16の内壁に常に且どこでも（至る処で）当接ならし
める値であるように選定されている。ライニング17の内
面は測定管の中空空間を形成する。
電極14,15は図示の如く導電的（直流的）信号取出のた
め流動媒体と導電的接触し得る。それら電極は容量性電
極として構成されていてもよい。
め流動媒体と導電的接触し得る。それら電極は容量性電
極として構成されていてもよい。
公知のように、第１図に示す形式の磁気−誘導的流量測
定装置では電極14,15にて取出される電圧Umはフアラデ
イの電磁誘導の法則により、磁界の磁気誘導度BHと流動
媒体の速度Ｖとの積に比例する。測定すべき流量Ｑ、す
なわち単位時間当り測定管を流れる容積（容量）は速度
Ｖと中空空間18の横断面積Ｆとの積に比例する。
定装置では電極14,15にて取出される電圧Umはフアラデ
イの電磁誘導の法則により、磁界の磁気誘導度BHと流動
媒体の速度Ｖとの積に比例する。測定すべき流量Ｑ、す
なわち単位時間当り測定管を流れる容積（容量）は速度
Ｖと中空空間18の横断面積Ｆとの積に比例する。
測定管11は長さ2aないし2bの２つの主軸A,Bを有する楕
円横断面を有する。主軸Ａは２つの電極14,15の結合線
と一致し、よつてそれら電極間の間隔は主軸Ａの長さ2a
に等しい。主軸Ａに対して垂直の主軸Ｂは磁界Ｈの方向
と一致する。
円横断面を有する。主軸Ａは２つの電極14,15の結合線
と一致し、よつてそれら電極間の間隔は主軸Ａの長さ2a
に等しい。主軸Ａに対して垂直の主軸Ｂは磁界Ｈの方向
と一致する。
電極14,15にて取出される電圧は電極間隔にも依存する
ので、電圧Umと流動媒体の速度Ｖとの間に次の関係が成
立つ。
ので、電圧Umと流動媒体の速度Ｖとの間に次の関係が成
立つ。
Um＝Ｋ・ｖ・BH・2a （１） 但しＫは定数である。
流量Ｑに対して次式が成立つので、 Ｑ＝ｖ・Ｆ （２） 電圧Umと流量Ｑとの間に次の関係式が成立つ。
横断面Ｆは流量測定装置の作動中外部からの影響により
変化し得る。それらの影響は殊に流動媒体の圧力及び温
度である。流動媒体の高い圧力は測定管11の伸びを惹起
し得、流動媒体の温度変化は金属製外とう16及びライニ
ング17の熱膨張又は熱収縮を惹起し得る。２つの原因に
より横断面Ｆ、ひいては、式（３）により与えられる関
係、すなわち誘起電圧Umと被測定流量Ｑとの関係が変化
する。
変化し得る。それらの影響は殊に流動媒体の圧力及び温
度である。流動媒体の高い圧力は測定管11の伸びを惹起
し得、流動媒体の温度変化は金属製外とう16及びライニ
ング17の熱膨張又は熱収縮を惹起し得る。２つの原因に
より横断面Ｆ、ひいては、式（３）により与えられる関
係、すなわち誘起電圧Umと被測定流量Ｑとの関係が変化
する。
第１図に示す、中空空間18の横断面の仮定した楕円プロ
フイールの場合、当該横断面積に対して次式が成立つ。
フイールの場合、当該横断面積に対して次式が成立つ。
Ｆ＝ａ・ｂ （４） 式（４）を式（３）に代入すると誘起電圧Umと流量Ｑと
の間に次式が成立つ。
の間に次式が成立つ。
要するに、電圧Umは幾何学的特性の点で楕円主軸Ｂ（こ
れは電極14,15の結合線に対して垂直方向且磁界Ｈに対
して平行な方向に延在する）の長さ2bに依存する。
れは電極14,15の結合線に対して垂直方向且磁界Ｈに対
して平行な方向に延在する）の長さ2bに依存する。
適当な構成手段（これについては第２、第３図を用いて
例を説明する）により、次のことが達成される、即ち圧
力、温度又は他の外部からの影響により中空空間18の横
断面積Ｆの変化の惹起される際 −第２主軸Ｂの長さ2bが一定に保持される、 −中空空間18の横断面が実質的に楕円プロフイールを維
持する、ことが達成される。
例を説明する）により、次のことが達成される、即ち圧
力、温度又は他の外部からの影響により中空空間18の横
断面積Ｆの変化の惹起される際 −第２主軸Ｂの長さ2bが一定に保持される、 −中空空間18の横断面が実質的に楕円プロフイールを維
持する、ことが達成される。
第１図には中空空間18の横断面のそのような変形を著し
く誇張して示してある。更に、中空空間横断面は楕円の
形状を有し、その際第１主軸Ａは長さ2a′を有し、一方
第２主軸Ｂの長さ2bは変らないままである。
く誇張して示してある。更に、中空空間横断面は楕円の
形状を有し、その際第１主軸Ａは長さ2a′を有し、一方
第２主軸Ｂの長さ2bは変らないままである。
横断面積Ｆ′ Ｆ′＝ａ′・ｂ・π （６） は変形前の横断面積Ｆより大であるが、電極14,15は変
形前におけるより大きな間隔を有する。よつて、電圧Um
と流量Ｑとの関係について式（５）の関係が成立つ。従
つて、測定結果は圧力とか温度のような外部の影響（こ
れは測定管11の中空空間18の横断面を変化させる）を受
けないようになる。
形前におけるより大きな間隔を有する。よつて、電圧Um
と流量Ｑとの関係について式（５）の関係が成立つ。従
つて、測定結果は圧力とか温度のような外部の影響（こ
れは測定管11の中空空間18の横断面を変化させる）を受
けないようになる。
“楕円−プロフイール”という概念は楕円の両主軸Ａ、
Ｂが等しい長さを有するという特別な場合を含む。この
場合、中空空間横断面のプロフイールは直径Ｄを有する
円である。この場合は第１図は変形されていない測定管
11に対して示してある。このことは測定管−中空空間が
円形である通常の構成に相応する。第１図中両主軸Ａと
Ｂは測定管の非変形状態において、中空空間18の直径Ｄ
に等しい長さを有する。中空空間横断面の破線で示す増
大の際主軸Ｂの長さ2bは直径Ｄに等しく、一方、主軸Ａ
の長さ2a′は直径Ｄより大である。
Ｂが等しい長さを有するという特別な場合を含む。この
場合、中空空間横断面のプロフイールは直径Ｄを有する
円である。この場合は第１図は変形されていない測定管
11に対して示してある。このことは測定管−中空空間が
円形である通常の構成に相応する。第１図中両主軸Ａと
Ｂは測定管の非変形状態において、中空空間18の直径Ｄ
に等しい長さを有する。中空空間横断面の破線で示す増
大の際主軸Ｂの長さ2bは直径Ｄに等しく、一方、主軸Ａ
の長さ2a′は直径Ｄより大である。
簡単な構成上の手段により中空空間プロフイールの楕円
状の変形を、次のようにして行なわせる、すなわち一方
の主軸の長さが変らない状態に保持されるようにして上
記変形を行なわせることが可能である。測定管は一定に
保持さるべき主軸Ｂ上にて直径方向で相対向する２つの
個所にて、測定管に係合する部分によつて安定化され
て、上記主軸の長さ変化が阻止されるようになる。中空
空間横断面のどのような変化があつても、必然的に他方
の主軸Ａの長さ変化が惹起される。測定管の均一な肉厚
のもとで変形は概して特別な手段を講ぜずとも少くとも
近似的に楕円状となる。
状の変形を、次のようにして行なわせる、すなわち一方
の主軸の長さが変らない状態に保持されるようにして上
記変形を行なわせることが可能である。測定管は一定に
保持さるべき主軸Ｂ上にて直径方向で相対向する２つの
個所にて、測定管に係合する部分によつて安定化され
て、上記主軸の長さ変化が阻止されるようになる。中空
空間横断面のどのような変化があつても、必然的に他方
の主軸Ａの長さ変化が惹起される。測定管の均一な肉厚
のもとで変形は概して特別な手段を講ぜずとも少くとも
近似的に楕円状となる。
第２図は前述のように構成された電磁流量計の断面図を
示す。この流量計は第１図の流量計10と同じように測定
管21と、この測定管の内部に磁界を生じさせるための２
つの励磁コイル22,23と、誘起電圧を取出すための２つ
の電極24,25を有する。測定管21の中空空間28の横断面
はやはり２つの主軸A,Bを有する楕円プロフイールを有
し、その際上記両主軸は図示の変形されていない状態に
おいて等しい大きさであり、つまり、非変形時の横断面
は円形である。
示す。この流量計は第１図の流量計10と同じように測定
管21と、この測定管の内部に磁界を生じさせるための２
つの励磁コイル22,23と、誘起電圧を取出すための２つ
の電極24,25を有する。測定管21の中空空間28の横断面
はやはり２つの主軸A,Bを有する楕円プロフイールを有
し、その際上記両主軸は図示の変形されていない状態に
おいて等しい大きさであり、つまり、非変形時の横断面
は円形である。
両励磁コイル22,23は磁界発生装置30の構成部分であ
り、この装置はその他に励磁コイル22,23により取囲ま
れる磁気コア31,32と、磁気コア31,32の端面に取付けら
れた磁極片33,34と、両磁気コア31,32を相互に接続する
帰磁路部分35とを有する。帰磁路部分35は磁気コア31,3
2と共に磁界発生装置30の磁気回路を形成する。
り、この装置はその他に励磁コイル22,23により取囲ま
れる磁気コア31,32と、磁気コア31,32の端面に取付けら
れた磁極片33,34と、両磁気コア31,32を相互に接続する
帰磁路部分35とを有する。帰磁路部分35は磁気コア31,3
2と共に磁界発生装置30の磁気回路を形成する。
磁極片33,34は湾曲されており、測定管21を囲繞し、そ
の際磁極片33,34の湾曲半径は測定管21のそれより大で
ある。それにより、測定管21の中空空間28にて発生され
た磁界Ｈが著しく均質になることが達成され得る。磁極
片33,34は直径方向で相対向する個所で、主軸Ｂの延長
線上で、測定管21の外面に当接係合する。磁極片33,34
は磁気コア31,32と、帰磁路35とにより所定間隔をおい
て相互間で間隔保持されるので、上述の構成部分によつ
て、中空空間28の横断面プロフイールの主軸Ｂの所定の
長さが得られる。
の際磁極片33,34の湾曲半径は測定管21のそれより大で
ある。それにより、測定管21の中空空間28にて発生され
た磁界Ｈが著しく均質になることが達成され得る。磁極
片33,34は直径方向で相対向する個所で、主軸Ｂの延長
線上で、測定管21の外面に当接係合する。磁極片33,34
は磁気コア31,32と、帰磁路35とにより所定間隔をおい
て相互間で間隔保持されるので、上述の構成部分によつ
て、中空空間28の横断面プロフイールの主軸Ｂの所定の
長さが得られる。
圧力変化により惹起される、中空空間18の横断面積の増
大の際構成部材31〜35は変らないままであり、その結果
主軸Ｂの長さ2bは変化し得ない。従つて測定管21は主軸
Ａの方向で変形せざるを得ず、その際主軸Ａの長さは増
大する。
大の際構成部材31〜35は変らないままであり、その結果
主軸Ｂの長さ2bは変化し得ない。従つて測定管21は主軸
Ａの方向で変形せざるを得ず、その際主軸Ａの長さは増
大する。
これに対して温度変化のほうが、中空空間28の横断面積
の変化の原因である場合、そのような温度変化は主軸Ｂ
の長さを一定に保持すべき構造部材にも影響を及ぼす。
このことは周囲温度の変化の際にも、測定管を流れる流
動媒体の温度の変化の際にも起こる、それというのはそ
の流動媒体の温度も磁気コアの構成部材に影響を与える
からである。それにより、当該構成部材の寸法がそれの
熱膨張係数に従つて変化するのである。著しく高温の流
動媒体の流量測定の場合、中空空間28の横断面積の変化
も、磁気回路構成部分の長さ変化も著しく大となり得
る。
の変化の原因である場合、そのような温度変化は主軸Ｂ
の長さを一定に保持すべき構造部材にも影響を及ぼす。
このことは周囲温度の変化の際にも、測定管を流れる流
動媒体の温度の変化の際にも起こる、それというのはそ
の流動媒体の温度も磁気コアの構成部材に影響を与える
からである。それにより、当該構成部材の寸法がそれの
熱膨張係数に従つて変化するのである。著しく高温の流
動媒体の流量測定の場合、中空空間28の横断面積の変化
も、磁気回路構成部分の長さ変化も著しく大となり得
る。
磁気回路の構成部分を成す材料の適当な選定により、温
度に基因する影響を補償して、主軸Ｂの長さ2bが一定に
保持されるようにし得る。このために、磁気回路の構成
部分の材料は次の関係式が充足されるように選定され
る。
度に基因する影響を補償して、主軸Ｂの長さ2bが一定に
保持されるようにし得る。このために、磁気回路の構成
部分の材料は次の関係式が充足されるように選定され
る。
1/2・h1（１＋Ｔ・k1）−h2（１＋Ｔ・k2）＝ｂ＝一定
（７） h1：主軸Ｂに対して平行ないし並列の帰磁路部分35の高
さ h2：磁気コア31、32の高さ k1：帰磁路部材35の材料の熱膨張率 k2：磁気コア31、32の材料の熱膨張率 T:温度 測定管21及び磁極片33,34の厚さは簡単化のため無視さ
れる。その際主軸Ｂの半分の長さｂに対して次式が成立
つ、 ｂ＝1/2・h1−h2 （８） 式（７）と（８）から、磁気回路−構成部分の材料の熱
膨張係数に対して次の条件が生じる。
（７） h1：主軸Ｂに対して平行ないし並列の帰磁路部分35の高
さ h2：磁気コア31、32の高さ k1：帰磁路部材35の材料の熱膨張率 k2：磁気コア31、32の材料の熱膨張率 T:温度 測定管21及び磁極片33,34の厚さは簡単化のため無視さ
れる。その際主軸Ｂの半分の長さｂに対して次式が成立
つ、 ｂ＝1/2・h1−h2 （８） 式（７）と（８）から、磁気回路−構成部分の材料の熱
膨張係数に対して次の条件が生じる。
この条件が満たされると、磁極片33,34間の間隔、ひい
ては主軸Ｂの長さ2bは温度変化に無関係に一定に保持さ
れる。従つて基本的に、磁界発生装置30の構成部分の幾
何学的形状及び材料を相応に調整、整合することによ
り、中空空間28の楕円プロフイールの、電極軸に対して
垂直方向に延びる主軸Ｂの長さを、温度に依存する横断
面変化の際にも一定に保持し得る。
ては主軸Ｂの長さ2bは温度変化に無関係に一定に保持さ
れる。従つて基本的に、磁界発生装置30の構成部分の幾
何学的形状及び材料を相応に調整、整合することによ
り、中空空間28の楕円プロフイールの、電極軸に対して
垂直方向に延びる主軸Ｂの長さを、温度に依存する横断
面変化の際にも一定に保持し得る。
磁気回路の構成部分の、温度に基因する寸法変化の上述
の補償により、上記構成部分の、測定管へのないし測定
管を流れる流動媒体への良好な熱的結合を行なつて、そ
れにより、当該構成部分の温度が、できるだけ迅速に測
定管ないし流動媒体の温度をとるようにする必要があ
る。第２図では当該熱的結合は主として、測定管21に当
接する磁極片33,34を介して行なわれ、その際熱は磁気
コア31,32を介して帰磁路部材35を介して伝播する。こ
の結合で十分でない場合は付加的に熱伝導性ブリツジ体
（これは例えば流し込み注型品又は金属から成り得る）
を設け、これにより、測定管21から帰磁（路）部材35へ
の熱伝導を生じさせ得る。付加的に帰磁部材35と、当該
装置構成（当該電磁流量計）を取囲むケーシングとの間
に、磁気回路の構成部分の温度を最適な値に保持するた
めに熱的絶縁体を設け得る。
の補償により、上記構成部分の、測定管へのないし測定
管を流れる流動媒体への良好な熱的結合を行なつて、そ
れにより、当該構成部分の温度が、できるだけ迅速に測
定管ないし流動媒体の温度をとるようにする必要があ
る。第２図では当該熱的結合は主として、測定管21に当
接する磁極片33,34を介して行なわれ、その際熱は磁気
コア31,32を介して帰磁路部材35を介して伝播する。こ
の結合で十分でない場合は付加的に熱伝導性ブリツジ体
（これは例えば流し込み注型品又は金属から成り得る）
を設け、これにより、測定管21から帰磁（路）部材35へ
の熱伝導を生じさせ得る。付加的に帰磁部材35と、当該
装置構成（当該電磁流量計）を取囲むケーシングとの間
に、磁気回路の構成部分の温度を最適な値に保持するた
めに熱的絶縁体を設け得る。
第３図は第２図の電磁流量計の変化実施例を示し、その
際第２図に相応する構成部分は第２図と同じ符号を付し
てあり、再度示してはいない。第３図の実施例は次の点
で第２図のそれと異なる。
際第２図に相応する構成部分は第２図と同じ符号を付し
てあり、再度示してはいない。第３図の実施例は次の点
で第２図のそれと異なる。
−磁極片33、34は省いてあり、その代わりに、磁気コア
31、32はそれの端面が、直接測定管21の外面に当接す
る、 −測定管21及び磁界発生装置30はケーシング40によつて
取囲まれており、支持部材41,42（これらは主軸Ｂの延
長方向に帰磁部材35とケーシング40との間に延在する）
により、上記ケーシングに固定的に取付けられている。
31、32はそれの端面が、直接測定管21の外面に当接す
る、 −測定管21及び磁界発生装置30はケーシング40によつて
取囲まれており、支持部材41,42（これらは主軸Ｂの延
長方向に帰磁部材35とケーシング40との間に延在する）
により、上記ケーシングに固定的に取付けられている。
−帰磁部材35は第２図の実施例により約より薄厚に形成
されていて、それにより、それの強度は主軸Ｂの方向で
の測定管21の変形を阻止するには十分でないが、この場
合、ケーシング40は主軸Ｂの延長方向で相対向する個所
で磁気コア31,32を介して測定管21を安定化する構成部
分を成す。主軸Ｂが横断面積の、温度に基因する変化の
際にも一定に保持されるために、この場合にて、ケーシ
ング40の材料の、支持部材41,42及び磁気コア31,32の材
料に対しての特性比を次のように選定しなければならな
い、すなわち式（９）の条件が満たされるように選定し
なければならない。
されていて、それにより、それの強度は主軸Ｂの方向で
の測定管21の変形を阻止するには十分でないが、この場
合、ケーシング40は主軸Ｂの延長方向で相対向する個所
で磁気コア31,32を介して測定管21を安定化する構成部
分を成す。主軸Ｂが横断面積の、温度に基因する変化の
際にも一定に保持されるために、この場合にて、ケーシ
ング40の材料の、支持部材41,42及び磁気コア31,32の材
料に対しての特性比を次のように選定しなければならな
い、すなわち式（９）の条件が満たされるように選定し
なければならない。
第２図及び第３図に示す実施例の利点とするところは、
主軸Ｂの一定保持のためいずれにしろ存在する流量計の
構成部分が用いられ、その結果当該目的のため付加的構
成部分が必要とされないことである。このことは勿論必
ずしも必要でない。幾つかの場合では、付加的構成部材
を、主軸Ｂの方向で測定管の安定化のため設けると好適
である。そのような部分は例えば測定管にて磁気コア3
1,32ないし磁極片33,34の両側で係合するようにし得
る。そのような変形は当業者には何ら困難性がなく、従
つて図示されていない。
主軸Ｂの一定保持のためいずれにしろ存在する流量計の
構成部分が用いられ、その結果当該目的のため付加的構
成部分が必要とされないことである。このことは勿論必
ずしも必要でない。幾つかの場合では、付加的構成部材
を、主軸Ｂの方向で測定管の安定化のため設けると好適
である。そのような部分は例えば測定管にて磁気コア3
1,32ないし磁極片33,34の両側で係合するようにし得
る。そのような変形は当業者には何ら困難性がなく、従
つて図示されていない。
既述のように、均一な肉厚の測定管にて主軸Ｂの上述の
安定化によりもう既にして、第１図に示すような、横断
面プロフイールの実質的に楕円状の変形が得られる。特
別な場合において、相応の横断面プロフイールが十分精
確には楕円形状には相応しない場合、測定管の適当な構
成上の手段により変形状態を改善できる。このための好
適な手段によれば、個所ごとに異なる厚さを有するよう
に当該測定管を構成し、その際、最大の厚さが、主軸Ｂ
の延長方向に、すなわち磁極片ないし磁気コアの領域に
て、また。最小の厚さが、主軸Ａの延長方向に、即ち、
電極の領域に存在するようにするのである。肉厚を異な
つた大きさにする代わりに、測定管の壁を、磁極片ない
し磁気コアの領域にて補強材を設けることも可能であ
る。これらすべての手段の目的とするところは主軸Ａの
方向で中空空間横断面の変形状態を改善することであ
る。
安定化によりもう既にして、第１図に示すような、横断
面プロフイールの実質的に楕円状の変形が得られる。特
別な場合において、相応の横断面プロフイールが十分精
確には楕円形状には相応しない場合、測定管の適当な構
成上の手段により変形状態を改善できる。このための好
適な手段によれば、個所ごとに異なる厚さを有するよう
に当該測定管を構成し、その際、最大の厚さが、主軸Ｂ
の延長方向に、すなわち磁極片ないし磁気コアの領域に
て、また。最小の厚さが、主軸Ａの延長方向に、即ち、
電極の領域に存在するようにするのである。肉厚を異な
つた大きさにする代わりに、測定管の壁を、磁極片ない
し磁気コアの領域にて補強材を設けることも可能であ
る。これらすべての手段の目的とするところは主軸Ａの
方向で中空空間横断面の変形状態を改善することであ
る。
発明の効果 本発明によれば、測定管中空空間の横断面の、外部から
の影響により惹起される変形に無関係な精確な結果をわ
ずかなコストで得られる電磁流量計を実現できるという
効果が奏される。
の影響により惹起される変形に無関係な精確な結果をわ
ずかなコストで得られる電磁流量計を実現できるという
効果が奏される。
第１図は本発明の原理の説明のための電磁流量計の概念
図、第２図は本発明の電磁流量計の第１実施例の断面略
図、第３図は本発明の電磁流量計の第２実施例の断面略
図である。 10…電磁流量計、11…測定管、12,13…励磁コイル、14,
15…電極、16…金属製外とう、17…ライニング
図、第２図は本発明の電磁流量計の第１実施例の断面略
図、第３図は本発明の電磁流量計の第２実施例の断面略
図である。 10…電磁流量計、11…測定管、12,13…励磁コイル、14,
15…電極、16…金属製外とう、17…ライニング
Claims (11)
- 【請求項１】当該横断面が２つの主軸を有する楕円のプ
ロフィールを有する中空空間を備えた測定管と、流動方
向に対して横断する方向に向けられた磁界を発生する装
置と、第１主軸に沿って相対向する個所に設けられてい
て誘起電圧を取出すための２つの電極とを具備し、ここ
において上記誘起電圧は上記測定管に導電性流動媒体が
貫流する際誘起されるものである形式の電磁流量計にお
いて、第２主軸の長さは測定管個所に位置する部分によ
り一定に保持されるように構成されており、前記第２主
軸の長さを一定に保持する部分は種々の材料から成り、
この種々の材料の各熱膨脹率は前記測定管の温度に基因
する変形によっても第２主軸の長さ変化が何ら惹起され
ないように相互に適合調整されていることを特徴とする
電磁流量計。 - 【請求項２】第２主軸の長さを一定に保持する部分とし
て、金属管及び磁界発生装置を取囲むケーシングが用い
られる請求項１記載の電磁流量計。 - 【請求項３】当該横断面が２つの主軸を有する楕円のプ
ロフィールを有する中空空間を備えた測定管と、流動方
向に対して横断する方向に向けられた磁界を発生する装
置と、第１主軸に沿って相対向する個所に設けられてい
て誘起電圧を取出すための２つの電極とを具備し、ここ
において上記誘起電圧は上記測定管に導電性流動媒体が
貫流する際誘起されるものである形式の電磁流量計にお
いて、第２主軸の長さは測定管個所に位置する部分によ
り一定に保持されるように構成されており、前記第２主
軸の長さを一定保持する部分は前記測定管ないし前記測
定管を流れる媒体に熱的に結合されており、その際前記
測定管の温度に基因する変形によって前記第２主軸の何
らの長さの変化の惹起されないように上記熱的結合はな
されていることを特徴とする電磁流量計。 - 【請求項４】第２主軸の長さを一定に保持する部分とし
て、金属管及び磁界発生装置を取囲むケーシングが用い
られる請求項３記載の電磁流量計。 - 【請求項５】当該横断面が２つの主軸を有する楕円のプ
ロフィールを有する中空空間を備えた測定管と、流動方
向に対して横断する方向に向けられた磁界を発生する装
置と、第１主軸に沿って相対向する個所に設けられてい
て誘起電圧を取出すための２つの電極とを具備し、ここ
において上記誘起電圧は上記測定管に導電性流動媒体が
貫流する際誘起されるものである形式の電磁流量計にお
いて、第２主軸の長さは測定管個所に位置する部分によ
り一定に保持されるように構成されており、前記第２主
軸の長さを一定に保持する部分として、磁気コア、及び
磁界の発生のための装置の磁気帰路部材が用いられ、磁
界発生装置は２つの磁気コアを有し該磁気コアは前記第
２主軸に沿って直径方向で相対向する個所で金属管の外
面に接触係合し、それにより前記金属管の変形の際前記
第２主軸の長さを実質的に一定に保持するように構成さ
れていることを特徴とする電磁流量計。 - 【請求項６】上記磁気コアは金属管の外面に当接する磁
極片を有する請求項５記載の電磁流量計。 - 【請求項７】磁極片は金属管より大きな曲率半径を有す
る請求項６記載の電磁流量計。 - 【請求項８】第２主軸の長さを一定に保持する部分とし
て、金属管及び磁界発生装置を取囲むケーシングが用い
られる請求項５記載の電磁流量計。 - 【請求項９】当該横断面が２つの主軸を有する楕円のプ
ロフィールを有する中空空間を備えた測定管と、流動方
向に対して横断する方向に向けられた磁界を発生する装
置と、第１主軸に沿って相対向する個所に設けられてい
て誘起電圧を取出すための２つの電極とを具備し、ここ
において上記誘起電圧は上記測定管に導電性流動媒体が
貫流する際誘起されるものである形式の電磁流量計にお
いて、第２主軸の長さは前記測定管の壁体を成す測定管
個所に位置する部分により一定に保持されるように構成
されていることを特徴とする電磁流量計。 - 【請求項１０】測定管の壁体が個所個所ごとに異なった
厚さである請求項９記載の電磁流量計。 - 【請求項１１】測定管の壁体が個所ごとに補強されてい
る請求項９記載の電磁流量計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3733206.6 | 1987-10-01 | ||
| DE3733206 | 1987-10-01 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01187415A JPH01187415A (ja) | 1989-07-26 |
| JPH06103202B2 true JPH06103202B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=6337398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63244651A Expired - Lifetime JPH06103202B2 (ja) | 1987-10-01 | 1988-09-30 | 電磁流量計 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4932268A (ja) |
| EP (1) | EP0309932B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06103202B2 (ja) |
| DE (1) | DE3870125D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014503075A (ja) * | 2011-01-20 | 2014-02-06 | クローネ アクチェンゲゼルシャフト | 磁気誘導式流量測定装置のための磁気回路装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US5289725A (en) * | 1991-07-31 | 1994-03-01 | The Foxboro Company | Monolithic flow tube with improved dielectric properties for use with a magnetic flowmeter |
| EP0649005B1 (de) * | 1993-10-14 | 1997-04-23 | Endress + Hauser Flowtec AG | Magnetisch-induktive Durchflussaufnehmer |
| NL1002970C2 (nl) * | 1995-08-17 | 1997-03-11 | Freddy Bruinink | Werkwijze en inrichting voor het meten van een debiet van een stromend medium. |
| DE19535997C2 (de) | 1995-09-27 | 1997-09-25 | Ketelsen Broder | Induktiver Durchflußmesser |
| JP3662312B2 (ja) † | 1995-10-27 | 2005-06-22 | 株式会社山武 | 電磁流量計 |
| GB2312512A (en) * | 1996-04-26 | 1997-10-29 | Caledonian Control Technology | Electromagnetic flowmeters |
| DE19958285C2 (de) * | 1999-12-03 | 2002-05-02 | Krohne Ag Basel | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
| RU2212022C1 (ru) * | 2002-09-27 | 2003-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения | Электромагнитный способ измерения уровня |
| DE10306522A1 (de) * | 2003-02-14 | 2004-08-26 | Endress + Hauser Flowtec Ag, Reinach | Montagepaket für die Herstellung eines magnetisch-induktiven Durchflußmessers |
| RU2249187C1 (ru) * | 2003-09-09 | 2005-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие Государственный научно-исследовательский институт теплоэнергетического приборостроения (НИИтеплоприбор) | Способ поверки электромагнитных уровнемеров и расходомеров-уровнемеров |
| US7627939B2 (en) * | 2004-12-21 | 2009-12-08 | Endress + Hauser Flowtec Ag | In-line measuring device with measuring tube and method for manufacture thereof |
| DE102007058133A1 (de) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Messsystem, insbesondere zur Durchflussmessung eines in einer Rohrleitung strö menden Messmediums |
| US8006569B2 (en) * | 2009-06-12 | 2011-08-30 | Sensus Usa Inc. | Magnetic flow meter |
| DE102010040285A1 (de) * | 2009-10-23 | 2011-05-12 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Thermisches Durchflussmessgerät |
| DE102009045958A1 (de) * | 2009-10-23 | 2011-05-12 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Thermisches Durchflussmessgerät |
| DE102011079351A1 (de) * | 2011-07-18 | 2013-01-24 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
| DE102011083549A1 (de) | 2011-09-27 | 2013-03-28 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
| DE102012016401A1 (de) * | 2011-11-20 | 2013-05-23 | Krohne Ag | Magnetisierungsvorrichtung für ein kernmagnetisches Durchflussmessgerät |
| DE102012014266A1 (de) * | 2012-07-19 | 2014-01-23 | Krohne Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
| CN103048024B (zh) * | 2012-12-19 | 2015-08-26 | 西安交通大学 | 高温高粘度液态金属电磁流量计 |
| US9429454B2 (en) | 2013-07-19 | 2016-08-30 | Rosemount Inc. | Magnetic flowmeter |
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| DE102024123796A1 (de) * | 2024-08-20 | 2026-02-26 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
| DE102024123799A1 (de) * | 2024-08-20 | 2026-02-26 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Magnetisch-induktives Durchflussmessgerät |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1988-09-30 JP JP63244651A patent/JPH06103202B2/ja not_active Expired - Lifetime
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